中国卧龙自然保护区不同海拔川滇高山栎(Quercus aquifolioides)群体的遗传变异

海拔梯度造成的环境异质性，如崎岖的地形、复杂的植被结构以及花期延迟等可能会极大地影响到物种的形态和遗传变异格局。理解物种形态和遗传变异的海拔格局对于物种多样性的管理和保护是非常重要的。尽管植物群体遗传学是一个飞速发展的研究领域，然而与海拔相关的形态变异、遗传变异及群体间遗传差异的研究却很少。到目前为止，还不清楚遗传变异与海拔之间是否必然的相关性。 川滇高山栎是一种重要的生态和经济型树种，广泛分布于中国西南的四川、西藏、贵州和云南省的高海拔地区，在保持水土、调节气候方面起着十分重要的作用。尽管主要受阳光限制而仅分布于阳坡，但其海拔梯度范围较大，表明川滇高山栎对不同的环境具有很强的适应性。本文通过叶型及生理响应、微卫星分子标记和扩增性片段长度多态性方法，试图探索川滇高山栎叶沿海拔梯度的形态和生理响应及其沿海拔梯度的遗传变异格局，为川滇高山栎的保护和利用提供进一步的遗传学理论依据和技术指导。 对叶形、含氮量及碳同位素的试验结果表明，平均比叶面积、气孔密度、气孔长度和气孔指数等气孔参数随海拔的升高呈非线性变化。在海拔大于2800 m时，川滇高山栎的比叶面积、气孔长度和气孔指数都随海拔升高而降低，但是在海拔小于2800 m时，这些指标都随海拔的升高而增大。相对而言，单位叶面积的含氮量和碳同位素则表现出相反的变化模式。另外，比叶面积是决定碳同位素沿海拔梯度变化的最重要参数。本研究结果表明，海拔2800 m附近是川滇高山栎生长和发育的最适地带，在这里生长的植物叶片厚度更薄、气孔更大、叶碳同位素值更小。 利用六对微卫星引物对五个不同海拔川滇高山栎群体遗传多样性进行研究，结果表明，群体内表现出较高的遗传多样性，平均每位点等位基因数11.33个，平均期望杂合度达0.820。群体间差异较小，分化仅为6.6％。聚类分析也并没有显示出明显的海拔格局。然而低频率等位基因却与海拔呈显著性正相关(R2=0.97, P < 0.01)，表明在高海拔处，川滇高山栎以更多的稀有基因来适应恶劣的环境条件。本试验结果表明由海拔梯度形成的选择性压力对川滇高山栎群体的遗传变异影响并不明显。 为了进一步探讨川滇高山栎群体遗传变异与海拔之间的相互关系，我们还对其进行了扩增性片段长度多态性分析。结果表明：(1)随海拔的升高(从群体WL2到群体WL5)，群体内遗传变异降低，而群体间遗传差异增加；(2)低海拔群体WL1表现出最低的遗传变异性(HE = 0.181)，同时与其余四个群体间呈现出最大的遗传差异性(平均FST = 0.0596)；(3)在除去低海拔群体WL1后，Mantel检测表明群体间遗传距离与海拔距离之间表现出正相关性。另外，研究结果还表明，遗传变异受生境条件(过度的湿热环境)及人为干扰(火烧、砍伐和放牧)的影响，这一点至少在低海拔群体WL1上发生了作用。 通过叶形态、生理及DNA分子水平的研究，结果表明叶形态特征和碳同位素与海拔紧密相关，与海拔之间呈非线性变化，海拔2,800 m附近是川滇高山栎生长和发育的最适地带。海拔梯度在一定程度上会影响到川滇高山栎群体的遗传变异结构，但在这样一个狭窄的地理分布区域里，这种影响并不足以导致群体间较大的遗传分化。同时生境条件及人为干扰也是影响遗传变异的限制性因子，不容忽视。 Altitudinal gradients impose heterogeneous environmental conditions, such as rugged topography, a complex pattern of vegetation and flowering delay, and they likely furthermore markedly affect the morphological and genetic variation pattern of a species. Understanding altitudinal pattern of morphological and genetic variation at a species is important for the management and conservation of species diversity. Although plant population genetics is a fast growing field of research, there are only few recent investigations, which analyzed the genetic differentiation and changes of intra-population variation along altitudinal gradients. At present, it is still unclear whether there are some common patterns of morphological and genetic variation with altitude. Quercus aquifolioides Rehder & E.H. Wilson, which is an important ecological and economical endemic woody plant species, is widely distributed in the Yunnan and Sichuan provinces, Southwest China. Its large range of habitat across different altitudes implies strong adaptation to different environments, although it is mainly restricted to sunny, south facing slopes. It plays a very important role in preventing soil erosion, soil water loss and regulating climate, as well as in retaining ecological stability. In this paper, we tried to understand the altitudinal pattern of morphological and genetic variation along altitudinal gradients through the experiments of leaf morphological and physiological responses, microsatellite analysis and AFLP markers. In leaf morphological and physiological responses experiment, we measured leaf morphology, nitrogen content and carbon isotope composition (as an indicator of water use efficiency) of Q. aquifolioides along an altitudinal gradient. We found that these leaf morphological and physiological responses to altitudinal gradients were non-linear with increasing altitude. Specific leaf area, stomatal length and index increased with increasing altitude below 2,800 m, but decreased with increasing altitude above 2,800 m. In contrast, leaf nitrogen content per unit area and carbon isotope composition showed opposite change patterns. Specific leaf area seemed to be the most important parameter that determined the carbon isotope composition along the altitudinal gradient. Our results suggest that near 2,800 m in altitude