Effects of two root-secreted phenolic compounds from a subalpine coniferous species on soil enzyme activity and microbial biomass

In order to evaluate the ecological consequences and potential mechanisms of specific C compounds on soil microbial processes under climate warming, we injected solutions of two modelled root exudates, 2,6-di-tert-butyl-4-methylphenol (BHT) and 1,2-benzenedicarboxylic acid, dibutyl ester (DBP), respectively, into soil at two concentrations (20 and 1000?µg?g^?1 soil). For all treatments, soils amended with the two phenolic compounds were incubated at two temperatures (20°C and 30°C) for 30 days. The responses of soil enzyme activity and microbial property to modelled root exudates to some extent depended on temperature regime, exudation component, and addition concentration. For example, the addition of BHT tended to decrease the soil enzyme activities. However, DBP addition generally increased the two metabolic enzyme activities at 30°C, and tended to decrease the two enzyme activities at 20°C, but a significant reduction was observed only at a high concentration at 20°C. The microbial biomass and enzyme activity were generally lower at 30°C compared to those at 20°C, when averaged across all treatment combinations. Taken together, our results indicated that the amounts and quality of liable root-derived C can differentially affect microbial processes, and various environmental changes will greatly complicate root–microbe–soil interactions in forests.     

湿地变化对双台河口自然保护区服务功能的影响

运用GIS和遥感技术分析了1988~2012年双台河口自然保护区土地利用和湿地的动态变化,并运用中国陆地生态系统服务单位面积价值的平均值分析了该保护区的生态系统服务价值变化情况,并对湿地变化与生态服务功能的关系进行了分析.结果表明,1988~2012年,双台河口国家级自然保护区所有天然湿地类型均有不同程度的减少,面积比例由93.83%减少至77.25%,芦苇湿地和典型滩涂、滩地面积减少最多;1988~2012年,双台河口国家级自然保护区生态服务功能总体上呈减少趋势,共减少了18.25%.就类型而言,耕地生态服务功能价值增加了4617元,水域生态服务功能价值减少了2012元,湿地生态服务功能价值减少了115133元;该保护区湿地对生态服务功能价值的贡献率最高,且远远超过其他地物类型的生态服务功能贡献率,但贡献率从1988年的75.07%下降至2012年的68.86%.由于该保护区开发建设活动频繁,不断侵占天然湿地,导致该自然保护区生态服务功能总体上呈下降趋势.     

太湖流域平原水网区底栖动物完整性健康评价

基于75个采样点的底栖动物监测数据,应用生物完整性的理论和方法,对太湖流域平原水网区进行水生态健康评价. 以采样点环境所承受的干扰程度为标准,确定参照点13个、受损点62个. 对涉及底栖动物群落丰富度、组成、耐污能力及摄食功能的21个候选指数进行分布范围、判别能力及相关性分析,筛选出有较强预判能力且相对独立的6个核心指数构成B-IBI(底栖动物完整性指数)健康评价体系,包括总分类单元、软体动物分类单元、Shannon-Wiener多样性指数、前3位优势分类单元相对丰度、BI指数、滤食者相对丰度. 通过比值法统一各指数的量纲,以参照点B-IBI值的25%分位数作为健康基准值,运用四分法划分B-IBI健康分级标准:B-IBI≥2.84,为健康;2.13≤B-IBI<2.84,为亚健康;1.42≤B-IBI＜2.13,为一般;0.71≤B-IBI＜1.42,为差;B-IBI＜0.71,为极差. 应用B-IBI对太湖流域平原水网区进行健康评价,结果显示:太湖东部、南部沿岸湖区以及太湖上游水库健康状况相对较好,总体处于健康或亚健康水平;太湖北部三湾、西部湖区较差,基本处于差或极差水平;太湖上游洮滆水系生态状况也不容乐观,从上游至下游沿程呈逐步恶化趋势;京杭大运河的监测断面均表现为极差水平. B-IBI健康评价结果与基于水质及富营养化评价的结果高度吻合, 但今后仍需加强该评价体系的标准化及本土化等方面的研究.      

太湖流域下垫面改变与气候变化的响应关系

运用两种NDVI数据集(Pathfinder AVHRR和SPOT VEGETATION)和卫星遥感数据,采用3S技术,通过人机交互式目视方法解译出1979、1984、2000和2009年太湖流域的土地利用数据,结合1956-2007年太湖流域主要气象站点的气象资料,研究了太湖流域下垫面(NDVI和土地利用)变化与各主要气候因子的响应关系。结果表明:①近30 a太湖流域NDVI变化呈先增后减的趋势,空间上呈由东北向西南递增的趋势,浙江省区域植被覆盖较好,其次为苏锡常镇地区,上海植被较为稀少;②太湖流域耕地面积显著减少,城镇用地显著增加,林地与草地呈缓慢增长趋势,其中上海和苏州城市化进程速度最快,其次是无锡、常州,而杭州、嘉兴、湖州和镇江城市化进程较为缓慢;③20世纪80年代初期太湖流域出现显著的增温,并在近20 a增温幅度显著增加,平均相对湿度呈波动下降趋势,其下降速率为-1.25%/10 a,近50 a降水总量呈现小幅上升趋势,但近20 a降水量呈减少趋势,速率达到-37.31 mm/10 a,日照时数呈现下降趋势,其下降速率为-56.66 h/10 a;④与太湖流域NDVI变化响应最为显著的气候因子为气温,其次为平均相对湿度以及日照时数,降水总量与NDVI的相关性比较弱;⑤城市化进程迅速的地区相较于城市化缓慢的地区,其增温更快、相对湿度降幅更大、降水量增加更为缓慢,日照时数减少越快。     

