微生物群落结构和多样性解析技术研究进展

微生物群落结构和多样性是微生物生态学和环境科学研究的热点内容，对于开发微生物资源，阐明微生物群落与其生境的关系，揭示群落结构与功能的联系，从而指导微生物群落功能的定向调控具有重要意义。基本按照年代顺序概述了常用的微生物群落结构及多样性解析技术，同时也体现了解析技术由片面向全面、由低分辨水平向高分辨水平的发展过程。20世纪70年代以前，对环境微生物群落结构及多样性的认识依赖传统的培养分离方法，方法的分辨水平低，认识是不全面的和有选择性的；20世纪70年代和80年代，在微生物化学成分分析的基础上建立了生物标记物方法(醌指纹法、磷脂脂肪酸法等)，对微生物群落结构和多样性的认识进入到较客观的层次上；在80和90年代，以DNA为目标物的现代分子生物学技术(rRNA基因测序技术、基因指纹图谱等)比较精确地揭示了微生物种类和遗传的多样性，并给出了关于群落结构的直观信息。指出了每种解析技术的功能特点和局限性，并展望了解析技术的发展趋势是原位、快速、灵敏、高通量和准确定量。     

磺胺类兽药对土壤微生物数量的影响

采用室内培养的方法,研究磺胺类兽药(磺胺二甲基嘧啶、磺胺甲噁唑)污染对土壤微生物数量(细菌、真菌、放线菌、固氮菌、兼气性固氮菌、硝化细菌、亚硝化细菌、反硝化细菌及氨化细菌)的影响.结果表明,磺胺类兽药对土壤细菌数量有一定的激活作用,其最大激活率在700%以上.兽药对土壤真菌数量的影响主要呈现抑制作用,其最高抑制率为92.9%.兽药对土壤放线菌数量有一定的抑制作用,对土壤固氮菌数量则有一定的激活作用.兽药对土壤兼气性固氮菌数量的影响表现为较低浓度时(10 mg.kg-1)抑制,而较高浓度时(50 mg.kg-1)则激活.兽药对土壤硝化细菌、亚硝化细菌、反硝化细菌及氨化细菌有一定的激活作用,其中对硝化细菌的最大激活率可达1000%以上.     

秋季北方城市植物群落对温湿度的影响

研究了沈阳市城市植物群落的特点,对沈阳市的城市植物群落(样地1-P1、样地2.P2、样地3-P3、样地4-P4)的温度、相对湿度进行了测定,分析了城市绿地对周围小气候的影响.在秋季,气温的日变化呈单峰型,在14:00达到最高,桂对湿度的变化和气温的日变化相反,早晨最高,14:00最低.城市植物群落对周围环境具有一定的降温增湿作用,温度随着与植物群落距离的增大逐渐升高,相对湿度的变化也与温度的变化相反,随着与植物群落距离的增大逐渐降低.在城市植物群落面积相差很大的情况下(P1和P2),面积大的植物群落具有较好的降温增湿作用,尤其在12:00和14:00,P1的降温增湿作用均极显著地强于P2(P<0.01);植物群落面积大致的相等条件下(P3和P4),水体面积越大对小气候的调控能力越强,12:00和14:00,由于水分蒸发加速,水体面积大的水分蒸发量大,因此P4的降温增湿作用均极显著的强于P3(P<0.01).但植物群落与调控小气候之间的定量关系还有待进一步研究.同时,植物群落的这种调控能力又受到城市交通的严重影响.     

小陇山森林生态系统服务功能价值评估

小陇山林区位于秦岭西端,甘肃省东南部,是黄河、长江中上游地区重要的水源涵养林,对维护黄河、长江流域水生态安全具有重要的战略地位.采用市场价值法、替代费用法等对小陇山林区森林生态系统服务功能价值进行定量评估.结果表明,小陇山林区森林生态系统服务功能年均总价值为40.236亿元,其中直接经济价值为2.204亿元,水源涵养、水土保持、大气组分调节、生物多样性保护及病虫害防治、休闲娱乐等生态功能价值为38.032亿元,直接经济价值与生态功能价值的比值为1∶ 17.26.在发展当地经济的过程中,必须从整个生态系统的角度出发,优先认识到该地区森林的生态功能价值,从而科学、合理地保护和利用森林资源.     

