低氧、高铵和低光对沉水植物苦草(Vallisneria natans)生长与C-N代谢生理指标的影响特征

湖泊富营养化导致沉水植被大面积衰退和群落逆向演替,诱发一系列次生环境问题,并严重影响到水域生态环境质量.为了从对植物表型生长与C-N代谢生理指标影响的角度深度揭示富营养化水体中沉水植被的致衰退机制,本文以我国长江中下游淡水湖泊常见沉水植物优势种群——苦草(Vallisneria natans)为研究对象,利用L_(16)(4~5)正交试验设计方法,实验模拟研究富营养化水体中低氧、高铵和低光3种重要因素对苦草生长与C-N代谢生理指标的胁迫影响特征.本试验设置了3因素4水平,分别为4个低光照强度(50%、40%、30%和20%自然光照)和4个高铵浓度水平(0.5、1、2和4 mg/L)以及4个低氧处理浓度(7.5、6.5、5.5和4 mg/L).结果显示:光照强度低于30%、溶解氧浓度低于5.5 mg/L时,植株生长与C代谢受阻严重,碳水化合物储存量降低;铵态氮1.0 mg/L时,苦草N代谢活跃,游离氨基酸(FAA)含量明显升高,可溶性糖(SC)/FAA比降低,淀粉呈降低趋势.研究表明富营养湖泊中苦草的衰退是多种因素综合作用的结果,低氧、高铵与低光均会对苦草的生长与C-N代谢产生不利影响;受损沉水植被在藻-草稳态转换的富营养化湖泊中应通过控制水体高铵浓度,严控低氧出现,及时提高水下照度或透明度(如控磷)来予以保护和科学管理;而在次生裸地且藻类占优势的富营养化水体中沉水植被的恢复与重建过程不仅要降低水体营养盐水平尤其是氨氮的水平,还应着重考虑如何有效提高水下光强与溶解氧浓度,并将如上环境因子控制在一定变幅范围内,且控制条件应原则上严于保护受损沉水植被所需的条件.     

温度、照度和接种量对钝顶螺旋藻去除酒精废水氮和磷的影响

【目的】确定钝顶螺旋藻(Spirulina platensis)最大程度去除酒精废水中氮、磷的最佳温度、照度和接种量。【方法】通过单因子实验与正交实验研究不同温度、照度和接种量对钝顶螺旋藻去除酒精废水中氮、磷的效果。【结果】单因子实验结果显示,不同温度、照度和接种量对钝顶螺旋藻去除酒精废水中的氮、磷有显著影响(P <0.05)。温度为30℃时,钝顶螺旋藻对酒精废水中总氮和总磷的去除率平均值最高,分别为38.0%和59.0%;照度为3000lx时,钝顶螺旋藻对酒精废水中总氮和总磷的去除率平均值最高,分别为40.9%和60.4%;接种量为(培养基的)50%时,钝顶螺旋藻对酒精废水中总氮的去除率平均值最高,为43.6%;接种量为30%时,钝顶螺旋藻对酒精废水中总磷的去除率平均值达到最高,为62.7%。正交实验结果显示,温度是影响钝顶螺旋藻去除酒精废水中氮、磷的最主要因素。温度30℃、照度2 500～3 000 lx、接种量20%为钝顶螺旋藻去除酒精废水氮和磷的最优组合条件。【结论】适宜的温度、照度和接种量可有效提高酒精废水中氮、磷的去除率。     

北京城市代谢预测研究——基于长短期记忆神经网络模型

城市化进程提升促使城市环境污染加剧、能源消耗激增、人口密度过大等问题的深层次原因在于城市代谢失调。为精准预测北京市城市代谢变化趋势,论文通过能源消费量及人类活动时间指标测算了1980—2016年北京市体外能代谢率,表征城市代谢程度。据此运用长短期记忆神经网络模型(LSTM)预测了2017—2022年北京各部门体外能代谢率。结果表明：① 基于长短期记忆神经网络的城市代谢预测模型精度较高,能够对北京各部门体外能代谢率进行更为精准的预测;② 2017—2022年间,北京第一产业和总体外能代谢率呈下降趋势,其中第一产业在2017年达到峰值,第二、第三产业及生活部门体外能代谢率将呈现增长趋势。③ 除第一、第三产业和总体外能代谢率外,历史变化的时间扰动幅度先小后大。④ 对各部门体外能代谢率EMR_T的影响贡献度最大的因子为第二产业体外能代谢率EMR₂,最小的为第一产业体外能代谢率EMR₁。论文研究结果可为政策制定者优化城市管理方案、提升城市综合实力提供理论依据和决策支持。     

The impact of land use and cover change on soil organic carbon and total nitrogen storage in the Heihe River Basin: A meta-analysis

Journal of Geographical Sciences - Land use and cover change (LUCC) is an important indicator of the human-earth system under climate/environmental change, which also serves as a key impact factor...     

