缙云山针阔混交林土壤各组分呼吸速率区分及其与环境因子的关系

以重庆缙云山针阔混交林为试验地,开展针阔混交林土壤各组分呼吸速率的分离量化及其与环境因子之间的关系研究. 于2011—2013年生长季(4—9月),利用壕沟断根和移除凋落物方法区分R_A(自养呼吸速率)、R_H(异养呼吸速率)、R_L(凋落物呼吸速率)及R_SOM(有机质呼吸速率);同时,实地观测土壤各组分呼吸速率、AT(大气温度)、SR(太阳总辐射强度)、ST(5 cm深处土壤温度)和SW(5 cm深处土壤湿度),并通过相关性分析,研究土壤各组分呼吸速率与环境因子之间的关系. 结果表明:①除R_L外,其他组分呼吸速率的月际变化均呈单峰曲线趋势,最大值均出现在6月或7月,月均值差异显著(P<0.05);土壤各组分呼吸速率年均值年际变化均不明显(P>0.05),但土壤各组分呼吸速率年均值之间存在显著差异(P<0.05). ②R_A和R_H分别占R_T(土壤总呼吸速率)的27%和73%,R_SOMSOM占R_H的63%. ③除R_L外,其他土壤组分呼吸均与AT和ST呈显著相关(P<0.05),表明AT和ST是影响土壤各组分呼吸速率的主要因子. ④指数模型最适用于描述该区AT和ST与土壤各组分呼吸速率之间的关系;除R_L外,其他土壤组分呼吸对AT的敏感性Q₁₀(温度每增加10 ℃所造成的呼吸速率改变的商)高于ST,并且不同组分呼吸的Q₁₀之间存在差异.      

太岳山油松人工林生长季土壤呼吸监测频率

土壤呼吸有着明显的时间变异,呈现小时、日、季节、年际的变化,对土壤呼吸制定最佳的监测频率非常必要.为选取土壤呼吸的最佳监测频率,以太岳山油松人工林为研究对象,于2011-2012年5-10月测定土壤呼吸速率的动态变化,以每周2次(天)的观测数据作为长期定位观测土壤呼吸速率的数据(CK),依此区划为不同监测频率:每周1次(SF2)、每两周1次(SF4)、每月1次(SF8),并分析不同监测频率的土壤呼吸速率与对照相比产生的偏差以及对生长季土壤呼吸速率值的估计概率.结果显示:油松人工林土壤呼吸速率季节变化明显,9:00-11:00土壤呼吸值与24 h日平均土壤呼吸值相关性最大(R2=0.978).降低监测频率使土壤呼吸速率与土壤温湿度的拟合效果(R2)以及土壤呼吸速率对温度的敏感性指数Q10的波动范围呈扩大趋势.随着监测频率的降低,所测的土壤呼吸速率与对照的离散程度呈增大趋势.在给定精度下,随着监测频率的降低,所测的土壤呼吸速率对生长季土壤呼吸速率值估计概率呈下降趋势,2011、2012、2011-2012年SF2在5%精度下估计概率均为100%,而SF4在5%的精度下估计概率分别为50%、75%、100%,SF8则在5%的精度下估计概率依次为50%、62.5%、87.5%.研究表明,整个生长季可使用9:00-10:00作为土壤呼吸速率测定代表性时段;对于单年观测期每周1次(天)的监测频率可以得到可靠的生长季土壤呼吸估算量(与对照相比偏差5%),而对于两年观测期每两周1次(天)的监测频率可以得到可靠的生长季土壤呼吸估算量(与对照相比偏差5%).本研究结果为准确测定土壤呼吸并减少工作量提供了方法和依据.     

环境健康风险评价中我国居民呼吸速率暴露参数研究

呼吸速率是人体暴露和健康风险评价中的关键性暴露参数之一,然而迄今为止鲜见我国进行的系统调查研究和分析总结,以及公开发布能够代表我国居民的呼吸速率参数的报道,而通常是以引用美国发布的参数为主,导致评价结果的误差并增加了不确定性. 采用呼吸速率的能量估算方法,根据我国2004年大规模的膳食能量调查数据,计算了各类人群的呼吸速率参数. 结果表明:我国男、女性居民长期暴露的呼吸速率为4.7～13.9 m3/d;20～45岁男、女性居民轻、中、重3种活动强度下的呼吸速率为13.5～16.7 m3/d;2～5和6～17岁的城市居民呼吸速率分别比农村居民高15.8%和12.4%,而18～45和45岁以上的农村居民的呼吸速率分别比城市居民高3.9%和7.6%,城市和农村居民的呼吸速率存在差异;各年龄段长期暴露的日均呼吸速率是静息通气量的1.1～1.3倍,与相关文献的报道相符;如果直接引用美国的呼吸速率参数,将会造成2.6%～30.9%的误差.      

