六六六在陆生生态系中的踪迹

采用室内外模拟试验方法,研究土壤动物(蚯蚓)和植物(玉米)吸收和累积土壤中的六六六以及六六六在陆生生态系中传递和浓缩规律。     

14C-氯氰菊酯农药在“微宇”环境中的迁移、归宿

本文在“微宇”环境中研究~(14)C-氯氰菊酯在玉米-土壤-土壤动物相间的质量平衡、吸收、结合残留、迁移和转化规律。实验结果表明,植物通过根部从土壤中吸收少量氯氰菊酯,并通过叶脉输导,但向上输导能力差,无内吸作用。它在土壤中性质较稳定,被动、植物吸收的药剂,在植物体内主要转化为结合态;在动物中则主要为代谢作用。它在土壤中以酯链断裂为主要降解路线,其次为4′-位置上羟化,再经土壤甲基化作用生成4′-甲氧基代谢物。     

森林凋落物研究现状及我国西南喀斯特地区研究展望

近几十年来,我国西南喀斯特地区生态环境退化严重,石漠化面积迅速扩大,林地覆盖率急剧下降,成为制约我国西部大开发生态建设中不可回避的重要科学问题,严重影响了西南地区社会、经济的可持续发展。喀斯特地区土层薄且侵蚀严重,土壤中的有机碳和营养盐主要来自地表枯枝落叶层的分解及累积。在气候变暖、陆地生态系统土壤温度升高、土壤有机碳急速流失和土壤质量退化的背景下,分析不同林下凋落物量和降解动态以及土壤有机碳库积累差异,揭示西南喀斯特地区不同林地凋落物归还量及其对土壤碳库积累的贡献具有极其重要的意义,将为喀斯特地区林地恢复重建和石漠化遏制工作提供科研依据。     

阿散酸及其降解产物对鱼和蚯蚓的遗传毒性

为了全面评价有机胂制剂阿散酸对水生生物和土壤生物的遗传毒性效应,文章分别以红鲤鱼和赤子爱胜蚓为生物材料,采用单细胞凝胶电泳技术从细胞水平上研究了阿散酸降解前后对鲤鱼肾细胞和蚯蚓体腔细胞DNA的损伤。鲤鱼肾细胞单细胞凝胶电泳试验结果表明,阿散酸降解之前和降解的第4周阿散酸对鲤鱼肾细胞DNA有显著损伤,表现出明显的遗传毒性作用,但第二周却不引起鲤鱼肾细胞DNA的任何损伤。蚯蚓体腔细胞单细胞凝胶电泳试验结果表明,阿散酸降解之前不能诱导蚯蚓体腔细胞DNA的明显损伤,不表现遗传毒性效应,与对照组相比没有显著性差异(P>0.05);但阿散酸降解开始后,各浓度的降解混合物体系都能引起蚯蚓体腔细胞DNA的明显损伤,表现出较强的遗传毒性作用。     

植物吸收土壤有机氮的研究进展

传统的氮循环模式认为,土壤有机氮只有经过微生物分解转化为无机氮(NH₄⁺+NO₃^-)后才能为植物吸收利用。然而,近年来许多研究证实多种陆地植物具有从土壤中获取小分子有机物质(如自由态氨基酸)的能力,对传统的氮循环模式形成巨大的挑战。论文从土壤中氮素的形态、植物吸收有机氮的证据、有机氮吸收的机制、以有机氮为重要氮源的生态系统类型以及根系吸收与分泌有机氮之间的平衡等5个方面进行了综述,分析了当前研究方法的优缺点,针对本领域内核心科学问题,提出了未来植物吸收有机氮的改进方法及研究方向,为进行植物利用有机氮的研究提供方法基础。     

呼伦贝尔草原优良牧草及土壤中有机氯农药残留量调查研究

本文根据内蒙古地区草原牧草及土壤中有害物质现状调查技术规范，对著名的畜牧业基地──呼伦贝尔草原优良牧草及土壤中有机氯农药（六六六、ＤＤＴ）残留量进行了调查研究。结果表明，这两种有机氯农药在呼伦贝尔草原牧草及土壤中的残留量低于内蒙古地区的平均水平，更低于国家粮食作物及土壤卫生标准。但其化学性质稳定、脂溶性强，应停止使用。     

