环境介质中的抗生素及其微生物生态效应

环境介质中的抗生素因存在浓度较低被称为微量污染物,其对生态系统和人类健康的影响已逐步得到认知。长期以来,抗生素被用于人和畜禽细菌性感染疾病的治疗。然而,随着集约化养殖业的发展,抗生素被大量添加于饲料中来预防畜禽和鱼虾的养殖疾病。因此,环境介质中抗生素种类和含量随着畜禽和水产养殖业的快速发展逐年增加。本文综述了环境中抗生素的来源、残留浓度及其环境微生物生态学效应。医用、兽用抗生素和人畜粪便的农用是抗生素进入环境的主要来源,其在不同环境介质中残留浓度不一：地表水含量为μg?L-1,土壤含量为?g?kg-1,沉积物含量为μg?kg-1—mg?kg-1之间。抗生素进入土壤、水和沉积物等环境介质,经吸附-解吸、迁移和降解等过程重新分配,其降解方式主要有水解、光解和生物降解。抗生素影响环境介质中微生物的生物量、活性和群落结构,并诱导产生抗性基因,但对生态系统服务及其功能的干扰和影响尚有待进一步研究。     

淡水环境中微塑料对微生物耐药性的影响

微塑料和抗生素抗性基因(ARGs)作为2种主要的新兴污染物,在水生环境中共存,两者之间相互作用形成的复合污染日益引起人们的关注。微塑料可以选择性富集周围环境中的微生物和ARGs,形成生物膜,为ARGs提供潜在宿主。微塑料形成的独特“塑料圈”对于了解淡水环境中微塑料的形态和ARGs传递至关重要。本文重点综述了微塑料选择性富集水体中ARGs和微生物群落,讨论了微塑料表面抗性基因水平转移的机制,对未来淡水中微塑料及ARGs相关研究的重点方向进行了展望,以促进科学解决微塑料污染。     

微生物基因组序列测量及其重大意义

微生物基因组测序不仅可使人们更好地了解病原微生物的致病机制以及它们与宿主的相互关系,促进寻找更灵敏及特异的病毒原微生物的诊断,分型手段,而且为临床筛选有效的药物及发展疫苗提供参考,此外,它还能提高对人类相关基因功能的认识,为探讨人类遗传性疾病机制提供参考,本文就微生物序列测定重大的理论及应用价值作一简要概述。     

武夷菌素对土壤微生物群落及抗生素抗性基因的影响

抗生素抗性基因(antibiotic resistance genes, ARGs)作为一种新型环境污染物近年来受到广泛关注。目前关于抗生素的环境污染研究主要集中于医疗和养殖业,对植物保护领域的农用抗生素环境污染研究很少。武夷菌素是一种环保、高效、广谱的农用抗生素,在农业生产中得到了广泛应用,对农作物真菌性病害具有良好的防治效果。本研究分别选取了未使用武夷菌素和使用武夷菌素的蔬菜大棚中的土壤,通过高通量测序分析了土壤中微生物群落结构,发现两份土壤中主要的微生物群落种类没有发生明显改变,但是优势菌群的丰度有显著差异。通过荧光定量PCR技术,对18个典型的抗生素抗性基因进行了检测,发现aadA、aac(3)-Ⅱ、strA、strB、aacA4、tetX、sulI和intI1 8个基因在两份土壤中的绝对含量和丰度均有显著差异,表明武夷菌素对土壤中微生物的群落结构及抗生素抗性基因的绝对含量和丰度均会造成一定影响。本研究为评估武夷菌素的环境安全性及合理正确使用武夷菌素提供了理论依据,也为其它农用抗生素的相关研究提供了借鉴。     

海州湾近岸海域的微生物群落结构和抗生素抗性基因时空变化

【背景】近岸海域抗生素抗性基因(antibiotic resistance genes, ARGs)的污染和累积将直接影响海产品质量和安全,海州湾作为江苏省的四大渔场之一,是江苏渔业发展的主要载体,有多条大小河流注入,沿岸为重要农业区,对公众健康产生重大影响。【目的】对海州湾夏秋季的水样及沉积物展开微生物及ARGs检测。【方法】基于宏基因组测序技术开展海州湾夏秋两季近岸6个站点中水体和沉积物中ARGs种类和相对丰度以及微生物群落的组成研究。【结果】变形菌门(Proteobacteria)和放线菌门(Actinobacteria)是夏秋季度两种介质中最优势的门类,水样中优势的科级细菌为红细菌科(Rhodobacteraceae),沉积物样品中为脱硫杆菌科(Desulfobacteraceae);夏季水样中的ARGs相对丰度要明显高于秋季,但沉积物中不同季节的ARGs相对丰度未表现出明显的变化趋势;在水样中主要门级微生物群落的抗性机制主要是抗生素靶位替换和抗生素靶位保护,沉积物样品则以抗生素灭活机制为主,而主要科级微生物群落的抗性机制更加多样;冗余分析(redundancyanalysis...     

