微生物接种密度和矿物收集时间对生物沥浸中次生铁矿物形成的影响

在嗜酸性氧化亚铁硫杆菌Acidithiobacillus ferrooxidans作用下, 污泥生物沥浸体系中常会有次生铁矿物形成, 这些矿物对污泥脱水和重金属溶出有重要影响。在FeSO4-K2SO4-H2O生物成矾临界点模拟生物沥浸过程, 考察了Acidithiobacillus ferrooxidans菌接种密度和矿物收集时间对次生铁矿物的影响。结果表明, 微生物接种密度和矿物收集时间对生物沥浸过程中次生铁矿物的重量及其类型均有一定影响, 随矿物收集时间的推迟, 溶液中含有的一价阳离子(如K+等)可导致施氏矿物向黄铁矾发生转变, 并成为影响铁矿物类型的主导因素。     

我国甜菜夜蛾间歇性暴发的非均衡性循环波动

[摘要] 为进一步了解我国甜菜夜蛾Spodoptera exigua ( Hbner)间歇性暴发成灾的规律,作者应用时间序列分析技术研究了我国甜菜夜蛾间歇性暴发的时间序列波动规律。结果表明,在1949—2008年的60a中,我国甜菜夜蛾大尺度暴发总年频次为120次,各年度暴发次数(年频次)存在着非均衡性循环波动特征,并且在其波动过程中呈明显的上升趋势。按“年频次”强度,可将我国1949—2008年60a中甜菜夜蛾发生过程,划分成两个明显不同的阶段。第一阶段（1949—1984年）为平稳低发阶段,36a总年频次量为4次,年平均仅0.11次;第二阶段（1985—2008年）则为波浪式上升性高发阶段,24a总年频次为116次,年平均4.83次（为第一阶段的43.91倍））。按第二阶段24a（1985—2008）数据进行自相关系数和频谱图分析,结果表明,我国甜菜夜蛾大尺度暴发存在2.8a和11.2a2种不同长度的循环周期,其暴发趋势指数对滞后1a和滞后4a的影响为正相关,而对滞后5a和滞后6a的影响则为负相关。本文根据甜菜夜蛾暴发指数的非均衡周期性特征,建立了以时间序列为自变量的甜菜夜蛾暴发指数非均衡周期性预测模型,经回代结果检验,理论值与实测值之间无显著差异。     

半干旱黄土丘陵区不同人工植被恢复土壤水分的相对亏缺

土壤水分是制约半干旱黄土丘陵区植被恢复和生态建设的关键因子。而缺乏科学指导的人工植被恢复会加剧土壤水分耗竭,造成土壤水分亏缺,从而严重阻碍该区生态系统恢复和脆弱生境的有效改善。本研究以典型半干旱黄土丘陵区甘肃定西龙滩流域为例,对比不同植被恢复模式下土壤储水状况,并通过构建土壤水分相对亏缺指数CSWDI（Compared Soil Water Deficit Index）和样地土壤水分相对亏缺指数PCSWDI（Plot Compared Soil Water Deficit Index）进行定量化分析与评价,发现各人工植被均存在不同程度的土壤水分亏缺。其中,柠条、油松、山杏林地PCSWDI分别达到0.65、0.62、0.62,土壤水分亏缺严重,尤其是100 cm以下土层;山毛桃林地和苜蓿草地PCSWDI分别为0.38和0.17,在100—200 cm土层有一定程度的水分亏缺,但相对较轻;侧柏林地土壤水分的亏缺主要集中在20—100 cm这一层次,100 cm以下则随深度增加而降低;0—200 cm土层内,杨树林地、撂荒草地和马铃薯农地无显著水分亏缺,且在0—100 cm内土壤水分有一定的补充。CSWDI和PCSWDI能有效反映不同层次和样地土壤水分相对亏缺状况,可用于同一地区不同植被恢复模式土壤水分响应的定量化分析与评估。     

