极地海洋石油烃污染物的生物降解研究进展

随着南极考察活动的发展和北极地区的开发利用,极地海洋中的石油烃污染逐渐增多。由于这些地区常年处于低温状态,石油烃的自然降解非常缓慢。生物降解是修复污染的一个主要机制,具有经济、高效的特点。极地海洋环境中存在着大量烃降解菌,它们在清除当地石油烃污染中发挥了很大作用,并显现出了低温修复的潜力。本文从极地海洋环境中的石油烃降解菌、影响低温降解的因素、降解基因和低温生物修复四个方面介绍了国外对该领域的研究成果。     

石油污染湿地土壤生物修复研究进展

从石油污染湿地土壤生物修复的植物修复、微生物修复和植物—微生物联合修复3方面综合阐述了国内外该领域的研究现状。在采用植物进行石油污染湿地修复时,选择湿地环境下典型植物或者能适应湿地特殊环境的植物品种是常用的也是有效的方法之一。在采用微生物进行石油污染湿地修复时,主要通过投加外源微生物和改变环境因素或施加营养元素刺激土著微生物等方式。植物—微生物联合修复石油污染湿地的方法,则是利用微生物自身作用促进植物生长,从而增加植物吸收、降解污染物的能力。由于植物或微生物的生长对污染物浓度有一个耐受极限,植物和微生物修复的效果主要取决于石油污染物浓度。为此,将湿地的石油污染浓度降到植物—微生物可降解范围内,并提高联合修复的降解效率,将是今后石油污染湿地土壤生物修复研究的重点。     

一株筛选自莫莫格湿地石油污染土壤中的十六烷烃降解细菌的分离鉴定及降解特性研究

原位筛选石油烃降解菌可以用于修复被石油污染的湿地土壤。从莫莫格湿地被石油污染的土壤中分离筛选烷烃降解菌,研究其降解特性,为湿地石油污染治理提供修复材料。以十六烷(C16)为唯一碳源,对采集自莫莫格湿地东部、嫩江西岸的哈尔挠区(45°50′N~46°18′N,123°55′E~124°4′E)的表层石油污染土壤中的烷烃降解菌进行富集,并筛选分离出一株对C16具有高效降解能力的细菌。通过形态学和16S r RNA基因序列分析,明确其系统发育进化地位;同时,利用气相色谱—质谱仪(GC-MS),测定培养物中C16的含量,研究不同温度、时间、培养基初始p H、C16初始浓度对菌株降解C16的影响。研究结果表明,成功筛选、分离得到一株能够降解C16的细菌菌株JLC1,该菌株属于铜绿假单胞菌,命名为Pseudomonas aeruginosa JLC1;Pseudomonas aeruginosa JLC1降解C16的适宜温度为35℃,适宜p H为6.5。此外,随着C16初始浓度升高;菌株JLC1对C16的降解率逐渐降低。对温度、p H、C16浓度适应范围较广的C16降解菌——Pseudomonas aeruginosa JLC1菌在油田污染湿地的生物修复中具有潜在的应用前景。     

植物修复技术在土壤重金属污染中应用的研究进展

当前,土壤受重金属污染状况在国内外都很严重,受到了越来越多的关注。植物修复技术是新近发展起来的一项用于处理土壤重金属污染的生态技术,其机理主要是通过某些植物对重金属元素的吸收、积累和转化,达到减轻重金属污染土壤的目的。与传统的处理土壤污染方法相比,植物修复技术具有经济、简单和高效等优点。简要介绍了植物修复的几种类型,论述了当前国内外植物修复技术的研究进展。重点涉及了其中的植物提取和植物稳定两种修复类型,当它们与其他诸如稳定同位素标记技术、基因工程技术等相结合时,可以提高植物的修复效果。而超积累植物由于其独有的生理特性非常适用于大规模应用。最后探讨了植物修复技术在土壤污染治理中的一些不足、发展趋势和研究重点。     

塔里木河下游几种荒漠植物根际土壤微生物及其活性

研究了塔里木河下游7种典型的优势荒漠植物的根际微生物数量、群落组成及其活性。结果表明:荒漠植物根际微生物数量、组成与根外有较大差异,具有不同的根际效应。黑果枸杞、刚毛柽柳、花花柴、盐穗木具有显著的根际正效应,其根际细菌的R/S为1.26～150.42,以黑果枸杞根际效应最为突出。骆驼刺、罗布麻和河西苣则产生负根际效应。生理群微生物氨化细菌和纤维素分解菌均表现出强烈的正根际效应,而硝化细菌未检出。荒漠植物的生长对根际土壤脲酶、碱性磷酸酶具有较强的促进作用,活性大于非根际土壤,但不同荒漠植物根际对土壤呼吸作用强度,过氧化氢酶活性的影响表现出较大差异。总体而言,荒漠植物增加了根际微生物的数量及活性,促进了土壤养分的积累和转化,对于维持荒漠生态系统的功能具有重要的作用。灌木的根际效能优于草本植物,可作为新疆受损荒漠生态系统植被恢复与重建优先考虑的物种。     

