关键词： 浏阳河   水生生物   水环境   资源   保护措施  

摘要： 浏阳河是湘江的一级支流,它哺育着一代又一代的浏阳人,蕰藏着丰富的水生生物资源和完整的水生生态系统,生物多样性指数高。然而,随着城市化进程的推进、工业产业的发展以及生态环境的演变,浏阳河水生生物环境逐步面临着富营养化和污染等环境问题。水生生物环境恶化,不仅加剧水资源短缺,更加剧对水质安全和河流水生态系统结构的威胁。因此,开展浏阳河水生生物资源调查,了解其资源环境现状,对保护浏阳河生物多样性和改善浏阳河水域生态环境、实现人与自然的和谐共处、促进浏阳市经济社会的健康发展具有重要意义。 本研究于2018年3月在浏阳河上、中、下游分别选取大溪河白沙湾（113°50′29.61″E、28°19′33.99″N）、小溪河观音寺（113°41′28.24″E、28°13′05.70″N）、浏阳河双江口（113°58′42.73″E、28°13′3.66″N）、浏阳河大栗坪（113°36′36.99″E、28°07′24.095″N）和浏阳河洪山桥（113°15′61.9″E、28°14′76.01″N）5个采样点。以气候和水环境、生物区系组成,以及生物种类、生物量、丰度等多样性指标进行统计分析。从时间、空间角度,将2018年的浏阳河水生生物资源调查统计数据与2008年浏阳河水生生物资源调查数据进行对比分析,得出以下浏阳河水生生物与资源环境的变化情况。 （1）水环境状况 目前浏阳河流域水质状况整体良好。以浏阳河的上游——白沙桥、观音寺断面为Ⅰ类水体,浏阳河的中游——双江口断面为Ⅱ类水体,浏阳河的中下游——大栗坪断面为Ⅲ类水体,浏阳河的下游——浏阳河洪山桥断面为Ⅳ类水体。从2018年度监测的数据显示:所有浏阳河5个断面的有害因子的数据指标（总氮、氨氮、硝酸盐、亚硝酸盐、重金属）与2008年相比,均有所下降;监测的总氮指标中,以浏阳河中、上游的4个断面（上游）总氮指标均有所下降,但下游的洪山桥河段总氮指标仍有所上升。总之,从2008年至2018年,通过水域生态环境治理以来,浏阳河水域的各河段水体富营养化得到了很大的改变,特别是城镇居民生活区河段的富营养化再也没有出现,浏阳河水域呈现出一河碧水,晴空万里。 （2）水生生物种类及丰度的变化 从监测时段上分析:2018年浏阳河5个监测点白沙湾、观音寺、双江口、大栗坪、洪山桥端面的浮游生物量均比2008年下降,降幅分别为92.5%、97.2%、89.4%、43.9%、50%。而浮游生物量代表水域中“肥度”。所以从2008年至2018年,通过水域生态环境治理,浏阳河水域的各河段水体富营养化得到了很大的改变。2018年5个采样点的水生生物种类及丰度,与2008年相比较,主要呈现出以下变化:水生生物种类中,2018年水生植物种类较2008年有所减少,水生动物种类有所增多,浮游动物密度和生物量整体升高,轮虫类、枝角类、原生动物、桡足类动物种类结构基本不变,其中轮虫类动物占比有所下降,下降了14.33%,说明水体中浮游植物种群发生改变,总量减少。也就是说明2018年浏阳河水域水体肥度比2008年下降,浏阳河水域的水质不断向好。 （3）生物多样性及水环境 从监测数据得知,2018年监测到浏阳河水域中浮游植物比2008年多了7属,浮游植物种类共54种,分属8门38属,28种淡水浮游动物,其中淡水原生动物有6种,占21.4%;轮虫9种,占32.1%;枝角类7种,占25%;桡足类共有6种,占21.4%;底栖动物仅约17个属种,平均密度值为126.03个/m2,平均生物量为1.19 g/m2;从渔获物组成分析:调查河段渔获物以定居性小型鱼类为主,其中体长小于15 cm的鱼类占渔获物总数的95%以上,体重小于20 g的占渔获物总数的93%以上。但具有洄游特性的中大型的主要经济鱼类减少,数量仅占5%,重量仅占7%。特别是主要经济鱼类青、草、鲢、鳙等经济鱼类总量减少明显。 从生物多样性分析:从监测数据分析,2018年浏阳河水域的生物多样性指数比2008年监测到生物多样性指数要高。说明2018年度浏阳河水域的生物多样性比2008年度丰富;从浏阳河水域河段间分析,浏阳河上游生物多样性指数（小溪河-株树桥以上河段）高于浏阳河中、上游（大溪河双江口以上河段）、又高于浏阳河中、下游（浏阳河双江口以下河段）。说明小溪河鱼类生物多样性指数高于大溪河、浏阳河,相对具有较好的鱼类生物多样性水平。因小溪河-株树桥以上河段位于小溪河源头,人类活动相对其他河段来说比较少,河段水域内的水生生物及生态环境较好,所以该河段鱼类生物多样性比较丰富。而下游河段因人类活动增多,其生物多样性指数比上游河段要低。

