生物炭与氮肥复施对镉污染水稻土修复效应及机制

重金属镉(Cd)污染已严重影响土壤健康,威胁农产品生产安全利用.因此采用盆栽试验,以Cd污染水稻土为供试土壤,研究生物炭(BC)、不同氮肥施用水平2.6 g·pot^-1(N1)、 3.5 g·pot^-1(N2)、 4.4 g·pot^-1(N3)和生物炭配施氮肥(BCN1、 BCN2、 BCN3)对土壤Cd形态、水稻体内Cd富集和转运以及土壤酶活性的影响,并通过高通量测序分析土壤微生物菌群变化和微生物间复杂的相互作用关系.结果表明,生物炭配施氮肥处理下土壤Cd由活性较高的可交换态向活性低的残渣态转化,可交换态Cd含量较对照降低了6.2%～14.7%,残渣态Cd含量提高了18.6%～26.4%.单一氮肥处理增强了水稻根部Cd的富集能力,提高了22%～33.5%,单一生物炭和配施氮肥处理下水稻根部Cd的富集能力、 Cd从茎叶向稻壳和稻壳向稻米的转运系数均下降.BCN处理总体上促进了土壤酶活性(脲酶、酸性磷酸酶、蔗糖酶和过氧化氢酶),MiSeq测序显示生物炭配施氮肥提高了土壤细菌主要物种相对丰度(如Acidobacteriale...     

硫酸参与的湿热流域化学风化对河流水化学影响研究综述

河流水化学组成可以提供反映流域内岩石化学风化过程及河流离子来源等生物地球化学的信息。化学风化是全球碳循环的重要环节,湿热流域的水热条件可以促进流域岩石化学风化。硫酸和碳酸一样可以作为侵蚀介质参与流域岩石的化学风化,硫酸参与的湿热流域碳酸盐类化学风化可释放CO₂,但其参与的硅酸盐类化学风化对大气CO₂没有显著影响,故若不考虑硫酸作用将会导致对岩石化学风化作用下大气CO₂消耗通量的高估。水化学组成受到流域岩石化学风化的影响,通过对河流水化学组成和溶解无机碳（DIC）稳定同位素组成（δ¹³C）的分析可以确定河流水化学类型并揭示硫酸对流域岩石化学风化的定量影响。目前关于硫酸对河流水化学影响的研究逐渐增多,未来关于小流域尺度上硫酸对河流水化学的影响、硫酸影响下河流CO₂的脱气过程以及人类活动对河流水化学的影响等方面需要更多关注。     

添加玉米秸秆对绿花菜尾菜堆肥植物毒性的影响

为揭示不同比例作物秸秆和蔬菜尾菜堆肥过程中种子毒性变化及其影响机理,开展了为期55 d的以玉米（Zea mays L.）秸秆为辅料,绿花菜（Brassica oleracea L.var.botrytis L.）尾菜为主料的工厂化条垛堆肥,分别设置加入高（湿重比4∶12）和低（湿重比1∶12）比例秸秆与尾菜的堆肥处理.测定了不同时期堆肥p H、电导率（EC）、可溶性有机碳（DOC）、硝氮（NO₃^--N）、氨氮（NH₄⁺-N）、碳氮比（C/N）、大白菜种子（Brassica rapa L.）的发芽指数（Germination Index,GI）、相对生长指数（Relative Growth Index,RGI）和α-淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶的变化.结果表明,高比例秸秆堆肥处理的高温（>55℃）持续期显著高于低比例处理.堆肥结束时两个处理的堆肥均呈碱性,且EC、DOC、NH₄⁺-N和NO₃^--N含量均降低,C/N...     

