陈光杰
- 作品数：49 被引量：270H指数：12
- 供职机构：云南师范大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金教育部科学技术研究重点项目国家重点基础研究发展计划更多>>
- 相关领域：环境科学与工程生物学天文地球水利工程更多>>
- 洱海生态环境研究现状及存在问题被引量：4
- 2013年
- 近年来,随着洱海生态环境的日益恶化和流域大面积快速开发,洱海的生态环境问题引起了国内外学者的广泛关注。本文对上世纪50年代以来在洱海所做的研究工作进行分析、总结,对洱海环境(包括洱海富营养化、重金属污染、流域开发和植被状况)、生态(包括生物多样性、食物链变化、生态系统特征变化)方面的研究现状进行了分析,结合所得数据进一步分析了气象因素(气温、降水与风速)与水质变化的关系,指出洱海及流域研究中还存在许多问题与不足(如蓝藻爆发历史、对浮游动物和食物链的详细研究、区分多重压力对洱海富营养化的驱动强度)。以期对洱海生态、环境的情况有一个综合了解,为以后在洱海继续开展相关科研工作提供一定的认知基础,更好地为洱海的生态修复工作提供建设性意见。
- 蔡燕凤张虎才张虎才段立曾陈光杰王熊飞段立曾
- 关键词：洱海生态环境环境问题
- 阳宗海浮游植物和浮游细菌群落的空间分布特征被引量：4
- 2019年
- 浮游植物和浮游细菌在水生态系统的物质循环和能量流动中起重要作用,其分布规律及其驱动机制的识别和比较是评价水生生态系统健康的重要基础。阳宗海2008年经历了大规模的砷污染,且砷浓度目前仍处于超标水平,有必要识别砷污染水体中不同浮游生物群落分布的基本特征及其异同。通过显微镜检和聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)方法,探究阳宗海浮游植物和浮游细菌的组成及其空间分布因子。结果表明,蓝藻门在浮游植物中占绝对优势(全湖平均比例为91%),其次是甲藻门、绿藻门、金藻门、硅藻门、隐藻门和裸藻门。对DGGE条带中的DNA片段进行blast比对显示,阳宗海水体中的浮游细菌(异养细菌)主要包含放线菌纲、β-变形菌纲、α-变形菌纲和拟杆菌。PCA分析显示,浮游植物和浮游细菌群落空间分布存在差异,ANOSIM结果表明,南部和中北部的浮游植物群落存在显著差异(P<0.05,R=0.48)。多变量统计分析结果显示,空间变量和水温分别单独解释了阳宗海浮游植物群落变化的5.69%和16.51%,砷主要通过与水温和空间距离的相互作用对浮游植物的空间分布产生影响,水环境指标和空间距离与浮游细菌的空间分布没有显著关系(P>0.05)。与浮游细菌相比,浮游植物群落相似性存在显著的距离衰减关系(R2=0.61,P<0.001),可能与浮游植物扩散能力小于细菌有关。
- 张涛蒋伊能陈丽刘术李朋富白宁静刘晓曦陈小林赵帅营陈光杰
- 关键词：浮游植物浮游细菌群落结构
- 阳宗海硅藻群落对水体污染和水文调控的长期响应模式被引量：13
- 2016年
- 在人类活动持续干扰的背景下,云南部分湖泊面临着污染物输入增加的环境压力,特别是营养盐富集和重金属污染。以云南地区遭受过严重工业污染的阳宗海为研究对象,通过沉积物硅藻群落、砷浓度、营养元素与稳定同位素、粒度等多指标分析,结合文献记录和湖泊调查结果,揭示了阳宗海硅藻群落对湖泊富营养化和砷污染的长期响应特征,并识别了不同时期的主要环境压力与其驱动强度。结果表明:长期的营养盐累积使得浮游硅藻逐渐占据优势地位,且耐污染的底栖硅藻种的快速增加与砷污染出现的时段一致。在阳宗海长期富营养化的背景下,当水体砷污染物浓度达到一定阈值水平后,硅藻群落结构的改变和多样性的降低都指示了湖泊生态系统发生了灾难性的转变。同时1965年开始的湖泊引水工程导致了贫营养种的突然增加。因此,水体富营养化、重金属污染与湖泊水文调控是导致阳宗海硅藻群落长期变化的主控因子,对阳宗海的生态修复与综合治理需要综合考虑不同胁迫因子的长期影响与驱动作用。
