土壤对镉（Cd）生物有效性影响的研究

论述了土壤对Cd生物有效性的影响,具体说明了土壤pH、不同土壤种类、污水灌溉、土壤养分状况4个方面指标对Cd生物有效性的影响,并展望了研究方向．     

官厅水库水体及底泥中硝化功能细菌的群落多样性研究

为了探讨水生生态系统中生物脱氮的硝化功能菌群(氨氮氧化细菌和亚硝酸氮氧化细菌)在水体和底泥样品中群落多样性的差异,采用变性梯度凝胶电泳(DGGE)技术对官厅水库的水体和底泥微生物群落进行了检测.结果表明:不同采样点的水体中进行硝化微生物优势菌群相似,底泥中进行硝化微生物优势菌群也类似,但水层和底泥中的优势硝化菌群相比有明显差异,环境变化导致群落结构发生了演替.多样性分析显示:氨氮氧化细菌在水层和表层底泥样品的多样性水平差异不大,而亚硝酸氮氧化细菌在底泥中的多样性与水层相比明显降低,表明对外界供氧量响应显著.     

土壤-植物系统重金属镉、锌生物有效性的数学模型评价

植物对土壤中重金属的吸收是一个非线性的过程.由于土壤和植物参数测定具有相当难度,经验模型而非理论模型常被用于评价和预测土壤—植物系统中重金属的生物有效性.在已发表的文献中,弗兰德利希模型(Freundlich typemodel)已被一些学者实际应用于预测和评价植物对土壤中重金属的吸收.重金属的生物有效性与土壤中重金属的总量、pH和有机质含量具有极为密切的关系.然而,对同时建立于上述3个参数的重金属生物有效性的数学评价模型的实际应用还未得到验证.为此,在对已发表文献的数据进行分析的基础上,采用多元回归的方法,建立了基于土壤重金属全量、pH和有机质含量为参数的重金属生物有效性评价模型.实际分析表明,虽然模型中各参数的系数因土壤类型、气候和作物种类而不同,两模型均能很好地评价和预测作物对土壤重金属镉的吸收.与弗兰德利希模型相比较,所建数学模型能更精确地评价土壤—植物系统中重金属锌的生物有效性.     

玉龙雪山冰川雪坑中细菌多样性群落结构及其与气候环境的关系

通过DAPI荧光计数、恢复培养和变性梯度凝胶电泳,分析了玉龙雪山不同深度积雪中的细菌数量、多样性及其群落结构.结果显示:玉龙雪山雪坑样品中细菌数量和多样性指数与气候环境替代指标W(Ca~(2+)),W(Mg~(2+)),W(Cl~-)等具有相关性.可培养细菌隶属于三个不同系统发育群:Actinobactema(37%),Firmicutes(11%)和Proteobacteria(α-Proteobacteria)(52%),其中α-Proteobacteria类为优势类群.DGGE测序结果表明细菌属β-Proteobacteria,Actinobacteria和Bacteroidetes类群,以β-Proteobacteria为优势类群,并且不同深度雪坑中细菌多样性和群落结构没有明显变化.结果表明:海洋型冰川雪中细菌数量和多样性、群落结构与大陆型冰川雪相比,冰雪微生物具有其特殊性.     

垃圾渗滤液处理系统中微生物群落结构变化研究

采用基于PCR的变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE) 和 real-time PCR 方法, 分析了深圳市某垃圾渗滤液处理系统中总细菌和硝化细菌的生物量及群落结构变化, 探究生物量与水质变化间的关系及环境因素对微生物群落结构的影响。结果表明, 该垃圾渗滤液处理系统具有很好的氨氮和总有机碳(TOC) 去除效果, 总去除率分别为 99.9% 和 91.4% 。在垃圾渗滤液处理系统中, 总细菌、氨氧化菌(AOB) 、亚硝酸盐氧化菌(NOB) 的生物量与 TOC 及氨氮浓度没有显著相关性(p > 0. 05); 溶解氧不影响AOB 生物量, 但明显影响NOB 生物量。微生物群落结构及多维尺度(DMS) 分析表明:在该废水处理系统中, DO浓度对总细菌和 NOB 微生物群落结构有重要影响; 而氨氮浓度是影响 AOB 群落结构的关键因素。     

