不同耕地利用方式下土壤微生物活性及群落结构特性分析: 基于PLFA和MicroRespTM方法

研究不同耕地利用方式对土壤微生物群落结构的影响,对维持土壤稳定和提高土壤质量具有重要意义.以湖南省桃源县长期定位试验为平台,采用磷脂脂肪酸(PLFA)和MicroRespTM方法,研究了稻田、水旱轮作地和旱地这3种不同耕地利用方式下土壤微生物数量、群落结构特征及活性.PLFA结果表明,细菌、真菌及总PLFA量均表现为稻田>水旱轮作地>旱地,细菌PLFA/真菌PLFA比值则表现为水旱轮作>旱地>稻田.革氏阳性菌(G+)PLFA/革氏阴性菌(G-)PLFA为稻田显著高于水旱轮作地和旱地,但水旱轮作与旱地土壤的差异不显著.PLFA主成分分析和特征磷脂脂肪酸的平均摩尔分数表明,稻田中真菌及G-的相对含量显著高于水旱轮作地和旱地,而水旱轮作地中G+的相对含量高于旱地和稻田,3种不同耕地利用方式下土壤微生物群落结构特征具有明显差异.土壤PLFA与土壤养分相关性分析表明,土壤微生物量与土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、土壤微生物量碳(MBC)均达到极显著正相关.与阳离子交换量(CEC)无显著相关性.MicroRespTM结果表明,3种不同耕地利用方式下土壤微生物对碳源平均利用效率为稻田最高,其次是水旱轮作地,旱地最低.其结果也显示大部分碳源提高了微生物呼吸作用,但不同碳源的利用效率不相同.因此,耕地利用方式的不同明显导致了土壤微生物活性和群落结构的差异.     

湖南安化下寒武统黑色页岩土壤元素地球化学特征

本研究对湖南安化县东坪、烟溪两地发育于下寒武统黑色页岩上的6个土壤剖面进行系统采样,并利用ICP\|MS等分析技术对土壤和相应岩石样品的主量元素和微量元素（包括重金属和稀土元素）含量进行了分析.主量元素A-CN-K(Al2O3-CaO+Na2O-K2O)图解显示,黑色页岩土壤的形成是黑色页岩化学风化的结果,经历了早期的Ca、Na淋失和后期的Al、Fe富集过程后,土壤具有贫Ca、Na而富Al、Fe的化学组成特征.多因子分析和相关性分析结果表明,成土过程中,微量元素可分为稳定元素（Ti、Zr、Nb、Hf、Ta、W等）、次稳定元素（Be、Sc、Ga、Ge、Rb、Cs、Pb、Th、Ba等）、活动性较强的元素（REE、Y、P、Sn等）和强活动性元素（Mn、Co、Ni、Zn、Cd、Tl、V、Mo、Sb、U等）.富集因子重金属污染评价显示,V、U仅在烟溪土壤剖面达到显著污染程度,Sn、Ba在东坪土壤剖面达到显著污染.Mo、Cd、Sb等重金属则在东坪和烟溪土壤均达到显著污染程度,其中,Cd在东坪可达到高度污染水平,而Mo在烟溪可达到极度污染水平.微量元素及稀土元素地球化学示踪分析显示,黑色页岩土壤没有受到外来物源的干扰,土壤重金属污染为来自黑色页岩的自然污染源.     

