基于线虫生物多样性的稻田镉污染土壤修复成效研究

土壤线虫群落特征是土壤质量评价的重要指标,特别是用于重金属污染土壤的修复成效评估. 为评价重金属镉(Cd)污染稻田土壤修复的生态效应,以湖南省长沙市长沙县Cd污染水稻农田为研究样地,分析了施用钝化剂、钝化剂+净水和叶面肥三种修复措施对土壤线虫的生物多样性和群落功能多样性的影响. 结果表明:①共鉴定线虫13 599条,隶属于32属,其中杂食/捕食线虫(8属)的数量最多,占比为61.55%;食细菌线虫(13属)、食真菌线虫(3属)和植食性线虫(8属)分别占所有线虫数量的14.62%、1.72%和22.11%. ②施用钝化剂、钝化剂+净水和叶面肥三种修复措施的水稻农田土壤中线虫物种数、Shannon-Wiener多样性指数、Simposon优势度指数和Pielou均匀度指数均与对照组(蒸馏水喷施)没有显著差异,表明这3种土壤修复措施对土壤线虫的生物多样性没有显著影响. ③水稻土壤线虫生活史策略指数如成熟指数(MI、MI25)、植物寄生线虫成熟指数(PPI)等在3种修复措施之间差异显著,说明不同修复措施间的土壤线虫群落结构存在显著差异,但这种差异与取样时间有关. ④3种修复措施之间的生态功能指数,如富集指数(EI)、结构指数(SI)、通路指数(NCR)和瓦斯乐斯卡指数(WI)均没有显著差异. 研究显示,土壤线虫生活史策略指数可作为重金属污染土壤修复的成效评价指标,指示土壤生态系统质量.      

不同种类食细菌线虫对石油污染土壤微生物的影响

通过在石油污染土壤中接种不同种类食细菌线虫,探究土壤微生物活性和多样性的变化.本试验设置5个处理：杀灭线虫土壤（NFS）、石油污染土壤（SP）、在石油污染土壤中分别接种不同线虫,即秀丽隐杆线虫（Caenorhabditis elegans,SPN1）、头叶属线虫（Cephalobus persegnis,SPN2）和小杆属线虫（Rhabditis marina,SPN3）.结果表明,经过168d试验,和NFS相比,SP的土壤基础呼吸和脲酶活性增大,而微生物量碳含量和蔗糖酶活性减小.和SP相比,SPN1、SPN2、SPN3的基础呼吸增大,微生物量碳减少了34.59%~72.48%,蔗糖酶活性增加了15.66%~22.89%.SP、SPN1、SPN2和SPN3的微生物的丰富度（S）分别下降了5.00,7.25,2.50和9.75,Shannon-Wiener指数（H'）分别显著下降了0.18,0.15,0.15和0.23.不同种类的食细菌线虫可通过捕食作用对石油污染土壤微生物活性及多样性产生影响并有种间差异,有利于提高石油污染土壤微生物活性,促进石油降解.     

荒漠草原土壤线虫对氮沉降及降雨变化的响应

为了解氮沉降和降雨变化对短花针茅荒漠草原土壤线虫的影响,试验设计采用主区为增雨30%（W）和减雨30%（R）、自然降雨（CK）3种水分处理,副区为0（N0）、30（N30）、50（N50）和100（N100） kg/（hm²·a）4个氮素梯度共12个处理.结果表明：研究区共鉴定土壤线虫隶属41属,群落优势属为丽突属（Acrobeles）和拟丽突属（Acrobeloides）,增雨较氮添加显著增加了线虫数量,且在10月份尤为明显,减雨下N50梯度更利于线虫数量增加;从功能类群来看,土壤0~10cm食细菌线虫数量最多（占总数41.00%~45.56%）,并随季节动态呈上升趋势,捕杂食线虫数量最低,食细菌和食真菌线虫与氮梯度呈负相关关系;从生态指数来看,仅增雨抑制了土壤线虫多样性,单一氮添加没有改变线虫群落多样性和稳定性,但较低的氮添加会显著降低了线虫丰富度.不同季节动态处理下,土壤矿化途径受食微线虫的影响,有机质以真菌降解通道为主,减雨施氮下提高了土壤抗干扰能力;pH值、有机质、铵态氮含量是影响土壤线虫群落重要的环境因子,土壤氮含量增多及pH值降低增加了偏K策略者类群数量,降低R对策者类群数量,土壤线虫群落结构的变化,表明短花针茅荒漠草原生态系统地下食物网稳定性渐趋增强.     

