污泥好氧颗粒化过程中氨氧化菌群结构的演替与分析

为了揭示颗粒污泥形成过程中氨氧化菌(AOB)群落结构的演替规律,利用变性梯度凝胶电泳(DGGE)、克隆测序和实时定量聚合酶链式反应(real-time PCR)等分子生物学技术对AOB群落的演替进行了研究。DGGE结果表明,污泥接种驯化期,AOB群结构的变化较为剧烈,在外加选择压的作用下,种群多样性迅速下降;但随着污泥颗粒化的完成而趋于稳定。测序结果表明,接种污泥中的大多数亚硝化单胞菌属因可快速适应工艺的淘洗过程而被保留在系统内,而亚硝化螺菌属逐渐被淘汰。real-time PCR结果表明,在经历了运行初期的淘洗后,AOB含量随着污泥浓度的提高而逐渐增长;但污泥的氨氧化活性随着污泥浓度的增长而降低。     

社区防灾减灾对策的复杂性科学问题

"社区研究"已有约150年的历史,社区的防灾减灾对策是一个综合性的科学问题。充分发挥社区的防灾减灾功能十分必要,确立社区防灾减灾最优对策在中国的现代化建设和可持续发展战略中具有重要意义。利用复杂性科学的理论和模型来处理社区的防灾减灾对策问题,是系统科学或复杂性科学中的一个有意义的发展方向。本文提出并分析了社区防灾减灾对策研究中的4个问题,即如何界定社区防灾减灾应急管理的角色和方向;何为防灾减灾安全社区;如何预警突发性灾难事件;社区防灾减灾系统是如何自组织的。本文引入复杂性科学理论对社区的防灾减灾对策进行了研究,讨论了复杂性科学应用于社区防灾减灾对策的理论框架。     

三论灾害研究的理论与实践

在作者分别于 1991年发表的《论灾害研究的理论与实践》和 1996年发表的《再论灾害研究的理论与实践》的基础上 ,评述了最近 6年来灾害科学研究的进展 ,提出了灾害科学的基本框架 ,进一步完善了“区域灾害系统论”的理论体系 ,提出了当前灾害科学的主要学术前沿问题。文章并就资源开发与灾情形成机理与动态变化过程进行了综合分析 ,阐述了区域灾害的形成过程 ,进一步从区域可持续发展的角度 ,就建设安全社区 (区域 )提出了“允许灾害风险水平”的区域发展对策。     

混合接种PN与PN/A颗粒污泥快速启动连续流自养生物脱氮反应器

在连续流条件下,快速培养亚硝化-厌氧氨氧化（PN/A）颗粒污泥是实现污水高效生物脱氮处理的关键技术. 与PN/A污泥相比,亚硝化（PN）颗粒污泥具有生长周期短、易于批量化培养的优点,并可作为富集厌氧氨氧化菌（AMX）的载体. 在3个完全混合流反应器（R1~R3）中,分别按照质量比3∶1、1∶1和1∶3混合接种PN/A和PN颗粒污泥,并通过设置高氨氮负荷、短水力停留时间和强水力剪切条件,成功启动了连续流自养生物脱氮工艺. 结果表明,尽管R3的启动时长较R1和R2更长,但污泥接种比并未显著影响连续流反应器在稳定状态下的脱氮性能,总氮去除负荷均可达到2.6 kg·（m³·d）^-1以上. 接种的PN颗粒污泥通过提供好氧氨氧化菌种（AOB）,为AMX生长供给了充足的亚硝态氮基质,充分发挥了培养PN/A颗粒污泥的前驱体作用. 由高通量测序结果可知,R1~R3中成熟颗粒的微生物丰度和多样性指数均明显高于接种污泥. AOB（Nitrosomonas属）和AMX（Candidatus Kuenenia和Brocadia属）与Chloroflexi、Bacteroidetes和Chlorobi等异养菌门是驱动自养生物脱氮和维持颗粒结构稳定的关键菌群. 总之,PN与PN/A颗粒污泥的混合接种是快速启动连续流自养脱氮工艺的可行策略,对工程应用具有指导意义.     

