放牧对克氏针茅功能性状的影响

植物功能性状是植物对周围环境的适应及响应,进一步了解植物的功能性状,对于深入了解由放牧导致的草地退化具有重要意义。于内蒙古大学生态学研究基地开展4年(2012-2015年)放牧控制试验,通过研究克氏针茅(Stipa krylovii)在放牧干扰下的个体功能性状,探讨内蒙古典型草地生态系统中克氏针茅对放牧的响应和适应对策。2016年,在克氏针茅种群生物量高峰期(8月)测定了连续4年放牧(2012-2015年)和无牧条件下(对照)的植株高度(PH)、总叶面积(TLA)、茎叶比(SLW)、茎质量(SW)、总质量(AB)、总叶质量(TLQ)、比叶面积(SLA)、叶数(LN)、营养枝数(NNB)、丛幅(WCC)共10个性状指标。结果表明:(1)4年放牧显著降低了植株高度和比叶面积(P0.05),与对照相比,植株高度和比叶面积分别下降了31%和58%;显著增加了克氏针茅的营养枝数和叶数(P0.05);与对照相比,营养枝数与叶数分别增加了50%和63%;(2)其中比叶面积、营养枝数、叶数这3个功能性状为敏感性指标,其余7个为惰性指标;(3)生物量与株高、茎质量、营养枝数、总叶质量、茎叶比、丛幅、叶面积、和叶数存在极显著的正相关关系(P0.01),与比叶面积呈现显著负相关关系;(4)株高、茎质量、总叶质量、总质量、丛幅、叶面积之间存在显著正相关关系。该研究认为,克氏针茅各功能性状对放牧干扰的不同响应,是其对干扰产生的生态对策,进而维持种群的稳定性。     

乌梁素海冻融前后浮游植物群落结构特征及其影响因素分析

湖泊冰封期前后水生态环境发生了巨大变化,浮游植物群落结构特征也不例外。以往对冰封期湖泊水体在冻融前后浮游植物群落特征研究鲜见报道,为探明冰封期前后湖泊水体浮游植物群落特征及其影响因素,以乌梁素海湖区为研究对象,布置12个采样点,于2016年湖泊水体结冰前的10月、11月、2017年冰封期1月和融冰后的4月和5月采集冰样和水样,分析冰封期前后该湖区浮游植物群落时空分布及其变化情况,同时利用冗余分析法(RDA)分析了浮游植物物种与环境因子的关系。结果表明,调查期间观察到的浮游植物共计6门69属120种,种类组成以硅藻为主。浮游植物种群结构结冰前蓝藻占优势;随着冰封期的到来,蓝藻占比渐少,硅藻占比渐多;融冰后蓝藻占比渐多,硅藻占比渐少。乌梁素海冰封期前后月份南部明水区浮游植物聚集,冰封期1月湖区北部入湖口附近浮游植物丰度较高。根据优势种指示情况可知,乌梁素海冻融前后水体处于富营养化状态;丰富度指数反映水体总体污染状况较轻,均匀度指数反映浮游植物分布整体较为均匀稳定;冰封期1月水体浮游植物硅藻门占比很大,群落结构相对简单。RDA排序揭示氨氮(NH_4~+-N)、总磷(TP)、温度(t)、总溶解性固体(TDS)、溶解氧(DO)和透明度(SD)为影响乌梁素海水体冻融前后浮游植物物种分布格局的主要环境因子。研究结果可为寒区湖泊浮游植物结构特征变化机理研究提供依据。     

MOFs衍生CuO/ZnO催化剂的制备及其光催化性能的研究

利用Cu₃(BTC)₂为材料模板制备金属氧化物CuO,通过光沉积引入Zn2+煅烧合成双金属氧化物催化剂CuO/ZnO,研究了该催化剂在可见光条件下对罗丹明B的光催化降解性能,确定了罗丹明B在降解过程中的主要活性物种,并利用液相原位红外技术探究其降解机理。结果表明:MOFs衍生物CuO/ZnO催化剂具有优良的光催化降解能力,可见光响应150 min后,对10 mg/L罗丹明B的降解率最高达到67.56%以上,其中发挥主要作用的活性物种是超氧自由基·O₂-;经过5次循环实验后降解率仍在50%以上,证明该材料具有较好的可重复利用性。通过液相原位红外光谱检测,分析推断罗丹明B分子在降解过程中存在乙基、羧基和苯环芳香环结构的破坏以及氨基副产物的释放过程。该研究结果可为高效光催化体系的开发及污染物降解机理的研究提供参考。     

