青藏高原土壤中一株低温原油降解菌的分离鉴定及其原油降解特性

从青藏高原班戈桥地区土壤中分离到一株能利用原油为碳源生长的细菌(BGQ-6). 通过16S rRNA基因序列比对及Biolog GEN Ⅲ鉴定板确定该菌株为Rhodococcus qingshengii. 将生长至对数期的菌株接入MM培养基, 10 ℃、150 rpm条件下培养15 d后, 通过GC法检测到该菌对原油的总降解率为74.14%, 且对直链烷烃、支链烷烃、环烷烃和芳香烃等60种烃类有较高的降解率. 通过特异性基因扩增检测到该菌株基因组中具有4个alkB和1个almA两种烷烃羟化酶基因.     

油藏原油微生物降解的氮同位素分馏效应

选取辽河油田冷东地区来自Es3烃源岩不同性质原油,测定氮同位素比值,试图分析生物降解过程中原油氮同位素的分馏作用,探讨含氮化合物组成的变化机理。正常原油与相应干酪根的氮同位素比值接近,δ15N分布在4.0‰左右。遭受生物降解的原油,氮同位素比值明显增加,δ15N接近或超过10.0‰。比较遭受不同程度微生物降解自然系列的原油,氮同位素比值的变化与降解程度相联系。微生物降解过程中发生氮同位素分馏作用这一事实暗示降解原油中含氮有机化合物在降解过程中参与了代谢。     

克拉玛依原油的生物降解作用

克拉玛依原油具同源性。抗生物降解强度的序列依次为：正构烷烃、类异戊间二烯烷烃、二环倍半萜、γ-胡萝卜烷、规则甾烷(20R型)、β-胡萝卜烷、规则邕烷(20S型)、妊甾烷、高妊烷、五环三萜烷、C20-C29三环二萜烷、重排甾烷、13、17开环甾烷。此外，还有更强的抗生物降解的生物标志物，25-降藿烷等。     

污染土壤中多环芳烃的微生物降解及其机理研究进展

多环芳烃(PAHs)是一类普遍存在于环境中的难降解危险性“三致”有机污染物。微生物对多环芳烃的降解是去除土壤中多环芳烃的主要途径。研究表明，对于土壤中低分子量多环芳烃类化合物，微生物一般以唯一碳源方式代谢；而大多数细菌和真菌对四环或四环以上的多环芳烃的降解作用一般以共代谢方式开始。本文重点论述了高分子量多环芳烃：芘和苯并(a)芘的微生物降解及其机理。并介绍了多环芳烃污染的微生物—植物联合修复机制，最后展望了污染土壤中多环芳烃的研究趋势。     

祁连山不同海拔低温原油降解菌群的分布特性研究

以祁连山南麓中端野牛沟土壤为研究对象,研究了不同海拔下低温原油降解细菌群落的分布特征。结果显示：研究区域具有原油利用潜力的低温降解菌数量为0.3×10⁵~1.4×10⁵CFU ·g^-1,随海拔的升高,菌群明显减少;同时通过16S rRNA基因序列分析共发现4个门、7个属、25种细菌,其中假单胞菌属（Pseudomonas）和节杆菌属（Arthrobacter）是优势属,并且位于海拔3597m处的菌株原油利用潜力均较高,而变形菌门的不动杆菌属（Acinetobacter）利用原油生长的潜力最高。     

实验室条件下微生物降解原油的地球化学特征研究

通过对胜利油田四个正常原油样品微生物作用前后的族组分及饱和烃色谱质谱分析,发现实验室条件下微生物对原油有明显的降解作用。微生物作用以后的原油族组分其饱和烃相对含量降低,饱/芳比也明显降低,而芳烃、非烃和沥青质的相对含量都不同程度的升高。通过饱和烃色谱-质谱分析,发现微生物作用以后原油正构烷烃被严重降解,姥/植(Pr/Ph)比值和∑C_21-/∑C₂₂₊比值都明显降低。微生物作用原油后能产生表面活性剂,造成了培养基表面张力的降低。     

