贵州山岚桥洞内动物重金属富集的初步研究

2009年6月对贵州安顺市山岚桥洞内软体动物和节肢动物进行了采集。共获标本637号,初步鉴定隶属于2门4纲7目12科25种,合并为螺类、马陆、盲蛛、斑灶马、山蛩虫5个类群。利用原子吸收光谱仪和原子荧光仪测定洞内水、土壤及洞穴中5个类群动物体内的Pb、Cd、Hg、As、Cu、Zn、Cr、Ni8种重金属含量,计算水、土壤中重金属在动物体内的富集系数。结果表明,水、土壤及动物体内的Zn含量最高,水样为112.90μg/L,土样为224.60mg/kg,5个动物类群体内,螺类146.80mg/kg,马陆252.20mg/kg,盲蛛556.80mg/kg,斑灶马233.30mg/kg,山蛩虫722.50mg/kg;5个类群动物对洞穴土壤中Cd、Cu和Zn有明显的富集作用,富集系数均大于1;对洞穴水中As、Cu、Zn、Ni等有明显富集作用,富集系数大于1000。同种动物类群对不同重金属的富集系数不同,不同类群对同种重金属元素的富集系数也有差别。洞穴动物对重金属的富集作用,除了与元素之间相互关联外,还与环境有密切关系。     

贵州屯上洞洞穴动物对5种重金属富集的研究

2009年7月对贵州施秉县屯上洞洞穴动物进行了调查.共获动物标本454号,隶属3门9纲16目19科20种.对7个动物类群(鲤鱼、泥鳅、红点齿蟾、小戴溪蟹、盲蛛、常雕囊马陆和斑灶马)、洞穴土壤和洞穴水的重金属含量进行了测定,对各动物类群重金属富集系数和洞穴土壤的污染指数进行了评价.结果显示动物体内对重金属镉(Cd)和铜(Cu)有明显的富集.各元素在3个光带(有光带、弱光带和无光带)土壤中的平均值含量中镉(Cd)和汞(Hg)超过了我国的土壤背景值,按顺序排列为:Cu>Pb>As>Hg>Cd;水体中为:As>Cu>Pb>Hg>Cd.单项污染指数显示Cd为轻污染(1.4);Hg为中污染(2.93).综合污染指数显示3个光带的污染系数平均值为1.22,属于轻污染,说明该洞虽有重金属污染但并不严重.     

重金属污染区农田土壤动物群落结构及富集研究——以山西省临汾钢铁厂周围农田为例

本文对重金属污染区山西省临汾钢铁有限公司(临钢)周围农田土壤动物的群落结构特征及其对重金属污染的富集进行了研究。采用手拣法和干漏斗法对临钢周围农田28个样点的土壤动物进行了调查,共获取土壤动物样品数2348,隶属于4门11纲。其中优势类群仅有前气门亚目,常见类群16类,12类稀有类群。对临钢周围农田土壤进行理化性质检测,结果显示土壤呈微碱性,肥力中等,重金属综合污染指数较大。综合土壤动物多样性及周围土壤环境的重金属污染数据,通过统计分析表明:(1)重金属污染地区土壤动物与土壤理化性质的相关性不显著(P>0.05);(2)土壤动物的种类和数量随污染指数的增加而减少;在垂直分布上,表聚性削弱,甚至出现逆分布现象;(3)随着土壤中重金属浓度的增加,蚯蚓和等足目体内的重金属含量也在上升。蚯蚓对Ni元素富集,对6种重金属元素的富集系数依次为Ni>Mn>Cu>Pb=Cr>Zn;等足目对Cu元素富集,对6种重金属元素的富集系数依次为Cu>Mn>Pb>Zn>Ni=Cr。     

