洱海沉水植物的光合特性与分布水深的关系

为研究沉水植物光合特性与其分布水深的关系,选取黑藻(Hydrilla verticillata)、苦草(Vallisneria natans)、水蕴草(Egeria densa)、大茨藻(Najas marina)、微齿眼子菜(Potamogeton maackianus)、光叶眼子菜(Potamogeton lucens)和穿叶眼子菜(Potamogeton perfoliatus)等15种洱海常见沉水植物,测定其光合作用参数。结果表明:光合速率为2.8—18.1μmol O₂/(g DW·h)、暗呼吸速率为0.3—2.0μmol O₂/(g DW·h)、光补偿点为6.3—63.8μE/(m²·s)、光饱和点为55.6—441.5μE/(m²·s),不同沉水植物间光合作用参数存在显著差异。结合洱海全湖沉水植物分布水深调查结果,沉水植物的光补偿点和光饱和点与分布水深呈显著负相关;苦草与其他物种比较具有更低的光补偿点6.3μE/(m²·s)、光饱和点55.6μE/(m^2...     

亚热带季风阔叶林不同林地几种植物光合作用的比较研究

比较了亚热带季风阔叶林不同林地几种植物的叶特性、叶含氮量、叶绿素含量、光合速率和气孔对CO_2的传导率,表明疏林的桃金娘(Rhodomyrtus tomentoso)和荷树(Schima superba)的叶厚和栅栏组织厚度较九节(Psychotria rubra)小,但单位面积干重较九节大,叶含氮量(N mg/g干重)较密林的罗伞(Ardisia quinquegona)低,疏林的桃金娘和荷树的光合作用饱和光强为600和550 μmol 光量子m~(-2),S~(-1),光补偿点分别为12和20 μmol,光量子m~(-2),s~(-1),两种植物的平均最大光合速率分别为11.9±0.4和7.5±1.8 μol CO_2,m~(-2),S~(-1),光合量子产率分别为0.056和0.048,而密林的罗伞光合速率变化对光强变化反应敏感,暗呼吸速率较低。光补偿点为5μmol,光量子m~(-2),S~(-1),显著低于疏林植物,疏林植物有着较高的Ci/Ca值和水分利用效率。亚热带季风阔叶林的不同林地的植物有着不同的光合作用特性,这可能与植物生境的光状况有关。     

亚热带季风阔叶林不同林地几种植物光合作用的比较研究

比较了亚热带季风阔叶林不同林地几种植物的叶特性、叶含氮量、叶绿素含量、光合速率和气孔对CO2的传导率,表明疏林的桃金娘（Rhodomyrtus tomentoso）和荷树（Schima superba）的叶厚和栅栏组织厚度较九节（Psychotria rubra）小,但单位面积干重较九节大,叶含氮量（N mg/g干重）较密林的罗伞（Ardisia quinquegona）低,疏林的桃金娘和荷树的光合作用饱和光强为600和550 μmol 光量子m-2,S-1,光补偿点分别为12和20 μmol,光量子m-2,s-1,两种植物的平均最大光合速率分别为11.9±0.4和7.5±1.8 μol CO2,m-2,S-1,光合量子产率分别为0.056和0.048,而密林的罗伞光合速率变化对光强变化反应敏感,暗呼吸速率较低。光补偿点为5μmol,光量子m-2,S-1,显著低于疏林植物,疏林植物有着较高的Ci/Ca值和水分利用效率。亚热带季风阔叶林的不同林地的植物有着不同的光合作用特性,这可能与植物生境的光状况有关。     