本源微生物降解辽河原油的非烃分子结构变化

利用高效本源降解菌在不同时间范围内对辽河油样进行了微生物降解模拟实验,以研究不同降解程度原油分子结构的变化规律。微生物作用前后原油样品做族组分分离及进一步的中性氮化合物和酸性化合物分离,然后对其不同组分进行色谱质谱分析和红外光谱分析。结果表明,辽河油样中的非烃化合物经微生物作用以后,正构一元酸含量随降解时间的增加而增加,且变化幅度逐渐增大;五环三萜类羧酸中C28组分和莫烷酸系列随着降解时间的增加含量上升;轻度的微生物降解作用对咔唑、甲基咔唑、二甲基咔唑等化合物没有明显影响,中等强度降解具有一定的影响;从胶质、沥青质红外光谱图看出,微生物能够降解该原油胶质、沥青质。侧链长度随降解程度增加而变短;芳香环结构抗微生物降解能力强,缩合程度变化不大;而取代基上的烷烃易被微生物氧化,氧化程度随降解程度增加而增加,产生酸类、醚类物质。探讨原油微生物降解中非烃化合物结构及其地球化学特征对石油勘探开发都有重要指导作用。     

高效耐盐碱石油烃降解菌筛选及降解特性研究

为探究长庆油田污染土壤中微生物对石油的降解特性,在该油田多个油井附近采集了10处含油污染土壤进行石油烃降解菌的筛选、分离及降解实验。通过对筛选出的四株石油烃降解菌株5-5、5-X、9-2、10-3进行革兰氏染色、菌落形态观察、生化理化试验及16S rDNA测序,鉴定出这四株菌株分别为醋酸钙不动杆菌（Acinetobacter calcoaceticus）、不动杆菌（Acinetobacter sp.）、蒙氏假单胞菌（Pseudomonas monteilii）和乳酸不动杆菌（Acinetobacter lactucae）。14 d降解实验结果显示,这四种菌株对总石油烃的降解率分别为50.92%、51.27%、78.30%和44.39%;尤其菌株Pseudomonas sp.9-2表现出优异的降解性能,且对不同组分石油烃（正构烷烃、异构烷烃及芳烃）的降解率分别达到了94.65%、69.73%和59.07%,对长链正构烷烃也体现出了较好的降解性能。另外,抗逆性试验结果表明菌株Pseudomonas sp.9-2对pH和盐度的耐受范围分别为5.0~10.0、0.5%~6.0%,表明该菌株对盐碱环境具有较好的适应性,可用于盐碱石油污染土壤的微生物修复研究。     

土壤石油污染物微生物降解机理与修复技术研究

较为系统地概述了土壤石油污染物的微生物修复技术和近年来石油烃代谢机理以及微生物细胞膜转运石油烃机理研究等方面的进展。文中着重讨论烷烃代谢途径、影响烷烃降解酶合成的阻遏物和激活物、芳香烃代谢过程和基因方面的研究,以及细胞膜结构的改变和石油烃的迁移等重要特性,最后从宏观系统的修复技术和微观分子学方面探讨微生物降解石油污染土壤的发展方向。     

青藏高原多年冻土区土壤需氧可培养细菌多样性及群落功能研究

以青藏高原腹地不同植被类型多年冻土区土壤细菌为研究对象, 分析了可培养菌群数量、 多样性和生理代谢功能的变化及其与环境因子间的关系. 结果显示: 从沼泽草甸到高寒荒漠, 土壤水分、 总碳、 总氮含量逐渐降低, pH值升高, 可培养细菌数量在2.97×10⁶~2.88×10⁷ CFU·g^-1, 与含水量、 总碳、 总氮显著正相关; Actinobacteria(51.4%)和γ-Proteobacteria(31.7%)为优势菌群, α-protebacteria仅在沼泽草甸中有分布, β-protebacteria、 Bacterioidetes丰度与含水量、 总碳、 总氮间显著正相关; 自沼泽到荒漠, 菌群代谢活性和Shannon功能多样性指数降低, pH与Shannon指数显著负相关, 继氨基酸类碳源之后, 多聚物逐渐成为被细菌群落主要利用的碳源种类. 研究表明, 伴随冻土退化地上植被逆向演替的过程, 青藏高原多年冻土地下土壤微生物群落丰度、 遗传和代谢功能多样性均发生了不同程度的响应.     

