铵态氮和浮游植物对穗花狐尾藻的生理影响

为探讨铵态氮-浮游植物-沉水植物三者之间关系,在滇池岸边开展室外模拟实验。在初始叶绿素a为100μg·L~(-1)的浮游植物密度下,研究不同浓度(0、0.05、0.15、0.50、1.50、5.00 mg·L~(-1))铵态氮和浮游植物对穗花狐尾藻的生长和生理状况的影响。结果表明:各处理组穗花狐尾藻的各项生长和生理指标在实验期间存在明显差异;当铵态氮浓度为1.50mg·L~(-1)时,穗花狐尾藻的株高和生物量明显大于其他处理组;穗花狐尾藻叶片的总叶绿素含量、光合活性和可溶性蛋白在铵态氮浓度为1.50 mg·L~(-1)时,实验期间能维持原来的水平,其余铵态氮浓度下,呈现下降的趋势;在铵态氮与浮游植物的复合作用下,适宜穗花狐尾藻生长的铵态氮浓度为1.50 mg·L~(-1),高浓度的铵态氮(5.00 mg·L~(-1))和氮缺乏(NH4+-N≤0.50 mg·L~(-1))都不利于穗花狐尾藻的生长;铵态氮浓度达到5.00 mg·L~(-1)时,浮游植物大量生长带来的相关效应,如水体浊度上升,水下光强降低等,导致穗花狐尾藻耐受铵态氮的阈值较单一铵态氮胁迫下的耐受阈值低,此时,沉水植物对藻类的抑制效应也将解除,水华大量发生,叶绿素a的浓度可达(948.1±313.0)μg·L~(-1)。     

外生菌根真菌彩色豆马勃(Pisolithu stinctorius)辅助植物修复重金属Cu污染土壤的应用潜力

旨在研究Pisolithus tinctorius(P_t)菌种的耐铜性以及对宿主植物黑松(Pinus thunbergii)幼苗生长发育、营养元素以及重金属Cu吸收的影响,探究其修复重金属污染土壤的应用潜力。采用液体纯培养,0、5、50、100、250和500μmol/L浓度Cu处理研究P_t菌种耐Cu性;幼苗盆栽实验(P_t菌根或未菌根化),分析幼苗生长、各部分营养元素及Cu含量。结果显示,P_t菌种具有很强的耐Cu性,其半抑制浓度达200μmol/L;与非接菌相比,P_t菌种的侵染可以显著(F=44.57,P=0.003)促进黑松幼苗的生长,提高宿主幼苗根及茎中P和Ca的含量,缓解Cu毒害;接种后幼苗地上部重金属浓度虽有所降低,但可通过增加宿主生物量来提高植物对土壤中重金属的提取效率;接种P_t,可降低土壤中可交换态Cu含量,降低Cu对植物的毒害。耐Cu性的Pt菌种可以促进宿主幼苗的生长及营养元素的吸收,减少Cu毒害,提高黑松对Cu的提取效率,在Cu污染地的生物修复、植被恢复中具有一定的应用潜力。     

南通沿海滩涂耐盐植物重金属抗性内生细菌的筛选及生物多样性

【目的】沿海滩涂耐盐植物重金属抗性内生细菌的筛选及其促生长潜在能力的研究有助于我们获得一些能够耐受并促进耐盐植物在被Cd2+、Pb2+、Hg2+、Cu2+,Zn2+等重金属离子污染的贫瘠的沿海滩涂上正常生长的菌株,达到既能够利用广袤的滩涂生物资源产生经济价值又能够净化生态环境的目的。【方法】以江苏南通沿海滩涂地区的4种耐盐植物为材料,采用稀释平板涂布法从中分离得到45株内生细菌,从中挑取23株代表性的菌株,对其进行抗重金属Cu2+、Pb2+、Cd2+、Zn2+,Hg2+的活性筛选;固氮、解磷、吲哚乙酸(IAA)的产生、1-氨基环丙烷-1-羧酸(ACC)脱氨酶活性等促生指标以及NaCl耐受能力的筛选。【结果】发现分离所得的大多数细菌能够耐受高浓度的Cu2+以及Pb2+,但是对Cd2+、Zn2+,Hg2+的耐受能力则较弱;26.1%的细菌具有固氮能力,21.7%的细菌具有解磷能力,60.9%的细菌能够产生IAA,39.1%的细菌含有ACC脱氨酶。对他们进行16S rRNA基因鉴定后发现,他们分属于芽胞杆菌属(Bacillus)、喜盐芽胞杆菌属(Halobacillus)、海洋芽胞杆菌属(Oceanobacillus)、微小杆菌属(Exiguobacterium)、沙雷氏菌属(Serratia)、短波单胞菌属(Brevundimonas)、弧菌属(Vibrio)、葡萄球菌属(Staphylococcus)共8个属,显示了丰富的多样性。其中菌株KLBMP 2432以及菌株KLBMP 2447为潜在的新种。【结论】沿海滩涂地区的耐盐植物内生细菌具有丰富多样的生物多样性以及促生长能力,且存在潜在的新种资源,并对重金属Cu2+,Pb2+具有较强的抗性。     

