蓝藻菌落的线性和非线性力学
YZ Sinzato, AM Drost, DB Van de Waal… - arXiv preprint arXiv …, 2026
有毒蓝藻水华是一个日益严重的环境问题,影响淡水生态系统、饮用水供应和公共卫生。蓝藻微囊藻是最重要的水华形成物种之一。它 …
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Knowledge & Management of Aquatic Ecosystems
亚热带浅湖外部养分负荷减少后浮游植物养分限制的长期变化
Shi Fu, Jinlei Yu, Hu He et al.
氮(N)和磷(P)过量输入引起的富营养化是湖泊的全球性环境问题。外部养分控制可能会改变氮和磷对浮游植物生物量的相对影响。 For Lake Wuli, a subtropical shallow lake in China, suffering from severe eutrophication since the early 1980s, a restoration program aimed to control external nutrient loading was implemented in 2002. Long-term data (1998–2019) revealed that annual mean phytoplankton biomass (Chl
一个
concentration), total nitrogen (TN), and total phosphorus (TP) concentrations decreased significantly following external nutrient loading reduction.夏季和冬季 TN 浓度显着下降,而 TP 和 Chl
一个
仅在冬季显着下降。 The decline in the concentrations of TN was larger than that of TP, resulting in a significant reduction in the TN/TP ratio from 33.3 to 15.5 on an annual basis, from 23.3 to 10.9 in summer, and from 44.3 to 21.2 in winter.高TN/TP比值和低SRP浓度(<10 μg/L)表明五里湖冬季受磷限制。 The changes in the summer TN/TP ratio indicate a shift from P limitation of phytoplankton growth to N and P co-limitation, which was confirmed by a nutrient addition experiment conducted in summer in 2023. Our results indicate that, at the present environmental conditions, inputs of either N or P, and especially both nutrients, will increase the risk of phytoplankton blooming in summer in this subtropical shallow lake.
Open Access
Science Advances
维持中国地表水质量的动态安全氮边界
Yiyang Zou, Jiami Wu, Xin Xu et al.
氮在地球的生物地球化学循环中发挥着至关重要的作用,既是生命必需的营养素,又是环境污染物。在安全范围内管理氮的使用对于实现可持续发展目标至关重要,特别是在全球人口不断增长的压力下。在此,我们根据 1980 年至 2020 年管理实践和径流变化的驱动,根据中国地表水质量,量化了人-自然系统氮输入安全边界的时间动态。人-自然系统氮管理不足导致安全氮边界从 27 Tg N 年减少。
−1
in 1980 to 17 Tg N year
−1
2006年。随后,农业氮肥利用效率和城市废物管理的提高推动了这一界限的扩大,达到了34 Tg N年
−1
到 2020 年,需要进一步整合涵盖农业、城市废物和人类饮食模式的氮管理战略,以便到 2050 年将氮的使用维持在既定的安全范围内,为生态系统、人类健康、气候和粮食供应产生 3,350 亿美元的社会效益,相关实施成本为 1,060 亿美元。这些发现表明,改进的氮管理实践可以动态地扩大安全操作空间,提高氮利用率,以支持人类福祉,同时将氮污染保持在安全的环境限度内。
Water Research
解读大型河流系统中 PFAS 多介质季节性命运的水文影响的悖论:悬浮颗粒物的作用
Dandan Yan, Jianwei Dong, Ruxia Qiao et al.
全氟烷基物质和多氟烷基物质(PFAS)独特的物理化学性质,加上水文变化,导致它们在河流系统中的命运复杂。关于水文影响的研究经常得出相互矛盾的结论……
Water Research
基于预算封闭图的分配揭示了极端降雨条件下的非线性污染源切换
Guoshuai Zhang, Shunxing Qin, Zhonghua Li et al.
气候变化导致极端降水加剧,但建立在年度或季节性负荷预算基础上的流域管理框架仍然忽视了可以重组污染物输送的次周间歇性脉冲。我们提出...此邮件是由 Google 学术搜索发送的,因为您正在关注与刘勇的研究相关的新文章。取消提醒
Open Access
推进监测湖泊中斑驴和斑马贻贝繁殖的环境 DNA 方法
Marine Vautier, Isabelle Domaizon
摘要
这项研究证明了环境 DNA (eDNA) 方法在监测两种入侵淡水贻贝的繁殖期方面的适用性,
多形藻 (
斑马贻贝)和
嘴形德雷塞纳 (Dreissena rostriformis bugensis)
斑驴贻贝),解决了对这些改变生态系统的物种改进检测和监测技术的需求。
开发了用于多重液滴数字 PCR (ddPCR) 的新引物和探针,以区分斑马贻贝和斑驴贻贝,它们的幼虫在形态上无法区分。比较了三种 eDNA 采样方法:综合水样(0-50 m 深度)、地下水样和浮游生物散装样品。这些方法应用于四个深近高山湖泊,并将 eDNA 获得的结果与传统的 veliger 显微镜计数进行了比较。
三种 eDNA 方法获得的值与 veliger 幼虫的视觉计数呈正相关,但综合水和浮游生物大量 eDNA 采样被发现在量化 dreissenid veliger 幼虫和估计繁殖期方面比地下水 eDNA 更有效。基于批量的方法对于定性存在/不存在 veliger 幼虫信息非常有效,仅当观察到幼虫时才会出现阳性 eDNA 信号;它是唯一成功检测日内瓦湖斑马信号的 eDNA 方法。然而,用这种方法观察到一个湖泊的冬季繁殖信号被高估。水集成方法很好地捕获了计数的 veliger 幼虫的定量动态,但存在假阳性生殖信号(未观察到幼虫时的贻贝 eDNA 信号)。这里测试的 eDNA 方法能够描述所研究湖泊中两个物种的繁殖动态,强调斑驴可以在其占主导地位的高山周边湖泊中全年繁殖,而在以斑马为主的湖泊中,繁殖期仅限于温暖的季节。该研究还提供了阿纳西湖和艾格贝莱特湖中存在斑驴贻贝的第一条线索。
尽管本研究中评估的 eDNA 方法建议进一步改进方法,但这些方法仍然适用,并且有助于更好地了解湖泊中这些入侵物种的生态。
铁同位素揭示了北盾湖蓝藻大量繁殖期间的铁循环途径
K Liu, SL Schiff, T Phan, RJ Elgood, B Kendall… - Goldschmidt 2026 …, 2026
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Open Access
Limnology and Oceanography Letters
两个高山周边湖泊甲烷悖论的季节差异和潜在生物驱动因素
Niharika Sharma, Manuela Felsberger, Zeynep Kurt et al.
