Predicting Future Threats to the Native Vegetation of Robinson Crusoe Island, Juan Fernandez Archipelago, Chile

Abstract:   The Juan Fernandez Archipelago, a Chilean national park and biosphere reserve, is 700 km west of continental Chile. Invasive plant species pose major threats to the native, highly endemic vegetation, especially on Robinson Crusoe Island (Mas a Tierra), where there is a permanent settlement. We used historical and recent vegetation map data as well as recent vegetational point data to reconstruct vegetational changes on the island since the early twentieth century. In addition, we used logistic regression models with environmental variables or their surrogates (elevation, solar radiation, topographic similarity index, slope position) to estimate the potential distributions of the worst invaders. Native vegetation has been affected most severely by Acaena argentea , Aristotelia chilensis , Rubus ulmifolius , and Ugni molinae , leading to a significant decrease of endemic plants in the montane forests and native shrublands. The native forest has decreased by approximately one-third. The area affected by Aristotelia chilensis increased from 6.5% to 14% of the total island area. Ugni molinae , once rare, is now abundant (4.6%), as is Acaena (11.9%). Rubus ulmifolius , not present 80 years ago, now covers about 7% of the island's surface. The distributions of all studied species except Rubus ulmifolius are significantly ( p < 0.05) controlled by the environmental factors we examined. Inferring from potential distributions of Aristotelia chilensis and Ugni molinae , 50% of the native montane forest could be invaded or replaced (with a probability of >60%) by these plants. Based on the invasion speed of the past 80 years, this would take another 80 years if conservation measures do not succeed.     

菌群固体发酵提高餐饮废渣产蛋白含量的研究

文章采用复合固态发酵方法,选用白地霉、解酯亚罗酵母、康宁木霉三种霉菌发酵处理餐饮废渣,通过测定粗蛋白含量以及水溶性蛋白含量,优选出菌群最佳发酵效果配比;并通过实验,探讨了影响发酵工艺的条件因素。实验结果表明:3种菌种等比发酵效果最好;当含水率为65%,初始pH=5.5,接种液之比为15%,培育发酵42h,餐饮废渣中粗蛋白质含量能提高到24.58%,比发酵前提高17.58%,在减少餐饮废渣对环境造成的二次污染的同时,提高蛋白质产量。     

不同曝气量对SBBR短程硝化微生物特性及氮转化的影响

在实验室规模的序批式生物膜反应器(SBBR)中研究了不同曝气量(7.2、12.0、15.6L·h-1,对应反应器中平均溶解氧浓度分别为0.5、0.8、1.2mg·L-1)下生物膜的生物特性变化及短程硝化过程规律.结果表明:减小曝气量使反应器内溶解氧浓度降低,将导致生物膜的总生物量下降,生物膜中氨氧化菌逐渐成为优势菌,无论数量还是生物活性均高于亚硝酸氧化菌,利于亚硝酸盐积累;在一个反应周期中,生物膜对溶解氧需求的分配是不同的,曝气初期溶解氧主要用于异氧菌对COD的降解,其后用于氨氮转化.根据上述规律,提出在短程硝化过程中采用"梯级递减式曝气"供氧新策略,即在反应初期保持一种较大的曝气量,提高反应器溶解氧浓度,促进COD快速降解,随后保持一种小曝气量使反应器中溶解氧维持较低的浓度,从而促进亚硝酸盐积累及优化供氧效率.     

实际垃圾渗滤液短程生物脱氮的常温实现及低温维持

采用单级UASB-SBR生化系统处理实际垃圾渗滤液,主要考察了常、低温条件下,该生化系统短程生物脱氮的长期稳定性,同时研究了SBR内短程硝化的实现机理及微生物种群特性.598d试验结果表明:单级UASB-SBR生化系统对渗滤液内COD,NH4+-N和TN的去除率分别为92.0%,99.2%和98.0%以上,实现渗滤液内有机物和氮的深度去除.经过116d运行,SBR系统实现了短程硝化,亚硝积累率(NAR)达到90%以上,此后稳定运行,成功跨越2个冬季,15℃以下共计171d,最低温度为10.2℃.游离氨(FA)和过程控制的协同作用是实现与维持SBR 内短程硝化的决定因素.荧光原位杂交(FISH)技术检测表明:氨氧化菌(AOB)已经成为SBR硝化菌群中的优势菌属.扫描电子显微镜(SEM)检测表明:AOB菌属以活椭球状亚硝化球菌属(Nitrosococcus)和杆状亚硝化单胞菌属(Nitrosomonas)为主.     