莫莫格湿地油田开采区土壤石油烃污染及对土壤性质的影响

为研究莫莫格湿地油田开采区土壤石油烃污染及对土壤的影响,分别在油田开采区不同开采年限的油井周围和自然湿地对照区采集土壤样品,测定了土壤总石油烃、总有机碳、总氮、总磷、pH值和电导率.结果表明,所有油田开采区油井周围土壤中总石油烃含量显著高于对照区(p<0.05),开采5、10和20 a的油井周围土壤总石油烃含量分别是对照区土壤的30、60和111倍.土壤石油污染在莫莫格湿地油田开采区普通存在.开采10 a以上的中长期油井周围土壤是石油烃污染的主要区域,其平均含量在16 885~31 230 mg.kg-1之间.土壤总有机碳与总石油烃呈显著正相关(r=0.88,p<0.05),土壤中残留的石油烃导致了土壤总氮和总磷下降,下降最大值分别为33%和28%.土壤石油烃污染显著增加了碳氮比、碳磷比和pH值(p<0.05),这种趋势随着油井开采时间增加而增大.土壤石油污染也引起电导率的增加,但是影响并不显著(p>0.05).土壤石油烃污染在很大程度上改变了土壤的性质,对土壤质量产生了负面影响.     

石油与食细菌线虫对土壤温室气体排放的影响

采用室内培养试验,利用人工模拟石油污染土壤并接种不同密度的食细菌线虫,探究石油污染条件下食细菌线虫对土壤温室气体排放及微生物活性的影响.本实验设5个处理,即:新鲜土壤(S)、5.0g/kg石油污染土壤(SP)、5.0g/kg石油污染土壤+5条线虫/g干土(SPN5)、5.0g/kg石油污染土壤+10条线虫/g干土(SPN10)、5.0g/kg石油污染土壤+20条线虫/g干土(SPN20).结果表明:石油污染可以使土壤的CO_2、N2_O排放量明显增加,分别是对照处理S的7.03~10.16倍、11.56~32.19倍,而对CH4的排放影响不明显;但从温室气体增温潜势(GWP)变化可以看出石油污染对温室效应具有明显的增强作用,是对照处理S的7.13~10.17倍;石油污染和食细菌线虫在一定程度上增加微生物生物量碳和代谢熵(q CO_2),微生物生物量碳变化的趋势是先升高后下降,各处理的代谢熵是对照处理S的6.59~9.83倍;石油污染对荧光素二乙酸酯(FDA)水解酶活性表现为初期抑制后期激活;石油污染对蔗糖酶和脲酶活性主要表现为激活作用;食细菌线虫一定程度上可增加石油污染土壤中酶的活性,从而影响温室气体CO_2、N_2O、CH_4的排放.     

石油污染与食细菌线虫对土壤微生物活性及石油降解的影响

随着经济快速发展,石油及其产品用量增多,石油污染问题日益严重,土壤石油污染治理刻不容缓.研究表明石油污染土壤中存在大量的食细菌线虫,但食细菌线虫在石油污染土壤中的作用还不清楚.本试验采用人工模拟石油污染土壤,通过接种不同密度模式线虫(Caenorhabditis elegans),研究食细菌线虫在石油污染土壤中的功能及其对污染土壤中石油降解及土壤微生物活性的影响.本实验共设6个处理:高温灭菌石油污染土壤(FSP),作为对照处理1;杀灭线虫土壤(S),作为对照处理2;石油污染土壤(SP);石油污染土壤+5条线虫/g干土(SPN5);石油污染土壤+10条线虫/g干土(SPN10);石油污染土壤+20条线虫/g干土(SPN20).研究结果表明:整个试验培养结束时,处理SP、SPN5、SPN10和SPN20的石油残留量比第0天采样时分别降低约60.78%、80.01%、67.63%和66.31%,处理SP、SPN5、SPN10和SPN20的石油残留量比处理FSP分别降低约43.60%、70.68%、52.34%和50.45%,得出接种线虫可以促进污染土壤的石油降解,其中接种5条线虫/g干土的处理促进石油降解效果最好.第7 d采样时,处理SP、SPN5、SPN10、SPN20中脱氢酶酶活性比处理S分别增加约132.76%、115.09%、118.67%和55.81%,表明石油污染可以激活脱氢酶;第14 d时,接种线虫处理SPN5、SPN10和SPN20的脱氢酶活性比未接种线虫处理SP的脱氢酶活性分别增加约5.16%、18.13%和29.56%,表明添加食细菌线虫也促进了土壤相关酶活性.该研究证明食细菌线虫可以在石油污染土壤中刺激微生物的繁殖,增强土壤酶活性,进而促进污染土壤石油的降解.     