尾巨桉DH3229幼苗对硝普钠-酸铝互作的响应

该研究以广西林业科学研究院提供的尾巨桉DH3229幼苗为材料,以分析纯AlCl3·6H2O为铝(Al)的供体,以硝普钠(SNP)为一氧化氮(NO)的供体,设置3个SNP浓度(0、10、500μmol·L~(-1))和2个Al水平(0、5 mmol·L~(-1)),每5 d浇一次含不同浓度Al和SNP的营养液,持续20周,分析Al胁迫对幼苗生长生理特性的影响,并探讨不同浓度外源SNP施加对植物Al毒害有无缓解作用及其缓解机理。结果表明:Al施加能显著降低尾巨桉DH3229幼苗的生物量、叶片叶绿素a、总叶绿素含量、叶绿素a/b值和可溶性糖含量;Al胁迫显著增加幼苗相对电导率、MDA、SOD、游离脯氨酸含量。外源施加适量(10μmol·L~(-1))的SNP能使Al胁迫下桉树幼苗根和叶等生物量、叶片叶绿素含量以及Chl a/b显著提高,同时降低其相对电导率、MDA含量和游离脯氨酸含量。可见,SNP具有双重性,适量SNP施加可有效缓解Al对桉树生长的胁迫,高浓度(500μmol·L~(-1)) SNP则产生硝化胁迫从而抑制桉树的生长。     

不同外源物质对镉砷复合污染胁迫下油菜生理指标和镉砷积累的影响

为缓解重金属对作物的胁迫,降低重金属对作物的毒害作用,通过叶面喷施比较不同外源物质茉莉酸(JA)、褪黑素(MT)、亚精胺(SPD)和2,4-表油菜素内酯(EBL)对Cd、As胁迫下油菜生理指标及吸收积累Cd、As的影响。结果表明:喷施200μmol·L^-1的JA和MT均显著提高油菜叶片的叶绿素SPAD值,而喷施20μmol·L^-1的EBL显著降低油菜叶片的叶绿素SPAD值;与CK处理相比,喷施500μmol·L^-1SPD和20μmol·L^-1EBL分别降低油菜叶片中MDA含量41.0%和52.3%,同时EBL处理提高油菜叶片SOD活性88.2%;喷施200μmol·L^-1MT导致油菜地上部Cd含量比CK处理降低27.8%,而喷施200μmol·L^-1的JA和20μmol·L^-1的EBL却分别提高油菜地上部As含量159.8%和136.8%; JA、MT、SPD和EBL在某种程度上均缓解了Cd、As复合污染对油菜的胁迫,为重金属污染农田...     