摘要： 近日,农业农村部印发《关于进一步加强黄河流域水生生物资源养护工作的通知》(以下简称《通知》),确定了黄河流域水生生物资源养护工作的指导思想、主要原则、主要目标、重要举措和保障措施等,对“十四五”及今后一段时期黄河流域水生生物资源养护工作作出部署安排。《通知》提出,黄河流域水生生物资源养护工作要认真落实《黄河流域生态保护和高质量发展规划纲要》和《关于进一步加强生物多样性保护的意见》有关要求,

关键词： 环境浓度抗生素   生态毒性   浮萍   鲤鱼   风险评估   肠道微生物   组学分析  

摘要： 抗生素作为一种新兴污染物,由于其成本低、使用方便和良好的疗效而被广泛使用。然而,长期或过度使用这类药物导致了其在水环境中的残留,研究表明我国水体中抗生素的浓度水平已达到ng/L甚至mg/L级别。环境中不断增加的药物浓度对非目标水生生物造成了严重的威胁。目前国内外关于抗生素毒性的研究主要集中在高浓度的急性毒性研究,而对于环境浓度抗生素的长期毒性效应的研究相对较少。阐明环境浓度抗生素的环境污染风险,可以使人们更全面地了解抗生素的危害,从而减少抗生素的使用,也可以为相关标准的修订提供科学依据。本研究旨在评价环境浓度抗生素的长期暴露对水生生物的慢性毒性及其生态学效应。诺氟沙星(NOR)是早期使用的第三代喹诺类抗生素,由于其良好的杀菌作用,在临床、兽医和水产养殖中都获得了广泛应用。因此,本研究选取紫背浮萍(Spirodelapolyrrhiza)和鲤鱼(Cyprinuscarpio)作为实验对象,将受试物种暴露在环境相关浓度NOR(100 ng/L-1 mg/L)溶液中一段时间。随后,利用形态学、组织学、生理生化、分子实验和测序技术,探究NOR对水生生物的慢性毒性及其生态学效应。研究结果表明,环境浓度NOR的长期暴露会对紫背浮萍产生毒性效应,比如活性氧大量积累、膜脂过氧化加剧,光合系统遭到破坏,机体抗逆性物质增加,细胞生理功能紊乱,生长受到抑制;环境浓度的NOR影响了鱼类的肠道健康,肠道组织的结构完整性和免疫屏障功能受到破坏,产生氧化应激,并影响了 NF-κB等免疫相关信号通路基因的的表达;NOR在鱼类体内残留,从而可以通过食物链进行传递,进而可能对人体健康造成一定的威胁;环境浓度的NOR改变了鱼类肠道内微生物的组成和丰度,改变它们的生物学功能。同时,肠道微生物产生了抗性基因,增强机体对药物的耐药性。

