杨树生理生态指标与环境因子之间相关性分析

为了揭示杨树生理生态指标与环境因子间综合复杂的关系,找出重要指标,在适宜土壤水分、中度干旱和严重干旱3种土壤水分条件下研究水分胁迫对杨树生理生长变化的影响;在人工控制条件下,研究叶片净光合速率(Pn)、叶片气孔导度(Gs)随光合有效辐射(PAR)和CO2浓度变化的反应关系;在中度干旱条件下,通过直接相关和综合相关分析,揭示各指标间相互影响的复杂关系。结果分析表明,水分胁迫对杨树生理生长变化有显著影响,是主要因子。在中度干旱条件下,对杨树有重要影响的因子依次为:光合有效辐射(PAR)、CO2浓度、大气温度(Ta);能够反映杨树生理生态特性的重要指标依次为:耗水量、蒸腾速率(Tr)、呼吸速率(R)和净光合速率(Pn).由此获得基本结论:杨树的生理生长变化受土壤水分、光合有效辐射(PAR)、大气CO2浓度和大气温度等多个环境因子的综合影响极其显著,其生理生长变化特征也宜采用多个指标来反应。直接相关分析不足以反映它们间的复杂关系,综合分析优于直接相关分析,分析方法科学合理,值得研究推广。     

重金属在拟水狼蛛体内的分布及对其体内抗氧化酶活性的影响

为了探明重金属在拟水狼蛛Pirata subpiraticus体内的分布及对其体内抗氧化酶活性的影响,本研究于2009年6月在河南南阳地区5种不同生境下,共采集50份土壤样本和300头拟水狼蛛样本,采用原子吸收光谱法测定了5种不同生境下雄雌拟水狼蛛体内重金属的分布、GSH含量以及GST,CAT和SOD的活性。结果表明：5个采集样点（S1, S2, S3, S4和S5） 拟水狼蛛体内重金属（Cd,Pb,Cu和Zn）的含量差异显著（P<0.05）。同一地点拟水狼蛛体内重金属（Cd,Pb,Cu和Zn）的含量不同身体部位差异显著（P<0.05）,头胸部>足部>腹部,同一地点雄性拟水狼蛛重金属含量显著高于雌性（P<0.05）。在重金属胁迫下,重金属含量高（S1,S2,S3和S4）的拟水狼蛛体内GSH 含量显著高于参照组（S5）,雄性GSH 含量高于雌性（P<0.05）。对于不同身体部位,GSH 含量差异显著,头胸部GSH 含量最高,其次为足部,腹部含量最低;GSH 含量与重金属含量显著正相关（r2=0.9854,P<0.05）。对于GST,CAT和SOD,重金属含量高则酶活性低,雄性酶活性显著低于雌性,不同身体部位酶活差异不显著;GST,CAT和SOD酶活性与重金属（Cd和Pb或者Pb）含量显著负相关。因此检测拟水狼蛛不同身体部位的酶活性变化就可知环境中重金属的污染程度,拟水狼蛛可以作为重金属污染的重要监测指示生物。     