三峡库区9种植物种子萌发特性及其在植被恢复中的意义

三峡大坝蓄水后形成的库区消涨带面临植被消亡、生态退化等问题。为了筛选出适用于库区消涨带植被恢复的植物, 将9种1年生植物种子放置在库区消涨带不同海拔进行水淹(W 165-8 m, 121 d;W 155-18 m, 230 d;W 147-26 m, 271 d), 然后在实验室条件下进行萌发, 研究在消涨带淹水胁迫下这些种子的萌发特性。结果表明: (1) 除马唐(Digitaria sanguinalis)、小蓬草(Conyza canadensis)、金色狗尾草(Setaria glauca)种子在各条件下萌发率都较低外, 不同水淹条件对萌发率影响不同: 与新鲜种子相比, W 165水淹后, 旱稗(Echinochloa hispidula)和婆婆针(Bidens bipinnata)种子萌发率显著上升, 其余种子萌发率均显著下降; W 155水淹后, 所有种子的萌发率都显著下降且只有鱧肠(Eclipta prostrate)、黄花蒿(Artemisia annua)、合萌(Aeschynomene indica)3个物种有萌发, 萌发率分别为11.0%、7.3%和2.7%; W 147水淹后, 旱稗和婆婆针种子萌发率显著上升, 鱧肠种子无显著差异, 其余种子萌发率显著下降。(2) 鱧肠、黄花蒿、婆婆针和旱稗种子比其它物种更耐水淹。W 165水淹后, 鱧肠、黄花蒿、婆婆针、旱稗种子萌发率分别为44.7%、42%、20.7%和4.3%, W 147水淹后分别为76.3%、23%、15%和26.3%, 高于其他物种。(3) 水淹后种子萌发时间格局也受到影响, 大部分种子起始萌发时间推迟、萌发速度变慢。鱧肠、黄花蒿、婆婆针和旱稗的种子对三峡库区消涨带的水淹胁迫具有一定的适应能力, 可根据它们对水淹条件适应能力的差异在消涨带不同海拔高度进行植被恢复。     

祁连山北坡退化林地植被群落的自然恢复过程及土壤特征变化

采用长期定位观测的方法,研究了祁连山北坡退化林地人工抚育下2001-2008年间植被群落的自然恢复过程和土壤特征变化。结果表明:人为干扰消除后,退化林地群落环境逐渐优化,群落的科、属、种均明显增加,物种成员更替频繁;灌木和乔木物种出现后,群落垂直高度增大,群落结构出现成层现象;群落总体多样性指数呈不断增大的趋势,在空间结构上,Patrick丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数和Simpson优势度指数表现出:草本层>灌木层>乔木层的规律,而Pielou均匀度指数变化相反;土壤含水量、土壤有机碳和全氮含量随植被恢复均不断增加。在实施封育禁牧措施后,退化林地实现了由草本群落-灌木群落-乔木群落方向的快速演替,当恢复到早期的先锋乔灌混交阶段时,群落的物种组成、结构和多样性趋于复杂化,土壤性状也得到一定改善,显示出相对较好的适应性和恢复效果。     

DCD不同施用时间对小麦生长期N2O排放的影响

通过田间试验,采用静态箱法研究相同施肥条件下,DCD不同施用时间(基肥配施,追肥配施,基追肥按比例配施)对麦季N2O排放的影响.结果表明,小麦生长期施肥配施DCD减少麦季N2O排放.从小麦整个生长季来看,与尿素处理相比,基肥配施减少N2O排放21％,追肥配施减少N2O排放26％,基追肥按比例配施减少N2O排放35％,方差分析均达显著水平(P＜0.05),其中基肥配施主要减少小麦播种-返青期N2O排放,追肥配施主要减少小麦返青-成熟期N2O排放,而基追肥按比例配施DCD减少整个小麦生长季N2O排放.在小麦的整个生长阶段,施加DCD处理的土壤NH+4-N浓度和表观硝化率均高于未施加DCD的处理,且土壤NH+4-N浓度随时间的延长而降低.在小麦播种-返青期,基肥配施处理和基追肥按比例配施处理土壤NH+4-N浓度和表观硝化率高于追肥配施处理和对照处理;在小麦的返青-成熟期,追肥配施处理和基追肥按比例配施处理土壤NH+4-N浓度和表观硝化率高于基肥配施处理和对照处理.从小麦产量来看,与尿素处理相比,基肥配施和基追肥按比例配施显著增加小麦产量,而追肥配施处理小麦产量无显著性差异.基追肥按比例配施DCD在提高小麦产量的同时显著减少N2O排放,具有大田推广的现实意义;基肥与追肥配施DCD对N2O减排效果除了与施用时间有关外,还应将降雨或灌溉量的年际变化考虑在内.     

