牵牛花对石油污染盐碱土壤微生物群落与石油烃降解的影响

利用磷脂脂肪酸（PLFAs）生物标记法分析野生型牵牛花（Pharbitis nil （Linn.） Choisy）根际土壤微生物群落结构,探讨牵牛花生长对石油烃污染土壤微生物群落与石油烃降解的影响.结果表明,供试土壤微生物群落中,先后出现了24种PLFAs,包括标记细菌的饱和脂肪酸（SAT）、革兰氏阳性菌（G⁺）的末端支链饱和脂肪酸（TBSAT）、革兰氏阴性菌（G^-）的单不饱和脂肪酸（MONO）和环丙脂肪酸（CYCLO）、真菌的多不饱和脂肪酸（PUFA）和放线菌的中间型支链饱和脂肪酸（MBSAT）等六大类型.PLFAs的主成分分析（PCA）表明,牵牛花根际与对照组（未种牵牛花,CK）土壤微生物群落具有明显的差异,微生物多样性在春季增加83%、夏季增加140%、秋季增加50%;微生物的生物量在春季增加97.6%,夏季增加116.3%,秋季增加60.3%.牵牛花根际与对照组相比土壤中石油烃降解率明显提高,在春、夏、秋季分别提高了7.5%、34.2%和19.7%;并且,在牵牛花生长的不同季节石油烃的降解率有明显的差异,春季为22.3%,夏季为51.8%,秋季为38.0%.相关性分析表明,石油烃降解与土壤微生物总生物量具有中等程度的相关性（|r|=0.75）;与G⁺细菌、甲烷氧化菌的生物量具有高度相关性,相关系数|r|>0.8;与G^-的生物量具有中度相关性,相关系数为|r|=0.74;与真菌的生物量具有低度相关性,相关系数为|r|=0.36,与放线菌没有相关性,相关系数为|r|<0.30.     

胜利油田油井开采时间对土壤线虫群落的影响

选择胜利油田不同开采时间的油井,研究石油开采对土壤线虫的影响.试验共鉴定出土壤线虫18科39属,其中食细菌线虫23属、食真菌线虫2属、植物寄生线虫9属、杂食/捕食线虫5属.食细菌类线虫数量所占比例最大,达56.36%,其次为食植物类、杂食/捕食类和食真菌类线虫.优势类群为盆咽属(Panagrolaimus)、头叶属(Cephalobus)、真头叶属(Eucephalobus).石油开采时间影响土壤线虫数量与植食性线虫数量,同时还影响线虫群落植物寄生线虫成熟指数(PPI),与开采时间显著相关的线虫有13个属.受石油开采干扰土壤的线虫主要是c-p 1和c-p 2类群.油井开采时间与土壤中w(总石油烃)的相关性不显著,土壤中w(总石油烃)影响线虫成熟指数(MI),而盘旋属(Rotylenchus)数量受石油烃影响较大.      

长期重金属污染对线虫群落结构和碳流的影响

为探明长期复合重金属污染对线虫群落和碳流动的影响,该文分析了矿区4个区域（NC、C1、C2、C3）土壤理化性质和重金属污染对土壤线虫及其食物网碳流动的影响。结果表明：NC和C1分别属于轻微和中等生态风险,C2和C3属于极强生态风险,As、Pb、Cd风险最严重;共有29个属被鉴定出来,优势属（>10%）为真滑刃属和头叶属;随重金属潜在生态风险增强,线虫数量明显减少且结构指数(SI)和富集指数(EI)显著降低,冗余分析和相关性分析表明重金属潜在生态风险（RI）对线虫群落有显著影响,且与c-p1、c-p5、真菌食性和捕食杂食性线虫丰度呈显著负相关,与植物食性线虫丰度呈显著正相关;路径分析表明,重金属污染明显影响了线虫食物网碳的流通途径,并降低了碳流动均匀性。     

接种菌根对根际微生物群落和磷营养的影响

以白三叶草和紫花苜蓿为供试植物,采用三室装置对不同接种处理的根际土壤微生物数量以及磷营养状况进行了研究.研究结果表明,接种混合茵根真菌的侵染率显著高于其他两种接种单一菌根真菌的处理.接种菌根对植物生长以及根际土壤微生物群落数量的促进作用均较为明显,三种接种处理植物之间的生物量差异不大,接种AM菌根促进了细茵和放线茵数量的增加,对真菌数量略有促进.接种菌根对根际土壤磷吸收有显著的促进作用,有利于植被的生长,为进一步的生态恢复与生物多样性研究奠定理论基础.     

