环境因子对小球藻生长及其CO2固定的影响

通过测定不同SO2、NO以及不同烟尘浓度条件下,小球藻ZY-1的生长速率及其对CO2的固定速率,研究烟气中NO和SO2及烟尘等环境因子对小球藻ZY-1的生长及其CO2固定效果的影响.研究结果表明,烟气中的SO2是以增加培养液中的SO24-浓度及降低pH值的形式来影响ZY-1的生长及其对CO2的固定的.当SO2体积浓度大于50×10-6时,需要进行烟气脱硫或控制培养液pH值变化来消除其影响;烟气中NO的体积浓度不高于300×10-6时,不影响ZY-1的生长及其对CO2的固定,可作为氮源供ZY-1生长用;对经过一般除尘处理的烟气,在利用小球藻ZY-1固定CO2时可不考虑溶解性烟尘的影响.研究结果证明利用小球藻ZY-1固定烟气中的CO2是可行的.     

基于宏基因组技术获得的对厌氧氨氧化菌代谢的新理解

厌氧氨氧化菌(Anaerobic ammonium oxidation bacteria,AAOB)是化能自养菌,由于其生理代谢的奇异性、细胞结构的特殊性以及对氮素循环的重要性,已成为环境工程、微生物以及海洋生物学等领域的研究热点.然而,AAOB未能实现纯培养的现状已成为AAOB代谢途径研究的巨大障碍.近年来兴起的宏基因组技术(Metagenomics)为AAOB代谢途径的研究提供了新手段.采用宏基因组技术,可直接研究微生物群体中某特定微生物基因组的结构与功能,摆脱了传统微生物学研究对纯培养的依赖,使未培养微生物的认识和开发成为可能.本文首先简述获取AAOB宏基因组信息的过程,然后通过比较由传统代谢研究方法和宏基因组技术获得的AAOB代谢途径的研究成果,论述基于宏基因组技术获得的对AAOB代谢的新理解,得出以下结果和结论:1)AAOB的碳素固定途径为乙酰辅酶A途径,碳素固定的还原力来自NADH或者QH2;2)AAOB氮素转化的重要中间产物是NO,而非NH2OH,并提出了以NO为核心的AAOB代谢的改进模型;3)AAOB的ATP合成途径为氧化磷酸化,推测的电子传递途径为N2H4—QH2—细胞色素bc1复合体;细胞色素bc1复合体再将电子用于NO2-还原和N2H4合成.AAOB的宏基因组技术使AAOB代谢途径的研究更具方向性.随着分子生物学理论和技术的不断发展,宏基因组学的升级技术(如宏转录组学、宏蛋白质组学)将为AAOB代谢途径的研究提供新的方法与平台.图3表1参51     

海岸带土地利用转型及其生态环境效应——以福建海岸带为例

基于1995年、2005年、2015年的土地利用覆被数据,使用生态环境质量指数、土地利用转型的生态环境贡献率等方法,定量分析福建海岸带土地利用转型及其生态环境效应.结果表明：①整体而言,福建海岸带地区以生态用地为主要用地类型,占比达64.4%以上,成为地区生态环境质量稳定的保证;生产和生活用地整体占比不大,但却是变化动态较高的用地类型.②时序变化上,1995—2005年,工矿生产用地、城乡生活用地不断扩张,区域生态环境质量值下降2.3%;2005—2015年,生产、生活空间变迁程度趋于缓和,区域生态环境质量值缓慢下降1.3%.③空间分布上,厦门、泉州等地市以生产、生活用地为主,较高强度的用地方式和相对破碎化的用地格局使得该地区呈现较低的生态环境质量（EV值小于0.855）;宁德市、莆田市内陆地区等以生态用地为主,较强的生态稳定性使得该地区呈现较高生态环境质量（EV值大于0.994）.④在用地转型产生的生态环境效应上,对生态环境质量产生负面影响的主要用地变化是工矿生产用地的对外扩展,两个时段的贡献率分别达到44.9%和49.7%,且用地方式变化从功能属性和空间格局两个方面对区域生态环境质量产生影响,并引发了工业污染、景观格局破碎等生态环境问题.     

特长隧道环境下驾驶人注视转移特性研究

为了研究不同经验驾驶人在高速公路特长隧道环境下的注视转移特性,在高速公路特长隧道中开展实车实验,利用 iView X HED型眼动仪采集了32名不同经验驾驶人的眼动数据。运用动态聚类方法,对驾驶人注视区域进行划分,分析了职业与非职业驾驶员在高速公路隧道不同段与普通路段的注视转移规律与注意力分配特性。结果表明:相较于非职业驾驶人,职业驾驶员具有较强的注视前瞻性,且在隧道的不同段主要注视的区域因行车环境不同变化较小;驾驶人对同一目标需要重复注视才能提取足够的信息,且当行车环境复杂度增加或驾驶员驾驶经验不足时,重复注视概率增加;驾驶人在不同路段行车时,主要通过注视中间区域获取信息;行车环境与驾驶经验对驾驶人在中间近处、左侧区域及内后视镜区域的注视平稳分布存在显著的交互作用。     

The representation of cyanobacteria life cycle processes in aquatic ecosystem models

Two simplified versions of a numerical life cycle model for diazotrophic cyanobacteria (of the order Nostocales) are developed and evaluated. Both consider two-life cycle stages, one growing, nitrogen-fixing stage and one stage that combines the resting, germinating and vegetative stages. The versions differ in the vertical resolution of the non-diazotrophic stage: version 1 collects the biomass in one layer at the bottom, version 2 considers sinking and rising of biomass explicitly. The results of the two versions are compared with a complex cyanobacteria life cycle model which describes four different life cycle stages each with two internal quotas for energy and nitrogen. The two simplified approaches show a good agreement with respect to the main characteristics of cyanobacteria dynamics (timing and duration of blooms, magnitude of nitrogen fixation, interannual variability). Our model study shows that both simplified approaches are suitable to be implemented into three-dimensional coastal or lake models.     