摘要
人们对淡水湖泊甲烷悖论背后的季节变化和生物驱动因素知之甚少。在这里,我们研究了不同季节两个高山周边湖泊的地下甲烷库存和浮游植物之间的关系。两个湖泊的地表水始终处于甲烷饱和状态,最大值分别达到 570 和 205nmolL
−1
夏季分别在蒙德湖和阿特湖的金属湖中。在中寡营养蒙德湖中,甲烷浓度与浮游植物丰度呈正相关,但在超寡营养阿特湖中则不然。然而,尽管浮游植物在蒙德湖的甲烷最大值处达到了丰度峰值,但孵化实验
13
C标记的碳酸氢盐显示初级生产力产生的甲烷可以忽略不计。相反,我们的结果表明,浮游植物可能只是通过替代途径间接参与甲烷生产,或者通过向这些寡营养湖泊中微生物群落的其他成员提供前体化合物。
Water Research
被忽视的暗溶解有机物揭示了降雨期间农田地表和地下流量中碳输出的迁移和转化
Guo Chen, Hao Wang, Qingwei Zhang et al.
溶解有机物 (DOM) 的环境影响取决于其输出能力和进入水生系统的途径。傅里叶变换离子回旋质谱仪已广泛应用于 DOM 分子的非靶向分析……
Open Access
Hydrobiologia
复杂的家园,复杂的生活:大型植物结构的复杂性如何塑造附生纤毛虫群落的分类和功能多样性
Matheus Henrique de Oliveira de Matos, João Vitor Bredariol, Gustavo Mayer Pauleto et al.
摘要
淡水生态系统虽然只占地球表面的不到1%,但却是支持生态系统功能的生物多样性热点。在这些系统中,由栖息地结构复杂性驱动的环境异质性被认为是塑造群落结构的关键因素。本研究评估了四种水生大型植物的结构复杂性如何影响附生纤毛虫群落的分类和功能属性。使用大型植物复杂性指数对大型植物进行分类:
睡莲
,
分叉卡邦巴
和
细叶藻
(中级),以及
叶狸藻
(最复杂)。尽管最简单和最复杂的物种之间存在显着差异,但最复杂的大型植物的丰富度和密度往往更高。对于功能指标,只有功能丰富度显示植物之间的差异,并沿着复杂性梯度增加。不同大型植物的纤毛虫群落的分类和功能组成各不相同,特别是在最简单和最复杂的物种之间。 RLQ 分析揭示了大型植物之间的分离,具有与特定植物相关的特定性状。然而,最低复杂性和中等复杂性之间发现的微弱差异表明,结构复杂性的增加并不一定意味着整体异质性的增加。相反,精细尺度的微生境特征(间隙空间、粗糙度和突起)似乎发挥着关键作用。
Open Access
Diversity
饮用水源水库中的寡营养-中营养分歧形状塑料球细菌组合
Shuwen Ma, Weihao Li, Liwen Zhong et al.
淡水环境中的微塑料为微生物定殖提供了持久的基质,形成了塑料圈。然而,人们对营养条件如何影响饮用水源水库中的塑料圈细菌群落仍知之甚少。本研究对中国福建省龙岩市的九个主要饮用水源水库进行了调查。将水质测量、营养状态评估和 16S rRNA 基因扩增子测序相结合,以表征寡营养和中营养水库的塑料球细菌群落。综合营养级指数将4个水库分类为中营养型,5个水库分类为贫营养型。细菌α多样性指数没有显示出显着的营养依赖性模式,而PERMANOVA显示营养组之间存在显着的组成差异(p < 0.01)。电导率、pH 值和溶解氧是群落变化最强的相关性。中营养库富含芽孢杆菌门和拟杆菌门,生物标志物主要属于丛毛单胞菌科,而贫营养库则含有更多样的生物标志物,以假单胞菌门和蓝细菌门为主。功能预测表明,只有脂肪族非甲烷烃降解在营养组之间存在显着差异,而氮循环功能没有显示出显着差异。这些发现表明,即使在狭窄的寡营养到中营养梯度范围内,营养状态也可以作为塑造饮用水源水库中塑料圈群落结构的重要环境过滤器,为源水生态系统中微塑料的生态风险评估提供新的见解。
Journal of Soil and Water Conservation, India
摄影测量技术在三角洲地区地形信息获取中的应用
Prachi Pratyasha Jena, Abhishek Patel, Chandranath Chatterjee
摘要数字高程模型(DEM)对于土地和水资源管理(特别是洪水管理)中的地形研究至关重要。盆地的三角洲部分由于坡度低,一直容易遭受洪水的影响,这给地形数据分析带来了挑战。本研究试图利用Cartosat-1 立体图像对为马哈纳迪盆地的三角洲地区开发相对准确的DEM。摄影测量技术经过精心执行,最小 RMSE 为 2 至 3 像素。将 10m×10m 生成的 DEM 重新采样为 30m×30m DEM,以便与 SRTM DEM 进行比较。 DEM 质量是根据测量的断面、河堤轮廓和地面控制点,使用统计参数和均方根误差 (RMSE) 和平均平均误差 (MAE) 等精度测量来评估的。对于河流断面,Cartosat-1 DEM 的 MAE 和 RMSE(分别为 2.70 m 和 3.38 m)低于 SRTM DEM(分别为 4.26 m 和 5.32 m)。统计和图形比较表明,生成的Cartosat-1 DEM比SRTM DEM更能代表河床;然而,这两个 DEM 都具有相似的洪泛区高程表示。
Journal of Water Process Engineering
青海湖河口湿地净化系统微生物群落结构和氮磷去除机制的宏基因组研究
Xiaoyan Xi, Jia Jia, Kelong Chen et al.