不同磷水平下丛枝菌根真菌对纳米氧化锌生物效应的影响

纳米ZnO颗粒是应用最为广泛金属型纳米颗粒(nanoparticles,NPs)之一,对作物和土壤微生物的影响值得关注.丛枝菌根(arbuscular mycorrhizal,AM)是自然界中普遍存在的植物-真菌共生体,对各种环境胁迫具有一定的抵御能力,但菌根效应受土壤和植物磷含量的影响.分别设置0、20、50、100 mg·kg~(-1)这4个磷水平,在接种或不接种AM真菌Funneliformis mosseae、添加或不添加纳米ZnO(500 mg·kg~(-1))条件下在温室中利用玉米进行土壤盆栽试验.结果表明,纳米ZnO没有显著影响玉米生长,但不利于菌根侵染和磷素吸收,并引起锌在植物体内的积累.纳米ZnO和高磷降低玉米菌根侵染,但AM真菌在所有磷水平下均显著促进植物生长.施磷和接菌均可使土壤p H升高、降低纳米ZnO源锌的生物有效性,从而降低锌向玉米地上部分的转运和积累,体现出一定保护作用.接菌在多数情况下显示出积极的菌根效应,尤其在低磷、添加纳米ZnO条件下更为显著.结果首次表明,AM真菌、磷肥均有助于减轻纳米ZnO引起的土壤污染及其所产生的生态和健康风险.     

蚯蚓辅助微生物修复芘污染土壤

通过微宇宙实验,研究了蚯蚓对不同土壤中芘的微生物降解率的影响及蚯蚓对芘的富集率.结果表明,有机质较高土壤中芘的微生物降解率和蚯蚓富集率都低于有机质低的土壤,而老化作用降低了芘的生物有效性.无论在新鲜染毒还是老化的土壤中.蚯蚓均可提高土壤中芘的去除率和微生物降解率.在新鲜染毒的红壤和潮土中,蚯蚓可使芘的去除率由41.78%和27.02%分别提高到89.24%和57.53%,其中分别有51.48%和41.63%是蚯蚓促进的微生物降解作用引起的,37.76%和15.90%归因于蚯蚓富集作用.而在老化的红壤和潮土中,蚯蚓可使芘的去除率由36.53%和20.50%分别提高到91.93%和45.46%,其中分别有54.43%和32.83%是蚯蚓促进的微生物降解作用引起的,37.50%和12.63%归因于蚯蚓富集作用.     

蚯蚓对重金属污染土壤中铅的富集研究

蚯蚓在陆地生态系统中具有十分重要的功能,利用蚯蚓处理重金属污染土壤是一种新型的绿色生物技术。实验通过测定重金属污染土壤中不同铅浓度梯度下蚯蚓在培养期内对铅富集量的研究,结果表明：蚯蚓对铅有较强的富集作用,且随铅浓度的增加,蚯蚓体内的富集量也增加;单住质量蚯蚓培养期内吸收铅量与铅浓度梯度表现出极显著性差异,说明蚯蚓可以作为检测重金属污染土壤中铅的重要生物指标,论证了在重金属污染土壤动物修复中引入蚯蚓的可行性。     

蚯蚓-菌根相互作用对土壤-植物系统中Cd迁移转化的影响

以灰化土(Aquods soil)为供试土壤,分别加入4种含量的Cd2 (0、5、10、20 mg·kg-1)模拟土壤污染,设置单独加8条蚯蚓(Pheretima sp.)、单独接种菌根(Inoculum Endorize-Mix2)、同时接种蚯蚓和菌根的3种处理,以不加蚯蚓和菌根为对照,各处理均种植黑麦草(Lolium multiflorum),研究蚯蚓、菌根相互作用对土壤-植物系统中Cd迁移转化的影响.结果表明:(1)菌根对土壤pH无明显影响,加蚯蚓可使土壤pH比对照约降低0.2,蚯蚓和菌根同时作用对土壤pH降低没有协同作用.(2)蚯蚓或菌根的加入均能显著增加土壤中可溶性有机碳(DOC)含量,蚯蚓的影响大于菌根,同时加入蚯蚓和接种菌根对土壤中DOC的增加有一定的拮抗作用.(3)蚯蚓活动增加了黑麦草根部Cd的积累,菌根则能促进Cd从黑麦草根部向地上部转移,二者具有促进Cd向地上部分转移的协同作用.(4)蚓粪和土壤中DTPA提取态Cd含量与黑麦草吸收Cd量呈显著相关(p＜0.01),而蚓粪中DTPA提取态Cd含量均显著高于土壤中的含量(p＜0.05).因此,蚓粪中有效态Cd是植物吸收Cd的重要供源.     

