密云水库上游河流底栖动物群落结构与水质评价

于2013年5月至10月对密云水库上游河流中大型底栖无脊椎动物(以下简称底栖动物)进行了采样调查。结果表明,采集到的底栖动物隶属于4门10纲16目45科,其中以节肢动物种类最多,占总数的80%,且水生昆虫占总数的67%,出现频率最高的是节肢动物门蜉蝣目蜉蝣科的昆虫,出现频率达87%;从分布来看,白河流域采集到的底栖动物种类最多、密度最高,而潮河流域采集到的底栖动物生物量最大;以底栖动物为指示生物的水质评价结果显示,密云水库上游河流中50%采样点的水质为Ⅰ级(清洁),其余50%为Ⅱ级(轻微污染),水质整体较好,与现场生境调查和水质监测的结果相吻合。     

Human disturbance and shifts in vertebrate community composition in a biodiversity hotspot

Understanding how human modification of the landscape shapes vertebrate community composition is vital to understanding the current status and future trajectory of wildlife. Using a participatory approach, we deployed the largest camera-trap network in Mesoamerica to date to investigate how anthropogenic disturbance shapes the occupancy and co-occurrence of terrestrial vertebrate species in a tropical biodiversity hotspot: the Osa Peninsula, Costa Rica. We estimated species richness in different categories of land protection with rarefaction analysis and estimated the expected occupancy with a joint species distribution model that included covariates for anthropogenic disturbance, land protection, habitat quality, and habitat availability. Areas with the most stringent land-use protections (e.g., Corcovado National Park, 24 species [95% CI 23–25]) harbored significantly more species than unprotected areas (20 species [19.7–20.3]), mainly due to a reduced presence of large-bodied species of conservation concern in unprotected areas (e.g., jaguar Panthera onca and white-lipped peccary Tayassu pecari). Small-bodied generalist species, such as opossums (Didelphidae) and armadillos (Dasypus novemcinctus), in contrast, were more common at disturbed sites, resulting in a significant difference in vertebrate community composition between sites with low and high disturbance. Co-occurrence of species was also mainly associated with response to disturbance. Similar responses to disturbance create two groups of species, those whose site-level occupancy usually increased as anthropogenic disturbance increased and those whose estimated occupancy decreased. The absence of large-bodied species entails an important loss of ecological function in disturbed areas and can hinder forest development and maintenance. Efforts to protect and restore forested landscapes are likely having a positive effect on the abundance of some threatened species. These efforts, however, must be sustained and expanded to increase connectivity and ensure the long-term viability of the wildlife community.     

复合生物阴极型微生物燃料电池处理废水及同步产电性能

为研究生物阴极在MFC（微生物燃料电池）中的应用,分别以粒径为2~4 mm的颗粒活性炭和粒径为2~4、4~8、8~12 mm的颗粒石墨为阴极基质材料,构建升流复合生物阴极型单室MFC,研究阴极基质材料的种类和粒径对MFC的产电性能和净水效能的影响.结果表明:当阳极基质材料为2~4 mm粒径的颗粒活性炭时,燃料电池中利用玻璃纤维取代离子交换膜,阴极基质材料为选用4~8 mm粒径颗粒石墨的反应柱产电量最大,为534 mV（外电阻为1 000 Ω）,最大功率密度达到631.6 mW/m3,库伦效率为3.82%;阴极的pH越低越有利于阴极的产电反应;不同阴极基质材料的MFC对COD_Cr去除率均在80%左右,TN、NH₄+-N及TP的去除率最高可分别达到79%、93%和34%.研究显示,阴极基质材料的种类和粒径对MFC的产电性影响较大,但对其净水效能的影响不大.      

灭幼脲类农药对非靶生物的影响及其在生物体内的代谢

综述国内外近年来有关灭幼脲类农药施用后对非靶生物可能造成的影响和其在生物体内吸收代谢方面的研究成果。分别阐述了施药区中,蜜蜂、家蚕、鸟类等陆生生物,鱼类、甲壳类和节肢类等水生生物可能受到的影响;以及灭幼脲类农药对家禽、家畜的影响和在它们体内的吸收代谢情况。指出,灭幼脲类农药的使用对陆生生物蜜蜂和鸟类,以及家禽、家畜等不产生明显的毒害和污染,对水生生物鱼类也没有什么影响,但对家蚕、以及水生甲壳类动物和节肢类动物(尤其是其幼体)的毒害较大。     

微生物对砷的氧化还原竞争

滤池被广泛运用于饮用水厂中,前期研究发现某水厂生物滤池处理含砷地下水时,一方面三价砷可被生物氧化锰氧化为五价砷,另一方面滤池系统中存在的微生物砷还原酶可促使五价砷还原为三价砷,而滤池表面存在的这种微生物竞争关系会影响滤池的稳定性及处理效率.为探讨其内在机制,本研究选取1株锰氧化模式菌(Pseudomonas sp.QJX-1)和1株砷还原模式菌(Brevibacterium sp.LSJ-9),考察在Mn2+、As(As3+、As5+)共存时,两菌株对空间、营养物质以及对砷氧化/还原的竞争关系.结果表明,不同的反应时间,Mn、As质量浓度/价态不同,三价及五价砷体系中,Pseudomonas sp.QJX-1生成的锰氧化物在砷的氧化还原反应中占主导地位,即能迅速氧化本身存在的As3+(三价砷体系)和砷还原菌产生的As3+(五价砷体系),最终两体系中砷都主要以As5+的形式存在.PCR及RT-PCR结果表明,反应过程中锰氧化菌功能基因(cum A)抑制了砷还原酶(ars C)的表达,锰氧化菌16S rRNA表达量始终比砷还原菌高两个数量级,即锰氧化菌在生长竞争过程中占优势.实验结果表明滤池的水力停留时间是决定出水中砷价态的一个重要因素.     