土壤重金属污染与植物吸收累积效应研究进展

随着世界经济的高速发展,大量工矿企业也随之产生,这些工矿企业所产生大量含有重金属的物质经过一定处理或未经处理被直接排放到大自然中,这些物质会直接或间接对土壤造成严重污染.植物对重金属有一定的吸收能力,但超过一定的耐受值,就会对植物产生毒害作用,不同植物其耐受值不同,重金属在植物体内的分布也不同.而在倡导低碳、绿色的今天,利用植物来修复土壤中的重金属污染物质具有成本低、修复效果好、不会对土壤造成二次污染的特点,这是其他修复方法所不具备的特点与优点.但该方法仍是一项刚刚兴起的修复技术,仍有诸多问题需要解决.     

干旱区尾矿污染环境的植物修复技术研究进展

干旱区矿业废弃地（尤其是尾矿及其污染环境）的治理面临着水资源短缺、土壤贫瘠、盐碱化、植物资源相对匮乏等不利因素的制约,很大程度上阻碍了该区域的生态恢复进程。基于目前国内外在干旱区尾矿污染环境治理方面所开展的研究,本文从植物修复的理论及技术方面进行了初步的综述,重点对比分析了植物提取技术和植物固定技术的优势和不足,并对相关典型应用实例进行了分析评价,最后对国内干旱区尾矿污染环境的治理研究和技术给出建议。     

两种土壤条件下荒漠盐生植物根际系统养分分布的实验研究

采用水平根垫法对四种不同类型的荒漠盐生植物进行栽培实验,应用冰冻薄层切片法对距根表不同距离的土壤进行分层取样,并测定不同层次土壤中pH值、总盐、速效N、有效P、速效K、交换性Ca和Mg的含量。结果表明,在盐土中,距根表不同距离的土壤中,pH值均呈有规律的梯度分布,即根际微区pH值较土体下降,且距根表越近,pH值越低,而在棉田土中却没有显著变化;总盐在根际出现较大的亏缺区。在盐土中,四种植物根际的速效N都呈现出亏缺的趋势,在0—3 mm范围内变化幅度最大。四种植物根际速效N在棉田土壤中的变化趋势与盐土中相似,也呈现出亏缺,但亏缺的程度稍低。四种植物根际有效P的变化与速效N不同,在盐土中,四种植物根际有效P呈现富集的趋势,但富集程度不高,最大富集范围出现在距根表0—5 mm范围内,芦苇的富集率最低。在棉田土中,根际有效P的变化与在盐土中相反,表现为亏缺,并且亏缺幅度很大;四种植物根际速效K的变化与有效P相似。根际交换性Ca的在盐土和棉田土中的分布有差异。在盐土中,根际中交换性Ca分布较均匀,没有显著的变化,而在盐土中却富集。在荒漠盐土中, N、P和K在几乎所有植株中地上部分都显著大于地下部分,N和K尤为显著;除芦苇外,Ca和Mg则是地下部分大于地上部分,琵琶柴尤为显著,这可能与它们各自的生理类型有关。     

中国科学院新疆生态与地理研究所提出盐生植物利用新思路

正盐生植物是一类能够在盐分浓度至少200 mmol/L的环境中生长并完成生活史的植物,约占植物物种总数的1%。盐生植物是重要的植物资源,在食用、饲用、药用、工业、保护和改造环境等方面具有开发利用价值。中国科学院新疆生态与地理研究所田长彦研究员课题组通过分析盐生植物的特点,结合实际应用需要,在利用盐生植物改良盐碱地、修复石油和重金属污染等方面提出新思路。首先,在干旱区盐碱地改良方面,提出利用滴灌技术种植一年生真盐生植物。在干旱区,水资源匮乏,而传统的改良措施又消耗大量的水。真盐生植物能够主动吸收土壤里的盐分,聚集在地上部,     