短期CO2浓度升高对雨林树种盘壳栎光合特性的影响

比较研究了海南岛尖峰岭热带山地雨林上层乔木盘壳栎 (Castanopsis patelliformis(Chun) Chun)叶片光合作用对高 CO2浓度的短期响应。用 L i- 6 4 0 0 (L i- cor,Inc.,USA)便携式光合作用测定系统外置 CO2 气源 ,程序控制 CO2 处理浓度为35 0μmol/ mol及其加倍浓度 ,测定叶片光合速率的日变化进程 ,并通过光合作用相关响应曲线计算主要光合参数。结果表明 ,CO2 浓度倍增可使盘壳栎植株阳性叶净光合速率平均提高 75 % ,光饱和光合速率提高 6 5 % ,气孔导度降低 2 8%～ 73% ,水分利用效率提高 4 3%～ 70 % ,光补偿点升高近 7μmol/ (m2· s) ,饱和点提高 10 0 μmol/ (m2·s) ,表观量子产量提高 6 1% ,反映出 CO2浓度升高可提高植物的光合生产力。叶片光合作用日变化趋势在高 CO2 浓度的短期作用下并未发生明显改变     

华南地区3种具有不同入侵性的近缘植物对低温胁迫的敏感性

以五爪金龙(Ipomoea cairica (L.) Sweet,重度入侵植物)、裂叶牵牛(Ipomoea nil (L.) Choisy,轻度/非入侵植物)和三裂叶薯(Ipomoea triloba L.,非入侵植物)3种起源于热带美洲、且在华南地区具有不同入侵性的番薯属藤本植物作为研究对象,通过比较它们在低温胁迫下的生理响应探究3种植物对低温的敏感性与它们入侵性之间的关系。通过测定在不同温度(28、15、10 ℃)处理下植物的生物量、活性氧、渗透调节物质、根系活力、光合特征等生理指标发现,五爪金龙、裂叶牵牛及三裂叶薯均通过增加光合系统Ⅱ的热耗散、积累渗透调节物质以及增强根系活力来应对低温环境,但15 ℃的温度条件已经对3种植物形成较为强烈的胁迫作用,表现为H₂O₂和丙二醛的积累、光合系统Ⅱ受损、根部细胞死亡以及生物量、根长的极显著下降(P<0.01),证明3种植物对低温胁迫均具有较高的敏感性。综合比较3种植物各生理指标的响应幅度发现,它们对低温的耐受性表现为:五爪金龙 > 裂叶牵牛 > 三裂叶薯,这与它们在华南地区的入侵危害程度一致,暗示低温敏感性的差异可能是其入侵性差异的重要原因。结果表明,低温敏感性是影响外来植物入侵性和入侵区域的重要因素,五爪金龙较高的低温敏感性是限制其在华南以外地区形成入侵危害的重要原因。     

茶树叶片净光合速率对生态因子的响应

试验以铁观音品种为材料 ,研究盆栽茶树叶片净光合速率对生态因子的响应。结果表明 :茶树叶片净光合速率 ( Pn)随着光合有效辐射 ( PAR)增加而迅速升高。成龄叶片光补偿点和光饱和点分别在 50～ 1 1 0 μmol/m2· s和 1 80 0～2 0 0 0 μmol/m2· s左右 ,光补偿点和光饱和点随叶龄、环境温度不同而异。茶树叶片净光合速率对叶温的响应曲线类似抛物线型 ,环境温度为 2 4℃和 2 7℃时光合最适温度分别为 2 7± 2℃和 3 0± 2℃。光合最适温度也随叶龄不同而不同。当空气 CO2 浓度在 2 90～ 3 60μl/L时 ,茶树叶片净光合速率 ( Pn)随空气 CO2 浓度提高而提高 ,但当浓度高于 3 70μl/L或低于2 80μl/L时 ,Pn的增大或减小都很急剧 ,CO2 补偿点在 2 83μl/L左右。茶树叶片净光合速率 ( Pn)随着土壤水势逐渐下降而下降 ,临时性萎蔫点在 -50 k Pa左右 ,永久性萎蔫点在 -62 k Pa左右 ,同时复胁迫茶树的抗旱性明显提高。     