双室微生物燃料电池处理硝酸盐废水

基于双室微生物燃料电池(microbial fuel cell,MFC),针对阴极分别接种活性污泥(A-MFC)和反硝化细菌(D-MFC),研究其产电情况和硝酸盐废水去除效果。结果表明,在产电的同时都可有效去除废水中的硝酸盐污染物。在外接电阻100Ω的情况下,2种MFC均具有良好的产电性能,A-MFC和D-MFC达到的最大输出电压分别为119.6 mV和117.2mV,最大功率密度分别为23.40 mW/m2和26.63 mW/m2;同时两者在阴极室的平均反硝化速率分别为1.86 mg/(L.d)和2.19 mg/(L.d),阳极室的平均COD去除率分别为81.9%和82.4%。另外,通过扫描电镜观察可知,A-MFC和D-MFC阴极碳布表面形貌存在差异,并且阳极与阴极碳布表面形貌差异显著。     

溜曲霉固态发酵葵花盘生产蛋白饲料研究

以葵花盘为原料,利用溜曲霉 Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓｔａｍａｒｉｉ Ｎｏ．８２７ 菌株,进行直接固态发酵生产微生物蛋白饲料研究．在组成为（ ｗ／ ％ ） ：葵花盘１８ ,硫酸铵１ ．８ ,磷酸氢二钠０ ．４ ,磷酸二氢钾０ ．０６ ,相对湿度８２ ％ 的发酵培养基中,θ＝ （３４ ±１） ℃,固态培养７２ ｈ ,产物粗蛋白含量（ ｗ） 由７ ．８ ％ 增加至２４ ．２８ ％ ,产物收率大于５３ ％ ．认为该结果为合理利用农业纤维类废弃物,开发用途广泛的生物蛋白资源提供了一条可行的工艺路线     

有机肥处理对旱地红壤细菌群落及玉米生产力的影响

为探明旱地红壤细菌群落特征及玉米生产力对不同有机肥处理的响应,基于自2002年设置在中国科学院鹰潭红壤生态实验站的有机培肥长期定位试验,采用Illumina高通量测序,研究不同有机肥（不施肥,M0;低量有机肥,M1;高量有机肥,M2;高量有机肥加石灰,M3）处理下土壤细菌群落多样性和结构以及玉米生产力的变化.结果发现,与M0相比,土壤pH、有机质（SOM）、全氮（TN）、全磷（TP）含量和玉米生产力在不同有机肥（M1、M2和M3）处理下均显著增加,其中M3处理的提升效果最佳.施用有机肥显著提高了土壤细菌群落的Shannon、Evenness、Chao1与ACE指数,重塑了细菌群落结构.基于随机森林模型分析,土壤性质中的pH和TP显著影响土壤细菌多样性,而pH、SOM、TP和TN对土壤细菌群落结构影响显著.相关性分析和结构方程模型分析表明,土壤TP和SOM可以通过改变土壤细菌多样性和群落组成间接影响玉米生产力.研究结果从指导我国南方红壤区农田合理施肥的角度,为农田土壤质量提高及耕地产能提升提供科学依据.     

河北省不同盐渍化土壤类型的微生物多样性与种群结构

为了探索盐渍化土壤中微生物多样性及群落构成,有效筛选盐渍土壤中耐盐微生物菌群.采用高通量测序技术对采集的河北省滨海盐渍土（原生盐渍化）、设施盐渍土（次生盐渍化）和高产粮田（健康土壤）3个生境的耕层土壤样本细菌和真菌多样性、群落结构、网络关系及其影响因子进行测定.结果表明,与大田土壤相比,设施土壤中OM、AP、AK、TS和EC显著升高,滨海盐渍土壤的TS和EC显著升高,其他养分指标则显著降低.细菌α多样性依次为：设施盐渍土>高产粮田>滨海盐渍土,真菌α多样性则为高产粮田显著高于设施盐渍土和滨海盐渍土.在门和属水平上分析盐渍化土壤的菌群结构,细菌群落中绿弯菌门（Chloroflexi）及其菌属和真菌群落中子囊菌门（Ascomycota）及其中有益菌Trichocladium和病原菌Fusarium为盐渍化土壤中的优势微生物类群.土壤EC和TS两个盐分因子是对细菌和真菌菌群分布贡献最大的因子,与绿弯菌门中unclassified_A4b和unclassified_Chloroflexi以及变形菌门中unclassified_α-Proteobacteria等细菌菌属和子囊菌门中Trichocladium、unclassified_Chaetomiaceae、Crassicarpon、Cephaliophora和Sodiomyces等真菌菌属呈显著正相关.研究结果为盐渍化土壤修复所需的微生物资源筛选提供了理论依据.