好氧反硝化细菌及其在微污染水源水修复中的应用研究进展

相比于氨氮,天然水体中的硝酸盐氮通常更稳定,导致更难将其从水中去除。由于好氧反硝化可以在有氧环境下进行反硝化作用去除硝酸盐氮,该过程对含有较高溶解氧的天然水体中硝酸盐氮处理有重要作用。本文综述了好氧反硝化菌的分离纯化现状、微生物代谢机制和环境影响因子,并介绍了功能菌群在微污染饮用水源水生物修复的应用研究进展。与一般的厌氧反硝化类似,好氧反硝化菌的种属分布较广,常见的如假单胞菌属(Pseudomoas)、产碱杆菌属(Alcaligenes)、副球菌属(Paracoccus)和芽孢杆菌属(Bacillus)等所属部分微生物均有好氧反硝化能力。大部分好氧反硝化菌株在最佳生长条件下(25–37℃、溶解氧浓度为3–5mg/L、pH为7–8、碳氮比为5–10)具有高效的脱氮效率。但目前好氧反硝化作用在微污染饮用水源水的生物修复方面的应用仍有着脱氮性能不稳定、菌剂流失等不足。此外,目前较少相关中试及实际工程应用的研究,需要进一步的深入探究。     

饮用水水源与自来水中病毒和指示细菌存在水平的比较研究

自来水中人肠道病毒的存在已引起人们极大的关切和忧虑。本文报道了武汉东湖水和以东湖为水源的自来水中病毒和指示细菌的存在水平。水源水经过预加氯消毒、絮凝沉淀、砂滤和最后加氯消毒处理而成的自来水中细菌总数检测范围是41—500/升,总大肠菌是2—13/升、粪大肠菌为0—4/升、大肠菌噬菌体是0—13.6PFU/升,平均2.48PFU/升,肠道病毒为0—78PFU/升,平均为6.7PFU/升。水源水经制水工艺处理去除指示细菌、大肠菌噬菌体和肠道病毒的效率分别为97.95—99.99％,90.63％和53.18％。这种结果说明自来水制水工艺能有效地降低指示细菌,大肠菌噬菌体,而去除肠道病毒效率较低,揭示肠道病毒对环境压专的耐受性明显地比指示细菌强。     

青羊湖林场不同林分物种多样性与水源涵养能力的研究

通过群落调查和林下土壤及枯落物特性的分析,研究了青羊湖林场南酸枣（Choerospondias axillaris）林、未抚育马尾松（Pinus massoniana）林、抚育马尾松林、马尾松-南酸枣混交林4种林分的物种多样性及水源涵养能力。结果表明：（1）4种林分共有维管束植物135种,隶属58科97属,其中南酸枣林物种相对较丰富(88种),混交林次之(76种),抚育马尾松林较少(64种),未抚育马尾松林则相对最少(55种);（2）林分类型对物种多样性有重要影响,南酸枣林和混交林草本物种多样性较两种针叶林高,而灌木物种多样性则较低;（3）DCA排序结果显示,南酸枣林和混交林物种相似性程度较高,两种马尾松林与南酸枣林、混交林差异明显;（4）林分类型对水源涵养能力有重要影响,相比两种马尾松林,南酸枣林和混交林的林下枯落物蓄积量分别降低10.1%和15.2%,最大持水量降低34.1%和44.7%,而且0～10 cm土壤容重降低14.7%和7.4%,10～20 cm土壤容重降低14.1%和4.0%,20～30 cm土壤容重降低8.7%和4.9%,但总储水量增加15.8%和4.5%,即南酸枣林和混交林具有较高的水源涵养能力。研究认为,生态抚育增加了马尾松林的水源涵养能力。     

白马雪山国家级自然保护区典型森林生态系统服务

生态系统服务是近年来生态学研究的热点领域,对关键区域生态系统服务的研究具有重要意义.云南省白马雪山国家级自然保护区地处青藏高原南延部分,拥有独特的地理位置,是生物多样性保护的热点区域.本文对该保护区森林生态系统的生物量与生产力、水源涵养、营养物质循环等3项服务的功能量进行了评估.结果表明:保护区森林总生物量2215.86×104t,生产力171.84×104t·a-1;水源涵养量11964.56×104m3;N、P、K年吸收量分别为26025.94t、2638.57t、12016.85 t.研究表明,保护区森林生态效益显著,对于维持当地以及周边地区的生态安全具有重要意义.     