餐饮废水的综合处理研究

本实验采用一种新型的复合混凝剂净水灵DH-3处理餐饮废水,再将处理后的水进行砂滤和活性炭吸附,深度处理后,可以达到国家排放标准,并且还确定了混凝沉淀处理的主要参数。     

透明箱法监测稻田生态系统CO2通量的研究

采用透明箱法对稻田生态系统CO₂通量进行了田间定位观测,并对透明箱内CO₂浓度的变化规律及拟合方法进行了探讨.结果表明,在水稻生长旺盛期的晴天(白天),箱内CO₂浓度随测定时间呈非线性变化,因此用常规的线性拟合法(LR)计算的CO₂净吸收通量明显低于指数一级动力学拟合法(ER).在水稻生长旺盛期的阴天、成熟期以及夜间,箱内CO₂浓度随测定时间表现为线性变化,LR法与ER法的CO₂净吸收通量计算结果无显著差异.在水稻生长期间,基于LR法的稻田生态系统碳累积吸收量结果明显低于ER法,而后者与常用方法(植物净固定碳量减去土壤异氧呼吸排放碳量)的计算结果比较接近.证实了当植被同化速率较强时,采用ER法对透明箱内CO₂浓度随时间的变化进行拟合并计算CO₂净吸收通量较为适宜.同时表明采用透明箱法观测农田生态系统CO₂通量是可行的.     

水分控制下的湿地沉积物氧化还原电位及其对有机碳矿化的影响

为探讨水分与氧化还原电位之间的内在关系及其对沼泽湿地有机碳分解矿化的影响,采用室内培养(25℃,155 d)实验研究了不同水分条件(24%~232%WHC)下三江平原3类湿地(泥炭沼泽、腐殖质沼泽和沼泽化草甸)沉积物氧化还原电位(Eh)变化以及有机碳的矿化特征.结果表明,不同水分条件对湿地沉积物氧化还原电位的影响有较大差异,在低于100%WHC(最大持水量)水分范围时,氧化还原电位随着水分的增加而降低,>100%WHC(至积水2 cm)时,水分含量变化对泥炭沼泽和腐殖质沼泽沉积物氧化还原电位影响作用降低.泥炭沼泽、腐殖质沼泽和沼泽化草甸沉积物有机碳矿化最适宜水分含量存在较大差异,分别为32%、48%和76%~100%WHC.湿地沉积物有机碳矿化速率与氧化还原电位之间存在二次函数关系(p<0.05),在还原态下(Eh值<300 mV),有机碳矿化速率和矿化量随氧化还原电位的升高而升高,在氧化态(Eh值>300 mV)下则逐渐降低.较低的氧化还原电位是三江平原湿地有机碳得以积累的重要原因.     

Cr~(3+)胁迫对小球藻生理生化特性的影响

水体重金属污染较难处理,且会对水生物造成严重的影响。为探讨水体中重金属对藻类的毒性影响,以普通小球藻(Chlorella vulgaris)和铬(Cr~(3+))为材料,研究不同浓度Cr~(3+)对普通小球藻生理、生化特性的影响,检测不同浓度的Cr~(3+)对小球藻的毒性效应。结果表明,小球藻的最优生长温度为31℃。此条件下,Cr~(3+)浓度为3 mg·L~(-1)时,小球藻的生物量最大。Cr~(3+)的浓度低于3 mg·L~(-1)时,Cr~(3+)能促进小球藻的生长,且藻细胞中光合色素、蛋白质、可溶性糖、丙二醛(MDA)的含量及超氧化物歧化酶(SOD)的活性也逐渐增加。当各胁迫组的Cr~(3+)浓度超过3 mg·L~(-1)时,随着Cr~(3+)浓度的提高,C.vulgaris的生长受到明显的抑制,藻细胞的光合色素、蛋白质和可溶性糖含量呈现逐渐下降的趋势,而MDA含量持续增加,SOD和脯氨酸则表现出先持续增高后降低(Cr~(3+)浓度为7 mg·L~(-1)时)的趋势。证明不同浓度的Cr~(3+)对小球藻的生理生化特性有不同程度的毒性效应。     

