Model of stomatal ammonia compensation point (STAMP) in relation to the plant nitrogen and carbon metabolisms and environmental conditions

Agricultural crops can be either a source or a sink of ammonia (NH₃). Most NH₃ exchange models developed so far do not account for the plants nitrogen (N) metabolism and use prescribed compensation points. We present here a leaf-scale simplified NH₃ stomatal compensation point model related to the plants N and carbon (C) metabolisms, for C₃ plants. Five compartments are considered: xylem, cytoplasm, apoplasm, vacuole and sub-stomatal cavity. The main processes accounted for are the transport of ammonium (NH₄⁺), NH₃ and nitrate (NO₃⁻) between the different compartments, NH₄⁺ production through photorespiration and NO₃⁻ reduction, NH₄⁺ assimilation, chemical and thermodynamic equilibriums in all the compartments, and stomatal transfer of NH₃.The simulated compensation point is sensitive to paramaters related to the apoplastic compartment: pH, volume and active transport rate. Determining factors are leaf temperature, stomatal conductance and NH₄⁺ flux to the leaf. Atmospheric NH₃ concentration seem to have very little effect on the compensation point in conditions of high N fertilization. Comparison of model outputs to experimental results show that the model underestimates the NH₃ compensation point for high N fertilization and that a better parametrisation of sensitive parameters especially active trasport rate of NH₄⁺ may be required.     

微生物在污染环境中的分子生态效应[综述]

生物与环境之间构成了一个开放的自我控制的生态系统,即是一个耗散结构系统．通过物质、能量以及信息的流动构成了系统在功能上的统一性和时间的多样性．生态系统最大的特点是自我调节,自维持其稳态．生物发展进化的过程中,外界环境因子成为生物进化的主要因素和特定的目的物,生物必要朝着这目的物,通过负反馈,不断进行自我调节,以缩小与环境压力之间的差距,当这个差距为零时生物就适应了新的环境．生物就是通过一次又一次的负反馈从环境中获得适应性．众所周知,微生物对于异常环境的适应和抗性能力是任何其它生物所莫及的．探索自…     

How expert insight into alpine peatland conservation complements global scientific evidence

Experts can provide valuable information to fill knowledge gaps in published research on management effectiveness, particularly for threatened ecosystems, for which there is often limited evidence and the need for prompt intervention to ensure their persistence. One such ecosystem, alpine peatland, is threatened by climate change and other pressures, provides vital ecosystem services, and supports unique biodiversity. In a workshop, we gathered and synthesized into an accessible format information from experts on interventions used, threat context, and intervention effectiveness for Australian alpine peatland and used this knowledge to evaluate local relevance of the global literature for this threatened ecosystem. Experts identified 15 interventions used to conserve Australian peatlands, most of which enhanced or restored peatland condition and effectively addressed diverse threats. Experts’ perspectives and global studies were strongly aligned, suggesting that research on peatland management may be broadly relevant across contexts, despite the distinct characteristics of Australian systems. Our workshop-based expert elicitation approach provided insights into current management practices unavailable in the literature.     

大辽河感潮河段水体交换的数值研究

基于FVCOM建立大辽河感潮河段的水动力-扩散数值模型,采用保守物质输运扩散法研究大辽河感潮河段在潮和径流作用下的水体交换特征。结果表明:径流是影响大辽河感潮河段水交换的主要因素,径流为114 m3/s条件下,半交换时间为226 h,587 h后达到90%的交换状态,且径流加倍,对应交换时间近似线性递减;子区域水交换差异由潮和径流的相互作用决定,径流越大,靠向上游河段水体交换得越快,径流减小时近河口区段水体交换变快,而中游河段交换变慢。     

脱硫石膏改良滨海盐碱土的脱盐过程与效果实验研究

针对上海滨海盐碱土的特点,借助土柱淋洗试验方法,研究了脱硫石膏改良滨海盐碱土的脱盐过程与效果,分析了不同石膏质量配比条件下(0%,1%,2.5%,5%和10%),土壤团粒结构和水力传导度变化以及盐碱土-脱硫石膏体系中的离子交换过程与效率.研究结果表明:加入脱硫石膏之后,盐碱土团粒结构得到改善,孔隙度变大,水力传导能力增强,平均导水系数是对照组的4~5倍,有效加快脱盐过程;在土柱开始淋洗的前6d内,离子交换过程表现最活跃,淋洗液的电导率和离子浓度急剧下降.添加脱硫石膏的土柱中钙离子优先置换出钠离子,平均脱钠效率达到对照组的1.8倍.钙钾离子交换和钙镁离子交换也同步发生,但规模明显小于钙钠离子交换.当脱硫石膏质量配比超过1%时,盐碱土的脱盐效果主要取决于原土中的交换性阳离子总量.随着配比增加,盐碱土脱盐的边际效益增加量并不显著.在充分混匀的理想条件下,建议上海滨海盐碱土改良过程中添加脱硫石膏的质量配比高于1%为宜.     

