土壤重金属向节肢动物的传递及影响

土壤中重金属可通过食物链传递至节肢动物,并在其体内累积。文章介绍影响重金属传递和积累的主要因子,及重金属对植食性、捕食性、寄生性、腐食性节肢动物种群及群落的影响情况。建议对影响传递与累积的机制开展深入研究,并重点从节肢动物群落生态学、行为学、生理学等角度开展更多工作。     

花部重金属积累对植物-传粉昆虫互惠关系影响的研究进展

传粉昆虫急剧下降是当前全球生态学家最为关注的热点问题之一,全球气候变化、土地利用改变、生境破碎化以及工农业生产带来的有害物质如杀虫剂等均有重要影响。相比而言,土壤重金属污染对传粉昆虫的潜在影响缺乏深入评价。土壤重金属会进入植物组织如花部,在传粉过程中传递到传粉者体内,并通过影响传粉者行为改变植物雌雄适合度,全面梳理相关研究进展和存在的问题,有助于提升对重金属污染带来的生态后果的全面认识,了解动植物相互关系对环境变化的响应。本文结合前期的研究成果,从重金属在植物花部中的积累模式、花部重金属积累对植物雌雄适合度的影响、经花部报酬介导的重金属积累对蜂类传粉者传粉行为、生活史关键环节的影响等进行综述,以期为理解花部重金属积累对植物与传粉昆虫互惠关系的影响,进而拓展关于土壤重金属污染与传粉昆虫数量减少之间的内在联系的科学认识。     

表施和混施污泥对团花根系生长的影响

林地利用被认为是污泥资源化利用的重要方式,但施用污泥对林木根系生长的影响报道较少。本研究通过根箱试验,分析表施和混施10%污泥对速生树种团花不同土层根系形态、土壤pH值和电导率动态变化及根系重金属含量的影响,并拟合土壤pH值、电导率和根系重金属含量与根长的关系。结果表明: 与不施污泥(对照)相比,混施污泥显著抑制了团花根长、根表面积和根体积增长,混施污泥120和240 d后,0～20 cm土层总根长分别为不施污泥的76.9%和67.4%;表施污泥对团花根长和根表面积的影响不显著,但显著提高了根体积。混施污泥显著提高了土壤pH值和电导率及根系重金属含量,混施污泥0～20和20～40 cm土层根系镉含量分别是不施污泥的11.5和10.0倍。线性回归拟合分析显示,不同处理0～20 cm土层的电导率与根长均呈显著负相关;表施和混施污泥根系镉含量与根长呈极显著负相关。上述结果表明,混施污泥抑制了团花根系生长,这可能是由于混施污泥提高了土壤电导率和根系镉含量所致,而表施污泥对团花根系生长的作用不明显。     

亚热带苔藓结皮对土壤-微生物-胞外酶化学计量特征的影响

生物结皮的形成和发育显著影响土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)循环及其化学计量特征,土壤微生物如何适应环境资源的化学计量变化仍不明确。本研究以三峡库区苔藓结皮为对象,分析结皮盖度(0、1%～20%、20%～40%、40%～60%、60%～80%和80%～100%)对土壤理化性质(0～5和5～10 cm土层)、微生物生物量和胞外酶活性[(β-1,4-葡萄糖苷酶(BG)、β-1,4-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶(NAG)、酸性磷酸酶(AP)]的影响,探索土壤-微生物-胞外酶C∶N∶P化学计量特征间的协变性。结果表明: 生物结皮发育显著提高了土壤黏粒、水稳性团聚体和土壤C、N、P含量,显著降低了土壤容重和砂粒含量;微生物生物量C、N、P和胞外酶活性均随结皮盖度的增大而显著增加;土层深度对土壤理化性质及C∶N∶P均无显著影响,但显著影响微生物生物量、胞外酶活性及BG∶AP和NAG∶AP。相关分析显示,土壤C、N、P含量与微生物生物量和胞外酶活性呈显著正相关,与BG∶NAG呈显著负相关,与NAG∶AP呈显著正相关,但与微生物生物量C∶N∶P无显著相关性;土壤-微生物、微生物-胞外酶C∶N∶P相关性均不显著,BG∶NAG∶AP随着微生物与土壤间C∶N∶P化学计量不平衡性的增加而逐渐降低。表明微生物养分代谢同时受N和P的限制,且P的限制较强烈,微生物可以通过调整自身生物量以及胞外酶C∶N∶P适应生物结皮发育驱动的土壤化学计量变化,从而维持内稳态。     

贵州省典型汞铊矿区周边农田土壤跳虫群落特征

大量的采矿活动导致矿区周边土壤重金属污染, 严重危害土壤生物安全。汞、铊等重金属元素毒性强, 相关污染的土壤生态风险鲜有研究。跳虫作为土壤环境变化指示生物, 能很好地反映土壤质量的健康状况。本研究以贵州省某汞铊矿区周边的农田土壤为研究对象, 按离矿区距离和作物类型设置4个采样区, 每个采样区种植2种作物, 每种作物农田设置3个样方。研究土壤跳虫群落结构和多样性及其影响因子。结果表明, 调查区内跳虫平均密度为12,000 ind./m²; 采样区距离矿区越近, 土壤重金属污染程度越大, 综合污染指数越高, 跳虫种数、密度、多样性和丰富度指数均呈先增加再降低的趋势; 环境因子分析表明重金属显著影响跳虫群落结构: Folsomides americanus、Isotomiella minor和Protaphorura encarpatus数量与汞、铊和砷含量呈负相关。高有机质含量能缓解重金属对土壤跳虫的影响, 但作物类型(玉米与薏仁)对土壤跳虫群落结构的影响无显著差异。本研究结果表明土壤有机质或能反向调节重金属污染对土壤跳虫群落的影响。     

