不同类型人工湿地微生物群落的研究进展

微生物是人工湿地不可缺少的成员,对湿地生态系统中物质转化、能量流动起着重要作用.本文从人工湿地微生物群落的研究方法、微生物群落结构与组成、微生物群落调节作用与环境因素的关系等方面,综述了人工湿地微生物的研究进展.各种新颖的分子生物学方法已经成为研究人工湿地的微生物多样性的有力工具,其中最常见的是变性梯度凝胶电泳(DGGE)和寡核苷酸荧光探针原位杂交(FISH);人工湿地微生物群落的调节作用主要取决于湿地的水文条件、废水的特点(包括组成成分,污染物的特点和利用性)、湿地的过滤材料或土壤类型、植物和各种环境因素;不同人工湿地类型的微生物群落组成,从多到少依次是变形菌、噬纤维菌.黄杆菌菌群、放线菌和厚壁菌.如何进一步加深对氮循环相关微生物多样性的研究,提高废水中氮的去除效率依然是未来人工湿地技术需要解决的重要问题之一.     

改良剂对酸性土壤上伴矿景天铝毒缓解作用及镉锌吸收性的影响

为探究不同改良剂对酸性土壤铝(Al)胁迫条件下镉(Cd)锌(Zn)超积累植物伴矿景天Sedum plumbizincicola生长以及镉和锌吸取修复效率的影响,分别添加不同种类改良剂(钙镁磷肥(CMP)、MgCO3、KH2PO4)和不同浓度CMP进行温室盆栽试验。结果表明,CMP能够一定程度上提高土壤pH值并降低土壤交换性Al的浓度,MgCO3能够显著提高土壤pH值和降低土壤交换性Al的浓度,KH2PO4能够降低土壤中交换性Al浓度但未改变土壤pH值。施用适量的CMP(9.39 mg/kg)能够提高伴矿景天生物量和Cd、Zn吸取修复效率,用量过高会抑制伴矿景天生长和Cd、Zn修复效率;施用MgCO3可增大伴矿景天生物量和Cd、Zn修复效率,施用KH2PO4反而抑制了伴矿景天生长。酸性土壤上施用适量的CMP和MgCO3能够缓解伴矿景天的铝毒作用,维持较高的重金属吸收效率。     

浮床空心菜对氮循环细菌数量与分布和氮素净化效果的影响

通过在塑料水箱中水培空心菜(Ipomoea aquatica),研究浮床空心菜对氮循环细菌数量、分布和氮素净化效果的影响。研究结果表明,浮床空心菜氮循环细菌总数、氨化菌、亚硝化菌、硝化菌数量极显著高于空白对照(P<0.01),浮床空心菜反硝化菌数量与空白对照差异不显著(P>0.05);氨化菌在根内、根面、水体中的分布差异不大,亚硝化菌主要分布在根内和根面,硝化菌主要分布在根面,反硝化菌主要分布在水体中;试验结束时,浮床空心菜系统和空白对照对氨氮的去除率分别为91.8%和88.5%,对总氮的去除率分别为48.2%和62.1%。通过浮床空心菜各种氮循环细菌数量、分布与氮素浓度的相关性分析,发现浮床空心菜系统中氮素的去除是植物吸收,根系表面的氨化作用,以及水体中硝化、反硝化共同作用的结果,而空白对照系统中氮素的主要去除途径是微生物的硝化/反硝化作用以及氨挥发。     