could be the optimum zone for growth and development of Q. aquifolioides, and highlight the importance of the influence of altitude in research on plant physiological ecology. Genetic variation and differentiation were investigated among five natural populations of Q. aquifolioides occurring along an altitudinal gradient that varied from 2,000 to 3,600 m above sea level in the Wolong Natural Reserve of China, by analyzing variation at six microsatellite loci. The results showed that the populations were characterized by relatively high intra-population variation with the average number of alleles equaling 11.33 per locus and the average expected heterozygosity (HE) being 0.779. The amount of genetic variation varied only little among populations, which suggests that the influence of altitude factors on microsatellite variation is limited. However, there is a significantly positive correlation between altitude and the number of low-frequency alleles (R2=0.97, P < 0.01), which indicates that Q. aquifolioides from high altitudes has more unique variation, possibly enabling adaptation to severe conditions. F statistics showed the presence of a slight deficiency of heterozygosity (FIS=0.136) and a low level of differentiation among populations (FST=0.066). The result of the cluster analysis demonstrates that the grouping of populations does not correspond to the altitude of the populations. Based on the available data, it is likely that the selective forces related to altitude are not strong enough to significantly differentiate the populations of Q. aquifolioides in terms of microsatellite variation. To further elucidate genetic variation pattern of Q. aquifolioides populations under sub-alpine environments, genetic variation and differentiation were investigated along altitudinal gradients using AFLP markers. The altitudinal populations with an average altitude interval of 400 m, i.e. WL1, WL2, WL3, WL4 and WL5, correspond to the altitudes 2,000, 2,400, 2,800, 3,200 and 3,600 m, respectively. Our results were as follows: (i) decreasing genetic variation (ranging from 0.253 to 0.210) and increasing genetic differentiation with altitude were obtained from the WL2 to the WL5 population; (ii) the WL1 population showed the lowest genetic variation (HE = 0.181) and the highest genetic differentiation (average FST = 0.0596) with the other four populations; (iii) the positive correlation was obtained using Mantel tests between genetic and altitude distances except for the WL1 population. Our results suggest that altitudinal gradients may have influenced the genetic variation pattern of Q. aquifolioides populations to some extent. In addition, habitat environments (unfavorable wet and hot conditions) and human disturbances (burning, grazing and felling) were possible influencing factors, especially to the low-altitude WL1 population. The present study shows that there were close correlations between morphological features and carbon isotope composition in our data. This indicates that a coordinated plant response modified these parameters simultaneously across different altitudes. Around 2,800 m altitude there seems to be an optimum zone for growth and development of Q. aquifolioides, as indicated by thinner leaves, larger stomata and more negative d13C values. All available evidence indicates altitudinal gradients may have influenced the genetic variation pattern of Q. aquifolioides to some extent. Decreasing genetic variation and increasing genetic differentiation with altitude was obtained except for the WL1 population. And the environment of habitats and human disturbances were also contributing factors, which impact genetic variation pattern, especially to the low-altitude WL1 population.