河口湿地是水质的重要调节者,但高原地区的净化性能往往受到低温和高盐度的限制。在这里,我们构建了一个集成人工的协同净化系统……
Open Access
Microbiome
综合宏转录组学将 Lachnospiraceae 确定为调节瘤胃生物氢化和牛奶 ω-6/ω-3 多不饱和脂肪酸比例的关键类群……
Han Zhang, Weimin Mao, Zheng Lai et al.
背景 通过增加 ω-3 多不饱和脂肪酸 (PUFA) 含量和降低 ω-6/ω-3 PUFA 比例来提高牛奶营养质量是改善乳制品的重要机会。虽然瘤胃...
Open Access
Scientific Data
用于探索帕文淡水湖中微生物真核生物的多组学资源
Damien Courtine, Cécile Lepère, Ivan Wawrzyniak et al.
摘要
尽管高通量测序的最新进展极大地扩展了我们对水生生态系统中微生物多样性和功能的理解,但淡水微生物真核生物的研究进展却较为有限,这主要是由于它们的基因组庞大、多样性巨大以及很大程度上未表征的生理学。在这项工作中,我们提出了一个以真核生物为中心的综合多组学数据集,包括靶向宏基因组(18S rDNA V4 和 V9)、宏基因组、宏转录组和单扩增基因组(SAG)。帕文湖(法国)是一个永久分层的淡水湖,在 2018 年的四个不同时间(白天和夜间)对含氧层和缺氧层进行了采样,针对两种尺寸级别的微生物真核生物(0.65–10μm 和 10–50μm)。该数据集包含 106 个真核宏基因组组装基因组 (MAG)、超过 900 万个 unigene 和 11 个 SAG,涵盖公共数据库中几个代表性不足的类群 (
例如
。 Perkinsea、壶菌门、Cryptista)。总而言之,该数据集代表了探索微生物真核生物的功能多样性和时空动态的资源。
Journal of Environmental Sciences
淡水养殖系统中的多界微生物群落动态:水稻-小龙虾共培养模式优势的微生物规模支持
Lu Zhang, Yujie Mao, Zhi Wang
本研究调查了淡水水产养殖系统中的多界微生物动态,以解决有关多界群落变异的剩余问题以及水稻-小龙虾共培养模式(RCCM)生态效益的微生物证据。对江汉平原三种典型水产养殖模式,即RCCM、鱼塘(FP)和蟹-小龙虾共养塘(CCFP)的细菌、古菌、真菌和病毒进行了分析。细菌在淡水水产养殖中占主导地位... •引用:变暖和营养丰富共同增加...
Open Access
Aquatic Sciences
驱动淡水群落β多样性的环境和空间因素:系统评价
Natanael José da Silva, Fernando Miranda Lansac-Tôha, Tatiane Mantovano et al.
摘要
水生群落的结构取决于一系列因素,例如非生物变量、生物相互作用以及与物种传播相关的空间过程。然而,这些预测因素的影响因不同的空间尺度、生物群体和生态系统而异。环境和空间过程是β多样性的关键驱动因素,因此本综述旨在综合关于驱动全球淡水生态系统元群落β多样性的环境和空间因素的相对重要性的文献。这项工作的重点是基于相异矩阵的研究,采用基于距离的冗余分析和变异划分技术。选择并分析了 45 篇文章,并根据生物群体、生态系统类型、空间范围、多样性方面和 beta 多样性组成对数据进行分类。结果显示,在整个数据集中,环境因素解释了中位数 8% 的差异,而空间因素解释了 4%。这两个因素都导致了这种变化,但环境因素在所有生物群体、生态系统类型和β多样性方面更为重要。物种更替/更替和总β多样性的组成部分也主要由环境因素解释,而丰富度差异和嵌套与空间因素更密切相关。环境和空间因素的影响在不同的空间尺度上有所不同。这些发现强调了在研究元社区时考虑多个生态类别和尺度的重要性。此外,他们强调需要在元群落研究中纳入其他因素,例如时间动态和生物相互作用。
Open Access
Frontiers in Water
安第斯高海拔饮用水湖(秘鲁安第斯山脉)季节性水文强迫下的光学约束营养状态模式
Solón Dante Carhuallanqui Ibarra, Rubén Ñaupari Molina, Alfredo Ozejo Lopez et al.
