生态农业系统综合效益评价研究动态与展望

总结了国内外生态农业发展和生态农业系统生态经济评价体系及评价的方法，阐述了生态农业综合效益评价的特点及国内外研究的最新动态。提出土壤健康在农业持续发展评价中的重要性。最后指出了生态-经济系统整合模型在建立生态农业最优化模式中的应用前景。     

胚胎期和哺乳期全氟辛烷磺酸(PFOS)暴露致大鼠学习记忆能力下降

为了探讨全氟辛烷磺酸(PFOS)的发育神经毒性,寻找PFOS发育神经毒性作用的敏感期,利用水迷宫和组织病理切片技术,研究了胚胎期和哺乳期暴露于PFOS后新生大鼠发育情况、学习记忆能力、抓力以及海马组织病理学改变。结果显示：PFOS导致仔鼠发育迟缓,睁眼期延迟。仔鼠出生后体重与对照组相比出现显著性降低。同一PFOS暴露浓度下,胚胎期暴露组体重低于哺乳期暴露组,抓力差异不显著。水迷宫实验结果显示,TT15(胚胎期和哺乳期均暴露于15 mg·L^-1 PFOS)和TC15(仅胚胎期暴露于15 mg·L^-1 PFOS)暴露组仔鼠逃避潜伏期显著高于对照组,且TC15暴露组仔鼠逃避潜伏期显著性高于CT15(仅哺乳期暴露于15 mg·L^-1 PFOS)暴露组。空间探索实验中,TT15暴露组仔鼠在目标象限的游泳时间显著性低于对照组,其他组无显著性差异。组织病理切片结果显示暴露组海马组织细胞数量减少,出现细胞凋亡现象。结果表明,PFOS造成仔鼠的发育延迟以及学习记忆能力下降的关键作用时期可能是胚胎期。     

多氯联苯对我国土壤微生物的生态毒理效应

作为持久性有机污染物(POPs),多氯联苯(PCBs)一旦进入土壤将长期存留并对土栖生物产生潜在危害。土壤微生物是土壤生态系统重要组成部分,研究外源PCBs对土壤微生物的生态毒理效应,筛选出指示PCBs污染的敏感指标并获取可靠的生态毒理数据十分重要。研究以江西红壤和天津潮土为供试土壤,在室内25℃连续培养28 d的条件下进行了生态毒理实验,选择了微生物量碳、呼吸强度、代谢熵、硝化作用、脱氢酶活性、脲酶活性和微生物群落功能多样性为微生物指标。结果显示:1)在28 d培养时间内,多氯联苯(PCBs)的毒性作用随培养时间的延长而增强,且在红壤中的毒性作用强于在潮土中,表明PCBs对土壤微生物的毒性作用存在时间效应并受土壤性质的影响。2)各微生物指标的敏感性不同,微生物量碳、脲酶活性和微生物功能多样性对PCBs污染反应不够敏感,而土壤呼吸强度、代谢熵、硝化作用和脱氢酶活性对PCBs污染反应敏感。3)14 d时,红壤中PCBs对脱氢酶活性、呼吸强度和代谢熵的EC10值分别为1.20、3.18和1.09 mg·kg-1,而在潮土中分别为6.31、4.73和50 mg·kg-1;28 d时,红壤中PCBs对硝化作用、脱氢酶活性、呼吸强度和代谢熵的EC10值分别为2.32、0.77、0.51和0.71mg·kg-1,而在潮土中分别为5.91、1.65、3.00和50 mg·kg-1。综合考虑经济和实际需要等因素,建议将呼吸强度、硝化作用和脱氢酶活性作为PCBs污染土壤生态毒理评价中的首选敏感指标,并建议培养时间设置为28 d。     

全氟化合物对水生植物的生态效应研究Ⅱ——金鱼藻对水中PFOS的生物富集及生理响应

为探究全氟化合物对水生植物的生态效应,选择金鱼藻(Ceratophyllum demersum L.)为受试生物,设定5、100、1 000、10 000、50 000、100 000μg·L-1以及对照共7个PFOS浓度梯度进行水培,分析包括超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)在内的抗氧化系统酶和细胞色素含量等生理响应特征,并研究金鱼藻对PFOS的生物有效性及富集能力。结果表明:金鱼藻对PFOS的富集量最高可达3 180 mg·kg-1dw,最大富集系数高达40.7倍,可作为PFOS污染水体植物修复的遴选物种。随PFOS浓度升高,SOD活力总体上没有明显变化,但POD活力表现为双重效用,即低浓度促进酶活力积累,而高浓度抑制酶活力积累。CAT活力在低浓度组(0、5、100、1 000μg·L-1),未表现出明显异常,在高浓度组(10 000、50 000、100 000μg·L-1),出现先升高后降低的趋势。色素含量也反应较为敏感,低浓度处理后色素含量升高,高浓度处理则导致色素含量先升高后降低,最高浓度处理下一直处于较低水平,可作为评价PFOS污染水体的生理敏感性指标。     