重金属Cd2+对拟水狼蛛体内金属硫蛋白含量及其生长发育的影响

为了明确重金属Cd²⁺对拟水狼蛛Pirata subpiraticus体内金属硫蛋白(metallothionein, MT)含量及其生长发育的影响, 在室内条件下用5个不同浓度（0, 10, 20, 40和80 μg/g）的Cd²⁺培养的黑腹果蝇Drosophila melanogaster饲喂从5种不同生境下（S1, S2, S3, S4和S5）采集的拟水狼蛛性成熟雌蛛产卵孵化的幼蛛,待幼蛛性成熟后取所得雌蛛成蛛采用原子吸收光谱法测定了Cd²⁺ 诱导下拟水狼蛛体内金属硫蛋白含量及其存活率和生长率。结果表明： 食物中过量的Cd²⁺能够通过食物链进行传递并在拟水狼蛛体内积累, 积累量随黑腹果蝇培养基中Cd²⁺浓度的增加而增加,存在显著的浓度-效应关系。不同浓度的Cd²⁺能够诱导拟水狼蛛体内MT不同的表达,表达量与Cd²⁺浓度显著正相关(P<0.05)。当浓度低于20 μg/g时,污染点（S1, S2, S3和S4）拟水狼蛛体内MT表达量显著高于参照组S5（P<0.05）; 当高于20 μg/g时, 所有样点拟水狼蛛体内MT表达量差异不显著（P＞0.05）。拟水狼蛛存活率和成长率随着Cd²⁺浓度的升高呈下降趋势。据此认为,金属硫蛋白可能是蜘蛛耐受重金属污染的重要机制,与重金属具有一定浓度-效应关系。     

取食加Cd2+食物后拟水狼蛛发育历期、耐饥力和体内Cd2+含量的变化

为明确食物中重金属离子在蜘蛛体内的传递、生物放大及对其生长历期和耐饥力的影响,采用原子吸收光谱法检测了拟水狼蛛Pirata subpiraticus取食加Cd²⁺食物后体内Cd²⁺含量变化情况,测定了Cd²⁺对其发育历期和耐饥力的间接影响。结果表明：食物中的Cd²⁺能够通过食物链进行传递并在拟水狼蛛体内积累,积累量随拟水狼蛛龄期的增长而增加,积累量与消耗的黑腹果蝇Drosophila melanogaster数量极显著正相关(P<0.01), 与消耗食物中Cd²⁺含量显著正相关(P<0.05); 对食物中Cd²⁺的吸收率为65.4%,生物放大因子为1.8。成蛛改喂无Cd²⁺的黑腹果蝇后在观察的4周内体内Cd²⁺含量变化不明显。食物中的Cd²⁺能导致拟水狼蛛的发育历期显著延长、耐饥力显著降低。研究结果可为进一步研究环境中Cd²⁺沿土壤-昆虫-天敌传递、放大和生理耐受等提供理论依据。     

镉污染对不同生境拟水狼蛛氧化酶和金属硫蛋白应激的影响

为探讨镉(Cd)对机体抗氧化功能及金属硫蛋白(MT)的影响,在室内分别用不添加Cd2 和添加浓度为20 mgkg-1 Cd2 培养基培养的黑腹果蝇来饲喂4种不同生境下(S1,S2,S3和S4)拟水狼蛛,于饲喂5d、10d和20d后,分别测定其体内MT和丙二醛 (MDA)的含量及超抗氧化酶(GST、SOD和CAT)活性。结果表明：1,不同生境拟水狼蛛用不添加Cd2 培养基培养的黑腹果蝇饲喂后,不添加Cd2 对照组拟水狼蛛镉的积累量和MT含量无显著变化,但均显著低于添加Cd2 污染组。添加Cd2 污染组拟水狼蛛镉的积累量和MT含量都显著高于对照组,且均随着饲喂时间的延长而显著升高,具有明显的时间–效应关系(p<0.05)。2,在饲喂5d和10d后,不添加Cd饲喂的拟水狼蛛MDA含量和抗氧化酶系差异都不显著。添加Cd2 污染组(S1,S2和S3)MDA含量显著高于对照组(S4),MDA含量与饲喂时间呈显著正相关(p<0.05);GST、SOD和CAT等抗氧化酶活性污染组显著低于对照组,与饲喂时间呈显著负相关(p<0.05);饲喂20d后,污染组MDA含量和抗氧化酶（SOD和CAT）活性均与对照组无显著差异,但GST活性差异显著。     