利用道南膜技术研究土壤-番茄体系中自由态镉离子浓度

采用盆栽实验,研究番茄地上部和根部的生物量及其对镉的吸收量与土壤溶液中自由态镉离子浓度的关系,探索土壤溶液中自由态镉的生物有效性和毒性。在本研究中,土壤自由态镉浓度采用改进的土柱-道南膜技术进行测定,并利用化学平衡模型WinHumicV对镉浓度进行验证。结果表明:测定的自由态镉与模型计算结果具有较高的一致性,占土壤总镉比重约1%的自由态镉是土壤溶液中具有生物有效性镉的主要形态。结论:番茄的生物量及其对镉的吸收量都与土壤溶液中自由态镉离子浓度具有很好的相关性(R2>0.95)。     

16S rRNA基因的PCR-DGGE技术分析茶尺蠖幼虫肠道细菌种群结构及多样性

利用16S rRNA的PCR-DGGE（变性梯度凝胶电泳）技术分析研究了茶尺蠖肠道内细菌的种类与多样性.通过对16S rRNA序列分析,从茶尺蠖野外种群肠适中鉴定了11种细菌,这些细菌分属于沃尔巴克氏菌（Wolbachia）、肠杆菌属（Enterobacter）、沙雷氏菌属（Serratia）、梭菌属（Clostridium）、肠球菌属（Enterococcus）、暂定类群EO1;其中以肠杆菌、沃尔巴克氏菌、沙雷氏菌属最为常见.另外,也鉴定了一种茶树叶绿体上的16SrRNA基因.茶尺蠖幼虫体内的共生菌多样性分析结果,将会为害虫综合治理提供一条全新的探索途径.     

贡嘎山不同海拔土壤中抗生素抗性基因的多样性特征

抗生素抗性基因作为一种新型环境污染物,对生态环境安全和人类健康有严重的威胁。目前对抗生素抗性基因的研究大多是对城市土壤、污泥、农田土壤等受人为干扰较多的环境开展。然而,人为干扰少的土壤中抗性基因的背景值研究仍较为缺乏。针对贡嘎山不同海拔高度的土壤,采用高通量实时荧光定量PCR的方法,研究了其抗生素抗性基因和可移动遗传元件的多样性及丰度特征,并探究其与环境因子的相关性。结果发现:(1)贡嘎山海拔在2 948～3 651 m的7个土壤样品,共检测到132种不同的抗性基因和10种可移动遗传元件。每个样品中的抗性基因种数为46～89个,并随着海拔的升高呈增加趋势。抗性基因的相对拷贝数为0.019～0.043 copies/cell,且不随海拔高度呈规律性变化。7个土壤中检测到int I-1(clinic)和tnp A-02等可移动遗传元件,表明抗性基因的水平转移可能为这些土壤中抗性基因迁移的途径之一。(2) 7种土壤的抗性基因种类组成差异有统计学意义(P0.05),冗余分析表明NO_3~--N、NH_4~+-N、含水量、海拔和有机质等土壤理化性质的差异可能导致了不同土壤中抗性基因多样性的差异(解释率97.1%)。综上,受人为干扰较少的高原土壤中存在着多样性丰富的抗性基因,该研究为抗生素抗性基因的污染研究提供了基础参考数据。     

柠檬酸对土壤-柳树系统中Cd-芘污染生物有效性影响

柠檬酸作为一种天然螯合剂,被认为可以通过改变污染物在土壤中的赋存形态改变其生物有效性进而影响污染物的植物吸收,改变污染物的环境风险.通过60 d温室盆栽实验探讨柠檬酸对镉、芘单一和复合污染土壤中两种污染物在金丝垂柳(Salix×aureo-pendula CL'J1011')中的富集和生物效应的影响.结果表明:柠檬酸对...     

