岩溶与非岩溶地区不同林分根际土壤微生物对碳酸盐岩的溶蚀作用北大核心CSCD

以云南建水岩溶与非岩溶地区针叶林云南松、阔叶林桉树的根际土壤为样品,比较不同地质背景条件下不同林分岩溶与非岩溶地区可培养土壤微生物及其分泌的碳酸酐酶对碳酸盐岩溶蚀作用的影响.结果显示,岩溶地区的溶蚀速率均高于非岩溶地区,针叶林的溶蚀速率大于阔叶林,且岩溶地区云南松的溶蚀率最高为5.01%,说明岩溶地区云南松的土壤根际微生物对岩溶地区的溶蚀效应最大;加入碳酸酐酶抑制剂的处理组溶蚀速率较未加入碳酸酐酶的处理低3.6%-16%,表明碳酸酐酶对碳酸盐岩的溶蚀具有促进作用.本研究表明岩溶地区针叶林根际土壤微生物有利于碳酸盐岩的溶蚀,加快成土速率,结果可为深入研究自然生态系统中微生物对碳循环的驱动作用以及微生物对喀斯特地区的风化作用提供理论依据.     

弄拉岩溶区次生林的生态水文效应

于2006年5月至7月对广西弄拉兰电堂泉水源林区各类水样的物理化学特征进行了研究。通过收集弄拉兰电堂泉集水区次生乔木林中的大气降雨、穿透雨、树干径流雨和表层岩溶泉水,对其中的化学成分含量和pH值进行了分析测定。结果表明:大气降雨经过森林层后,化学成分的总含量增加了;各种养分元素表现出不同的变化,Cl-和Na 减少,其余各离子以及TC、TIC和TOC都表现出增加,对应于每场降雨后的泉水中各成分的变化不是很显著;穿透雨和树干径流雨的pH值表现为下降,泉水的pH值变化幅度较小。经过次生林后的雨水可促进岩溶作用和表层岩溶带的生物地球化学循环,增加土壤中某些碱性元素的有效态。     

碳酸酐酶的固定化及其在二氧化碳转化中的应用

碳酸酐酶（CA）作为生物系统中典型的含锌金属酶,可高效催化CO₂的可逆水合反应. 为了提高CA在实际工业应用中的利用率,本文介绍了传统固定化方法和新型固定化方法（交联酶聚集体和纳米花）,阐述了CA催化CO₂的水合机理,总结了固定化CA矿化CO₂生成CaCO₃;CA促进单一溶剂（纯水、碳酸盐溶剂和醇胺溶剂）和混合溶剂吸收、解吸CO₂;固定化多酶级联（碳酸酐酶、甲酸脱氢酶、甲醛脱氢酶、乙醇脱氢酶和谷氨酸脱氢酶）催化CO₂生产甲酸和甲醇的过程,以及其实际工业应用的最新进展. 未来的研究方向应集中于从转基因生物中提取大量CA,进一步研究CAs相关基因的生理作用和代谢途径,制备高性能的载体和研发先进的固定化方法.     

生物质炭对农田温室气体排放的作用效应及其影响因素探讨

气候变暖已成为当今全球关注的焦点。农田生态系统作为CO2、CH4、N2O等温室气体的主要排放源,在全球温室效应中起重要作用。近年来,由于生物质炭在改善土壤性质,提高土壤碳汇和控制农业温室气体排放方面的巨大应用潜力,特别是对土壤碳的增汇减排作用,已成为土壤学和环境科学的研究热点。目前,关于生物质炭在农田温室气体排放方面的影响研究主要集中在我国华中、太湖平原、成都平原等地。然而由于受空间地域、实验条件等因素的差异,众多学者开展生物质炭作用于农田温室气体排放的研究结果不尽相同,也未曾见有报道从影响因素的角度深入探讨其作用机制。综述对比了近几年来国内外关于生物质炭对农田温室气体排放的影响研究,并从生物质炭的种类、施炭量、应用的土壤类型以及耕作方式和施肥条件等因素探讨了生物质炭对农田温室气体排放的作用机制。旨在通过改变生物质炭的种类和施炭量等条件,从而为抑制农业温室气体的排放乃至缓解全球气候变化提供可靠的科学依据。综合各项研究发现,秸秆炭在抑制农田温室气体排放方面要优于其他种生物质炭;40 t·hm-2的施炭量是一个既能提高作物产量又能实现固碳减排目标的较好选择;单作物耕作方式和合理的保护性耕作技术有利于减少农田温室气体的排放;在肥料的施用选择上,施用氮磷钾有机肥比普通氮肥更能有效地减少农田温室气体的综合排放效应。然而,从微生物活性和群落结构变化的角度深入探讨生物质炭作用于农田温室气体排放的微观机理及其温室气体减排还仍需进一步的研究。     