三种含钙物质对土壤砷植物有效性的影响

综述含钙物质（生石灰（CaO）、熟石灰（Ca （OH）₂）及石灰石（CaCO₃））对土壤理化性质（pH值、有机质成分及其含量）、土壤微生物群落结构和As赋存形态及生物有效性的影响与机制,及其对植物As吸收积累和As耐性的影响与机制.综述内容可为准确理解含钙物质影响土壤As的生物有效性和植物对As吸收积累的过程机制,进而合理选择含钙物质调控土壤理化性质降低土壤As生物有效性及其生态环境风险提供理论依据和技术参考,对保障土壤种植安全和作物食品安全具有一定现实意义.     

蚯蚓、秸秆和柠檬酸对少花龙葵与翅果菊修复锌铅镉污染土壤的影响

外源物质调控和间作是提高重金属污染土壤植物修复效率的有效方法.采用盆栽试验研究蚯蚓、秸秆和柠檬酸对少花龙葵和翅果菊单作与间作修复Zn、 Pb和Cd复合污染土壤的影响.结果表明,蚯蚓对Zn、 Pb和Cd的富集系数(BCF)分别为0.07～0.13、0.10～0.26和5.64～15.52.土壤中添加秸秆能使蚯蚓生物量增加22.29%～223.87%、重金属含量下降8.15%～62.58%.蚯蚓对土壤重金属有效态含量的影响不大,但秸秆和柠檬酸对土壤重金属有效态含量分别表现为钝化和活化作用.蚯蚓对翅果菊的重金属含量影响不大,但会降低少花龙葵的重金属含量;秸秆对翅果菊重金属含量表现为抑制效应,但对少花龙葵Cd含量表现为促进效应;柠檬酸对少花龙葵重金属含量影响不大,但是会显著提高翅果菊的Pb含量.间作显著降低土壤重金属有效态含量,明显提高植物根的重金属含量,但对植物地上部重金属含量影响不大.植物对Zn、 Pb和Cd的总提取量主要表现为：翅果菊>间作>少花龙葵.添加蚯蚓可以使翅果菊Zn、 Pb和Cd总提取量分别提高12.49%、35.89%和29.01%;添加秸秆+蚯蚓可以使翅果菊Pb...     

土壤中十溴二苯乙烷(DBDPE)的植物吸收传输特征及微观机制研究

采用温室土培实验,研究了土壤中新型溴代阻燃剂十溴二苯乙烷（DBDPE）在不同种属植物中的吸收和传输特征,以及植物脂的影响作用;进一步应用计算模拟的手段解析了植物载脂蛋白与DBDPE的分子间相互作用,以阐明DBDPE的植物吸收传输的微观机制.结果表明,在玉米、小麦和黄瓜3种植物的根和地上部均检测到了DBDPE,根中DBDPE的含量高出地上部1~2个数量级.植物中累积的DBDPE量随时间的变化存在明显的生长稀释效应（p<0.05）.DBDPE的根吸收和茎向传输表现出植物种属间的显著差异（p<0.05）,根富集因子（RCF）顺序为黄瓜（0.30~0.57） > 小麦（0.10~0.39） > 玉米（0.03~0.26）,而传输系数（TF）为小麦（0.17~0.20） > 玉米（0.16~0.19） > 黄瓜（0.04~0.07）.DBDPE的根吸收量及RCF值与植物根脂含量成显著正相关关系（r=0.94,p<0.01;r=0.98,p<0.01）;其地上部累积量及TF值与植物地上部脂含量显著正相关（r=0.77,p<0.05;r=0.94,p<0.05）,但与植物根脂含量呈显著负相关关系（r=-0.74,p<0.05;r=-0.76,p<0.05）,说明脂是控制植物吸收和传输DBDPE的重要组分.分子对接的结果显示,DBDPE能键合进入3种植物载脂蛋白的活性区域并与载脂蛋白特异性的活性位点作用,且DBDPE与载脂蛋白的结合方式及结合能力存在植物种属的显著差异,两者的结合强弱与根吸收DBDPE能力的顺序一致,印证了实验结果.本研究有助于理解植物中DBDPE的吸收传输特征及机制,可为深入认识DBDPE的陆生生态环境行为提供重要依据.     