粘红酵母对铀的吸附研究

Characteristic of uranium biosorption in water solution by Rhodotorula glutinis was investigated in the present study and the optimal pH for uranium adsorption was found to be 6-7.At the same time,maximum adsorption capacity of 149.4 mgU/(g dry cell)was identified,and Langmuir adsorption models can be used to simulate the isothermal biosorption process with high correlation coefficient of 0.99.According to Fourier transform infrared spectra,a new peak at wave number of 904 cm-1,which can be assigned to the ...中文摘要：研究了粘红酵母对水溶液中铀的吸附行为,发现其吸附铀的最佳pH值为6～7,最大吸附量为149.4mgU.g-1,其吸附等温线和Langmuir吸附等温方程符合较好,相关系数R2达到0.99;比较吸附铀前后粘红酵母的红外光谱图发现,吸附过铀的菌体的红外光谱在904cm-1处出现了一个新的峰,此峰为UO2的伸缩振动峰,说明粘红酵母确实对铀发生了吸附作用。此外,氨基或羟基的伸缩振动峰由3309移至3287cm-1,细胞壁中碳水化合物或醇中C—O键伸缩振动发生位移,由1068移至1080cm-1,说明这些基团可能参与了吸附过程;蛋白质的特征吸收峰(1653,1540,1237cm-1)在吸附前后基本无明显变化,表明粘红酵母的主要成分及结构仍保持完整。吸附后的菌体利用0.1mol.L-1的NaHCO3处理后可解吸出其中96%的铀,可见该菌在铀矿废水处理方面具有广阔的应用前景。

粘红酵母对铀的吸附研究

研究了粘红酵母对水溶液中铀的吸附行为,发现其吸附铀的最佳pH值为6～7,最大吸附量为149.4mgU.g-1,其吸附等温线和Langmuir吸附等温方程符合较好,相关系数R2达到0.99;比较吸附铀前后粘红酵母的红外光谱图发现,吸附过铀的菌体的红外光谱在904cm-1处出现了一个新的峰,此峰为UO2的伸缩振动峰,说明粘红酵母确实对铀发生了吸附作用。此外,氨基或羟基的伸缩振动峰由3309移至3287cm-1,细胞壁中碳水化合物或醇中C—O键伸缩振动发生位移,由1068移至1080cm-1,说明这些基团可能参与了吸附过程;蛋白质的特征吸收峰(1653,1540,1237cm-1)在吸附前后基本无明显变化,表明粘红酵母的主要成分及结构仍保持完整。吸附后的菌体利用0.1mol.L-1的NaHCO3处理后可解吸出其中96%的铀,可见该菌在铀矿废水处理方面具有广阔的应用前景。

Na离子和Cl离子引起He原子直接多重电离过程的研究

利用 2～ 8MeV的Naq+、Clq+( q =2 ,3,4 ,5 )轰击氦原子 ,对碰撞的直接多重电离过程进行研究。实验采用反冲离子 -散射离子飞行时间符合技术 ,通过反冲离子飞行时间谱区分不同价态反冲离子 ;利用静电偏转和位置灵敏探测技术区分不同电荷态散射离子 ;结合CAMAC -PC多参数获取系统得到一定价态散射离子所对应的反冲离子电荷态分布谱 ;经分析该谱得到直接多重电离截面与直接单电离截面之比R2 1。讨论了R2 1随入射离子速度和电荷态的变化关系

