沉水植物菹草在低温条件下对重金属Cu、Pb、Zn的吸附和富集

在10℃的较低温度条件下,研究了冬春季节生长旺盛的沉水植物菹草(Potamogeton crispus L.)对重金属离子Cu²⁺,Pb²⁺,Zn²⁺的生物吸附特征及解吸情况,对不同初始浓度重金属水体中的重金属离子去除率情况,以及在此过程中菹草各器官(叶、茎、根茎、根)对重金属离子的富集情况。结果表明,菹草对Cu²⁺,Zn²⁺的吸附在20 min内达到平衡,对Pb²⁺的吸附在50 min内达到平衡,吸附动力学结果符合伪二级动力学方程,决定系数分别达1,1,0.997 8。Freundlich等温线可较好地拟合菹草吸附Cu²⁺,Pb²⁺,Zn²⁺的过程,Cu²⁺,Pb²⁺,Zn²⁺的吸附容量分别达到66.900 6,26.543 0,30.371 8 mg·L^-1。以去离子水作洗脱剂,解吸液中3种重金属离子浓度均低于仪器检出限(0.01 mg·L^-1),解吸程度微弱。投放菹草后,随着初始处理浓度的升高,水体Cu²⁺的去除率先降低后升高,Pb²⁺的去除率的变化趋势与Cu²⁺类似。Zn²⁺去除率则随水体Zn²⁺初始浓度的升高而逐渐升高。菹草各器官对水体3种重金属离子的富集能力不同,排序为Cu²⁺＞Zn²⁺＞Pb²⁺。不同器官对同一种重金属离子的富集量差异显著,叶是富集重金属离子的主要器官。水体重金属离子的初始浓度会影响菹草各器官富集重金属离子的能力,一般随水体重金属初始浓度升高,菹草各器官的重金属离子富集量虽有不同程度的增加但富集系数持续减小。     

等熵方程与生物熵限方程

本文分析了等熵方程;推导出核酸序列的熵限方程,率先提出了生物进化过程中核酸序列选择的熵原则;绘制了分析核酸序列熵变的等熵图．     

重金属镉和铅胁迫对海洋微藻的毒性效应研究

设置不同浓度的重金属Cd2+(0、0.2、0.4、0.6、0.8和1 mg•L-1)和Pb2+(0、0.1、0.2、0. 4、0.8和1.6 mg•L-1)胁迫处理, 检测米氏凯伦藻(Karenia mikimotoi)的生长生理情况, 分析重金属胁迫对海洋微藻生长的毒性效应, 探讨超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)等对重金属胁迫的缓解作用。研究结果发现, 重金属Cd2+和Pb2+对米氏凯伦藻具有较强的毒性, 随着重金属浓度的提高, 细胞生长受到毒害作用增强; 而米氏凯伦藻对重金属Cd2+和Pb2+胁迫具有一定的适应性。重金属Cd2+和Pb2+胁迫导致米氏凯伦藻细胞的叶绿素a、叶绿素b含量下降(1.6 mg•L-1 Pb2+胁迫除外), 类胡萝卜素含量提高, 最大光能转化效率(Fv/Fm)下降, 表明重金属胁迫抑制藻的光合作用, 影响藻的生长繁殖。丙二醛(MDA)随着重金属Cd2+和Pb2+浓度提高而升高, 说明重金属引起藻细胞膜透性增加, 藻细胞遭受破坏。SOD活性整体呈现先升高后下降(或与对照持平)的趋势, 提示海洋微藻的抗氧化酶系统在低浓度重金属胁迫下产生应激性反应, 酶活性增强; 而CAT活性上升, 也对藻细胞起到保护作用, 推测两者共同反应, 以缓解藻体遭受的重金属毒害作用。结果可为了解重金属胁迫对海洋微藻的毒性效应提供参考。     

具资源效应的非对称“鹰鸽博弈”进化稳定分析

解释合作行为的演化一直是生命科学及社会学研究的重要问题之一。经典理论研究大都关注于合作双方对等的情况。然而,在合作系统中的合作双方通常是不对等的,由此可带来博弈双方支付的非对称并影响合作双方的合作行为。该文基于经典的"鹰鸽博弈"模型,同时考虑非对称性相互关系和资源压力的影响,建立了具有强弱之分的四策略(实力强且合作、实力强且不合作、实力弱且合作和实力弱且不合作)非对称博弈模型。结合演化博弈理论及动力系统稳定性理论分析发现:在系统达到稳定状态时,四种策略的比例变化显著地依赖于博弈双方的强弱之比、资源压力及冲突的单位成本收益。对模型的进一步分析显示,当资源充足时,实力强且合作的比例与冲突的单位成本收益负相关;而实力强且不合作、实力弱且不合作的比例都与冲突的单位成本收益正相关,并且随着系统强弱对比增加,实力强且合作及实力强且不合作的比例均增加,而实力弱且不合作的比例将减小。当资源短缺时,模型得出一个有趣的结论,即随着博弈双方的强弱之比的变化,经典的"智猪博弈"与"鹰鸽博弈"可相互转化,该结论将能为不同均衡状态之间的相互转化给出一个动力学解释。     

