生物质炭对双季稻田土壤反硝化功能微生物的影响

目前,基于田间条件下生物质炭添加对稻田反硝化微生物的调控效应还不甚明确.为此,本研究采用小区试验,通过在双季稻田添加不同量的小麦秸秆生物质炭(0、24和48 t·hm-2,分别用CK、LC和HC代表),结合实时荧光定量PCR(q PCR)和末端限制性片段长度多态性(T-RFLP)分析技术,研究了生物质炭添加对双季稻田休闲季和水稻季土壤反硝化微生物相关功能基因(调控硝酸还原酶的nar G基因,亚硝酸还原酶的nir K基因和氧化亚氮还原酶的nos Z基因)的影响.由于生物质炭呈碱性,添加到土壤后,可提高稻田休闲季土壤p H 0. 2～0. 8个单位.生物质炭本身含有部分可溶性N,因此,添加生物质炭可增加休闲季土壤铵态氮(NH_4~+-N)和硝态氮(NO_3~--N)含量,增幅分别达21. 1%～32. 5%和63. 0%～176. 0%,但由于其吸附作用,降低了水稻季NH_4~+-N含量48. 8%～60. 1%.生物质炭添加增加了休闲季微生物生物量氮(MBN)含量,这可能是由于生物质炭较大的比表面积为微生物生存提供了适宜的环境,可利用养分的增加促进了微生物的生长.与对照相比,休闲季生物质炭引起的NH_4~+-N和NO_3~--N含量增加,促进NH_4~+-N向NO_3~--N的转化,进而增加nar G和nos Z的基因丰度(P0. 05),同时,生物质炭处理p H的提高促进了nos Z的基因丰度的增加,显著改变了反硝化功能基因nar G和nos Z的群落结构,并以此对反硝化作用产生影响,但未对休闲季氧化亚氮(N_2O)排放产生影响.而在水稻季,生物质炭增加了土壤nos Z的基因丰度(P 0. 05),HC处理增加了nir K基因丰度(P 0. 05),这也是导致水稻季HC处理N_2O排放增加的重要原因.生物质炭通过降低水稻季土壤NH_4~+-N含量,改变了nir K和nos Z基因的群落结构,而nar G基因群落结构的变化影响了土壤N_2O排放.综上所述,生物质炭可通过改变双季稻田土壤性质,来影响参与土壤反硝化作用的相关微生物,进而影响土壤N_2O排放及NO_3~--N的淋失.     

内质网应激在PFOS致大鼠肝损伤中的作用

通过全氟辛烷磺酸(PFOS)28 d大鼠经口染毒评价PFOS肝损伤效应,探讨内质网应激在PFOS毒效应中的作用。Wistar大鼠随机分组,分别以0 mg·kg~(-1)、5 mg·kg~(-1)和10 mg·kg~(-1)PFOS灌胃染毒28 d。HE染色观察大鼠肝脏形态改变。ELISA法测定各组丙氨酸转氨酶(ALT)、天门冬氨酸转氨酶(AST)、碱性磷酸酶(ALP)和淀粉酶(AMY)含量变化。紫外分光光度法测定肝组织匀浆中丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性变化。RT-PCR检测肝脏内质网应激标志蛋白表达水平。结果表明,PFOS造成大鼠体重降低、肝重增高(P0.05),组织切片显示肝细胞出现脂质沉积。PFOS不同剂量组大鼠ALT随暴露浓度增加,分别为(50.96±10.02)U·L~(-1)、(71.73±11.55)U·L~(-1),显著高于对照组(P0.05),AST、ALP含量与对照组相比显著上升(P0.05),高剂量组AMY水平为(833.46±63.05)U·L~(-1),与对照组相比显著降低(P0.05)。GSH-Px和SOD水平随PFOS浓度增加出现了显著降低(P0.05),而MDA水平显著升高(P0.05)。内质网应激标志蛋白表达均较对照组显著上升(P0.05)。以上结果说明PFOS可导致大鼠肝细胞损伤,其机制可能与内质网应激调控有关。     

放射性核素在海水、底质及海洋生物间的转移--Ⅲ.核素在生物体内分布的生态学意义

本文是放射性核素在海水、底质及海洋生物间转移规律研究的第三部分,着重研究~(137)Cs、~(134)Cs、~(65)Zn、~(60)Co、~(59)Fe、~(54)Mn在毛蚶、文蛤、对虾、罗非鱼各主要组织器官中的分布,并计算各自的富集系数,同时也考察了各种核素在生物各个组织器官中的排出、在底质中的解吸作用以及生物再利用的过程.结果表明肠道和内脏对核素的富集量高,排出也快;外壳、鳃甚至肌肉对核素的富集量低,排出也慢.文中着重讨论了肠道、外壳、鳃在不同情况下成为生物体参与外界环境核素循环主要通道的生态学意义.     

柴油污染包气带的气相抽提影响因素

气相抽提(SVE)是一种经济、高效的土壤原位修复技术。为了研究介质、介质含水率和通风方式对SVE去除效率的影响,并探讨实验运行过程中包气带不同深度柴油浓度的变化规律,实验利用了有机玻璃柱模拟包气带环境,开展柴油污染的SVE实验。结果表明,对于不同介质,SVE去除粗砂中柴油的效率高于中砂;不同含水率,含水率为1%的粗砂中柴油的去除率大于含水率为12%的粗砂;不同的通风方式,连续通风的效率大于间歇通风。此外,不同深度介质均出现柴油浓度先升高后降低的趋势。     

新疆博斯腾湖亚洲飞蝗大暴发气候成因分析

分析了博斯腾湖周边亚洲飞蝗的生物学特性和生存环境,研究了与之相关的气候条件.结果表明,开都河(博斯腾湖的入湖水系)上游山区降水和焉耆盆地5月份气温是影响飞蝗大暴发的主要气候因素.山区年降水量在一定范围内连续3年呈V型波动,且第3年5月份湖区气温正常(无极端低温)是飞蝗大暴发的气候成因.     