广西八角莲与八角莲光响应特性的比较研究

为了解濒危植物广西八角莲对环境光强的适应性,该研究以广西八角莲同属渐危种八角莲为对照,采用Li-6400便携式光合测定系统对两种植物的光合光响应特性进行了比较研究,进而探讨广西八角莲的濒危机制。结果表明:广西八角莲与的八角莲的光饱和点分别为440和530μmol·m~(-2)·s~(-1),光补偿点为13.25和13.10μmol·m~(-2)·s~(-1),最大净光合速率为3.62和6.81μmol·m~(-2)·s~(-1),表观量子效率为0.065和0.042μmol·μmol~(-1),两种八角莲均具阴生草本植物的光合特性,但其光补偿点与饱和点均高于一般阴生草本,10%~30%阴蔽度的林下生境有利于两种八角莲的生长;两种植物相比较,广西八角莲的光合能力较弱,光饱和点较低,但其弱光下的量子效率较高。大部分光强下,八角莲的净光合速率、气孔导度和蒸腾速率均高于广西八角莲,但广西八角莲的瞬时水分利用效率却高于八角莲,表明广西八角莲的光合策略比较保守,以较低的光合积累为代价来维持较高的水分利用效率,以保持体内水分平衡。     

检疫性杂草毒莴苣的光合特征及其入侵地群落学生态调查

毒莴苣是我国东南沿海地区的新入侵杂草,也是国家进境植物的检疫对象.调查发现,毒莴苣植株高大,易在入侵地形成群落优势种;常见的伴生杂草有小飞蓬、野塘蒿、鬼针草、裂叶月见草、裂叶牵牛、狗尾草、野胡萝卜、苍耳、一年蓬、山莴苣、葎草、龙葵和钻形紫菀等.应用LCA 4光合蒸腾测定系统对毒莴苣进行净光合速率测定,结果表明：该种实测净光合速率高达21.22±0.45 μmol CO₂·m^-2·s^-1,比入侵性杂草一年蓬、野塘蒿稍低,比藜、北美车前、山莴苣等高,是一种高光效植物;根据毒莴苣的光合-响应曲线,该外来入侵种的理论光补偿点为37.58 μmol·m^-2·s^-1, 光饱和点为1 480 μmol·m^-2·s^-1,理论最大净光合速率20.81 μmol CO₂·m^-2·s^-1;毒莴苣的光合作用具有午休现象,是由于高光照和高温导致气孔阻力增加、气孔关闭,影响了植株对外的气体交换;影响净光合速率的主要因素是气孔导度、叶面光合有效辐射和叶片的蒸腾.     

小叶锦鸡儿和狭叶锦鸡儿的光合特性及保护酶系统比较

对锦鸡儿属羽状叶类群的代表植物--小叶锦鸡儿(Carag ana microphylla)和假掌状叶类群的代表植物--狭叶锦鸡儿(Caragana stenophyll a)的光合特性和保护酶系统进行了比较研究.小叶锦鸡儿的光补偿点(217 μmol photo n/(m2·s))、光饱和点(1107μmol photon/(m2·s))、光合最适温度(25.65℃) 均低于狭叶锦鸡儿(光补偿点,342μmol photon/(m2·s);光饱和点,1444μmol phot on/(m2·s);光合最适温度,32.89℃),前者在低温、低光强下表现出更高的光合速率 .小叶锦鸡儿净光合速率表现出随空气相对湿度增大而升高趋势,而狭叶锦鸡儿则在空气相对湿度为80%～90%时,净光合速率达到最大.这说明狭叶锦鸡儿光合系统对强辐射、高温和干旱环境的适应能力大于小叶锦鸡儿,小叶锦鸡儿对低辐射的利用能力高于狭叶锦鸡儿.狭叶锦鸡儿净光合速率和光能利用效率日进程午后高于小叶锦鸡儿,表明狭叶锦鸡儿的保水能力好于小叶锦鸡儿.小叶锦鸡儿LUE日平均值(8.17mmolCO2/mol photon)大于狭叶锦鸡儿(7.08 mmolCO2/mol photon),表明小叶锦鸡儿对低光强环境适应能力强.这些光合特性正好与它们分布区的光、温、湿条件相适应.从光合特性来看,狭叶锦鸡儿比小叶锦鸡儿更适于在光辐射充足、气温较高、降水更少的环境下生长.狭叶锦鸡儿有较高的POD和S OD活性,导致其自由基含量、MDA含量和细胞膜相对透性小于小叶锦鸡儿,这是狭叶锦鸡儿适应其干旱、高温、强辐射环境的重要特性.狭叶锦鸡儿叶细胞游离脯氨酸含量小于小叶锦鸡儿,也说明狭叶锦鸡儿对干旱的适应性强.结果表明(1)锦鸡儿属植物是以光合特性和抗氧化系统的变异来适应它们的光、温、湿环境的.(2)假掌状叶的代表植物--狭叶锦鸡儿比羽状叶的代表植物--小叶锦鸡儿对干旱、高温、强辐射的适应性强.这一研究结果似可以作为羽状叶是原始类群、假掌状叶是较进化类群观点的证据.     