卡扣式机械连接预应力实心方桩承台节点力学性能有限元分析

介绍了一种新桩型-卡扣式机械连接预应力混凝土实心方桩,然后针对卡扣式机械连接预应力混凝土实心方桩和承台处节点试验中没有考虑的因素进行了数值模拟分析,包括预应力方桩配箍率、增加的普通钢筋配筋率以及不同有效预应力等因素,以探究这些因素对预应力方桩承台节点力学性能的影响。研究结果表明:不同箍筋间距对节点的水平最大承载能力影响较小;箍筋间距越小,对混凝土的约束能力就越大,节点水平承载力的下降段越平缓;箍筋间距越大,水平承载力的下降段越陡峭,刚度退化越快。提高有效预压应力可以提高节点处的水平承载能力;有效预应力越大,桩身会发生更大的损伤,有效预应力越小,承台会发生更大的损伤;增加普通钢筋,能有效改善预应力方桩的延性和水平承载能力;使用大直径钢筋能增加节点的锚固性能,桩身承受更多的损伤。数值模拟成果可为卡扣式机械连接混凝土实心方桩的后期改进和应用推广提供可靠的依据。     

基于环境一号卫星的太湖流域地表温度与地表类型的关系分析

利用我国新发射的环境一号小卫星数据,以2010年3月26日环境一号卫星的红外波段为例,尝试根据同步MODIS数据反演大气水汽含量参数,采用Jimenez-Munoz和Sobrino的普适性单通道算法反演地表温度,经MODIS地表温度产品验证,地表温度反演精度满足要求. 将人工目视解译的2009年太湖流域土地利用、地表温度和归一化植被指数作相关性分析. 结果表明:当林地和农田、草地植被指数相同时,林地的地表温度比农田和草地低,因此林地比农田和草地的调节温度效果好,在城市中增加林地的面积,对缓解城市热岛效应的作用最大.      

超细粉煤灰对模拟废水中孔雀石绿的吸附性能

以球磨制得的超细粉煤灰为吸附材料,采用振荡吸附法研究了其对模拟废水中孔雀石绿的吸附性能.实验结果表明:在超细粉煤灰加入量为10g/L、吸附温度为298K、初始孔雀石绿质量浓度为500mg/L、振荡时间为120min、孔雀石绿废水自然酸碱度条件下,达到吸附平衡时的吸附量为49.97 mg/g,孔雀石绿几乎全部被超细粉煤灰所吸附;该吸附反应很好地符合二级吸附动力学方程,Ea为3.95kJ/mol,吸附反应速率较快,吸附过程由孔雀石绿在超细粉煤灰颗粒内部的扩散控制;该吸附符合Langmuir吸附等温方程,随吸附温度升高,饱和吸附量下降,298K下的饱和吸附量可达526.32mg/g,是自发进行的放热反应过程.     

污灌区土壤-棉花系统中铊的分布特征

通过对位于华北平原北部,河北省与天津市接壤处的污灌区土壤-棉花(Gossypium spp.)系统进行实地调查,分样区采集耕作层土壤样品、土壤剖面样品和棉花全植株样品,运用Element2型高分辨电感耦合等离子体质谱仪测定土壤样品中Tl的质量分数和形态,以及棉花不同组织中T1的质量分数,结果显示:在土壤剖面中,T1质量分数依次为表土层(0～20 cm)>心土层(20～40 cm)>底土层(40-60 cm),表明污水灌溉使T1在表土层有所累积;在表土层中,T1的质量分数在0.257～0.420mg·kg-1之间,与研究区T1背景值(0.330 mg·kg-1)相比,个别样点有明显增高的趋势,T1的形态特征为残余态>有机结合态>碳酸盐结合态>交换态≥水溶态>铁锰结合态,较高的有机结合态表明长期污灌导致表土层中有机质含量增加,使得T1易于在表土层积累;在棉花植株各组织中,T1的质量分数在3.5～78.6 μg·kg-1之间,其分布规律为根系>果壳>茎杆>籽粒>纤维.研究表明,T1主要分布于污灌区土壤-棉花系统中的表土层、棉花根系、茎杆和果壳等生态分室中;棉花植株对T1的平均吸收系数为2.477,其中棉花根系对土壤中T1的平均吸收系数达6.186,因此,棉花对重金属的输出作用减缓了土壤中T1的积累速度,可以有效降低T1对土壤污染的风险.     

Scaling law study for earthquake induced pier–water interaction experiments

Environmental Fluid Mechanics - Froude number similarity has been used in all the physical experiments of earthquake induced hydrodynamic forces acting on deep water bridge piers without...     

京津潮白河多环芳烃及其衍生物分布

采用固相萃取-气相色谱质谱联用仪测定京津潮白河中的多环芳烃(PAHs)及其衍生物(SPAHs)的污染水平,并采用絮凝法分析水样中自由态PAHs/SPAHs和结合态PAHs/SPAHs的分布。结果表明,京津潮白河中PAHs和SPAHs总质量浓度分别为55.06～215.02 ng·L~(-1)和92.37～227.33 ng·L~(-1),上游河段PAHs和SPAHs质量浓度均低于下游河段。7种致癌PAHs占比为22%～41%,需引起重视。本研究中的SPAHs包括三类物质:氧化PAHs(OPAHs)、甲基PAHs(MPAHs)和氯代PAHs(Cl PAHs)。其中,OPAHs对SPAHs贡献最大(59%～71%),其次是Cl PAHs(22%～32%)和MPAHs(7%～14%)。京津潮白河中PAHs和SPAHs主要以自由态形式存在,总浓度可以准确估计污染物的环境风险。