关键词： 沁河   水生生物   水质基准   重金属   风险评估  

摘要： 因城市化工业化的快速发展而导致的流域水生态环境恶化问题,一直受到国内外学术界的高度关注,尤其是重金属污染物,其能够通过各种途径进入到地表水体,对流域生态环境健康造成严重威胁。我国幅员辽阔、水系发达,不同区域水生生态情况千差万别,在此背景下,若再继续实行全国统一标准进行水质评价,其结果往往会产生一定的偏差,而不利于水体环境的科学管理。因此,根据不同区系水生态环境特征,构建贴合本土水生态环境的环境质量阈值,对科学、精准的评价水生态环境现状具有重要意义。本文以晋城市沁河流域为研究对象,通过现场采样和实地调查,在了解沁河水环境质量现状以及本土水生生物分布状况的基础上,通过国内外网站搜集镉、铜、铅、锌4种重金属的水生生物毒性数据,在对毒性数据进行筛选和校正后,采用物种敏感度分布模型对重金属水质基准值进行推导,并以推导出的水质基准值为风险阈值进行风险评价。结果如下:（1）沁河水体7项常规因子中,p H、DO、COD、NH3-N、TP、TN的平均值分别为8.21、12.81、14.57、0.44、0.07、5.64 mg/L。其中TN超标较为严重,超标率为100%。重金属因子中,Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd和Pb的平均值为0.521、2.033、4.281、8.494、2.069、5.627和1.945μg/L,7种重金属平均浓度顺序为Zn>Cd>Cu>As>Ni>Pb>Cr,重金属均未出现超标现象。相比于2012年沁河水质状况,仅有Zn和Cd两种重金属浓度比之前高,其他各项指标均低于2012年监测数据。（2）本次沁河生物调查共鉴别出水生生物81种,其中浮游动物有6门29种、浮游植物有4门23种、底栖动物有3门29种。优势物种有9种,包括小球藻（Chlorella vulgaris）、尖尾蓝隐藻（Chroomonas acuta）、啮蚀隐藻（Cryptomonas erosa）、球形表壳虫（Difflugia globulosa）、普通表壳虫（Arcella vulgaris）、溪流摇蚊（Chironomus riparius Meigen）、东方蜉（Ephemera orientalis）、克拉泊水丝蚓（Limnodrilus claparedianus）、河蚬（Corbicula fluminea）。多样性评价显示,沁河水生生物多样性丰富,水质整体处于清洁-α中度污染水平,水质良好。（3）从国内外网站共检索出重金属Cd、Cu、Pb、Zn毒性数据分别为5404、4043、2692、4214条,经过筛选后可用于水质基准推导的数据分别有105、119、76、86条。以水体硬度为50-450 mg/L为梯度对生物毒性数据进行校正,得出重金属Cd、Cu、Pb、Zn的急性毒性校正公式为:lg（ATV）=0.91lg（HA）+1.34,R2为0.086、lg（ATV）=0.08lg（HA）+1.79,R2=0.005、lg（ATV）=0.33lg（HA）+3.09,R2=0.021、lg（ATV）=0.68lg（HA）+1.97,R2=0.170。（4）选择物种敏感度分布法,对4种重金属的水质基准进行模型推导,得出不同水体硬度下的重金属水质基准值,当水体硬度为100 mg/L时,重金属镉、铜、铅、锌的短期水质基准值分别为9.87、10.52、141.54、72.11μg/L,长期水质基准值分别为0.96、3.32、13.16、22.05μg/L。该基准值与其他流域相比存在一定差异,主要受不同地区水生生物分布的影响。与现行水质标准对比,重金属Cd和Pb的水质标准能够满足当前流域水质管理要求;而重金属Cu和Zn在执行现行水质标准时存在一定的“欠保护”现象,现行水质标准不能满足当前水质健康管理的要求,需要进行适当调整。（5）以推导的水质基准值作为风险评价阈值,进行生态风险评价。单因子指数评价结果显示重金属Cd和Pb的单因子污染指数均不超过1,属于无污染状态;而重金属Cu和Zn在个别点位出现超标现象,说明Cu和Zn现行的水质标准在进行水质评价时产生了偏差,不利于真实反映当前水质状况,应根据水质基准值进行调整。内梅罗综合污染指数结果显示大部分点位处于无污染程度;四种重金属潜在生态风险指数值大小依次为:Cd>Pb>Cu>Zn,重金属Cd的生态风险值最高。（6）健康风险评价结果显示:7种重金属的非致癌程度排序为:Pb>Cr>As>Cd>Cu>Ni>Zn,重金属致癌程度Cr>As>Cd,成人和儿童Cr的总致癌风险值已经超出了最大可接受风险值5×10-5,应引起重视。儿童的总致癌风险（2.01E-04）要大于成人的总致癌风险值（1.50E-04）,总非致癌风险也是儿童（9.76E-09）大于成人（8.29E-09）,相比于成人,儿童对重金属致癌风险更为敏感,重金