全氟化合物对水生植物的生态效应研究Ⅰ——典型城市河道全氟化合物的暴露水平及植物富集特征

全氟化合物(perfluorinated compounds,PFCs)近年来得到国内外广泛关注,针对工业源排放区域的环境暴露、来源解析以及动物层面的生态效应有较多研究,但对于普遍存在于非工业源(生活源)的城市河道PFCs暴露及水生植物富集等研究较为缺乏。本研究选择位于北京北部东西贯通的城市河道——清河水体为对象,分析结果表明,清河水体中12种目标PFCs均有检出(总量最高为65.45 ng·L-1),并以全氟丁烷磺酸盐(perfluorobutane sulfonate,PFBS)为主(最高达45.63 ng·L-1);6种水生植物(篦齿眼子菜、黑藻、金鱼藻、芦苇、菖蒲及水葱)的富集物质均以全氟辛烷磺酸盐(perfluorooctane sulfonate,PFOS)和全氟辛酸(perfluorooctanoic acid,PFOA)为主,沉水植物中金鱼藻对于PFOS的蓄积效果优于黑藻及篦齿眼子菜,挺水植物中根部PFCs含量高于茎叶,根部PFOA及PFOS含量高于茎叶,但全氟丁酸(perfluorobutanoic acid,PFBA)含量茎叶则高于根部。整体来看,尽管芦苇、菖蒲和水葱3种挺水植物尚不能作为PFCs的超富集植物,但其根部对PFCs均有显著的吸收效果,具有一定的生态修复潜质;沉水植物中金鱼藻是北方自然河道的优势物种,且对PFOS具有显著的富集效应,因此有必要进一步探索其PFCs生物指示和生态修复功能。     

环境内分泌干扰物低剂量-效应研究进展

环境内分泌干扰物(EDCs)的低剂量-效应已成为生态毒理学界的研究热点.环境内分泌干扰物在接近或低于无可见不良效应浓度水平(NOAEL)时仍可诱发生物效应并存在非单调剂量-效应关系,这对现行的动物繁殖和发育毒理学检测规程以及环境内分泌干扰物风险评价的理论和方法提出了挑战.此外,由于环境中内分泌干扰物呈低剂量长期暴露的特征,研究低剂量-效应对正确进行生态风险评价具有重大的科学意义.在总结国内外相关研究的基础上,对当前环境内分泌干扰物低剂量-效应的研究进展进行了综述.     

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。     

乐果对秀丽隐杆线虫生活史特征的影响

采用一种半流体培养基"挂滴法"对线虫进行培养和生命表实验,研究了低剂量暴露下乐果对秀丽隐杆线虫生活史特征的影响。在半致死浓度1/10 LC50、1/100 LC50、1/1000 LC50暴露剂量下(分别为7、0.7、0.07 mmol·L-1)染毒4 h。结果表明,0.7和7 mmol·L-1暴露组线虫的总繁殖率(TFR)分别为260.60、203.80,明显低于对照组(299.23,P0.05);净增殖率(R0)分别为240.29、147.67,明显低于对照组(298.67,P0.05);内禀增长率(rm)分别为1.342 d-1、1.233 d-1,明显低于对照组(1.387 d-1,P0.05);而0.07 mmol·L-1暴露组线虫的总繁殖率为293.84,净增殖率为286.60,与对照组比差异都没有统计学意义(P0.05)。在上述浓度范围,线虫的总繁殖率(TFR)、净增殖率(R0)和内禀增长率(rm)都随乐果浓度的升高而降低,并存在剂量效应关系。研究同时发现0.07 mmol·L-1暴露组线虫的内禀增长率为1.405 d-1,明显高于对照组(P0.05)。研究结论认为一定剂量的乐果使线虫的繁殖力降低;而低剂量暴露则对内禀增长率具有毒物兴奋效应。本文选择的3个指标TFR、R0、rm对低剂量下乐果暴露的响应敏感。     

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。     

铅暴露U251细胞差异表达基因及相关通路(The Interrelated Pathways in Brain Human U251 Glioma Cells by Lead Exposure)

为探讨铅对体外培养的人神经胶质瘤U251细胞(human U251glioma cells,U251)暴露后基因表达的变化以及相关基因通路,选用乙酸铅暴露U251细胞.细胞在乙酸铅中暴露8h和24h后提取RNA,使用cDNA芯片分析基因表达情况,芯片扫描结果经归一化处理,设定Ratio值<0.5或≥2.0为表达有差异基因.结果表明,铅暴露U251细胞导致2840条基因差异表达,使用KEGG和BioCarta数据库分析代表性基因网络.结果发现,铅暴露U251细胞导致大量基因差异表达,涉及多个代谢及信号通路,与神经组织相关的主要信号通路有Ca2+信号通路、Jak-STAT信号通路、MAPK信号通路、Wnt信号通路等,还涉及配体-受体、细胞因子相互作用等.这些通路相互联结,构成复杂的网络系统,调控细胞的生物学功能.