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。     

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。     

天津市芦苇沼泽底泥中的碳、氮和磷分布及其生态化学计量学特征

2013年8月15~17日,以天津市七里海、北大港和大黄堡芦苇(Phragmites australis)沼泽为研究区,在3处芦苇沼泽中,分别采集0~25 cm、25~50 cm、50~75 cm和75~100 cm深度的底泥样品,测定其有机碳、全氮和全磷含量,分析其生态化学计量学特征及其环境影响因素。研究结果表明,芦苇沼泽(0~25 cm深度)底泥中的平均有机碳、全氮和全磷质量比分别为14.98 g/kg、1.60 g/kg和0.50 g/kg;平均碳氮比、碳磷比和氮磷比分别为9.47、29.59和3.13。七里海芦苇沼泽氮负荷高,其0~25 cm深度底泥全氮含量约为北大港沼泽和大黄堡沼泽的2倍,而25~100 cm深度底泥中的全氮含量与大黄堡沼泽差异不显著。3处芦苇沼泽底泥中的全氮含量是决定其碳氮比、碳磷比和氮磷比差异的关键因子;底泥盐度与碳氮比显著负相关;底泥p H与有机碳含量、全氮含量、碳磷比和氮磷比都显著负相关;底泥p H是影响天津市3处芦苇沼泽底泥有机碳和全氮含量变化的重要环境因子。与国内其它湿地相比,天津市3处芦苇沼泽0~25 cm深度底泥全氮含量较高,全磷含量较低,有机碳含量与其它湿地接近;此外,天津市3处芦苇沼泽碳氮比较低,氮磷比和碳磷比较高,表明天津市3处芦苇沼泽可能存在氮相对富足和磷相对较少的状况。     

胶州湾互花米草潮滩和光滩土壤有效硫含量分布特征

为了解胶州湾互花米草(Spartina alterniflora)潮滩和光滩土壤有效硫含量垂直分布及季节变化特征,于2015年4月28日、7月15日、9月6日和12月5日,分别采集了胶州湾互花米草潮滩和光滩的土壤,对土壤有效硫含量、有机质含量、p H、含水量、盐度和容重进行了测定和分析。结果表明,互花米草潮滩土壤有效硫质量比为625.82~680.06 mg/kg,光滩区土壤有效硫质量比为564.02~705.43 mg/kg,并在垂直方向基本上随着土壤深度的增加而减小。互花米草潮滩区土壤有效硫含量在不同采样日波动变化,4月28日为625.82 mg/kg,7月15日为680.06 mg/kg,9月6日为672.90 mg/kg,12月5日为642.69 mg/kg;光滩区土壤有效硫含量4月28日为705.43 mg/kg,7月15日为680.30 mg/kg,9月6日为641.19 mg/kg,12月5日为564.02 mg/kg。光滩区土壤有效硫含量与有机质含量(p0.05)和盐度(p0.01)显著正相关,与土壤p H显著负相关(p0.01),互花米草潮滩土壤有效硫含量与有机质含量和盐度显著正相关(p0.01),与土壤p H显著负相关(p0.01),说明两个区域土壤有效硫含量主要受土壤有机质含量、盐度和p H影响。     

东南极戴维斯站企鹅粪土沉积物有机地球化学特征

研究了位于东南极西福尔丘陵地区Gardner Island企鹅粪土的沉积泥芯DG2的分子地球化学组成特征。DG2沉积物的正烷烃以短链为主,主要来源可能为淡水湖相沉积的藻类和细菌输入。脂肪酸组分偶奇优势明显,以C16,C18和C24一元饱和脂肪酸为主,主要来源可能是浮游动物、细菌及水生苔藓;不饱和脂肪酸含量很低,以C18∶1(Δ9)为主,表明沉积源单一稳定,无大波动。醇类组分以高浓度的植醇、胆甾烷醇和胆甾醇为主,分别代表了植被和企鹅数量,指示了研究区域历史时期的生态变化。综合DG2的生物标志物特征,反映该沉积物的有机质主要来源于企鹅粪、细菌和藻类;沉积环境在不同深度也有变化,0-30cm为氧化环境,30-63cm为还原环境。     