云南地区种子植物区系过渡性地理分布格局的群落尺度分析

探索植物区系过渡性的地理分布格局,对于理解植物区系的起源、迁移和分布具有重要意义。本研究利用620个植物群落样方,探讨了云南地区植物区系过渡性的地理分布格局及其生物地理意义。研究结果表明,随着纬度、海拔的升高,温带区系成分所占比重呈显著递增趋势,但在经度梯度上呈递减趋势;热带区系成分所占的比重在地理梯度上则表现为相反的变化趋势。地形格局较好地反映了区系成分的地理分布格局;热带区系成分所占比重与温带区系成分所占比重的比值从南到北呈递减趋势。区系过渡性的低值主要出现在滇西北地区和包括滇西南、滇东南与滇南在内的云南南部地区,而高值主要出现在云南中部地区和中海拔地区,这可能与区系迁移过程和海拔梯度有关。热带区系成分在云南地区基带植被中占主导地位;热带区系成分占优势地位的区域主要集中在低海拔地区,占云南土地面积的60％左右,而温带区系成分占优势地位的区域主要集中在高海拔的北部地区,占土地总面积的40％左右。本研究从基带植被的区系性质和温、热带植物区系成分占优势地位的土地面积的构成证实了云南地区可能是一个“热带山原”的假说。区系过渡性随着年平均温度的升高,呈先增强后减弱的单峰格局。当年均温在13．1℃左右时,出现区系平衡点。相对水平分布而言,云南地区植被的垂直分布可能更值得注意。     

双台河口自然保护区滨海湿地的维管束植物区系特征

辽宁双台河口自然保护区滨海湿地维管束植物区系中有56科117属155种维管束植物,有蔷薇科、菊科、禾本科、蓼科、豆科、唇形科、香蒲科、眼子菜科、莎草科等9大科51属76种,9大科的属数、种数占区系总属数和总种数的43.59%、49.03%;区系内小科、单种属多,说明科、属的分化程度较高。区系中有15种盐生植物、25种水生植物、34种湿生植物、79种中生植物和4种旱生植物,湿地植被的优势种和建群种均为盐生植物、水生植物和湿生植物,这表明保护区内滨海湿地植被的形成不仅受海水、土壤盐渍化影响,更受辽河径流淡水的影响。区系中有地面芽植物、地下芽植物72种,占总种数的46.45%,说明冷湿气候对保护区内滨海湿地植被的形成有重要作用。区系中有世界分布属31属,占区系总属数的26.50%,这反映了湿地植被的隐域性;有温带分布属57属、热带分布属23属,分别占区系总属数的48.72%、19.66%,这分别表明保护区滨海湿地植被具有一定的地带性特征,雨量充沛、冬季气温较高的海洋性气候特征对湿地中起源于热带的维管束植物生存限制较小。     

好氧堆肥微生物代谢多样性及其细菌群落结构

好氧堆肥是农业废弃物无害化处理和资源化利用的一条有效途径.为了探究好氧堆肥过程中微生物群落的代谢特征和细菌群落演替现象,了解起关键作用的微生物菌群,通过筛选强降解菌种改善堆肥工艺、提高堆肥效率,采用Biolog法和宏基因组法分析了玉米秸秆和牛粪联合好氧堆肥过程中微生物的碳源代谢能力和细菌群落多样性.结果表明:在第2次翻堆（第14天）时,微生物利用碳源的能力最强,初次建堆时（0 d）和其余翻堆时（第8、20、26天）次之,发酵结束时（第34天）最弱.Simpson、Shannon-Wiener和McIntosh多样性指数表明,建堆时及翻堆时的菌群优势度、丰富度和均匀度均极显著优于好氧堆肥结束.不同好氧发酵时间的微生物群落对同一碳源代谢有差异,同一好氧发酵时间微生物群落对不同碳源的利用率不同.糖类、酸类和醇类是区分好氧堆肥不同时间微生物碳源利用差异的敏感碳源.好氧堆肥不同时间细菌的种类和丰度不同,共享的优势菌门有厚壁菌门（Firmicutes）、变形菌门（Proteobacteria）、拟杆菌门（Bacteroidetes）、绿弯菌门（Chloroflexi）、放线菌门（Actinobacteria）和浮霉菌门（Planctomycetes）,在第0、8、14、20、26、34天这6个时间内它们的相对丰度之和分别达90.27%、90.34%、94.26%、84.21%、84.31%和77.61%,且6种门类在不同发酵时间的丰度表达存在消长变化状态.研究显示,参与好氧堆肥不同时间的微生物群落在碳源代谢能力上存在多样性,在细菌菌群的种类和丰度上也存在多样性.      

