中国半干旱草原施氮梯度下的土壤激发效应（英文）

为了探究施氮对土壤有机质(SOM)的激发效应,本研究在施氮梯度样地(0、4和16 g N m^–2 yr^–1)上进行了¹³C标记葡萄糖的原位添加实验,并对土壤CO_2排放量和磷脂脂肪酸(PLFA)含量进行了测定。研究发现施氮降低了土壤CO_2排放、土壤PLFA含量以及土壤真菌细菌比。在0 g N m^–2 yr^–1样地上葡萄糖添加导致的正向激发效应最强,同时4 g N m^–2 yr^–1样地释放的葡萄糖来源的碳最多。因此,施氮减少了土壤中SOM转化产生的CO_2,微生物碳的来源由SOM转变为添加的易分解碳。本研究采样早期土壤微生物生物量和群落结构稳定,表明该草原存在"表观激发效应",因此未来研究应着重对微生物功能的多样性进行探讨。     

Soil Respiration Dynamics and Influencing Factors in Typical Steppe of Inner Mongolia under Long-term Nitrogen Addition

We investigated soil respiration (Rs) dynamics and influencing factors under different nitrogen (N) addition levels (0, 2, 4, 8, 16, 32 g m^-2 yr^-1) on typical grassland plots in Inner Mongolia. We measured soil respiration, temperature, moisture and nutrients. We found that N addition did not change dynamic characteristics of Rs; daily and seasonal dynamics followed a single peak curve. N addition reduced Rs during the growing season. Rs under N2, N4, N8, N16 and N32 treatments decreased by 24.00%, 21.93%, 23.49%, 30.78% and 28.20% in the growing season, respectively, compared to the N0 treatment. However, Rs in the non-growing season was not different across treatments. Rs was significantly positively correlated with soil temperature and moisture and these two factors accounted for 72%-97% and 74%-82% of variation in Rs, respectively. The soil respiration temperature sensitivity (Q₁₀) was between 2.27 and 4.16 and N addition reduced Q₁₀ except in the N8 treatment.     

基于高通量测序方法分析荣成月湖潮间带趋磁细菌多样性

荣成月湖是一个典型天然潟湖,潮间带沉积物中存在多种形态趋磁细菌。通过Roche454高通量测序平台,对沉积物样品(B_S)和磁收样品(B_M)进行16SrRNA基因高通量测序,认识荣成潮间带沉积物的细菌群落结构,并了解趋磁细菌多样性及系统进化地位。研究结果表明沉积物样品中主要的细菌类群为δ-变形菌纲,占总细菌数的26.4%,其次是γ-变形菌纲和α-变形菌纲;而磁收样品中细菌多样性和种类明显降低,以α-变形菌纲占绝对优势,相对比例达72.6%。在磁收样品和沉积物样品分别发现了1 612条和186条reads与趋磁细菌相关,分别占细菌总数的5.76%和0.85%,磁收样品中趋磁细菌数是沉积物样品的6.8倍。对两个样品中获得的趋磁细菌序列进行系统进化分析,发现这些序列多数属于变形菌门的α-变形菌纲,以趋磁球菌占绝对优势,少数属于δ-变形菌纲,与多细胞趋磁原核生物亲缘关系最近。海洋趋磁螺菌属仅在B_M样品中检出,趋磁弧菌属在B_M样品优势度高于B_S样品,而多细胞趋磁原核生物和趋磁螺菌属在B_S样品中优势度更高。通过分析样品间的差异OTUs,认为荣成潮间带沉积物中可能存在大量未知的趋磁细菌新类群。研究结果为下一步培养和开发趋磁细菌这一功能菌群,发现趋磁细菌新类群及趋磁细菌生态功能提供了基础资料。     

胶州湾沉积物中石油降解菌的降解能力及多样性研究

2013年青岛输油管道爆炸,大量石油污染了附近海岸。课题组采集了污染的沉积物样品,以原油为唯一碳源和能源,富集了四个石油降解菌群。生物多样性和群落分析表明,Luteibacter、Parvibaculum 和属于食烷菌科的一个属是降解菌群的主要优势菌,都属于变形菌门。从石油降解菌群中分离筛选,获得了9株具有不同16S rRNA基因序列的降解菌,分别属于8个属。重量法测定降解菌的石油降解率,其中5株的石油降解率大于30%。GC-MS分析结果表明,石油降解菌多倾向于降解烷烃,对多环芳烃的降解能力较差,其中5株细菌的烷烃降解率较大,仅1株菌D2对多环芳烃的降解率较大,其降解率在34.9%到77.5%。通过对高通量数据的分析,表明食烷菌属是菌群A和菌群E的主要降解菌群,其中筛选获得的菌株E4可能是菌群E的一株优势降解菌。本研究所筛选菌株证明了其石油降解潜力,为油污染海滩生物修复提供了菌株资源。     

杭州湾及其邻近海域表层沉积物的沉积环境分区及重金属污染特征分析

于2017年春季和2018年春季,分两个航次,在杭州湾及其邻近海域采集了表层沉积物样品,并对其粒度组成及重金属含量进行了测定。结果表明,研究区域表层沉积物的粒级组成以砂和粉砂为主,平均占比分别为38.0%和55.4%。根据粒级组成的区域分布特征,将研究区域分为长江河口现代沉积区(Ⅰ-1)、钱塘江河口现代沉积区(Ⅰ-2)、长江羽状锋面积聚区(Ⅱ-1)、长江次级锋面积聚区(Ⅱ-2)、岛屿风化影响区(Ⅲ)、残留砂混合沉积区(Ⅳ)等4大类6个亚区。通过比较不同区域重金属含量发现,总体分布趋势为Ⅱ-1区和Ⅱ-2区含量较高,Ⅰ-2区和Ⅳ区含量较低,Ⅰ-1区和Ⅳ区相对居中。单因子污染指数评价结果显示,Ⅱ-1区和Ⅱ-2区的Cu、Pb、Zn、As、Cd、Hg已呈现出污染态势,需引起关注;Cr则未呈现出污染态势。     