环境微生物的抗生素抗性和抗性组

环境和医疗实践中广泛存在的细菌抗生素抗性已经成为食品安全和人类健康领域的主要威胁。近年来的研究表明,病原菌主要通过水平基因转移而不是基因突变获得抗性,大量的研究支持病原微生物抗生素抗性基因的环境来源。系统论述了环境微生物抗生素抗性起源、进化及病原菌抗性基因与环境抗生素抗性组相互之间的交叉传播和水平转移机制,介绍了近年来环境微生物抗生素抗性组生态和进化生物学研究的最新进展和方法学应用。     

抗生素对微生物作用的研究

抗生素能干扰微生物细胞新陈代谢的某个或几个环节 (包括代谢物或酶系统 ) ,使它不能以正常的代谢途径维持和延续生命活动。分别从抗生素抑制细胞壁合成、影响细胞膜功能、抑制蛋白质合成、影响能量代谢、干扰核酸合成 5方面综述了抗生素对微生物的作用。     

滇金丝猴肠道微生物四环素抗性基因和肠道环境特征

野生动物肠道是微生物抗生素抗性基因(Antibiotic resistance genes, ARGs)的储存库,滇金丝猴(Rhinopithecus bieti)在动物展示区存在ARGs暴露的风险。本研究基于16S rRNA技术,测定展示区不同性别滇金丝猴的肠道微生物组成,利用定量聚合酶链反应(quantitative polymerase chain reaction, qPCR)技术检测其肠道微生物四环素类抗生素抗性基因(Tetracycline antibiotic resistance genes, T-ARGs)和可移动遗传元件(Mobile genetic elements,MGEs)丰度,并分析其肠道酶活性和营养物质含量特征;利用网络模型(NetWork)分析T-ARGs和MGEs的潜在宿主菌,简单相关关系分析肠道微生物T-ARGs和MGEs的丰度与滇金丝猴肠道的微生态环境特征的关系。结果表明,滇金丝猴雌性和雄性肠道微生物T-ARGs和MGEs的绝对丰度差异不显著;雌性肠道中疣微菌门(Verrucomicrobia)和纤维杆菌门(Fibrobacteres)相对丰度显著...     

实验动物的微生物质量标准及其在生物医学科研工作中的意义

实验动物在通常条件下生活在微生物的环境中,当动物从母体的无菌的子宫中产出后,立即被周围的微生物所污染。其中有的微生物能从体内排除,而有的则能长期栖居在动物体内,构成共生或寄生的生物学状态。动物的胃肠道内居留着亿万细菌。这些细菌对宿主的生理代谢,组织形态,对疾病的抵抗力,对药物的效应,对致癌物的相互作用等等,都产生重大影响,因此严重干扰动物实验的结果,所以必须把动物体内外的微生物调查清楚,并研究排除和控制这些微生物是极为重要的工作.     

人工湿地对抗生素复合污染的净化效果及微生物群落响应

为研究人工湿地对氟喹诺酮类(FQs)、磺胺类(SFs)、四环素类(TCs)抗生素的净化性能及微生物群落的响应,以运行多年的单层及多层(3层、6层)基质结构的水平潜流入工湿地为对象,分别采用固相萃取-高效液相色谱法和高通量测序来检测抗生素含量和微生物菌落结构,分析对比分层结构湿地系统中3类8种抗生素的去除规律、对常规污染...     

城市绿地可达性与公平性评价

城市绿地是城市重要的绿色基础设施,是实现城市可持续发展的重要空间保障,具有重要的生态、社会文化功能.20世纪80年代以来,我国一直以城市人均(公共、公园)绿地面积、绿地率、绿化覆盖率等面积比率指标作为核心指标来指导城市绿地建设,缺乏具体引导城市绿地空间分布的指标,较少关注城市绿地服务功能的公平性问题.借助于GIS技术,构建了城市绿地社会功能评价的简明框架,尝试将表征城市绿地空间分布的可达性和公平性指标引入城市绿地的功能评价中,以体现城市建设"以人为本"、"社会公平"的理念,并以上海和青岛为实证,对新构建的系列指标进行了分析与检验.研究结果表明:(1)可达性和公平性系列指标导入城市绿地的功能评价中是可行的,能够有效的表征和测度城市绿地空间布局的合理性程度;(2)可达性和公平性指标使用时需要界定研究区范围、研究尺度,特别是数据精度,以利于研究区的纵向比较和城市间的横向比较.研究结果将丰富我国城市绿地评价的核心指标体系,亦可为城市规划者和建设者合理规划与布局城市绿地提供重要的依据和参考.     

