环境因子对土壤微生物呼吸及其温度敏感性变化特征的影响

在田间条件下研究土壤微生物呼吸及其温度敏感性(Q10)的变化特征及其影响因素对准确理解地区的气候变暖潜力具有重要意义.本研究依托长武农田生态试验站的裸地处理,利用土壤碳通量系统(Li～8100)连续6 a (2008～2013年)监测裸地处理下的呼吸速率、土壤温度和水分,探究土壤微生物呼吸及其温度敏感性的变化特征及其影响因素.在日变化尺度上,土壤微生物呼吸速率的变化特征呈单峰曲线,且这种变化趋势主要与土壤温度有关(P 0. 05),然而日平均土壤微生物呼吸速率和Q10在不同土壤水分含量条件下不同.均呈现出:适度的土壤水分条件较高的土壤水分条件较低土壤水分条件的趋势[土壤微生物呼吸速率:1. 20μmol·(m~2·s)~(-1)、0. 95μmol·(m~2·s)~(-1)、0. 79μmol·(m~2·s)~(-1); Q10:2. 12、1. 93、1. 59].在季节尺度上,土壤微生物呼吸速率和Q10均呈现出雨季大于非雨季的趋势[土壤微生物呼吸速率:1. 11μmol·(m~2·s)~(-1)、0. 90μmol·(m~2·s)~(-1); Q10:1. 96、1. 59],且这种变化趋势与土壤温度和水分的变化有关(P 0. 05),然而土壤温度和土壤水分的双变量模型比土壤温度或者土壤水分的单变量模型能解释更多的土壤微生物呼吸季节变异性(R~2:0. 45～0. 82、0. 32～0. 67、0. 35～0. 86;模拟值和实测值的拟合系数:0. 76、0. 64、0. 58).在年际尺度上,年累积土壤微生物呼吸变化于226 g·(m~2·a)~(-1)和298 g·(m~2·a)~(-1)之间,Q10变化于1. 48～1. 94之间,而年累积土壤微生物呼吸和Q10的年际变异性主要与年平均土壤水分含量有关(P 0. 05),且年平均土壤水分别可以解释39%和54%的年累积土壤微生物呼吸和Q10年际变异性.在裸地处理上,土壤有机碳由试验初的6. 5 g·kg~(-1)下降到目前的5. 5 g·kg~(-1),但是年累积土壤微生物呼吸却高达255 g·(m~2·a)~(-1),即裸地处理的呼吸流失量比土壤有机碳的流失量高20倍以上.     

生态系统呼吸温度敏感性的分布及影响因素

生态系统呼吸的温度敏感性(Q10)是表征气候变暖-陆地碳循环反馈作用的一个关键参数,然而其全球分布格局及其对关键环境因子变化的响应仍存在很大的不确定性.该研究基于全球199个站点的碳通量和气象数据,形成了一套全球生态系统呼吸温度敏感性的数据集.分析结果表明:全球生态系统呼吸Q10的平均值为(2.69±1.26),不同生态系统间存在显著差异,其中湿地的Q10值最高(3.37±1.62),灌丛最低(2.49±1.60).除多树热带草原外,各生态系统的Q10值均随纬度的增加而增大,随年均气温、年降水量及饱和水气压差的增大而减小,这种差异与环境因子对Q10产生影响的阈值范围有关.研究结果突出了生态系统呼吸Q10的空间变异及对环境因子的响应在生态系统碳循环研究中的重要性,并建议在陆地碳收支研究中除了考虑Q10的总体变化还应兼顾不同生态系统类型间的差异.     

