水环境中腐殖质-金属离子键合作用研究进展

腐殖质 (主要指腐殖酸和富里酸 )普遍存在于各种水体中 ,它对金属离子的形态、迁移转化、生物可利用性等地球化学行为起着重要作用。本文概述了水环境中腐殖质的一些基本性质 ,以及腐殖质 金属离子之间的键合作用机理、研究方法和影响因素。并且对各种金属离子键合到腐殖质上的现代物理化学模型 ,尤其对ModelⅥ及NICA Donnan模型进行了简要回顾和评述。它们在许多条件下模拟腐殖质 -金属离子键合作用可以得到令人欣喜的结果。还简述了腐殖质对水环境中金属离子各种水环境地球化学行为的影响。但是 ,若要更深入了解和阐述金属离子在水环境中的各种行为 ,还需考虑腐殖质与颗粒物质、胶体物质以及微生物等的相互作用。     

西双版纳外来入侵植物及其共存种叶片氮、磷化学计量特征

诊断外来植物和本地种的资源利用方式是入侵生态学研究的热点问题。叶片氮(N)、磷(P)含量和化学计量特征可以反映受侵地区植物的N、P吸收能力和限制状况, 为把握外来植物的入侵能力、为本地植物共存或消失的机制提供基础科学依据。该研究以我国西南地区典型外来入侵植物(飞机草(Chromolaena odorata)、紫茎泽兰(又叫破坏草, Ageratina adenophora))及其共存的本地植物为对象, 探讨不同入侵条件下入侵种及其共存的本地植物的N、P利用策略。在云南西双版纳孔明山研究区, 调查了无入侵条件下和飞机草与紫茎泽兰的不同入侵程度(按入侵种生物量比例划分)下的物种数量和生物量, 分析了主要植物的叶片N、P含量和N:P值。结果显示: 尽管群落地上生物量随飞机草和紫茎泽兰入侵程度增加而增加, 但本地植物种数随飞机草和紫茎泽兰入侵程度增加而显著减少。飞机草与紫茎泽兰的叶片N、P平均含量无显著差异, 但均显著高于无入侵条件下的本地植物以及与其共存的本地植物。两种入侵植物的N、P含量均随它们所占样方总生物量的比例增大而升高, 本地植物N含量也有相似的变化趋势。当对比入侵和无入侵两类样方的同种植物N、P和N:P变化时发现多数本地种叶片P含量呈降低趋势, N含量和N:P呈升高趋势。根据叶片N、P绝对含量和N:P值及其随入侵的变化规律, 推测入侵可能提高了植物的N可利用性, 但本地植物仍然受N限制; 入侵植物N:P值总体小于10与其具有相对于N吸收的较高的P吸收能力有关。该研究揭示了西南典型外来入侵植物具有较强的N、P吸收富集能力。     

荧光原位杂交在喀斯特山地土壤硫酸盐还原菌检测中的应用

采用荧光原位杂交(Florescence in situ Hybridization,FISH)技术分析了喀斯特山地土壤硫酸盐还原菌(SRB)的数量和空间分布状况.运用16S rRNA特异性探针,结合DAPI全细胞染色和样品稀释,FISH技术准确、高效地原位检测出土壤剖面中SRB的数量和分布状况.结果显示,在所研究的土壤剖面各层均有SRB检出,最低为(0.8±0.4)×107个/g,最高为(6.2±1.3)×107个/g,平均为(2.7±1.2)×107个/g.FISH能同时对土壤中的SRB进行定性和定量分析,是研究环境中SRB时空分布的快速有效的检测技术.     

土壤重金属污染评价方法

土壤中的重金属长期停留和积累在环境中,对生态环境和人体健康存在诸多现实和潜在风险,受到越来越多的关注.因此,评价土壤中的重金属污染程度对于环境和健康问题有着重要意义.评价土壤中重金属的污染程度需选用一种或几种正确的评价方式.本文综述了目前国内外常用于土壤中重金属评价的指数法、模型指数法和基于重金属形态分析、有效态含量和总量、人体健康风险以及GIS和地统计学的评价方法.其中,指数法主要包括内梅罗指数法、富集因子法、地累积指数法、潜在生态危害指数法;模型指数法则主要包括模糊数学模型、灰色聚类模型及层次分析法等.文章对各种评价方法进行了综述,并指出使用各种方法的优越性、局限性.     

基于石生藓类氮含量的贵阳地区大气氮沉降

对贵阳市区到农村地区的石生藓类氮含量进行了系统分析,并根据藓类氮含量(y,%)和大气氮沉降(x, kg hm~(-2) a~(-1))的平均定量关系(y=0.052x+0.7325)计算了各采样点的大气氮沉降值.贵阳地区大气氮沉降的变化范围为0.91～44.69kg hm~(-2) a~(-1),市区大气氮沉降最高平均(29.21±6.17)kg hm~(-2) a~(-1),主要来自城市废水NH3释放;最低平均(11.95±3.95)kg hm~(-2) a~(-1),出现在城市和农村的结合地带,主要原因在于来自市区的氮污染物减少、且大量分布了环城林带、农业活动相对较低;20km以外的农村地区大气氮沉降略微升高(平均(14.31±5.11)kg hm~(-2) a~(-1)),主要反映了农业施肥导致NH3释放的增加.结果表明,石生藓类氮含量是一种经济可靠的大气氮沉降监测工具,能够较准确地量化大气氮沉降的水平,并为深入研究大气氮沉降的生态环境效应提供基础资料.     