秸秆及生物炭添加对猪粪沼渣施肥水稻重金属积累的影响

秸秆还田在重金属污染稻田中被广泛应用并日益推广,其对土壤中重金属生物有效性和水稻重金属吸收积累产生的影响不容忽视.本研究选用因连续10年以上施用生猪沼渣沼液而导致重金属超标的水稻土,通过盆栽试验研究了不同的秸秆还田方式(直接还田或生物炭还田)与用量(0、1%、2%、4%和8%)对水稻重金属吸收积累的影响.结果表明,长期施用沼渣沼液可导致土壤重金属富集,其中,铜(Cu)、锌(Zn)和镉(Cd)含量高于国家土壤环境质量二级标准;秸秆或生物炭添加提高了水稻根或茎叶中重金属的截留,降低了籽粒中的积累;秸秆还田对于水稻Cu的吸收积累控制效果显著,添加1%、2%、4%和8%的秸秆分别使糙米中的Cu含量降低了35%、51%、64%和71%;生物炭添加对于控制水稻Cd的吸收积累效果显著,1%、2%、4%和8%生物炭添加量分别使水稻Cd的积累降低了21%、33%、36%和35%.对于Zn的吸收积累,两种还田方式均具有显著的控制效果;但在As污染稻田,秸秆直接还田应慎重,因为秸秆添加可显著提高糙米中As的积累.通过对比不同的秸秆还田量对控制糙米中重金属积累的效果,同时考虑该区域重金属的污染状况和还田成本,推荐在该施肥区域实施2%的秸秆直接还田.该研究将为水稻安全生产与农业废弃物循环利用提供理论与实践指导.     

典型冰川退缩区铅的来源、累积及历史沉降——以青藏高原海螺沟冰川退缩区为例

为探究青藏高原东部陆地生态系统中铅的来源、累积分配过程及百年来大气铅的沉降状况，以贡嘎山海螺沟冰川退缩区为对象，利用冰川退缩区样地年龄可确定的优势，对160年来完整的植被演替序列进行了系统研究.采用电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）测定了土壤和植物样品中的铅以及其他微量元素的含量，明确了铅在该地区生态系统中的含量和储量变化格局，并采用主成分分析（PCA）解析了土壤铅的潜在来源，评估了历史沉降铅的累积速率.结果表明，森林有机土壤是大气铅的重要汇集区域.大气沉降的铅主要累积于O层中，而C层土壤铅含量相对较低；植物地上部以树枝和树皮铅含量最高，树干铅含量最低.植被序列中不同树种的铅储量变化趋势和植被演替趋势成正相关.在植被生长期，铅储量因生物量增加而不断升高，而随着演替过程中植被的死亡而降低.整个演替系统铅的储量随冰川退缩时间显著增加，至1936年样地的云冷杉顶极群落达到最大值.PCA源解析表明有机土壤中57%左右的铅来自于人为来源铅的大气沉降过程，即外源污染的大气沉降是贡嘎山中铅的主要来源.进一步分析表明，中国西南地区和南亚地区（印度、孟加拉国等）是主要的污染潜在源区.在百年尺度上，大气来源沉降铅在冰川退缩区的平均累积速率为（8.87±3.55） mg/（m²·a）.此研究为探究铅在陆地生态系统中的来源、分配及累积，理解未来全球变化对铅的环境地球化学过程影响提供了经典范例与数据依据.     

14C-呋喃丹农药在水稻-土壤生态系统中迁移和归宿的研究

研究了~(14)C-呋喃丹在水稻-土壤系统中的吸收、分布、迁移、转化,结果表明,呋喃丹随时间逐渐蓄积于水稻叶尖及边缘,而稻穗部位迁移甚微,收割后糙米中母体残留量仅为0.003ppm.在稻田土、水稻植株、水生植物中主要转化产物为结合态,蜗牛中则以代谢产物为主.呋喃丹有向土壤深层转移的趋向,其转化产物比母体有更强的渗透性,水生植物有较强吸收和富集能力,并很快转化代谢.     

土壤中全氟和多氟烷基化合物的污染现状及环境行为

全氟和多氟烷基化合物（perfluoroalkyl and polyfluoroalkyl substances,PFASs）是一类新兴持久性有机污染物.土壤中PFASs可以通过淋溶作用进入地下水影响水质安全,或者通过陆生食物链的传递和生物放大作用危害生态系统和人类健康,有关土壤中PFASs的赋存状况、浓度水平与行为机制的研究已经成为环境化学领域的热点之一.目前土壤中可以准确测定的PFASs在含氟化合物总量中的占比不到1%,含量为ng/g水平.我国相关研究主要集中在东部及氟化工厂周边地区,其组分以全氟辛烷磺酸（Perfluorooctane sulfonic acid,PFOS）和全氟辛酸（Perfluorooctanoic acid,PFOA）等长链PFASs为主.不同类型土壤中PFASs的赋存特征主要受到物质种类与土壤理化性质及周边人类活动的影响.除了含氟化学品生产和使用过程中的直接释放和大气传输以外,PFASs前体物在土壤环境中的转化也是其重要来源.吸附-解吸是PFASs在土壤中的主要归趋方式,化合物碳链长度及官能团种类、土壤理化性质和生物种类等因素都会影响其在土壤中的迁移转化和富集能力.鉴于目前的研究现状,需要进一步优化土壤中PFASs的提取和分析方法,关注新型PFASs在土壤中的变化趋势及行为机制,开展土壤中PFASs的生物可给性和生物可利用性研究,进一步评估PFASs的生态与人体健康风险.      

