堆肥添加剂降低碳氮损失的微生物学机制研究

为了探明添加剂如何影响堆肥微生物优势群落的演替进而影响碳氮损失,以玉米秸秆和鸡粪为原料,添加不同量的生物质炭和凹凸棒作为添加剂,设置5个处理（CK （鸡粪+玉米秸秆）、BC1（鸡粪+玉米秸秆+5%（干重）生物质炭）、BC2（鸡粪+玉米秸秆+10%（干重）生物质炭）、PG1（鸡粪+玉米秸秆+5%（干重）凹凸棒）和PG2（鸡粪+玉米秸秆+10%（干重）凹凸棒））进行堆肥.结果表明,相较于CK,BC1、BC2、PG1、PG2处理的碳和氮损失分别减少了8.60%、12.05%、2.03%、6.14%和14.54%、20.14%、8.40%、11.23%.优势微生物菌群与碳氮损失的冗余分析表明,添加10%生物质炭和添加10%凹凸棒都显著促进了堆肥过程中固氮类细菌相对丰度,而抑制反硝化细菌的相对丰度,且添加10%生物质炭效果更佳;KEGG分析表明,添加10%生物质炭显著影响氨基酸代谢和碳水化合物代谢功能基因,而添加10%凹凸棒显著影响氨基酸代谢功能基因.由此可见,10%添加剂的碳氮损失都低于5%添加剂的处理,添加生物质炭的碳氮损失都低于凹凸棒处理,添加剂通过影响优势微生物群落及其氨基酸代谢和碳水化合物代谢功能基因抑制堆肥过程中的碳氮代谢,从而减少碳氮损失.     

不同季节尾水排放对河道细菌群落结构的影响

为探究不同季节尾水排放对河道细菌群落结构及多样性的影响,以常州市深水城北污水处理厂尾水、排放河道为例,利用Illumina Miseq高通量测序技术分析细菌群落结构,并分别讨论了不同季节尾水对河道水质、细菌群落结构及多样性的影响,分析细菌群落结构与水质的相关性.结果表明:①尾水增加了夏季、秋季河道的NO₃--N、TN浓度.②由于尾水的排放,使夏季、秋季河道细菌多样性下降.③共检测到43个门,其中变形菌门（Proteobacteria）为最优势菌门,平均占比为60.11%,其次为放线菌门（Actinobacteria）和拟杆菌门（Bacteroidetes）,尾水主要影响夏季、秋季河道Proteobacteria的相对丰度,其中假单胞菌属（Pseudomonas）夏季增加49.14倍,秋季减少0.95倍;鞘氨醇单胞菌属（Sphingomonas）夏季增加6.63倍,不动杆菌属（Acinetobacter）秋季减少0.98倍.④TN浓度对细菌菌属分布影响最大,其与微球菌属（Micrococcaceae）、Hgcl_clade呈负相关;与盐单胞菌属（Halomonas）呈正相关.研究显示,尾水排放对河道的影响主要表现在夏季和秋季,使NO₃--N、TN浓度显著上升,而使细菌多样性下降,对河道Proteobacteria下的Pseudomonas、Acinetobacter、Sphingomonas相对丰度影响较大,水中的细菌分布主要受TN浓度影响.      

塔克拉玛干沙尘暴源区空气微生物群落的代谢特征

采用BIOLOG生态微平板(BIOLOG EcoPlateTM)技术,对采集自塔克拉玛干沙漠南北缘5个地区的空气样品进行研究,目的是了解空气微生物群落碳代谢功能的特点与差异.结果表明,5个地区空气样品的平均吸光度(AWCD)在培养10 d没有达到饱和且差异显著,AWCD值最高的为莎车县,和田县最低,分别为0.24和0.1;碳源利用水平表明这5个地区空气微生物对聚合物类碳源利用率最高,其次是碳水化合物、氨基酸类、羧酸类碳源,而酚类和胺类最低;主成分分析(PCA)发现有20种碳源与PC1显著相关,12种与PC2显著相关,并且这5个地区也被分为两类,和田和皮山聚为一类,乌恰、莎车和轮台聚为一类;典范对应分析(CCA)和相关分析表明一些非生物因素对空气微生物群落碳代谢强度和单一碳源的利用能力具有不同程度的影响,如风速、海拔、湿度等;进一步的研究也表明非生物因素对空气微生物群落利用的能力影响显著,其中β-甲基D-葡萄糖苷、D-半乳糖醛酸和腐胺的光密度值与纬度显著正相关(P<0.05),2-羟苯甲酸和α-D-乳糖与风速显著正相关(P<0.05),D-葡萄胺酸与气压显著正相关(P<0.05)且与海拔为显著负相关(P<0.05).综上可知,塔克拉玛干沙尘暴源区周边地区空气微生物群落碳代谢能力较低,呈现区域性特征,非生物因素显著影响空气微生物群落碳代谢强度及微生物群落对31种单一碳源的利用.     