混合呼吸仪评估pH 值和重金属对污泥活性的抑制

以自制混合呼吸测量仪进行活性污泥好氧呼吸测量,评估了pH 值和Cu²⁺、Zn²⁺、Cr⁶⁺对活性污泥的急性抑制作用.结果表明,pH 值从7.73 降至3.73 时,污泥活性受到轻微抑制,说明活性污泥对酸性环境有较强的耐受性.Cu²⁺、Zn²⁺和Cr⁶⁺对活性污泥有不同的抑制特性;多次测量得到的抑制率-浓度关系拟合结果较一致,相关性指标R2 多在0.98 以上. Cu²⁺、Cr⁶⁺和Zn²⁺的半抑制浓度(IC50)分别为3.24,54.40,957.70 mg/L.变动系数(CV)分别为5.56%,9.71%,44.78% [Zn²⁺的20%抑制浓度(IC₂₀)的CV 为18.59%].     

艾比湖流域不同植物群落土壤呼吸研究

利用开路式土壤碳通量测量系统LI-8100测定艾比湖流域4种植物群落土壤呼吸速率日变化,分析土壤温度、湿度和气温以及空气相对湿度对土壤呼吸速率的影响.结果表明:胡杨、梭梭、芦苇和盐节木4种植物群落的土壤呼吸速率日变化基本呈单峰曲线.胡杨、梭梭和盐节木群落的土壤呼吸速率与地上10 和150 cm处气温均表现为极显著相关.除芦苇群落外,各植物群落土壤呼吸速率与不同深度土壤温度呈极显著负相关.除沙地梭梭群落外,胡杨、盐渍地梭梭、芦苇和盐节木群落的土壤呼吸速率与地上10和150 cm处的空气相对湿度均呈极显著负相关.不同植物群落土壤呼吸速率与土壤湿度呈极显著负相关.多元逐步回归拟合的回归模型均达极显著水平,由土壤温度和湿度共同拟合出的回归模型能够解释土壤呼吸速率变化87%以上的原因.不同植物群落土壤呼吸差异原因的分析显示,细菌、真菌、放线菌以及根系干质量不是造成植物群落土壤呼吸差异的主要原因.      

农田土壤呼吸对大气CO2浓度升高的响应

大气CO2浓度急剧升高引起的全球气候变暖是人们关注的环境问题之一.随着气候变化对全球生态环境的影响日益增大,全球碳循环研究已经成为各国科学家研究的热点之一.模拟大气CO2浓度升高试验技术先后经历了人工气候室、开顶式气室、FACE技术(Free Air carbon dioxjde eariclament)阶段,FACE技术因其无限接近自然条件而成为研究大气CO2浓度增加对整个生态系统影响的最理想试验平台.土壤呼吸是陆地生态系统碳循环的重要环节,农田生态系统是陆地生态系统的重要组成.研究农田生态系统的土壤呼吸对大气CO2浓度增加的响应是预测和评价农田系统乃至整个陆地生态系统土壤碳周转和碳收支的重要前提与基础.文章根据现有研究成果.阐述了模拟大气CO2浓度升高的试验技术,比较了农田土壤呼吸的测定方法,总结了以FACE研究成果为主的高CO2浓度条件下农田土壤呼吸、不同地下来源贡献及环境因子影响,提出了进一步研究的方向,以期为全球气候变化背景下的农田土壤呼吸和碳固定及全球碳循环研究提供帮助.     

珍爱生命和健康 正确配备使用呼吸护具

生命对于我们只有一次,珍爱生命和健康是我们生活中永恒的主题。对于涉及到化学物质,有害粉尘的事故和隐患,生产生活的第一必备品莫过于呼吸护具了,它是保证生命的前提。 谈到呼吸护具,你也许马上会想到工厂,想到化工行业的操作工人头戴防毒面具进行设备检修,阀门开启,现场操作,以及海湾战争中,战士们佩戴防毒面具冲锋陷阵那一幕幕。是的,自从第一次世界大战以后的80多年来,化学武器的研究和发展促进了防化器材的研究和发展。随     