Aging effect on the mobility and bioavailability of copper in soil

Aging effect on the mobility and bioavailability of copper (Cu) was investigated using a spiked soil with different incubation periods from 3 to 56 d. Wheat was planted and earthworm was cultured separately in the incubated soils. The mobility of Cu in soil was evaluated by a chemical fractionation scheme and the toxicity and bioavailability were assessed by measuring the biomass and Cu concentration in tissues. Results showed that aging had a significant effect on Cu fraction distribution, of which Cu tended to incorporate from the exchangeable into more stable fractions such as the reducible and oxidisable fractions. However, aging had little effect on Cu bioavailability to wheat and earthworms. Comparing the soil being incubated for 3 d and 56 d, Cu concentration in wheat roots decreased from 14.5 to 12.8 mg/kg, and no significant changes in Cu concentration were observed in both wheat shoots and earthworms. The Cu concentration was around 2.0 and 50 mg/kg for wheat shoots and earthworms, respectively, irrespective of soil incubation time. The CaCl2-extractable Cu had a linear relationship with Cu concentration in wheat roots (R2 = 0.65, P < 0.05), but no linear relationship can be found for wheat shoots and earthworms. Biological control may be more crucial for Cu accumulation in organism than the changes in soil Cu fraction caused by aging.     

干旱沙区人工固沙植被演变过程中土壤有机碳氮储量及其分布特征

通过测定干旱沙区不同年代人工植被固沙区土壤剖面1 m深度容重和有机碳、全氮含量,估算了人工固沙植被演变过程中土壤有机碳和全氮储量特征及其垂直分布格局.研究表明,干旱沙区人工固沙植被演变过程中,0～100 cm深土壤有机碳和全氮储量均呈增加趋势;有机碳氮储量表现出了固沙初期的显著增加期(<16 a),随后的缓慢增加积累期(16～25 a),及后期的显著增加期(>25 a),该变化趋势主要体现在0～20 cm的表层.土壤有机碳氮储量增加程度随深度增加有降低趋势,并且表层土壤(0～20 cm)有机碳和全氮储量远大于深层土壤(20～100 cm);固沙初期土壤有机碳和全氮储量的增加体现在0～100 cm各个深度,而随后积累期主要体现在0～20 cm深度,固沙后期的增加也主要在0～20 cm深度,20 cm以下增加不明显;0～100 cm深土壤有机碳氮储量表聚性随固沙植被演变越来越明显.明确了降水<200 mm的沙区人工固沙过程中植被和土壤特征的改变对土壤有机碳氮储量及分布特征的影响,为更好地理解干旱人工植被区的碳循环特征和预测该生态系统与气候变化间的反馈关系奠定了基础.     

土壤呼吸的温度敏感性和适应性研究进展

土壤呼吸的温度敏感性和适应性是影响生态系统碳、氮循环的两个关键指标。论文综述了土壤呼吸对温度变化响应的最新研究进展和存在的问题,指出土壤有机质的质量和水溶性碳含量、土壤微生物种群结构和酶活性等因素是影响土壤呼吸的温度敏感性和适应性的主要因素。这些因素对土壤呼吸温度敏感性和适应性影响的机理不同,土壤呼吸的温度敏感性主要受上述因素的状态影响,而土壤呼吸的温度适应性则主要取决于上述因素的变化过程。例如平均温度、微生物生物量、呼吸底物质量和酶活性是影响土壤呼吸温度敏感性的重要因素,而温度的变化幅度、微生物种群结构变化、呼吸底物有效性和酶的最适温度的改变则影响土壤呼吸对温度的适应性。鉴于土壤呼吸的温度敏感性和适应性是两个密切相关的生物学过程指标,建议在陆地生态系统碳循环的研究中综合考虑这两个过程的交互作用。