高原高寒污水处理系统的微生物群落特征

为研究高原高寒污水处理系统活性污泥的微生物群落结构及多样性,以拉萨、云南、四川的3座高原污水厂作为实验组,同时以重庆2座非高原污水厂作为对照,采用PCR-DGGE技术对比分析了高原与非高原污水厂的微生物特性.研究表明：高原污水厂样品与非高原样品在聚类中展现出了较为疏远的关系,微生物群落区别明显.受强紫外线辐照的抑制,高原高寒污水处理系统微生物多样性的平均水平显著低于非高原污水厂,较低的微生物多样性是导致高原高寒地区污染物去除效果不佳的一项重要原因.群落构成方面,共鉴定出16个优势菌属,对应Proteobacteria、Bacteroidetes、Firmicutes、Verrucomicrobia 4个门.组间差异分析结果发现,高原组中丰度显著偏高的菌属只有Prosthecobacter,该菌在污水厂内分布广泛,且能够适应高原低温的条件.对于大多数活性污泥微生物而言,高原强紫外线是不利的生存条件.因此,减少高原露天污水处理系统的紫外辐照,是提升污水处理效能的一个潜在措施.     

“青藏高原形成演化、环境变迁与生态系统研究”项目的进展

“青藏高原形成演化、环境变迁与生态系统研究”项目于1992年8月由国家科委正式批准列入国家攀登计划。同年9月聘任孙鸿烈院士为该项目首席科学家，10月批复成立了项目“专家委员会”。     

青南高原“黑土滩”草地群落特征的研究

对高寒草甸及其退化产物—“黑土滩”草地按退化特征划分了6个等级,分别研究了各级草地的群落特征和物种多样性。结果表明:随草地退化程度的加大,群落产量在各级草地内变化不明显,但毒杂草比例有着明显增加的趋势(P<0.01);原生植被嵩草属植物优势度和草地活根量(30cm)趋于明显减少(P<0.01);中度退化的“黑土滩”草地物种多样性指数较大,为3.234。     

高寒湿地水体溶解性碳氮磷对水位变化的响应

以地处青藏高原东缘的若尔盖高寒湿地为研究对象,采用"中型试验生态系"进行水位调控,研究不同水位处理(WN,恒定水位;WD,波动水位)对水体中溶解性有机碳(DOC)、溶解性有机氮(DON)以及溶解态磷(DTP)的影响。结果表明:(1)高寒湿地水体中的DOC与水位下降深度间存在显著正相关关系,水位下降降低了水体DOC含量,DOC的含量从WN处理的23.27 mg/L下降到WD处理的14.87 mg/L;(2)高寒湿地水体中总可溶性氮(TDN)和DON受水位变化影响显著,二者与水位下降深度有显著指数相关关系,TDN和DON均随水位下降深度的增加而增加;(3)若尔盖高寒湿地水体中磷素含量低,平均仅为0.02 mg/L,DTP与水位变化没有显著相关性,表明磷素含量不易受到水位变化的影响。     

2001-2010年三江源区草地净生态系统生产力估算

三江源区位于青藏高原腹地,是我国长江、黄河、澜沧江三大河流的发源地.为了准确估算该地区草地生态系统的净生态系统生产力,收集整理了2001—2010年青藏高原10个通量观测站点的观测数据,构建了三江源区草地生态系统NEP（net ecosystem production,净生态系统生产力）估算模型,并在站点尺度进行了模型参数化和精度验证;结合区域尺度气象和遥感数据,估算了三江源区草地生态系统NEP.结果表明:① 2001—2010年三江源区草地生态系统多年平均NEP空间分布具有明显的空间异质性,大部分地区表现为碳汇,NEP（以C计）平均值为41.8 g/（m2·a）.② 三江源区草地生态系统NEP呈波动增加趋势,从2001年的20.0 g/（m2·a）增至2010年的82.5 g/（m2·a）;除2002年表现为弱碳源外,其余年份均表现为碳汇,并以2010年碳汇能力为最强.③ 2001—2010年三江源区草地生态系统NEP平均年增长率为5.4 g/m2;NEP年际变化率空间分布显示,大部分地区NEP呈增加趋势,仅有东南部和中部部分区域NEP呈下降趋势.研究显示,2001—2010年三江源区草地生态系统表现为碳汇,并且由于气候的暖湿化趋势,碳汇强度总体表现为增强.      