从取缔纱布口罩看我国呼吸防护工作所面临的课题

中国是尘肺病大国。截止1998年底,仅尘肺病累积发病一项,官方的统计就达558,608例。2000年当年就有9,100新病人。专家估计每年有约5,000人死于尘肺病,这相当于每3个月就有4起洛阳大火!所有这些还没有考虑到那些在私营企业、乡镇企业患尘肺病的人群。尘肺病是一种慢性疾病,我国尘肺病人虽然非常多,但由于他们分布在全国各地的偏远地区,很少集中在发达城市,所以许多人在死亡之前已经忍受了长时间的折磨,但是他们的命运却很少受到公众的关注,许多病人甚至到死都不知道病因。客观地讲,长时间以来我国政府和企业为解决这个问题已经采取了许多措施,这包括立法、监察、工程控制、健康监护、     

睡眠打鼾的司机为何交通事故多？

睡眠打鼾的司机与交通事故的发生率有着十分密切的关系,这一问题已引起了有关部门的高度重视。监测发现,经常打鼾的人中有25％患有睡眠呼吸暂停综合症,即在有效的1个小时睡眠过程中至少出现30次以上的呼吸暂停,每次10秒钟以上。患者由于正常睡眠节律受到严重干扰,因而尽管在外人看来他们鼾声如雷,似乎睡得很香,其实他们睡眠质量很差,精力和体力都得不到很好的休息和恢复。倘若这些人从事驾驶工作,其精力难以高度集中,反应也会相对迟钝,这样也就存在极大的交通隐患。     

煤矿粉尘监测与矿尘成分分析

目的: 监测煤矿井下粉尘浓度,评价煤矿粉尘危害水平;分析煤尘的组成成份,为探讨粉尘性职业损害机制提供依据.方法: 运用粉尘采样器采集煤尘,计算作业场所瞬时总粉尘浓度(PC-STEL)和时间加权平均呼吸性粉尘浓度(PC-TWA).运用焦磷酸质量法测定煤矿粉尘中游离二氧化硅含量.原子吸收光谱法,测定粉尘中主要金属与类金属元素含量.结果: (1)甲、乙两矿PC-STEL分别为13.61±17.65 mg/m3、39.35±148.10 mg/m3,超过国家标准,样本超标率分别为52.9%、55.8%;PC-TWA分别为3.20±8.42 mg/m3、2.15±2.07 mg/m3,超标率分别17.5%和30.2%.(2) 游离二氧化硅含量为9.60 mg/m3,甲矿显著高于乙矿#(P<0.05),岩巷作业显著高于其它各组(P<0.05).(3)粉尘中Ni、Pb、Mn、As、Cd、Fe、Ca、Mg、Zn、Cu等金属与类金属元素的含量分别为16.2±6.5μg/g、50.6±36.1μg/g、103.4±54.7μg/g、37.5±44.4μg/g、235.9±292.4ng/ml、6224.6±4295.5μg/g、12715.8±26930.8μg/g、919.7±915.4μg/g、656.7±774.5μg/g和28.2±12.8μg/g;不同煤矿粉尘中金属与类金属元素的含量显著不同,同一煤矿不同采样点(工种)间亦有显著差异.结论: 煤矿作业场所粉尘污染仍比较严重,应进一步完善防、降尘体系;10种金属与类金属元素的含量占总粉尘的2.1%.     

集成行为远程监控的正压呼吸机设计

目前市面上的PAPR (电动空气净化呼吸器),作为劳动防护产品很受欢迎。随着国内外电子智能化程度的增加以及微电子芯片技术的发展,各种mems (微机电系统)传感器尺寸较小,更容易被医疗个人防护类设备所集成。本文认为,从研究设计角度来看,对传统的便携式呼吸机通过增加集成三轴加速度传感器,实现对呼吸机佩戴者的行为检测,对摔倒、长期静止、撞击等进行实时监视和预警,同时统计佩戴者的呼吸频率、计步等,通过BLE (低功耗蓝牙)将信息实时传输给手机、平板等智能终端,实现具备智能化功能的PAPR,对保障作业者的身心健康以及生产安全具有研究意义。