荆条叶性状对野外不同光环境的表型可塑性

光照是影响植物生长和分布的重要环境因子。对生长在野外5种不同光环境下(林外、阔叶林林缘、阔叶林林下、针叶林林窗和针叶林林下)的荆条的叶片进行取样研究,通过对光合作用光响应曲线、叶绿素荧光、叶绿素含量、叶片氮磷含量以及叶片形态的测量,来反映荆条对不同光环境的表型可塑性。研究结果表明,荆条叶片对于野外不同的光环境具有很好的适应机制,叶片功能性状受到结构性状的调节。低光下通过高的比叶面积(SLA)、单位质量叶绿素含量、光系统II最大量子产量,低的暗呼吸速率、光饱和点、光补偿点、叶绿素a,b的比值来提高对光能的利用效率,维持生长;高光下则通过与SLA有关的叶片结构的变化对光合作用进行调节。大多数的叶性状只受到日光照总量的影响,SLA的大小与日最高光强有关,可以对不同日变化模式的光照做出迅速的响应,是适应不同光照的敏感指标。尽管光照是不同光环境下影响荆条叶性状的主要环境因子,土壤养分含量同样会对叶性状产生影响,高土壤养分下的高叶长与叶柄长的比值体现了植物对资源获取和支撑结构之间分配的权衡。     

岷江上游油松与云杉人工林土壤微生物生物量及其影响因素

以立地条件和营林方式相同的约30a林龄油松与云杉人工纯林为对象,测定地表微气候、土壤理化性质以及微生物生物量C、N、P(MBC、MBN、MBP),揭示林分结构、土壤性质与微生物生物量间的关系,以及两林分间的差异性。结果表明:两个林分地表环境荫湿,土壤肥力较低,土壤微生物生物量低,林地土壤碳积累低,土壤生态服务功能不强。相对而言,云杉林比油松林相对湿度大而地表温度低、林地土壤肥力高、土壤微生物生物量高,因此更有利于林地土壤生态服务功能的恢复。综合分析发现,林分结构、土壤养分状况及地表小气候影响着土壤微生物生物量与肥力转换过程,降低乔木冠层密度可以改善地表小气候,为有机物分解与养分归还创造良好的条件,从而改善土壤肥力与林地土壤生态服务功能。     

生态能质(eco-exergy)在水生生态系统建模和评价中的应用

生态能质(eco-exergy)是指系统从给定状态达到热力学平衡状态所做的功,可以度量生态系统的复杂生物化学组分及生态结构。系统具有的能质越大,有序化程度越高,稳定性也越强。生态能质和比生态能质(specific eco-exergy)指标能够评价水生生态系统健康状况,对水生生态系统演替阶段具有指示作用。本文阐述了生态能质的定义、生态学意义以及生态能质值和权重因子fi值的计算方法。对生态能质作为功能函数在水生生态系统结构动力学模型(structural dynamic models,SDMs)中以及作为生态指标在生态系统健康评价、生态恢复研究中的实际应用进行了总结。最后探讨了生态能质指标的局限性以及未来的发展。此外,文中建议将eco-exergy和specific eco-exergy统一翻译为生态能质和比生态能质。     

米曲霉耐热木聚糖酶纯化及酶学特性研究

对米曲霉原始发酵液中耐热木聚糖酶进行纯化和酶学特性研究,利用甘蔗渣为碳源培养米曲霉,通过超滤和阴离子交换柱两步纯化得到木聚糖酶XynH1,分子量35．402kDa,利用飞行时间质谱和SDS—PAGE分析,推断XynH1为XylanaseXynF1,分子量为35．402kDa。XynH1属于糖苷水解酶家族10,酶活为442．2IU／nag,最适pH和温度分别为pH6．0和65℃,80℃以下及pH4．0～10．5范围内较稳定。