Impact of photosynthesis and transpiration on nitrogen removal in constructed wetlands

To determine the impact of photosynthesis and transpiration on nitrogen removal in wetlands, an artificial wetland planted with reeds was constructed to treat highly concentrated domestic wastewater. Under different meteorological and hydraulic conditions, the daily changes of photosynthesis and transpiration of reeds, as well as nitrogen removal efficiency were measured. It was found that net photosynthesis rate per unit leaf area was maintained on a high level (average 19.0 μmol CO₂/(m²·s)) from 10:00 to 14:00 in July 2004 and reached a peak of 21.1 μmol CO₂/(m²·s) when Photon Flux Density was high during the day. Meanwhile, TN and NH₄ ⁺-N removal efficiency rose to 79.6% and 89.6%, respectively—the maximum values observed in the test. Correlation coefficient analysis demonstrated a positive correlation among photon flux density, net photosynthetic rate, transpiration rate, and TN and NH₄ ⁺-N removal efficiency. In contrast, there was a negative correlation between stomatal conductance and TN and NH₄ ⁺-N removal efficiency. Results suggest that the photosynthesis and transpiration of wetland plants have a great impact on nitrogen removal efficiency of wetlands, which can be enhanced by an increase in the photosynthesis and transpiration rate. In addition, the efficiency of water usage by reeds and nitrogen removal efficiency could be affected by the water level in wetlands; a higher level boosts nitrogen removal efficiency. Translated from China Environmental Science, 2006, 26(1): 30–33 [译自: 中国环境科学]     

外来入侵物种空心莲子草光合日变化初步研究

外来入侵物种空心莲子草(Alternanthera philoxeroides)发生广、危害重的区域多为中国南方省市,2005年发现其已大面积入侵山东省济南市境内的小清河上游.测定了空心莲子草净光合速率、气孔导度和细胞间隙CO2浓度,并与同一生境的芦苇(Phragmites communis)和水芹(Oenanthe javanica)进行了比较.空心莲子草净光合速率日变化曲线为双峰型,最高峰值24.40μmol CO2/(m2·s)出现在10:00左右,第二峰值22.80 μmol CO2/(m2·s)出现在16:00左右,整个曲线明显高于对照植物芦苇和水芹.在16:00至16:30光强迅速下降阶段.其净光合速率仍能保持较高水平,为9.85 μmol CO2/(m2·s).     

高等植物对甲醇的释放和利用

植物可向大气中释放一种挥发性的有机气体——甲醇,同时对这种气体可加以利用。在详细阐述甲醇的产生、释放和可能的代谢机制的基础上,通过不同浓度的甲醇溶液喷施牡丹叶片,测定其对光合作用过程及叶绿素荧光参数变化的影响。结果表明,光合作用有较大改善:光合速率明显提高,气孔导度增加,叶内CO2浓度也有一定幅度改善。叶绿素荧光参数(qN和NPQ)以及电子传递速率(ETR)发生较大改变;Fm/Fo,Fv/Fo和ΦPSII的下降可能与甲醇对牡丹叶片的双向效应(促进性和毒性)有关,这取决于喷施的浓度、次数和时间。初步的结果显示:甲醇提高光合作用速率的同时,并没有伴随光合效率和机能的改善和提高。期间的气孔导度和胞内CO2浓度的提高以及非辐射能耗散(qN和NPQ)和光呼吸的降低可能是牡丹叶片光合作用速率提高的主要原因。     

高温和干旱对银杏光合作用、叶片中黄酮苷和萜类内酯含量的影响

为了探讨高温和干旱的相互作用对银杏(Ginkgobiloba)生长及叶内次生代谢物的影响,设干旱、高温(夜间30℃)和干旱+高温3个处理,测定了2年生银杏幼苗的生长指标、光合特性、叶片水势、气孔导度以及叶内黄酮苷和萜类内酯的含量。与对照(未经干旱或高温处理)相比,高温引起银杏叶片最大净光合速率降低,气孔导度和光补偿点增加;干旱处理后,银杏最大净光合速率、气孔导度和叶片水势均降低,但光补偿点以及叶片黄酮苷和萜类内酯含量增加,表观量子产量变化不明显。高温和干旱共同作用下,银杏光补偿点和呼吸速率增高,光饱和点显著降低,根冠干重比无统计学上显著变化,但总干重降低。上述结果说明干旱和高温降低了银杏对光的适应范围,银杏光能利用效率变低,气孔导度下降,最大净光合速率降低,呼吸作用增强,抑制了生长;干旱引起黄酮苷和萜类内酯含量增加的幅度大于高温。     