生物炭剂量对土壤镉形态和细菌群落的影响

为研究不同生物炭添加量对重金属镉污染土壤的原位修复效果,该研究以甘蔗渣为原材料制备不同剂量的生物炭（1%、2%、3%）,明确了重金属镉修复过程中土壤理化特征、镉形态分布和微生物群落结构的变化情况。结果表明：不同剂量生物炭处理主要通过提高土壤p H、有机质含量和阳离子交换量,促进土壤中弱酸可提取态镉、可还原态镉向残渣态转化,其中3%剂量处理的生物炭促进效果显著。实验结束时（60 d）,添加生物炭的弱酸可提取态、可还原态分别下降到21.14%～29.66%、11.15%～22.12%,而添加生物炭的土壤中残渣态镉含量（38.11%～57.53%）显著高于未添加生物炭的土壤（18.55%）,可氧化态镉无显著性变化。施入生物炭后土壤中微生物多样性、丰富度和均匀度均有明显的差异,不同剂量生物炭处理的Ace指数和Chao指数大小依次为Bio 2>Bio 3>Bio 1>CK;也显著提升主要优势菌未分类的酸杆菌、放线菌科、绿弯菌科、芽单胞菌科的相对丰度,Bio 1、Bio 2、Bio 3提升效果分别达15.62%、11.34%、22.98%,56.93%、56.75%、4.53%,...     

藏北高寒草甸土壤线虫群落对模拟增温的响应

为了解气候变暖对藏北高寒草甸土壤线虫群落的影响,该研究在西藏那曲县西藏大学—中国科学院青藏高原研究所那曲生态环境综合观测研究站高寒草甸样地进行了为期3年的模拟增温实验。结果表明,增温降低了土壤线虫个体密度,增大了均匀度,并改变了土壤线虫群落的空间分布和季节动态。同时,增温也改变了土壤线虫群落的物种组成,Longidorella等属是增温后出现的种类,Nothotylenchus等属对温度升高比较敏感,增温后消失。Shannon-Weiner多样性指数所指示的生物多样性在模拟增温条件下没有明显的改变。增温导致营养类群中植食性线虫、食细菌性线虫种类增加,杂食/捕食性线虫种类减少,食真菌性线虫种类则没有变化。群落结构的改变带来了生态系统功能的变化,线虫通路比值显示,增温促进了以细菌为主的土壤有机质降解通道;成熟度指数升高、植物寄生线虫指数降低的趋势则表明土壤线虫群落受到增温干扰后,适应能力逐渐增强,高寒草甸生态系统趋于更加稳定的状态。     

改良剂对根际土壤-水稻系统中镉运移的影响

稻田镉(Cd)污染治理是我国目前农田重金属污染治理的重点和难点.铁的氧化还原过程对Cd在土壤-水稻系统中的运移发挥着极其重要的作用.从铁循环调控入手,研发阻控稻米Cd累积的钝化技术及产品,势必能为农田重金属污染治理提供新的解决途径.本研究以自主研发的改良剂为对象,通过野外田间试验,研究改良剂对Cd从根际土壤向根表铁膜迁移及在水稻不同组织器官间转运的影响,探索铁循环影响Cd在根际土壤-水稻系统中运移的机制.结果表明,改良剂施用促进了根际土壤中铁硫化物的形成,其与Cd共沉淀显著减少了分蘖期、拔节期和灌浆期根际土壤中乙酸铵浸提态Cd(NH4AcCd)的含量;成熟期排水烤田致使铁硫化物被氧化,其对Cd的释放显著增大了根际土壤中NH4Ac-Cd的含量;铁硫化物形成减弱了Fe(Ⅱ)从根际土壤向根表的迁移能力,铁膜中铁(DCB-Fe)的含量随之减小,铁膜对Cd的吸附能力减弱导致分蘖期和灌浆期铁膜中Cd(DCB-Cd)的含量显著减小;改良剂施用有效减弱了根系对Cd的转运能力,增大了拔节期、灌浆期和成熟期Cd在根系的分布比例,而减少了拔节期、灌浆期和成熟期Cd在茎叶、以及成熟期Cd在糙米中的分布比例.本研究成果将为后期改良剂的研发及应用提供理论依据,对解决稻田Cd污染治理难题具有重要意义.     