污水处理系统中硝化菌的菌群结构和动态变化

研究分析了4种不同工艺类型的城市污水处理厂中氨氧化细菌(AOB)和亚硝酸盐氧化细菌(NOB)的丰度及菌群结构.实时定量PCR结果表明4种工艺中AOB菌群的丰度范围为8.56×106~4.46×107cells/gMLSS;NOB菌群的丰度为3.37×108~1.53×109cells/gMLSS.每个工艺中Nitrospira都是优势NOB,占NOB菌群的88% 以上. A2O工艺冬季AOB和Nitrospira丰度比夏季均有所降低,这是导致冬季生物脱氮效果变差的主要原因.基于 amoA基因的系统发育分析结果显示所有的序列属于Nitrosomonas,其中Nitrosomonas oligotropha cluster 占克隆文库的60.1%,是AOB 种群中的优势菌属,Nitrosomonas-like cluster和 Nitrosomonas europaea cluster次之,分别占克隆文库的29.6%和9.1%.N. europaea cluster只在A2O工艺中出现,且在A2O工艺夏季污泥样品克隆文库中达到44.7%.低DO运行使N. europaea cluster成为优势AOB是A2O工艺夏季出现较高亚硝酸盐积累率的主要原因.研究结果证实了城市污水处理厂中优势AOB和NOB分别为Nitrosomonas和Nitrospira,硝化菌群占总菌群的1%~7%,其丰度、相对含量和菌群结构是影响硝化效果的主要因素.     

利用垃圾渗滤液富集培养氨氧化菌

确保活性污泥中适当的氨氧化菌(AOB)的数量及活性对污水生物除氮过程至关重要,投加富集AOB是增加活性污泥中AOB浓度的方法之一. 为了经济有效地获取富集的AOB并有效处理难降解的垃圾渗滤液,对利用垃圾渗滤液富集培养AOB的可行性进行了研究. 采用烟台市生活垃圾填埋场的垃圾渗滤液作为培养基,利用辛安河污水处理厂A2/O工艺二沉池的回流污泥进行接种,通过更代方式富集培养AOB. 结果显示:更代4次后,菌液中AOB的浓度增至原来的5.6倍;向活性污泥中投加14.5%的经过4次更代富集培养的AOB,氨氧化速率提高了65.4%,从而验证了利用垃圾渗滤液富集AOB是可行的.      

铁矿区内重金属对土壤氨氧化微生物群落组成的影响

以密云水库上游某铁矿区为研究对象,采用荧光定量PCR和变性梯度凝胶电泳(DGGE)分析了矿区内不同采样点的土壤中氨氧化微生物的数量和群落结构的变化,结果表明,土样中氨氧化细菌(AOB)和氨氧化古菌(AOA)的数量变化范围分别为3.01×107~1.08×109copies/g干土和8.65×107~2.69×109copies/g干土.重金属含量与氨氧化微生物数量的相关性分析以及氨氧化微生物群落结构的冗余分析结果表明,该矿区内重金属污染改变了土壤中的氨氧化微生物的数量和结构.Cu污染对AOA的数量起到了显著抑制作用(r= -0.653*, P<0.05),但是对AOB则没有明显作用;Zn污染对尾矿库区域土壤的AOA/AOB比值影响显著(r= -0.606*, P<0.05);Cd污染改变了AOB的种群分布,降低了AOB的多样性水平.土壤中Cr长期干扰并没有改变氨氧化微生物的数量和结构,但是明显得抑制了氨氧化速率,表明重金属污染在一定程度上也影响了土壤生态系统的氮循环.