生物膜法强化净化氨氮污染水体及其微生物群落解析

【目的】比较不同营养条件及挂膜方式下生物膜法对氨氮污染水体的净化效果及其功能微生物群落结构。【方法】设置空白(Blank)、自然成膜(Raw)、预附脱氮菌强化挂膜(PCC)3组生物膜反应器,利用末端限制性片段长度多态性(T-RFLP)技术和非度量多维标度(NMDS)分析方法对生物膜反应器转化氨氮过程中微生物群落结构及其演替过程进行动态解析。【结果】在C/N=1:1时,除PCC在起始阶段短暂具有较高的氨氮脱除效率外,Blank、Raw和PCC最终均表现出较低的氨氮转化效率(10%-20%)。改变C/N=2:1后,Raw和PCC对人工合成污水中NH4+-N的转化率均提高至95%以上,而且Raw与PCC的群落结构在C/N=2:1时具有较高的相似性,优势菌群主要为γ-变形菌纲(Gammaproteobacteria)、放线菌纲(Actinobacteria)和硝化螺菌纲(Nitrospira)。【结论】C/N是影响生物膜反应器氨氮去除效果及驱动生物膜反应器中细菌群落结构发生改变的重要因子。     

大豆种质资源遗传多样性研究进展

我国拥有丰富的大豆种质资源,大豆种质资源遗传多样性研究也取得了较大进展。总结了近年来大豆种质资源组成、保存、研究、利用等几方面的研究进展,讨论了大豆遗传多样性的重要性和发展方向,以期为大豆优良品种培育相关研究提供参考。     

海南岛尖峰岭12种热带常绿阔叶乔木展叶期与开花期对气候变化的响应

为了探讨我国热带地区植物物候与气候变化的关系, 利用海南岛尖峰岭热带树木园12种热带常绿阔叶乔木植物2003-2011年物候观测资料结合同期月平均气温和降水数据, 运用积分回归分析方法, 筛选出影响海南岛12种乔木(8种本地种、4种引入种)展叶始期与开花始期的气象因素以及不同气象因素月值变化(月平均气温和月降水量)综合作用对这些树种物候期的动态影响, 最终建立积分回归-物候预测模型, 对气候变化背景下我国热带地区植物物候变化趋势进行了预测。结果表明: 海南岛12种热带常绿阔叶乔木展叶始期与开花始期均对气候变化做出较明显的响应, 几乎所有的树种展叶始期与开花始期的发生都受到气温和降水的共同影响。多数树种展叶始期受展叶前冬季及春季气温影响显著, 且在临近展叶始期的月份, 气温的影响更显著。上一年秋季月降水量对各树种开花始期的影响比其他时段显著, 这验证了降水的滞后性假说。本地种展叶始期对气候变化的响应比其开花始期对气候变化的响应更敏感, 引入种则相反。各树种展叶和开花在受气温和降水综合影响最明显的月份(假设其余11个月份月平均气温和月降水量不变), 月平均气温升高0.1 ℃、月降水量增加10 mm可使展叶始期和开花始期提前或推迟1-3天。积分回归分析方法为解释海南岛热带常绿阔叶乔木物候与气温和降水的动态关系提供了有效的途径, 基于气温和降水与物候资料建立的积分回归-物候预测模型具有对气温和降水变化影响下物候响应的解释率和预测精度高(R²≥ 0.943)的优点, 对于预测气候变化影响下的植物物候变化趋势有一定的适用性。     

