青藏高原高寒湿地春夏两季根际与非根际土壤反硝化速率及nirS型反硝化细菌群落特征分析

反硝化是生态系统氮循环的关键过程.目前对于生态系统氮排放及反硝化细菌群落的研究大多基于人为影响显著的环境,对于人为干扰较低的自然生态系统的研究较少.本研究选取青藏高原黄河源区不同海拔（唐克、久治、玛多和达日）不同季节（春季和夏季）的高寒湿地植物根际与非根际土壤作为研究对象,采用¹⁵N同位素标记法测定反硝化速率,高通量测序技术测定nirS反硝化细菌群落组成及相对丰度,并探究环境因子（气温、海拔）和土壤理化性质（pH、土壤有机碳、铵态氮、硝态氮和亚硝态氮）对nirS型反硝化细菌群落的影响.结果表明,高寒湿地土壤反硝化速率范围为0.80~14.98 nmol·（g·h）^-1,对总N₂释放的贡献率为11.23%~71.16%.唐克、久治和达日的土壤样品,均呈现出根际土壤反硝化速率高于非根际的趋势（P<0.05）.Proteobacteria是青藏高原高寒湿地植物根际和非根际土壤中主要的反硝化细菌门;在属水平上,各土壤样本中相对丰度最高的是一种未分类的变形杆菌（unclassified Proteobacteria,2.86%~29.41%）,这表明主导青藏高原高寒湿地反硝化作用的可能有一些独特的未被鉴定的反硝化菌属,相对丰度其次为假单胞菌属（Pseudomonas,2.45%~26.52%）和贪铜菌属（Cupriavidus,0%~34.14%）.基于距离的冗余分析结果表明,高寒湿地的反硝化细菌群落结构主要受到海拔、pH、NO₂^-含量影响（P<0.05）;相关分析表明反硝化速率和Shannon指数与pH呈显著负相关（P<0.05）,且主要反硝化菌群相对丰度受到温度和pH的影响.本研究结果可为进一步了解青藏高原高寒湿地这一特殊生境中的氮循环提供参考依据.     

改进的有限单元法在河流水质数值模拟中的应用

利用有限单元法进行二维水质模拟不用考虑河流速度和流量分布等资料,可以直接根据河床地形特点求出水质分布.但传统方法需要利用作图法求出累积流量曲线,是整个模拟过程中最耗人力物力的过程.为解决这一问题,探讨了拉格朗日插值法在复杂河段二维水质模型数值计算中的应用,运用该方法对三峡长寿段的排污口对干流影响进行了数值计算,并将计算结果与作图法的结果进行了比较,比较结果验证了该方法具有省时、高效的优点,具有更加广阔的应用前景.     

江西省中小型湖泊富营养化控制指标的建议值

利用在2010年3月~2011年2月江西省25个中小型湖泊水质监测指标的分析数据,采用综合营养状态指数（TLI）法对调查湖泊进行各季节和全年的营养状态评价,并分别计算在各季节和全年内调查湖泊中发生富营养化的概率。在全年营养状态评价的基础上,运用Bootstrap方法,寻找在不同营养状态下的置信区间,并推断富营养化控制指标的建议值。结果表明,在被调查的湖泊中,春、夏季发生富营养化的概率是接近的,秋季是最高的,冬季是最低的。在春、夏和冬季时,调查湖泊的营养状态以中营养为主;在秋季时,中营养状态湖泊所占比例下降,富营养状态湖泊所占比例上升。在全年中,富营养和中营养状态湖泊所占比例分别为32%和68%。江西省中小型湖泊富营养化控制指标透明度（SD）、总磷（TP）、叶绿素a（Chl a）和高锰酸盐指数（CODMn）等的建议值,分别为044 m、005 mg/L、1000 mg/m3和2 70 mg/L。为湖泊富营养化的分区控制与治理提供基础资料和理论依据     

美国溶解氧基准标准及其对我国的启示

近年来我国水质量整体改善,但全国采用统一的溶解氧标准易导致不同地区水体欠保护或过保护.美国拥有相对完善的溶解氧标准体系,在综述了美国溶解氧基准标准制定体系的基础上,初步分析了我国溶解氧标准现存的不足及美国溶解氧标准制定对我国的启示.美国国家环境保护局通过分析不同溶解氧暴露情况对水生生物的影响,针对淡水和海水2种栖息地环境,对冷水和温水物种及其不同生活史阶段分别制定溶解氧基准值.美国各州参照溶解氧基准,考虑社会经济、反降级政策等因素,在不同时间和地点分别制定了保护指定水体功能的溶解氧标准值.我国现行的溶解氧标准值,主要参考国外发达国家标准制定,缺少对我国溶解氧背景浓度和水生生物溶解氧敏感性的基础研究.为制定符合我国国情的溶解氧基准标准,需在综合考虑我国气候、地理条件等自然因素对溶解氧影响基础上,开展水生生物对溶解氧敏感性、栖息地环境对物种及溶解氧浓度影响的相关研究工作,并综合考虑反降级政策,防止水质进一步恶化.      