植物地上部分对大气CO2浓度升高的响应

大气CO2浓度升高对植物的影响，主要是促进了植物生长早期的光合作用，同时也增加了对其他资源的需求；植物的光合作用也存在对高CO2浓度的适应，不会一直维持较高的光合水平，而且植物的呼吸作用也可能会增加；大气CO2浓度升高和其他环境条件，如水分，温度和光照等对植物生长和产量存在相互作用，可以部分弥补条件的不足，也影响作物和杂草的竞争关系；自然植物群落由于有很高的多样性和复杂性，对其研究应该在生物群落水平上进行，用外推法回到植物水平，而不是相反，而且自然物种间的竞争是激烈的，CO2浓度升高或其他因素带来的任何改善，都会明显地改变竞争平衡。     

淡水绿藻的光合碳酸氢盐利用探讨

为了探讨藻类对碳酸氢盐的利用,采用pH漂移实验技术,辅以氧测定技术和抑制剂的抑制实验,研究了斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)和蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)的光合无机碳摄取速率(PCU)和净光合速率(NPS).结果表明,PCU对pH的曲线上存在明显的转折点(简写为pHTP),在pH超过PHTP后存在第2个PCU峰,求此峰的平均值并以PCUsc表示,可以作为表征藻类碳酸氢盐利用的参数.蛋白核小球藻和斜生栅藻的PCUBC值分别为269.41和175.98μmol·g-1·h-1它们的平均NPS(pH为4.8～11.0)分别为477.5和495.9ttmol·g-1·h-1.随着碳酸酐酶抑制剂AZ(acetazolamide)浓度的增加,PCUBC减小;当AZ达到1.2mmol·L-1时,蛋白核小球藻的PCUBC减小到0.随AZ浓度增加,蛋白核小球藻PCUBC减小的速度比斜生栅藻的快.AZ和阴离子交换抑制剂DIDS(4,4'-diisothiocyanatoetilbene-2,2'-disuffonic acid)对蛋白核小球藻的PCU和NPS的抑制作用大于斜生删藻.AZ和DIDS对2株藻的PCU的抑制均大于对它们NPS的抑制.2株藻具有高的PCUBC值,都是强碳酸氢盐利用者.     

氢同位素组成及光合特征对梵净山珙桐水源的解析

珙桐(Davidia involucrata)系我国特有的单科单属植物,为第三纪孑遗种,被列为我国一级珍稀濒危植物。贵州省梵净山地区气候常年温凉湿润,在梵净山国家级自然保护区内,选取人工种植及天然分布的珙桐为研究对象,通过测定珙桐的光合参数,比较阴天和晴天珙桐光合日变化,分析生长地大气降水、土壤水分、地下水以及珙桐树枝水分氢同位素组成,研究了梵净山珙桐的水分利用状况和不同水源利用份额。结果表明,珙桐幼树为阳生植物,蒸腾速率较低,适宜在阴凉的环境生长,且温度不宜超过30℃。人工林种植和天然生长的珙桐利用大气降水分别为76%和58%。低蒸腾速率导致根部对土壤水的拉力小,因此,利用土壤深层水分的份额小。阴凉、多雨、云雾缭绕的环境为梵净山的珙桐生存提供良好的水分条件。     

氮沉降对香樟叶片光合及叶绿素荧光特性的影响研究

以香樟(Cinnamomum cam phora)为试验材料,通过模拟氮沉降的方法,研究了不同氮沉降条件下香樟叶片的光合、叶绿素荧光生理的表现,揭示了相应的生理生态机制.结果表明,适当浓度的氮沉降对香樟的生长具有促进作用,而过量的氮沉降会降低其净光合速率,从而对其生长产生抑制作用；不同处理组香樟的光补偿点(LCP)、光...     

小球藻对氨厂废水的净化及其叶绿素荧光变化

25℃、5 000 lx条件下,在微电脑培养箱中研究了普通小球藻对浓度分别为25%C、50%C、75%C、100%C的氨厂废水中COD和NH3-N的去除率.192 h后,COD去除率分别为84%、96.4%、97%和95.6%,NH3-N去除率分别为22.7%、4.9%、10.6%和0%,25%C、50%C、75%C和...     

染料活性艳红X-3B的微生物脱色研究

实验研究了以葡萄糖为外加碳源、由酵母膏提供氮源时不同的影响条件下紫色非硫光合细菌的混合菌种对染料活性艳红X-3B的脱色效果。结果表明,随着葡萄糖浓度的增大,脱色率反而下降;酵母膏的浓度对脱色效果影响很大,它在脱色过程中起到氮平衡的作用;当葡萄糖和酵母膏的浓度分别为0.125%和0.3%时,X-3B的脱色效果最佳。所选实验条件下,染料浓度在500mg/L以下X-3B脱色效果很好,对菌种没有明显的抑制作用;染料浓度在500～1000mg/L之间变化时,虽然对菌种有抑制作用,染料最终仍能完全脱色。温度在30℃时,pH在3～10范围内染料均有较好的脱色效果。