哈拉海湿地芦苇沼泽土壤碳、氮和磷含量的剖面特征

为了揭示温带典型天然湿地生源要素的分布特征及影响因素,选取哈拉海湿地为研究对象,于2000年5月采集土壤剖面样品,研究土壤样品的碳、氮和磷含量。结果表明,1哈拉海湿地土壤中硝态氮、全碳和无机碳含量在土壤亚表层最高,分别为2.03 mg/kg、8.19%和7.13%,其他指标都在剖面中呈由土壤表层向下层逐渐降低的规律;2在土壤剖面中,碳氮比和氮磷比表现为由土壤表面向亚表层急剧下降之后趋于平缓的趋势,碳磷比则在亚表层最高,平均值为23.78,哈拉海湿地土壤的碳氮比、氮磷比和碳磷比的平均值分别为8.40、3.51和17.86,比全国生态系统的平均值(分别为13、8和105)低,磷活化系数整体偏低,只有表层土壤比值大于2;3土壤速效氮和全氮含量都与无机磷、速效磷、有机磷和总磷含量显著正相关,除硝态氮和铵态氮含量外,土壤有机碳含量与有机氮含量、有机磷含量都显著相关,而土壤p H则与有机氮、全氮、速效磷、无机磷、有机磷和全磷含量都显著负相关。     

黄河三角洲天然和恢复盐沼土壤磷分布特征

在黄河三角洲国家级自然保护区内,以天然和实施"引淡压咸"生态恢复工程的盐沼土壤为研究对象,研究芦苇盐沼、盐地碱蓬盐沼和裸盐沼0~50 cm深度土壤磷含量分布特征及其与土壤理化因子的关系。结果表明,表层土壤(0~20 cm深度)全磷质量比为416.44~714.33 mg/kg,略高于全国平均水平(500 mg/kg);在各形态磷中,无机磷含量最高,残余态磷含量次之,有机磷含量最低;芦苇盐沼和盐地碱蓬盐沼土壤各形态磷含量普遍高于裸盐沼,且芦苇盐沼土壤磷含量最高;恢复盐沼与天然盐沼土壤的全磷、无机磷和残余态磷含量无显著差异,但恢复盐沼土壤有机磷含量低于天然盐沼;天然盐沼土壤磷含量的主要影响因素是土壤有机质含量、电导率、微团聚体比例和粉—粘团聚体比例;恢复盐沼土壤磷含量的主要影响因素为土壤p H和细大团聚体比例。     

白令海北部陆坡全新世以来的生物标志物记录及其古环境意义

通过白令海北部陆坡区B2-9站位沉积物柱样高分辨率的生物标志物(菜子甾醇、甲藻甾醇、长链烯酮、n-C30-diol)提取和分析,获得了近1万年来浮游植物群落和初级生产力、高碳烷烃输入与陆源植被变化等相关记录,研究结果显示,全新世以来表层浮游植物和初级生产力都经历了"高-低-高"的变化过程,并具有明显的阶段性,可能受控于陆架坡折处海冰的分布、上层海洋营养盐供应和全新世气候与环境的变迁;浮游植物群落结构较为稳定,硅藻是初级生产力的主要贡献者,甲藻次之,颗石藻和黄绿藻比前两者低了1个数量级,硅藻与甲藻之间具有明显的竞争关系,前者明显占据优势,是白令海有机碳汇的主要贡献者;正构烷烃总量分别在7.8 ka BP,6.7 ka BP和5.4 ka BP,经历了3次阶梯状的下降过程,并呈现出4个相对稳定的阶段,其主要受控于早全新世海平面上升以及周边陆地植被源区的气候与环境变化;正构烷烃分子组合特征显示其来自陆地高等植物、且陆源植被结构较为稳定,木本植物占据优势;单体碳同位素研究表明正构烷烃的主碳峰为n-C27,对烷烃总量的贡献最大,可能与当时陆源繁盛的木本植物及输入有关,含量较高的n-C23则可能主要来源于北半球沿海广泛分布的一类沉水植物。     

广州市饮用水中消毒副产物卤乙酸的毒性及其降解研究

以2012年4月初与5月初所采集的广州市自来水管网水样为样本,通过实验手段分析广州市市政供水中的水源、管网水等供水水质情况,对饮用水中卤乙酸浓度进行监测,结果表明饮用水中总卤乙酸范围在5.91~45.75μg·L~(-1),符合美国EPA环保署对总卤乙酸含量的控制标准,其中二氯乙酸浓度范围为0.88~16.69μg·L~(-1),三氯乙酸浓度范围为3.72~27.00μg·L~(-1),均符合《生活饮用水卫生标准》(GB5749—2006)对其含量的限制。对二氯乙酸、三氯乙酸、一溴乙酸、二溴乙酸进行毒性检测中,测出这4种物质的细菌半致死效应浓度分别为184.07μg·L~(-1)、193.57μg·L~(-1)、13.47 mg·L~(-1)、15.00 mg·L~(-1)。以二氯乙酸、三氯乙酸为代表物质,用Fenton试剂氧化法降解模拟水样,利用气相色谱法测定降解后的卤乙酸浓度,考察了Fenton试剂用量、p H值、模拟水样初始浓度和反应时间对卤乙酸降解效果的影响。结果表明,100μg·L~(-1)的100 m L二氯乙酸、三氯乙酸模拟水样中投加0.4 mmol·L~(-1)H2O2溶液及0.04 mmol·L~(-1)Fe2+溶液,反应时间为20 min,初始pH值为3.6,为Fenton试剂氧化法降解二氯乙酸、三氯乙酸的最佳条件,降解率分别为69.28%和71.4%。     

