农业生态系统的氮素循环研究进展

在自然和人为作用的双重驱动下,地球表面氮素的生物地球化学过程及其环境效应成为当前全球变化中区域研究的重要内容。探讨了氮素循环各个过程及其数量特征,对氮素循环模型进行了介绍,并对当前生态系统中氮素循环的研究热点进行了简要的论述。     

镉胁迫对莴苣幼苗生长及抗氧化酶系统的影响

以笋王一号(Lactucasativa L. sativa var.Angustata Irish.cv Sunwang NO.1)为材料,通过营养液水培试验,研究了不同浓度的Cd胁迫对莴苣幼苗生长和抗氧化酶的影响.试验结果表明:10～100 μmol·L-1Cd2+对幼苗株高、根长、叶面积和叶数的增加具有明显的抑制作用,且随着浓度的增加抑制程度加重,但低浓度的Cd2+(1 μmol·L-1)却产生了一定的促进作用;幼苗根、叶中MDA含量和G-POD、叶中SOD活性随着Cd处理浓度的增加明显增加,但根中的SOD在100 μmol·L-1Cd胁迫下明显低于对照,同时,1 μmol·L-1Cd对根和叶片中的APX和CAT活性有一定的激活效应,以后随着Cd处理浓度的提高表现为抑制效应,且随着Cd浓度的增加抑制效应逐渐增强.     

扎龙河滨湿地水体营养化污染特征及水环境恢复对策

对扎龙湿地水体富营养化污染状况进行调查，指出沼泽湿地、湖泊湿地TN、TP、BOD，等多项水质指标都已严重超标；阐明了营养物年季变化特征；总结了扎龙湿地水体富营养化发展趋势；提出了保障湿地供水、生态工程恢复及控制流域地表水污染的多项管理策略。     

马拉硫磷及其水解产物对圆瘤浮萍的生长抑制及氧化损伤作用

为了探讨马拉硫磷和主要水解产物对圆瘤浮萍的生长抑制作用及可能的氧化损伤机制,采用静态培养法,研究不同浓度的马拉硫磷及其水解产物二甲基二硫代磷酸酯(DMDTP)、二甲基硫代磷酸酯(DMTP)、二甲基磷酸酯(DMP)对圆瘤浮萍生长、叶绿素含量、叶绿体活性、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性及丙二醛(MDA)含量的影响。结果表明,暴露7 d后,浓度为100 mg a.i.·L-1处理下的浮萍叶状体生长量与空白对照组无显著性差异;DMDTP、DMTP和DMP对圆瘤浮萍叶状体生长量的半数抑制浓度(7 d-IC50)分别为52.9、45.5和98.0 mg a.i.·L-1。随着试验液中DMDTP、DMTP和DMP浓度的升高,圆瘤浮萍叶绿素含量均明显降低,叶绿体活性则分别表现为诱导-抑制、抑制和抑制效应。在DMDTP、DMTP和DMP胁迫下,脂质过氧化产物丙二醛(MDA)含量明显增加;圆瘤浮萍体内的抗氧化酶系统均受到影响。总体表现为随着DMDTP浓度的增加,SOD活性先降低后升高;DMTP和DMP胁迫下,SOD活性呈现先降后升再降的趋势;POD和CAT活性则随3种水解产物浓度的增加呈现先升后降趋势;这表明抗氧化酶系统对外部胁迫的应答很复杂。马拉硫磷对圆瘤浮萍的毒性较小,其水解产物DMDTP、DMTP和DMP均对圆瘤浮萍的生长产生一定的毒性作用。在实际生产中,应多加关注马拉硫磷水解产物对环境生物的风险评估。     

内蒙古典型草原土壤不同剖面深度CO_2通量格局及其驱动因子

土壤CO2的释放能够显著增加大气牛CO2的浓度,增强温室效应,从而对全球气候和环境变化产生重要影响.但是,不同的土壤层对CO2通量的贡献量有很大的差异.文章通过挖坑法结合红外气体分析法研究了内蒙古草原典犁针茅(Stipa krylovii)群落和羊草(Leymus chinensis)群落不同剖面深度土壤CO2通量格局以及影响CO2通量的驱动因素.结果表明,表层土壤移走后,土壤CO2通量的变化可分为瞬时、短期、长期三种格局.新剖面上最初的0～21 min内释放的CO2通量最均大于初始土壤表层CO2通量,而且两者比值随土壤深度增加而增大,也随土壤CO2生产能力增强而增大.2～4 d后,新剖面CO2通量持续下降至低于初始土壤表层CO2通量的水平.形成短期稳定状态.更长时间后,新剖面则逐渐表现出与初始土壤剖面表层相近的CO2通量特征.我们认为,(1)在新剖面形成时的CO2通量瞬时和短期格局主要受土壤中存留的原始CO2的浓度及其扩散过程控制,(2)长期格局则由资源水平和环境条件共同决定的土壤CO2生产能力主导.文章进一步揭示了建立包含垂直分层的SOC分解和CO2扩散过程的生态系统模型的必要性.     