拟水狼蛛对食物中镉的吸收和排泄及生物学响应

为明确拟水狼蛛对食物中镉的吸收和排泄及生物学响应,采用原子吸收光谱法检测了连续3代拟水狼蛛对食物中Cd²⁺的吸收和排泄情况,并测定了Cd²⁺对其生长发育、繁殖力和耐饥力的影响。结果表明:食物中过量的Cd²⁺能够通过食物链进行传递并在拟水狼蛛体内积累,积累量随拟水狼蛛代数的增加而增加,第2代和第3代拟水狼蛛体内Cd²⁺积累量浓度显著高于第1代中Cd²⁺积累量,第2代和第3代间差异不显著,积累量与消耗的黑腹果蝇数量极显著正相关,P<0.01;与消耗食物中Cd含量显著正相关,P<0.05。连续3代拟水狼蛛分别吸收了食物中65.4%、68.5%和69.1%的Cd,生物营养级放大因子分别为1.71、2.12和2.17。连续3代拟水狼蛛Cd排泄量极低。Cd处理能显著改变拟水狼蛛背胸甲宽、幼蛛存活率、生长历期和繁殖力。随拟水狼蛛受胁迫代数的增加,幼蛛存活率显著减少,生长历期显著延长。卵袋重量显著减轻,卵数目显著减少,卵体积显著升高。Cd处理还能显著降低拟水狼耐饥力。研究结果可为进一步研究环境中Cd沿土壤-昆虫-天敌传递、放大和生理耐受提供更为充分的理论依据。     

南水北调中线水源区浮游植物与水质评价

通过2003年3月至2005年8月对南水北调中线水源区水体浮游植物的调查,结果表明:该水域共有浮游植物8门63属96种及变种,其中以硅藻的种类最多,其次是绿藻和蓝藻。藻类的细胞密度表现出明显的季节变化,夏季最高冬季最低。从近3年的浮游生物检测结果可知,整个水源区年平均藻类细胞密度为109.33×10⁴ cells·L^-1,处于较低的水平,而且未检出水体重污染指示种,充分说明南水北调中线水源区富营养化程度较低。运用Margalef和Menkinick多样性指数对该水域的水质进行评价,数据显示2003~2005年该水源区的d值和α值,各采样点之间的差异并不显著,说明各采样点的水质营养状况虽有差异,但总体水平基本相当。水质评价结果:水体为寡污型,基本处于中营养状态。通过水生生物资源的调查,做好水源区的长期生态监测,可为建立中线水源区长期生态研究数据信息库及库区生态环境保护政策制定提供理论依据,对保证中线水质质量十分重要。     

层次分析法对南水北调中线水源区的水质评价

层次分析法(AHP)是一种多指标多因素综合评价法,其理论内容深刻而表现形式简单,包括递阶层次结构模型、判断矩阵的建立及其求值、一致性检验和综合指数计算等运算过程.在南水北调中线水源区3个采样点进行了2a的水体浮游植物和9项理化指标的检测,并应用层次分析法通过季节4因素和6项理化指标对水质进行综合评价.结果表明:层次分析综合指数PI在3采样点有差异并且变化灵敏,渠首 (陶岔S1 ) PI=0.5697,水质属于污染;库心 (小太平洋S2 ) PI=0.3619,水质属于尚清洁;丹江入库上游 (大石桥S3 ), PI=0.7755,水质属于中污染;AHP分析结果与实际基本相符.根据结果分析认为:层次分析法做为综合评价法对水质评价有重要性,值得推广应用;丹江口水库是重要的水资源,但目前水质状况并不理想,因此做好水源区的长期生态监测,加强理论和技术研究,改善水质,极为重要.     

粗糙集理论对湖泊生态系统健康评定指数法的评价

选用浮游植物生物量(BA)等5个生态系统健康评价指标,通过计算各指标指数和加权综合指数法对意大利西西里岛30个湖泊的健康做出分级.然后用粗糙集理论对5个指标进行筛选处理,又重新计算加权综合指数和分级.结果表明:浮游动物生物量(BZ)指标在湖泊健康分级中没有作用,是多余指标;粗糙集理论与健康指数相结合有重要意义.