固定化微生物对低温河水脱氮效果的中试研究

利用微生物净化受污染河水是目前常用的地表水体修复方法,但低温条件下微生物代谢缓慢,酶活性下降,在寒冷季节难以维持对河水的净化效果.本研究采用固定化的方法提高微生物的低温耐受性,通过中试试验考察自然挂膜的固定化微生物、经低温驯化的预挂膜固定化微生物及预挂膜固定化微生物耦合生物促生剂这3种方法对低温河水中COD及氮素类污染物的去除效果.结果表明,在低温条件下3种方法均能有效提升河水的净化效果,静止条件下,河水中COD、NH₄⁺-N、NO₃^--N和TN的去除率由分别由21.3%、37.2%、8.5%和6.9%提升至72.3%~77.9%、48.6%~62.7%、35.3%~42.3%和26.2%~31.9%.COD去除率在2~3 cm·s^-1流速下明显优于静止条件,总氮去除率在2 cm·s^-1流速下最高.自然挂膜和预挂膜微生物对河水中污染的去除无明显差别,添加促生剂对固定化微生物的净化作用没有进一步的提升,但功能菌群的微生物群落结构有所不同.促生剂的添加提高了河水中的微生物活性与群落多样性,但对固定化载体上的微生物无明显影响.固定化载体上的优势菌群均为低温下具有脱氮功能的Proteobacteria.此外,具有低温适应性的脱氮功能菌属Rhodoferax、Pedobacter及Pseudomonas在3组固定化载体上均有较高丰度,而自然挂膜的载体上及其河水中分别对Malikia属及hgcI_clade属具有显著特异性的富集（p<0.05）,这两种菌属均具有低温脱氮功能.     

基于气候响应关系研究火干扰对兴安落叶松直径结构的 影响

以大兴安岭地区兴安落叶松（Larix gmelinii）为研究对象,分别选取1987年、2003年和2015年火干扰区域及其附近未受火干扰区域设置典型样地,基于树轮数据和调查数据重建历史直径结构,构建兴安落叶松树木生长与气候因子的相关关系,探讨气候变化背景下火干扰对兴安落叶松直径结构的影响。研究结果表明：（1）火干扰下兴安落叶松直径结构呈正偏,高峰态分布。中度火干扰恢复15年后则呈现负偏、峰度值下降的趋势,而重度火干扰恢复15年后仍处于正偏高峰态分布,但随后趋向负偏,低峰态分布。（2）火干扰改变了兴安落叶松直径生长与气候之间的响应关系,中度火干扰下兴安落叶松生长与上年冬季温度呈显著负相关（p＜0.05）,随着火干扰强度增加,降水的抑制作用增强,重度火干扰下兴安落叶松直径生长与当年生长季（5—8月）、上年生长季（7—9月）和上年冬季（11—12月）降水呈显著负相关关系（p＜0.05）。不同恢复期内树木生长-气候因子关系也有所差异。中度火干扰下兴安落叶松与生长季温度的关系由火干扰初期正相关转变为中期（恢复15年）负相关（p＜0.05）,与上年生长季降水的关系则转变为正相关关系（p＜0.05）;重度火干扰下兴安落叶松直径生长与上年冬季温度由恢复初期的负相关转变为后期（恢复31年）的正相关（p＜0.05）,与当年生长季降水转变为负相关（p＜0.05）。在未来气候变暖和火干扰事件增加的趋势下,兴安落叶松直径结构趋向负偏、高峰态分布。     