不同LET辐射对健康人血淋巴细胞和肿瘤细胞的损伤效应

目的: 探讨不同LET辐射对健康人外周血淋巴细胞的遗传损伤效应；了解重离子辐射诱导人血淋巴细胞染色体畸变的特点；研究用G2期染色体畸变预测肿瘤细胞辐射敏感性的可行性。材料与方法：采用兰州近代物理研究所重离子研究装置产生的12C离子和兰州大学第一附属医院放疗科提供的X射线照射健康人外周血，用常规染色体分析技术和姊妹染色体差别染色法研究不同LET辐射对健康人血淋巴细胞中期染色体的损伤效应、高LET辐射的剂量率效应、时程效应和染色体畸变的特点；用Calyculin A诱导间期染色体凝集技术研究12C 离子对淋巴细胞G2期染色体的损伤效应。用60Coγ射线照射人卵巢癌细胞和肝癌细胞，以细胞克隆存活率和G2期染色体畸变为生物学终点，探讨用G2期染色体畸变预测肿瘤细胞辐射敏感性的可行性。 结果与结论 1. 不同LET辐射诱导‘双+环’畸变与剂量之间存在良好的线性平方关系， 12C 离子诱导的畸变在细胞间的分布不符合泊松分布； 12C离子的相对生物学效应随着LET的增大而增大；12C离子诱导染色体畸变在1－5 Gy/min的范围内不存在剂量率效应；在0－4 Gy的剂量范围内不存在时程效应，说明培养48小时后中期‘双+环’畸变能很好的反应12C离子对淋巴细胞的损伤效应。本研究可以帮助人们了解重离子的相对生物学效应，为病人健康组织的保护以及放射医师的防护提供重要的理论数据。 2. LET为34.6 keV/μm的12C离子诱导淋巴细胞G2-期染色体数目畸变与剂量之间存在良好的线性关系(r=0.99)；最长G2-PCC与最短G2-PCC的长度之比与剂量之间存在良好的线性平方关系(r2=0.96)。表明有希望用G2-期染色体畸变评估重离子的相对生物学效应和估计重离子的辐射剂量，也为合理评估空间混合辐射场中重离子辐射所占比例提供了两个潜在的指标。 3. LET为34.6 keV/μm12C 离子诱导的畸变，除大部分染色体型畸变外，还出现少量的染色单体畸变，这一现象在理论上突破了传统的认识，对重离子辐射损伤机理的认识有重要意义。这可能是由于重离子特殊的离子径迹结构诱导染色单体畸变。重离子相对生物学效应是相对于常规射线而言的，而常规射线辐照G0期淋巴细胞只产生染色体型畸变，因此这一现象的存在对重离子相对生物学效应的确定提出了新的问题。 4. γ射线诱导肿瘤细胞G2期染色体初始断裂畸变和修复24小时后残余断裂畸变都与辐射剂量有良好的相关性；肿瘤细胞克隆存活率与G2染色单体初始断裂(r=0.96)和修复24小时后残余断裂(r=0.91)都有一定的相关性，比较而言，G2染色单体初始断裂畸变能更好的反映肿瘤细胞的辐射敏感性，预示G2染色单体初始断裂畸变有希望成为肿瘤细胞辐射敏感性的预测指标。 5. 2 Gyγ射线诱导的G2-染色单体断裂畸变，有近65% 的断裂在辐射后24小时内得以修复；对G2等点染色单体断裂畸变，在辐射后24小时内只有20%左右得以修复；两类畸变的修复主要发生在辐射后2小时内。 6. 在用G2-assay法测定染色体畸变的实验中，给予较高剂量时，很难获得足够的中期细胞以供观察。用G2-assay和G2-PCC技术获得的数据都与细胞克隆存活率有一定的相关性，比较而言，后者的相关性要好一些。表明G2-PCC技术可以作为细胞存活实验和用常规染色体畸变分析放射敏感性的替代方法