模拟电镀污泥阴离子浸出液对氧化亚铁硫杆菌活性的影响

利用课题组分离得到的氧化亚铁硫杆菌WZ-1(GenBank序列登录号:JQ968461)研究电镀污泥浸出液中无机阴离子对WZ-1活性的影响,考察了Cl-、NO-3、F-这3种单一阴离子以及4种不同模拟电镀污泥阴离子浸出液对WZ-1 Fe2+氧化活性和表观呼吸速率的影响,结果表明菌株在接种量为6.7%、初始pH 2.0、温度30℃、转速150 r·min-1的条件下,浓度分别为5.0 g·L-1、1.0 g·L-1的Cl-、NO-3对WZ-1的活性没有影响;WZ-1对Cl-、NO-3、F-的最大耐受浓度分别为10.0 g·L-1、5g·L-1、25.0 mg·L-1;4种模拟电镀污泥阴离子浸出液对WZ-1活性的影响有明显差异,强弱顺序为:Cl-/NO-3/F-≥NO-3/F->Cl-/F->Cl-/NO-3.     

重金属铬胁迫下水蚯蚓的生理响应研究

水蚯蚓污泥减量技术是一种可持续发展的新技术,已成功应用于城镇生活污水处理系统.但污水处理厂的剩余污泥尤其是工业废水处理系统的剩余污泥中往往含有各种重金属污染物.为了将水蚯蚓的应用范围拓宽至含重金属污染的城镇污水或工业废水处理系统中,本文选取典型重金属铬作为研究污染物,以呼吸速率和LC50为指标,考察在Cr胁迫下水蚯蚓的响应机制.96 h急性毒性试验结果表明,随着曝露时间的增加,半致死浓度LC50降低,24 h LC50和96 h LC50分别为7.94 mg·L-1和0.49 mg·L-1,Cr(Ⅵ)对水蚯蚓的安全浓度为0.09 mg·L-1.正交试验结果表明,当Cr(Ⅵ)浓度为2.50 mg·L-1、温度26℃、pH=6.0、DO为6.0 mg·L-1时,水蚯蚓呼吸速率最高.对水蚯蚓呼吸速率影响的因素从主到次为Cr(Ⅵ)浓度、温度、DO浓度、pH值.在本试验中,当六价铬浓度低于2.50 mg·L-1时,铬对水蚯蚓的呼吸速率有促进作用,反之,当六价铬浓度高于8.00mg·L-1时,则对水蚯蚓的呼吸速率起到明显抑制作用.     

增温和增雨对黄土丘陵区撂荒草地土壤呼吸的影响

明确气候变化背景下脆弱生境地区生态系统土壤呼吸的变化趋势及驱动因素,对理解区域碳循环以及生态系统碳源汇功能转换具有重要意义.以陕北黄土丘陵区自然撂荒恢复12 a的草地为研究对象,采用人工气候箱（OTC）和人工增加自然降雨的方式模拟了气候变暖、降水增加及其交互作用.通过结合野外监测与室内分析,探究了土壤水热、养分和土壤呼吸速率对增温增雨的响应特征,并进一步分析了影响土壤呼吸改变的关键因素.结果表明：（1）增温显著提高了5 cm土壤温度,在整个取样年平均增加1.34℃,而增雨显著降低了5 cm土壤温度,在整个取样年平均降低了0.88℃,同时增加了土壤水分含量,2018年和2019年增雨处理土壤水分含量分别高出对照13.12%和16.45%.此外,与对照相比,增温增雨的交互作用既增加了土壤温度,也提高了土壤水分,增温和增雨在影响土壤温度和水分含量上起到了相互拮抗的作用.（2）增雨显著增加了土壤有机碳、可溶性有机碳和活性有机碳含量,改变了土壤元素计量比以及活性-惰性碳组分的分配特征,而增温对有机碳的影响不显著.此外,土壤全氮全磷以及速效氮磷养分在不同处理间差异不显著.（3）增雨显著增加了土壤呼...     

快速生物活性测定仪的发展

在监测污水处理厂活性污泥系统的状态 ,控制其运行时 ,人们广泛采用了呼吸测量法。根据呼吸测量的原理开发的快速生物活性测定仪 (RBAT)是一种有效的仪器 ,能够可信地评价污泥中微生物的活性 ,它的应用已成为污水处理厂监测、运行的重要发展趋势。