天津港水域围垦条件下的水动力变化分析

本研究旨在讨论天津滨海新区的围垦对其附近水域水动力和悬沙输运所造成的影响,并进行定量评估。在天津港南部、北部海域分别选取4个站位进行了全潮水文观测,获取了流速剖面、悬沙浓度剖面数据,并据此计算了底切应力、潮不对称性以及余流。结果表明,底部悬沙浓度与流速、底切应力存在相位一致性,绝大部分站位的沉积物都呈现向岸净输运的趋势,悬沙通量分解显示潮汐捕捉项是该区域悬沙输运的主要贡献项;围垦愈增的2009～2015年,天津港北部潮不对称性增强,向陆的单宽悬沙输运率由20.15 g/(m·s)变至24.92 g/(m·s),而南部海域潮不对称性减弱,向陆的单宽悬沙输运率从37.75 g/(m·s)减小至6.37 g/(m·s)。综上,持续地围垦可能导致天津港附近海域的水动力条件改变,推测北部潮滩淤涨可能加快,而南部淤涨速率减小。     

基于DINEOF的静止海洋水色卫星数据重构方法研究

静止轨道海洋水色成像仪(Geostationary Ocean Color Imager, GOCI)提供了时间分辨率达小时级的海洋水色数据,使得对海洋环境的逐时变化监测成为可能。然而受到海洋上空云、雾和霾的影响,数据出现连续高缺失率甚至完全缺失的情况,使得数据使用价值大大降低。在经验正交函数重构法(Data INterpolating Empirical Orthogonal Functions, DINEOF)的基础上,突出时间要素在重构中的地位,运用异常像元检测、拉普拉斯平滑滤波和时间模态2次分解插值,提出了适用于静止海洋水色卫星数据的重构方法——DINEOF-G。利用此方法对杭州湾2017年的GOCI总悬浮物质量浓度数据进行重构,结果表明该方法相比经典方法在重构精度上提高了8%,数据重构率提高了36%,且重构结果较好地反映了杭州湾总悬浮物质量浓度的季节变化规律和空间分布特征。     

海岸带及其调查技术进展

海岸带是重要海陆过渡带地貌单元与区域,兼受海陆动力双重作用与影响,包括不同类型的沉积相,经历复杂的动力沉积、地貌演变及灾变过程。海岸带调查涉及学科交叉融合,调查要素相对独立与内容多学科交叉并存。我国曾分别于1960年、1981年和2003年组织开展过全国海岸带综合调查工作,调查获取了大量丰硕成果。当前海岸带调查与研究过程中亦暴露出一些亟需突破问题,包括:1)海岸带存在大范围"盲区",浅水易陷、礁石养殖等区域难以到达,成为海岸带数据"空白区"、调查"禁区";2)我国海岸带观测平台数量少、分布零散,未形成综合有效观测网,导致长时间序列、多源准同步调查数据缺乏,难以准确把握海岸带变化规律,破解资源环境有关问题;3)海岸带数据获取智能化程度低,严重阻碍制约有关对策及时有效性;4)海岸带不同学科协同调查、交叉融合研究模式尚未建立,不能及时发现海岸带科学问题。今后海岸带调查将在海岸带高分辨率过程数据、全覆盖无死角实时动态数据获取技术,长时间序列综合数据采集平台建设,陆海空全天候立体化数据采集传输及快速智能决策,以及海岸带多学科交叉攻关研究等方面取得突破。     

“串珠成链”的粤港澳大湾区发展路径

为促进粤港澳大湾区的发展,提高其国际综合竞争力,文章在分析粤港澳大湾区发展条件的基础上,针对面临的问题,提出发展建议。研究结果表明:丰富的自然资源、集聚的城市经济和众多的渔港渔村为粤港澳大湾区的发展提供优越条件,但该区域发展面临资源要素分散和生态环境压力大等问题;对此,应树立"串珠成链"的发展思路,打造粤港澳大湾区6条重要发展链,即依托高(快)速铁路的"城镇链"、依托高(快)速公路的"产业链"、依托互联网的"创新链"、依托航道网络的"物流链"、依托滨海公路的"旅游链"和依托生态廊道的"生态链"。     

ATS藻板与自然礁石上藻群生物多样性的比较

ATS(algal turf scrubber)系统是一种利用潮间带藻类高效去除富营养化水体中氮(N)、磷(P)元素的水质净化系统, 藻类是支持整个系统最重要的组成部分, 其群落结构与水质净化效果密切相关。该研究基于Illumina MiSeq平台的高通量测序技术对海水水族缸的ATS系统中藻板样品和自然礁石上的藻类进行多样性分析。18S rDNA研究结果表明, ATS系统中经筛选得到藻类优化序列21390条, 其中对丝藻属Antithamnion占主要地位, 占序列总数的22.79%, 其次19.07%序列归入斜纹藻属Psammodictyon; 宋井、展南亭、后宅3个地区的藻类经筛选分别得到88435、87129、106458条优化序列, 主要为分枝色指藻属Chroodactylon、宽果藻属Mastocarpus和日本马泽藻属Mazzaella。ATS系统和自然环境样品共有的优势藻为骨条藻属Skeletonema和仙菜属Ceramium。本实验在研究ATS系统与自然礁石上的藻类群落相似性的同时, 深入探究了其群落结构的差异性, 为进一步优化ATS系统的功能提供了理论依据。