石灰土中秸秆还田降解率及其对土壤肥力的影响（英文）

石灰土具有高的有机碳的积累,但营养成分的供给速率偏低,导致土壤贫瘠。本文通过室内模拟实验,研究相同来源玉米秸秆在岩溶土与非岩溶土中的降解情况,对秸秆降解率、土壤理化性质、土壤肥力等进行动态检测,结果表明:(1)总体上岩溶土秸秆降解速率比非岩溶土快。秸秆降解速度最快主要集中在最初60天,之后呈缓慢上升趋势,到98天基本达到平衡。非岩溶土降解峰值出现时间为第42天,岩溶土为第28天,峰值出现时间前者比后者滞后14天。总降解时间持续160天,岩溶土降解率为77%,非岩溶土为75%。(2)秸秆降解期间,土壤p H值前期有下降的趋势,后期慢慢回升,这与秸秆降解过程中不同时期降解产物变化规律相吻合。秸秆还田可以提高土壤肥力,其中速效氮和速效钾含量增加非常明显。(3)与岩溶土相比,全量检测结果显示各肥力指标在非岩溶土含量低,但升幅百分比高;有效态检测结果显示非岩溶土速效磷和速效钾含量高。说明秸秆还田一些营养元素有效态在非岩溶土中更易于释放,而岩溶土由于其土壤质地的特殊性,许多养分被土壤粘土矿物牢固结合,营养元素供给速率慢,但因此也易于养分全量的累积。     

江苏沿海滩涂不同利用类型的土壤有机碳分布与影响因素

通过对比分析江苏省盐城市大丰区沿海滩涂不同利用类型土壤有机碳(SOC)的含量与分布特征,探讨了围垦年限及土壤理化性质对SOC贮量的影响。结果显示,大丰沿海滩涂不同利用类型的SOC平均含量为:DF4(3.72 g/kg,农用地,围垦43年)DF1(2.30 g/kg,互花米草潮滩)DF3(2.25 g/kg,农用地,围垦23年)DF2(1.62 g/kg,未利用地,围垦5年)。在垂直分布上,耕作表土层(0~20 cm)SOC含量最高,耕作层以下(20~70cm)随土层深度增加SOC含量逐渐减少。此外,SOC含量与全氮(TN)、全磷(TP)呈极显著正相关,与p H呈极显著负相关,与平均粒径呈显著负相关。研究表明,围垦后的土地,农业活动对土壤表土层的理化性质的影响增强,进而影响到SOC含量的分布,且随着围垦年限的增长,农业活动对SOC含量的影响程度不断加深,并探讨了这一影响过程。     

紫色母岩不同粒级风化物钾素形态分配特征

通过自然风化分析研究了侏罗系蓬莱镇组(J3p)、沙溪庙组(J2s)、遂宁组(J3s)和白垩系城墙岩群(K1C)紫色母岩不同粒级风化物钾素形态,结果表明其全钾随风化物粒级的增加而增大,＞0.5 mm的粒级,平均比＜0.5 mm粒级多0.4～8.95 g/kg;水溶态钾平均含量均较高,变化在20.61～37.87 mg/kg之间.且有随粒级增大而减小的趋势;遂宁组母岩交换性钾平均含量最高,为123.91 mg/kg.城墙岩群母岩平均含量最低,仅60.07mg/kg,其钾素有效性最低.＞2 mm粒级风化物,其交换性钾含量较高;同一种母岩,非交换性钾含量高的集中在0.05～1 mm粒级中,最低集中在2～10mm粒级中;粒级越大,其结构钾含量越高,紫色母岩风化过程中,结构钾也在不断释放,风化程度越高,其结构钾释放越多.     