棉花苞叶光呼吸和PSII热耗散对土壤水分的响应

在新疆气候生态条件下, 采用膜下滴灌植棉技术, 设置不同滴灌水分处理, 研究了不同滴灌量条件下棉花(Gossypium hirsutum)苞叶和叶片碳同化、光呼吸作用、光系统II (PSII)热耗散作用及其光破坏防御机制的差异, 以揭示滴灌节水条件下棉花苞叶缓解光抑制的机理及与棉花抗旱特性的关系。结果表明: 棉花开花后苞叶及叶片在高温强光下实际光化学效率(Φ_PSII)显著降低, 发生明显的光抑制现象, 但苞叶的光抑制程度较叶片轻; 与正常滴灌量处理相比, 节水滴灌条件下棉花水分亏缺, 叶片净光合速率(P_n)、Φ_PSII、光呼吸(P_r)、光化学猝灭系数(q_P)降低, 非光化学猝灭系数(NPQ)升高, 叶片光抑制程度加重, 而苞叶P_n、Φ_PSII、P_r、q_P、NPQ变化不大, 与正常滴灌量处理相比, 光抑制程度无显著差异。苞叶光呼吸速率与光合速率的比值(P_r/P_n)显著高于叶片; 滴灌节水条件下棉花适度水分亏缺对苞叶光呼吸及P_r/P_n无显著影响。高温强光下, 棉花节水滴灌对叶片PSII量子产量的转化与分配影响显著, 但对苞叶的影响不显著; 苞叶非调节性能量耗散的量子产量(Y(NPQ))高于叶片, 因此能有效地将PSII的过剩光能以热的形式耗散。综上所述, 与叶片相比, 苞叶对轻度水分亏缺不敏感, 是棉花适应干旱逆境较强的器官, 苞叶光呼吸和热耗散作用对光破坏防御具有重要意义。     

蜂桶寨自然保护区中华姬鼠和社鼠食性的季节变化及与肠道长度的关系

为揭示啮齿动物食性及其对消化道肠道长度的影响,我们于2008 年在四川省宝兴县蜂桶寨国家级自然保护区内以中华姬鼠和社鼠为对象展开了研究。结果发现社鼠和中华姬鼠均以摄食种子为主,食谱中各食物成分在性别之间无显著差异,但季节变化明显。在各食物成分中,摄入种子百分比与中华姬鼠及社鼠小肠长之间呈显著正相关,而昆虫成分则相反。分析认为,中华姬鼠和社鼠取食食物成分的季节变化,可能与不同季节中食物资源可获得性的不同有关,消化道长度的变化可能体现了对季节性食物资源和能量需求的适应.     

不同风浪条件下太湖梅梁湾光合有效辐射的衰减

基于2003年7月12～17日在太湖梅梁湾进行的连续6d原位水下光场观测资料,分析了不同风浪条件下光合有效辐射(PAR)的衰减和真光层深度,探讨了影响水下光合有效辐射的主导因子.结果表明,整个观测期间向下PAR衰减系数为2.63～4.71·m^-1(均值为3.63±0.47·m^-1),对应的真光层深度为0.98～1.75m(均值为1.29±0.18m),显示1.5m以下深度浮游植物、沉水植物基本上无法获取足够的太阳光能进行光合作用.从小风浪到中风浪、大风浪向下PAR衰减系数分别是2.63、3.72和4.37·m^-1,衰减系数分别增加了41%、66%.透明度、PAR衰减系数、真光层深度与悬浮物浓度存在显著性线性相关,并且与悬浮物中无机颗粒物相关性最好,而与叶绿素a、脱镁叶绿素及溶解性有机碳相关性很低.多元逐步线性回归表明,叶绿素a和溶解性有机碳最先被剔除方程,说明在梅梁湾由于风浪扰动引起悬浮物浓度的改变是影响水下光场的主导因素.     

粗枝崖摩中一个新的三萜

从粗枝崖摩(Amoora dasyclada (How et T.Chen)C.Y.Wu)中分离到5个化合物.通过波谱方法鉴定为:24,25-epoxy-tirucall-7-ene-3,23-dione(1),24,25,26,27-tetranortirucall-7-ene-3-oxo-23(21)-lactone(2),taraxerone(3),taraxerol(4)andβ-sitosterol(5).其中化合物1为一个新的三萜,3～5为首次从该植物中分离得到.化合物2是首次从天然植物中分离得到的一个四降三萜,对它的碳谱和氢谱数据进行了全归属.此外化合物2在碳7位上的双键和14位上的甲基并未发生变化,以前文献中没有报道过与此类似的四降三萜,据此进一步讨论了四降三萜的生物合成路径.     