3种耐盐植物的根际微环境比较

研究了兰州市永登县秦王川灌区中型狼尾草（Pennisetum longissimum var. intermedium）、新疆大叶苜蓿（Medicago sativa）和皮燕麦（Avena sativa）对盐渍土的适应特点及其改盐效应。通过对3种植物不同生育期（播后90 d、120 d、150 d）根际土壤pH值、导电率（EC）、盐分离子及有机质含量的测定,探讨盐渍化土壤影响下耐盐植物根际微环境的变化。结果显示：在盐渍化逆境下,3种植物对于根际土壤微环境均有一定调节作用,生育期内土壤pH值、EC值、Na⁺、SO₄^2-、Cl^-和Ca²⁺含量逐渐降低,土壤有机质含量逐渐增加。新疆大叶苜蓿根际土壤pH值变化较为突出,其次是中型狼尾草和皮燕麦,播后150 d较播前降幅分别为2.18%、2.06%、1.21%;中型狼尾草根际土壤EC值降幅最大,其次为新疆大叶苜蓿和皮燕麦,播后150 d较播前降幅分别为42.69%、33.29%、28.33%;在3个取样期,中型狼尾草根际土壤Na⁺、SO₄^2-、Cl^-含量变化幅度最大,新疆大叶苜蓿对Ca²⁺的吸收能力强于中型狼尾草和皮燕麦;中型狼尾草在生长期内根际土壤有机质含量持续增加,新疆大叶苜蓿在生长前期有机质增量较显著,生长中后期增量减缓,根际微环境变化趋于稳定。综合而言,中型狼尾草对盐渍土的适应及改良效应较突出,其次是新疆大叶苜蓿,再次是皮燕麦。     

A Social–Ecological Systems Approach to Assessing Conservation and Fisheries Outcomes in Fijian Locally Managed Marine Areas

Locally managed marine areas (LMMAs) are often recommended as a strategy to achieve conservation and fisheries management, though few studies have evaluated their performance against these objectives. We assessed the effectiveness of eight periodically harvested closures (PHCs), the most common form of management within Fijian LMMAs, focusing on two outcomes: protection of resource units and biodiversity conservation. Of the eight PHCs, only one provided biodiversity benefits, whereas three were moderately successful in protecting resource units (targeted fish biomass). Protection of resource units was more likely when PHCs were harvested less frequently, less recently, and when total fish biomass in open areas was lower. Our findings further suggest that monitoring, enforcement, and clearly defined boundaries are critical, less frequent harvesting regimes are advised, and culturally appropriate management incentives are needed. Although PHCs have some potential to protect resource units, they are not recommended as a single strategy for broad-scale biodiversity conservation.     

大气污染植物修复的机理和影响因素研究

利用植物修复技术来治理大气污染是近年来国际上正在加强研究和迅速发展的前沿性新课题。通过分析国内外利用植物修复大气污染的研究现状和趋势,认为可以有意识地选择单一或者组合的野生植物和人工植物对大气污染进行修复。详细介绍了植物修复大气污染物的过程和主要机理,利用植物对大气污染物的吸附吸收、降解、转化、同化等功能,净化大气。气候条件、植物和污染物自身性质是影响植物修复的主要因素,并注意到大气污染植物修复存在的问题。     

我国生物修复技术的现状与展望

环境问题是当前人类生存与发展过程中所面临的重大问题。生物修复技术是解决环境污染,恢复被人类活动破坏的生态系统,实现人类社会可持续发展的重要手段之一。近年来,我国生物修复技术研究与应用蓬勃发展,取得了显著成绩。其内容主要包括微生物修复技术、重金属污染的植物修复技术、矿山废弃地生态恢复技术、固体废弃物资源化技术、垃圾填埋场生态修复技术及湖沼生态恢复技术等。在高效特异微生物与重金属超富集植物筛选及其机理研究上取得了一系列的突破,已筛选出近50种针对农药、石油、多环芳烃等有机污染物的高效特异菌种和As、Cd、Mn、Zn等12种重金属的超富集植物。今后应注意吸收其他学科的理论知识,拓宽研究领域,注重生物修复的机理研究及相关分子生物学技术的开发与应用;开展全国范围的环境污染调查与风险评估工作;建立污染环境修复的法规与标准;从而促进生物修复技术的持续发展,为国民经济发展及环境与健康保护服务。     