嘉兴石臼漾湿地冬季浮游植物群落结构特征

2010年冬季对嘉兴石臼漾饮用水水源人工湿地水体的浮游植物群落结构进行了调查,以探索湿地净化措施对浮游植物群落结构的影响.结果表明:在石臼漾湿地共发现浮游植物77种,隶属7门39属,其中硅藻门最多,为14属33种;优势种有变异直链藻、梅尼小环藻、菱形藻、色球藻、针晶蓝纤维藻、四尾栅藻、小型黄丝藻等,梅尼小环藻优势度最大,为0.144.石臼漾湿地冬季浮游植物平均密度为1.28×106 cell·L-1;出水口密度最低,为6.80×105cell·L-1,并且出水口蓝藻细胞的密度仅为进水口的14.9％(P＜0.05).各采样点Shannon多样性指数为0.94 ～1.27.经聚类和多维尺度分析,石臼漾湿地冬季浮游植物群落可分为根孔沿岸带群落、根孔植物床流水型群落(2种)、深度净化湖区静水型群落和湿地源水群落五大类;各采样点生态环境及水体流速的不同是五类群落产生的主要影响因素.     

保护河豚

这是世界上其它流域的几种珍稀河豚,和长江豚类一样,它们也正在面临严重的生存威胁,这些威胁包括水污染、渔业影响以及大坝和其他水利设施对它们栖息地的破坏。WWF指出,各种河豚已成为当地水源水质好坏和人类健康的重要指示剂。     

油松水源保护林人工诱导更新与定向恢复机理

以油松水源保护林为对象,进行人工诱导更新与定向恢复机理研究。结果表明,在郁闭林分内油松更新苗密度平均为5 375株.hm-2,更新苗年龄为1~2年,而在人工Gap“效应岛”样地内,更新苗密度平均为17 062.5株.hm-2,其中1~2年、3~4年、5~6年生更新苗分别占73.44%,13.97%和12.59%;生长季光照强度在0、1.5和2.0 m三个不同高度梯度上,在Gap内部的平均值分别为289.0×100、542.0×100和589.0×100 lux,在对照林分内分别为139.0×100、146.0×100和246.0×100lux;从夏季观测到的空气温度平均值日变化分析,在白天Gap内的温度高于郁闭林分内部,温差可差2~3℃,在夜间Gap内的温度低于郁闭林分内,温差可差0.5~1℃;在白天6:00~11:00,人工Gap“效应岛”内空气湿度明显低于郁闭林分内,在其它时间段大致相当;对于同一层次土壤而言,Gap内的土壤温度明显高于郁闭林分内且变化幅度大,在0、10和20 cm三个梯度上Gap与郁闭林分相比土壤温度最大差值分别可达10、5和2℃;0~10、10~20和20~30 cm三个层次平均土壤含水量在Gap内分别为16.9%1、5.1%和12.3%,在郁闭林分内分别为14.6%、12.5%和9.9%。总体上比较二者的光照强度、空气温度、空气湿度、土壤温度、土壤水分等有显著差异,因此人工Gap“效应岛”的创建是诱导其内部微环境因子变化的基础,也是油松水源保护林定向恢复更新的机理之所在。     

杉林细柄阿丁枫混交林涵养水源功能和土壤肥力的研究

对25年生杉木细柄阿丁枫混交林进行研究表明：混交林对土壤的物理性质、养分含量、酶活性和涵养水源功能均有良好的作用。混交林林分持水量为2212.84t/hm^2,杉木纯林为1841.62t/hm^2。混交林土壤水稳性团聚体组成、孔隙组成和水分状况均比纯林好／混交林土壤养分含量比弛林高,0－20cm层有机质含量比纯林增加80.5%,全氮,全磷、水解性氮、速效磷和速效钾含量分别比纯林提高28.8%、39.8%、32.0%、56.6%和76.8%;混交林土壤酶活性比杉木纯林高,0－20cm层转化酶、脲酶、酸性磷酸酶和过氧化氢酶活性分别比纯林增加156.1%、72.6%、30.0％和10.3%。     

水源圈研究进展

在干旱、半干旱区草场上,由于饮水的需求导致牲畜经常性地集中在水源点周围,从而使草地生态系统以水源点为中心呈梯度退化,形成水源圈.按照放牧影响程度的大小,以水源点为中心由内向外可将水源圈划分为“牺牲带”、过渡带和自然带3部分,水源圈内的植被、土壤等对放牧的响应也呈梯度变化.由于水源圈内存在着“天然的放牧梯度”,使其成为研究放牧对植被、土壤的影响和自然资源保护及其可持续利用的绝佳场所.本文对水源圈的概念、研究的发展历程和研究方法等进行了综述,并对国内研究现状进行了评述,以促进干旱、半干旱区草场的科学管理和可持续利用.