Ca~(2+)和K~+对拟南芥幼苗镉毒害的缓解作用

该文探讨了外源钙(Ca)或钾(K)处理对不同程度的镉(Cd)胁迫(0–80μmol·L–1)下拟南芥(Arabidopsis thaliana)幼苗的生长和生理特性的影响。综合Ca和K对不同浓度Cd胁迫下拟南芥幼苗生长、根长以及生物量的影响情况,表明各浓度Cd胁迫下外源Ca2+的最适缓解浓度均为10 mmol·L–1;而K+的最适缓解浓度在低浓度(20和40μmol·L–1)和高浓度(60和80μmol·L–1)Cd胁迫下分别为10 mmol·L–1和20 mmol·L–1。在低浓度Cd胁迫下,添加适宜浓度的Ca2+或K+后幼苗可溶性蛋白和丙二醛(MDA)含量以及超氧化物歧化酶(SOD)活性相比未添加Ca和K的对照组无显著变化,而过氧化物酶(POD)活性和总酚、类黄酮、花色素苷,酸溶性硫醇化合物、谷胱甘肽(GSH)、植物螯合肽(PCs)的含量均下降;高浓度Cd处理下,添加适宜浓度的Ca2+或K+后幼苗的SOD活性升高,POD活性降低,可溶性蛋白、MDA、总酚、类黄酮、花色素苷、酸溶性硫醇化合物、GSH以及PCs的含量也均低于对照组。在各浓度Cd胁迫下,添加外源Ca或K均使拟南芥幼苗根部细胞DNA损伤减弱,表现为TT嘧啶二聚体的累积量显著减少(P0.05)。以上结果表明,在Cd胁迫(尤其是高浓度Cd胁迫)下,外源Ca或K通过调节酚类、金属螯合物质的代谢水平以及提高拟南芥的抗氧化能力来缓解Cd对拟南芥幼苗的毒害效应,缓解细胞DNA损伤。该研究结果不仅能够为深入探讨Ca和K对缓解重金属毒害的分子机理提供实验依据,而且为Ca和K应用于重金属污染的防治提供参考。     

外源NO对水分胁迫下平邑甜茶幼苗氧化损伤的缓解效应

以苹果属植物平邑甜茶水培幼苗为试验材料,采用20%PEG-6000模拟水分胁迫,进行了外源NO对水分胁迫下平邑甜茶幼苗氧化损伤的缓解效应研究。结果表明:100~500μmol·L-1外源硝普钠(SNP,NO供体)处理,能在一定程度上提高渗透胁迫下平邑甜茶叶片内SOD、POD、CAT、APX活性和ASA含量,不同程度减轻20%PEG-6000胁迫对平邑甜茶幼苗活性氧的累积和氧化损伤,其中以300μmol·L-1 SNP处理缓解效应最佳,而相对高浓度的700μmol·L-1 SNP处理则不能起到缓解作用,反而有一定的毒害作用。     

柽柳对镉胁迫的生理生态响应

在温室条件下采用营养液培养的方法研究了营养液中Cd²⁺浓度为0、10、50、200和500 μmol·L ^-1时,柽柳(短穗柽柳(Tamarix laxa))对重金属镉的吸收和分泌特点。研究结果表明:与对照相比,较低浓度(10 μmol·L ^-1)镉处理对柽柳的生长量、含水率均没有显著变化,两周培养期间内没有出现镉中毒症状;Cd²⁺浓度增加至50 μmol·L ^-1时对柽柳产生了较强的毒害作用,柽柳的生长量、植株含水率均明显下降,在加镉处理第十二天时营养枝开始发黄,出现镉中毒症状。柽柳不同器官镉积累量由大到小依次为:根系>新生营养枝>枝条。研究还发现,柽柳盐腺能够分泌镉,分泌镉的量占营养枝中镉含量的0.5%左右;在较低浓度(0~50 μmol·L^-1)时柽柳对镉的分泌量随着培养液中Cd²⁺浓度的增加而增加,并在50 μmol·L ^-1镉处理时,分泌物中Cd²⁺浓度达到本试验中的最高点,然后镉的分泌量开始下降。这一结果说明,尽管泌盐盐生植物——柽柳的盐腺能够分泌重金属镉,但是其数量在植株累积的镉总量中所占甚少,对短穗柽柳耐镉毒害能力贡献不大。     

