出芽短梗霉F4的溶磷能力及机理

从安徽省铜陵市铜官山尾矿库木贼根际分离筛选出的出芽短梗霉F4,以磷酸钙、磷酸铝、磷酸铁和磷矿粉4种不同磷源进行液体培养,测定培养液的pH、水溶性磷、菌体磷及有机酸含量.结果表明： 菌株F4对不同磷源的溶磷能力为：磷酸铝>磷酸铁、磷酸钙>磷矿粉,溶磷量均高于200 mg·L^-1;培养液pH在48 h内迅速下降,以磷酸铝、磷酸铁为磷源的培养液pH下降幅度明显大于磷酸钙与磷矿粉.出芽短梗霉F4产生的有机酸主要为草酸、柠檬酸和酒石酸,其中,以草酸为主.菌株的溶磷能力与有机酸无显著相关性,而与pH呈显著相关.接种出芽短梗霉F4时加入葡萄糖,尾矿中速效磷含量显著增加,说明出芽短梗霉F4在尾矿生态修复中具有潜在的应用价值.
     

五节芒定居对尾矿砂重金属形态、微生物群落功能及多样性的影响

选择尾矿砂裸地和4个五节芒(Miscanthus floridulus)定居地(RI、RII、RIII和RIV)为样地, 分别研究了五节芒定居对尾矿砂重金属形态转化和微生物功能参数的影响。结果表明: 五节芒自然定居显著地提高了尾矿砂碳酸盐结合态和硫化物-有机物结合态重金属比例(p＜0.05), 降低了尾矿砂残渣态重金属的比例(p＜0.05)。土壤微生物群落的纤维素分解作用、酚转化作用、固氮作用、氨化作用、硝化作用、有机磷转化作用、功能多样性、4类不同碳源(碳水化合(CH)、聚合物(PL)、胺类化合物(AM)和杂合物(ML))均随着五节芒自然定居显著提高(p＜0.05)。而氨基酸(AA)的利用强度却显著下降(p＜0.05)。典范相关分析(CCA)表明: 土壤微生物功能参数的总体变化与土壤碳酸盐结合态和硫化物-有机物结合态重金属的含量呈显著正相关, 与残渣态重金属含量呈显著负相关。该研究结果表明, 五节芒定居不仅促进了尾矿砂重金属朝着沉淀态和螯合态方面转化, 而且还显著地改善了尾矿砂微生物群落的功能发挥。因而, 五节芒在重金属矿业废弃地恢复实践中具有较大的应用潜力。     

引入土壤种子库对铅锌尾矿废弃地植被恢复的作用

检测了丢荒旱作地土壤种子库,其种子含量为（６８５０±３７７）·ｍ－２,共有４１种植物。其中９２．７％的种和 ７５． ８％的种子是分布在 ０～２ ｃｍ的表层中。从丢荒旱作地采挖 １０ ｃｍ深的表层土壤,以 １ｃｍ, ２ ｃｍ, ４ ｃｍ和 ８ ｃｍ 等４种不同厚度分别铺放在铅锌矿尾矿废弃地试验小区上。尽管由于铺土厚度不同,各小区所含有的土壤种子库 中的种子数量也不同,但４种铺土处理试验,其幼苗平均数量分别为每平方米８８３± ４３４,９９５± １５８,１２４２± ３２７ 和８０３±３１株,经检验差异不显著,而不铺放表土的对照区则没有幼苗生长。可见,如果仅仅是作为提供种子资源 而引入土壤种子库,则铺放 １ｃｍ的表土就已足够。然而,经过１年以后,在铺放表土厚度为１ｃｍ, ２ ｃｍ和 ４ ｃｍ处 理上的幼苗全部死亡,只有铺放 ８ ｃｍ厚度表土的小区上实现了植被恢复,共有 １５种植物成功定居,其中有 １１种开 花结果,盖度达１００％。这说明了较薄的表土不足以有效阻隔尾矿与大气的接触,减缓酸化,以及缓冲尾矿酸化的影 响,此外较薄的表土也无法提供植物根系足够的生长空间。因此,如能预先铺放一层阻隔层,如底土、馀坭、垃圾之 类,再引入土壤种子库将有助于土壤种子     