不同采收方式对富养化河道浮床空心菜生物产出的影响

以浮床空心菜为研究对象,在过水河道条件下,研究了不同采收周期(14 d采收1次、21 d采收1次、28 d采收1次)和留茬高度(15 cm、25 cm、35 cm)组合对浮床植物生物产出的影响.结果表明:刈割后的植物仍能够适应过水河道环境,并在其生长周期内持续生长.经110 d的生长,分枝数提高了近5倍,最长根长27.55 cm,平均根长15 cm,根系直径达11cm.单株根鲜重可达146 g,每平方米浮床根部可吸附颗粒物3.36 kg.新芽生长速率随采收次数增多,处理组均呈现先不断提高然后减小的趋势,变化幅度为0.54～3.7cm·d-1,对照组为1.63 cm·d-1.适当刈割能提高新芽再生速率.单次收获生物量同新芽变化规律相似,即先逐渐增多然后减小,生物量增长速率变化幅度3.83～37.9 g·m-2·d-1.从总生物量来看,28 d采收1次留茬25 cm、35 cm组的生物量(干重)产出最高,达2112 g·m-2;从茎叶比看,每14 d采收1次3个留茬高度,及每21d采收1次留茬15 cm和25 cm方式收获生物量茎叶比较佳.综合考虑产量、质量及浮床便捷管理,每21 d采收1次留茬15 cm的采收方式效果最佳,此时新芽平均生长速率1.88 cm·d-1,平均茎叶比＜1,总生物量1966 g·m-2.     

冬季不同刈割水芹浮床连续净化过程及效果

在冬季利用不同刈割处理的水芹浮床做连续两个周期的水质净化试验研究.结果表明:浮床系统能够维持水体为偏弱酸性环境;总磷的去除率在58％以上,前4天去除量占总磷去除量的80％以上,到第8天时,总磷浓度基本达到稳定,到2个周期试验结束,总磷浓度分别为0.366和0.215 mg· L-1;铵态氮的去除率在90％以上,前4天的去除量占总去除量的70％以上,2个周期试验结束时,铵态氮浓度分别为0.455和0.522 mg·L-1;硝态氮由于初始浓度不同,去除率差异比较大,2个周期试验结束时,硝态氮浓度分别为0.262和0.289 mg·L-1;与空白对照相比,浮床系统能够在较短的时间内快速去除富营养化物质,但到试验结束时浮床与空白对照在营养元素去除方面几乎没有差异;不同刈割处理的水芹浮床在水体净化效果方面没有显著差异, 在实际应用中可以不考虑刈割处理的影响.     

竞争-耐胁迫-杂草型植物对策理论及其应用研究进展

竞争-耐胁迫-杂草型植物(CSR)对策理论主要研究植物对环境胁迫和干扰的适应性特化。从功能生态学角度讲,CSR理论是通过解释各种功能性状协同变异的主导维度来反映植物的生态对策。而物种所采取的生态对策将决定其在群落中的生态位,并最终会影响生态系统过程与功能。自1974年Grime首次提出CSR对策的概念以来,CSR对策思想就受到了生态学家很大的关注,经过近半个世纪的发展,目前已经形成了比较完整的理论和研究方法体系。试图在回顾CSR理论及其研究方法发展的基础上,阐述其基本内涵,并重点从功能性状变异空间、植物适应性、群落过程和生态系统特性等4个方面概述CSR理论及其分析模型的验证及应用,梳理其最新研究进展。CSR理论已经得到了很多研究的广泛验证并应用于多种尺度上的植物生态学研究,但仍有一些方面值得进一步发展完善,如第四区缺失问题、功能性状变异主轴以外的变异、CSR对策与功能性状种内变异和谱系关系的联系等方面需要深入研究。     

近10年典型区红壤性水稻土有机碳库平均驻留时间变化特征

弄清土壤有机碳库平均驻留时间的时空变化特征对采取有效措施增强农业生态系统碳“汇”尤为关键。本研究基于历史采样信息开展新一轮土壤样品采集，进行100 d土壤呼吸培养实验，借助三库一级动力学模型拟合获得土壤活性碳库(MRT_a)和缓效性碳库平均驻留时间(MRT_s),揭示了2009—2019年江西东乡红壤性水稻土表层土壤MRT_a和MRT_s的时空变化特征及其影响因子。结果表明，东乡2019年红壤性水稻土表层土壤MRT_a与MRT_s均值分别为26.5 d和14.1 a,与2009年相比，未发生显著性变化。整体上，东乡南部地区活性碳库和缓效性碳库更为稳定，且东乡地区红壤性水稻土MRT_a与MRT_s存在明显的时空分异，不同地理位置的MRT_a与MRT_s变化幅度分别达-1.3%～544.5%和-6.7%～1375.5%。这种时空变异，部分源于土壤活性碳和缓效性碳组分构成的空间分异。尽管存在较大...