重金属在根际中的化学行为--Ⅰ.土壤中铜吸附的根际效应

在第四纪红壤性水稻土(QP)、淀浆白土(WP)、第四纪红土(QR)和赤红壤(LR)上种水稻后,用自制根盒制得各自的根际土和非根际土,以铜为指示离子,研究了土壤对铜吸附的根际效应。结果表明,根系生长使土壤中铜专性吸附载体、pH等因子改变,从而使根际土吸附铜量大于非根际土。QR的铜吸附特征可用Freundlich方程表征,其余土壤可用Langmuir方程描述。铜吸附的根际效应大小依次为QP>WP>LR>QR。起始铜浓度对根际土壤中铜吸附的影响较复杂。除QR外,随样品铜吸附量增加,平衡液pH下降、铜吸附会引起根际土与非根际土pH的差异。     

直流电场对根际土壤微生物群落的影响及其机理

电场作用下根际土壤微生物群落的变化与利用电场强化植物修复效率密切相关.文章利用改进的PCR-DGGE(多聚酶链式反应-变性梯度凝胶电泳)方法,研究了不同电场条件下根际土壤微生物群落多样性和相似性的变化,分析了直流电场对土壤微生物群落的影响机理.结果表明,电场对根际土壤微生物群落的影响与电场条件有关,合适的电场条件有助于增加土壤微生物群落的多样性,但是电场形式、强度和施加方式不当则会使土壤微生物群落的多样性和结构受到明显影响.电场作用下土壤性质的变化、电场对土壤微生物的迁移作用和致死效应、以及微生物对环境压力的生理响应等是电场影响土壤微生物群落的主要机制.为了避免电场对根际土壤微生物的不利影响,利用电场强化植物修复时需要采用合适的电场条件.     

Effect of heavy metals on soil nematode communities in the vicinity of a metallurgical factory

The influence of Cu and Zn on soil nematode communities was examined along a pollution gradient with increasing distance from a metallurgical factory. Total and available heavy metal contents were used to study the effects of heavy metals on nematode abundance, trophic groups and ecological indices. The results demonstrated significant correlations between the number of total nematodes, bacterivores, plant-parasites and the total and available heavy metals. Bacterivores and plant-parasites were the dominant trophic groups. Significant differences in different sampling sites were found only in the number of bacterivores（P〈0.01）. The Shannon-Weaver diversity index（W）, trophic diversity index（TD）, evenness index（J＇） and dominance index（λ） were found to be sensitive to soil pH and C/N ratios. Significant correlations were found between the total nematodes （TNEM）, some genera （A crobeloides, Aphelenchoides, Cephalobus, Ditylenchus, Mesorhabditis, Tetylenchus and Tylenchus） and distance from the factory.     

生物质炭对Cd污染土壤团聚体酶活性的影响

为探究生物质炭对Cd污染土壤团聚体酶活性的影响,采用盆栽试验,向模拟Cd污染土壤中添加生物质炭并测定水稻根际土壤团聚体碳循环酶与氧化还原酶活性.结果表明:Cd污染土壤团聚体酶活性对添加量为2.5％的生物质炭响应明显,氧化还原酶活性指数值介于0.522～0.792之间.在2.5mg/kg的外源Cd条件下,2.5％的生物质...     

Zn2+、Cd2+、Cu2+、Cr6+和Se4+对褶牡蛎急性毒性效应研究

金属污染对水生底栖滤食性动物的危害,一直是普遍关注的水产养殖及水产品安全性热点问题之一。本文采用半静态法研究了Zn2+、Cd2+、Cu2+、Cr6+、Se4+对褶牡蛎(Crassostrea plicatul)的急性毒性效应(LC50)。结果表明,Zn2+、Cd2+、Cu2+、Cr6+、Se4+对褶牡蛎48 h- LC50分别为1447.00、28.16、12.25、1098.00、22.89 mg/L;72h- LC50分别为231.62、12.24、4.23、539.02、9.12 mg/L;96 h- LC50分别为81.84、8.83、2.59、378.06、4.10 mg/L,安全浓度(SC)分别为0.81、0.08、0.03、3.78、0.04 mg/L,五种金属对褶牡蛎的毒性依次为:Cu2+ Se4+ Cd2+ Zn2+ Cr6+,其中褶牡蛎对Cd2+、Zn2+、Cr6+耐受性较强,分别为渔业水质标准(GB11607-89)的17.60、37.81、8.18倍。     