盐生植物盐爪爪的耐盐生理特性探讨

当前土壤盐渍化日益严重,是限制植物生长的一个主要环境因子,然而在盐碱自然环境中生长着许多耐盐植物,为更好地了解盐生植物的耐盐机理,该文从无机离子Na+,K+,Ca2+含量、脯氨酸水平、水势变化、丙二醛含量和盐胁迫的表型等生理参数以及半定量RT-PCR检测脯氨酸合成关键酶基因(P5CS)的表达规律等方面探讨盐胁迫下盐爪爪的耐盐特性。结果表明:(1)随着盐浓度的升高,Na+在根和肉质化的叶中显著地富集,且叶中积累的Na+比根中更多;(2)在盐胁迫条件下,随着盐浓度的增加,脯氨酸的含量和脯氨酸合成关键酶基因的表达显著地增强;(3)Na+和脯氨酸是植物有效的渗透调节剂,可使处于低水势的植物细胞仍能从细胞外高浓度的盐溶液中吸收水分;(4)在0和700 mmol·L-1Na Cl处理下,盐爪爪肉质化叶中丙二醛的含量较其它处理高,这表明植物在这两个处理下可能受到了氧化胁迫;(5)从盐胁迫3个月的生长表型来看,低盐环境中生长的盐爪爪植株的生物量更多,肉质化的叶嫩且绿。综上所述,结合对野外生境的调查和实验室长期的盐胁迫表型结果表明盐爪爪的生长是需盐的,相对低的盐浓度环境对盐爪爪的生长是顺境,而无盐或高浓度盐环境对于盐爪爪的生长来说都是逆境。该研究结果为全面深入研究盐爪爪的耐盐特性,以及更好地利用盐爪爪的生物和基因资源改良土壤和提高作物和林木的耐盐性奠定基础。     

耐盐水稻种质资源的筛选

用0.8% NaCl溶液和国际水稻所水稻耐盐性9级评价方法对前人选留的38份水稻耐盐种质资源(用0.5%NaCl盐土筛选)进行了重复筛选,以期获得极端耐盐水稻种质资源.同时研究了不同盐浓度对水稻发芽率的影响.结果表明:高浓度盐溶液显著抑制水稻种子的发芽率,但品种间有较大差异;筛选出苗期极端耐盐品种6份,其中1级1份,2级4份,3级1份;极端耐盐水稻品种苗高的增长受高浓度盐溶液抑制,但品种间差异不显著;而盐溶液对极端耐盐水稻品种出叶速率的影响因品种而异.     

城市环境经济能值综合和可持续性分析

澳门资源缺乏,人口高度密集,其生命支持系统几乎完全依赖进口。近年,澳门经历了经济的繁荣和社会的发展,澳门如何能克服其自身的缺点而生存?试图应用H.T.Odum创立的能值(Emergy)分析理论和方法,从城市生态系统的理论出发,对澳门的能值流进行系统分析研究,通过一系列能值指标,评价澳门城市生态系统自然环境和社会经济可持续发展的状况,为澳门制定发展策略和产业调整提供科学指导依据。2003年澳门城市生态系统应用能值为220×1020sej(Solaremjoules,太阳能焦耳,缩写为sej),输入的购买能值有216×1020sej,出口能值为140×1020sej。旅游博彩业为澳门带来52.1亿美元的收益,折算能值收益为86.5×1020sej,而游客只消费能值32.6×1020sej的商品和服务,旅游博彩业巨大的能值净收益为53.9×1020sej,旅游博彩业的贡献冲击比率为2.65。研究还发现,以相同的货币进行商品交换,中国大陆与澳门的能值交换比率是1.8倍。澳门旅游博彩业的能值剩余和澳门与中国大陆的能值交换优势,是维持澳门生态经济系统的关键因素。最后对澳门的可持续发展状况进行了讨论。     

从能值效益角度研究互花米草生态工程资源配置

应用能值分析的方法 ,分别对江苏省射阳河口的 3种治理方法 :海滨潮间带盐沼湿地 (方案 A)、互花米草湿地 (方案B)和互花米草生态工程 (方案 C)进行能值计算和评价。计算结果为能值投放 A:2 .84 E 1 2 sej/a· m2 ;B:3.67E 1 1 sej/a1· m2 ;C:8.94 E 1 1 sej/a·m2 ;能值产出 A:5.78E 0 9sej/a· m2 ;B:3.4 4E 1 1 sej/a· m2 ;C:3.4 6E 1 2 sej/a·m2。从主要能值指标看 ,A的持续性需以人类活动的不断投入来维持 ,B和 C较 A具有明显的优越性 ,C的能值产出更大。以能值为单位 ,考察资源的最佳配置点 ,B的自然资源对资本和服务的边际技术替代率较大 ,其 MRTS=MP2 /MP1较大说明 B的人类经济活动所投入占的比例较小 ,增加少量的资本和服务投入可取得更大的边际产出。     

