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新书推荐：沉水植物附着生物膜体系特征与生态功能

花匠小妙招
2024-08-10 10:54

党的十八大以来，我国生态文明建设深入推进，美丽中国建设迈出坚实步伐。各地积极践行“绿水青山就是金山银山”的理念，坚持保护优先、自然恢复为主，统筹山水林田湖草沙系统治理，推进开展重大生态保护和修复工程，生态保护修复取得开创性进展。

水生态修复是河湖生态保护修复的重要内容，复苏河湖生态环境是新阶段河湖治理的主要目标。当前，我国污染防治攻坚战取得阶段性胜利，河湖水质得到较大提升，为全面水生态修复提供了基础。

恢复水生植物是构建水生态系统的主要措施，具有低成本、易维护、环境效益高等优势，因而成为国内河湖治理实践中的常用手段。尤其沉水植物的恢复，被认为是河湖生态修复进程中至关重要的环节。沉水植物的全株通常生长在水面以下，可直接吸收水体营养物质、向水体释放氧气、为水生动物提供饵、促进悬浮颗粒物沉降、抑制沉积物再悬浮等功能。另外，沉水植物还可以为微生物提供附着空间，形成沉水植物-附着生物膜二元共生体，协同发挥生态功能。因此，沉水植物恢复在国内河湖治理中得到广泛应用，沉水植物占优势的水体中，通常具有透明度高、水水质良好，而被誉为“水下森林”。

▲ 水下森林

▲穗花狐尾藻叶片表面生物膜及其三维荧光图像

然而，沉水植物的生活习性使其生理上极度依赖水环境，与挺水、浮叶、漂浮类型的水生植物相比，沉水植物对周围水体的水文、水质变化更加敏感。在沉水植物恢复过程中，人们更多地关注沉水植物本身，对沉水植物附着生物膜体系特征和生态功能的认识不足，难以通过实现多重环境因子的调控充分发挥沉水植物附着生物膜体系的生态功能，许多河湖生态修复工程中沉水植物生态修复效果往往不够理想，沉水植物的恢复成为当前水生态修复的难点之一。

针对沉水植物恢复面临的突出问题，十年来，河海大学张松贺教授研究团队系统开展沉水植物及其附着生物膜的生态适应能力和功能研究，深入探究水生态微观机理及其对污染物的降解机制，形成了较为系统的阶段性研究成果。本书是相关研究成果的精华所在，初步回答了下列问题：生物膜在沉水植物表面如何分布，水流对其有何影响？沉水植物-附着微生物系统对不同水环境因子有何响应，它们在水体净化过程中发挥了怎样的作用？水体理化性质变化和植物类型对附着生物群落有怎样的影响？这些科学问题的回答，有利于从微观角度了解沉水植物-附着生物膜体系特征，以及沉水植物-生物膜体系对外界响应的规律，为从宏观角度提高水体污染治理效率和水生态效果提供理论支持。

本书详细介绍了沉水植物-生物膜体系的微观结构特征与功能，主要包括四部分内容

第 1、2 章综述关于生物膜的研究进展，以及沉水植物的分布特征系统；

第 3、4 章介绍沉水植物表面附着微生物的组成、微观特征及潜在功能；

第 5、6 章通过野外调研和室内模拟实验相结合的方法，分析水流、悬浮颗粒物等对沉水植物生理和水质的影响，并借助显微分析技术和高通量测序技术获取生物膜的微观结构特征和对微生物群落的影响；

第7～9章系统分析沉水植物-生物膜体系在水体氮循环中的作用机制。

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作者简介

张松贺（1977-），河海大学教授，博士生导师。主要从事水污染控制与生态修复等方面的研究和教学工作。主持国家自然科学基金面上项目“典型沉水植物叶片衰败过程附着微生物群落演替特征及其对营养盐释放的影响机理”和“沉水植物-附着生物膜体系特征及水流对其调控机理研究”、江苏省自然科学基金（优秀青年累）“沉水植物-生物膜体系对水体氮循环的影响机制”等6项基金项目，参与国家重大基础研究计划（“973”）、水专项、水利部公益性项目、国家自然科学基金重点项目等10余项；获得教育部自然科学一等奖1项，教育部技术发明一等奖1项，水利部大禹奖二等1项和江苏省科学技术三等奖1项；发表学术论文90余篇，其中SCI论文70余篇，累计被引2200余次；获得授权发明专利9项。