人工林与其紧邻农田中野生植物与土壤线虫群落特征对比

我国北方农耕区休耕地种植杨树现象较为普遍,但是人工林对农业生态系统中生物多样性的保护作用却鲜有关注.在山东省宁津县选取3块样地,均为休耕地种植杨树林且紧邻小麦玉米轮作田,对比人工林下、田埂及农田内的草本植物群落特征、土壤线虫群落特征及土壤化学性质,以探究人工林对农业生态系统中生物多样性的作用.结果表明:①植物样方总物种数和样方平均物种数均呈现农田 < 距田埂30 m人工林下 < 距田埂10 m人工林下 < 田埂 < 距田埂20 m人工林下 < 距田埂5 m人工林下的变化规律,其中,距田埂5 m人工林下植物样方总物种数为21种,农田内11种.人工林下草本植物群落多样性指数、丰富度指数均显著高于农田内杂草植物群落相应指数（P < 0.05）.②农田、田埂及距田埂5 m的人工林下的土壤线虫组成存在差异,农田和人工林下土壤线虫优势属为头叶属（Cephalobus）,而田埂中为真头叶属（Eucephalobus）.土壤线虫群落多样性指数、成熟指数、植物寄生线虫成熟指数及线虫通路比在人工林下、田埂和农田之间差异均不显著（P≥0.05）,土壤线虫均为耐环境压力类群.③人工林下与农田土壤中总氮（TN）、总碳（TC）含量差异不显著（P≥0.05）,而田埂和人工林下土壤碳氮比（C/N）显著高于农田内（P < 0.01）,表明林下和田埂土壤中有机物分解矿化速度低于农田内.土壤TN含量、TC含量、C/N和pH均与植物群落具有显著关联,而对土壤线虫群落均无显著影响.研究显示,在我国北方休耕地种植杨树林,对于农业生态系统中草本植物多样性保护具有积极作用,但是难以在几年内有效地改善土壤质量.      

蚯蚓对植物修复石油烃污染土壤的影响

石油使用量的增大导致石油污染量的增加.为经济有效地修复低污染浓度的石油烃污染土壤,了解蚯蚓对植物去除土壤石油烃的影响,探讨蚯蚓对土壤石油烃污染的修复效应,通过人工制备石油烃污染土壤,采用植物[紫茉莉（Mirabilis jalapa L.）、凤仙花（Impatiens balsamina L.）、西伯利亚鸢尾（Iris sibirica L.）]以及植物-蚯蚓[赤子爱胜蚓（Eisenia foetda）]两种处理模式进行60 d的盆栽试验,通过测定土壤中w（石油烃）、过氧化氢酶和多酚氧化酶的活性变化来解析蚯蚓对植物修复土壤石油烃效率的影响.结果表明:相同处理条件下,凤仙花、紫茉莉与西伯利亚鸢尾土壤中石油烃去除率分别为36.32%、32.70%、29.82%,凤仙花的土壤修复效果最佳.添加蚯蚓后,对应凤仙花、紫茉莉与西伯利亚鸢尾土壤中石油烃的去除率分别为40.73%、36.10%、32.80%,显著高于未添加蚯蚓土壤,表明添加蚯蚓能够促进植物对土壤中石油烃的修复效果.土壤修复过程中过氧化氢酶与多酚氧化酶活性总体呈上升趋势,添加蚯蚓对土壤酶活性具有刺激作用.土壤中过氧化氢酶、多酚氧化酶活性均与w（石油烃）呈显著负相关（相关系数分别为-0.79和-0.90,P均小于0.05）,说明土壤中过氧化氢酶与多酚氧化酶可能参与了土壤中石油烃的降解过程.研究显示,蚯蚓能够强化植物对石油污染土壤的修复效果,为植物/蚯蚓联合修复石油污染土壤提供了技术依据.      

双台子河口湿地环境石油烃污染特征分析

以2008年10月和2009年5月2次野外调查获取的数据为基础,分析了双台子河口湿地环境石油烃污染特征. 结果表明:秋季河水石油烃污染比苇田水和稻田水严重,春季三者无显著差异,但春秋两季有92.31%地表水的ρ(石油烃)超过《地表水环境质量标准》(GB3838—2002)Ⅲ类标准;湿地表层土壤秋季33.33%的站位、春季77.78%的站位达到中等及以上污染水平,春季个别站位达到重度污染水平,分布于流域中上游的盐渍水稻土和盐化草甸土污染程度比流域下游的滨海沼泽盐土和滨海潮滩盐土严重,中下游芦苇湿地对石油烃净化作用明显;剖面土壤w(石油烃)最大值出现在30~≤40 cm土层,达重度污染水平,显示双台子河口湿地环境已经受到不同程度的石油烃污染. 湿地土壤w(石油烃)与芦苇长势参数的相关分析显示,目前湿地土壤石油烃污染尚未影响芦苇的正常生长及产量,但研究区域的石油工业污染已经成为双台子河口湿地重要的生态风险源之一.      