Energy Flow and Emergy Analysis of the Agroecosystems of China

应用最新能值（ｅｍｅｒｇｙ）分析理论和方法,以能值为共同尺度,定量分析中国农业生态系统的能物流,包括自然环境资源、石化补助能和可更新有机能的能值投入,以及农牧渔业的产出能值;计算得出一系列反映生态与经济的能值综合指标体系,绘制了中国农业总体生产系统能流能值模型图;评估了国家农业环境资源基础、能投结构和能值产出,并与一些发达国家比较分析,评价了中国农业的生态经济效益,分析了农业总体结构、能投结构,为农业生产的持续、稳定发展提供科学依据     

盐城自然保护区两种人工湿地模式评价

在用能值分析对盐城自然保护区两种人工湿地研究的基础上 ,对其可持续发展提出了建议。在缓冲区建立以获取经济效益为目的的鱼塘是必要的 ,它为自然保护事业的发展提供了足够的资金反馈 ;为了减轻由于湿地开发带来的珍禽的生境压力 ,在核心区的边缘必须建立以招鸟为目的的水禽湖。水禽湖对鱼塘的面积比须在 0 .1 9和 8.0 0之间。当比例是0 .1 9时 ,系统获得最大经济效益 2 .1 3× 1 0 3US＄ /a.hm2 ,当比例是 8.0 0时 ,系统获得最大生态效益 1 .1 8× 1 0 3US＄ /a.hm2当比例是 0 .3 1时 ,系统获得相等的生态和经济效益 ,其和是 3 .79× 1 0 2 US＄ /a.hm2 比例 0 .3 1是保护区较优的选择。在此模式运作几年后 ,鱼塘须被改成水禽湖 ,且被划入核心区进行严格管理 ,核心区被扩大。同时 ,建议在江苏省“海上苏东”发展计划对海涂湿地大力开发的同时 ,必须建立一定比例的适于珍禽栖息活动的人工湿地 ,扩大自然保护规模 ,以保护珍贵的生物多样性资源。     

生态经济系统的能值分析与可持续发展--以吉林省延边地区为例

能值分析法用于衡量人和环境对经济发展的贡献 ,是一种衡量区域可持续发展的重要指标。本文运用能值分析这种定量化分析技术 ,对吉林省延边朝鲜族自治州的生态经济系统中主要资源的能值指标进行了系统分析 ,并将之与其他国家或地区进行比较。结果表明 ,延边地区的电力利用占总能值使用量的 7 84 7% ,分别为美国和日本的 39%和 33 19% ;能值可持续发展指数为 19 4 5 ,表明该地区处于不发达状态。与此同时延边自治州的环境负荷率仅为0 6 2 7,丰富的资源与较小的环境压力有利于发展当地经济。在此分析基础之上 ,对延边的可持续发展提出了有效的政策建议。     

栽植生姜对不同种植模式下紫色土微生物生物量及水解酶活性的影响

研究了岷江下游紫色丘陵区玉米+红薯间作、大豆单作、生姜连作、水稻-紫云英轮作等4个典型种植模式下栽植生姜后土壤微生物生物量碳、氮、磷含量和水解酶活性的变化特征.结果表明： 栽植生姜显著降低了4个种植模式下土壤微生物生物量碳、氮和磷含量,但各种植模式之间存在较大差异.其中,玉米+红薯间作和水稻-紫云英轮作模式下土壤微生物生物量碳、氮的下降幅度明显低于大豆单作与生姜连作模式,但土壤微生物生物量磷下降幅度明显较高.栽植生姜显著降低了土壤酸性磷酸酶活性,其下降幅度以玉米+红薯间作模式最大,水稻-紫云英轮作模式最小;土壤转化酶活性在生姜连作模式下显著降低;土壤脲酶活性在大豆单作、生姜连作和水稻-紫云英轮作模式下均显著降低.相对于其他模式,栽植生姜使玉米+红薯间作模式下的土壤维持了较高的转化酶和脲酶活性.     