城市绿地种子库的初步研究

对城市绿地土壤种子库的组成、种群数量、空间分布和物种多样性进行了初步研究,结果表明：城市绿地土壤种子库存中共出现植物42种,其中在第一层中共出现植物1 477株,多样性指数为2.05,均匀度是0.58,最大的物种多样性指数是3.56,第二层的物种多样性指数,均匀度和最大物种多样性指数均比第一层要低,分别为1.94、0.56和3.47,植物种类也要少一些。城市绿地土壤种子库中种的丰富度、种子苗量、多样性指数均不如远郊区山地天然次生林。城市绿地土壤种子库中蕴藏着一些潜在种群,有些植物种可以用于城市绿化建设。     

国外城市绿地研究的理论与方法

回顾了近10年国外在城市绿地研究领域的进展,阐述了城市绿地效益、绿地美学、立体绿化、植物造景、景观生态学、信息技术应用、城市林业、植被培育、绿地规划设计等的研究理论及方法,指出了今后国外绿地研究的发展趋势。     

城市绿色空间研究进展与展望

在总结国内外城市绿色空间概念和类型的基础上,从城乡边缘区规划保育、自然区与乡土物种恢复保护、绿色廊道恢复规划、生物多样性保护以及绿色空间结构-功能研究和管理政策等6个方面,对近年来城市绿色空间的研究状况进行了分析,探讨国内外城市绿色空间基础研究与实践的不同之处,并提出未来城市绿色空间研究的主要方向,以期对我国未来城市绿色空间研究与构建有所启示.     

城市绿地暴露与人群健康效应研究

城市绿地是城市绿色基础设施和基于自然解决方案的主要载体,为人群提供了多种生态系统服务,关注人群健康和绿地布局的城市绿地暴露研究已经成为城市生态学、城市可持续发展等学科的前沿热点。目前国内外城市绿地暴露与人群健康研究仍处在兴起的初步发展状态,缺乏有效和公认的研究范式。尝试通过暴露科学的视角,研究城市绿地暴露及其人群健康效应的研究的热点领域:(1)从城市人群的绿地暴露特征来看,绿地暴露研究与现有旨在预防和减少环境污染暴露风险的传统环境健康研究的视角有显著不同,其目标是充分理解人群的绿地暴露特征及其产生健康效应的机制,鼓励和提高人群与绿地的有效和有益接触,服务于城市绿地和健康社区营造的科学规划和决策。(2)从城市绿地暴露的量化表征来看,现有的多种绿地暴露评价指标包括绿地可得性、绿地可及性和绿地可视性等多是表征了绿地的供给状况,并非直接的绿地暴露过程描述,未来可以结合城市人群的绿地暴露时空动态模式,参照总暴露数学方程来综合量化不同途径、访问周期、暴露时长等因素。(3)从城市绿地暴露的人群健康效应机制来看,现有绿地暴露的健康效应机制研究获得的通用理论性成果还不多,面临的挑战主要是:不同绿地健康效应研究采用的暴露特征指标不同,绿地暴露特征影响人群健康存在显著的尺度性,以及缺乏统一的绿地暴露健康效应调查方法。绿地在城市规划和建设中的作用尤其突出,但绿地的人群健康促进功能在我国城市规划和建设中还鲜有应用,作为城市生态学与环境风险、公共健康以及可持续发展的交叉前沿领域,相关成果将为指导健康导向的可持续城市/社区规划与建设提供直接的科学依据与理论支撑。     

3S技术在城市绿地生态研究中的应用

介绍了城市绿地生态研究中的遥感特点 ,并论述了 3S技术在城市绿地覆盖清查、绿地三维量估测、绿地生态质量监测、绿地景观格局及其动态分析、适宜度评价和城市绿地景观生态规划上的应用现状 ,提出了现存的问题 ,并对其未来发展的方向作了展望。     

