北京市不同地区土壤中的球囊霉素荧光特征及其与土壤理化性质的关系

球囊霉素相关土壤蛋白是一种菌根真菌产生的耐热糖蛋白,因其与微生物密切联系而常用来表征土壤的健康状况.由于球囊霉素相关土壤蛋白的提取过程中容易产生干扰物质,影响了这个指标在土壤状态评估方面的进一步应用.本研究采集了北京北部山区,中部城区以及南部郊区的土壤样品,使用三维荧光-平行因子模型技术解析球囊霉素相关土壤蛋白中可溶性有机物的荧光特征,将土壤类球囊霉素蛋白分解为5个荧光组分,分别为微生物源UVC腐殖质类物质、UVA人为来源腐殖质类物质、微生物来源的氧化醌物质、土壤富里酸类物质和类蛋白物质,蛋白质在其中所占比例为0~20%.不同采样区域的荧光特征比较显示,球囊霉素土壤相关土壤蛋白的5个荧光组分总体稳定,与山区相比较,城区和郊区的类蛋白质组分受人类活动影响降低,氧化醌类物质组分含量升高.不同采样点的理化特征结果显示,以城市建设和耕作为代表的人类活动减少了土壤中的含水率、有机质含量以及总氮含量.比较球囊霉素相关土壤蛋白的荧光特征与土壤理化特征的相关性结果显示,球囊霉素土壤相关蛋白浓度、UVA腐殖质组分、UVC腐殖质组分与土壤有机质含量、总氮含量显著相关,具有表征土壤健康状况的潜力.     

基于野外原位抽注试验和同位素技术的含水层反硝化速率研究

反硝化作用是地下水硝酸盐污染去除最重要的过程.由于水文地质条件和水文地球化学环境的复杂性和不确定性,精准测定含水层反硝化速率是反硝化过程的研究难点.选取潮白河冲洪积扇中部中国环境科学研究院地下水创新野外基地作为研究区,基于野外原位试验和15N同位素示踪法提出一种含水层反硝化速率的测定方法.该方法综合体现了研究区实际水文地质条件和水文地球化学环境对反硝化作用的影响,并充分考虑了硝酸盐在含水层中稀释弥散作用对计算结果的影响.结果表明:①潮白河冲洪积扇中部某地地下26~28 m处于还原环境,含水介质以粉细砂为主,ρ（NO₃-N）平均值为2.77 mg/L.②地下26~28 m反硝化速率在349.52~562.99 μg/（kg·d）（以N计,下同）之间,平均值为450.31 μg/（kg·d）.通过与研究区含水介质、采样深度和硝酸盐背景值相似的国内外案例对比研究,初步评估结果处于合理区间.③测试结果具有一定不确定性,主要来自忽略中间产物NO₂-和NO的计算方法、扰动采样方法、N₂O的操作规范程度及采样频率等方面.研究方法为测定含水层硝酸盐速率研究提供了新的思路,研究结果可为地下水中硝酸盐转化过程机理研究、地下水硝酸盐污染修复及风险管控提供关键的理论支撑数据.      

稀土掺杂钨钼酸盐类荧光粉水热法合成及结构与性能的研究

利用水热法制备了A0.925（MoO4）0.5（WO4）0.5∶Dy03.＋05（A=Ca、Sr、Ba）固溶体微晶。通过X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、荧光分析（FA）等测试手段对微晶结构、形貌和发光性能进行了表征。结果表明A0.925（MoO4）0.5（WO4）0.5∶Dy03＋.05（A=Ca、Sr、Ba）复合钨钼酸盐微晶均呈现典型的四方晶相白钨矿结构。荧光光谱中的480nm处的偶合双峰和575nm处的锐而强的黄发射峰,分别对应于稀土离子Dy3＋的4F9/2→6 H15/2和4F9/2→6 H13/2跃迁。其中具有球状颗粒（尺寸为0.7μm）形貌的Ca0.925（MoO4）0.5（WO4）0.5∶Dy03.＋05微晶的发射峰强度最强,在光学材料中具有潜在应用。     

北京大气PM2.5与惰性SiO2的生物毒性比较

以惰性SiO2颗粒作为模式颗粒,与野外采集PM2.5分别作用于模式生物粟酒裂殖酵母菌(Schizosaccharomyces pombe),旨在通过对比实验确定PM2.5致毒的主要因素.采用紫外分光光度法测定细胞增值率,环境扫描电镜观察颗粒物在细胞表面的附着状态,DHE荧光染色剂显色法测定细胞ROS生成情况,单细胞凝胶电泳实验检测细胞DNA损伤.结果表明,SiO2颗粒在超细粒径尺度(60 nm)下能抑制S.pombe细胞增殖,主要是通过附着在细胞表面来改变细胞外壁的通透性,并不能通过诱导细胞生成ROS而造成对细胞的氧化损伤;而平均粒径较大的PM2.5主要是通过诱导细胞生成ROS对细胞造成氧化损伤,同时可损伤DNA.结论认为PM2.5毒性大小与颗粒物粒径等物理性质并无直接关系.     