城市污泥堆肥对土壤温室气体排放的短期影响

采用田间试验,施用2种城市污泥堆肥（含生物质炭和不含生物质炭）,通过静态暗箱-气相色谱法研究污泥堆肥土地利用过程温室气体排放特征,探讨施用污泥堆肥的短期影响作用.结果表明,在观测时间内,N₂O排放主要集中在前3周,约占总排放量的87.9%~95.6%.N₂O排放量均随污泥堆肥施用量的增加而增加（P<0.05）,裸地N₂O排放量高于种植作物处理.施用含生物质炭污泥堆肥能减少土壤N₂O排放,且随着施用量的增加,N₂O减少量越大（P<0.05）.CH₄排放量较低,在试验前期和后期主要为负,总体表现为吸收CH₄.各处理吸收CH₄主要集中在第18d以后,其CH₄吸收量占总吸收量的52.1%~66.7%.施用含生物质炭污泥堆肥处理CH₄吸收量比不含生物质炭污泥堆肥处理低35.2%~62.2%,同时,裸地CH₄吸收量明显高于种植作物处理（P<0.05）.CO₂排放也主要集中在18d以后,约占排放总量的50.5%~61.8%.种植作物能促进CO₂的排放,种植作物处理是裸地的1.34~1.57倍.在观测时间内,污泥堆肥土地利用是CH₄的弱吸收汇,是N₂O和CO₂的排放源,施加污泥堆肥能显著增加土壤N₂O和CO₂的排放.施用生物质炭污泥堆肥短期内能够减少温室气体总排放量,温室气体减排量达到20.41%~62.51%.     

Changes in enzymes activity, substrate utilization pattern and diversity of soil microbial communities under cadmium pollution

Heavy metal pollution has received increasing attention in recent years mainly because of the public awareness of environmental issues. In this study we have evaluated the effect of cadmium （Cd） on enzymes activity, substrate utilization pattern and diversity of microbial communities in soil spiked with 0, 20, 40, 60, 80, and 100 mg/kg Cd, during 60 d of incubation at 25℃. Enzyme activities determined at 0, 15, 30, 45, and 60 d after heavy metal application（DAA） showed marked declines for various Cd treatments, and up to 60 DAA, 100 mg/kg Cd resulted in 50.1%, 47.4%, and 39.8% decreases in soil urease, acid phosphatase and dehydrogenase activities, respectively to control. At 60 DAA, substrate utilization pattern of soil microbial communities determined by inoculating Biolog ECO plates indicated that Cd addition had markedly inhibited the functional activity of soil microbial communities and multivariate analysis of sole carbon source utilization showed significantly different utilization patterns for 80 and 100 mg/kg Cd treatments. The structural diversity of soil microbial communities assessed by PCR-DGGE method at 60 DAA, illustrated that DGGE patterns in soil simplified with increasing Cd concentration, and clustering of DGGE profiles for various Cd treatments revealed that they had more than 50% difference with that of control.     

淹水与非淹水条件下外源水铁矿和葡萄糖对土壤磷有效性的短期影响

土壤中活性铁氧化物含量及其对土壤磷生物有效性的影响与施用有机肥有关,但外源添加活性铁氧化物和有机物对土壤有效磷含量的影响并不清楚.通过室内培养实验,研究了在淹水和非淹水条件下外源水铁矿和葡萄糖对土壤中植物有效磷(SAP)含量的影响.利用同步辐射红外显微成像技术原位探索了微域内铁和磷的空间关系.研究结果表明,在培养192 h内无论是添加水铁矿或葡萄糖或二者同时添加均会使SAP含量显著下降且呈持续下降趋势.在淹水和非淹水条件下单施水铁矿处理SAP含量分别下降30.9%和25.8%,单施葡萄糖SAP分别下降40.5%和26.8%,而同时施加水铁矿与葡萄糖处理SAP分别下降61.5%和45.3%.因此,同时施加外源水铁矿和葡萄糖对淹水条件下SAP含量影响更大.同步辐射红外显微成像分析结果表明,无论是添加水铁矿还是葡萄糖或二者同时添加,都会通过改变微区内铁和磷的空间分布打破原来土壤中铁磷相互作用平衡.上述研究结果对于土壤磷养分管理和磷面源污染控制具有重要参考价值和应用潜力.     