在强烈的季节性水文强迫下,用作饮用水源的高安第斯湖泊日益面临水质恶化(特别是光学条件)的风险。本研究通过区分营养分类(卡尔森营养状态指数 TSI 的分类结果)和营养表达(生物反应,主要通过叶绿素-a 评估),并确定跨站点、深度和水文周期的结构时空变异的主要统计相关性,评估潘帕科查泻湖(秘鲁安第斯山脉)的营养模式。通过跨越干湿水文期的八次采样活动进行了水质监测(48 个观测值)。理化变量、营养素、叶绿素-a、生化需氧量 (BOD
5
)、溶解氧和 Secchi 深度进行了分析。使用 Mann–Whitney 测试季节差异
U
-测试,使用逐成分卡尔森的TSI作为基于指标的营养评估来评估营养状态,并应用主成分分析(PCA)来探索多变量结构。中位 TSI_mean 值表明在潮湿和干燥时期都存在持续的低营养分类(寡营养到低中营养范围)(潮湿:35.7,IQR 4.67;干燥:34.9,IQR 3.49)。 TSI 成分存在明显差异:Secchi 深度衍生值表明富营养状况(TSI_SD ≈ 56-57),叶绿素-a 衍生值表明寡营养状况(TSI_Chl ≈ 26-27),TP 衍生值仍处于寡营养范围内(TSI_TP ≈ 18-23),这表明营养指标之间存在很强的脱钩。不同水文时期的营养盐浓度和叶绿素-a 没有显着差异(
p
> 0.05),而水的透明度表现出明显的季节性对比(
p
< 0.001;湿中位数 1.85 m 与干中位数 1.55 m)。 PCA 解释了总方差的 60.79%(PC1 40.33%,PC2 20.46%),表明环境组织沿着梯度整合氮形式、矿化/离子条件和光学生物响应。总体而言,潘帕科查泻湖表现出持续较低的营养分类,其营养表达主要受光学和物理控制的影响。因此,TSI 检测到的富营养化信号最好解释为与透明度变异相关的 Secchi 深度主导的指数响应,而不是机械意义上的营养驱动的生物富营养化的证据。这些发现强调了在季节性水文强迫下评估和管理安第斯高海拔饮用水源时整合光学指标和多变量诊断的重要性。
Open Access
Ecology and Evolution
伤口中的盐:评估不同盐污染梯度下两栖动物种群的病原体敏感性
Rick A. Relyea, Jason T. Hoverman, Jessica Hua et al.
摘要
淡水盐碱化是一个人为污染问题,随着我们认识到该问题的全球性以及广泛的致命和亚致命影响,该问题正受到越来越多的关注。越来越多的研究发现,一些淡水类群可以在几代人的时间内进化出更高的耐盐性,但这种进化出的耐盐性往往会在性能和适应性之间进行权衡。我们检查了是否从九个林蛙种群中收集了蝌蚪(
林蛙
),已经暴露于不同高盐浓度的世代,对常见两栖动物病原体的敏感性不同。当接触棘口虫时,所有蝌蚪都被感染,但没有死亡,而且种群中的病原体负荷相似。当暴露于蛙病毒(FV3)时,种群的存活率存在很大差异,来自盐分较高的池塘的种群存活率较低。然而,在幸存者中,来自盐度较高的池塘的种群病毒载量较低,表明抵抗力较高。总的来说,这些结果表明,历史上池塘中的盐暴露可能与对某些病原体的敏感性差异有关,尽管还需要对其他种群、宿主物种和病原体物种进行更多的工作。
区域增温下滇高山西北湖泊碳藏变化的长期模式及其驱动因子
刘智, 王露, 陈光杰, 代平慧, 陈俊沅, 马欠, 孔令阳… - 应用生态学报, 2025
摘要湖泊是地表系统重要的陆地碳汇之一,其有机碳(OC)与无机碳(IC)及其埋藏量迁移转化特征受流域地表过程影响明显。 在人类活动直接影响较弱的高山地区,长期增温会促进藻类生长,并加速有机质的矿化作用,改变OC和IC的积累及其埋藏特征。 其中滇西北地区6个高山湖泊(深水湖泊: 丁娘公错, 盖公错纳, 沃迪错; 浅水湖泊: 丁公错, 碧沽天池, 属都湖) 开展沉积物调查, 基于总氮, 叶绿素, OC和IC含量等指标, 结合气候重建等资料, 甄别区域增温下高山湖泊OC和IC… •引用: 土地利用和气候控制对水生碳循环和…
鲑鱼幼鱼对二氧化碳和温度交互作用的生理和行为反应
Imogen G. Bellinger
气候变化正在导致淡水生物多样性和生态系统健康下降。这些系统中的鱼类将越来越多地暴露在二氧化碳 (CO2) 水平和温度升高的环境中。尽管许多研究都研究了二氧化碳和温度对鱼类的独立影响,但相对较少的研究调查了它们的综合影响,尽管这些压力因素在自然环境中同时存在。二氧化碳和温度的升高可能会在短期和长期时间内发生,由于适应这些条件的时间有限,急性暴露可能会导致更明显的生理影响。此外,尽管淡水鱼的二氧化碳浓度经常高于海洋物种,但在气候变化研究中仍未得到充分研究。总之,这些限制凸显了需要研究二氧化碳和温度升高对淡水鱼在急性和长期暴露期间的综合影响,这也是本论文的目的。为了解决这个问题,我将幼年的北极红点鲑 (Salvelinus alpinus) 和红点鲑 (Salvelinus fontinalis) 暴露于急性或长期暴露于升高的二氧化碳、温度或两者的组合中,并检查了各种生理或行为反应。在长期暴露期间,在多个时间点测量反应以评估生理调节模式。总体而言,观察到二氧化碳和温度的独立影响和交互影响。在某些情况下,温度的影响比二氧化碳的影响更大,特别是对北极红点鲑幼鱼的行为反应。在其他情况下,二氧化碳和温度具有交互作用,特别是对鳟鱼幼鱼的生长、生存、耐热性和行为。鳟鱼幼鱼的代谢和行为反应在暴露初期表现出最大的变化,但随着时间的推移通常会恢复到基线,这表明它们的状况需要进行调整。然而,在暴露期间,在两种压力源下,生长和存活率均出现最显着的下降,表明这种调整可能无法完全减轻这些压力源的影响。这些发现提高了我们对淡水鱼如何应对多种气候相关压力源的理解,并有助于确定可能适合溪鳟和北极红点鲑等物种在环境变化时的条件。