东部草原露天矿区粘土改良模拟研究

以我国东部草原露天矿区粘土为研究对象,采用盆栽试验方法,以粘土与表土和沙土混合物为培养基质,三叶草(Trifolium repens Linn)为供试植物,研究不同比例下三叶草生物量、养分吸收量、土壤理化和生物学性状的差异,为寻找最佳配比提供依据。结果表明:不同混合比例显著影响三叶草生物量,粘土+表土(1∶1、1∶2和1∶3)生物量最高(26.5—40.0 g/盆),平均为31.2 g/盆,粘土+沙土(1∶1、1∶2和1∶3)次之(14.9—20.3 g/盆),平均为18.9 g/盆,粘土、沙土和表土平均分别是9.0、5.4 g/盆和41.7 g/盆,同样地,粘土+表土混合基质上三叶草氮吸收量平均为1071 mg/盆,分别是粘土+沙土、粘土和沙土氮吸收量660、321 mg/盆和190 mg/盆的1.62、3.34倍和5.64倍,磷和钾吸收量具有相似变化规律,这与三叶草根直径、根长、根表面积和根尖数有显著关联性;粘土和表土与粘土和沙土混合基质的容重和最大持水量分别显著下降7.4%—21.5%和24.5%—71.8%,饱和入渗率、孔隙度和标准化平均重量直径分别显著增加26.9%—96.3%、45%—218%和34%—72%;全氮、有机质、速效磷、速效钾、饱和电导率显著增加23.0%—88.3%、25.1%—146%、44.0%—91.5%、70.3%—114.8%和3.5%—59.3%;磷酸酶、脲酶、蔗糖酶、硝酸还原酶和固氮酶活性显著提高45.5%—105%、65.2%—172.3%、160%—252%、53.4%—62.7%和197%—374%;真菌、细菌和放线菌数量增幅为119%—142%、93.5%—107%和83%—147%。相关性分析表明,生物量与土壤理化性状、酶活性和微生物数量呈显著或极显著正相关,表现为粘土+表土=表土粘土+沙土粘土沙土。因此,表土或沙土均能改良粘土性状,其中粘土和表土1∶2配比效果最优。     

一株台湾红酵母(Rhodotorula taiwanensis)的鉴定及其除Mn(Ⅱ)性能研究

【目的】探究一株红酵母对Mn(Ⅱ)的去除效率及其作用机制。【方法】从酸性矿山废水中分离出一株耐酸酵母菌,通过形态和26S rRNA基因测序对菌种进行鉴定,研究不同pH和Mn(Ⅱ)浓度对该菌除Mn(Ⅱ)效果的影响。采用扫描电镜、X射线衍射分析和X射线光电子能谱仪进行产物表征。【结果】分离得到的酵母菌经鉴定为台湾红酵母(Rhodotorula taiwanensis),其在pH 2.0、2 000 mg/L Mn(Ⅱ)条件下仍能生长较好。在初始pH 6.0、Mn(Ⅱ) 300 mg/L条件下培养144 h后,对Mn(Ⅱ)的去除率能达到98.52%;然而较高浓度的Mn(Ⅱ) (≥500 mg/L)会对细胞产生毒性,从而降低去除效果。R. taiwanensis MF4在去除Mn(Ⅱ)的过程中可以将Mn(Ⅱ)氧化成锰氧化物(主要为无定型的MnO₂、Mn₂O₃、MnO),形成层状物质在细胞表面积累,而且能产生碱度,提升环境pH值,最高可达8.4 [初始pH 7.0,Mn(II) 100 mg/L,144 h]。【结论】R. taiwanensis MF4具有耐受低pH和高浓度Mn(II)、有效去除Mn(II)以及产碱的作用,研究结果对酸性矿山废水修复与治理的末端工艺设计具有参考价值。     

黔西北铅锌矿区植物群落分布及其对重金属的迁移特征

重金属耐性植物和超富集植物的筛选、鉴定和驯化是植物修复技术研究与发展的关键。以黔西北4个不同恢复年限的铅锌矿为研究对象,通过群落生态调查利用聚类分析方法筛选出研究区域中重金属耐性植物优势种,并分析其对重金属Pb、Zn、Cu、Cd的迁移富集能力。结果表明:4个矿区共发现高等植物22种,分属13科21属,筛选出9种重金属耐性植物优势种,其中转运系数大于1的植物有:黄花蒿(Cu)、珠光香青(Zn)、大叶醉鱼草(Zn/Pb/Cd)、野艾蒿(Cu/Zn/Pb/Cd);没有富集系数大于1的植物。其中大叶醉鱼草具有耐贫瘠、耐旱、生物量大等优势,可将其作为典型的重金属耐性先锋植物,用于矿区废弃地的植物修复。     

贵州泥堡卡林型金矿区与非金矿区苔藓植物比较研究

首次报道了贵州普安县泥堡村韭菜烂滩的卡林型金矿区和非金矿区的苔藓。记录了泥堡韭菜烂滩卡林型金矿生苔藓3科8属15种,非金矿生苔藓9科15属20种。通过比较我们得到韭菜烂滩卡林型金矿区和泥堡非金矿区苔藓的相似性系数为11.4%。这表明这两个生境下的苔藓组成差异极大。在这个地区有13种苔藓植物(包括异芽丝瓜藓Pohlia leucostoma、卵蒴丝瓜藓P.proligera、长蒴藓Trematodon longicollis等)只生长在卡林型金矿上,这表明有一些苔藓植物适应卡林型金矿这种基质。也许,在泥堡地区某些苔藓植物的分布与卡林型金矿存在一定的关系。     

