活性污泥萃取液施用对水稻根际土壤微生物群落结构的影响

通过根箱试验,从土壤根际微生物角度揭示活性污泥萃取液(简称萃取液)调控水稻苗期生长和改良土壤理化性质的机理.试验设计不同萃取液配施减氮处理(T1,空白对照;T2,常规施肥对照;T3,减氮 30%配施 0.2 g/kg萃取液;T4,减氮 30%配施 0.4 g/kg萃取液;T5,施用 8 g/kg萃取液全量替代化肥氮,即减氮 75%),研究萃取液配合氮肥减施对水稻根际土壤理化性质和微生物群落结构的影响.结果表明:配施萃取液可显著增加水稻幼苗的叶面积、生物量和叶绿素含量;与常规施肥相比,配施萃取液可以显著提高土壤pH,降低土壤电导率,增加可溶性有机碳含量,降低硝态氮和铵态氮含量.β多样性结果显示,萃取液对土壤微生物性质的影响主要作用在根际及近根际土壤中,不同萃取液处理组与空白及常规施肥对照组间细菌群落结构及多样性存在显著性差异(P<0.05);萃取液的施用可增加有机污染物降解和碳水化合物代谢相关微生物的相对丰度,如黄色土源菌、Candidatus_Udaeobacter、鞘氨醇单胞菌属,相对丰度分别增加 151%～541%、26%～320%和 55%～364%.采用FAPROTAX土壤功能预测分析发现,施用萃取液后土壤菌群主要增加的功能为化能异养、有氧化能异养、硝酸盐还原、固氮作用、硝化作用和芳香化合物降解等,这类功能与土壤碳源物质代谢、氮循环及有机污染物降解等行为相关.萃取液施用可通过改善土壤根际及近根际微生物群落结构,增加相关菌群丰度,调控土壤根际及近根际碳、氮循环,进而达到促进水稻幼苗生长和土壤改良的效果.研究结果可为活性污泥的资源化提供新路径.     

给水厂废弃铁铝泥对湖泊沉积物好氧氨氧化作用的影响

给水厂废弃铁铝泥(Ferric and aluminum residuals, FARs)可用于控制湖泊沉积物磷释放.因此,在实际应用之前对FARs的风险进行评估非常重要.本研究通过室内富集实验,考察FARs对沉积物中氨氧化菌(ammonia-oxidizing bacteria, AOB)活性、丰度和多样性的影响.结果表明:投加FARs后,沉积物对氨氮的去除能力微弱提高.富集后沉积物中AOB丰度增加,投加FARs的沉积物中AOB丰度达到1.32×108 copies·g-1,而未投加FARs的沉积物中AOB丰度为1.14×108 copies·g-1.此外,amoA基因的系统发育分析表明富集前后沉积物中的AOB均附属于Nitrosospira和Nitrosomonas两个种属,并且投加FARs沉积物中AOB的多样性略高于未投加的.综上结果表明,FARs回用于湖泊富营养化控制的同时,将有益于沉积物中好氧氨氧化作用的进行.     

资源-环境双重约束下的区域生态效率的时序特征——以广西壮族自治区为例

为了探讨资源—环境双重约束下我国生态赤字地区资源环境绩效水平,利用生态脆弱指数和资源环境绩效指数（REPI）对地处珠江三角洲的广西资源环境绩效进行了系统分析和比较研究。结果表明：尽管资源环境绩效水平从2000年的72.4上升为2007年的116.1,但趋势并不明显,资源环境综合绩效水平在全国的第24—26位徘徊。综合绩效指数、SO2排放绩效指数、工业固体废弃物排放绩效指数和生物资源指数呈现＂N＂型变动,水污染指数下呈＂∧＂变动态势,大气污染指数呈现＂W＂型剧烈变动,生态承载力处于超载状态,生态脆弱性趋势没有明显改变。资源消耗和污染物排放的下降态势并不稳定。1995—2007年,广西区域环境水平呈下降趋势,区域环境水平和资源转化效率呈剧烈变动的下降趋势,抗逆水平和生态保护指数有所提高,土地资源指数呈现下降态势,排放强度指数下降明显,生态脆弱指数保持恒定,气候变异指数呈波浪状变动,环境治理指数呈剧烈变动。广西面临生态环境的整体不稳定性和对外力干预敏感性的双重压力。广西应发挥地处泛珠三角的地缘优势和辐射＂东盟＂的区位优势,加大结构调整和制度创新力度,缩短目前资源密集型的发展阶段,改善生态效率和承载力,提升广西在泛珠江三角洲地区的综合竞争力。     