外源环烷酸在土壤中的降解过程及对微生物群落结构的影响

环烷酸类物质(naphthenic acids,NAs)是石油中的一种天然成分,所占质量分数约为2%,是除多环芳烃外最具生态毒性的石油污染物.随着能源需求的增长,大量NAs通过石油工业的各个过程进入土壤环境中,对人类健康和生态系统造成了巨大的潜在威胁.然而,目前对外源NAs在土壤中的降解过程及其对微生物群落结构的影响等研究较少.本研究以自然洁净土壤为样本,通过添加180 mg·kg~(-1)高浓度NAs,并借助液相色谱、高通量测序等技术探究了土壤中NAs的降解过程及微生物群落动态变化.研究发现,自然洁净土壤对高浓度NAs降解能力较强,5 d内降解量达到50%,15 d后稳定在80%左右,但NAs含量低于42 mg·kg~(-1)后难以被生物利用;NAs污染明显改变了土壤细菌群落结构,土样中特有OTU数目增加,主要分布在未鉴定门、变形菌门(Proteobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes);高含量NAs污染胁迫下,拟杆菌门、酸杆菌门(Acidobacteria)及变形菌门中的γ变形菌纲(γ-Proteobacteria)物种丰度在短期内迅速升高,显示了较强耐受性,是潜在的NAs降解菌,而放线菌门(Actinobacteria)相对丰度则大幅下降,降幅高达24.8%;研究结果揭示了外源NAs在土壤中的降解过程及对微生物群落结构的影响,为石油污染土壤的生态修复提供了科学支持.     

社会化小农趋势下农户低碳经营的路径分析 ——以湖北省为例

研究目的：解析当前小农社会化进程中阻碍小农响应外界的低碳农业需求的主要因素，提出推动低碳农业发展的相关措施。研究方法：通过分析社会化小农对低碳农业导向的响应特征，基于计划行为理论(TPB)构造农户低碳经营的路径分析概念模型并设计量表和调查问卷。选择湖北省的通山、黄陂、鄂州、江夏、蔡甸为实证研究区对农户的低碳经营状况进行入户调查，并使用结构方程模型（SEM）对调查数据进行路径分析。研究结果：当前仅有部分农户以减碳源为主的形式进行了低碳经营，增汇型低碳行为占比较小，而且部分低碳行为是无低碳意识的低碳行为，低碳意愿和低碳行为存在一定程度的背离。模型拟合结果表明研究区农户的低碳意向到低碳行为的转化率不足；农户低碳经营的首要目的是保障自身的食品和生态环境安全；影响农户低碳意愿的行为转化率的主要因素均直接或间接指向“农户对把控低碳经营的市场风险及其获得可观效益的信心不足”；主观规范因素对农户进行低碳行为的影响作用有限。研究结论：可从“提升主体对低碳经营的感知行为控制能力”和“强化主体对低碳经营的态度和主观规范的认知”两方面着手，通过再塑农户对于家乡的归属感、使命感来重构乡村社会空间秩序，加快农地流转，积极培育新型职业农民，大力推动碳汇交易等措施和手段来强化农户对低碳经营的认知、提升低碳意愿到低碳行为的转化率，以及推动研究区无意识低碳行为到有意识低碳行为的转变。     

农户低碳经营意愿及影响因素分析——以湖北省为例

基于湖北省的农户数据,分析农户低碳经营现状,构建平原(丘陵)农户和山地农户Logit回归模型,探讨不同地形农户低碳经营意愿的影响因素。结果表明:农户在灌溉、保护性耕作、地膜处理方面低碳经营程度较低。农户低碳经营意愿具有区域差异性,平原(丘陵)地区和山地地区的农户具有低碳经营意愿的比例分别为52.4%和44.3%,影响这两类地区农户低碳经营意愿的因素同中有异。碳排放信息的关注度对两地区农户均具有显著影响,是否具有非农业技能、参加农业技术培训情况、周围人低碳行为的影响、作物出售比例对平原(丘陵)地区农户有显著影响,种植规模对山地地区农户有显著影响,因此应制定区域差别化的对策,提高农户低碳经营意愿,推进低碳农业发展。     

四种氮肥对海甘蓝(Crambe abyssinica)富集镉锌效应及根际土壤细菌群落特性的影响

以Cd和Zn复合污染土壤为研究对象,通过盆栽试验,研究了相同施氮量的4种氮肥(CO(NH_2)_2、(NH4)_2SO_4、NH_4Cl和NH_4NO_3)对海甘蓝累积Cd、Zn效应及根际土壤细菌群落变化的影响。结果表明,海甘蓝种子对地上部生物量的贡献最大。海甘蓝地上部生物量(b)表现为b(NH_4Cl)b((NH_4)_2SO_4)≈b(NH4NO3)≈b(CO(NH_2)_2),地上部干重占整株干重的96%~98%。与施用CO(NH_2)_2相比,施用NH4Cl和(NH4)_2SO_4显著降低了土壤pH值,促进了土壤Cd和Zn活化,提升了海甘蓝茎、根等部位的Cd和Zn质量比;而NH_4NO_3与CO(NH_2)_2处理间的海甘蓝各部位Cd、Zn质量比并无显著差异。4种氮肥强化处理的海甘蓝Cd和Zn总提取量并未存在显著差异,整株海甘蓝对Cd和Zn的提取量分别为168.12~234.87μg/株和9 090.08~17 429.37μg/株。海甘蓝富集的Cd和Zn主要集中在地上部。与施用CO(NH_2)_2相比,施用NH_4Cl显著降低了海甘蓝根际土壤细菌Chao1,而CO(NH_2)_2、(NH_4)_2SO_4和NH_4NO_3处理间的OTUs、Chao1和Shannon Index均无显著差异。土壤有效Cd和Zn质量比是影响海甘蓝根际细菌丰度变化的最主要环境因素。利用海甘蓝植物提取修复Cd-Zn污染土壤时,应综合权衡强化措施对生物量、土壤pH值、Cd和Zn迁移分布及根际细菌特性的影响,不断优化氮肥施用参数(类型、时间和施用量),以获取最佳提取修复效果。