使用高频特定电导率测量检查高速公路对安大略省北部水质的影响
WJ MacKenzie - 2026
了解地表水和地下水之间复杂的相互作用对于妥善保护我们共享的水资源以提供安全饮用水、减缓气候变化以及保护受威胁的水生物种至关重要。高纬度气候中最令人担忧的是污染物氯化物 (Cl–),这是一种在除冰盐中发现的离子,通常以氯化钠 (NaCl) 的形式存在,用于维持安全的冬季旅行条件。虽然道路盐可以有效去除冰雪……•引用:道路盐在浓度低于……时会影响淡水浮游动物。
外来物种对本地物种重新引入的影响:安大略湖鳟鱼重新引入
C Therrien - 2026
重新引入计划是扭转淡水环境中鱼类灭绝的重要工具,但只有 25-50% 的重新引入计划是成功的。外来物种存在于许多需要恢复的栖息地中,外来物种可能通过捕食、竞争以及可用猎物数量和/或质量的变化对重新引入物种产生负面影响。硫胺素(维生素B1)是鱼类饮食中的重要营养素。人们越来越担心……·引述:萨德伯里(加拿大安大略省)湖泊的重新褐化现已接近……
Murtadha M Hussein A kadhim、Zahraa Hamza Merza、Qassim Ammar Ahmood AL-Janabi (2026)。用于早期检测入侵淡水的环境 DNA……
ZAA Aljanabi - South Asian Res J Bio Appl Biosci
生物入侵是全球淡水多样性面临的最大威胁之一,大型跨境河流也受到人类的影响。环境 DNA (eDNA) 是一种强大的工具,因为它既是非侵入性的,又可以检测种群数量极低的物种的存在。目前的研究重点是利用 eDNA 通过基于 eDNA 的监测来识别幼发拉底河系统中的入侵淡水物种。这包括对 Shatt al-Hillah 频道的关注... •引用:新出现的威胁和持续的保护挑战... 此消息由 Google 学术搜索发送,因为您正在关注对 John Smol 撰写的文章的新引用。取消提醒
Water Research
极端气候事件加剧导致大型浅水富营养化湖泊蓝藻水华正常化
Changqing Liu, Kun Xue, Jinsheng Yang et al.
在人为气候变化的影响下,加剧的极端气候事件正在日益重塑湖泊蓝藻水华。然而,他们的贡献仍然难以量化,因果路径也不清楚,限制了他们的……
Limnology and Oceanography
深处的耦合:深淡水湖含氧低层溶解有机物与微生物的联系
Morimaru Kida, Ayuri Ohira, Yusuke Okazaki et al.
摘要
溶解有机物(DOM)和微生物群落之间的相互作用是水生生态系统中生物地球化学循环的一个关键但尚未得到充分研究的驱动因素。了解这些相互作用对于阐明维持生态系统功能的化学和微生物动力学至关重要。在这里,我们将基于非靶向超高分辨率质谱(FT-ICR MS)的环境代谢组分析与微生物组分析相结合,以琵琶湖(日本)作为模型系统,对整个分层时期深层淡水湖的表层(5米和温跃层)和含氧底层(60和85米)中的DOM与微生物之间的联系进行了首次全面调查。为了便于解释 DOM-微生物网络,我们开发了一个集成的化合物类别分类 (IC3) 框架,用于将分子式 (MF) 分配给假定的化合物类别。使用具有基于比例关联的组成数据分析框架,我们在下层水层中识别出共变的 MF 和细菌类群,其表现出比表层层更复杂的网络。这些网络包含 1704 个 MF 和 14 个细菌 ASV,代表了 FT-ICR MS 总峰强度的大部分和总 ASV 丰度的 22%,强调了深水中更强的 DOM-微生物耦合。几个低层专科谱系表现出与富氮和氧化 MF 的簇特异性关联,与深水异养内的生态位分化一致。尽管网络边缘不能解决因果关系,但这些模式提供了关于底物偏好和塑造低阈值 DOM 的代谢途径的可检验假设。我们的研究首次提供了对深淡水湖浅层 DOM 与微生物关联的高分辨率见解,并为更有效、更稳健地分析这种相互作用建立了一个框架。
Open Access
Harmful Algae
较高的碱度会增加浮游植物中的铜毒性:处理藻华时 pH 值变化的重要性
Anna C. Mollica, Megan T. Wesche, Matthew F. Gladfelter et al.
一个多世纪以来,五水硫酸铜(CuSO 4·5H 2 O)一直被用来对抗淡水系统中有害的藻华。硫酸铜的剂量建议通常为环境碱度的 1%,因此……
Open Access
Marine Biology
七种水华浮游植物分解过程中溶解氧消耗差异
Se Hee Eom, Hae Jin Jeong, Jin Hee Ok et al.
水华形成生物的分解常常导致沿海缺氧。为了预测缺氧,应确定水华形成物种的密度、其衰退率和分解过程中的耗氧率。为了确定这些...
eDNA 和人工智能识别揭示浮游植物监测中的互补信号
Y Wang, J Fan, J Lu, Y Hu, F Guo - Environmental Science & Technology, 2026
浮游植物调节水生能量转移和生物地球化学循环,但准确表征群落组成仍然具有挑战性,因为不同的监测方法捕获互补但不完整的信号。这里 …
Open Access
FEMS Microbiology Ecology
海洋微生物对未来海洋和海洋热浪的恢复力和响应——来自中宇宙实验的见解
Jan D Brüwer, Micah Reismann, Antje Wichels et al.