水培条件下四种植物对Cd、Pb富集特征

利用水培方法测定了不同浓度下向日葵、蓖麻、紫花苜蓿及芥菜的生物量和植物体内重金属Cd、Pb含量,分析了植物对重金属的富集特征。结果表明:经过5周培养后,4种植物根部与地上部对重金属的富集量随着浓度的增加而增加,Cd浓度为20mg·L-1时,向日葵的根部Cd含量最高,达到237.86mg·kg-1,地上部Cd含量为89.48mg·kg-1;而Pb浓度为200mg·L-1时,芥菜根部对Pb的吸收量较高,达到597.22mg·kg-1,地上部Pb含量最高的则出现在向日葵处理Pb100mg·L-1中,为318.33mg·kg-1。4种植物对Cd、Pb的富集系数随重金属浓度的增加而减小;根部及地上部富集系数与生物量和重金属浓度呈现出一定的相关性;另外,在Cd、Pb复合处理中,一种重金属的存在会在不同程度上影响植物对另一种重金属的吸收。通过比较4种植物根部与地上部的生物量和对Cd、Pb富集特征,认为相对于其他3种植物向日葵对Cd、Pb具有较强的吸收潜力,并可以作为Cd、Pb污染土壤植物修复的备选植物。     

洞穴环境因子对动物群落结构的影响——以贵州松桃神女洞为例

神女洞是位于贵州松桃县的一个典型喀斯特洞穴,由于洞口已有一部分被旅游开发,为了能较详细地记录该洞穴的动物资源状况,了解洞穴环境条件与洞内动物群落结构之间的关系,及部分环境因子对洞穴动物空间分布的影响,2016年7月,在贵州松桃神女洞进行了较为深入的调查,共采获动物标本645号,土壤样本9份（250 g/份）,并对空气温湿度及CO、CO2、O2、H2S 4种气体的含量进行现场测定。动物标本经鉴定,隶属3门8纲13目24科37种。斑灶马（Diestrammena marmorata）为优势种,占整个类群的67.60%。用原子吸收法测定了洞穴土壤中重金属Pb、Cd的含量,原子荧光法测定Hg、As的含量,并对这4种重金属进行污染评估,结果显示,Hg污染严重,含量超出中国土壤背景值,综合污染指数远远超过重度污染等级线。结合多样性指数运用相关性分析方法分析该洞穴动物群落的结构特征,结果表明,该洞穴动物群落的均匀度指数J''和优势度指数C与空气中H2S含量呈现显著相关关系;最大多样性H''max与温度呈极显著负相关。用典型相关分析方法分析洞穴动物的空间分布状况与环境因子相关性。唇足纲（Chilopoda）、两栖纲（Amphibia）和哺乳纲（Mammalia）的动物在空间分布上差异较小,且与空气中CO2和土壤中铅的含量成正相关;蛛形纲（Arachnoidea）的分布与O2含量呈正相关;倍足纲（Diplopoda）喜生活在较潮湿的地方;腹足纲（Gastropoda）的分布与空气中H2S的量正相关。     

金毛狗对重金属的富集特性的研究

为探讨金毛狗[Cibotium barometz(L.) J. Sm.]对重金属的富集能力,在广东省选取6个样点(南岭、南昆山、白云山、大岭山、梧桐山、西樵山)采集金毛狗的叶片、根状茎和根际土壤,采用ICP-MS测定9种重金属元素(Cr、Mn、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Hg、Pb)的含量。结果表明,样地土壤已受到不同程度的重金属污染,土壤中Cd和Hg含量均高于广东省土壤背景值,分别为背景值的1.61~4.82倍和4.74~11.79倍。西樵山土壤中Cd含量最大,南岭土壤中Hg含量最大。在9种元素中,金毛狗对Hg的转运系数最高,达4.8,对Cd的富集系数最高,达2.2,Cu和Cd元素的转运系数和富集系数均大于1。这说明金毛狗对重金属元素的富集能力较弱而转运能力较强。     