海水酸化和热应激对日本鼓虾氧化应激和能量代谢的影响

伴随着全球气候变化的日益加剧,过量CO₂排放所导致的海洋酸化和暖化现象已引起广泛关注。本研究设置了两个pH水平（pH 8.1和pH 7.6）和两个温度梯度（20.0和23.0℃）,以探讨海水酸化和温度升高对日本鼓虾（Alpheus japonicus Miers）氧化应激和能量代谢过程的影响。结果发现,海水酸化、热应激以及海水酸化和热应激复合胁迫能够诱导日本鼓虾产生不同程度的氧化应激现象,且海水酸化和热应激对过氧化氢酶（Catalase,CAT）活性、还原型谷胱甘肽（Glutathione,GSH）含量和还原型谷胱甘肽与氧化型谷胱甘肽比值（Glutathione/Oxidized Glutathione,GSH/GSSG）有交互作用;其中,海水酸化和热应激复合暴露导致鼓虾GSH含量较对照组水平降低了66.0%,GSH/GSSG比值降低为对照组水平的20.8%,而脂质过氧化水平则较对照组显著增加了51.4%。此外,海水酸化和热应激复合暴露能够导致日本鼓虾己糖激酶（Hexokinase,HK）活性的显著增强和蛋白质含量的显著降低,提示鼓虾通过调节糖酵解过程和能量储备来满足机体的能量代谢需求。上述结果表明,短期海水酸化和热应激暴露能够影响日本鼓虾的抗氧化防御体系、能量代谢过程以及能量储备能力,长期持续暴露可能会对其种群维持构成潜在威胁。     

液化天然气接收站取排水对渔业资源的影响研究——以温州LNG接收站工程为例

液化天然气接收站取排水过程的卷载效应、冷冲击效应和余氯效应均会对渔业资源造成一定影响。文章以温州LNG接收站工程为例,根据2017年11月在工程附近海域的渔业资源现状调查资料,定性分析了取排水对渔业资源的影响,并对卷载效应和余氯排放造成的渔业资源损失进行定量估算。温州LNG接收站工程建成投产近期运行期间,将造成鱼卵损失量为1.45×107 ind./a,仔鱼损失量为1.66×107ind./a,鱼类幼体损失量为7.56×104 ind./a,虾类幼体损失量为8.68×104 ind./a,蟹类幼体损失量为0.04×103 ind./a。     

土壤包气带土体无机氮的吸附与微生物作用影响试验方法

文章通过河北平原山前地区包气带土体的氮素循环及硝酸盐污染地下水的过程，对包气带土体与微生物细菌对三氮的运移转化作用进行了实验研究，介绍了用于溶质运移的预测与准确估算进入地下水的氮素含量求其参数的实验方法及特点。     

Eulerian-Lagrangian formulation of the equations for groundwater denitrification using bacterial activity

A mathematical model for groundwater denitrification using bacterial activity is presented. The model includes the momentum and mass balance equations for water and nitrogen, substrate and bacteria, and chemical reactions between them. The resulting multiphase, multicomponent, flow and transport governing equations, are coupled and nonlinear. A Eulerian-Lagrangian formulation of the equations is developed. The water and gas flow and transport equations are split into forward advection along characteristics, and a residual at a fixed frame of reference. Discontinuities, sharp fronts and steep gradients of the dependent variables are imposed on the advection mode and solved exactly. It is believed that this novel method will avoid numerical artifacts for the solution of the multiphase flow equations (e.g., upstream permeability) and numerical dispersion for the transport equation.     

球形棕囊藻对不同氮源的吸收利用机制

本文以球形棕囊藻为实验材料,从营养盐利用及生理生化角度研究了不同氮源对其生长的影响。研究结果表明:球形棕囊藻以尿素为氮源的藻密度以及叶绿素a浓度均高于以NH_4Cl或NaNO_3为氮源的藻密度以及叶绿素a浓度;硝酸盐还原酶(NR)及脲酶(urease)活性表达受培养基中氮源浓度及吸收速率调控,硝酸盐还原酶在以NaNO_3为氮源条件下活性最高,脲酶在以尿素为氮源条件下活性表达最强;通过比较不同条件下硝酸盐还原酶活性及脲酶活性,发现脲酶活性远高于硝酸盐还原酶活性,这可能是以尿素为氮源条件下球形棕囊藻藻密度更高的主要原因。研究还发现,氮饥饿状态的球形棕囊藻对NH_4~+具有很高的初始吸收速率,8h左右将NH_4~+快速吸收耗尽,在随后的实验期间保持着较低且平稳的比生长速率,可见球形棕囊藻能快速吸收氨氮并储存在细胞内,当培养液中氮源耗尽后用于维持细胞的增长。     

近百年来大亚湾沉积物有机质的沉积记录及对人为活动的响应

通过对沉积物中粒度组成、总有机碳（TOC）、总氮（TN）、碳氮比（TOC/TN）和碳、氮稳定同位素丰度（δ13C、δ15N）等的分析,结合沉积年代学信息与端元混合模型结果,解析了百年尺度下大亚湾沉积物中不同来源有机质的演变过程及控制因素。结果表明,大亚湾沉积物特性在20世纪70年代末至80年代初发生了显著改变:在此之前,TOC、TN、δ13C和δ15N表现稳定,陆源与海源有机碳的比例维持在3∶7,而自此之后,TOC与TN含量显著升高,TOC/TN持续下降,在1980—2000年和2010年至今都出现了陆源有机碳比例升高,海源有机碳比例降低的现象。上述显著变化表明大亚湾海洋环境自20世纪70年代末至80年代初已经发生了重大变化。近20年来GDP与沉积柱中TN和δ15N呈现出的显著正相关,与TOC/TN呈现出的显著负相关,表明沿岸经济的迅猛增长,水产养殖业的快速发展,周边人口的急速增加等人为活动,是造成大亚湾生态环境变化的重要原因。未来的研究应更密切关注人为活动对海湾生态环境的影响,通过法律法规约束行为,加强海湾生态环境保护与修复治理工作。