锌胁迫对彩色豆马勃体内锌的分布和活性形态及其抗氧化系统的影响

彩色豆马勃Pisolithus tinctorius可广泛与林木建立外生菌根,其共生可促进植物生长,提高植物对重金属的耐受性。然而,关于彩色豆马勃对重金属锌(Zn)胁迫的生理响应还不完全清楚。本研究在纯培养条件下,测定了Zn胁迫对彩色豆马勃生物量、Zn的活性形态和亚细胞分布,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)活性,谷胱甘肽(GSH)、抗坏血酸(AsA)和黑色素含量的影响。结果表明,Zn胁迫抑制了彩色豆马勃的生长,在浓度为563 μmol/L时,达到半数最大抑制浓度(IC₅₀),在浓度为600 μmol/L时,生物量降低42.6%。Zn在彩色豆马勃中以活性较低的草酸盐、难溶于水的磷酸盐、果胶酸盐以及与蛋白质呈结合态或吸着态的形式为主。Zn胁迫显著提高了彩色豆马勃菌丝中CAT、POD和SOD活性,增加了GSH和黑色素含量,但对AsA的含量没有显著影响。本研究表明,彩色豆马勃主要通过调节Zn的分布及抗氧化系统,增加黑色素含量,增强对Zn的耐受性,为外生菌根真菌修复重金属污染土壤提供了理论支持。     

逆境胁迫下向日葵的耐受机制

向日葵作为我国五大油料作物之一,具有极高的食用价值和油用价值。向日葵在我国的种植分布集中在东北、西北和华北地区,时常面临着干旱、盐碱、温度和重金属胁迫的问题。主要综述了近年来向日葵面临的几种主要逆境胁迫的最新研究进展,以及在不同逆境胁迫下向日葵的耐受机制,并根据不同逆境胁迫筛选出了相应的抗逆向日葵品种,同时进行了生理差异和基因信息分析。通过阐明向日葵在逆境胁迫下的耐受机制,以期对向日葵高产育种及耐逆育种提供理论依据和指导方向。     

代谢组学及其在环境毒理学中的应用

代谢组学作为系统生物学的一部分,因其具有分析速度快的特点,被广泛用于生物医学等方面的研究。目前代谢组学在环境毒理学方面的研究主要针对单一污染物,但也需要考虑到被污染地的复杂情况。通过介绍代谢组学及其发展历程,总结了目前主流代谢组学技术的各自特点,讨论了代谢组学在环境重金属、有机污染物和抗生素中的毒性评估以及环境胁迫耐受性中的评价等方面内容,综述了其在环境毒理学中的应用,并指出其应用不足,旨在为代谢组学应用于环境毒理学的研究提供参考。     

大型浅水湖泊鄱阳湖湿地微生物的研究现状

鄱阳湖是我国第一大淡水湖泊,同时也是一个典型的季节性通江浅水湖泊,独特的水文特征和多样的湿地景观类型形成了复杂多样的微生物群落。本文综述了鄱阳湖水文节律、营养盐及重金属含量对湖泊微生物群落组成的影响,以及水位高程和湿地围垦对鄱阳湖湿地土壤微生物分布特征的影响,同时还探讨了未来湖泊湿地微生物的研究方向和鄱阳湖所拥有的独特研究条件,以期为未来湖泊微生物研究提供重要参考。     

考洲洋重金属污染水平与潜在生态危害综合评价

在等级模型的基础上,利用化学和生态学的方法,在地理信息系统(GIS)的支持下对考洲洋养殖水域表层海水及表层沉积物的重金属污染水平及潜在生态风险进行了综合评价,同时对不同的评价方法进行了分析和比较。结果表明,枯水期整个水域表层海水的重金属污染指数均低于0．5,丰水期更是低于0．2。调查期间湾内海水重金属含量较低,重金属污染不明显。枯水期绝大部分水域表层沉积物重金属的生态风险指数值变化范围为20～70,其高值区出现于湾的西部和西北部水域。表明这些水域的表层沉积物已受到重金属的轻微影响;丰水期整个水域表层沉积物重金属的潜在生态风险指数值均低于20,重金属污染不明显。在生态学方面,枯水期大部分水域的饵料生物水平均处于2～3级水平,其密集分布区位于湾西北部、湾口和吉隆河口附近水域,达4级水平,饵料生物较为丰富。丰水期饵料生物水平的密集分布区位于湾中部和望京洲沿岸水域,饵料生物最丰富,达4～5级水平;其次为湾口,为4级水平;最低则分布于湾的西部和西北部,其饵料生物较低,为1～2级水平。由于重金属污染程度较低,因此水温、盐度和营养盐等环境因子已成为影响湾内生态系统的主要因素。对各种不同评价方法所进行的分析和比较结果表明,采用多指标综合评价方法是描述污染和预测生态效应的一种有效途径。