- 陶建霜陈光杰陈小林陈丽黄林培刘园园施海彬胡葵王教元康文刚
- 关键词：湖泊沉积物硅藻富营养化砷污染
- 水体叶绿素a和硅藻群落时空分布及影响因子的对比分析——以云贵高原异龙湖为例
- 2023年
- 藻类是湖泊生态系统中重要的初级生产者,物种多样性高且对水环境变化敏感,其生产力水平与群落构建模式是反映湖泊环境梯度和生态系统特征的可靠指标。其中硅藻优势属种的演替模式及其环境条件识别,是开展湖泊生态健康和环境质量评价的重要内容。本文选择亚热带地区浅水湖泊异龙湖开展季节调查,对20个采样点的叶绿素a和硅藻群落组成等指标开展分布特征及其驱动因子的定量评价,系统分析藻类变化的时空模式、驱动因子及其指标异同。2020年12月一2021年9月,异龙湖水环境特征的季节波动明显,综合营养指数TSI平均为74.76,总体处于富营养水平。在80个水体样品中共发现硅藻21属68种,群落结构以浮游类型(平均占比79.33%±20.69%)的耐中富营养种为主;在4个季节的调查中,膜糊直链藻Aulacoseira ambigua(61.62%±20.26%)为优势种。主成分分析显示,硅藻群落组成存在明显的空间差异和季节变化。冗余分析和方差分解等结果表明,水体营养因子(TN、TP和N:P)是影响叶绿素a浓度空间变化的重要因子(解释方差为19.08%±11.4%),水温和水深梯度的影响较小(9.63%±11.31%);空间分布上水体营养因子(TN、TP、N:P和SiO_(3)^(2-))是影响硅藻群落构建的主要因子,共解释群落方差的27.55%±15.83%,水温和水深对硅藻群落结构的空间变化影响较小(2.53%±3.78%),但其与营养水平的相互作用较强(15.95%±11.45%)。多元回归分析进一步表明,水温对藻类生物量和硅藻群落分布的季节变化影响显著(56.4%和20.1%),而水体营养因子(TN、TP、N:P和SiO_(3)^(2-))的驱动强度相对较弱(6.5%和19.2%)。由此可见,影响异龙湖藻类空间分布的关键因子是营养盐梯度,在季节尺度上水温是控制水体藻类变化的重要梯度,同时群落结构和生产力指标在指示藻类分布的驱动过程上存在显著的季节差异。因此,亚热带浅水湖泊环境特征和生�
- 周起陈光杰李蕊陈小林张涛韩桥花王露
- 关键词：初级生产力硅藻
- 长期砷胁迫下大屯海浮游植物群落的季节性特征及其驱动因子被引量：5
- 2021年
- 重金属是影响湖泊水质和生态健康的重要胁迫因子,系统识别生物对长期污染胁迫的响应模式是开展污染湖泊生态修复的重要基础。本研究以经历持续砷污染的大屯海为研究对象,于2017年6月—2018年3月对水体浮游植物和环境因子开展季节性调查。结果显示:大屯海的浮游植物群落主要由蓝藻门组成,与已有研究反映的长期砷胁迫下浮游植物组成以蓝藻门等耐受属种为主的特征一致。相似性和方差分析结果表明,浮游植物群落结构和生物量存在显著的时间差异而空间差异不显著。Pearson相关分析表明,浮游植物总生物量与溶解性正磷酸盐和砷呈显著正相关,与砷对藻类生长产生的低促高抑效应一致,同时磷酸盐的增加可能降低了砷对藻类的毒性效应。冗余分析显示,溶解性营养盐和砷是影响浮游植物群落变化的显著因子。方差分解结果表明,营养盐和水温分别单独解释了群落结构变化的17.6%和3.8%,且与砷产生了较强的相互作用(15.1%);而砷对浮游植物的群落构建无显著的独立作用,反映了现有优势藻类具有对砷较强的耐受性从而对砷浓度的变化不敏感。因此,大屯海的优势浮游植物以耐砷藻类为主,砷对藻类产生的低促效应是污染湖泊修复中需要重点关注的生态效应之一。
- 尚丽陈丽张涛郑昕赵帅营孔令阳陈光杰