Effect of rhizosphere on soil microbial community and in-situ pyrene biodegradation

To access the influence of a vegetation on soil microorganisms toward organic pollutant biogegration, this study examined the rhizospheric effects of four plant species (sudan grass, white clover, alfalfa, and fescue) on the soil microbial community and in-situ pyrene (PYR) biodegradation. The results indicated that the spiked PYR levels in soils decreased substantially compared to the control soil without planting. With equal planted densities, the efficiencies of PYR degradation in rhizosphere with sudan grass, white clover, alfalfa and fescue were 34.0%, 28.4%, 27.7%, and 9.9%, respectively. However, on the basis of equal root biomass the efficiencies were in order of white clover >> alfalfa > sudan > fescue. The increased PYR biodegradation was attributed to the enhanced bacterial population and activity induced by plant roots in the rhizosphere. Soil microbial species and biomasses were elucidated in terms of microbial phospholipid ester-linked fatty acid (PLFA) biomarkers. The principal component analysis (PCA) revealed significant changes in PLFA pattern in planted and non-planted soils spiked with PYR. Total PLFAs in planted soils were all higher than those in non-planted soils. PLFA assemblages indicated that bacteria were the primary PYR degrading microorganisms, and that Gram-positive bacteria exhibited higher tolerance to PYR than Gram-negative bacteria did.     

Distribution of cadmium in oilseed rape and Indian mustard grown on cadmium contaminated soil

Heavy metal distribution in the specialized accumulating plants was important for phytoextraction technique. Hydroponic and pot experiment were conducted to investigated Cd phytoextraction ability and Cd distribution in the plant of oilseed rape species. The results showed that oilseed rape Chuanyou Ⅱ-10 was more effective in phytoexetraction Cd among 21 varieties of oilseed rape and indicator plant Indian mustard. Cd concentration in the shoot of Chuanyou Ⅱ-10 and Indian mustard gradually decreased with an increase in growth period, while the amount of Cd uptake increased with the increase of growth period. There was constantly decrease in Cd concentration from the base leaves to the top leaves of Chuanyou Ⅱ-10 and Indian mustard, the percentages of Cd uptake in older leaves were higher than those of younger leaves. Older leaves of Chuanyou Ⅱ-10 and Indian mustard extracted more Cd for the Cd contamination soil, leaves should as far as possible develop before they reached the soil and the older leaves were harvested in priority.     

小麦根际环境中铜和铅形态的变化

采用根垫法研究了小麦根际土壤中铜和铅形态的变化,研究结果表明：根际土壤中交换态铜的含量显著增加,０－５ｍｍ范围内交换态铜增加１１０％,碳酸盐结合态铜含量则有所下降,这样的根际影响随着距离根系距离的加大而减弱,铜形态变化主要发生在０－２ｍｍ范围内,铅的形态测没有发生这样的变化。     

密云水库底泥和库滨区土壤中氨氧化细菌的多样性和丰度

采用分子生物学方法（T-RFLP、定量PCR）研究了密云水库底泥沉积物和库滨带土壤中氨氧化细菌（AOB）的多样性和丰度特征,并使用Canoco for Windows 4.5软件和皮尔森相关系数法,探究了环境因子对AOB群落的影响.结果表明,沉积物和库滨区土壤中AOB的多样性和数量都存在较大的差异.其中,AOB群落被聚成两大类：沉积物与土壤.沉积物样品中AOB群落结构与其它样品差异较大.沉积物中AOB的多样指数最低,而在农田土壤中AOB多样性指数最高.农田土壤中的amoA基因拷贝数最大,是底泥沉积物中的48倍.此外,RDA（Redundancy Analysis）分析表明,在沉积物和水陆交错带土壤中,AOB的优势种与NH₄⁺-N、NO₃^--N、TOC、pH成正相关关系,而在陆相土壤和农田土壤中,AOB的优势种与这些环境因子成负相关关系.其中,TOC是影响AOB的群落结构的关键理化因子.