三峡库区典型干-支流相互作用过程中的营养盐交换:以梅溪河为例

三峡水库建成以后,梅溪河库湾多次发生水华现象,为研究干流水体倒灌对库湾营养盐的影响,于2012年8月至2013年7月对受干流回水影响的梅溪河进行了详细的现场监测.结果表明,三峡水库在不同的水位调度时期,梅溪河库湾水体均表现为分层异向流动;受长江干流倒灌影响,梅溪河库湾营养盐分布季节变化显著,DIN的年倒灌净通量约为5 478.02 t,DIP的年倒灌净通量约为234.04 t,DSi的年倒灌净通量约为5 935.22 t,长江干流每年对梅溪河DIN、DIP、DSi的补给量分别约为源头输入量的2.37倍、4.32倍和1.33倍;干流倒灌对库湾营养盐分布的影响不仅局限在河口区域,对梅溪河中上游的营养盐分布也将造成影响,干流倒灌对库湾P的补给将对库湾P限制起到缓解作用,为藻类的暴发提供必要条件.     

酸度对好氧颗粒污泥生物吸附含铅废水影响的研究

为了有效地控制铅污染,利用序批式反应器（sequencing batch reactor,SBR）培养的以醋酸钠为碳源的好氧颗粒污泥作为吸附剂,进行生物吸附含铅废水的效能和机理的研究。通过考察酸度、接触时间和Pb²⁺初始浓度等因素的影响,验证好氧颗粒污泥吸附模型,并利用不同的脱附剂,进一步解析其生物吸附的Pb²⁺。实验结果表明, 酸度是影响好氧颗粒污泥生物吸附Pb²⁺的关键因素,当初始pH为5时,好氧颗粒污泥对含铅废水生物吸附效果最好。对低浓度（0～20 mg/L）含铅废水, 10 min后可快速达到吸附平衡。好氧颗粒污泥对Pb²⁺的实测饱和吸附量为101.97±9.00 mg/g,符合朗缪尔（Langmuir）模型。好氧颗粒污泥生物吸附Pb²⁺的过程,伴随着pH值的升高和K⁺、 Ca²⁺、 Mg²⁺的释放,此现象揭示离子交换作用是好氧颗粒污泥生物吸附Pb²⁺的机理之一。此外,脱附剂HNO₃、EDTA和CaCl₂能实现Pb²⁺的回收和好氧颗粒污泥的重复利用。     

东海春季赤潮前后沉积物-海水界面营养盐交换速率的研究

应用实验室培养法现场研究了3～5月东海硅藻赤潮发生前后10个站位的营养盐在沉积物-海水界面的交换,并应用连续函数拟合法计算了营养盐的界面交换速率.结果显示,NO^-₃-N在赤潮前向沉积物中汇聚［-1.33～－0.68 mmol/(m²·d)］,赤潮后却基本由沉积物向海水中释放［－0.69～0.82 mmol/(m²·d)］.NH⁺₄-N在赤潮前后大都从沉积物中释放［－0.65～1.46 mmol/(m²·d)］,赤潮后释放速率小于赤潮前.NO^-₂-N赤潮前后除Zc17站外都向沉积物中汇聚［－0.09～0.05 mmol/(m²·d)］,赤潮后汇聚速率稍高.SiO^2-₃-Si在所有站位都由沉积物向海水释放［0.85～9.23 mmol/(m²·d)］,其赤潮后速率高于赤潮前.PO^3-₄-P在赤潮前向沉积物中汇聚［－0.06～－0.01 mmol/(m²·d)］,在赤潮后却由沉积物向海水中释放［0～1.26 mmol/(m²·d)］.NO^-₃-N和PO^3-₄-P向东海近海沉积物的汇聚在春季不利于硅藻赤潮的暴发,但其在硅藻赤潮暴发后从沉积物的大量释放为后面紧接的大面积甲藻赤潮的暴发提供了重要的营养物质补充.     

不同酸碱度土壤阳离子交换量的测定研究

为了能够快速准确测定不同酸碱度土壤中的阳离子交换量,弥补现行标准方法的不足,对三氯化六氨合钴浸提-分光光度法中的土壤称样量、pH、浸提时间、浸提温度和离心时间等条件进行了优化。优化后的方法检出限为0.43 cmol^+/kg,测定下限为1.72 cmol^+/kg,方法实验室内精密度为0.2%~1.8%,适用于大批量土壤样品中阳离子交换量的测定。     

秸秆直接还田和炭化还田对红壤酸度、养分和交换性能的动态影响

为比较秸秆直接还田和炭化还田对亚热带典型红壤酸度、养分及交换性能的动态影响,试验以水稻和油菜秸秆为材料,设置7个盆栽处理:空白(CK)、水稻秸秆直接还田(R1B0)、水稻秸秆350℃炭化还田(R1B1)、水稻秸秆550℃炭化还田(R1B2)、油菜秸秆直接还田(R2B0)、油菜秸秆350℃炭化还田(R2B1)和油菜秸秆550℃炭化还田(R2B2),秸秆按1%和相应的生物质炭施入土壤,进行水稻培育试验.在水稻秧苗期、分蘖期、灌浆期和成熟期这4个时期采集土壤,分析土壤酸度、养分和交换性能的动态变化.结果表明,红壤pH、 NH⁺₄-N和NO^-₃-N含量随生长期呈现减小的趋势,而有机质、CEC和各交换性盐基离子呈现增加的趋势.秸秆直接还田和炭化还田均提高土壤pH,降低交换性酸总量,同时提高有机质含量及交换性能,且作用效果随生长期增大.成熟期时秸秆炭化还田对各项指标的作用效果均好于秸秆直接还田,秸秆原料和炭化温度对各项土壤性质的影响不同,油菜秸秆生物质炭在提高土壤pH、有机质和CEC含量方面略好于水稻秸秆生物质...