裸岩石砾地生态恢复工程中覆土厚度对作物生长的影响（英文）

为研究裸岩石砾地生态修复工程中覆土厚度对农作物生长的影响机制,对2010~(–2)015年夏玉米的生理特性进行了分析研究。试验布设在裸岩石砾上,共进行了6种不同厚度的覆土处理,分别为:30(C30),40(C40),50(C50),60(C60),80(C80)和100 cm(C100)。对土壤物理性质及相关作物生理特性和产量数据进行了分析研究,结果表明:(1)覆土层土壤容重随着作物种植年限的增加,及覆土厚度的增加而增加,土壤容重与覆土厚度呈对数相关关系。土壤沉降深度与覆土厚度之间的相关关系也有类似趋势,两者的关系也可用对数函数来描述(R~2=0.91)。(2)覆土厚度对夏玉米高度及作物叶绿素含量(SPAD值)有显著影响。在各处理中,拔节期和孕穗期的作物生长速率均高于孕穗期至灌浆期。经过两年的耕作利用后,C50处理的作物平均株高分别比C30,C40,C60,C80和C100处理高8.16%,3.32%,3.39%,9.86%和7.55%,不同处理方式之间的株高差异显着(p0.05)。在抽穗期,SPAD值最高,经过两年的耕作使用后,C50处理的最高值为298.41。(3)覆土厚度对夏玉米的产量和水分利用效率(WUE)具有显著影响。试验期间,C50处理的平均作物产量和水分利用效率值最高分别为4614.12 kg ha~(–2)和13.57kg ha~(–2) mm~(–1)。C50处理在2010~(–2)015年多年平均水分利用效率显著高于其他处理。综上,裸岩石砾地覆土厚度50 cm时能够满足农作物生长需求,这种处理中的所有农作物生长指标都优于其他覆土厚度。研究成果为裸岩石砾地区土地整治和生态修复工程提供了科学依据,同时,在农业生态环境脆弱且耕地资源相对紧缺的非洲,该研究对于改善当地农业生态环境,增加耕地资源和农业收入具有重要的借鉴意义。     

闽江河口咸淡水短叶茳芏湿地沉积物碳、氮垂直分布特征

以闽江河口短叶茳芏盐淡水湿地为研究对象,测定湿地沉积物碳、氮垂直分布特征,并分析其主要环境影响因子。结果表明,0~50 cm湿地沉积物有机碳(OC)和有机氮(ON)含量范围分别为12.98~31.32 g·kg-1、1.37~2.46 g·kg-1,不同盐淡水湿地沉积物OC、ON含量的总体趋势分别为塔礁洲鳝鱼滩蝙蝠洲,鳝鱼滩蝙蝠洲塔礁洲。可交换态无机氮NH+4-N、NO-2-N、NO-3-N的含量范围分别为1.36~11.69、0.05~0.34和0.20~5.72 mg·kg-1。总无机氮(TIN)含量则表现为鳝鱼滩湿地明显高于蝙蝠洲、塔礁洲湿地。有机C/N与p H值、电导率和含水率均呈极显著负相关(P0.01),但盐度值主要通过影响ON来影响CN比,而含水率则主要影响OC;NH+4-N、NO-2-N与三者呈极显著正相关(P0.01),ON与电导率呈显著正相关(P0.05),沉积物有机碳氮和无机氮与平均粒径均无显著相关关系。     

强还原法防治西瓜连作障碍研究（英文）

采用强还原土壤灭菌法(Reductive Soil Disinfestation,RSD)处理西瓜连作土壤,室内试验和盆栽试验相结合,探讨RSD防治西瓜连作障碍的有效方法。室内试验将西瓜连作土壤分设16组进行RSD处理,每组设3个平行样,每个土样折合干土重100 g,除原土样(OS)和对照(CK)外,其它14组处理分别按1%和3%两个比例添加苜蓿粉、氨水和乙酸,以及它们的不同组合,装入5号自封塑料袋内,混匀后加水,排空后密封,置于35°C恒温生化培养箱内培养14天,分析土样pH、电导率(Ec)、细菌、真菌、放线菌和致病尖孢镰刀菌(fusarium oxysporum f.sp.niveum,FON)等指标变化。RSD处理对土壤细菌含量影响不显著(p0.05),添加氨水和乙酸处理的土样中均未检测出FON、真菌和放线菌,其它处理土样中FON数量显著低于OS和CK中FON(p0.05);除添加有乙酸的土样pH低于5.0外,其它处理pH均高于OS和CK,其中添加氨水处理的土样pH最高。盆栽试验共设计7组,每组又分设30个平行样,每土样折合干土重约3 kg,除苜蓿粉用量为2%干土重外,氨水和乙酸均为干土重0.25%,各土样按设计添加物料、混匀、加水排空后密封,置于户外培养4个月,晾干后栽植西瓜直播苗,期间跟踪观察各处理西瓜长势及发病等情况,结果表明各处理发病率、死亡率显著低于对照和淹水对照,长势好于对照和淹水对照,产量显著高于对照和淹水对照(p0.05)。可见,RSD能有效地调节土壤pH和Ec,抑制FON,防治西瓜连作障碍。     