青藏高原高寒区草地生态环境系统退化研究

青藏高原高寒地区的草地生态环境是高原生态环境的重要组成部分.近几十年来,在人类活动的强烈干扰和自然环境变化的影响下,高寒草地生态环境严重退化.在退化草地选取典型样地,调查研究了草地退化后土壤水文过程、土壤结构、植被状况等的变化.结果表明:高原高寒地区草场退化以后,土壤水文过程都发生改变,植被退化越严重土壤含水量变化越强烈、土壤入渗过程越快.退化草地的植被群落演替变化明显,优势种群退化严重,植物个体出现了小型化现象.水土流失日趋严重,土壤贫瘠化、沙化、荒漠化增强,鼠虫害等自然灾害频繁.     

1901~2010年青藏高原土壤温度变化的模拟研究

冻土变化是气候变化研究领域的热点问题之一,而土壤温度是冻土变化研究的重要参量。但目前对百年尺度土壤温度,特别是深层土壤温度变化的认识还存在不足。本研究利用CRUNCEP大气强迫资料驱动最新版本的通用陆面模式（CLM4.5）对过去百年的青藏高原土壤温度变化进行了模拟研究。利用来自气象站和野外钻孔监测站的土壤温度观测资料对模拟结果进行了验证,结果显示：1）通用陆面模式能合理地模拟出观测的青藏高原土壤温度变化,模拟和观测结果的相关系数为0.92,纳什效率系数为0.82,趋势分别为0.27℃/10年和0.28℃/10年。模拟结果明显优于再分析资料;2）1901~2010（1979~2010）年青藏高原15m土壤温度增加率为0.05（0.27）℃/10年,冬季增温高于夏季,土壤增温随深度增加而减弱、随经度增加而减小、随纬度的增加呈先增加后略减小的变化;3）青藏高原土壤温度变化主要受气温控制,1m（15m）深度土壤温度对气温变化的敏感性为0.79（0.37）℃/℃,浅层土壤温度对气候变化较深层敏感,多年冻土温度对气候变化较季节冻土敏感。这些结果从百年时间尺度上深化了对青藏高原土壤温度变化的认识。

     

Research Status and Prospect of the Interaction Between Tibetan Plateau Shear Line and Tibetan Plateau Vortex

The Tibetan Plateau Shear Line (TPSL) is usually accompanied by the Tibetan Plateau Vortex (TPV) and this phenomenon is one of the assembled weather systems over the Tibetan Plateau (TP) and its surrounding areas. This assembled system plays a very important role in the high impact weather process in the TP and East China. We reviewed the research history and progress of TPVs and TPSLs, and mainly discussed the relationship and interaction mechanism of them. According to the latest research achievement of TPSLs and its relationship with TPVs, the development and application trends of related theory and methods, we proposed several notable new research directions in the field of this study. It is not clear for the relationship and the physical mechanism of the interaction between TPSLs and TPVs as well as some high impact weather initiated by them currently. Therefore, this research work is really quite important for theoretical development of weather dynamics of the TP, and is expected to provide a theoretical guide for severe weather analysis and forecast over the TP and its neighborhood.     

2009-2010年青藏高原土壤湿度的时空分布特征

利用2009年7月1日至2010年6月30日中国气象局研制的多源土壤温湿度融合分析产品, 分析了青藏高原地区不同深度的土壤湿度分布特征. 结果表明: 青藏高原土壤湿度具有显著的季节变化特征, 即春季土壤湿度最大, 夏季次之, 秋季最小; 土壤湿度呈现出浅层和深层低湿、中间层高湿的特点, 且土壤湿度由浅到深层变化幅度逐渐减小. 随着温度回升, 3-8月为土壤湿度增加时段, 湿度增加区域从藏东南向西北、塔里木盆地向藏东北扩展, 9月以后土壤湿度呈大范围减小. 随着季节变化, 浅层土壤湿度高湿度区域从南部向北部移动, 中间层土壤湿度的变化与浅层相反, 深层土壤湿度季节变化差异不大, 高湿度区域基本位于高原南部.     