施用给水厂残泥对土壤中草甘膦降解的影响

给水厂残泥（WTR）已被证实为安全废弃物,掺杂WTR能显著增强土壤对有机磷农药草甘膦的吸附容量与稳定性,与此同时,WTR的掺杂可能会进一步影响土壤中草甘膦的降解行为.本研究通过单次与重复施加草甘膦实验,从土壤中草甘膦及其代谢产物的残留特征、土壤酶活性和总菌丰度等3个方面,对比分析了WTR掺杂对土壤中草甘膦降解的影响.实验结果表明,单次施加草甘膦条件下,掺杂WTR不会影响草甘膦的降解,反而能降低草甘膦在降解过程中的迁移能力,缓解高浓度草甘膦对土壤磷酸酶和脱氢酶的抑制作用,提高土壤微生物丰度;短时间（21 d）内重复施加草甘膦会导致土壤中草甘膦与AMPA的积累,同时,掺杂WTR,特别是当掺杂量≥5%时,将造成草甘膦积累量进一步增加,但其在WTR土壤具有较高稳定性,二次释放风险小.总体而言,与短时间内频繁使用大量草甘膦的农业区相比,在施用草甘膦时间间隔较长的农业区,掺杂WTR能大大降低草甘膦在降解过程中由土壤向水体迁移的风险.     

A multispecies test of source–sink indicators to prioritize habitat for declining populations

For species at risk of decline or extinction in source–sink systems, sources are an obvious target for habitat protection actions. However, the way in which source habitats are identified and prioritized can reduce the effectiveness of conservation actions. Although sources and sinks are conceptually defined using both demographic and movement criteria, simplifications are often required in systems with limited data. To assess the conservation outcomes of alternative source metrics and resulting prioritizations, we simulated population dynamics and extinction risk for 3 endangered species. Using empirically based habitat population models, we linked habitat maps with measured site‐ or habitat‐specific demographic conditions, movement abilities, and behaviors. We calculated source–sink metrics over a range of periods of data collection and prioritized consistently high‐output sources for conservation. We then tested whether prioritized patches identified the habitats that most affected persistence by removing them and measuring the population response. Conservation decisions based on different source–sink metrics and durations of data collection affected species persistence. Shorter time series obscured the ability of metrics to identify influential habitats, particularly in temporally variable and slowly declining populations. Data‐rich source–sink metrics that included both demography and movement information did not always identify the habitats with the greatest influence on extinction risk. In some declining populations, patch abundance better predicted influential habitats for short‐term regional persistence. Because source–sink metrics (i.e., births minus deaths; births and immigrations minus deaths and emigration) describe net population conditions and cancel out gross population counts, they may not adequately identify influential habitats in declining populations. For many nonequilibrium populations, new metrics that maintain the counts of individual births, deaths, and movement may provide additional insight into habitats that most influence persistence.     

硝化污泥中AOB/NOB对硝化特性的影响

为了深入研究硝化污泥中AOB/NOB（A/N）对其硝化特性的影响,在两个SBR反应器中,通过控制单一基质,并结合影响因素控制和定期排泥,各自经过80个周期的运行,成功实现了AOB、NOB活性污泥的优化培养.依据Monod方程理论确定出AOB、NOB活性污泥中的丰度比约为1：1.不同A/N硝化特性的研究表明：亚硝化率、氨氧化速率、亚硝酸盐氧化速率以及好氧速率均受硝化污泥中A/N的影响,想要实现短程硝化的稳定运行必须使得A/N接近于1：0;氨氧化速率与硝化污泥中AOB的数量并不存在显著的正比关系;常规的生活污水硝化工艺中,A/N应不低于1：2;结合好氧速率的在线监测,当好氧速率趋于稳定时,指示短程硝化的启动已经接近完成.     