乐果对土壤微生物种群的影响

农药对土壤微生物的影响已成为评价农药对土壤生态安全的一个重要指标。采用室内培养法研究了乐果在3种不同质量分数下对土壤微生物种群数量以及土壤中占优势的细菌、真菌和放线菌生长速率的影响。结果表明,以真菌种群受抑制最大,放线菌次之,细菌最小。在供试质量分数下,该杀虫剂对土壤细菌种群数量的影响较复杂,没有明显规律;对土壤真菌和放线菌种群数量的影响均表现为明显的抑制作用,且随药剂质量分数的提高和加药时间的延长抑制趋势越明显。因此,可以选择真菌和放线菌作为土壤受乐果污染的敏感指示菌。结果同时表明,50～500mg·kg-1的乐果不影响细菌的生长速率,而5000mg·kg-1的乐果在加药后2～5d明显抑制其生长速率,加药后6～7d,又恢复到正常水平;3种不同质量分数的乐果在加药后2～7d对真菌和放线菌的生长速率均表现明显的抑制作用,且随药剂质量分数的提高而逐渐增强,但随加药时间的延长又逐渐恢复。     

淀山湖水华高发期浮游植物群落变化特征研究

根据2009年5～10月淀山湖浮游植物数量和种类的观测结果,对水华高发季节浮游植物群落组成特点及优势种交替过程进行分析,初步探讨这一时期浮游植物群落特征与环境因子的关系.结果表明,这一时期浮游植物主要由蓝藻和绿藻组成,蓝藻在密度上、绿藻在种类上占优势.水平分布上,西部和西南部的蓝藻密度值和种类数较高.总密度最高峰出现在9月,其值为23.40×107cells.L-1,其中蓝藻数量占90.3%,各样点间总密度差异显著(ANOVA,P<0.05).优势种在调查期间存在明显的交替现象,蓝藻门微囊藻属(Microcystis)藻类逐步成为优势种并形成水华.水温与pH是影响水华发生的重要环境因子,微囊藻受风向影响容易向下风向水域聚集形成水华.淀山湖中部和西部的浮游植物多样性较差,水华暴发时,全湖多样性指数降低,群落结构趋于简单.     

全国蝴蝶多样性观测网络(China BON-Butterflies)建设进展

生物多样性是人类赖以生存和发展的物质基础之一,开展生物多样性观测是生物多样性研究和保护的前提与基础。为贯彻落实国务院审议通过的《中国生物多样性保护战略与行动计划(2011—2030年)》,2016年环境保护部启动了蝴蝶多样性观测工作,以蝴蝶为指示生物类群,建立了首个国家级的蝴蝶多样性观测网络。目前,全国蝴蝶观测网络在31个省(自治区、直辖市)建设完成了117个标准化观测样区、629条标准化观测样线,样线累计长度达1 200 km,年度观测数据超过20万条。通过观测,初步掌握了我国蝴蝶多样性空间分布特征,物种丰度和多度较高的观测样区均集中分布于秦岭—淮河一线以南地区,其中海南岛、秦岭南麓、横断山区多样性较高。建立了全国蝴蝶观测数据库,并编制了年度观测报告。全国蝴蝶多样性观测网络的长期有效运行,将有助于掌握全国蝴蝶多样性的时空分布和动态变化规律,识别威胁因素,为环境管理提出有针对性的保护对策建议。     

成都东郊稻田水中砷形态的测定及分布特征

采用氢化物发生-原子荧光光谱法测定了成都东郊4块稻田水中砷的形态.研究发现,该区域稻田表面水砷浓度平均值为3.15—7.9μg.L-1,土壤孔隙水为18.71—53.71μg.L-1,除4号稻田土壤孔隙水外,其余各稻田表面水及土壤孔隙水中砷浓度的平均值均未超出国家农田灌溉水质标准.垂直方向上,土壤孔隙水中各形态砷的浓度均比稻田表面水中的高,且都在水-土界面或接近界面处最大,然后依次向下呈递减趋势.水平方向上,各形态砷的浓度因所处稻田条件的不同而分布各异.各形态砷在所研究稻田水中的分布皆呈现出可溶态砷>颗粒态砷、三价砷>五价砷的特征.