重离子辐照粘红酵母诱变育种及其产油条件的优化

本论文以在微生物油脂生产中较具潜力的粘红酵母为材料，利用兰州近代物理研究所重离子研究装置（HIRFL）产生的80 MeV/u碳离子束对产油菌株粘红酵母进行辐照诱变, 采用含有脂肪酸合成酶抑制剂cerulenin的培养基进行高产油脂突变株的初选, 并通过磷酸香草醛反应和氯仿甲醇抽提法对初筛菌株油脂含量进行分析，复选出油脂产量和质量都有较大提高的突变菌株，并对其产油条件进行优化，以期获得一些其它诱变方法难以获得的高产油脂微生物突变株，大力开发离子束辐照技术在解决能源危机中的应用。通过本论文的实验研究，得到了以下初步结果 ： 1．液体培养基中，粘红酵母菌在接种后的40h－80h处于对数生长期，此时菌体的生长繁殖比较旺盛，活力最佳，为辐照诱变的最适时期。辐照后，不同来源的菌株对重离子辐射的敏感性有所不同，然而其存活趋势却大致相当。菌体的存活率都呈现出随辐照剂量的增加先减小后增加，再减小的马鞍型剂量－效应曲线。 2．cerulenin对酵母细胞的生长具有较好的抑制作用，浓度为8.96×10-6 mol/L时，抑制率达98%以上，可作为高产油脂粘红酵母菌的筛选浓度。通过磷酸香草醛反应法和氯仿－甲醇抽提法对初筛菌体油脂含量进行定量分析，结果表明初筛菌株的正突变率达66%以上。该方法快速方便，是一种较为理想的高产油脂酵母菌的筛选方法。通过这些方法，筛选出了2株油脂含量明显高于对照的突变株。 3．经实验发现，菌体培养物与磷酸香草醛试剂反应后在530nm的光吸收与氯仿－甲醇抽提法所测得的菌体油脂含量成正比，其标准曲线方程为y=38.2257x+0.67314，R2为0.995，从而建立起一种方便快捷的油脂定量测量方法，有望实现自动化分析。 4．通过对影响粘红酵母菌生长和油脂合成的几个主要因素(葡萄糖浓度、碳氮比、接种量、培养时间、温度、PH值)的初步探讨研究，得出了粘红酵母突变株的最佳产脂条件为: 葡萄糖浓度10％，碳氮比40:1，接种量10%，温度28℃，PH=5.0，培养时间为6天

不同施肥模式下作物收获物中微量元素含量及其分配研究

以下辽河平原一组18年的定位试验为平台,研究长期不同施肥处理作物收获物中Fe、Mn、Zn、Cu含量及其分布。结果表明:作物收获物中微量元素含量表现为Fe>Mn、Zn>Cu,且玉米收获物各元素含量远高于大豆;处理间微量元素含量差异显著,表现为NPK+M>NPK>M>CK;作物收获物中微量元素含量与作物籽实或秸秆产量间有显著相关性,玉米收获物中Fe、Mn、Zn、Cu含量与秸秆产量的线性回归关系中R2分别为0.99、0.94、0.92、0.87,大豆收获物中Fe、Mn含量与秸秆产量的线性回归关系中R2均为0.97,Zn、Cu与籽实产量的线性回归关系中R2分别为1.00和0.97。不同施肥处理间微量元素分配存在变异,但总体仍表现为玉米收获物中微量元素主要分配在秸秆中,而大豆籽实富集了大量的微量元素。采用秸秆还田等养分循环再利用措施,可实现农田微量元素可持续发展,因而应在农村加强秸秆还田等养分循环再利用措施的应用。

长白山北坡苔藓红松暗针叶林倒木分解及其养分含量

对长白山北坡苔藓红松暗针叶林中云冷杉倒木的分解及其养分元素的含量进行了研究。研究表明 ,云冷杉倒木的腐烂分解过程符合单项指数衰减模型 ,冷杉倒木的分解常数为 0 .0 1 6 8/a( r2 =0 .94 83) ,云杉倒木为 0 .0 1 5 0 /a( r2 =0 .8895 )。对云冷杉倒木中养分含量进行测定可得 :C平均含量为 1 8876 .90 kg· hm- 2 ,N为 2 99.0 0 kg· hm- 2 ,P为2 .5 0 kg· hm- 2 ,K为 4 0 .4 9kg· hm- 2 ,Ca为 4 4.1 2 kg· hm- 2 ,Mg为 1 2 .5 0 kg· hm- 2 。在云冷杉倒木腐烂分解过程中 C的百分含量会逐渐下降 ,N和 P的含量会逐渐增高。K、Ca和 Mg的含量则没有明显的变化趋势。

长白山高山冻原生态系统植被生物量分布和养分生物循环研究(英文)