长春市不同土地利用生境土壤昆虫幼虫群落组成与生态分布

对长春市郊区天然次生林、市内公园风景林、郊区防护林和农田等土地利用生境进行土壤昆虫幼虫调查,研究土地利用差异对土壤昆虫幼虫群落特征的影响。研究区共捕获土壤昆虫幼虫35科411只,其中鞘翅目幼虫14科319只,双翅目幼虫13科64只,鳞翅目幼虫8科28只。研究结果表明:不同土地利用生境土壤昆虫幼虫群落组成与生态分布存在差异,防护林和农田土壤昆虫幼虫的类群数和个体密度显著减少;除农田外,其他生境土壤昆虫幼虫群落个体密度和类群数主要集中分布在0～5cm土壤层,生境凋落物的移除对土壤昆虫幼虫群落组成影响不明显;此外,鞘翅目、双翅目和鳞翅目幼虫对土地利用和植被类型变化的响应也不同。     

富营养化水体降磷对浮游植物群落结构特征的影响

浮游植物是水生态系统中物质循环和能量流动的基础,作为初级生产者,浮游植物的群落结构直接影响着水生态系统的结构和功能。在水产养殖生产中,如何根据养殖生物对生活环境的需求开展精准培水、定向培水,培养养殖生物所需要的浮游植物,在维持养殖水域生态平衡的同时又能为养殖生物提供一定的饵料资源,这一直是摆在水产科技工作者面前的重要难题和研究热点。已有的资料大都是通过添加磷的方式研究磷改变对浮游植物生长的影响,而有关富营养化水体降磷对浮游植物群落结构影响的研究尚未见报道。为此,试验通过向取自富营养化湖泊的水体中加入磷去除剂,采用Pielou均匀度指数、Mcnaughton优势度指数和Shannon多样性指数,研究自然水体中的磷被降低后水体浮游植物群落结构的变化情况。结果表明,所取富营养化水体中共检出绿藻（Chlorophyta）、硅藻（Bacillariophyta）、蓝藻（Cyanophyta）、裸藻（Euglenophyta）、隐藻（Cryptophyta）、甲藻（Pyrrophyta）6门29种（包括变种和变型）;其中绿藻、蓝藻、硅藻、隐藻、裸藻、甲藻分别有7、4、2、1、1种,分别占总种数的24.13%、13.79%、6.90%、3.45%、3.45%。富营养化水体降磷后,虽然试验组和对照组在浮游植物种类组成上没有差异,但浮游植物群落结构特征发生了很大变化,浮游植物数量明显降低,由13 238.8×104cells·L-1降低至3 997.5×104cells·L-1,下降了69.8%;浮游植物优势种从1门（蓝藻（Cyanophyta））6种增加到3门（绿藻（Chlorophyta）、硅藻（Bacillariophyta）、蓝藻（Cyanophyta））12种,优势度指数从97.29%降低至86.30%,优势种门数和优势种种数远远高于对照组,优势度明显低于对照组;同时,浮游植物多样性指数和均匀度分别从1.85和0.38升高至2.60和0.54,显示出试验组浮游植物多样性和均匀度优于对照组。研究表明富营养化水体降磷对浮游植物群落结构产生了明显影响,使群落结构处于更加复杂、完整和稳定的状态。     

伊犁河谷北坡野果林群落结构及其与环境的关系

结合野外植被调查,在获取较为详细的生境数据基础上,探讨伊犁河谷北坡野果林群落与环境因子之间的定量关系.TWINSPAN和去趋势典范对应分析(DCCA)的结果表明:1)在伊犁河谷北坡野果林群落分布地段,地形因子、养分和水分条件是群落生境的基本因子;2)海拔因子指示出研究区野果林群落最基本的分化,说明海拔条件是制约研究区植物群落分布的最重要的因子;3)土壤表层水分状况与海拔关系较密切,反映了草本层群落所受到的水分条件影响;4)养分状况的差异,除了说明生境条件本身的差异外,也在一定程度上指示了群落现在生境的养分状况,受人为的影响较大.总之,在山地复杂的地形条件下,群落生境条件的差异非常显著,海拔、土壤含水率、全氮、坡向和pH值的组合,影响并控制着研究区各群落分布格局的形成.     