活性炭降解性能的优化及降解机制分析

为加强活性炭降解能力,采用曝气和预氧化的方法。通过扫描电镜对活性炭进行观察,表层多孔,微生物丰富,多为球状和杆状细菌,不同炭层上的生物量约为15～30×108个E.coli当量/g活性炭。在进水平均值氨氮为39.8 mg/L、TOC为9.0 mg/L、UV254为0.104 cm-1时,去除率分别高达60%、27.5%和18.9%。采用聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)解析不同炭层上微生物的DNA,结果表明:中间炭层的生物多样性指数比上、下炭层略高,微生物相似性和均匀性程度均较高,系统优势菌种在各个炭层均匀分布,活性炭上的生物系统具有良好的稳定性。该研究采用分子生物学技术,为优化污水处理提供了新的途径。     

杉木多代连栽地营造混交林土壤肥力变化

在3代杉木林采伐迹地营造杉木火力楠混交林(5:2)并进行对照试验,结果表明:10年生杉木火力楠混交林土壤结构和水分性能得到一定程度改善,土壤腐殖质品质朝好的方向转变,土壤养分贮量和供应强度有所增强,土壤微生物数量增加,土壤生化活性增强,土壤肥力得到一定程度改善.     

老顶山国家森林公园根际土壤动物多样性初步研究

本文采用方框法调查了山西长治老顶山国家森林公园内油松林、侧柏林和草本植物根际土壤动物的多样性.结果表明,该森林公园内的土壤动物种类共计16类、381只,隶属3门10纲12目.其中膜翅目为优势类群,原尾目和弹尾目为稀有类群,直翅目幼虫、蜘蛛目、鞘翅目成虫及幼虫、双翅目成虫及幼虫、马陆目、等足目、石蜈蚣目、地蜈蚣目、后孔目、柄眼目和蜱螨目为常见类群.各种样地内常见土壤动物类群组成和占群落总体数量的比例呈现一定差异.土壤动物垂直分布有明显的表聚性.     

潮褐土镉锌复合污染对小白菜生长的影响

采用盆栽的试验方法,运用正交设计,研究了潮褐土区域土壤重金属Cd、Zn复合污染对小白菜生长的影响.结果表明,重金属Cd单因素处理时,Cd的添加浓度在0～5mg·kg-1范围内时小白菜呈增产趋势,大于5mg·kg-1时呈减产趋势,浓度与产量极显著相关,相关系数为0.8804;潮褐土区域小白菜最大生长量时Cd添加浓度为1mg·kg-1.重金属Zn单因素处理时,Zn的添加浓度在0～760mg·kg-1范围内时小白菜呈增产趋势,大于760mg·kg-1时呈减产趋势,浓度与产量极显著相关,相关系数为0.9823;潮褐土区域小白菜最大生长量时Zn添加浓度为380mg·kg-1.随着Cd、Zn添加量的增大,小白菜吸收Cd、Zn的量呈极显著线性增大趋势.重金属Cd、Zn复合污染时,Zn对小白菜的产量影响极显著,Cd的影响不显著.Zn在低水平时与Cd对小白菜表现为协同增产作用;Zn在高水平时与Cd对小白菜表现为拮抗减产作用;添加Zn使小白菜对Cd的吸收和添加Cd使小白菜对Zn的吸收均表现出明显的抑制作用.     

红树林土壤微生物模块化聚酮合酶基因(簇)及其多样性研究

聚酮类化合物(Polyketide)是一类重要的具有药用价值的生物活性分子.通过宏基因组学技术获得了红树林土壤微生物中模块化聚酮合酶(Polyketide Synthase,PKS)基因(簇),并对其多样性进行了研究.首先构建了该红树林土壤微生物的16SrDNA文库,初步分析了红树林土壤样本的细菌群落组成,发现许多菌群曾经被报道存在PKS基因簇,约占整个细菌群落的75%.利用相关菌群的PKS酮基合成酶结构域(Ketosynthase,KS)的保守区域序列信息设计简并引物,并构建了KS DNA序列文库.经测序获得131条新型KS序列,该结果表明红树林土壤微生物中蕴含了许多新型的聚酮类化合物合成酶.为了进一步获得聚酮合酶基因(簇),我们通过土壤微生物宏基因组Cosmid文库的构建与筛选,得到了13个属于trans-AT PKS,cis-AT PKS,NRPS/PKS Hybrid等类型的聚酮合酶的基因(簇),并通过构建KS序列的系统进化树分析了样本中聚酮合酶的多样性组成.     

