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。     

微生物在镍污染土壤修复中的作用

虽然镍是一种必需的微量营养元素,但在较高含量时,对土壤微生物会造成毒害。在长期受镍胁迫土壤中,土壤细菌、真菌、内生菌根、外生菌根中的某些种类产生了体内和体外的抗性机制以减少镍的毒害作用。通过微生物的吸收、沉淀、络合等作用,可以减少土壤中重金属的迁移性和生物毒性;另外,某些根际微生物还能提高超富集植物对重金属的提取效果。分析结果表明,利用根际微生物和植物的共生关系强化植物修复的效果是可能的。     

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。     

石油污染湿地中长链烷烃的微生物降解研究进展

综合阐述了石油污染湿地长链烷烃的微生物降解研究的国内外进展。对长链烷烃的微生物降解机制、影响微生物降解长链烷烃的湿地环境要素、生物表面活性剂和群落结构及近十几年微生物降解长链烷烃的研究等进行了系统讨论。综述表明,从生理生化观察到分子生物学的引入,微生物降解长链烷烃有了突破性的进展;从分子角度来看,好氧微生物和厌氧微生物对长链烷烃不同的降解机制,决定于各自起关键作用的酶;随着长链烷烃降解酶基因序列的确定,基因工程菌成为长链烷烃降解微生物的研究热点;构建出环境适应性强且长链烷烃降解效率高的基因工程菌或者群落,可以有效地应用于石油污染湿地。针对不同石油污染湿地类型,提出相应的修复方案。在采用微生物修复法进行石油污染湿地修复时,应充分考虑湿地生态系统的环境特点和石油污染实际情况。目前,完善长链烷烃降解酶基因库仍是微生物降解长链烷烃的重要研究内容。     

海洋细菌对DMSP的降解及其在极地低温海域的研究进展

DMSP(二甲基巯基丙酸内盐)是地球上最丰富的有机含硫化合物之一,同时也是海洋微生物的重要营养物。浮游植物是其主要的生产者。DMSP还是海洋中DMS(二甲基硫)的重要来源和前体,而DMS的排放与全球气候变化存在密切关联。细菌在DMSP的降解及DMS的生成方面扮演着重要角色。有关DMSP生物合成、代谢及其生态影响的研究已开展了近70年,但涉及高纬度极地低温海域的相关研究却为数甚少。本文在简要介绍DMSP生物合成与代谢,以及DMSP降解途径中的关键酶基因及其产生菌的基础上,结合笔者的工作实践,对近年来在极地低温海域的相关研究进行了介绍并展开了部分讨论。随着国内对微生物驱动水圈地球元素循环的重视,有关极地海域细菌参与DMSP/DMS代谢的研究工作将极大地增进人们对于微生物在极地海洋生态系统中生态地位的认识,也对评估极地海洋微生物群落对全球气候环境变化的响应与反馈具有重要的参考意义。     

微生物对水产养殖环境的生物修复作用

我国是渔业生产大国,改革开放以来,尤其是最近10年来,渔业生产的发展突飞猛进。1995年渔业总产量达到2300万t,与1949年的44万t相比,增长了50多倍。平均年递增率达8.6%,高于世界同期年增长3.9%的速度,占世界渔业总产量的20%以上。在我国的渔业生产结构中,水产养殖产量已经超过了捕捞产量,其中淡水养殖产量占2/3,海水养殖产量占1/3。     

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。     

极地深层冰川微生物研究的现状与意义

极地冰芯的研究对于揭示过去环境的变化规律和预测未来气候环境具有重要意义 ,我国科学家在此领域取得了一系列丰硕成果 ,跨入了国际领先行列。冰芯微生物的研究在国外近年来才刚刚开始 ,并且日益受到重视。南北极和低纬度地区高山冰川深层冰芯中封藏着几千年甚至几十万年的微生物 ,对它们的研究将为微生物多样性研究、过去环境的变迁、生物基因的进化甚至生命起源的研究开辟新的途径     

极地微生物低温适应性的分子机制

极地由于其独有的地理及气候特征 ,生存于其中的微生物具有独特的分子生物学机制和生理生化特性。极地的低温对生存于其中的微生物产生广泛而深刻的影响 ,人们对于极地微生物对这一环境因子的适应机制研究得也最为详尽。本文从酶分子水平、细胞膜、细胞质等各个角度简述了近年来国内外有关极地微生物低温适应性的分子机制 ,以期进一步阐述极地微生物对生存环境的适应机制     