藻类多样性和生物岩溶作用研究进展

藻类作为岩石裸露区植物演替的先锋物种,通过岩溶作用富集营养元素改善小生境,促进群落演替,对维持喀斯特生态系统稳定与发展具有重要意义.从藻类生物溶蚀作用和沉积作用的角度出发,系统综述藻类岩溶作用机理、功能性状及其与环境间互作机制的研究成果,并提出相关的关键科学问题研究建议.藻类通过钻孔、干枯蜷缩、复水膨胀等机械作用以及生长代谢过程中产生的酸性物质破坏岩石表面的胶结颗粒、矿物晶体结构来塑造溶蚀微型态,促进碳酸盐岩成土.藻类通过自身的形态结构以及生长过程中产生的代谢物质等促进碳酸钙的沉淀、塑造岩溶地貌.藻类生物岩溶作用强度与功能性状、生境等密切相关.藻类生物岩溶作用过程缓慢,因此需要进行长时间的监测,并借助先进的科学实验手段,加强对藻类环境适应性特征及生物多样性维持机制,藻类生物控型作用的范畴和机制,藻类代谢产物对岩溶动力系统的驱动作用和机理,藻类生理机能和生物岩溶强度之间的关系以及藻类岩溶作用与环境的风化协同关系等方面的研究.（图4表2参177）     

植物篱对红壤坡耕地的水土保持效应及其机理研究

在浙江诸暨红壤丘陵山区的野外径流小区条件下,设计5种不同植物篱种植模式,结合自然降雨、人工模拟暴雨试验、稀土元素(REE)示踪、土壤抗蚀性评价等方法,研究植物篱的减流减沙效应和控制机理.结果显示,与裸坡相比,自然降雨下麦冬双行植物篱处理地表径流量降低39.4％,土壤流失量降低65.8％,效果最佳.降雨前土壤含水量能显著影响径流和土壤流失的发生特征.土壤容重和孔隙度可作为衡量植物篱控制水土流失效应的最佳指标.根据17个抗蚀性指标建立植物篱条件下红壤抗蚀性的综合评价指标体系,评价结果表明土壤综合抗蚀性由高到低依次为麦冬双行、黄花菜+麦冬双行、黄花菜双行、麦冬单行、黄花菜单行和裸坡.不同坡位植物篱对土壤抗蚀性的影响存在差异,侵蚀泥沙主要来源集中在中下坡位.     

杂草对不同水稻品种化感作用的诱导效应

以高脚子粳稻、DV86、HG1和扬稻6号4个水稻品种和稗草、异型莎草、鸭舌草为材料，研究了不同水稻品种单栽或与杂草共栽时，水稻叶片水浸提液对稻田主要杂草稗草的化感作用。结果表明：在正常单栽条件下，高脚子粳稻抗稗草的化感潜力显著大于：HG1和DV86，三者的化感潜力均显著大于非化感品种扬稻6号。不同水稻品种与杂草共栽时，其化感作用均由不同程度的变化，HG1在与稗草共栽时，对稗草幼苗的生长抑制作用显著大于高脚子粳稻；DV86在与鸭舌草共栽时，对稗草幼苗的生长抑制最强。研究表明不同杂草对不同水稻品种的杂草化感作用的诱导效应存在显著差异。     