贵阳花溪区石灰土林地土壤重金属含量特征及其污染评价

选取贵阳市花溪区典型石灰土林地土壤作为研究对象,分析了林地石灰岩和土壤中7种重金属(Cu、Zn、Mn、Cd、Ni、Pb、Co)的含量特征,以贵州省土壤背景值和全国石灰(岩)土类背景值为评价标准进行林地土壤重金属污染评价和潜在生态风险评价.结果表明:林地石灰岩以Pb的平均含量(40.21mg·kg-1)最高,Zn的(5.78 mg·kg-1)最低,7种重金属平均含量高低顺序为:Pb＞Ni＞Mn＞Co＞Cu＞Cd＞Zn;林地土壤中以Mn的平均含量(451.16 mg·kg-1以上)最高,Cd的(2.87mg·kg-1以下)最低,7种重金属含量的变异系数在8.57%～63.10%之间,Zn的平均含量明显低于贵州省土壤背景值和全国石灰(岩)土类背景值,Cu、Mn、Cd、Pb、Ni、Co的平均含量高于或接近于贵州省土壤背景值和全国石灰(岩)土类背景值.Cu、Zn、Mn、Ni、Co,Ni与Pb,Cd与Pb,Cd与Co来源相同的可能性较大,而Cd与Cu、Ni,Pb与Mn、Cu、Co的来源不同;石灰土偏碱性,富含Ca、Mg元素,有利于重金属Cd、Pb的累积.单因子污染指数和多因子综合指数(内梅罗指数法)与Hakanson潜在生态危害指数的评价结果一致,林地土壤重金属综合污染指数在3.67以上,达到重污染程度,以Cd的污染指数(4.94以上)最高,污染程度最为严重,其次是Pb(1.82以上),Zn、Mn污染程度最低,林地土壤重金属潜在生态危害指数(RI)为173.75以上,为中度生态危害程度,产生最大生态危害的是Cd,其次是Pb、Ni、Co、Cu,危害程度最小的是Mn、Zn,在相同的成土母岩和人为活动影响下,无林地土壤重金属的综合污染指数和潜在生态危害指数均明显高于有林地.     

曼陀罗和苍耳对污染土壤中镉的吸收与富集

目的:研究曼陀罗和苍耳对重金属镉的吸收与富集特征.方法:室外盆栽试验和室内原子吸收测定曼陀罗和苍耳体内的镉含量.结果:土壤中的镉刺激了植物的生长,曼陀罗和苍耳的生物量都比对照有所增加;曼陀罗和苍耳体内的镉含量随土壤中镉浓度的增加而增加;当土壤中镉浓度为100mg·kg-1时,曼陀罗地上部分富集系数为1.15,大于1,而在其它测试浓度下均小于1;苍耳地上部分的富集系数在所有测试浓度下都小于1.结论:曼陀罗和苍耳都不属于镉的超富集植物.     

海口城市土壤重金属污染特征与生态风险评估

对海口城市土壤重金属含量、空间分布特征与赋存形态进行了研究,并评估了其生态风险。结果表明,海口城市土壤重金属Hg、As、Cd、Cu、Cr、Ni、Pb、Zn的平均含量分别为0.073、3.82、0.25、26.7、92.4、52.5、29.1和84.1 mg·kg-1。与海口土壤背景值相比,海口城市土壤明显富集重金属Hg、As、Cd、Cu、Cr、Ni、Pb和Zn,受到一定程度重金属污染。Cr、Ni、Cu、Cd和Zn元素主要在郊区富集,Pb主要在路边绿化带中富集,Hg主要在生活区富集。海口城市土壤中Zn、As、Cr、Cu和Ni以残渣态为主,Hg主要以强有机态和残渣态存在,Pb主要以铁锰氧化态和残渣态存在,而Cd则主要以生物可利用态为主。生态风险评价结果显示,海口城市土壤重金属综合生态风险属于微弱水平,但Cd和Hg污染应引起重视。     

重金属在土壤生态系统中的富集及毒性效应

对清水塘重金属污染区土壤生态系统重金属的富集及毒性效应的研究结果表明,土壤中 主要富集的重金属元素为生物毒性较强的Cd、Hg、As以及具有一定毒性的Zn、Pb、Cu,平均综 合污染指数为640.大型土壤动物重金属含量的分析结果表明,重金属富集量随污染程度的 增加而增加,尤其某些巨蚓科种类对Cd表现高富集,富集系数为1196.通过染毒试验进一 步证明,土壤动物种类和数量随Cd浓度的增加而减少.同工酶分析表明,Cd对蚯蚓同工酶活性 有明显的毒性效应.污染区主要种植蔬菜作物,而重金属在蔬菜体内的富集量也随污染 程度的增加而增加,其中蔬菜对Cd的富集有明显的品种间差异.     

贵州仙家洞和忆苦洞洞穴动物群落多样性及其环境因子的影响

为了解矿区洞穴动物群落多样性特征及其影响因素,于2019年3月对贵州松桃锰矿区仙家洞和忆苦洞的动物进行了调查,运用主成分(PCA)综合分析了环境因子对洞穴动物群落多样性的影响,并利用潜在生态危害指数对洞穴内土壤重金属的生态风险水平进行了评价.结果 表明:共获动物标本445号,隶属4门8纲18目32科,其中仙家洞178号...     