谷氨酸发酵废菌体的水解与替代酵母膏生产多聚谷氨酸

为研究谷氨酸发酵废菌体水解液用作培养基氮源的可行性,以蛋白质水解度和溶解度为衡量指标,采用化学、生物、物理以及这几种方法的联合处理,通过正交优化实验,得出了菌体蛋白水解的最佳工艺条件为化学-生物联合处理,在盐酸浓度3 mol·L~(-1)、温度110℃、料液比1:0.5、水解12 h后使用酸性蛋白酶酶解,调节料液pH为4、酶底比2.5%、温度55℃、酶解8 h,水解完成后蛋白质水解度达到47.18%,溶解度达到94.09%。在总氮相等的情况下,将水解液和酵母膏以不同的比例组合,替代正常发酵产γ-聚谷氨酸过程的氮源。结果表明谷氨酸发酵废菌体经过最佳工艺水解后,其水解液可以用作发酵产γ-聚谷氨酸的氮源。     

洛阳盆地浅层地下水化学特征及其演化特征分析

在系统采集并分析洛阳盆地浅层地下水样品的基础上,综合描述性统计、相关性分析、运用Piper三线图、Gibbs模型以及离子比例系数等方法,对洛阳盆地浅层地下水化学特征及其形成机理进行了分析和探讨。结果表明:HCO~-_3和Ca~(2+)分别是研究区浅层地下水中优势的阴、阳离子;HCO_3-Ca和HCO_3-Ca·Mg型为主要地下水化学类型;浅层地下水TDS和总硬度的平均浓度相对较低,平均值分别为450.5 mg/L和329.3 mg/L。本区浅层地下水化学特征的形成主要受到岩石风化作用的影响,地下水水质成分主要来自于碳酸盐岩和硅酸盐岩等矿物的长期风化溶解。同时,逆向阳离子交换作用也在一定程度上影响着浅层地下水化学的形成。     

奶牛养殖粪水施用量对农田土壤中抗生素抗性基因赋存特征及微生物群落结构的影响

为探究奶牛养殖粪水施用对农田土壤中抗生素抗性基因(Antibiotics Resistance Gene, ARGs)赋存特征及微生物群落结构的影响,本研究以经氧化塘处理后的奶牛养殖粪水为研究对象,设置4组不同的养殖粪水施用量,分别为0、0.016、0.032和0.064 t·m^-2,在玉米农田连续施用2个玉米生长周期后采集土壤,利用荧光定量PCR技术和高通量测序分析土壤中ARGs的丰度及微生物群落结构.研究发现施用养殖粪水后土壤中ARGs总相对丰度显著(p<0.05)提高了0.85～5.41倍.土壤中ARGs和可移动基因元件(Mobile Genetic Elements, MGEs)的总相对丰度均与养殖粪水施用量呈显著正相关(p<0.05),tet C、sul2和erm B是影响ARGs总丰度变化的主导基因.相较于养殖粪水施用为0 t·m^-2时,养殖粪水施用量从0.016 t·m^-2增加到0.064 t·m^-2时,土壤中微生物群落的chao1指数分别增加了44.4%、47.5%和42...     

草原流域地下水化学时空特征及环境驱动因素——以内蒙古巴拉格尔河流域为例

为查明内蒙古草原流域地下水水化学特征、成因及其环境意义,选择巴拉格尔河流域为研究对象,以Piper三线图、Gibbs图、主成分分析法（PCA）和内梅罗指数法等对2018~2019年丰水期、枯水期46处92个浅层地下水水样进行分析.结果表明：研究区地下水呈现弱碱性环境,属于淡水,枯水期多数离子含量高于丰水期,空间分布整体呈现出西高东低的特点;地下水水化学类型多样,以HCO₃^–-Ca²⁺·Na⁺型占主导,HCO₃^–-Ca²⁺型、HCO₃^–--Ca²⁺·Mg²⁺型、HCO₃^–-Na⁺型和HCO₃^–-Ca²⁺·Na⁺·Mg²⁺型等多种共存;不同河段枯水期水化学差异不显著,但丰水期地下水离子具空间特征,地下水化学成分来源变化复杂;地下水化学离子主要受岩石风化作用控制,Ca²⁺、Mg²⁺主要来源于碳酸盐、硅酸盐和蒸发岩的溶解,其中碳酸盐占主导,Na⁺、K⁺来自岩盐的溶解;地下水级别较好水居多,其次为较差和良好,极差、优良水占比最小,总体水质偏好;碳酸盐岩石风化、水岩溶滤作用和人类活动是研究区地下水化学特征演化的主要驱动因素.研究成果可为区域草原生态环境保护与恢复、水资源开发利用及流域生态水文研究提供技术参考与依据.     