纳滤预处理测定景观水体中溶解性有机氮质量浓度及其分布特征

为了提高景观水体中DON测定的精确性,研究了纳滤(NF90、NF270)预处理前后水样中DON测定的变化,探讨了NF90、NF270对DIN的去除效果.结果表明,NF90和NF270预处理对NH4+-N、NO3--N和NO2--N的平均去除率分别为30.7%、55.9%、50.0%、73.1%、42.9%、72.0%,NF270对DIN的去除效果更好.常规方法测定DON的质量浓度范围为0.09～0.46 mg·L-1,采样点2处出现负值(-0.08 mg·L-1),DIN/TDN比率范围为85.3%～105%;NF90预处理测定DON的质量浓度范围为0.03～0.58 mg·L-1,DIN/TDN比率范围为76.1%～90.6%;NF270预处理测定DON的质量浓度范围为0.10～0.59 mg·L-1,DIN/TDN比率范围为47.5%～84.5%.这说明NF预处理能够有效去除水样中DIN,减少DON测定的标准偏差,增加了测定的精度.奥林匹克森林公园水体中DON分布的研究表明,水体DON呈现显著的季节性差异,并且南北园区也存在明显差异.北园11月、3月、5月DON较低,小于0.2 mg·L-1,7月质量浓度较高,南园5月DON较低,11月和3月较高,在0.40～0.65 mg·L-1之间.     

山口湖沉积物中溶解性有机氮的分布特征

以东北典型山地湖泊山口湖为研究对象,研究了沉积物中溶解性有机氮(DON)和氨基酸的浓度及分布特征。结果表明,山口湖沉积物DON浓度为124.41~560.17 mg/kg,平均值为304.78 mg/kg,占沉积物溶解性总氮(TDN)的45.25%,占沉积物总氮(TN)的5.27%;氨基酸浓度为9.21~18.53 mg/kg,平均值为12.19 mg/kg,占DON、TDN、TN的比例分别为4.35%、1.91%和0.22%。沉积物DON分子量分级结果表明,DON和SUV254分子量分布主要是小分子量(<1 ku)为主;而大分子量(>30 ku)的DOC占主要部分。下游2号采样点沉积物在分子量<1 ku时DOC/DON处于中等水平,这部分有机质既有内源释放也有外源输入,而分子量>30 ku的DOC/DON较高,说明这部分有机质主要来自外源;上游8号、13号采样点,分子量<1 ku和>30 ku的DOC/DON很小,说明其有机质主要来自内源。     

湖泊微生物群落构建机制及研究展望

湖泊微生物生态过程研究是深入了解湖泊生态系统结构与功能的关键。论述了湖泊微生物多样性时空分布规律及群落构建机制研究进展,总结了微生物群落构建机制的分析方法,介绍了微生物生态网络构建原理及应用。群落构建机制分析方法分为统计分析法、模型推断法和生态网络分析法。统计分析法包括群落结构差异分析、群落结构-环境因子关联分析和方差分解分析等,此类方法能够初步识别驱动群落组成与结构时空差异的影响因子,判别空间因素与已知环境变量对群落构建过程的相对贡献;模型推断法包括中性群落模型方法和零模型方法等,能够进一步实现对群落构建生态过程的区分,量化和比较随机性因素及确定性因素的相对重要性;生态网络分析法可用于揭示物种共现模式,探究作为确定性因素的生物相互作用,也可用于物种-环境响应关系的研究,探究环境选择过程对群落结构的影响。     

电渗法对太湖环保疏浚底泥脱水干化研究

利用粘土颗粒带有负电荷,而其中水分子显示正极性的特性,采用电渗的方法在环保疏浚底泥中通入电流,使得带有极性的水分子向阴极流动,从而达到对底泥脱水的效果.利用电渗法对太湖环保疏浚底泥进行脱水研究,分析其含水率随时间的变化、出水量与能耗的相关关系,以及其影响因素和优化方案.试验表明,经过240 h的电渗法脱水之后,底泥的含水率从开始的38.72%降至32.85%,可在较短时间内脱去底泥中的水分;电渗效果受底泥含水率、电压梯度、电极的耐腐蚀性、电极布置方式的影响;改善电极材料有利于提高电渗效率和降低能耗.在对不同电极布置方式的比较中发现,排形电极比环形电极更有利于排出底泥中的水分.通过对电渗试验的经济分析得出,电渗法进行环保疏浚底泥脱水的工程费用约为4.29元/m3原状土.      

铜绿微囊藻生长条件优化模拟研究

采用Plackett Burman实验设计与响应曲面法(RSM)相结合,研究了环境因子对铜绿微囊藻生长的影响。首先采用Plackett-Burman设计对影响藻细胞生长的环境因子进行筛选,结果表明:温度、NaNO3、K2HPO4、Ferric.Citrate对铜绿微囊藻的生长有重要影响,各因子影响值大小为E温度EK2HPO4ENaNO3EFerric.Citrate。在此基础上,用Box-Behnken设计对铜绿微囊藻的生长条件进一步优化,通过对藻细胞最大现存量与各考察因子之间的输入响应关系进行分析,结果表明:铜绿微囊藻的最佳生长条件是:温度为29℃,NaNO3为1.059 mmol/L,K2HPO4为0.057 mmol/L,Ferric.Citrate为0.024mmol/L,此时藻细胞的最大现存量为10.8293×105cells/mL。     

耕作措施对三峡库区土壤侵蚀和养分流失的影响

为研究三峡库区土地耕作措施对土壤侵蚀和营养物质流失的影响,在三峡库区张家冲小流域设置10个不同土地利用方式的试验小区,在自然降雨条件下,进行为期1 a的小区试验,研究不同土地利用方式下土壤侵蚀和径流中氮、磷流失特征.结果表明:在10个试验小区中,土坎梯种柑小区年均径流量和土壤侵蚀量最大,土坎篱种柑小区年均径流量最小,坡地种粮小区土壤侵蚀量最小;坡篱种粮小区总氮和总磷年流失量最大,坡地种柑小区年流失量最小;土壤侵蚀和营养物质流失主要发生在6-8月降雨集中的暴雨季节.在类似于研究区域的其他农业区域,适合于坡地种柑,而坡篱种粮和土坎梯种柑是不适合推广的种植方式.