三峡库区消落带芦苇穗期光合生理特性研究

三峡水库运行时,在库区两岸将形成周期性变化的水陆交错地带即消落区,它是陆地和水生生态系统的交错地带,具有生态脆弱性、生物多样性、水分变化周期性和人类活动的频繁性等特点,它对水、陆生态系统具有重要影响.同时,它也面临着严峻的生态与环境问题.以嘉陵江岸边的常见芦苇Phragmites communis(reed)为研究对象,模拟三峡库区消落带土壤含水量变化特征,设置了T1(淹水超过土壤表而2 cm)、T2(土壤含水量为田间持水量的70%-100%)、T3(土壤含水量为田间持水量的40%-60%)3个不同处理组,用嘉陵江江水灌溉芦苇,研究三峡库区不同消落带带位土壤不同含水量条件下芦苇穗期的光合生理生态响应机理,为消落带植被恢复重建和生态环境保护提供理论依据.实验结果表明:土壤不同含水量显著影响r芦苇穗期的叶片水分含量、表观光量子效率(AQY)、暗呼吸速率(Rd)和光补偿点(LCP),而最大净光合速率(Amax)和光饱和点(LSP)没有受到显著影响.T1、T2和T3的最大净光合速率Amax值分别为17.63、19.13和20.97 μmol CO2/m2·s.T3的表观光量子效率AQY值为0.055 μmol CO＜＜2＞/μmol hotons,且明显(P＜0.05)高于T1(0.042 μmol CO2/μmol Photons)和T2(0.046 μmol CO2/μmol Photons).这表明T3条件下芦苇的光能转化率高,光合能力强,并且T3的水分利用效率(WUE)和光量子利用效率(QVg)最高,自由水/束缚水比值最小,说明芦苇具有较强的抗干旱的能力.光补偿点LCP中T2的值为35.43 μmol/m2·s,该值明显地(P＜0.05)高于T1(14.55 μmol/m2·s)和T3(12.79 μmol/m2·s).T1、T2和T3的光饱和点LSP分别为912.5、803.89和897.22 μmol/m2·s,表明T1条件下芦苇对光的利用范围较宽,并且T1的Ci值最大,光合作用的源物质多,Rd值最小,暗呼吸所消耗的底物少.与其他耐水淹植物相比,T1条件下芦苇具有较高的Amax(17.63 μmol/m2·s),说明芦苇具有较强的耐水淹能力.因此,研究表明芦苇不仅具有耐水湿的特点,还具有耐旱性,芦苇可以作为三峡库区消落带植被恢复重建和生态环境保护的禾本科先锋物种.     