药品和个人护理用品(PPCPs)对环境的污染现状与研究进展

在过去的30多年中，有关有毒污染物的研究主要集中在工业化学物质和农药上。近5年多来，国外已经开始关注药品和个人护理用品（PPCPs）对环境的污染，但在我国还没有引起重视。国外的研究表明，合成麝香物质、显影剂、抗生素、雌激素、消炎止痛药、杀菌消毒剂等与人类生活密切相关的药品和个人护理用品在环境中普遍存在，但是其质量浓度通常非常低，多数情况下在ng/L～μg/L水平。粪便施肥和污水排放是PPCPs进入环境的主要途径。在常见的PPCPs中，抗生素和消炎止痛药在环境中检测出的频率最高，在地表水、地下水、饮用水、污泥、土壤等环境介质中，PPCPs在地表水中检测出的频率最高。目前关于PPCPs的研究主要集中在分析方法以及环境污染水平的调查，有关PPCPs在环境中的迁移转化规律，生态与健康风险以及PPCPs污染控制技术等方面的研究有待加强。     

超高效液相色谱串联质谱检测猪粪中残留的四环素类抗生素

本研究建立了超高效液相色谱/四极杆-飞行时间串联质谱(UPLC/Q-ToF Ms/Ms)测定猪粪中残留土霉素、四环素和金霉素的方法.样品分别经Mc Ⅰ lvaine-Na2EDTA缓冲液和超声提取、SPE固相萃取后,采用超高效液相色谱分离,紫外检测外标法定量,四级杆-飞行时间串联质谱仪正离子模式定性.在0.5mg·kg-1DW-10 mg·kg-1Dw(dry weight)范围内,土霉素、四环素、金霉素的标准曲线R2均大于0.99,相对标准偏差小于3%,样品加标平均回收率在70.0%-113.0%之间;采用该方法,土霉素、四环素和金霉素的检测可在5min内完成,它们的检出限分别为0.1 mg·kg-1,0.1 mg·kg-1和0.2 mg·kg-1.北京地区万头养猪场猪粪样品的检测结果表明,这3种四环素均有不同程度的检出,其中土霉素浓度范围10.5mg·kg-1DW-513.4 mg·kg-1DW,四环素浓度范围12.53-77.10 mg·kg-1Dw,金霉素浓度范围0.0-19.22 mg·kg-1Dw.     

红壤丘陵区晚稻生长期间CO2的排放与固定规律

采用静态箱法对红壤丘陵区稻田生态系统CO2排放与固定进行定位观测.结果表明,晚稻生长期间稻田生态系统CO2通量的日变化随天气条件(晴天、雨天、阴天)的变化而变化,CO2日净固定量在晚稻生长期间波动性很大,最高达10.35 g·m-2·d-1,在晚稻成熟期表现为CO2负固定,为-0.92 g·m-2·d-1;整个晚稻生育期,稻田生态系统CO2累积排放量和土壤呼吸CO2排放量分别为20.4和6.3 t·hm-2,稻田生态系统CO2累积排放量与水稻生物量之间存在极显著幂函数关系.在整个晚稻生育期,稻田生态系统从大气中吸收碳量为3.85 ～4.00 t·hm-2.     

天津污灌区土壤中多环芳烃的提取、净化和测定

研究了天津污灌区严重污染土壤中 1 6种多环芳烃的提取和测定方法 .考察了加速溶剂提取的提取条件、样品净化方法和GC MS测定条件 .结果表明 ,在 1 4 0℃用1∶1二氯甲烷和丙酮提取 5min ,硅胶柱净化后用GC MS测定可以得到很好的效果 .方法回收率在 5 7%— 1 4 0 %之间 ,检测限为 3 5× 1 0 - 4— 1 1× 1 0 - 3 mg·l- 1,且重现性较好 .天津代表性污灌水稻土中 1 6种PAHs的实测浓度为 0 0 7— 1 2 7mg·kg- 1.     

潮汐流-潜流人工湿地对城市污染水体中氮的去除

为了探索人工湿地对城市污染水体的除氮效果,构建潮汐流(TF)与潜流(SF)人工湿地模拟组合(TF-SF),探讨水生植物和微生物群落对氮的去除效果的影响.结果 表明,TF-SF对氨氮和总氮都有较好的处理效果,去除率分别为55.59％-78.59％和57.52％-81.29％.黄菖蒲地上部分氮积累量分别为195.05、111.18 mg·株-1,地下部分氮积累量分别为36.44、32.01 mg·株-1,黄菖蒲对污染水体中的氮去除发挥着重要作用.高通量测序分析表明,TF中黄菖蒲根部表现出较高的微生物丰富度、多样性,不动杆菌属、硝化螺菌属和亚硝化单胞菌属是人工湿地中主要的脱氮菌属,是氮去除的主要驱动者.     

Regional distribution of cadmium minerals and risk assessment for potential cadmium pollution of soil in China

系统地分析和评价了中国镉矿的区域分布及长期采选冶活动所带来的土壤镉污染风险.研究结果表明,截至2005年底,中国累计探明镉资源储量约为719.47kt,保有镉资源储量约为587.37 kt,且多与铅矿、锌矿等以共、伴生形式存在.中国镉矿主要分布在中部、西南部及华东地区,这些地区的镉资源探明储量占中国累计探明总储量的88.0％,保有储量占中国总保有储量的87.1％.据统计,中国镉采出量约为136.10 kt,主要集中在西南地区,其镉采出量占中国总采出量的59.4％.镉污染事件主要发生在镉矿相对丰富及采选冶活动较密集的云南、广东、湖南、贵州等地区,大部分矿冶区及周边土壤呈现重度镉污染,农作物中含镉量超出《食品中污染物限量》(GB2762-2005)中限值.