云南地区种子植物区系属的多度及区系过渡性的空间分布格局

植物区系地理分布格局的研究有助于更好地理解植物区系的起源、迁移和分化。研究利用覆盖云南地区全境的植物区系分布信息,探讨了云南地区植物区系属的多度及区系过渡性的地理分布格局。结果表明,所有热带区系属的多度均随着纬度升高呈递减趋势;大多数温带区系属的多度随着纬度的升高呈递增趋势。中亚分布（T13）属的多度的高值主要出现在滇西北地区,尤其是在金沙江、澜沧江和怒江的上游地区,但在其它地区十分少见。地中海、西亚至中亚分布（T12）属的多度的高值也出现在滇西北地区,但在其它地区无明显空间分布规律;中国特有分布（T15）属在滇西北地区最为丰富,其次是滇东南地区,大致以“田中线”为界,界线以西地区的中国植物特有属的多度明显低于界线以东地区。从南到北,植物区系过渡性基本上呈单调递增格局,这一格局的形成可能与区系成分的迁移和地形格局有关。大理州以南的低海拔地区,热带区系成分占据主导地位,并占据了云南大部分的土地面积,这在一定程度上证实了云南地区总体上是一个“热带山原”的假说。本研究与其它研究的不同可能源于与源数据和取样尺度的差异。     

纳米助燃固硫添加剂的催化作用机理

溶胶.凝胶法制备的纳米TiO2作为CaO固硫添加剂,用热分析法对纳米TiO2催化煤燃烧以及催化CaO固硫的过程进行了实验研究.对燃烧后煤灰的孔径分布进行了分析.采用未反应收缩核模型对固硫反应的动力学过程进行表征.研究结果表明,纳米TiO2与CaO共同作用条件下对煤燃烧有明显的促进作用,即燃烧反应活化能E下降,同时纳米TiO2还能增大燃烧后煤灰的孔径,提高固硫率.氧气的存在抑制氧化钙的固硫转化率,纳米TiO2可以消弱氧气的抑制作用.对固硫反应的影响表现为在反应后期(即产物层扩散控制阶段),与固硫转化率和孔径分布的实验结果非常吻合;讨论了纳米TiO2催化燃烧催化固硫的机理,纳米TiO2导致碳晶格的扭曲,增加表面活性部位,加快氧气的吸附速度,使添加剂周围燃烧速度加快,煤灰孔隙增大从而强化燃烧,促进SO2转化成SO3的本征反应,促进二氧化硫向氧化钙内部的扩散从而提高CaO的固硫效果.     

胶州湾水体重金属HgⅠ.分布和迁移

根据1979年5月,8月,11月胶州湾水域调查资料,并且与近几十年来的调查资料进行对比分析,探讨和研究胶州湾重金属Hg的平面分布、垂直分布、季节分布以及发展趋势.结果表明:胶州湾东北部海域春季污染较为严重,西南部的污染程度相对较轻;春季和夏季的表层含量大于底层含量,秋季时底层含量高于表层含量;而且春季Hg污染较为严重,秋季水质状况最好.从历史资料来看,1979年到1982年,Hg污染在加剧;1982年到1997年,从污染严重到缓和,在1997年就达到了一类水质的要求;1997年到1999年,水质更加清洁.     

金属铁离子对农田土壤氮转化影响分析

以长春伊通河河谷阶地上部的农田土为研究对象,选用铁离子作为氮转化的一种影响因素,定性研究了不同浓度的铁离子对硝态氮、亚硝态氮、铵态氮三氮的变化影响。并且在建立方程组之后计算平衡常数,证明了铁的氧化作用,与实验所得相符合：铁促进铵态氮的吸附、促进硝化反应的进行。从实验和理论的角度说明了铁在三氮转化中起的作用,为进一步研究锰铁离子对氮转化的定量影响和氮素污染地下水的预测和定量评价提供科学依据。     

土地非农化生态价值损失估算

随着城镇化、工业化的快速推进,我国城乡建设用地快速扩展使农用地保护面临巨大挑战,从经济机制上防止土地过度非农化尤为重要.该文对土地非农化生态价值损失过程机制进行了理论探索,建立了价值损失估算方法,并以江汉平原为例进行案例分析.研究表明:单纯的市场机制没有考虑土地非农化造成的生态价值损失,无法实现土地资源最佳配置,非农化规模偏大;土地非农化生态价值损失巨大,1987-2010年江汉平原因此累计损失73 692.11万元,人均承担49.25元;不同类型土地的生态价值损失强度有所差异,每公顷的自然保留地、水域、林地、草地、耕地非农化价值损失分别为2.459 8万元/a,2.036 7万元/a,1.262 9万元/a,0.524 1万元/a,0.354 8万元/a.文章认为,发展与保护始终是土地资源优化配置必然要面对的难题,土地非农化是社会经济发展过程中的必然现象,也是一个土地生态服务功能不断减少和消亡的过程.土地非农化虽然在一定程度上提高了土地的经济效益和社会效益,但生态效益损失巨大,可能会导致总效益净减.土地过度非农化在很大程度上是由于传统市场体系仅部分考虑了土地的经济、社会功能,而几乎完全没有考虑其生态价值导致的.作为一类负外部性,土地非农化过程中的生态价值损失如果不能得到及时遏制,快速增长的城乡建设用地需求将使农地保护面临巨大威胁,这需要将生态价值纳入土地价值体系,计入征地成本,并在一定程度上提高现行土地价格体系的合理性,防止建设用地的过度扩张,减少生态价值损失.