- 关键词：砷污染浮游藻类群落结构环境因子
- 近百年来异龙湖有机碳和无机碳埋藏响应水体富营养化的协同变化特征
- 2023年
- 湖泊碳埋藏模式及其动态变化对陆地碳汇通量与全球碳收支估算具有重要影响,然而现有湖泊碳埋藏评估主要基于有机碳的埋藏模式,缺乏对无机碳埋藏以及有机碳-无机碳协同变化过程的系统评估.本文通过对云南岩溶区异龙湖开展沉积物岩芯样品的多指标分析和湖盆3个点位的记录对比,结合210Pb、137Cs年代学序列,识别了1900年以来异龙湖有机碳和无机碳埋藏通量的变化历史和空间特征,并甄别了二者协同变化的主要特征及其转化路径.结果表明,近百年来流域开发导致的营养盐长期输入(如沉积物氮和磷的持续富集)显著提高了异龙湖的内源初级生产力,表现为1900~2020年间沉积物藻类色素含量持续增加,蓝藻叶黄素浓度由~7.02μg/g显著增加到~38.99μg/g.同期有机碳和无机碳的埋藏通量均出现持续的上升趋势,且两者的同步变化特征显著(r=0.98~0.99,P<0.001).回归分析表明,藻类生物量是碳埋藏通量上升的主要驱动因子(R^(2)=0.33~0.91,P<0.001),指示了藻类光合作用以及“生物碳泵”效应对碳埋藏过程的驱动作用.在流域地表物质输入强度总体下降(如磁化率信号和沉积物C:N比值的减小)的背景下,藻类生物量和内源有机碳的持续上升导致了有机质矿化过程中自生碳酸盐的转化作用明显增加(如无机碳δ13C信号的持续下降),进而促进了有机碳与无机碳埋藏通量的协同增长.上述结果表明,水体富营养化过程促进形成了有机碳和无机碳埋藏通量同步增加的长期模式,加强了异龙湖有机碳和无机碳埋藏过程的耦合作用.因此在人类活动与气候变化持续的背景下,对岩溶地区湖泊碳埋藏模式的科学评估需要关注无机碳埋藏过程及其对陆地碳汇通量的动态影响.
- 李平陈光杰陈光杰黄林培黄林培杨关绍索旗李静李静韩桥花周起郭雯李蕊李蕊
- 关键词：富营养化无机碳
- 水文气候波动下云南太平水库硅藻群落演替的长期特征被引量：2
- 2021年
- 在区域气候变暖的背景下,干旱事件引起的水位频繁波动以及流域开发导致的污染物输入均可以直接威胁水库的生态安全。本研究以云南省太平水库为对象,通过对沉积物的物理(粒度、烧失量)、化学(碳、氮元素)、生物(硅藻群落)等代用指标的分析,并结合监测数据和调查资料,重建了该水库1937-2018年的生态环境变化过程,并识别了硅藻群落的演替特征及其环境影响因子。粒度结果指示,太平水库在筑坝期间(1956-1984年)水动力逐渐增强,而后水动力条件持续减弱,与文献记录的水文调控历史基本一致。总氮、总碳和有机质含量较为一致地记录了水库建设期间水体营养水平的下降、水库建成后初级生产力和内源有机质的上升过程。硅藻群落呈现出"浮游种-底栖种-浮游种"交替占优的演化模式。驱动太平水库硅藻群落演替的主要环境因子为气候变化、水动力条件和营养水平。在气候长期变暖的背景下,严格控制外源营养输入并合理开展水文调控是维持水库水体生态健康和环境安全的重要前提。
- 韩桥花陈小林陈光杰孔令阳李蕊王露
- 关键词：沉积物硅藻太平水库
- 浴仙湖沉积物记录的云南极端干旱事件与生态响应评价被引量：6
- 2017年
- 为评价湖库生态环境对极端气候的响应特征,以经历水位明显降低的云南浴仙湖为研究对象,通过沉积物多指标分析并结合多变量统计方法,识别了2009—2013年极端干旱事件驱动湖泊生态环境变化的模式。其中沉积物粒度显示近百年来湖泊水文条件总体稳定,但在2011年左右粗颗粒物质和中值粒径增大,同期沉积物元素、同位素记录表明水体营养水平没有明显变化。硅藻群落近百年来以湖泊底栖物种占绝对优势,约2011年开始优势种属Fragilaria被Nitzschia、Navicula等河流水体中常见的物种所替代,且硅藻多样性指标总体增加,而指示水位变化的PCA主轴一解释了硅藻群落结构的主要变化(约55.8%)。总之,极端干旱事件的发生与持续明显改变了湖泊生物群落结构与多样性特征,已成为影响该气候敏感区水资源安全与生态环境功能的重要挑战之一。