哀牢山木果柯林及退化植被下土壤氮素矿化和硝化作用

采用封顶埋管法,我们于11月21日至次年4月15日,分3个培养期共165天(包括干季初期、中期和末期),对哀牢山原生木果柯林(Lithocarpusxylocarpusforest)、栎类次生林(secondary oakforest)和人工茶叶地(teaplantation)三种群落类型的土壤氮素矿化和硝化作用进行了研究.结果表明:在3个培养期中,不同群落下土壤的氮素矿化和硝化作用都具有明显差异;而且它们均具有明显的干季动态,但变化趋势不尽相同.净氨化速率远高于净硝化速率,后者约为前者的0.5%～10%.结果表明,培养期、群落类型和样方诸因子对净氮矿化速率和净硝化速率的影响均存在不同程度的交互作用.人为干扰能导致氮素矿化和硝化速率等生态系统过程的变化,我们的研究结果为此提供了证据支持.与木果柯原始林相比,茶地和次生林的氮素转化过程更多地受物理因素的控制(如温度和水分).这意味着哀牢山地区的木果柯原始林的保护应该受到重视.     

哀牢山木果柯林及退化植被下土壤氮素矿化和硝化作用(英文)

采用封顶埋管法,我们于11月对21至次年4月15日,分3个培养期共165天(包括干季初期、中期和末期),对哀牢山原生本果柯林(Lithocarpus xylocarpus forest)、栎类次生林(sccondary oak forest)和人工茶叶地(tea planation)三种群落类型的土壤氮素矿化和硝化作用进行了研究。结果表明:在3个培养期中,不同群落下土壤的氮素矿化和硝化作用都具有明显差异;而且它们均具有明显的干季动态,但变化趋势不尽相同。净氨化速率远高于净硝化速率,后者约为前者的0.5％～10％。结果表明,培养期、群落类型和样方诸因子对净氮矿化速率和净硝化速率的影响均存在不同程度的交互作用。人为干扰能导致氮素矿化和硝化速率等生态系统过程的变化,我们的研究结果为此提供了证据支持。与木果柯原始林相比,茶地和次生林的氮素转化过程更多地受物理因素的控制(如温度和水分)。这意味着哀牢山地区的木果柯原始林的保护应该受到重视。     

高原鼢鼠种群能量动态的研究——Ⅰ.平均每日代谢及挖掘活动代谢特征

高原鼢鼠(Myospalax baileyi)的平均每日代谢率(ADMR)在6—10月期间无显著变化(F=0.731 ,p》0.05),这可能与地下洞道中环境温度的相对稳定有关。各月份ADMR合并统计为1.3027±0.2314毫升氧/克·小时。ADMR与体重(W,以克计)呈显著的负相关,两者间的回归关系为:ADMR=20.09W~(-0.50)。挖掘活动代谢率(MR_B)为4.6282±0.9332毫升氧/克·小时,相当于各月ADMR平均值的3.15—3.78倍。MR_B亦与W呈明显的负相关,回归公式为:MR_B=67.24W(-0.49).实验室条件(20℃)下,日代谢活动无明显的似昼夜节律现象,这可能是对黑暗条件长期适应的结果。然而,自由生活状态下,鼢鼠的日挖掘取食活动却具明显的似昼夜节律,而且挖掘取食活动期间代谢率将明显地升高,据此推测:野外自由生活状态下的高原鼢鼠可能具有与日挖掘活动相伴随的日代谢节律,而且可能与地温的昼夜变动有关。     

Improved Equations for Estimating the Resting Metabolic Rate

New models were developed for predicting the resting metabolic rate (RMR) with sufficient accuracy for use in epidemiologic studies and for weight control of individuals. For this purpose, the RMR of 213 women and 76 men was measured, and physical measurements were taken. The RMR was regressed on correlates of RMR, avoiding harmful degrees of collinearity by rejecting interregressor correlations exceeding r=0.5. For women, the best model (R₂=0.71) included the regressors age, race, weight, pulse rate, smoking, and body temperature. The best model for males (R2 = 0.81) included age, race, weight, blood pressure, smoking, time (of day the RMR was measured), and whether subjects had a meal prior to calorimetry. The models were cross validated internally and also validated using an external database. In both cases, the mean estimated RMR did not differ significantly from the measured RMR. The accuracy of the models was compared with four models reported in the literature, three of which overestimated the RMR by up to 17%. In conclusion, improved RMR prediction models have been developed, more accurate than existing models, rendering them suitable for application to epidemiological databases and for individual weight control programs.     