南京小龙山钾矿区植物根际可培养细菌的遗传多样性分析

摘要:【目的】矿区优势植物可培养细菌生物多样性研究将有助于了解植物根际细菌与矿物,植物根系相互作用及对矿物风化和土壤形成的重要影响。【方法】采用纯培养法分离南京小龙山废钾矿区野生植物野塘蒿,千金子和栽培植物甘薯根内与根周围土壤的可培养细菌, 通过16S rDNA限制性酶切多态性分析(amplified rDNA restriction analysis, ARDRA)和16S rDNA序列分析研究了可培养细菌的多样性。【结果】分离纯化到60株具不同菌落形态的可培养细菌, 在60%相似水平上可分为18个OTU. 19株代表菌株分别属于3个门, 10个科, 11个属。多数菌株属于变形菌门(α-proteobacteria, 4株, 21.1%; β-proteobacteria, 2株, 10.5%; γ-proteobacteria, 6株, 31.6%)。假单胞菌属(Pseudomonas), 泛菌属(Pantoea)和根瘤菌属(Rhizobium)为优势种群。【结论】小龙山废矿区优势植物根围具有丰富的微生物种群多样性。     

Nutrient limitation of algal periphyton in streams along an acid mine drainage gradient

Metal oxyhydroxide precipitates that form from acid mine drainage (AMD) may indirectly limit periphyton by sorbing nutrients, particularly P. We examined effects of nutrient addition on periphytic algal biomass (chl a), community structure, and carbon and nitrogen content along an AMD gradient. Nutrient diffusing substrata with treatments of +P, +NP and control were placed at seven stream sites. Conductivity and SO₄ concentration ranged over an order of magnitude among sites and were used to define the AMD gradient, as they best indicate mine discharge sources of metals that create oxyhydroxide precipitates. Aqueous total phosphorous (TP) ranged from 2 to 23 μg · L^?1 and significantly decreased with increasing SO₄. Mean chl a concentrations at sites ranged from 0.2 to 8.1 μg · cm^?2. Across all sites, algal biomass was significantly higher on +NP than control treatments (Co), and significantly increased with +NP. The degree of nutrient limitation was determined by the increase in chl a concentration on +NP relative to Co (response ratio), which ranged from 0.6 to 9.7. Response to nutrient addition significantly declined with increasing aqueous TP, and significantly increased with increasing SO₄. Thus, nutrient limitation of algal biomass increased with AMD impact, indicating metal oxyhydroxides associated with AMD likely decreased P availability. Algal species composition was significantly affected by site but not nutrient treatment. Percent carbon content of periphyton on the Co significantly increased with AMD impact and corresponded to an increase in the relative abundance of Chlorophytes. Changes in periphyton biomass and cellular nutrient content associated with nutrient limitation in AMD streams may affect higher trophic levels.     

铜尾矿废弃地土壤动物多样性特征

土壤动物的恢复、群落演替及其多样性对于铜尾矿废弃地的生态重建具有重要意义.为了解铜尾矿废弃地土壤动物群落多样性特征,在铜陵市铜尾矿区设置4个样地23采样点,共捕获土壤动物4622只个体,隶属5门10纲18目29类.结果表明,铜尾矿自然废弃地与其对照组土壤动物多样性差异明显,自然废弃地土壤动物丰富度指数d、大型土壤动物密度、中小型土壤动物密度、多样性指数H'和D·G指数均小于其对照组且存在显著差异.而复垦废弃地中小型土壤动物密度和D·G指数小于其对照组且存在显著差异,多样性指数H'大于其对照组且差异极显著,其他土壤动物群落指标与其对照组均无显著差异.相似系数q表明,外围林地间土壤动物群落相似性最大,其次是复垦废弃地与外围林地间,自然废弃地与其它3个样地间相似性最小.从垂直分层来看,复垦废弃地土壤动物表聚性强于自然废弃地,尾矿废弃地表聚性强于外围林地.灰色关联分析表明,铜尾矿区土壤理化性质与土壤动物群落结构指标关系密切,其中最重要的因素是土壤含水量和总钾含量,重金属全镉含量也不容忽视,植被因素和土壤全铜含量对土壤动物的影响相对较小.由此可见,土壤含水量、土壤基质的优劣、土壤有机质与营养元素的含量等因素限制了铜尾矿废弃地土壤动物的恢复与重建,而这些因素的改善主要归功于尾矿废弃地的土地复垦和作物种植.所以,尾矿废弃地的复垦与利用有利于土壤动物的恢复与重建.