关键词： 稀土元素   水生生物   生态毒性   氧化应激   生物配体模型  

摘要： 作为应用最广泛的稀土元素（REEs）,铈（Ce）在相关产品的生产和使用过程中大量释放进入环境,可能会对水生态系统造成潜在毒害效应。但是目前关于Ce对水生生物的毒性效应和与环境因素的关系还不清楚,严重制约了对REEs的环境管理和污染控制。本研究选择Ce为研究对象,开展Ce对大型溞（Daphnia magna）的急性暴露实验,研究Ce对大型溞的急性毒性以及抗氧化系统的影响,阐明Ce对大型溞的毒性效应机理;研究在不同环境条件下Ce的急性毒性,构建了水体中Ce的急性毒性与环境因素的定量关系,为揭示Ce的生态毒性效应机理和建立水环境中有效态Ce对大型溞毒性的生物配体模型（BLM）提供参考依据。本研究取得成果如下:（1）随着Ce3+浓度的增加,大型溞抑制率逐渐增加。基于自由离子Ce3+的24和48 h EC50分别为23.4和3.73μM;基于溶解态Ce的24和48 h EC50分别为60.6和10.9μM。（2）SOD活力在暴露24 h时随着Ce浓度的增加先增加后逐渐降低,当暴露48 h时,SOD活性虽然随着Ce浓度的增加而增加,但活性仅为24 h的0.493～0.815倍。H2O2与CAT随着Ce浓度的增加而降低,但是与24 h相比,暴露48 h后各暴露浓度大型溞的H2O2含量和CAT活性均降低,CAT分解H2O2的速率有可能大于SOD分解ROS产生H2O2的速率,且SOD受到抑制后减少了H2O2的产生。GSH含量与对照组没有显著差异,Ce浓度的变化不影响GSH含量。MDA含量随着Ce的增加而增加,这表明Ce可能会对大型溞造成持续性的氧化损伤。（3）Ca、Mg、Na、K、p H、富里酸（FA）、柠檬酸（CA）和苹果酸（MA）等环境因素对Ce急性毒性影响的结果显示,Ca和Na在低浓度时对Ce毒性有抑制作用,Ca2+和Na+参与Ce3+与生物配体的竞争;但是Mg会增强Ce毒性,K对Ce毒性没有显著影响。p H对Ce毒性有很强的抑制作用。FA、CA和MA能够抑制Ce对大型溞的急性毒性,可能主要通过络合作用减少了Ce3+浓度以降低其毒性。Ce3+与生物配体的Log KCe BL为5.92,Ce3+与FA的Log KCe FA值为2.37,Ce-BL-Ca的Log KCa BL值为3.73,Ce-BL-Na的Log KNa BL值为2.78。研究成果为阐明Ce对大型溞的急性毒性效应和作用机制提供了基础数据,也为制定淡水中Ce的水质基准和标准以及REEs的污染控制提供了参考。