Coupling a land use model and an ecosystem model for a crop-pasture zone

This paper describes the development of a land use model coupling ecosystem processes. For a given land use pattern in a region, a built-in regional ecosystem model (TESim) simulates leaf physiology of plants, carbon and nitrogen dynamics, and hydrological processes including runoff generation and run-on re-absorption, as well as runoff-induced soil erosion and carbon and nitrogen loss from ecosystems. The simulation results for a certain period from 1976 to 1999 were then used to support land use decisions and to assess the impacts of land use changes on environment. In the coupling model, the land use type for a land unit was determined by optimization of a weighted suitability derived from expert knowledge about the ecosystem state and site conditions. The model was applied to the temperate crop-pasture band in northern China (CCPB) to analyze the interactions between land use and major ecosystem processes and functions and to indicate the added value of the feedbacks by comparing simulations with and without the coupling and feedbacks between land use module and ecosystem processes. The results indicated that the current land use in CCPB is neither economical nor ecologically judicious. The scenario with feedbacks increased NPP by 46.78 g C m⁻² a⁻¹, or 32.23% of the scenario without feedbacks, also decreased soil erosion by 0.65 kg m⁻² a⁻¹, or 23.13%. Without altering the regional land use structure (proportions of each land use type). The system developed in this study potentially benefits both land managers and researchers.     

生物与化学表面活性剂对多氯联苯的协同增溶作用

采用室内序批试验比较研究了单一的生物/非离子化学表面活性剂(SAA)与生物-非离子混合表面活性剂对商业用多氯联苯(PCBs)Aroclor1242的增溶作用.结果表明,生物表面活性剂鼠李糖脂(RL)对Aroclor1242的增溶作用要高于三种非离子SAA,三种非离子SAA对Aroclor1242的增溶作用顺序为POE(6)＞POE(10)＞Brij35,与其亲水亲油平衡值(HLB)呈负相关;鼠李糖脂与非离子SAA对Aroclor1242的增溶存在协同效应,混合表面活性剂溶液中Aroclor1242的摩尔增溶比(MSR)、胶束相/水相间的分配系数(Kmc)均大于对应的单一表面活性剂,其协同增溶作用顺序为RL-Brij35＞RL-POE(10)＞RL-POE(6),协同增溶作用的大小与其中的非离子表面活性剂的HLB值呈正相关.     

土壤钙的生物有效性及与其它元素的相互作用

根据国内有关土壤钙素的研究文献、总结了土壤钙的生物有效性.土壤钙与其它元素的相互作用,以及钙在土壤中的固定、移动的研究进展,提出了钙肥的施用原则.其施用原则应该是平衡且适量。     

基于PBPK模型评价三氯乙烯的职业暴露健康风险

三氯乙烯(TCE)作为脱脂和清洗剂被广泛应用于五金、电镀和电子等行业。TCE的职业暴露会产生一系列健康风险,包括过敏症和致癌等。2012年TCE被美国环保局(US EPA)和国际癌症研究机构列为1类致癌物。采用吸附管采样-热脱附/气相色谱-质谱法分析了大连市某企业车间生产工况下空气中TCE浓度。基于生理学的药代动力学(PBPK)模型预测了呼吸暴露途径下TCE在职业工人体内组织中的动态分布、代谢产物生成情况和致癌风险。TCE在不同组织中预测的最大浓度呈现出脂肪肠充分灌注室支气管非充分灌注室肝脏静脉血动脉血的趋势。预测的与致癌有关的代谢产物最大浓度表现为三氯乙酸二氯乙酸三氯乙醛S-二氯乙烯基-L-半胱氨酸。在监测的TCE水平(39.2±24.4)μg·m-3下,暴露8 h·d-1,连续暴露20年,基于外暴露评价的职业工人致癌风险均值为1.31×10-5,该暴露水平下,基于PBPK模型预测的TCE内暴露与外暴露计算的致癌风险水平相近,但基于具有致癌性主要代谢产物的内暴露致癌风险值是外暴露风险值的1.17～1.73倍。TCE的暴露水平越高,基于内暴露方法和外暴露方法的致癌风险评价结果差异越大。敏感性分析表明,心输出血流量和充分灌注室血流量对PBPK模型输出结果具有重要影响。不确定性分析表明,模型参数变化会显著地影响PBPK模型输出结果,但变异在可接受水平。本研究结果说明,评价TCE暴露对人的致癌风险需要考虑其在体内的分布和代谢过程。     

Formation of disinfection byproducts from accumulated soluble products of oleaginous microalga after chlorination

When microalgae are simultaneously applied for wastewater treatment and lipid production, soluble algal products (SAP) should be paid much attention, as they are important precursors for formation of disinfection byproducts (DBPs), which have potential risks for human health. Chlorella sp. HQ is an oleaginous microalga that can generate SAP during growth, especially in the exponential phase. This study investigated the contribution of SAP from Chlorella sp. HQ to DBP formation after chlorination. The predominant DBP precursors from SAP were identified with the 3D excitation-emission matrix fluorescence. After chlorination, a significant reduction was observed in the fluorescence intensity of five specific fluorescence regions, particularly aromatic proteins and soluble microbial by-product-like regions, accompanied with slight shifting of the peak. The produced DBPs were demonstrated to include trihalomethanes and haloacetic acids. As the algal cultivation time was extended in wastewater, the accumulated SAP strengthened the formation of DBPs. The trend for DBP formation was as follows: chloroform>dichloroacetic acid>trichloroacetic acid.

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