Impact of litter removal on soil characteristics under a Pinus caribaea stand

ABSTRACT

Forest productivity is dependent on soil quality, which in turn is related to litter; yet there is limited understanding of the relationships between litter and soil quality. The effects of litter removal treatment on tree growth and soil properties were examined in a Pinus caribaea stand with the aim of providing an understanding of consequences of litter removal on soil patterns. This knowledge is important for planning appropriate long-term forest management. Three pairs of 30 × 30 m² plots (each pair a control and treatment) were established in the center of a P. caribaea stand in April 2002. The controls were left undisturbed with an intact litter layer, while litter was removed monthly from treated plots. The diameter and height of the P. caribaea decreased and soil quality was degraded over the experimental period in litter-removed (treated) plots. Litter removal also produced a significant increase in soil bulk density at 0–20 and 20–40 cm depths. The capillary porosity, capillary moisture capacity, and natural water content in controls at 0–20 and 20–40 cm depths were significantly greater than treated plots. The non-capillary porosity in controls at the 0–20 cm depth was also significantly higher than treated plots. The organic carbon, total nitrogen (N), total potassium (K) and alkalized N content in each layer, and available P and exchangeable K at 0–20 and 40–60 cm depths in control plots were significantly greater than litter-removed plots. The numbers of bacteria at 0–20 and 40–60 cm depths and of fungi at 20–40 and 40–60 cm depths were higher in control than treated plots. The number of actinomyces and urease, catalase, and acid phosphatase activities in controls at each depth were significantly greater than litter-removed plots.     

污染水体的总抗氧化能力生物标志物研究

以无污染饲养鲫鱼为监测生物,采取主动生物监测法(ABM)对太湖北部梅梁湖与贡湖污染区进行生物监测,并分析各监测点常规水质指标及表层沉积物中多环芳烃(PAHs)、多氯联苯(PCBs)、有机氯农药(OCPs)与重金属含量,同时定期(7,14,2,28d)采集生物样,分析鲫鱼大脑组织及肌肉组织中总抗氧化能力(TAOC)活性.结果表明,鲫鱼脑组织TAOC活性比肌肉组织TAOC活性值高出约4倍,并且对污染物协迫反应敏感.实验第14d开始,脑组织TAOC呈显著诱导效应(P<0.05),最大值出现在PCBs污染严重的梅梁湖4号站点,相比参照点活性增加62.19%.其次是重金属污染严重的梅梁湖3号监测点,而污染最小的贡湖1号监测点TAOC变化较小.肌肉组织中TAOC对污染物反应不敏感,不适合作微污染区生物标志物.     

海洋微藻脲酶活性测定方法的实验研究

为进一步了解海洋微藻对尿素的吸收和利用机制,揭示水体尿素浓度升高对近海浮游植物群落演替的潜在影响及对近海有害藻类水华(HABs)形成的促进作用,对海洋微藻脲酶活性的测定方法进行了研究.以典型赤潮藻东海原甲藻为实验材料,在Peers方法的基础上,探讨了失活处理时间、提取液pH值、酶促反应温度以及微藻生长阶段对脲酶活性的影响.结果表明,失活处理时间、提取液pH值、酶促反应温度以及微藻所处的生长阶段都对微藻的脲酶活性具有显著影响.海洋微藻脲酶活性的最佳测定条件为:100℃下失活处理时间 > 2min;提取液pH值7.9;反应温度应与微藻生长温度一致;指数生长初期的藻体具有较高的酶活,而平台期后酶活趋于稳定.     

VA菌根对喀斯特草本群落植物根际养分影响研究

以贵州花江喀斯特高原生态综合治理试验示范区内草本群落阶段的几种主要植物为材料,对其根际微生态环境进行了研究,包括根际土壤化学性质、土壤酶活性和VA菌根侵染率及AMF孢子密度。结果表明：VA菌根侵染率和根际土壤中AMF孢子密度存在极显著正相关,相关系数达到0.97;不同植物根际土壤的化学指标和土壤酶活性均表现出较强的根际效应,即R/S〉1;VA菌根侵染率与pH值存在显著负相关,与有效磷质量分数存在极显著正相关,与碱性磷酸酶存在显著正相关,说明VA菌根能够促进土壤中难溶态磷往有效磷方向转化;AMF对宿主植物的侵染能够在一定程度上改善根际微生态环境的营养状况。     