地电场对青藏高原东北部季节冻土的响应特性

地电场的变化与台址环境的水文、气象及地质背景等相关,在青藏高原东北部季节冻土区,11个地电场台站处于较高的海拔,据台址下覆场地属性分为A类（黄土型）和B类（高原草场型）台站。通过对青藏高原季节冻土区域的地电场和大地电流场的计算和分析,联系区域构造活动和地质环境得出以下认识：青藏高原东北部季节冻土区地电场变化对水热环境响应明显,冬、夏两季测值可能发生跃变;长周期的地电场变化曲线可能与台址附近气温变化相关;台站大地电流矢量在冻土部分冻融交替过程中发生方向和幅度值的改变。A类和B类台址显示出不同的季节变化规律,地电场曲线上升和下降的时间节点各异,这种现象可应用于监测该区域冻土冻融情况和冻土的时空演变。     

青藏高原中部地面蒸发量观测计算与特征分析

青藏高原中部地区地面蒸发过程主要发生于５－１０月，７月蒸发最为剧烈。与其它因子相比较，地面蒸发量与水面蒸发量相关关系最好，与潜在蒸发量相关关系次之。下垫面条件对地面蒸发量影响很大，冻结与冻结地表面蒸发量可相关２－３倍。与更为干旱的高原西部的天山地区的研究成果相比，该区稀量蒸发能力的指标的实际蒸发量均要高出许多。     

青藏高原高寒草甸土壤水分运移机制

查明青藏高原高寒草甸区土壤水分运移机制,对正确理解土壤水分迁移过程、提高高寒草甸重建效率具有重要指导意义。通过开展土壤剖面负压、地温观测等原位试验,结合气象资料,对土壤剖面地温、含水率及总水头特征进行分析。结果表明,土壤的冻结期起始于10月,解冻期起始于4月;地温最高值出现在植物生长旺盛期8月,最低值出现在1月;1～3月土壤水分呈固态,6～10月土壤水分呈液态,处于稳定变化阶段,4～5月、11～12月土壤水分呈固液转化态,含水率变化幅度较大,处于过渡阶段。随着气温升高及降水量增加,6～8月水热同季有利于高寒草甸生长,属于高寒草甸主要生长阶段;春季土层由表及深土壤解冻,冻土层滞水性能保障了返青期春旱牧草生长的水分需求;深秋季节的由表及深的土壤冻结,深层土壤水分随水汽发生的表聚作用保障了牧草生长的水分需求,也是高原生态系统能够维持稳定的原因之一。     

青藏高原大气气溶胶研究进展

大气气溶胶是地球大气成分中含量很少的组分之一, 但其对气候环境以及人类健康有着极其重要的影响. 由于青藏高原地理单元的独立性和特殊性, 该地区气溶胶特征和行为的研究引起越来越多的关注.回顾了青藏高原大气气溶胶研究的历史和分析监测方法, 从气溶胶的基本特性、 气候效应、 环境效应三个方面综述了20世纪90年代以来青藏高原大气气溶胶研究的成果, 并对该地区研究的前景有所展望.     

青藏高原东部表土磁化率特征与环境意义

现代表土磁化率与气候因子关系的研究是黄土古气候重建的重要内容,在黄土高原地区取得了重要进展,但在青藏高原地区相对不足。在青藏高原东部系统采集了106个表土样品,分析了其磁化率的变化特征;并通过表土磁化率与气候因子的相关分析,讨论了气候因子对高原东部现代表土低频磁化率和频率磁化率的影响。结果表明：研究区表土磁化率特征主要受到温度和降水量的影响,水热组合差异影响表土磁化率值的高低。低频磁化率与气候因子的相关性较弱,总体上与温度的相关性优于降水量,可能表明其与气候因子的关系比较复杂;频率磁化率百分比与降水呈较好的正相关关系,表明该指标对降水量的变化更为敏感,可以用于青藏高原东部的古降水定量重建。