滇北球花报春和滇海水仙花的光合特性研究

用LI-6400便携式光合测定仪对引种栽培的滇北球花报春和滇海水仙花的光合参数进行测定,以探讨其光合生理特性.结果表明:(1)滇北球花报春的净光合速率(P_n)和蒸腾速率(T_r)日进程曲线均呈"单峰"型,它们的峰值分别出现在13:00和16:00;滇海水仙花的P_n、Tr较滇北球花报春低,且在一定范围内保持稳定,没有明显的峰值,与滇北球花报春表现出较明显的种间差异;(2)两种报春比叶重( LMA)和叶氮含量(LNC_a)对其光合相关特征参数没有显著影响,而叶氮在Rubisco中的分配系数PR、生物能库中的分配系数P_B和光合组分中总氮含量N_P与光合特征参数LCP、V_(cmax)、J_(max)、CE具有显著的正相关关系;(3)滇北球花报春具有较高的气孔导度(G_s)、P_n和T_r,对强光、高温、低湿度表现出较强的环境适应性,表现出较强的光合能力.     

东北地区黑线仓鼠的代谢产热特征及其体温调节

为探讨寒冷地区黑线仓鼠 (Cricetulusbarabensis)的代谢产热特征及体温调节 ,本文采用封闭式流体压力呼吸仪对其代谢率、热传导和体温等热生物学指标进行了测定。结果显示 :在环境温度为 5～ 35℃的范围内 ,黑线仓鼠的体温基本维持恒定 ,平均体温为 36 33± 0 2 3℃ ;热中性区为 2 5～ 32 5℃ ;基础代谢率为 3 4 9±0 36mlO2 / (g·h) ;环境温度 (Ta)在 5～ 2 5℃范围内 ,代谢率 (MR)与Ta 呈负相关 ,回归方程为 :MR [mlO2 / (g·h) ]=9 6 0 - 0 2 2Ta (℃ ) ,在此范围内 ,黑线仓鼠的热传导率 (C)最低 ,平均为 0 2 8± 0 0 1mlO2 /(g·h·℃ ) ;代谢预期比和热传导预期比 (F值 )为 1 6 8。黑线仓鼠的基本热生物学特征为 :较高的BMR和热传导率 ,相对较低的体温和较宽的热中性区。这些特征可能限制了其在极端寒冷和干旱环境中的分布和生存.     

Experimental evaluation of decrease in the activities of polyphosphate/glycogen‐accumulating organisms due to cell death and activity decay in activated sludge

Decrease in bacterial activity (biomass decay) in activated sludge can result from cell death (reduction in the amount of active bacteria) and activity decay (reduction in the specific activity of active bacteria). The goal of this study was to experimentally differentiate between cell death and activity decay as the cause of decrease in bacterial activity. By means of measuring maximal anaerobic phosphate release rates, verifying membrane integrity by live/dead staining and verifying presence of 16S rRNA with fluorescence in situ hybridization (FISH), the decay rates and death rates of polyphosphate‐accumulating organisms (PAOs) in a biological nutrient removal (BNR) system and a laboratory phosphate removing sequencing batch reactor (SBR) system were determined, respectively, under famine conditions. In addition, the decay rate and death rate of glycogen‐accumulating organisms (GAOs) in a SBR system with an enrichment culture of GAOs were also measured under famine conditions. Hereto the maximal anaerobic volatile fatty acid uptake rates, live/dead staining, and FISH were used. The experiments revealed that in the BNR and enriched PAO‐SBR systems, activity decay contributed 58% and 80% to the decreased activities of PAOs, and that cell death was responsible for 42% and 20% of decreases in their respective activities. In the enriched GAOs system, activity decay constituted a proportion of 74% of the decreased activity of GAOs, and cell death only accounted for 26% of the decrease of their activity. Biotechnol. Bioeng. 2010; 106: 399–407. © 2010 Wiley Periodicals, Inc.     