石油污染土壤的生态效应及修复技术研究

以玉米和向日葵为研究对象,通过田间试验研究了石油污染土壤对植物生长的影响及两种植物对石油污染土壤的修复作用;考察了节细菌(DX-9)对玉米,向日葵植物修复的强化和协同效应;探讨了石油烃在植物不同部位的残留量。结果表明:在土壤石油烃含量初始值为10000mg/kg时,玉米、向日葵生物量分别减少14.5%和21.0%。150d土壤中石油烃降解率分别为42.5%和46.4%,较对照区提高了100.5%和118.9%;节细菌的施加使两种植物的降解率分别提高到72.8%和76.4%。石油烃在玉米的根、茎、叶、芯和籽仁中的含量较对照区分别增加了19.4%、0.8%、0.7%、1.3%和14.8%,在向日葵的根、茎、叶、葵盘和籽仁中的含量分别增加了184.5%、1.2%、1.1%、2.3%和31.2%。结论表明:石油污染土壤对玉米,向日葵生长性状和籽仁质量有显著影响;玉米或向日葵与节细菌(DX-9)联合进行石油污染土壤的生物修复效果显著;石油烃在植物各部位均有不同程度的残留,根部残留量最大。     

抚顺西露天油页岩可培养微生物的分离与鉴定

为了解油页岩中可培养微生物的多样性,利用稀释平板培养法对我国抚顺盆地西露天组油页岩中可培养微生物进行分离纯化,并对所获菌株进行16S rDNA(细菌)和rDNA ITS(真菌)序列测定和系统发育树分析.以营养琼脂培养基分离到8株细菌,以马铃薯葡萄糖琼脂培养基分离到4株真菌.16S rDNA序列测定结果表明细菌菌株属于芽孢杆菌属(Bacillus),赖氨酸芽孢杆菌属(Lysinibacillus),短杆菌属(Brevibacillus),类芽胞杆菌属(Paenibacillus)和红球菌属(Rhodococcus); rDNA ITS序列测定结果显示真菌菌株分别属于芽枝霉属(Cladosporium),曲霉属(Aspergillus),犁头霉属(Absidia)和正青霉属(Eupenicillium). 2株细菌(ZK4和ZK5)能够在以油页岩为唯一碳源和氮源的固体培养基上连续生长5代以上,且长势良好, 可作为油页岩生物转化的潜力菌株进行深入研究.     

玉门油田污染荒漠土壤石油降解菌多样性

为探索石油污染荒漠土壤石油降解微生物多样性、筛选高效石油降解菌,采用涂布平板法从石油污染荒漠土壤分离具有石油降解能力细菌,采用细菌形态观察和16S rRNA基因序列分析其多样性,并设计特异性引物,对分离细菌降解相关基因进行检测.结果表明,分离的37株细菌分别属于放线菌纲(Actinobacteria)、γ变形菌纲(Gammaproteobacteria)、β变形菌纲(Betaproteobacteria)、芽孢杆菌纲(Bacilli)和α变形菌纲(Alphaproteobacteria),分别占35.14%、32.43%、13.51%、13.51%、5.41%,归属于21个属的34个种类.优势菌属为假单胞菌属(Pseudomonas)、红球菌属(Rhodococcus)、微球菌属(Micrococcus)、寡养单胞菌属(Stenotrophomonas)、无色杆菌属(Achromobacter)和葡萄球菌属(Staphylococcus),占总数的51.35%,其中有36株细菌能以石油为唯一碳源稳定生长,对原油有明显的降解能力.在石油质量浓度为1 500 mg/L的基础培养基中,菌株YM43在培养7 d后对石油的降解率达55.47%,另有8株细菌的降解率不低于30.55%,11株细菌的降解率介于10.05%~28.37%,18株细菌的降解率不高于8.05%. PCR检测表明,有25株细菌含有烷烃单加氧酶基因,6株含芳烃双加氧酶基因,6株含联苯双加氧酶基因,4株含萘双加氧酶基因,3株含甲苯双加氧酶基因,2株含邻苯二酚双加氧酶基因.研究显示,石油污染荒漠土壤中可培养细菌具有高度多样性,分离的菌株有较强的石油降解能力,其降解功能与所存在的降解基因有关.      