极区极夜期间E层占优电离层的分布特征

E层占优电离层是指E层的峰值电子密度大于F层的峰值电子密度（N_mE>N_mF）时的电离层,记为ELDI（E-Layer Dominated Ionosphere）。针对ELDI,利用2007-2010年的COSMIC (Constellation Observing System for Meteorology, Ionosphere, and Climate satellite)掩星数据,在修正地磁纬度-磁地方时标系下统计分析了它在南北极区极夜期间（南北半球的冬至日前后30天）的分布特征,结果表明极夜期间电离层ELDI特征明显,其分布与极光椭圆位形基本一致,而且其在夜侧的发生率较高,特别是磁子夜之后,北极为70%左右,而南极为90%左右;另外南极的ELDI特征在磁纬度分布上要略宽于北极的分布范围。在ELDI高发区,电离层峰值电子密度要高于其两侧地区,特别是在夜侧,尤其是磁子夜前的峰值电子密度要接近甚至大于磁正午的峰值电子密度,在南极地区格外明显;而且ELDI高发区内的E层的电子含量（TECE）、电离层总电子含量（TECI）及TECE占TECI的比重（TECEI）都高于其两侧地区,北极TECE和TECI大于南极,而TECEI则是南极大于北极。这些现象主要是由于极夜期间极区高能粒子沉降引起底部电离层电离率增大所致;同时,由于地磁轴偏离地理轴的程度在南极要大于北极,使得极夜期间南极地区的电离层的电子密度,特别是在F层要相应地小于北极地区,从而导致了极夜期间南北半球极区电离层ELDI特征之间差异。     

MODIS极区遥感应用研究进展

卫星遥感技术在极地区域的应用日益广泛,中分辨率成像光谱仪(Moderate-resolution Imaging Spectroradiometer,即MODIS)则是遥感领域的重要卫星传感器之一。MODIS传感器,包括它的搭载平台、系统构成、硬件特征、波段范围及一般性应用都在文章中进行了全面性地描述。着重介绍了MODIS在极区遥感应用研究的进展,具体阐述了MODIS在极区地貌、极区大气和极区海洋方面的应用。在每个方面都列举分析了国内外的相关研究实例,充分说明了MODIS在极地区域的广泛应用现状。     

星载微波散射计技术及其在极地的应用

简要介绍了微波散射计的原理、星载微波散射计的发展状况及用于提高散射计图像空间分辨率的图像滤波重建算法。在此基础上结合几种星载微波散射计数据简要介绍了微波散射计在南北两极的应用情况 (海冰图测绘、海冰运动监测、海冰分类、极地冰盖研究等 )及其未来研究展望。     

极地雪冰中过量~(17)O研究进展

过量~(17)O是当前水体稳定同位素研究的前沿领域,在极地雪冰研究中备受关注。本文系统地介绍了水循环过程中过量~(17)O研究的基本原理和实验方法,在此基础上,重点评述了极地雪冰中过量~(17)O研究的最新进展,包括过量~(17)O的影响因素、空间分布特征、季节变化、末次冰盛期-全新世过量~(17)O演化特征,并针对极地雪冰过量~(17)O研究尚未解决的科学问题对未来的工作进行了展望。     

南北极全氟化合物的含量、分布及迁移

全氟化合物被广泛用于工业和日常生活中。近年来,发现该类化合物对人体和生物体有较大的毒性,由此引发了人们对其污染程度的高度关注。最近,从南极和北极的一些生物体内也检测出了全氟化合物。这表明该类化合物已经成为一种新的全球性的持久的有机污染物,因此,应该对其含量、分布、迁移和转化机制进行必要的研究。     

气候变化背景下极地海洋和陆地生态系统中持久性有机污染物的迁移和分布

近年来,气候变化对极地环境产生深远的影响,进一步影响到持久性有机污染物(persistent organic pollutants,POPs)在极地同环境介质之间的分布和迁移。对极地海洋生态系统而言,气候变化导致的海冰消融和开放性海域面积增加,使得表层海水和海冰中的POPs物质再次释放进入大气;同时气候变化导致的极地海洋初级生产力降低会对海洋生物泵产生影响,而使得极地海洋中的POPs物质难以进入深海,增加极地生态系统对POPs的暴露。对极地陆地生态系统而言,POPs的地球化学循环受到温度增加,及其导致的土壤有机质含量增加共同作用的影响。     

中国东部亚热带丘陵山区土地退化坡面分带性的成因

中国东部地区流水侵蚀所引起的土地退化具有明显的坡面分带性。以安徽绩溪、浙江兰溪和广东五华为典型区,从坡地地貌及其所引起破面侵蚀分带性入手,通过坡面不同部位地面物质及其理化性质、养分和水分状况以及植被、侵蚀地貌形态的分析,探讨土地退化坡面分带性的成因。