后续碳源强化ANAMMOX-MFC系统脱氮产电调控策略

考察添加后续碳源的厌氧氨氧化微生物燃料电池（ANAMMOX-MFC）高效脱氮产电运行的稳定性,采用高通量测序及KEGG功能酶预测对微生物群落结构及功能基因的变化进行表征。结果表明:系统可以连续稳定运行60 d,TN去除率稳定在96%以上,连续运行最大输出电压为800 mV左右。添加适当浓度的乙酸钠,可增高污泥中发酵菌Enterococcus、反硝化产电菌Pseudomonas、Thauera的相对丰度进而有效促进产电。但是过度水解酸化会抑制AnAOB活性。第68~104天,出水NH₄+-N浓度升高,TN去除率下降至90%左右,通过停加乙酸钠TN去除率恢复至95%以上。ANAMMOX-MFC系统出水NH₄+-N浓度可作为后续碳源停加的"调控信号",使得脱氮产电系统稳定高效运行,为厌氧氨氧化与微生物燃料电池脱氮产电的技术结合提供了很好的理论依据,具有一定的工程指导意义。     

乌梁素海流域水文地球化学演化及水盐运移

乌梁素海是深受国际社会关注的湿地生态系统保护区。该文以乌梁素海-地下水系统为研究对象,利用数理统计、水化学类型分析等方法探究地下水化学特征及演变规律。基于对区域水文地质资料收集、现场勘测、水样采集分析的基础上,揭示了乌梁素海流域地下水补径排特征,地表水和地下水的水力联系,进而确定出地下水对乌梁素海水分及盐分的补给量,定量分析了地下水补给对乌梁素海的影响。结果表明:(1)地下水从补给区到排泄区,TDS逐渐增加,水化学类型由重碳酸型到硫酸型再到盐酸型;(2)潜水每年约向湖泊补给2 398.7万m~3,76 785.5 t盐分;承压水每年约向乌梁素海补给889.1万m~3,15 895.4 t盐分。(3)地下水对乌梁素海补给量约占湖泊蓄水量11.0%～13.2%,盐量补给约占湖水含盐量的23.6%～28.3%。近年来开展的生态补水工程,初步抑制了乌梁素海"咸化",基本维持了湿地生态系统稳定。     

锡林河流域Cyanobacteria群落空间分化及其与环境因子的关系

为阐明蓝细菌（Cyanobacteria）群落的空间分化及其与环境因子的关系,本研究采集了锡林河流域河床中心湍流区、河床边缘缓流区、牛轭湖滞流区、低河漫滩、高河漫滩、阶地羊草及大针茅草原样带等28个沉积物/土壤样品进行细菌16S rRNA基因高通量测序及生物信息学分析.结果显示,Cyanobacteria群落存在明显的空间分化特征并能对环境因子做出敏感响应.Leptolyngbya和Phormidium等关联的5个种群主要分布在高氨中盐相对中富营养的缓滞流区,其丰度与氨态氮、总有机碳等存在正相关关系,推测与水华形成有关;Caenarcaniphilales关联的种群分布在低氨低盐相对寡营养的湍流区,其丰度仅与砂粒存在正相关关系,推测与固氮作用有关;ML635J-21关联的种群分布在中氨高盐相对全营养的高河漫滩及阶地土壤中,其丰度与粉黏粒及盐度等存在正相关关系,可能与生物土壤结皮形成过程有关.变异权重分析显示,氨态氮、盐度、总有机碳分别解释了Cyanobacteria群落空间分化的51.1%、23.9%、15.1%,说明这些环境因子的变化与Cyanobacteria群落的空间分化密切相关.研究结果可为锡林河流域草原牧区生态安全评价和生物多样性可持续管理提供科学依据.