高原高寒地域中重型车辆进气预热起动辅助装置研究

目的解决高海拔地域中重型越野车辆的起动困难问题。方法从进气温度对车辆起动的影响因素入手,系统地研究几种典型进气预热型式的优缺点。针对中型和重型两台越野车的具体情况,设计选型集中加热的电阻型格栅式进气预热器。经设计计算和反复测试,确定两型加热器的尺寸和功率等主要参数和控制策略,计算分析与车载蓄电池的匹配关系。结果对两型进气预热器进行实车安装后,分别经过实验室试验和野外现场验证,在-30℃实验室常压环境和-27℃的高原环境条件下,两型车辆均能在3 min内顺利起动。结论在高原高寒地域,格栅式电阻进气预热器可有效解决-30℃以上温度范围的起动困难问题。该装置结构简单、安装方便、可靠性高,便于中重型车辆加装使用,为该类问题提供了有效的技术解决途径。     

基于N：P化学计量特征的高寒草甸植物养分状况研究

土壤养分条件影响不同功能群植物的养分状况与生长,这在施肥实验中已得到充分验证.然而,自然养分梯度下植物-土壤养分耦合关系的研究仍然缺乏.基于植物N∶P化学计量学特征,本研究探讨青藏高原亚高寒草甸自然养分梯度下不同功能群植物氮状况及生物量变化.2008年、2009年N∶P比值分别为9.83和11.57,其低群落N∶P比验证了该地区自然植被主要受到N素的限制.偏冗余分析(partial RDA)结果显示,随着土壤氮素可利用性的增加杂草生物量比例上升,而豆科、禾草生物量比例下降.豆科的固氮作用以及禾草的高养分利用效率分别提高其在氮限制植被中的竞争力;这些结果表明,全球氮沉降的增加将提高杂草的优势度.豆科生物量比例与群落、非豆科植物的N∶P显著正相关,表明豆科植物能够改善群落的氮状况,包括降低非豆科植物的氮限制水平.     

Profile of Methane Concentrations in Soil and Atmosphere in Alpine Steppe Ecosystem on Tibetan Plateau

The methane concentration profile from -1.5m depth in soil to 32m height in air was measured in alpine steppe located in the permafrost area. Methane concentrations showed widely variations both in air and in soil during the study period. The mean concentrations in atmosphere were all higher than those in soil, and the highest methane concentration was found in air at the height of 16m with the lowest concentration occurring at the depth of 1.5m in soil. The variations of atmospheric methane concentrations did not show any clear pattern both temporally and spatially, although they exhibited a more steadystable state than those in soil. During the seasonal variations, the methane concentrations at different depths in soil were significantly correlated （R^2〉0.6） with each other comparing to the weak correlations （R^2〈0.2） between the atmospheric concentra- tions at different heights. Mean methane concentrations in soil significantly decreased with depth. This was the compositive influence of the decreasing production rates and the increasing methane oxidation rates, which was caused by the descent soil moisture with depth. Although the methane concentrations at all depths varied widely during the growing season, they showed very distinct temporal variations in the non-growing season. It was indicated from the literatures that methane oxidation rates were positively correlated with soil temperature. The higher methane concentrations in soil during the winter were determined by the lower methane oxidation rates with decreasing soil temperatures, whereas methane production rates had no reaction to the lower temperature. Relations between methane contribution and other environmental factors were not discussed in this paper for lacking of data, which impulse us to carry out further and more detailed studies in this unique area.