老龄杉木林土壤活性有机碳的动态变化

通过在福建南平西芹教学林场对老龄杉木林不同坡位土壤微生物生物量碳（MBC）和土壤可溶性有机碳（DOC）动态变化研究,结果表明：土壤MBC和土壤DOC具有明显的季节性波动,均在植物生长旺季维持在较低水平,在植物休眠季节维持在较高水平;在0—20cm的土层内,老龄杉木林不同坡位土壤MBC和土壤DOC的变幅分别在210.44—1418.90mg·kg^-1和8.24—38.54mg·kg^-1,两种易变有机碳的含量基本表现为中坡位〉下坡位〉上坡位;相关分析表明,土壤MBC与DOC之间的相关性达到显著水平,土壤MBC和DOC与土壤温度显著负相关,与土壤含水量、凋落物生物量和降雨量的相关性未达到显著水平,说明土壤MBC和土壤DOC的变化与土壤中的微生物活性、林木的生长以及根系分泌物等因素有关。     

岩溶地区森林自然恢复过程中植物和土壤微生物多样性的关联分析

本研究以岩溶地区森林自然恢复过程中的草丛(HL)、灌丛(SL)、灌乔林(SAF)、次顶极乔林(SCAF)和顶极乔林(CAF)为研究对象,对植物多样性与土壤微生物群落多样性进行关联分析,探究森林恢复能否促进整个生态系统的恢复,为岩溶森林生态保护修复和科学管理提供理论依据.结果表明:(1)随着森林的恢复,植物群落的物种丰富...     

土壤重金属镉污染的植物修复与土壤酶活性

用盆栽法研究植物对土壤重金属 Cd的吸收富集和植物修复效应、土壤重金属 Cd浓度与土壤酶活性的关系 ,以及经植物修复后不同时间内土壤酶活性恢复情况。研究结果表明 :1植物对土壤 Cd污染具有富集和修复作用 ,但种间存在较大差异 ;2土壤脲酶活性随土壤 Cd浓度的增加而降低 ;3回归分析表明土壤脲酶活性与土壤 Cd浓度显著相关 ,可表示出土壤受 Cd污染程度 ;4受 Cd污染的土壤经过植物修复后 ,脲酶活性得到恢复 ,可根据脲酶活性恢复状况判断植物的修复效果。     

林缘节肢动物多样性的变化与森林生态系统的评价和监测

片断化的森林,林地面积减少,边缘地带面积的比例增加.较之环境相对稳定的中心区域,林缘地带受到较强的外界干扰和人为扰动,导致该区域中节肢动物群落的物种多样性及其种谱组成与森林内部生态系统及临近生态系统之间发生分化,表现出明显的边缘效应.本文从边缘效应入手,分析环境的变化对节肢动物多样性的影响;并探讨利用其多样性变化,对森林生态系统的健康状况做出科学的评价和监测的可行性.     

海泡石对污染土壤镉、锌有效态的影响及其机制

通过土壤原位钝化与等温吸附试验, 研究了海泡石黏土矿物对污染土壤中镉、锌有效态及 pH 对海泡石吸附镉、锌的影响。结果表明: 海泡石黏土矿物加入土壤后, 显著降低了土壤中水溶态镉、锌和可提取态镉、锌含量。在海泡石最大施用量( 土重的4%) 时, 水溶态镉、锌含量分别比对照下降了57. 3% 和41. 4% ; 而可提取态镉、锌含量分别比对照下降42. 8% 和24. 7% 。海泡石对 Cd²⁺ 和 Zn²⁺ 的吸附过程符合 Langmuir 和 Freundich 等温吸附方程所描述的规律。随着体系 pH 升高, 海泡石对镉、锌的吸附能力增强, 在 pH 为 6, 海泡石对 Cd²⁺和 Zn²⁺ 的最大吸附量分别为 12. 3 mg/ g和6. 80 mg/g, 海泡石对2种金属离子的吸附能力为 Cd²⁺ > Zn²⁺ 。海泡石作为土壤重金属钝化剂,施入土壤后能有效地降低土壤中 Cd²⁺ 和Zn²⁺的活性;而pH是控制海泡石的钝化能力强弱的关键因素。     

化工厂场地土壤污染情况调查及修复的研究

通过对化工厂场地划分不同的污染区域,总结分析生产农药的精细化工厂场地土壤中重金属及农药六六六、滴滴涕的污染情况,并针对各个污染区域的污染特征研究制定修复方案.目前的研究成果及工程实例说明在做好各项安全防护和防治二次污染措施的前提下,采取"开挖清理+异地处理处置、化学淋洗和生物修复"等多种修复技术联合使用的方案对重污染的农药厂、化工厂是可行的.