关键词： 万泉河   水生生物   生物多样性   水环境生态调查   水质评价  

摘要： 万泉河流域构成海南省最为重要的生态屏障,其生态环境状况在海南省国民经济和社会发展中扮演着举足轻重的角色,为了掌握万泉河流域水生生物多样性及生态系统的健康状况,本课题从流域水产种质资源生物多样性和生态敏感性相结合的角度出发,以万泉河雅寨流域水生生物作为研究对象,于2021年分两次对万泉河雅寨流域采用实地监测、市场调查、走访了解等方法对该流域的水生生物及相关的生态学进行系统研究,分析该河段的水生生物资源现状,并利用多种评价水体质量的方法综合运用到万泉河雅寨流域的水体评价当中,综合多种评价结果为万泉河国家级水产种质资源保护区雅寨流域段水生生物资源保护提供基础资料支撑。本研究主要结果如下:(1)浮游植物调查流域共检出浮游植物137种,隶属于7大门,调查站位平均密度7.95×10cells/L;Shannon-Wiener指数(H)范围处于3.32～3.85之间,平均值为3.50;均匀度指数(J)变化范围在0.81～0.87之间,平均值为0.84。浮游植物优势种共有11个,其中优势度最高的是微小平裂藻,达0.114。(2)浮游动物万泉河雅寨流域此次调查共检出浮游动物有30种,隶属6大类。调查站位平均密度为7.16ind./L、平均生物量为0.016mg/L;Shannon-Wiener指数(H)在1.93～3.74之间波动,平均值为2.82;均匀度指数(J)在0.51～0.92范围之间波动,平均值为0.73。调查到的优势种有10个,其中,桡足类无节幼体优势度最高为0.283,其次是针棘匣壳虫为0.106。(3)底栖动物共检出底栖动物有4类,14种,调查站位平均生物量为138.471g/m,栖息密度值范围为32.00～1104.00ind./m,平均栖息密度为317.33ind./m、Shannon-Wiener指数(H)范围在0～2.75之间,平均值为1.01。调查到的优势种有4个,其中河蚬优势度最高,为0.109,其次是多足摇蚊属为0.062。(4)水生维管束植物水生维管束植物有18科,48种,平均生物量为1361.96 g/m,万泉河雅寨流域禾本科植物占调查鉴定的种类中最多,为12种,占鉴定种类的25%;菊科次之,为10种,占鉴定种类的21.3%;其他科种类较少,低于5种。(5)鱼类资源两次调查共采集到的渔获物分属于12目41科68属82种,鱼类丰富度指数为8.040,Shannon-Wiener指数(H)为5.662,Pielou均匀度指数(J)为0.891。调查到广东鲂、鲤、条纹狭鰕虎鱼、尼罗罗非鱼等13种优势种。其中,尼罗罗非鱼、黑点无须魮、齐氏罗非鱼和花身副丽鱼4种外来鱼类。(6)水质评价基于理化指标的水质评价结果表明万泉河雅寨河段所测的6个断面的水质指标满足地表水环境质量标准中Ⅱ类要求;基于浮游生物现存量、生物多样性指数,综合营养状态指数的综合评价结果显示:万泉河雅寨流域水质整体上处于贫营养水体到中营养水平之间。