五种火棘属植物的叶面积回归分析

以采集于贵州、云南、广西、湖南等地的火棘、密花火棘、全缘火棘、细圆齿火棘和窄叶火棘共5种火棘属植物26 401个成熟叶样为材料,利用WinFOLIA软件测量叶的多项形态指标并与叶面积进行11种模拟方程回归分析。结果表明:五种火棘属植物的叶面积(LA)与叶长×叶宽(LW)相关性最高,幂函数方程、三次方程、二次方程和线性方程能较好拟合其关系,且均以幂函数方程的解释程度最高(R²均大于0.970),5个物种的幂函数方程分别为LA=0.743(LW)0.936、LA=0.748(LW)0.936、LA=0.742(LW)0.955、LA=0.732(LW)0.952、LA=0.766(LW)0.954。这说明基于叶长×叶宽的叶面积幂函数方程能很好地来模拟五种火棘属植物的叶面积。     

一类生物种群投资的最优采收控制

在原有的Gauss白噪声刻画环境噪声项的基础上,考虑环境不可预知的跳跃性变化,运用Lévy白噪声建立了有界环境中的随机生物种群模型.并且,引入随机奇异控制来描述投资者的最优采收策略.进一步地,构造一族有着不同起点的控制问题,利用动态规划的思想,给出了最优采收控制问题解的充分条件,进而,将随机控制问题的求解转化为确定型偏微分方程的求解.     

USLE/RUSLE中植被覆盖与管理因子研究进展

通用土壤流失方程(USLE)及修正通用土壤流失方程(RUSLE)是世界范围内应用最广泛的土壤侵蚀预报模型,模型中C因子表示植被覆盖和管理措施对土壤侵蚀的作用,是人为控制土壤侵蚀的重要因子。回溯了C因子发展演变历程,依据国内外最新研究成果,系统阐述了不同尺度C因子估算方法。在小区、坡面、小流域尺度上,C因子确定主要依赖于野外实验观测,研究条件的一致性尤其是标准小区的统一是C因子值可比性的前提。流域、区域尺度C因子确定通常需要利用遥感影像,遥感技术的发展促进了流域、区域尺度C因子估算方法的进步,使提取的C因子图更加精细、准确,但是使用遥感数据全面刻画C因子含义仍然是一大挑战,因此仍需加强C因子相关研究。共归纳了10种确定C因子的方法,介绍了不同方法的优缺点及适用条件,提出了我国C因子研究应加强的工作,希望为相关领域研究者提供参考。     

东北东部山地樟子松人工林的经济生产力

采用定位固定样地和临时样地调查相结合的方法,共计调查样地130多块,收集样地调查资料300多块;调查解析木120多株;收集已有解析木材料300多株。首先利用解析木材料建立了樟子松的Demaerchalk Ⅰ削度/材积方程系统,并利用这个系统和样地及解析木材料,计算和分析了东北东部山地樟子松人工幼林经济生产力水平。分析结果表明:(1)按照现实的樟子松人工林密度体系,幼龄阶段(40年以下)只能获得较高产量的小径材,无法获得较高产量的小头直径12 cm的高级纸浆材,更无法获得小头直径20 cm以上的大径材。要想在尽快获得大径级用材,就必须采用比现实林分低得多的密度体系;(2)采用较高的初植密度,并采用强度较大的间伐机制,对小径材和大、中径材的生产都是有利的;(3)樟子松人工林在密度适当的情况下,达到本地区速生丰产林对蓄积增长量的要求是完全可以的。     

基于转移方程的蔬菜镉累积预测和土壤风险阈值推导

重金属镉(Cd)在土壤-蔬菜系统中转移方程的建立是农田Cd污染控制和风险评估的关键.本研究通过调查湖南省攸县745个土壤-蔬菜样品Cd含量,应用转移方程、敏感性分布曲线(SSD)和多元回归方法分析不同类别蔬菜Cd累积特征和影响因素,预测不同土壤条件下蔬菜Cd含量并推导相应土壤Cd风险阈值.结果表明: 叶菜对Cd胁迫较根菜敏感;土壤pH、土壤总Cd和土壤有机质(SOM)是影响蔬菜Cd富集的3个主要因子;转移方程对叶菜和根菜的解释程度分别为54.2%和69.1%.土壤Cd风险阈值随土壤pH和SOM的增加而增加,根菜在严重酸化土壤区Cd累积风险较高.当前国家土壤环境质量标准对于严重酸化、有机质含量较低的土壤过于宽泛.     

基于GIS和RUSLE的滇南山区土壤侵蚀时空演变——以云南省元阳县为例

滇南山区土壤侵蚀时空演变研究对于水土保持规划及世界文化遗产区的生态保护具有重要意义。本研究基于RUSLE模型和GIS/RS空间信息技术,分析元阳县2005—2015年间土壤侵蚀状况的时空变化趋势,以及其侵蚀成因和影响机理。结果表明: 研究期间,元阳县土壤侵蚀空间分异显著,流失区主要集中于县域东南部、西南部,藤条江沿岸区域侵蚀广泛,极强度和剧烈侵蚀呈点状分布。元阳县2005—2015年平均土壤侵蚀模数为11.06 t·hm^-2·a^-1,微度和轻度侵蚀所占面积比例近80%,而轻度和中度侵蚀则构成了近50%的全年土壤侵蚀总量,是县域水土流失治理的重点侵蚀级别。研究期间,随着森林覆盖率的提高,县域水土流失有减缓趋势。元阳县地形复杂多变,土壤侵蚀分布与海拔、坡度有很大的相关性,这种分布格局的形成受自然和人为因素的共同影响,海拔500 m以下、1500 m以上且坡度25°～45°的山地区是水土防护治理的重点区域。