海洋浮游植物对磷限制的响应机制

海洋浮游植物是全球初级生产力的重要贡献者,它们的生物量主要受到氮、磷、铁等营养元素的限制。磷元素作为浮游植物所必需的元素,在寡营养海域的真光层海水中十分缺乏,是浮游植物生长的限制因子。磷元素的缺乏不仅直接影响浮游植物的生长繁殖及物种演替,还对海洋碳、氮生物地球化学循环产生深远影响。全球变暖加剧海水层化,进而减少垂直混合带来的营养盐补充。面对不断变化的海洋环境,浮游植物通过减缓细胞生长、加强磷吸收和储存、分解有机磷、磷脂替代、降低细胞对磷酸盐的依赖等方式,应对海洋环境中的磷限制。本文总结了近年来海洋浮游植物应对磷限制响应机制的最新研究进展,主要从生理响应和生态效应方面综述了海洋磷限制对浮游植物的影响以及浮游植物响应海洋磷限制的策略,希望对海洋浮游植物和海洋环境科学相关研究具有借鉴意义。     

农业开垦对泥炭沼泽湿地土壤氮矿化的影响

泥炭沼泽湿地是地球系统中天然的氮库和碳库,农业开垦将导致泥炭沼泽湿地退化,其中氮素矿化是湿地退化的重要过程.以吉林龙湾国家级自然保护典型泥炭沼泽区和周边农田为对象,通过调查取样,分析泥炭沼泽湿地、玉米田与水稻田的土壤理化性质、土壤微生物、氮矿化相关功能基因和氮矿化速率之间的相互关系.结果发现,垦殖显著改变了湿地土壤理化...     

基于断裂力学和有限元的碾压混凝土坝劈头裂缝扩展的应力计算研究

混凝土坝的劈头裂缝属于断裂力学中描述的张开型(I型)裂缝。劈头裂缝应力计算中,强度因子KI和材料开裂韧度KIC是判断劈头裂缝扩展的关键参数。采用断裂力学的基本理论推导裂缝应力计算的基本公式,并借助有限元来确定强度因子和材料开裂韧度,对寒冷地区实际工程坝体裂缝进行计算,得出运行期4日型寒潮期和不同运行时段的温度裂缝长度和强度因子。通过对比发现,计算结果与大坝运行期不同工况裂缝的实际情况相符合,验证了方法的正确性。     

不同氮肥配施生物炭对镉污染土壤青菜镉吸收的影响

氮是作物生长的必需营养元素,生物炭是一种良好的土壤修复材料.以镉(Cd)污染农田土壤为对象,采用青菜盆栽试验研究尿素、硫酸铵和硝酸钙这3种氮肥配施生物炭对青菜生长和Cd吸收的影响.结果表明,施用氮肥和生物炭促进了青菜生长,与不施氮肥的对照处理相比,单施尿素、硫酸铵、硝酸钙和生物炭处理青菜生物量显著增加了5.02%～32.9%,不同氮肥配施生物炭处理青菜生物量比单施氮肥处理显著增加了8.84%～50.8%.单施尿素后土壤pH值比对照处理显著降低了0.27个单位,土壤有效态Cd含量显著增加了30.0%.单施硫酸铵后土壤pH值比对照处理显著降低了0.33个单位,青菜Cd含量显著增加了29.2%.单施硝酸钙对土壤pH值和青菜Cd含量无显著影响,而单施生物炭后土壤pH值比对照处理显著提高了0.35个单位,土壤有效态Cd含量和青菜Cd含量分别显著降低了57.4%和53.7%.氮肥配施生物炭处理土壤pH值比单施氮肥处理显著提高了0.14～0.28个单位,土壤有效态Cd含量和青菜Cd含量分别显著降低了16.5%～30.1%和15.3%～28.6%.总体来看,配施生物炭能够调节不同氮肥对污染土壤中Cd有...     

不同适应温度对镉暴露中大型溞生理和亚细胞水平的作用

虽然水生生物大多是变温动物并且温度对化合物的毒性有非常重要的作用,但生态毒理学实验一般在实验室标准温度(20℃)或者生物最适温度下进行。我们调查了适应温度(20℃、24℃和28℃)对镉暴露(0,20和40μg·L~(-1))中大型溞生理和亚细胞水平的作用,实验终点包括镉的急性毒性(48 h-EC50)、大型溞的21 d存活率、21 d累积繁殖数(21-d CR)、第一次生育时间(time to first brood,TFB)、能量储存、电子转移活性(electron transport system activity,ETS)、热应激蛋白hsp70和金属硫蛋白(MT)。结果显示:适应温度升高时大型溞的镉耐性降低,20℃、24℃和28℃下的48 h-EC50分别为(40.2±9.9)μg·L~(-1)、(15.6±2.7)μg·L~(-1)和(10.7±1.9)μg·L~(-1);28℃下,大型溞21 d存活率分别比对照(20℃,0μg·L~(-1)镉暴露)降低23%(20μg·L~(-1)镉暴露)和87%(40μg·L~(-1)镉暴露)并且大型溞的21 d累积繁殖数(21-d CR)显著降低。大型溞的能量储存随适应温度的升高而降低,24℃和28℃时分别降低了46%和62%(0μg·L~(-1)镉暴露),48%和60%(20μg·L~(-1)镉暴露)、80%和91%(40μg·L~(-1)镉暴露)。而镉浓度只有达到40μg·L~(-1)时,对大型溞的能量储存有明显影响。适应温度和镉暴露对电子转移系统活性(ETS)没有显著影响。28℃的适应温度和40μg·L~(-1)的镉暴露都能诱导大型溞热应激蛋白hsp70和金属硫蛋白(MT)显著上升,但适应温度(20℃~28℃)和镉暴露(0~40μg·L~(-1))的结合对hsp70先诱导后抑制,MT则一直被诱导上升。总之,生物在不同温度下对毒物的反应存在差异,将不同适应温度下的毒性数据整合到生态危险性评价能够保证生物获得更充分的保护;此外,hsp70和MT的变化是环境压力的综合反应,作为某种污染物的生物标志物时需要综合考虑环境因素。