沿海快速城市化地区能值生态足迹变化分析

当前我国经济的快速发展和生态环境之间的矛盾日益显著,不利于城市可持续发展。生态足迹目前已成为普遍接受的可持续发展指标,选定生态足迹改进方法——能值生态足迹模型,以城市化地区厦门市为研究区进行计算分析,以期发现快速城市化过程中可能面对的问题。首次计算分析了厦门市1980年至2010年的能值生态足迹动态变化,并对其可持续发展进行了评价。结果表明,30年间厦门市人均生态足迹需求从1980年的8.6 ghm2持续增长至2010年的52.8 ghm2,而供给方面的人均生态承载力却从1980年的181.2 ghm2持续下降为47.5 ghm2,2009、2010年该市由生态盈余转为生态赤字。同时,从生态足迹组分及其比例来看,30年间化石燃料用地和建设用地的生态足迹增长迅速,二者对厦门市人均能值生态足迹变化贡献最大,并且成为2000年后总体足迹中所占比例最大的组分,各自占比超过20%。结果分析显示,厦门市开始面临逐渐加重的生态环境压力,需要开始重视其可持续发展。因此调整厦门市的产业结构和控制城市化发展非常必要。一方面,应该降低第二产业的比例,降低对化石能源的使用,同时促进第三产业的发展和第一产业的现代化,以此为城市提供更多的资源供给并降低资源需求,特别是化石能源的需求。     

煤电生产系统的能值分析及新指标体系的构建

煤电生产是我国废弃物粉尘和酸性气体的排放最主要来源.以某2×600MW超临界燃煤发电机组为案例,按传统能值指标体系分别对简单发电系统、发电加除尘系统和发电加除尘脱硫系统进行能值分析.结果表明,投入废物循环利用系统后可持续性指标反而下降.因此,传统的能值指标已不适合废弃物产生较大的煤电生产系统的可持续性评价.针对这一特点,提出了能反映煤电生产系统的相应指标体系,即有效能值产出率(EEYR)、能值环境影响率(EEIR)、有效能值可持续指数(EESI),计算得出简单发电系统、发电加除尘系统和发电加除尘脱硫系统的EESI分别为2.249、2.628、2.642.随着废物处理程度的提高,系统的可持续性更好,显示出环保系统投入的积极意义.     

黄土丘陵区小流域系统生态经济要素分析

以隆德县李太平小流域为例,对比分析了退化小流域系统恢复重建过程中系统的生态经济要素变化,揭示系统演变趋势.应用能值方法分析了投入产出的动态变化,评价治理的生态经济效果.结果显示：农、林、牧业用地比例由1990年的6.2：2.0：1.0变为2003年的1.9：1.4：1.0,土地利用及种植结构趋于合理,农业产值所占比重由79.6%下降为54.8%,林业、牧业、副业产值比例分别由9.6%、9.6%、1.1%上升为22.7%、15.1%、7.4%,收入多样性指数也呈增加趋势,显示了流域收入构成的多元化,有利于生态经济系统的稳定.同时,恩格尔系数减小,表明人民生活水平日益提高.基于能值的流域生态经济系统投入产出效率动态研究结果表明在调整后的土地利用格局及种植结构下,净能值产出率由1990年的2.5增长到2003年的3.41,资源利用效率逐年提高,环境负荷率在1990、1995和2003年分别为2.55、2.44和2.11,呈减小趋势,能值持续性指数从1990年的0.98增加到2003年的1.62,经济与生态环境的协调性不断提高.研究结果表明该治理模式是成功的.     

基于能值生态足迹的长山群岛人地关系分析

为探究长山群岛人地关系变化特征以及人类活动对海岛资源环境的影响,利用改进能值生态足迹模型,分析了1996—2016年长山群岛人地关系供需平衡变化情况,并利用脱钩效应模型探讨了海岛经济发展与能值生态足迹之间的关系。结果表明:(1)经济发展速度和海岛居民生活水平的提高使长山群岛能值生态足迹增长,经济发展和城镇扩张导致能值生态承载力不断下降;(2)长山群岛人地关系始终处于生态赤字状态并呈扩大趋势,但各账户生态赤字表征涵义不同,应区别对待;(3)长山群岛能值生态足迹与GDP之间经历了"扩张连接-弱脱钩-扩张连接-弱脱钩-强脱钩"的转变过程,经济发展速度、产业结构和增长方式是脱钩状态变化的重要因素。(4)随着产业重心的转移,长山群岛能值生态足迹的影响从海洋转向岛陆。