贵州喀斯特地区典型土壤有机碳垂直分布特征及其同位素组成

以贵州喀斯特地区两种主要土壤类型(石灰土和黄壤)为研究对象,通过测定土壤pH值、土壤有机碳(SOC)含量和植物优势种、枯枝落叶、土壤有机质的稳定同位素(δ13Csoc值)组成,探讨了该地区石灰土和黄壤剖面SOC垂直分布特征和δ13Csoc值组成差异。结果表明,与黄壤相比,石灰土剖面的SOC含量较高,石灰土剖面和黄壤剖面SOC含量变化范围分别在3.6～69.8和2.4～51.2g·kg-1。黄壤和黄色石灰土剖面SOC主要集中在0～20cm深度内,而黑色石灰土剖面从0～60cm逐步减少。黑色石灰土和黄壤剖面δ13Csoc值变化范围分别在-22.9‰～-21.5‰和-25.6‰～-22.4‰,前者较后者变化小。从剖面表土向下,黄壤剖面δ13Csoc值均出现逐步增加的趋势,而石灰土剖面δ13Csoc值从剖面表土向下出现上升-降低-不变的变化趋势。黄色石灰土剖面δ13Csoc值变幅较大,变化范围为-23.7‰～-18.2‰。在枯枝落叶转化为表层土壤有机质的过程中,石灰土剖面δ13Csoc值变幅高于黄壤。其中,黄壤剖面δ13Csoc值升高了2.6‰～3.0‰,石灰土剖面δ13Csoc值升高了5.5‰～6.3‰。上述结果揭示了SOC含量及其δ13C值随深度变化的差异,反映植物残体的输入及其在土壤中分解累积特征,有助于揭示SOC循环过程及规律和了解剖面土壤成土过程。     

苔藓新老组织及其根际土壤的碳氮元素含量和同位素组成(δ13C和δ15N)对比

 对细叶小羽藓(Haplocladium microphyllum)新老组织及其根际土壤的碳氮含量和同位素组成进行了分析,探讨了苔藓衰老过程控制元素和同位 素变化的机制以及苔藓对土壤的贡献。同种组织碳氮含量之间的相关性反映了苔藓固碳能力和氮需求的相互联系。新生组织碳氮含量明显高于 衰老组织且存在相关性,反映了苔藓衰老过程体内碳氮物质向新生组织迁移的生理特征。两种组织之间同位素组成(δ¹³C和δ¹⁵N)没有明显差 异,说明组织间的物质迁移没有产生明显的同位素分馏,其原因可能在于细叶小羽藓形态结构简单,体内物质迁移对碳氮同位素组成的影响较 小。相反,苔藓组织与根际土壤之间的有机碳/ 氮信息没有相关性,这可能与苔藓植物长期滞留营养物质、缓慢的分解和成土速度有关,反映了 该研究区苔藓层对土壤碳氮累积的贡献较小。     

C和δ15N)对比

对细叶小羽藓(Haplocladium microphyllum)新老组织及其根际土壤的碳氮含量和同位素组成进行了分析,探讨了苔藓衰老过程控制元素和同位 素变化的机制以及苔藓对土壤的贡献。同种组织碳氮含量之间的相关性反映了苔藓固碳能力和氮需求的相互联系。新生组织碳氮含量明显高于 衰老组织且存在相关性,反映了苔藓衰老过程体内碳氮物质向新生组织迁移的生理特征。两种组织之间同位素组成(δ¹³C和δ¹⁵N)没有明显差 异,说明组织间的物质迁移没有产生明显的同位素分馏,其原因可能在于细叶小羽藓形态结构简单,体内物质迁移对碳氮同位素组成的影响较 小。相反,苔藓组织与根际土壤之间的有机碳/ 氮信息没有相关性,这可能与苔藓植物长期滞留营养物质、缓慢的分解和成土速度有关,反映了 该研究区苔藓层对土壤碳氮累积的贡献较小。     

结瘤因子的研究进展

结瘤因子是由根瘤菌产生的一类信号分子,它们在结瘤的起始阶段发挥着十分重要的作用。新近的研究结果证明结瘤因子大分子骨架上的不同侧链基团是决定细菌与宿主植物间相互识别的关键因素,根瘤菌细胞中一系列结瘤基因编码能够合成Lipo-chio-oligosaccharides(LCOs)的各种酶类,进而确定结瘤信号分子的特定结构。目前,一系列令人兴奋的实验结果表明：LCOs不仅可促进豆科作物的生物固氮作用,对一些非豆科作物的细胞分裂作用等同样具有刺激作用。对根瘤菌结瘤因子的研究显然有助于进一步了解细菌与植物的相互作用机理,并进而为农业生产为直接利益。本文在综述这方面的研究进展同时,还就瘤菌,豆科作用和结瘤信号分子之间的相互作用机理,以及根际促生细菌,水杨酸和结瘤信号分子之间的可能关系进行了理论分析。