饮用水中抗生素抗性基因分布及暴露风险研究进展

抗生素耐药性的传播已成为全球性的公共健康问题,饮用水作为抗生素抗性基因（antibiotics resistance genes,ARGs）向人体迁移传播的重要途径,其携带的抗性基因及潜在暴露风险引起了广泛关注。基于已发表的饮用水ARGs相关研究,分析了全球范围饮用水中ARGs的分布及其影响因素,探究了适用于表征饮用水中ARGs人群暴露剂量及暴露风险的评估方法,并探讨了当前常规饮用水处理技术在控制ARGs方面的作用及局限性。未来的研究可从传播性、人类致病性等多维度对饮用水抗生素耐药风险进行系统性评估,针对ARGs去除需开发新型水处理技术对其进行强化处理。     

西北煤炭开发生态风险管控区划分及管理策略

为维护我国西北地区生态安全,引导煤炭资源有序开发利用,以甘肃省、青海省、新疆维吾尔自治区为研究区域,结合西北地区典型内陆河流域地下水形成特征及区域生态环境特点,选取与区域煤炭综合开发活动具有重要关联的地下水资源、生态环境等指标,利用专家打分法确定评价指标权重,构建煤炭综合开发生态风险管控评价指标体系,通过对指标体系分级结果的空间转化,划分禁止开发区、限制开发区、适度开发区3个煤炭开发的生态风险管控区.结果表明:①禁止开发区面积约131.6×104 km2,占西北三省（自治区）总面积的46%,主要分布在柴达木、塔里木、准噶尔三大盆地的盆周及周边地区,总体上呈\"三环\"分布,禁止开发区应禁止一切煤炭开发活动.②限制开发区1区主要分布在新疆维吾尔自治区南部地区及天山北麓以及甘肃省河西走廊的人工绿洲,煤炭开发利用过程中要兼顾保护农田、地下水,维持防风固沙功能方可进行;限制开发区2区主要分布在甘肃省酒泉地区黑河流域,新疆维吾尔自治区阿克苏地区、喀什地区及和田地区的荒漠生态系统内以及环塔里木盆地外围地区,煤炭开发利用过程中需兼顾防风固沙功能及生态系统保护方可进行.③适度开发区分布较为分散,在保护特定生态系统功能的前提下可适度开发.研究显示,需针对上述不同类型的生态风险管控区提出差别化管理要求,重点对限制开发区、适度开发区的煤炭开发提出相应的生态保护要求,提出由限制为主转向优化发展为主的管理方略.      

白洋淀水陆交错带N20还原酶基因（nosE）与反硝化活性的垂直分布研究

为深入剖析水陆交错带N2O释放热区的机理,选择白洋淀一处典型水陆交错带为研究对象。通过对其纵剖面（0～80cm）分层土壤样品的理化指标、反硝化速率（DNR）、N2O产生速率及N2O还原酶基因（NosZ）丰度和多样性的分析发现,在水陆交错带陆域纵剖面中,表层土壤（0～10cm）的反硝化速率（DNR）和N2O产生速率均最高,分别为65．8和9．41nmol·g^-1·h^-1（以N及dw计）;表层（0～10cm）和亚表层（10～20cm）土壤的nosZ基因丰度最高（分别为1．00×10^10genecopies·g^-1dw和9．23×10^9genecopies·g^-1dw）且没有显著性差异（p〈0．05）。生物多样性指数表明,表层土壤的nosZ基因生物多样性高于底层;在系统发育树中,表层和底层土壤的nosZ基因序列并没有明显的界限。Pearson相关性分析表明,在典型水陆交错带陆域纵剖面中,nosZ基因丰度与N2O／N2O＋N2）呈负相关关系（r=0．766,p〈0．05）,表明在水陆交错带区域nosZ基因丰度是N2O转化的指示指标。