Developmental constraints in cave beetles

In insects, whilst variations in life cycles are common, the basic patterns typical for particular groups remain generally conserved. One of the more extreme modifications is found in some subterranean beetles of the tribe Leptodirini, in which the number of larval instars is reduced from the ancestral three to two and ultimately one, which is not active and does not feed. We analysed all available data on the duration and size of the different developmental stages and compared them in a phylogenetic context. The total duration of development was found to be strongly conserved, irrespective of geographical location, habitat type, number of instars and feeding behaviour of the larvae, with a single alteration of the developmental pattern in a clade of cave species in southeast France. We also found a strong correlation of the size of the first instar larva with adult size, again regardless of geographical location, ecology and type of life cycle. Both results suggest the presence of deeply conserved constraints in the timing and energy requirements of larval development. Past focus on more apparent changes, such as the number of larval instars, may mask more deeply conserved ontogenetic patterns in developmental timing.     

PTRF triggers a cave in

Caveolae are small membrane invaginations important for cell signaling that are characterized by the presence of caveolin proteins. Hill et al. (2008) have now identified PTRF as a new constituent of the caveolar coat. In the absence of PTRF, caveolae flatten and caveolin-1 is released into the cell membrane, where it is rapidly internalized and degraded.     

Increased cave dwelling reduces the ability of cave crickets to resist dehydration

Differential strategies for maintaining water balance are reported for female adults of three cave crickets Hadenoecus cumberlandicus, H. opilionoides and H. jonesi, a species replacement series along the Cumberland Plateau in the southeastern United States. The distribution of H. cumberlandicus is much broader than the range of H. opilionoides, which is much smaller in body size, and that of H. jonesi, which possesses enhanced troglomorphic (cave dwelling) characteristics. Due to high net transpiration (water loss) rates and increased activation energies, H. jonesi and H. opilionoides are more susceptible to dehydration than H. cumberlandicus. To avoid dehydration, H. opilionoides and H. jonesi require more moisture than H. cumberlandicus to counter their higher rates of water loss. The heightened reliance on moisture likely indicates that the more troglomorphic H. jonesi and smaller H. opilionoides are required to spend more time in the moist cave region. Reliance on the cave for H. cumberlandicus is presumably less, allowing them to function in epigean habitats for longer periods and disperse to nearby caves, likely accounting for the more expansive distribution of this cricket. While in the cave habitat, cave crickets are exposed to water-saturated conditions, reducing the pressure of dehydration stress the longer a species remains in this wet environment. This reduced pressure leads to higher water loss rates as cave confinement increases. We conclude that increasing water loss rates associated with increasing troglomorphic adaptation in cave crickets is a side effect of extended residence in stable moist cave environments.     

Phylogeography of cave pseudoscorpions in southern Australia

Aim  To investigate molecular phylogenetic divergence and historical biogeography of the cave-dwelling pseudoscorpion genus Protochelifer.
Location  Caves and nearby epigean habitats in southern Australia were sampled from western Victoria, Naracoorte Caves, Flinders Ranges, Kangaroo Island, Nullarbor Plain and south-west Western Australia.
Methods  Allozyme electrophoresis (57 individuals) and a 569-base-pair section of the mtDNA COI gene (22 individuals) were used to reconstruct phylogenetic relationships among four cave species and three epigean species from 13 locations.
Results  Phylogenetic reconstruction using the allozyme and mtDNA sequence data revealed a similar topology, showing recent speciation of several Protochelifer populations in caves from Naracoorte to the Nullarbor Plain. Naracoorte Caves contained a single species, Protochelifer naracoortensis , found in four separate caves, while all other cave species appear to be restricted to single caves.
Main conclusions  At a local scale, as indicated by the four Naracoorte caves, dispersal is thought to occur via micro- and mesocaverns, and possibly by phoresy using insect or bat vectors. With current data we are unable to determine if cavernicolous species of Protochelifer have arisen from a single cave colonization event followed by phoretic dispersal on bats to other caves, or multiple cave-invasion events from independent epigean ancestors. Genetic heterogeneity among Protochelifer populations from Nullarbor caves suggest that P. cavernarum , the only species presently recorded from this region, is likely to constitute a species complex requiring further study to fully resolve its relationships.