淮南矿区重金属在土壤—女贞根系界面的迁移特征研究

以淮南煤矿复垦区木本植物女贞为例,根据木本植物吸附土壤重金属特点,提出新的采样方案,布设采样点,采用石墨炉法,测定样品中Cu、Zn、Cd、Cr和Pb等重金属含量,通过多参数统计回归趋势分析,探寻重金属在土壤—根系系统中的迁移特征。结果表明：木本植物根系对重金属吸收富集能力强,其迁移能力就较强,且迁移特征沿着根系遵循三次曲线模型（y=ax³+bx²+cx+d）;随着根系对重金属的吸收富集能力降低,其迁移能力也逐渐降低,且迁移特征沿着根系由三次曲线模型向直线模型趋势过渡。研究煤矿复垦区土壤—根系系统重金属空间分布特征,对于煤矿复垦区土壤的污染风险评价以及植物修复土壤效应研究,具有重要的理论意义和现实意义。     

广州市珍稀濒危植物水松的种群现状与保护策略

水松［Glyptostrobus pensilis（Stanunt.）K. Koch］为我国 I级重点保护野生植物之一,曾于珠江三角洲地区普遍生长。但由于近 50 a 来人类活动的强烈干扰,其野生种群和个体数量骤减,世界自然保护联盟（IUCN）已将水松评估为“极危”状态。文章以实测法进行野外调查,结果表明：广州市野生水松古树在近 5 a 间快速消亡,现仅存 8 个种群共 14 株个体,且半数处于生长不良或濒死状态;种群个体数量少,仅包括 1~4 株水松,无法进行自然更新;这些水松长期未得到科学合理的保护,如不采取有效保育措施,残酷的生存压力可能导致大部分种群的快速死亡。因此,在广州地区开展水松的就地和迁地保护、扩大种群的个体数量、开展水松的保护遗传学和监测人工林种群的遗传结构变化情况等研究,应成为目前保护和拯救本地区水松种群及其遗传多样性的必要策略。     

矿区重金属污染土壤修复方法的研究进展

矿产资源开发中重金属污染问题突出,修复方法的选择至关重要。本文研究和分析了矿区重金属修复的物理修复法、化学修复法和生物修复法,指出了各方法特点。通过分析,提出联合修复、植物修复和新型化学改良剂修复是重金属污染土壤修复的重要方向。     

我国荒漠植被中的C4植物种类分布及其与气候的关系

C4植物水分利用效率高于C3植物,CAM植物具有最高的水分利用效率。在我国荒漠地区,CAM植物稀少,C4植物,特别是C4木本植物在荒漠生态系统中具有重要地位和作用。我国荒漠地区有C4木本植物45种,包括半木本植物,占我国荒漠植物总种数的6%,集中在藜科和蓼科,分别为19种和26种。C4草本植物共计107种,其中单子叶植物48种,双子叶植物59种。C4木本植物主要分布在贺兰山以西的西北干旱荒漠区。C4草本植物的耐旱性和抗旱能力不如C4木本植物,主要分布在荒漠地区潜水埋深较浅,水分条件较好的区域,在绿洲边缘广泛分布。C4木本植物丰度与干旱紧密相关,C4草本植物丰度随湿润条件而增加。     

The Purple Saxifrage, Saxifraga oppositifolia, in Svalbard: two taxa or one?

Several studies have demonstrated high levels of genetic (DNA), ecophysiological, ecological, and morphological variation within the species Purple Saxifrage, Saxifraga oppositifolia , in Svalbard. It has recently been proposed that S. oppositifolia is represented by two conspicuously different subspecies in this archipelago: ssp. reptans , a late-flowering, prostrate ecotype of snow-protected, damp habitats, and ssp. pulvinata , an early-flowering, cushion-like ecotype of dry, wind-exposed heaths and ridges. It has also been suggested that the subspecies may be differentiated at the tetraploid and diploid levels, respectively, which would promote reproductive isolation. These hypotheses are tested by examining variation in morphology, ecology, and pollen size and stainability in 150 plants of S. oppositifolia growing in 50 vegetation samples at four sites in the Kongsfjorden area. Although analyses of the various data sets demonstrated the large variation within the species, the material could not be separated into distinct groups. The morphological variation was continuous along local ecological gradients. The pollen grains were fully stainable and the pollen diameter data showed a unimodal distribution, suggesting that the plants analysed represent only one ploidal level. These results reject a hypothesis that the morphologically intermediate plants are hybrids between two taxa at different ploidal levels. Thus, the conspicuous variation in S. oppositifolia in Svalbard probably results from local, in situ ecoclinal differentiation. Although this variation clearly is without taxonomic significance, it is important in the broader context of arctic conservation biology and the potential impact of global warming on arctic vegetation.