摘要
人为影响正在重塑海洋状况,随着极端天气事件的频繁发生,海面温度上升、二氧化碳浓度升高、营养动态发生变化。虽然之前的研究表明,各种浮游类群可能会受到长期环境变化的影响,但对微生物群落的反应的探索仍然较少,而且我们对海洋热浪等短期事件如何与长期环境变化相互作用知之甚少。在这里,我们根据 ICCP 对 2100 年的预测(高排放情景 RCP 8.5),研究了热浪(+ 2°C,持续 5 天)对模拟环境和未来沿海条件(1000 ppm CO2,+3°C,氮:磷酸盐比为 25)的中生态系统中微生物群落的影响。我们使用 16S rRNA 基因测序、荧光显微镜和实验方法来研究微生物群落分类组成、细胞丰度、病毒样颗粒丰度以及细胞分裂和死亡率。我们的结果表明,未来的沿海条件可能会影响微生物群落组成、生物多样性以及总浮游细菌的丰度。相比之下,我们模拟的海洋热浪对微生物群落组成的影响较小,我们没有观察到热浪对病毒样颗粒计数和细胞分裂率有任何影响。总之,我们的研究结果表明微生物群落对短期热扰动具有一定的恢复能力。
Journal of Environmental Sciences
基于高分辨率质谱的机器学习用于预测微塑料衍生的溶解有机物的光化学反应性
Jie Zhang, Chen Jia, Dejin Wang et al.
微塑料衍生的溶解有机物 (MPs-DOM) 已成为水生 DOM 池的重要组成部分,光化学过程控制着其转化和命运。辐照实验通常用于评估……
Water Research
河流-地下水交换的季节性逆转控制青藏高原干旱边缘溶解有机物的动态
Bing Yi, Jingtao Liu, Yong-Sik Ham et al.
溶解有机物(DOM)是地表水-地下水相互作用(SGI)区内碳循环和水质的关键调节剂。然而,SGI 的季节性重组如何控制高海拔干旱盆地的 DOM 动态……此消息由 Google 学术搜索发送,因为您正在关注与 Erik Jeppesen 研究相关的新文章。取消提醒
Environmental Monitoring and Assessment
基于NSFWQI的东京河流水质长期定量评价(1966-2023)
Martiwi Diah Setiawati, Jian Pu, Chethika Gunasiri Wadumestrige Dona et al.
本研究根据 1966 年至 2023 年东京隅田川的监测数据,使用国家卫生基金会水质指数 (NSFWQI) 对水质进行长期分析。尽管 NSFWQI 已被广泛使用,但它并不经常应用于大型、长期数据集。这项研究说明了 NSFWQI 可以有效地用于数十年分析,使研究人员能够识别水质的时间动态和渐进变化……引用:监测以检测水质变化以满足政策……
用过氧化氢进行预防性处理以控制浮游蓝藻以维持淡水湖的娱乐活动
L Brient, L Martin, S Rocheteau - J Envir Sci Plant Res, 2026
用于控制蓝藻生物量的策略依赖于氧化应激的使用,遵循旨在一旦出现第一个发育迹象就限制这些生物体增殖的预防性方法。 The preventiveprinciple involves early intervention, that can only be carried out on small lakes ofless than 25 ha.在此框架内,当藻蓝蛋白达到 10 μg/L 的阈值时,将使用浓度为 5 mg/L 的过氧化氢…… •引用:管理蓝藻水华的解决方案:科学……此消息由 Google 学术搜索发送,因为您正在关注 David Hamilton 撰写的文章的新引用。取消提醒
Open Access
Journal of Fluid Mechanics
“盒子里的温盐循环”:双扩散水平对流中的热量和盐度传输
Giuseppe Vacca, Rui Yang, Christopher J. Howland et al.
大西洋经向翻转环流(AMOC)部分由双扩散水平对流(DDHC)驱动,在调节全球气候方面发挥着关键作用。事实上,它控制着赤道和极地之间的热量、盐度和营养物质的转移。本研究研究了一个理想化的模型系统,“盒子中的温盐循环”或“盒子中的 AMOC”,即明确几何形状中的 DDHC,特别是具有水平温度和盐度梯度的盒子中的流动。通过改变温度瑞利数
$\textit{Ra}_T$
和密度比
$\varLambda$
,或等效的盐度瑞利数
$\textit{Ra}_S$
,发现了四种不同的机制。这些状态通过系统的全局响应参数来区分,即温度努塞尔数
$\textit{Nu}_T$
, 盐度努塞尔数
$\textit{Nu}_S$
和摩擦雷诺数
$\textit{Re}_\tau$
,以及流动结构。水平对流的两种极限状态,高低
$\varLambda$
值,遵循水平对流的 Shishkina-Grossmann-Lohse 理论。在温度和盐水浮力之间发生强烈竞争的两个区域中,发现了明显的温盐分层和振荡对流盐指的存在。
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Biogeochemistry
平衡地中海内陆浅湖和池塘的碳固定和沉积物甲烷生产的潜在速率
Daniel Morant, Carlos Rochera, Antonio Picazo et al.