保存温度及时间对厌氧氨氧化污泥活性的影响

通过改变保存温度和时间,研究了厌氧氨氧化污泥活性的变化规律以及污泥活性恢复能力.结果表明,保存温度、时间对厌氧氨氧化污泥活性影响显著.常温(15±2)℃、低温(5±2)℃对厌氧氨氧化污泥活性影响较小,而中温(30±2)℃、冷冻(-20±2)℃都会使其活性大幅降低,甚至消失.在保存的前30d厌氧氨氧化污泥活性迅速下降,然后趋于缓慢.根据衰减指数模型推出常温状态下衰减指数为0.0324,相对于其他温度最小.并根据保存温度、时间对其影响的特点提出了合适的保存方法,使得厌氧氨氧化污泥的活性能够在较短时间内得到恢复.     

神经网络法应用于酚类化合物对青海弧菌毒性的预测

青海弧菌对有毒酚类化合物具有强烈的敏感性,为建立酚类衍生物对青海弧菌毒性的定量结构-活性相关性(QSAR)模型,分析了16种酚类衍生物的分子结构与对青海弧菌毒性之间的相关关系,计算了酚类衍生物的分子连接性指数和分子形状指数,并优化筛选了分子连接性指数的1阶路径指数(~1χ)和分子形状指数的2阶特征指数(K_2)及1阶和2阶指数乘积值(K_4),用这3种指数与对青海弧菌的毒性进行多元回归分析,多元回归方程的决定系数R~2=0.971。为进一步提高预测精度,将这3种分子结构参数作为神经网络的输入变量,毒性值作为输出变量,采用3:2:1的网络结构,通过反向传播(BP)神经网络法获得满意的QSAR预测模型,总的相关系数r为0.996,计算得到的毒性预测值与实验值较为吻合,平均相对误差仅为1.98%,结果表明该模型具有良好的预测酚类衍生物毒性的能力,可以看出神经网络方法对酚类化合物发光菌毒性预测比多元线性回归方法的统计学意义更加明显。     

长江中下游环境激素效应的污染特征及生态风险

生活污水和养殖废水排放导致受纳水环境中激素类物质的污染,对水生生物产生不利影响。分别利用嵌入雌激素受体和雄激素受体的基因重组酵母菌测定了长江中下游流域不同时期水体和沉积物中4种环境激素效应,即雌激素效应、抗雌激素效应、雄激素效应和抗雄激素效应。结果表明,雌激素效应污染最为普遍,在地表水和沉积物中检出率均超过50%,水体和沉积物的最高浓度分别为2.05 ng·L~(-1)雌二醇当量(EEQ)和0.43 ng EEQ·g~(-1)。其他3种激素效应在水体和沉积物介质中的检出率均低于雌激素效应,按总体检出率来看:抗雄激素效应雄激素效应抗雌激素效应,3种激素效应在水体中最大检出浓度分别为144μg·L~(-1)氟他胺当量(FEQ)、37.9 ng·L~(-1)二氢睾酮当量(DEQ)和103μg·L~(-1)他莫西芬当量(TEQ),在沉积物中分别为53.6μg FEQ·g~(-1)、12.0 ng DEQ·g-1和51.5μg TEQ·g~(-1)。环境激素效应的浓度分布在水体中均呈现季节性的差异,雌激素效应的区域性高值位于武汉段、鄱阳湖口和芜湖-南京段,其他3种激素效应没有明显的高污染区域。环境激素效应与当地人口数量、有机质、氨氮等呈现一定相关性,表明环境激素效应与人类活动排放密切相关。雌激素效应仅在鄱阳湖口点位具有高风险,其他区域为中等风险,雄激素效应无高风险区域。研究结果有助于认识长江中下游区域的环境激素效应污染态势,为相关污染控制提供基础数据。