广东南部电白小良试验站4种森林群落结构的对比研究

通过对小良试验站不同类型、不同林龄的３种人工林群落（群落Ｂ：桉林;群落Ｃ：松桉混交林;群落Ｄ：阔叶混交林）与当地自然次生热带季雨林（乡土林）相比较,从群落结构的角度探讨人工恢复热带森林的可行性．结果表明：从桉林到松桉混交林到阔叶混交林,３种人工林群落的组成结构和空间结构向着复杂性和稳定性方向发展,并逐渐向地带性自然次生林方向演替;群落的相似性研究也表明,阔叶混交林是３种人工林中与乡土林最为相似．因此,对于极度退化的热带丘陵台地区,在一定工程和生物措施基础上,用先锋绿化树种造林成功后,及时用多层多种的阔叶混交林改造原有先锋林,可以加速人工林向地带性植被类型演替．     

若尔盖西部草甸的基本类型、特点及近几十年来的变化

2000年8月对若尔盖西部草地的调查，确定了该地18个草丛类型（不包括典型的沼泽植被）。经群丛间Pearson最大相关系数配合生境作图，将该地区的草地群丛分成3大类，即沼生草地，中生性草甸和旱生性草地。各群丛的SW指数，物种丰富度，地上生物量，裸地面积按照生境序列作图，显示中性草甸具有最高的物种丰富度和地上生物量。群丛C和J分别是沼生和旱生植被与中生性草甸之间的拐点式过渡类型，其物种丰富度明显比周期的群丛低，生境转换关键种分别为鹅绒委陵菜和垂穗披碱草。在草地物种组成上，杂类草占81．3％，莎草类仅占6．8％；群丛建群种方面，杂类草占61％，莎草类占28％；在次优势种方面，杂类草和禾草所占比重都有所增加。草原成分出现在丛中生至旱生的群丛中，在有些群丛中甚至成为次优势种。沼泽消退，黄河河道附近沙化以及过牧的阳坡山地生长带刺的旱生化植被，说明当地正经历着干旱化的过程，原因不仅有自然的还有人为的，特别是草地的过度使用。最后对当地草场的管理及发展提出了一些建议。图3表2参20     

喀斯特地区长期草地利用制度对群落稳定性的影响

草地利用方式和混播组合对群落特性的长期影响不同。利用方式对白三叶(Trifolium repens)盖度没有显著影响,而混播组合与利用方式的交互作用影响显著。白三叶在宿营处理和刈割为主利用下的与鸭茅(Dactylis glomerata)混播中的比例最低,而在刈割利用和宿营处理的多年生黑麦草(Lolium perenne)组合中的盖度最高。混播组合对禾本科组分盖度影响不显著,但利用方式和交互作用有显著的作用,长期放牧绵羊的混播草地多年生黑麦草很少。混播组合对杂草密度、盖度和多样性指数的影响不明显,而利用方式和交互作用显著地影响杂草盖度和多样性指数。放牧草地中的杂草密度高于刈割草地的,其中放牧利用的白三叶/多年生黑麦草草地最高。放牧牛的草地杂草密度较少,而放牧绵羊的草地杂草较多。白三叶、禾本科牧草以及杂草的密度都显著地受混播组合、利用方式及其交互作用的影响,说明密度是一个敏感的指标。     

宁夏新垦区昆虫群落生态演替及有害种预警系统研究

以宁夏中宁县长山头、大战场（荒漠半荒漠）、灵武市狼皮子梁（沙漠）、青铜峡市渠口农场（草原化荒漠）３类垦前环境及其垦后不同耕作年限（１－１５ａ）农田昆虫群落演替进行了系统调查与研究,事理鉴定出昆虫１１目７９科２０４种,按其分布和种群动态变化划分为原生性种类、共生性种类、继生性种类和迁入性种类４个生态型类群。在此基础上研究了不同目、不同营养型类群和不同生态型类群昆虫多样性变化及时间系列演替,发现随着荒     

利用耗散结构中的熵变计算探讨城镇生态系统的发展方向

判断城镇生态系统的发展方向通常用系统的产值或利润 ,这不能全面地表达城镇生态系统的的物质流、能量流、信息流、人口流以及货币流对系统的作用。文章从城镇生态系统的本质出发 ,利用耗散结构理论 ,探讨了城镇生态系统的熵变计算公式 ,并将它应用到大丰市和锡山市 ,所得结论与实际基本相符。因此 ,建议将熵变作为城镇生态系统的一个综合参数加以利用。