洞庭湖区洲滩环境演变对东方田鼠暴发成灾的影响

在分析洞庭湖区东方田鼠暴发成灾史及灾情的基础上,研究了洞庭湖区洲滩演变对东方田鼠暴发成灾的影响。研究认为：中低位滩出露面积不断增大使东方田鼠种群迅速膨胀,高位洲滩出露面积减小造成汛期东方田鼠大量向垸内农田迁移;湖区洲滩冬春季连续出露天数增加了延长了东方田鼠的繁殖期;汛期洪峰水位增高、洲滩大面积淹没迫使东方田鼠大量迁向垸内;湖内废弃湖堤为东方田鼠逃避洪水提供了中途休息之地;洲滩地抑制东方田鼠种群膨胀     

直角拐弯通道中空气冲击波的传播及数值模拟

针对地下通道中空气冲击波的传播,通过试验研究,得到了空气冲击波在直角拐弯通道中传播的衰减系数.同时,应用流体网格法进行了数值模拟,获得了通道直角拐弯前后空气冲击波传播的波形图和流场图.并将两方面的研究成果进行了对比,证明了试验和数值研究方法及研究成果的一致性.     

气候变化背景下中国陆地生态系统碳储量及碳通量研究进展

全球气候变化对全球生态系统的结构、功能和过程产生了重要影响,成为各国政府、社会公众以及科学界共同关心的焦点问题。陆地生态系统碳循环又是当前气候变化和区域可持续发展研究的核心内容之一,影响到经济和社会发展的各个方面。因此,开展陆地生态系统碳储量和碳通量的研究仍将是气候变化研究中的重点内容。总结了近年来国内森林、土壤、草地、农田四种陆地生态系统在碳储量、碳通量方面取得的研究成果和不足：随着遥感、GIS及模型的发展和应用,森林、草地生态系统碳储量的研究精度和范围要高于农田和土壤,而农田和土壤生态系统碳储量的研究多基于典型性样地和大量实验数据,结果受制于样点布设和采样密度;目前,土壤生态系统碳储量结果多基于上世纪80年代全国二次土壤普查数据计算所得,且总有机碳库的估算存在较大差异,土壤有机碳的组分研究中易氧化有机碳库研究滞后于总有机碳,迫切需要对我国现有土壤有机碳进行研究;农田生态系统受人类活动干扰强烈,从一个或几个站点到全国尺度都有对农田土壤有机碳贮量的研究成果,与国外相比,我国试验田的设置时间短,资料积累较少,更多侧重不同施肥方式下农作物产量和农田合理的施肥培肥模式研究,农田土壤有机碳含量关系我国农业生产和粮食安全,对农田土壤固碳机理的研究仍将是今后关注的焦点。各生态系统碳通量的监测取得了一定成果,近年来涡度相关系统在森林、土壤、草地、农田生态系统中得到了广泛的应用。并从气候、人类活动两个因素分析了其对生态系统碳储量、碳通量的影响。针对目前存在的问题,进一步指出了目前国内不同生态系统中碳循环在现状研究、有机碳变化机制、模型建立及气候变化和人类活动影响下的碳库时空格局方面得到加强。     

Evaluating the impact of sulfamethoxazole on hydrogen production during dark anaerobic sludge fermentation

● SMX promotes hydrogen production from dark anaerobic sludge fermentation. ● SMX significantly enhances the hydrolysis and acidification processes. ● SMX suppresses the methanogenesis process in order to reduce hydrogen consumption. ● SMX enhances the relative abundance of hydrogen-VFAs producers. ● SMX brings possible environmental risks due to the enrichment of ARGs. The impact of antibiotics on the environmental protection and sludge treatment fields has been widely studied. The recovery of hydrogen from waste activated sludge (WAS) has become an issue of great interest. Nevertheless, few studies have focused on the impact of antibiotics present in WAS on hydrogen production during dark anaerobic fermentation. To explore the mechanisms, sulfamethoxazole (SMX) was chosen as a representative antibiotic to evaluate how SMX influenced hydrogen production during dark anaerobic fermentation of WAS. The results demonstrated SMX promoted hydrogen production. With increasing additions of SMX from 0 to 500 mg/kg TSS, the cumulative hydrogen production elevated from 8.07 ± 0.37 to 11.89 ± 0.19 mL/g VSS. A modified Gompertz model further verified that both the maximum potential of hydrogen production (P_m) and the maximum rate of hydrogen production (R_m) were promoted. SMX did not affected sludge solubilization, but promoted hydrolysis and acidification processes to produce more hydrogen. Moreover, the methanogenesis process was inhibited so that hydrogen consumption was reduced. Microbial community analysis further demonstrated that the introduction of SMX improved the abundance of hydrolysis bacteria and hydrogen-volatile fatty acids (VFAs) producers. SMX synergistically influenced hydrolysis, acidification and acetogenesis to facilitate the hydrogen production.     

气候变化背景下小兴安岭天然林的模拟研究

建立的林窗模型ＮＥＷＣＯＰ,被证明适合于模拟小兴安岭天然森林的分布、生长和演替,并可用于跟踪现有森林的生长和演替动态。在ＧＩＳＳ２ｘＣＯ^２和ＧＦＤＬ２ｘＣＯ^２气候变化情景下对现有林分的模拟实验显示：小兴安岭森林对气候变化具有敏感性；尽管森林对不同气候变化情景的响应明显不同,但基本趋势是一致的,即蒙古栎等阔叶树在森林中将占越来越大的比例