- 胡葵陈光杰黄林培陈小林刘园园卢慧斌陶建霜康文刚
- 关键词：湖泊沉积物硅藻生物多样性粒度
- 云南高原湖泊表层沉积物粒度特征及环境指示意义被引量：18
- 2017年
- 选取云南15个高原湖泊,利用瑞典产HTH重力采样器提取沉积物短钻,取顶部0~0.5 cm作为湖泊现代沉积物进行粒度分析并利用分析软件对粒度频率曲线进行拟合,探讨各组分的沉积特征和环境指示意义。结果显示,滇池等15个云南湖泊表层沉积物频率曲线呈多峰态,含有2至5个组分,从细到粗分别为黏土组分(C1)、细粉砂组分(C2)、粉砂组分(C3)、细—中砂组分(C4)、粗砂组分(C5),拟合众数粒径范围为0.6~423.0μm。C1组分来自大气中长期悬浮的超细粉尘和气溶胶,通过自然沉降和降水进入湖泊水体,反映西南地区大气粉尘背景值;C2和C3是湖泊沉积物中的主要组分,反映流域内降水和水动力大小;C4和C5组分只出现在洱海、滇池、差黑海等部分湖泊湖心沉积物中,且含量非常低,该组分与湖泊水动力密切相关。对于滇池、抚仙湖等大型湖泊而言,粗颗粒进入湖心需两个过程:从流域地表进入湖泊水体的输入过程和从湖滨到达湖心的传输过程。湖心沉积物中粗粒含量主要受第二个过程影响,而该过程的强弱与湖流、水深、湖盆坡度等因素有关。西南地区干旱背景下湖泊快速收缩直至消失时,降水量的大幅减少使得地表径流动力减弱,加之大气环流偏弱以及水生植物覆盖面积比例增大,湖水动力减弱,由湖滨向湖心传输的物质以细粒碎屑为主。位于山地地区的小型湖泊,由于汇水面积有限、地形坡度较大,坡面径流可将地表风化碎屑物带入湖盆甚至湖心位置,这类湖泊沉积物中粗粒物质的增加反映流域内降水量或降水强度增大。
- 李华勇张虎才陈光杰常凤琴段立曾王教元卢慧斌吴汉胡葵
- 关键词：高原湖泊表层沉积物粒度分布特征沉积动力
- 云南云龙天池枝角类群落演替对1950s以来人类活动影响信号的识别
- 2022年
- 从1950s开始,云南地区部分湖泊受到了水文调控(如筑坝)和鱼类引入等流域开发活动的直接影响,湖泊水环境与生态系统结构已出现明显改变.开展浮游动物群落的长期生态响应评价有助于认识气候波动和人为胁迫的影响模式.本文选取云龙天池进行了沉积物记录分析,在重建过去100年环境变化历史的基础上开展了枝角类群落的多指标分析(物种组成、个体大小、生物量等),进一步结合多变量分析识别了枝角类群落构建的关键驱动因子.结果显示,云龙天池在过去100年间经历了明显的水位波动,约1962年以前水位较低,1950s起的水文调控(筑坝)导致湖泊水位波动上升,2006年以来略有下降.枝角类群落随水位波动呈现由底栖种向浮游种占优转变的模式,并在2006年以来底栖种略有增加.总体上,低水位时期底栖枝角类占优,高水位时期浮游枝角类占优.水体营养水平也对枝角类群落产生了较为显著的影响.在沉积物总氮和有机质通量上升时,长额象鼻溞(Bosmina longirostris)相对丰度和枝角类浓度都明显上升.枝角类象鼻溞个体大小表明,1969年鱼类引入后象鼻溞的壳长、壳刺长度、触角长度显著减小,反映了鱼类捕食压力上升的影响.本研究进一步揭示了水文调控和鱼类引入对湖泊环境和生物群落结构的驱动影响.其中,1960s以前云龙天池处于自然波动的状态,湖泊环境和枝角类群落变化主要受气候(如降水、气温)的影响;1960s以来人类活动的影响强度已经掩盖了气候变化的信号,成为影响湖泊生态演化轨迹的主要因素.为了开展有效的湖泊保护与生态治理,有必要综合评估水文调控、鱼类引入等人类活动对湖泊生态健康的长期影响.
- 索旗陈光杰孔令阳徐会明李静张涛王露周起郑昕
- 关键词：枝角类高山湖泊