贵州葡萄属野生种光合特性的研究

为掌握野生葡萄种间和种内不同单株间的光合特性差异,利用Li-6400便携式光合测定系统测定了7种野生葡萄25个单株的光合参数.结果表明:野生葡萄种间光合特性差异明显,美丽葡萄净光合速率最高,其次是刺葡萄,腺枝葡萄的净光合速率最低.野生葡萄种内不同单株间的光合指标多样性丰富,单株间光合特性差异最大的是葛藟葡萄;种内不同单株间原产地气候条件相似,其光合特性差异较小,而原产地气候差异大的单株光合特性差异也大;野生葡萄的光合速率调控机制多样,非气孔因素调控在野生葡萄种群内非常普遍.     

Nitrifying bacterial growth inhibition in the presence of algae and cyanobacteria

Nitrifying bacteria, cyanobacteria, and algae are important microorganisms in open pond wastewater treatment systems. Nitrification involving the sequential oxidation of ammonia to nitrite and nitrate, mainly due to autotrophic nitrifying bacteria, is essential to biological nitrogen removal in wastewater and global nitrogen cycling. A continuous flow autotrophic bioreactor was initially designed for nitrifying bacterial growth only. In the presence of cyanobacteria and algae, we monitored both the microbial activity by measuring specific oxygen production rate (SOPR) for microalgae and cyanobacteria and specific oxygen uptake rate (SOUR) for nitrifying bacteria. The growth of cyanobacteria and algae inhibited the maximum nitrification rate by a factor of 4 although the ammonium nitrogen fed to the reactor was almost completely removed. Terminal restriction fragment length polymorphism (T‐RFLP) analysis indicated that the community structures of nitrifying bacteria remained unchanged, containing the dominant Nitrosospira, Nitrospira, and Nitrobacter species. PCR amplification coupled with cloning and sequencing analysis resulted in identifying Chlorella emersonii and an uncultured cyanobacterium as the dominant species in the autotrophic bioreactor. Notwithstanding their fast growth rate and their toxicity to nitrifiers, microalgae and cyanobacteria were more easily lost in effluent than nitrifying bacteria because of their poor settling characteristics. The microorganisms were able to grow together in the bioreactor with constant individual biomass fractions because of the uncoupled solids retention times for algae/cyanobacteria and nitrifiers. The results indicate that compared to conventional wastewater treatment systems, longer solids retention times (e.g., by a factor of 4) should be considered in phototrophic bioreactors for complete nitrification and nitrogen removal. Biotechnol. Bioeng. 2010;107: 1004–1011. © 2010 Wiley Periodicals, Inc.     

What Do We Know About Metal Recycling Rates?

The recycling of metals is widely viewed as a fruitful sustainability strategy, but little information is available on the degree to which recycling is actually taking place. This article provides an overview on the current knowledge of recycling rates for 60 metals. We propose various recycling metrics, discuss relevant aspects of recycling processes, and present current estimates on global end‐of‐life recycling rates (EOL‐RR; i.e., the percentage of a metal in discards that is actually recycled), recycled content (RC), and old scrap ratios (OSRs; i.e., the share of old scrap in the total scrap flow). Because of increases in metal use over time and long metal in‐use lifetimes, many RC values are low and will remain so for the foreseeable future. Because of relatively low efficiencies in the collection and processing of most discarded products, inherent limitations in recycling processes, and the fact that primary material is often relatively abundant and low‐cost (which thereby keeps down the price of scrap), many EOL‐RRs are very low: Only for 18 metals (silver, aluminum, gold, cobalt, chromium, copper, iron, manganese, niobium, nickel, lead, palladium, platinum, rhenium, rhodium, tin, titanium, and zinc) is the EOL‐RR above 50% at present. Only for niobium, lead, and ruthenium is the RC above 50%, although 16 metals are in the 25% to 50% range. Thirteen metals have an OSR greater than 50%. These estimates may be used in considerations of whether recycling efficiencies can be improved; which metric could best encourage improved effectiveness in recycling; and an improved understanding of the dependence of recycling on economics, technology, and other factors.