盆地模拟技术在地热资源勘探开发中应用

目前国内、外盆地模拟技术已取得了一定的发展，特别在石油勘探开发业得到广泛应用。地热资源勘探开发与石油勘探开发具有相似性和相容性，故可以将现行的盆地模拟软件通过部分的增删、修改和扩充就可以运用到地热资源勘探开发中。     

羌药资源及其分布规律的研究

经调查鉴定，羌族民间常用药有２２５种，来源于１０３科２３６属，包括植物药２０４种，隶属于９３科２２２属；动物药１７种，隶属于１０科１４属；矿物药４种。发现四川省分布新记录种５种，并择其重要种类介绍了羌药的分布规律、新资源及其开发研究前景。     

清洁生产审核在石油开采行业的应用

通过对石油开采业生产工艺的调查，针对石油开采过程中电耗、能耗、物耗各种指标偏高的问题，采油过程中产生的大量污染物，大量的资源没有循环利用，开展清洁生产审核提出解决问题的技术措施，实现了节能、降耗、减污、增效的目的。     

陕北油区石油污染水体现状调查

通过对陕北油区的走访和抽样调查,了解石油开采对水体的污染情况.调查结果显示,陕北大部分地区的水体污染程度较轻,可用于农作物的灌溉,仅少部分地区水体污染较重不能用于灌溉,采油污水都远远超过国家相关标准,必须经过处理方可排放.     

潮间带原油污染对泥蚶(Tegillarca granosa)抗氧化酶活性影响与综合生物标志物响应研究

随着海洋石油开发及运输的不断发展,溢油事故时有发生,给潮间带生物带来不同程度的影响. 以泥蚶(Tegillarca granosa)为研究对象,采用潮间带原油污染生物暴露室内模拟试验及数据统计检验,结合综合生物标志物响应(IBR)星状图,探讨潮间带沉积物原油污染对泥蚶鳃和消化腺中不同抗氧化酶活性的影响,筛选最优生物标志物. 结果表明:①受低浓度原油污染时超氧化物歧化酶(SOD)活性总体表现为被诱导,受高浓度原油污染时总体表现为被抑制,且其在消化腺中的平均活性(132.29 U/mg)约为鳃中(69.34 U/mg)的2倍. ②过氧化氢酶(CAT)活性在时间-效应上与SOD活性变化规律相似,但其响应时间具有滞后性. ③鳃中谷胱甘肽转硫酶(GST)活性在受污染第1天总体表现为被抑制,而消化腺中GST活性在第3、12天时被抑制的效果更明显. ④鳃中谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)活性在污染第3天较早被激发,且消化腺中GPx活性最大诱导率和抑制率都出现在低浓度(500 mg/kg)原油污染时. ⑤泥蚶鳃和消化腺的IBR值均随暴露时间的增加呈先降低后升高的趋势,且与4种酶活性变化趋势基本相同. 研究显示,4种主要抗氧化酶在消除活性氧自由基(ROS)上具有协同作用,GST可作为原油污染短期监测的生物标志物,而IBR可作为综合生物毒性评价的指标.      

辽河三角洲的自然资源与区域开发

辽河三角洲有丰富的地上和地下资源，是农业综合开发和油田建设的重点地区。其区域资源开发以油田、稻田、苇田和虾田开发为核心，在土地利用主要做到全面规划与统筹兼顾；对淡水资源不足的问题要从开源与节流两方面来进行解决；对河口湿地景观生态系统要注意保护，发挥业已建立的自然保护区的功能；对河口湾水产资源更要加强保护与培育。     

油田企业生产过程硫化氢危害及预防

油气产品中含有一定的硫组分,油田企业在进行油气开采、储运、处理等过程中经常遇到自然产生的H2S或生产过程中产生的H2S,介绍了H2S的特性及对人员和生产设备的危害性,分析了H2S存在于油田企业生产过程中的各个环节,提出了预防措施.     

利用日本青鳉评估胜利油田水体毒性效应

为了评估胜利油田石油开采对水体的影响,采集了东营市主要河流的18个点的水样,实验室条件下利用日本青鳉(Oryzias latipes)及鱼卵孵化试验检测水样的急性和慢性毒性效应. 结果显示,18个水样对日本青鳉幼鱼都没有急性毒性;与对照相比,88.9%的水样对青鳉鱼卵孵化有一定的影响,其中72.2%的水样中鱼卵的孵化率差异极显著(P<0.05);数据分析发现,鱼卵的慢性毒性效应与水质检测中的9个单个观测指标没有显著的相关性(P>0.05).利用日本青鳉评价胜利油田水体毒性效应的方法可行,水体对日本青鳉有一定的慢性毒性效应,而水体污染与胜利油田区油井的空间分布没有明显规律性.