基于气温实地调查的城市绿地降温效应研究现状与未来展望

随着城市化进程的不断推进,城市热岛效应日益明显.城市绿地作为城市结构中的自然生产力主体,在缓解城市热岛效应方面发挥着极其重要的作用.然而,面对快速城市化进程和不断变化的环境,如何实现城市绿地的合理配置与前瞻性布局,从而实现其整体降温效应的最大化,进而改善城市环境与微气候,依然是一个亟待解决的难题.这迫切需要多尺度的城市绿地降温效应研究.本文对基于气温实地观测来探讨城市绿地降温效应的相关研究进行了系统梳理与总结,从城市绿地的面积与形状特征、植被结构特征、影响降温效应的外部因素3个方面深入探讨了影响绿地降温效应的主要因素,并从城市绿地降温的时间变化特征和距离衰减效应两方面总结了绿地降温效应的时空特征.在此基础上,指出了目前城市绿地降温效应研究存在的主要问题和未来研究展望.     

城市绿地土壤健康质量问题与对策

城市绿地土壤质量是保障绿化植物健康生长的基础,也是保障绿地为城市及其居民提供健康生态系统服务和城市可持续发展的重要基础.目前在提升城市绿地土壤质量方面,主要关注了肥力质量和环境质量方面的问题,对健康质量方面的问题还较少关注.本文综述了土壤健康质量的概念、内涵及其评价指标,总结了城市绿地土壤健康质量所面临的主要问题和挑战...     

城市公共绿地常见木本植物组成对鸟类群落的影响

快速城市化背景下, 城市公共绿地已经成为重要的鸟类栖息地, 其中的木本植物群落构成对鸟类群落结构有显著影响, 研究木本植物配置与鸟类多样性的关系对提升城市公共绿地作为鸟类栖息地的生态服务功能有重要的理论和应用价值。我们于2009–2010年间在上海市滨江森林公园就木本植物和鸟类群落的相互关系展开研究。样线法结合样点调查共记录到鸟类10目25科64种5,368只(次), 鸟类多度全年变化显著, 峰值分别出现在4月和11月。丰富度全年也呈现双峰型变化, 峰值出现在4月和12月。全年鸟类多样性(Simpson指数)差异显著, 10月最高, 8月最低。样方调查共记录到77种木本植物, 其中有14种(乔木9种、灌木5种)出现率超过5个样方, 定义为常见种, 其果期主要集中在9月到翌年2月, 其上常见林业致病害虫的发生盛期集中在5–11月。主成分分析显示, 常见木本植物上观察到的鸟类可划分为8个鸟类集团, Spearman秩相关检验显示秋冬季常见木本植物果期与植食性、肉食性、食虫性、杂食性等多个鸟类集团的多度均呈显著正相关。说明在秋冬季鸟类迁徙高峰期不同鸟类集团均能获得丰富的食物资源。就常见木本植物对鸟类群落的重要值进行排序, 结果显示, 大叶杨(Populus lasiocarpa)、枫杨(Pterocarya stenoptera)、香樟(Cinnamomum camphora)等乔木对鸟类重要值较高, 而灌木层对鸟类的重要性整体偏低, 说明滨江森林公园的灌木层作为鸟类栖息地的功能建设尚需加强。根据以上研究结果, 我们提出了提高上海城市公园鸟类多样性的植被配置建议。     

珠三角城市绿地CO2通量的环境响应特征

城市绿地的净生态系统CO2交换量(NEE)受多种环境因素控制,定量分析NEE的环境响应机制对评估绿地生态系统固碳效益、优化城市绿地布局有重要意义。本文应用2009、2010年位于东莞市植物园内的涡度相关CO2通量定位观测资料,分析了光合有效辐射(PAR)、土壤温度(Ts)、饱和水汽压差(VPD)、降水及周边不同下垫面类型对NEE的影响。结果表明:NEE绝对值随PAR的升高而增加,PAR超过光饱和点(约为1500μmol photons·m-2·s-1)后,NEE绝对值呈回落趋势;生态系统呼吸(Reco)随Ts升高而增加,在温度较低时,Reco对Ts的敏感性较强(10℃时,Lloyd-Taylor方程的Q10=1.8),随着温度升高,敏感性下降(30℃时,Q10=1.43);VPD通过影响植物气孔导度对CO2交换产生作用,相同温度下,随着VPD升高,气孔导度增大,呼吸释放与光合固定的CO2量均增加;降水能增加土壤湿度进而使Reco增大,25℃时,降水后的Reco比降水前增加15.8%;测站东北和西南方的绿地范围较大,当东北和西南部是主要贡献区时,NEE绝对值较大,表明增加城市绿地能有效提高城市固碳效益。