关键词： 农药   水生生物   定量结构-活性相关   种间相关性   毒性作用模式   发育毒性  

摘要： 随着全球工农业的高速发展,杀虫剂、杀菌剂、除草剂、硝基苯类、酚类、苯胺类等不同类型有机污染物的使用越来越广泛。这些有机物非常容易造成湖水、河水和近海水域的污染,进而使水生态环境恶化,对整个生态系统甚至人类健康造成严重的危害。农药等有机污染物的生态风险评价是近年来学术界关注的焦点之一。毒性是评价有机污染物生态风险的一个重要指标,其大小在一定程度上反映了有机物的环境安全性。目前,农药等有机物污染物对非靶标水生生物的毒性研究尚不完善,比如:农药等有机物对不同物种的种间毒性相关性、对不同非靶标生物毒性作用机理模式的差异性及其水质基准等方面研究尚存不足。针对以上存在的问题,本论文分别选取两栖生物、游泳生物和底栖生物、细胞和线粒体为研究目标,测定不同类型有机污染物对它们的急性毒性,从TOX21、ECOTOX、PAN等数据库和公开发表的文献中收集、筛选并整合了千余种化合物对蝌蚪、鱼类、霍甫水丝蚓、细胞和线粒体毒性的数据集(表示为log 1/LC50、log 1/IC50和log 1/AC50,mol/L)。探讨了蝌蚪-鱼、蝌蚪-霍甫水丝蚓、鱼-细胞毒性以及细胞-线粒体毒性的毒性相关性。应用毒性比率法（toxicity ratio,TR）,探讨农药等有机污染物对不同生物的毒性作用模式（modes of action,MOAs）。使用MOPAC、Algorithm Builder等计算软件计算化合物的分子描述符,通过定量结构-活性相关（quantitative structure-activity relationship,QSAR）模型,探讨了毒性与分子结构的相关性。通过建立化合物的急、慢性物种敏感度分布曲线,计算保护95%水生生物浓度（即,危害5%水生生物浓度,HC5）值,推导出部分农药的水质基准值。与此同时,研究新烟碱类杀虫剂对霍甫水丝蚓氧化应激效应的影响。通过量化毒理学终点,研究典型除草剂二甲戊灵对斑马鱼胚胎/幼鱼的亚致死效应机理。应用化学分析和生物分析相结合的方法,从急性毒性、生物富集和氧化应激效应三个层次上探讨农药等有机污染物的致毒机理。本研究中的毒性试验数据在一定程度上填补了化合物毒性数据的空白,为生态风险评估提供了数据和理论依据。本研究取得的主要研究结果如下:（1）研究23种化合物对中国林蛙蝌蚪和鱼之间的毒性发现,两物种毒性呈显著相关,毒性平均残差为0.29。17种化合物对林蛙蝌蚪和霍甫水丝蚓的毒性值具有显著相关性,但林蛙蝌蚪比霍甫水丝蚓更敏感。QSAR分析表明,蝌蚪的毒性与化合物的辛醇/水分配系数(log KOW)、最低空轨道能(ELUMO)和代表生物吸收潜力的氢键供体受体数量（NHDA）密切相关。根据Verhaar的分类方案,基线、弱惰性、一些反应性或特殊反应性化合物在林蛙蝌蚪和鱼类之间具有相同的作用模式。基线类化合物对林蛙蝌蚪和霍甫水丝蚓的毒性与化学疏水性呈线性相关,两个基线模型几乎是平行的,表明两物种之间具有相同的毒性作用模式。剩余毒性分析表明,对林蛙蝌蚪和霍甫水丝蚓来说,酚类和苯胺类表现为弱惰性化合物,氨基酚和间苯二酚可归类为反应性化合物,杀虫剂和杀菌剂可归类为特殊反应性化合物。（2）106种化合物对鱼类和细胞毒性的研究表明,鱼类和细胞毒性密切相关,鱼类毒性值略大于细胞毒性值。剩余毒性分析表明,杀虫剂、杀菌剂、除草剂、染料和用于治疗癌症、抑郁症、心力衰竭和血压的药物等化合物对细胞和鱼为特殊反应性化合物,在线粒体毒性中表现出较高的活性。但是对鱼类和细胞毒性中表现为弱惰性的化合物,却对线粒体表现出极大的毒性。QSAR分析表明,鱼或细胞毒性与化学疏水性、电离和最低空轨道能、氢键电势和稳定性密切相关。二项式模型表明,线粒体毒性与化学疏水性和极化率/偶极性密切相关,这说明生物吸收和范德华相互作用在线粒体毒性中起关键作用。不同类型化合物对鱼和细胞毒性具有相同的毒性作用模式,可以用细胞毒性替代鱼毒性评价不同类型有机污染的环境风险性。虽然大多数化合物对线粒体的毒性模式与对细胞和鱼相同,还不能用线粒体毒性数据来评价化合物对水生生物的毒性作用模式。（3）建立了甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂的急、慢性物种敏感度分布（SSD）曲线,并计算出急、慢性HC5值。吡唑醚菌酯、肟菌酯、醚菌酯和嘧菌酯的急性HC5值分别为0.96、14.14、44.93和96.21μg/L,慢性HC5值分别为0.29和2.78、12.81和3.52μg/L,该结果可淡水水质基准值的参考值。SSD分析表明,相比于水生植物,水生动物是相对敏感的物种。两种鱼类存在密切的种间毒性相关性,因为它们具有相似的生理结构和相同的作用模式。主成分分析表明,水溞和藻类与鱼类和两栖动物距离较远,醚菌酯与肟菌酯的毒性相近。QSAR分析表明,甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂的毒性主要取决于疏水性和氢键碱度。（4）