摘要
浅水淡水湖泊和池塘是西班牙地中海地区最丰富的静水生态系统。本研究通过结合浮游和底栖代谢的季节性测量以及沉积物 CH 的异位估计,量化了不同类型的代表性浅湖和池塘碳循环的主要组成部分
4
生产率。代谢率因生态类型而异,而营养状态则根据叶绿素定义
一个
,与代谢变化有关。总体而言,所研究的生态系统表现出异养行为,浮游生物和底栖生物的有氧呼吸高于初级生产。然而,水生植物的净产量超过了水柱代谢平衡,增加了固碳的总体潜力,并将系统趋势转向净自养。沉积物CH的潜在速率
4
在受控孵化条件下的生产代表了重要的碳途径,并且由于 CH 的高辐射强迫
4
,有助于这些生态系统的温室气体相关性,具体取决于随后的氧化和排放过程。河流,特别是软水湖泊和池塘的沉积物 CH 含量很高
4
生产,同时展示碳储存能力。沉积物CH的潜在速率
4
产量与沉积物有机质含量密切相关,但与其他生态状况指标无关。这些结果表明,地中海浅水湖泊和池塘的碳循环受到沉积物有机质、大型植物覆盖和营养状况等生态特征的强烈驱动,这些生态特征共同调节碳储存能力和沉积物CH
4
生产。
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Communications Biology
肽聚糖和磷壁酸合成抑制剂的协同作用导致细胞氧化损伤死亡
Yoshikazu Kawai, Yousef Dashti, Jeff Errington
摘要
肽聚糖(PG)是细菌细胞壁的主要结构成分。然而,许多细菌可以转变为细胞壁缺陷的“L 型”状态,在这种状态下,它们在没有 PG 合成的情况下生长,并对细胞壁靶向抗生素产生完全耐药性。磷壁酸 (TA) 是革兰氏阳性菌的主要糖聚合物,附着在 PG 壁 (WTA) 或脂膜 (LTA) 上。我们证明 L 型生长不需要 WTA 或 LTA。然而,它确实需要 TagO 蛋白,从而启动 WTA 的合成。用抗生素衣霉素抑制 TagO 会引发代谢转变,导致氧化损伤介导的细胞死亡,这与 PG 合成系统的扰动高度协同。 UDP-GlcNAc 是 PG 和 TA 合成的关键前体,控制代谢开关,导致平衡生长或氧化损伤。我们的结果证明了 UDP-GlcNAc 在细胞壁抑制杀伤机制中的关键作用。
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Journal of Extracellular Vesicles
外膜囊泡介导细菌核调节蛋白的分泌和核运输
Jack K. Emery, Variya Nemidkanam, Nina Colon et al.
摘要
核调节蛋白是一类细菌毒力蛋白,可运输至宿主细胞的细胞核,破坏核过程,并在某些情况下促进致癌作用。核调节素分泌并注射到宿主细胞中的机制尚不完全清楚。我们假设细菌细胞外囊泡(EV),也称为外膜囊泡,可能代表了一种将核调节蛋白递送至宿主细胞的新机制。为了解决这个问题,我们研究了 EV 在分泌
幽门螺杆菌
肿瘤坏死因子-α-诱导蛋白(Tipα),据报道这种蛋白会进行核运输并促进癌变。重要的是,我们发现大多数 Tipα 存在于
幽门螺杆菌
培养物上清液与 EV 相关,而且以具有生物活性的二聚体形式封装在这些颗粒内。共聚焦显微镜和细胞分级分离研究表明,EV 将 Tipα 携带到宿主细胞的核区室并可以结合宿主 DNA。来自同基因的 EV
尖A
与野生型细菌的 EV 相比,突变体在宿主细胞中诱导更强的促炎细胞因子反应;然而,这种效果取决于 EV 隔离方法。我们认为,EVs代表了一种新机制,细菌通过这种机制分泌核调节素并将其传递到其靶细胞,从而导致免疫反应改变并可能致癌。
Open Access
Nitrogen
藻类增值途径及其与富营养化水域养分回收的潜在相关性
Ben Crews, Austin Fox, Gary Zarillo
由过量氮 (N) 和磷 (P) 引起的富营养化仍然是全球普遍存在的水质挑战,因此需要超越传统处理方法的可扩展的营养物回收策略。本综述综合了有关基于藻类的系统作为营养物缓解和生物量增值的双重用途平台的新兴文献。我们研究了包括海藻生物提取、综合多营养水产养殖、藻类草坪洗涤器和废水藻类修复在内的系统,同时强调了报道的营养物去除效率和操作限制。除了修复之外,考虑的增值途径还包括从生物肥料、饲料、生物能源和材料到营养保健品、化妆品、生物医学材料、生物制造和减少甲烷排放的牲畜添加剂。该审查强调了将修复规模的生物质生产与商业市场联系起来的经济和物流挑战,包括污染风险、加工强度、监管分类和规模不匹配。我们提出了一个综合修复-增值框架,以指导研究、政策和行业制定营养循环、经济上可行的恢复策略。
Carbon Research
氧化铁分馏改变溶解有机物的生物降解性:分子动力学和微生物相互作用
Yuzhen Liang, Tongxin Liu, Zishan Cen et al.
溶解有机物 (DOM) 严重影响土壤、水生和沉积环境中的生物地球化学过程。然而,矿物吸附分馏和生物降解对 DOM 动力学的耦合影响和机制仍然知之甚少。在这项研究中,来自土壤的 DOM 在 pH 4.5 和 6.5 下被针铁矿分级,随后与本地微生物一起孵育 63 天。通过紫外可见分光光度计、荧光分析 DOM 组成的变化... •引用:资源芳香性影响...中的细菌群落演替
Open Access
Carbon Neutral Systems
安全碳捕获和封存的实时监测方法:技术和应用的全面审查
Tayyab Shahid, Khizar Abid, Alexander Hessinger et al.