通过对长白山冻原生态系统内 5 种植被类型的(石海、石质、典型、草甸和沼泽高山冻原植被类型)植被生物量和养分连续3 年的调查,检验了植被恢复过程中:生物量和海拔的相关性及不同类型的植被间养分差异性。研究结果表明:生物量和海拔显著相关(生物量=-237.3 ㏑(海拔)+494.36; R2=0.8092; P<0.05)。5 种类型的植被根茎叶中磷硫含量没有显著差异。在典型、草甸和沼泽高山冻原植被类型中,氮磷在根茎叶中储量和硫在茎叶中储量均有显著差异性(p<0.05)。植被中养分平均储量为72.46 kg·hm-2,其中氮磷硫储量分别为48.55,10.33,13.61 kg·hm-2。氮硫在草甸化高山冻原土壤中的含量显著高于其它四种土壤(泥炭化高山冻原土、潜育化高山冻原土、石质化高山冻原土和寒漠化高山冻原土)中的含量,而磷在潜育化高山冻原土土壤中含量显著高于其它四种土壤(泥炭化高山冻原土、草甸化高山冻原土、石质化高山冻原土和寒漠化高山冻原土)中含量(p<0.05)。土壤养分储量(0–20cm)平均为39.59 t·hm-2, 其中氮磷硫储量分别为 23.74, 5.86,9.99 t·hm-2。

长白山阔叶红松林CO_2通量与温度的关系

应用涡度相关法观测的通量数据和环境因子数据,在生态系统水平上分析了长白山阔叶红松林生长季温度与CO2通量之间的关系。结果表明:(1)在相同的光合有效辐射水平下,净生态系统CO2交换量(NEE)随温度Ta的变化趋势为,在Ta<20℃范围内,NEE随温度的增加而增加,在Ta=20℃附近有极大值,随温度的继续增加NEE呈下降的趋势,同时NEE还具有明显的季节变化,表现为7月>6月>8月>9月>5月>4月>10月。(2)应用MichaelisMenten方程计算得出最大光合速率Pmax和生态系统呼吸Re,分析其与温度的关系发现,Pmax随温度的变化呈S型曲线,Re则随着温度的升高而呈指数上升的趋势,曲线为:Re=0.0607exp(0.0666Ta),R2=0.96。夜间生态系统呼吸的Q10为3.15。(3)通过对NEE与环境因子的偏相关分析表明,温度对NEE的偏相关系数在生长季呈现先减小后增大的趋势,说明在生长季初期和末期升高温度比生长季中期对NEE的影响要大。

长白山温带混交林林冠下层CO_2通量对生态系统碳收支的贡献

作为ChinaFLUX的重要组成部分,从2002年年底开始利用涡度协方差技术在长白山温带混交林林冠上层和下层进行连续通量观测,这为量化林冠下层CO2通量对整个森林生态系统碳收支的贡献提供了一条有效途径。利用2003年林冠上层和林冠下层的观测数据,研究表明林冠下层夜间的CO2通量与5 cm深度的土壤温度存在明显的指数正相关关系。林冠下层的呼吸通量与箱式法观测的土壤呼吸通量之间具有很好的一致性(R2=0.77),二者在全年都与整个森林的光合产物量相耦合,且都在7~8月份达到最大值。林冠下层的呼吸量和土壤呼吸量分别为770 g Cm-2a-1和703 g Cm-2a-1,占整个森林生态系统呼吸年总量的比重高达59.88%和54.69%。林冠下层的光合作用呈双峰型季节变化,两个峰值分别出现在5月中旬和8月下旬。尽管全年林冠下层光合产物量为87 g Cm-2a-1,对整个森林光合产物量的贡献率仅为5.69%,但林冠郁闭度低的4、5月和10月份,林冠下层的光合产物贡献率也分别达到19.99%、21.06%和14.53%。林冠下层净初级生产力的季节动态受该层呼吸作用的季节变异控制,林冠下层在全年都表现为碳源,其净碳排放速率在8月份达到最大。

潮棕壤不同利用方式土壤氮的垂直变化及氮储量(英文)