关键词： 青铜峡库区湿地自然保护区   浮游植物   浮游动物   底栖动物   修复湿地   食物网模型  

摘要： 宁夏青铜峡库区湿地自然保护区地处青铜峡市与中宁县,是黄河上游典型的内陆湿地生态系统类型自然保护区。保护区自成立以来,积极采取退耕还湿、清理养鱼设施、水系连通和生态补水等措施,有效恢复了库区湿地的生态环境,给湿地生态系统物质循环和能量流动也带来一定影响。本研究旨在以水生生物群落为基础,以自然湿地为对照,探讨生态修复湿地的水生生物多样性现状,同时建立食物网模型,对食物网的稳定性进行探讨。本研究针对青铜峡库区自然湿地和修复湿地鱼类、底栖动物、浮游动物和浮游植物进行调查分析,从物种丰富度、密度、生物量、优势种、Shannon-Wiener多样性指数（H’）、Simpson多样性指数（D）、Pielou均匀度指数（J’）以及非度量多尺度分析（NMDS）8个方面来比较自然湿地和修复湿地水生生物物种组成和生物多样性差异。以水生生物调查数据为基础构建食物网模型,分析自然湿地和修复湿地生态系统营养结构、能量流动过程和生态系统总体特征,以期为水生态系统的保护、修复和资源可持续利用提供参考。主要研究成果如下:本研究共采集到水生生物396种,其中鱼类15种,底栖动物54种,浮游动物40种,浮游植物287种。自然湿地共检出水生生物277种,其中鱼类15种,底栖动物42种,浮游动物31种,浮游植物189种;修复湿地共检出水生生物296种,其中鱼类14种,底栖动物37种,浮游动物28种,浮游植物217种。自然湿地中鱼类优势种为鲤鱼（Cyprinus carpio）、鲫鱼（Carassius auratus）和泥鳅（Misgurnus anguillicaudatus）,底栖动物优势种为摇蚊属一种（Chironomus sp.）、中华小长臂虾（Palaemoneetes sinensis）和水丝蚓属一种（Limnodrilus sp.）等,浮游动物优势种为英勇剑水蚤（Cyclops strenuus）和针簇多肢轮虫（Polyarthra trigla）等,浮游植物优势种为旋转囊裸藻（Trachelomonas volvocina）、尖针杆藻（Synedra acus）和中华小尖头藻（Raphidiopsis sinensia）等。修复湿地中鱼类优势种为鲤鱼和鲫鱼,底栖动物优势种为多足摇蚊属一种（Chironomus sp.）、中华小长臂虾和椭圆萝卜螺（Radix swinhoei）等,浮游动物优势种为英勇剑水蚤和针簇多肢轮虫等,浮游植物优势种为旋转囊裸藻、肘状针杆藻（Synedra ulna）和水华束丝藻（Aphanizomenon flosaquae）等。底栖动物的平均密度为30个/m2,夏季自然湿地平均密度（44个/m2）高于修复湿地（12个/m2）;且夏季自然湿地底栖动物生物量（27.66g/㎡）高于修复湿地（13.28g/㎡）。浮游动物平均密度为79.3个/L,其中夏季自然湿地密度最高（121.3个/L）,春季修复湿地密度最低（31.8个/L）;浮游动物夏季修复湿地生物量最高（3.5133mg/L）,春季修复湿地生物量最低（0.5041mg/L）。浮游植物平均密度为268.67×10～4个/L,其中夏季自然湿地密度最高（375.22×10～4个/L）,春季自然湿地密度最低（145.67×10～4个/L）;浮游植物生物量夏季修复湿地最高（13.32mg/L）,春季自然湿地最低（4.13mg/L）。此外,自然湿地和修复湿地Shannon-Wiener多样性指数（H’）、Simpson多样性指数（D）和Pielou均匀度指数（J’）均未呈现出显著的差异性。非度量多尺度分析（Non-metric Multidimensional scaling,NMDS）结果显示,底栖动物、浮游动物和浮游植物均未表现出显著的空间差异性,仅浮游植物在春季和夏季表现出显著的季节性差异。研究结果表明自然湿地和修复湿地水生生物物种组成和群落结构无显著差异。通过构建食物网模型,定量分析自然湿地和修复湿地的营养结构、能量流动过程和生态系统总体特征。结果表明:自然湿地和修复湿地生态系统的有效营养级分别为1-3.72和1-3.59,最高营养级均为乌鳢（Channa argus）,其次分别是鲶（Hypseleotris swinhonis）和黄黝（Micropercops swinhonis）。自然湿地和修复湿地的能量流动均以牧食食物链为主,分别占流入生态系统总能量的54%和52%。反映生态系统成熟度、恢复力和稳定的指标Finn’s循环指数（Finn's cycling index）和初级生产力与总呼吸量的比值（Total primary production/total respiration）较低,反映青铜峡库区湿地生态系统的复杂性和相互营养关系较弱,水生食物网趋于简单。