天山北坡城市群非渗透面下的土壤有机碳特征

城市非渗透面(Impervious Surface Areas,ISA)的覆盖,强烈地改变了区域土壤理化性状,从而在不同尺度上影响着生态系统碳循环。ISA下土壤样品获得的困难性致使对ISA所封存的土壤有机碳(Soil Organic Carbon beneath ISA,SOCISA)及其分布特征的认识极为缺乏。为揭示ISA下土壤理化特征,本文收集天山北坡城市群在建工程ISA下27个100 cm深土壤样品,同时采集对应ISA点邻近的渗透面(Pervious Surface Areas,PSA)样品作对比分析。利用Landsat 8图像提取了研究区ISA与PSA面积,并结合实测值估算SOC储量。研究发现:1干旱区城市100 cm深土壤剖面平均SOCISA=5.74±0.39 kg C·m-2,显著低于其邻近PSA下的SOC;ISA下土壤容重(Bulk Density,BD)BDISA=1.58±0.02 g·cm-3,显著高于其邻近BDPSA约5%(p0.01)。2两种地表下SOC和BD均随着深度加深而降低,通过与土层深度的线性拟合,SOCISA和BDISA具有明显降低趋势,PSA下SOC和BD并无显著规律;深层土壤(60~100 cm)SOCPSA显著高于SOCISA(p0.05),两者间并无稳定的比例关系。3天山北坡城市群SOCISA为总城市土壤碳库的68%,单个城市SOCISA比例50%以上,SOCISA构成干旱区城市土壤碳库的主体。本文不仅加深了对城市ISA下土壤理化性状的了解,而且对评估城市乃至全球生态系统碳循环及碳评估具有重要意义。     

亚热带人工湿地松林土壤溶解性有机碳动态变化及控制因素

土壤可溶性有机碳（DOC）是土壤有机碳库的活性组分,联接陆地和水生生态系统。DOC的降解影响碳循环、营养动力学机制和微生物的能源供给,因此改变生物地球化学过程。本研究对千烟洲森林试验站（QFES）土壤溶解性有机碳浓度垂直剖面和季节的变化及其控制因子,包括土壤性质和环境因素进行分析。2007年11月至2009年3月每两个月、2009年4月至2010年103每月,分别在土壤10、20、30cm深度和10、30、50cm深度,采用机械式真空取样装置共收集了土壤溶液样品。用总碳分析仪（TOC）测定DOC浓度,DOC浓度平均值范围为3．0-26．2mgL^-1。在土壤剖面10、20、30、50cm深度DOC浓度平均值（±标准差）分别为12．4±4．4、10．6±6．3、8．7±2．6及8．0±5．9mgL^-1。DOC季节平均浓度和春李DOC浓度平均值具有明显的随深度增加而降低的特征。而在夏季、秋季和冬季,DOC浓度在土壤剖面上的变化不具有明显的特征。春季、夏季、秋季和冬季DOC浓度平均值分别为10．2、10．5、10．8和8．3mg^L1,不同深度DOC浓度的季节变化没有一致的特征。分析表明,凋落物有机碳含量与DOC浓度之间无明显相关关系,SOC与DOC含量具有相同的土壤剖面变化特征,SOC与DOC之间具线性正相关关系（R^2=0．19,p〈0．01）,表明SOC是DOC的主要来源之一。在湿地松、马尾松和杉木林,土壤溶液10cm深度和5cm土壤温度间具有指数正相关关系（R^2=0．12,p〈0．01）。在湿地松土壤剖面,DOC浓度与土壤湿度具负线性相关关系（R^=0．15,p〈0．001）,在湿地松、马尾松和杉木林,土壤溶液10cm深度DOC浓度和5cm土壤湿度之间具有负指数相关关系（R^2=0．13,p〈0．001）。取样月降雨量与DOC季节平均浓度不相关。然而,对取样前不同时间降雨量与DOC季节平均浓度的分析表明,取样前降雨事件的时间对不同深度的DOC季节平均浓度有不同的影响。通过分析揭示了SOC和环境变量土壤温度、土壤湿度和降雨是DOC的控制因子。本研究以人工湿地松林碳循环中DOC动力机制为重点,为评价亚热带红壤区生态恢复的效果提供依据。