对中国科学院沈阳生态实验站潮棕壤在水稻田、玉米地、撂荒地和林地等经过14年不同利用方式后0-150cm各土层(2003年11月取样)N的剖面分布及N储量进行研究的结果表明不同利用方式下土壤全N、碱解N、NH4+-N和NO3--N含量发生明显的剖面差异;土壤N储量为林地>玉米地>撂荒地>水稻田,NO3--N含量为玉米地>水稻田>林地>撂荒地,说明不同利用方式下生物量差异及N的生物循环对N行为的影响。100cm深度林地土壤平均N储量为11.41t穐m-2,分别是水稻田和玉米地土壤的1.65和1.25倍,而玉米地和撂荒地的土壤N储量无显著差异。玉米地和水稻田相对较高的NO3--N含量可能由于过量施用N肥和人为干扰所致。土壤碱解N与全N含量呈线性正相关关系(R2 0.929,p<0.001),而自然生态系统(林地和撂荒地)中的相关性略高于农田生态系统(水稻田和玉米地)。过量施用N肥还导致耕地土壤中比撂荒地和林地积累更多的NO3--N。研究结果表明,农林复合系统对于作物生产和环境保护具有重要的潜在贡献。图2表5参23。

大豆植株及大豆植株-土壤系统N_2O释放规律及其与光合作用的关系

为区分植物在土壤-植物系统N2O排放中的贡献,用封闭式箱法对田间栽培的大豆植株及土壤、大豆植株-土壤系统的N2O排放进行了测定,同时对影响N2O的排放的因素进行了分析。观测结果表明:田间栽培的大豆的N2O排放通量昼间变化模式是10∶30有一个排放高峰,153∶0有一个排放低谷,甚至表现为可吸收大气中的N2O;在生育期内,大豆植株有两个释放高峰,分别位于6月下旬和8月中旬。从6月下旬至8月末,大豆对土壤-植物系统N2O排放的贡献率约为25%～57%。大豆植株、大豆植株-土壤系统N2O排放通量与温度有一定的相关性,相关系数r2分别为0.4954和0.5357,大豆N2O的排放通量同光合速率有一定的相关性(r2=0.5944)。

稻田CH_4和N_2O排放关系及其微生物学机理和一些影响因子

用静态箱法原位观测和分析了我国北方稻田 3～ 1 2月CH4和N2 O的排放及其关系 ,并研究了这一关系发生的微生物学机理 .同时 ,监测了土壤湿度、pH、水分及Eh的变化 .结果表明 ,稻田CH4和N2 O排放之间存在着互为消长的关系 (R2 =0 0 4 94) .土壤湿度、pH及Eh变化范围分别在 0～ 2 4℃、6 87～ 7 0 2和 41 5～ 30 0mv之间 ,水分从非淹水期的 38～ 72 %FC至 5～ 1 0cm浅水淹灌 .土壤Eh对CH4和N2 O的释放起重要的调控作用 .在整个观测期内 ,与CH4和N2 O释放密切相关的 6种菌群 (发酵细菌、产氢产乙酸细菌、产甲烷细菌、甲烷氧化菌、硝化细菌、反硝化细菌 )各有其数量消长及酶活性变化规律 ,稻田CH4和N2 O排放之间互为消长的关系受这些相关微生物数量及酶活性变化的共同调控 .

低分子量有机酸对氧化亚铁硫杆菌影响

氧化亚铁硫杆菌生物淋滤修复重金属污染土壤研究报道很少,因为该菌对低分子量有机酸敏感。研究6种低分子量有机酸(甲酸、乙酸、丙酸、草酸、苹果酸和柠檬酸)对嗜酸性氧化亚铁硫杆菌R2氧化Fe2+的影响,且利用高效液相色谱法测定沈阳冶炼厂和张士灌区重金属污染土壤中低分子量有机酸的浓度。结果表明,6种有机酸对R2氧化能力均具有抑制作用,且抑制顺序为:甲酸>乙酸>丙酸>草酸>苹果酸>柠檬酸。其中R2对甲酸最敏感,甲酸浓度为0.064 mmol/L时,抑制率达到60%;浓度为0.254 mmol/L时,R2氧化Fe2+的能力完全被抑制。液相色谱分析可知,冶炼厂和张士灌区土壤中有机酸的浓度很低,其中草酸含量最高,分别为0.04和0.149 mmol/L。尽管氧化亚铁硫杆菌对低分子量有机酸很敏感,但是试验土壤中低分子量有机酸的浓度远远低于硫杆菌的耐受限度。因此,分离菌株R2有望应用于重金属污染土壤的修复。