纳米塑料对生物的毒性效应及作用机制研究进展

环境中的纳米塑料污染已成为全球关注的热点。纳米塑料的粒径极小,容易被鱼类、藻类、贝类、蚤类、甲壳类、棘皮类、环节/节肢动物和农作物等生物摄取并沿食物链进行传递,诱发基因毒性、氧化应激、炎症、代谢紊乱、有丝分裂异常、线粒体损伤和细胞凋亡等,进而影响生物的光合作用效率、生长和繁殖、寿命及存活能力;纳米塑料与细菌接触后会破坏菌体细胞膜的完整性,增加活性氧的产生,抑制酶的活性。由于纳米塑料具有较大的比表面积和强疏水性,易与环境中的其他污染物发生相互作用,将重构污染物的生物有效性,从而改变（增加或削减）其对生物的毒性效应。纳米塑料能够诱发人类源细胞系的氧化应激、炎症、代谢紊乱和细胞毒性等,但目前还未见关于纳米塑料对人体的直接毒性效应的报道。     

砷对绿藻的毒性效应及氧化还原条件的影响

选择绿藻中耐毒品种莱茵衣藻(Chlamydomonas reinhardtii)为研究对象,分析三价砷加入对其体系氧化还原条件的影响,研究代表性绿藻莱茵衣藻C. reinhardtii对水体三价砷毒性的响应.结果表明,光照或黑暗条件下莱茵衣藻C. reinhardtii的生长都会使pH升高,氧化还原电位(Eh)减小.根据pH-Eh分析可知,水体三价砷As(Ⅲ)大部分以H2AsO3-存在,H2AsO3-加入后pH升高和Eh减小趋势更为明显,并随其浓度增大,Eh会出现缓慢上升趋势.同时,pH与Eh变化也会影响砷对藻类的毒效应,当pH值为10.0-10.5,Eh为-143- -136 mV时,三价砷浓度增大对藻类生长速率没有明显影响,但当pH值为9.5-10.1,Eh为-156- -143 mV时,三价砷浓度增大会明显降低了藻类生长速率.     

水中铊的污染及其生态效应

在天然水体中, 铊(Tl)含量较低;然而在硫化物矿区, Tl的含量却急剧升高.在未受污染的陆地沉积物中Tl的含量较低;已受污染的陆地沉积物中Tl的含量相对较高, 高出背景值数倍;在海洋沉积物中, Tl的含量尤以深海锰结核中最高.Tl可以在不同地理水域的生物体中富集, Tl在鱼和小虾肝脏中的含量高于肌肉和头骨, 但是在肌肉和头骨中Tl的含量没有明显区别.Tl在天然水体中主要以Tl+形式存在.在较强的氧化环境中, Tl+能够氧化成Tl3+形成Tl(OH)3沉淀, Tl可以通过饮用水和食物链进入人体, 其中Tl在人体的酶化反应过程中可以置换K+, 并与酶产生很强的亲和力, 从而诱发Tl的毒害效应.Tl对水生生物的毒性随生物的物种和生命期而变化.Tl对金属采矿、冶炼厂和水泥厂等污染源的水域内水生生物有害.活性铝净化法、离子交换法和NaCl溶液可以用来去除饮用水中的Tl.海绵吸附体MnO2(固)等吸附剂、氧化剂和碱性物质(如石灰等)可降低Tl的活动性, 用来处理已被Tl污染的水体.     

岩溶地区土壤溶解有机碳的季节动态及环境效应

对桂林岩溶试验场土壤溶解有机碳(DOC)进行了逐月的观测，结果显示DOC是岩溶生态系统中活跃的有机碳组分，在岩溶地区碳循环中发挥着重要的作用。一年中土壤DOC的变化特征表现为3个阶段：(1)3-7月，随气温升高、降雨量增加，土壤生物活性和新陈代谢能力极大提高，土壤溶解有机碳呈升高趋势；(2)8-11月，气温保持较高的水平，但降雨量偏低，土壤干燥，土壤微生物活性极大地减弱，土壤DOC质量分数全年最低；(3)12月至次年2月，随温度的降低，土壤生物活性逐渐降低，土壤DOC呈缓慢升高趋势，且与土壤微生物量碳之间存在互为消长的关系。土壤碳酸盐岩的溶蚀速率季节变化与土壤DOC之间存在负相关。文章还提出了岩溶地区土壤碳循环模式及DOC在其中的作用。