四川蜂桶寨国家自然保护区地表甲虫物种多样性

在四川雅安蜂桶寨国家自然保护区（102°48′～103°18′ E,30°42′～30°54′ N）及其周边地区,就森林片段化和生态恢复程度的不同,选择4个代表地点,即位于保护区核心地带、以阔叶混交林为主的蜂桶寨天然林区（海拔1680～2080 m）,受到经济开发干扰但植被类型丰富的锅巴岩天然林区（海拔2 280～3 340 m）、以人工针叶林进行生态恢复的蚂蝗沟人工林区（海拔2430～2525 m）,以及森林高度片段化的双石镇农耕区（海拔870～1 165 m）,共设26块样地,以巴氏罐诱法为主研究地表甲虫的群落组成和多样性变化。本研究共采集甲虫标本 2.338 号,隐翅虫数量最多,占39.6%;步甲次之,占29.3%,拟步甲、象甲和叶甲的数量也各在5% 以上,它们共同构成该地区地表甲虫的优势类群。锅巴岩物种的个体数量和丰富度（S）以及多样性指数（H′）较高;蚂蝗沟均匀度指数（J）较高,丰富度较低;蜂桶寨天然林区个体数量较少;双石镇农耕区的多样性和均匀度指数较低。锅巴岩、蜂桶寨和蚂蝗沟间物种分布都有一定程度的相似性,但后两者相似性程度更高,双石镇物种分布与其他3个地点差异较大,这反映了不同地点间的生境异质性和森林植被片段化程度的差异。整个鞘翅目、隐翅虫科和步甲科的个体数量分布在针叶林内较多,在阔叶林内较少;拟步甲科的数量分布在高山灌丛内较多;叶甲科的数量分布在针叶林较多;象甲科除了竹林外,在其他植被内的数量均较多。在总体趋势上,随着海拔的升高,在蜂桶寨和锅巴岩两个邻近的天然林地点,整个鞘翅目以及优势甲虫类群的种类和个体数量也逐渐增多。比较蜂桶寨林区内的个体数量、丰富度和多样性指数,北坡均大于南坡。以上结果表明,物种多样性与海拔、坡向以及生境类型密切相关,森林片段化和生态恢复对物种多样性有显著的影响。因此,在改善森林片段化进行生态恢复时,采取合理措施,增加生境异质性,有助于提高该地区地表甲虫物种多样性。     

东灵山地区地表甲虫群落组成及季节变化

本文研究东灵山地区地表甲虫群落的物种组成和季节变化,取样选择在11种不同生境类型内,分别代表该地区的植被类型与环境变化。1999～2000年的野外取样共获得甲虫标本10874号,其中步甲、隐翅虫、叶甲、象甲、拟步甲、金龟和叩甲等7科的个体数量较多,合计占个体总数的83.36%,为该地区地表甲虫的优势类群。选择40个最常见物种统计种类和数量,对生境进行主成分分析排序（PCA）和系统聚类分析,可以将东灵山地区的11种生境类型划归为3类：即梨园岭退耕区的灌丛类型、小龙门林区的森林类型和东灵山主峰区的亚高山植被类型,梨园岭退耕区的辽东栎萌生丛被合并到小龙门林区森林植被类型中,反映了植被类型、海拔高度及受干扰程度可能是决定该地区地表甲虫群落组成和分布的主要因素。研究地表甲虫的季节变化发现其活动高峰多出现在6月和7月,而且在不同生境类型内,优势类群的组成和季节变化有很大差异;小龙门林区内数量分布高于梨园岭退耕区内的分布,尤其在落叶松林和阔叶混交林内的数量优势更加明显。如果按营养层次划分功能群,捕食性类群比例最高,植食性类群次之,腐食性类群最少,捕食性类群的季节活动曲线滞后于植食性类群的活动曲线。     

突变级数法在厦门城市生态安全评价中的应用

针对港湾快速城市化地区存在的潜在突变特性,基于P-S-R(压力-状态-响应)框架和突变级数法,构建了评价城市生态安全的突变模型,并对1996—2006年厦门城市生态安全进行了评价.结果表明：1996—1998年,快速城市化对厦门市区域生态安全的影响不大,研究区生态安全状况呈上升趋势;1998—2001年,由于大范围高强度的填海造地、人口激增等生态干扰远远超过了生态系统自身的修复能力,导致厦门城市生态安全状况呈快速下降趋势;2001—2006年,厦门城市生态安全整体水平回升,主要受其海湾型生态城市重大战略转变的影响;2006年,研究区系统压力安全级别为Ⅲ,说明厦门市还存在着生态安全隐患.突变级数法反映了单一指标极值情况对生态系统突变的影响,弥补了现有方法在此方面的不足,它既减小了权重赋值的主观性,又避免了主观判断安全标准的不确定性,可准确地反映城市生态安全的发展趋势.