关键词： 银   纳米银   水质基准   物种敏感度分布法   毒性百分数排序法  

摘要： 银和纳米银(AgNPs)因其优越性能被广泛使用,导致其不可避免会进入自然水体,两者均会对淡水水生生物产生急性和慢性毒性效应,对水生生物安全构成威胁。水质基准是水质标准和环境管理的科学依据,为了科学管理银和纳米银,亟需开展相关淡水水生生物水质基准研究,为水质标准的制定提供参考。本文以银和纳米银为研究对象,通过文献搜集获得相关毒性数据,收集到银离子对淡水水生生物121条急性毒性值,涵盖6门27科32属的35个物种,16条慢性毒性数据,涵盖3门5科5属5个物种,以及纳米银对淡水水生生物的209条急性毒性值,涵盖8门26科32属45种生物。在研究中,发现了水体硬度对银急性毒性的显著影响,以及纳米银包覆剂和粒径对纳米银急性毒性的显著影响,因此,在考虑这些重要毒性影响因素的前提下,运用物种敏感度分布法和毒性百分数排序法分别推导了基于水体硬度变化的银的淡水水生生物水质基准,以及基于包覆剂和粒径变化的纳米银的淡水水生生物水质基准,具体结果如下:(1)银对淡水水生生物的基准值受水体硬度的影响,物种敏感度分布法推导银的急性水质基准(CMC)更为合适,其CMC=e1.5848ln(HCaCO3)-8.6827,采用急慢性比法推导银的慢性水质基准(CCC)为e1.5848ln(HCaCO3)-10 2760,水体硬度(HCaCO3,mg/L)作为自变量。(2)包覆剂是纳米银毒性的重要影响因素,为了控制影响变量,本研究将纳米银分为不包覆的u-AgNPs、柠檬酸盐包覆的c-AgNPs、PVP包覆的p-AgNPs和其他包覆剂包覆的o-AgNPs讨论。纳米银对淡水水生生物的基准值受纳米银粒径的影响,物种敏感度分布法推导的纳米银的淡水水生生物急性水质基准能提供更全面、科学的保护,u-AgNPs、c-AgNPs和p-AgNPs的CMC与粒径之间的函数关系分别是CMCu-AgNPs=e[0.3240ln(S)-2.5785]、CMCc-AgNPs=e[0.6899ln(S)-4.3731]和CMCp-AgNPs=e[1.0863ln(S)-4.6026],纳米银粒径(S,nm)作为自变量。由于 o-AgNPs数据有限,仅满足物种敏感度分布法的使用条件,没办法对其进行粒径校正,其CMC 为 0.58 μg/L。(3)银导致的急性毒性敏感性在脊椎动物和无脊椎动物之间存在显著差异,在短期和长期暴露中,鱼类都表现出较高的敏感性。无脊椎动物对纳米银表现出更高的敏感性,大型蚤(Daphnia magna)对四类纳米银都表现出极高的敏感性,可以作为纳米银的一种环境指示生物。同时,小粒径u-AgNPs、c-AgNPs和p-AgNPs的CMC小于水体硬度高时的银离子的CMC,这意味着银离子并不是始终表现出比纳米银更高的急性毒性,有必要针对纳米银制定相关水质基准。