摘要
碳捕获与封存(CCS)是一项重要技术,可以帮助许多国家减少二氧化碳排放
2
足迹并协助实现净零目标。这项研究提出了各种可以监测 CO 的地球物理技术
2
地下羽流迁移和泄漏检测。这种方法将使二氧化碳能够安全、长期储存
2
在 CCS 站点。地震方法,包括时移垂直地震剖面 (VSP) 和微震监测,可提供 CO 的高分辨率跟踪
2
羽流迁移。与此同时,重力测量、电阻率断层扫描 (ERT) 和光纤传感等非地震技术可以为地下变化提供补充见解。实验室和现场规模测试显示了盐度、压力和温度对二氧化碳地球物理响应的影响
2
- 隔离储层,强调使用多管齐下的测试方法,以更好地了解储层动态并监测地下的 CCS 羽流。 Sleipner 项目、密西西比州克兰菲尔德 CCS 站点和密歇根盆地 MRCSP 的案例研究表明,使用各种重力计进行延时重力测量的有效性。本文对随时间演变的各种监测方法进行了批判性回顾,重点关注其准确性、灵敏度和可靠性。
Open Access
海藻酸钠/壳聚糖/活性炭复合水凝胶抑制蓝藻:RSM 优化和缓释性能
Dongmei Jiang, Yingjun Wang
本研究提出了一种海藻酸钠/壳聚糖/活性炭 (SA/CS/AC) 凝胶微球,其负载柑橘皮化感化学物质,通过控释持续抑制铜绿微囊藻。通过响应面法 (RSM) 优化制备参数以改善藻类抑制,产生最佳配方:1.97% SA、0.76% CS、0.31% AC。优化后的凝胶微球7天抑制率为85.17±2.49%,与预测的85.29%一致。表征表明,AC丰富了凝胶的多孔结构和表面功能,增加了化感化学吸附位点,提高了负载效率,并能维持长期释放,25天累积释放量为70%。由于化感化学耗尽,藻类抑制从第 7 天到第 30 天略有下降,但仍为 76.27%,而空白 SA/CS/AC 载体为 30.58%,负载化感化学的 SA/CS 凝胶微球为 52.81%。因此,AC 通过提高化感化学负荷和延长活性来协同加强藻类抑制,为可持续蓝藻水华控制提供了可行的策略。
Applied Soil Ecology
黑沙纳米粒子对蚯蚓(Allolobophora caliginosa)抗氧化剂和免疫生物标志物的生态毒理学影响:来源依赖性评估
Mohammed Abdel-Wahab, Zeinab Bakr, Ali A. Thabet et al.
黑沙纳米颗粒(BS-NP)代表了一类新兴的环境纳米材料,但这些颗粒的生态毒理学效应尚不清楚。这项研究检验了从埃及红海沿岸三个地点收集的 BS-NP 对蚯蚓 Allolobophora caliginosa 氧化应激和免疫指标的影响。含有 BS-NPs 的土壤以 6.4 g kg−1 的浓度暴露于蠕虫 15 天。 ……·引用:采砂对……中大型无脊椎动物的灾难性影响
Open Access
Environmental Science and Pollution Research
摩洛哥放线菌对有毒蓝藻铜绿微囊藻具有良好的活性
Soukaina El Amrani Zerrifi, El Mahdi Redouane, Richard Mugani et al.
近几十年来,有害的蓝藻水华(HCB)已成为对人类健康(主要是饮用水源)的严重危害,并造成淡水生态系统的严重生态干扰。本研究旨在探索从摩洛哥盐河沉积物样本中分离出的放线菌控制浮游植物生长的潜力。取消提醒
Marine Pollution Bulletin
微生物组和代谢组学为了解太平洋芽孢杆菌抑制的蓝海蜇的变态和沉降提供了见解
Xiangrui Guo, Min Li, Manzoor Ahmad et al.
水母爆发威胁着沿海生态系统,需要采取紧急控制策略,尽管微生物群在海洋无脊椎动物发育中发挥着关键作用,但基于微生物的干预措施的潜力在很大程度上仍未得到探索。芽孢杆菌…
Open Access
Advanced Science
药物多样性通过生物膜介导的机制增强无脊椎动物肠道的抗生素耐药性
Yi‐Fei Wang, Ya‐Ning Wang, Da Lin et al.
摘要
非抗生素药物的环境积累是抗生素耐药性的一个新兴驱动因素。虽然已知单个化合物可塑造土壤抗性组,污染物多样性也发挥作用,但药物多样性对土壤无脊椎动物肠道抗性组的影响仍不清楚。在这里,我们结合宏基因组学和宏蛋白质组学来检查昼夜变暖下药物多样性梯度中的跳虫肠道和土壤抗性组。在恒定总浓度下增加药物多样性显着丰富了肠道微生物组中的抗生素抗性基因(ARG),但对周围土壤没有类似的影响。这种富集主要是由与外排活性和生物膜相关过程相关的多药耐药性驱动的,同时伴随着携带 ARG 的类群的增加,例如
戈登尼亚
和
苍白杆菌属
。值得注意的是,
苍白杆菌属
编码生物膜相关的芳基多烯途径。体外实验证实,生物膜的形成通过协调细胞反应促进耐药性。宏蛋白质组数据表明
苍白杆菌属
通过招募细胞外基质生产者(例如
芽孢杆菌属
和
假单胞菌属
。昼夜变暖调节了这些反应,表明化学多样性与气候压力之间存在相互作用。这些发现将药物多样性确定为宿主相关微生物组中 ARG 富集的独立驱动因素,并将化学复杂性确定为评估药物污染生态风险的关键因素。
Open Access
联合筛选方法揭示了短链羧酸的细菌化学感受器
Hiroya Oka, Dung Hoang Anh Mai, Sora Yu et al.
摘要
细菌趋化性是宿主定植和毒力的关键过程,由大量化学感受器介导。尽管它们具有生理和生态重要性,但由于存在大量潜在的相互作用,将这些化学感受器映射到它们的同源代谢配体仍然是一个重大挑战。为了解决这个问题,我们开发了一种混合筛选方法,可以从基因库中丰富功能性化学感受器。使用这种方法,我们鉴定了一组以前未表征的化学感受器
假单胞菌属
具有 Cache_3–Cache_2 结构域的物种,可感知短链 C3 羧酸。序列和计算结构分析表明,这些化学感受器表现出与最近报道的 C1 甲酸化学感受器相似的结构域特征,尽管存在很大的序列差异。代表性化学感受器的功能测定证实了对 C3 羧酸的强烈趋化反应,而对甲酸盐的反应有限。整合结构和分子动力学分析表明,相对于甲酸盐化学感受器,增加的结合袋大小和改变的灵活性有利于识别更大的 C3 羧酸配体。总之,我们的方法提供了一个简单且可扩展的框架,用于绘制配体-化学感受器相互作用,并能够对不同代谢物进行系统表征。