环境微生物群落分析的T-RFLP技术及其优化措施

末端限制性酶切片段长度多态性分析(terminal restriction fragment length polymorphism, T-RFLP)是近年来发展起来的、不依赖于培养的微生物群落分析方法之一.由于其在微生物群落结构分析方面的特点,包括分辨率高、易于实现自动化及互联网海量数据共享等优势,自1997年最先被报道以来得到了广泛的应用,成为环境微生物群落分析的最强有力的工具之一.本文详细介绍了T-RFLP技术的原理,并从环境样品群落DNA的提取、引物设计和PCR扩增、限制性酶切、电泳分离检测和T-RFLP图谱解析等5个方面讨论了用该技术解析环境微生物群落的方法和技巧,简述了近8 a来国外T-RFLP技术在群落分析中的研究进展.类似于其他的分子微生物生态学技术, T-RFLP也有自身的缺陷,因此重点分析了该技术的局限性及相应的解决办法.图2表1参62     

湖北省湖泊大型底栖动物群落结构及水质生物学评价

大型底栖动物是湖泊生态系统的重要生物类群,在生态系统物质循环和能量流动中起着重要作用。底栖动物具有生命周期长、迁移能力较弱、对环境变化反应敏感等特点,可有效指示湖泊生态系统的健康状况。湖北省是我国淡水湖泊分布最密集的区域之一,湖泊总面积为3025 km2。近年来,伴随着工农业、养殖业及城市化的快速发展,富营养化已成为本地区湖泊面临的一个主要环境问题,并可能直接影响大型底栖动物的群落结构。目前关于本地区湖泊大型底栖动物群落的研究还较少,为此本研究对湖北省27个浅水湖泊底栖动物进行了调查,并对水质状况进行生物学评价。共采集到底栖动物40种,隶属于4门7纲18科,其中寡毛类5种,摇蚊幼虫16种,软体动物双壳类4种、腹足类8种。霍甫水丝蚓（Limnodrilus hoffmeisteri）、苏氏尾鳃蚓（Branchiura sowerbyi）、花翅前突摇蚊（Procladius choreus）、中国长足摇蚊（Tanypus chinensis）、多巴小摇蚊（Microchironomus tabarui）及铜锈环棱螺（Bellamya aeruginosa）是本地区湖泊最常见的种类。所调查湖泊底栖动物平均密度为32~1243 ind·m-2,其中12个湖泊密度低于200 ind·m-2,摇蚊幼虫和寡毛类对密度的贡献较大,以摇蚊幼虫占优势的湖泊有19个。底栖动物平均生物量为0.034~460.7 g·m-2,生物量低于50 g·m-2的湖泊数量最多（19个）,软体动物占优势的湖泊有16个,摇蚊幼虫和寡毛类占优势的湖泊数量共11个。各湖泊底栖动物物种数为3~14种,Margalef指数为0.71~2.33,Simpson指数为0.69~0.85,Shannon-Wiener为0.78~2.13,Spearman相关性分析结果显示物种丰富度和三种多样性指数与湖泊面积呈显著正相关。BI（Hilsenhoff生物指数）评价结果显示共11个湖泊为一般和轻度污染（6.01~7.44）,中度污染湖泊数量为13个（7.57~8.47）,长湖（8.52）、上津湖（8.65）和玉湖（8.50）处于重污染状态。     

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。