重金属对矮小拟丽突线虫的毒性效应研究

为了探讨重金属对矮小拟丽突线虫（Acrobeloides nanus）的毒性作用，本文采用室内培养的方法，研究了不同浓度Cu、Zn、Pb、Cd对矮小拟丽突线虫死亡率、生长发育和繁殖的影响，并对线虫世代间的毒性效应进行了比较。结果表明：1）Cu、Zn、Pb、Cd对矮小拟丽突线虫24 h的半致死浓度LC50值分别为 0.80、71.20、12.94 和 1.42 mg • L-1，48 h 的半致死浓度LC50值分别为 0.71、35.08、2.65 和 0.32 mg • L-1。不同重金属离子对矮小拟丽突线虫产生的毒性具有一定的差异，24 h四种重金属离子对矮小拟丽突线虫的毒性大小依次为Cu > Cd > Pb > Zn，48 h毒性大小依次为Cd > Cu > Pb > Zn；2）与对照组相比，各暴露组当代（P0）和后代（F1）线虫平均体长均显著降低（P<0.05, P<0.01）；随着暴露浓度的增加，当代（P0）和后代（F1）线虫平均体长呈逐渐降低的趋势。生物量比体长更能敏感地反应重金属对矮小拟丽突线虫生长发育的影响，可作为重金属污染的敏感检测指标；3）供试线虫的产卵数随着Cu、Zn、Pb、Cd暴露浓度的增加而降低；其中Cu对线虫产卵数的72h-EC50、EC20和EC10值分别为1.35、0.49 和 0.2mg • L-1，Zn的72h-EC20和EC10值分别为330.29 和 163.9 mg • L-1，Pb的72h-EC20、EC10分别为17.41、4.36 mg•L-1，而Cd对线虫产卵数的72h-EC50、EC20和EC10分别为4.47、0.91 和 0.53 mg • L-1。研究结果表明，重金属Cu、Zn、Pb、Cd暴露可显著抑制矮小拟丽突线虫的生长发育和繁殖；线虫体长、产卵数表现出明显的重金属浓度依赖性。

东北多年冻土对气候变化的响应

近地表面多年冻土对寒区生态系统的植被覆盖、水文条件、土地利用和工程建设具有重要影响，随着气候变化研究的广泛开展，区域冻土环境的变化也成为学者关心的重要议题。中国东北的多年冻土处于欧亚大陆多年冻土带的南缘，多年冻土不如以北地区发育，是十分脆弱的多年冻土。然而，多年冻土在东北寒区生态系统中却起着重要的作用。若东北多年冻土发生退缩，则有可能加速落叶松北移和湿地退缩的过程，也会对C的释放产生重要影响。因而探明现实气候条件下东北区域多年冻土的影响因子和发育状况以及未来气候条件下多年冻土的退缩趋势，将有助于促进东北寒区生态系统的冻土和其它学科研究，同时也可为寒区开发建设提供有意义的参考。 本研究从分析东北多年冻土的主要影响因子——气候、地形和土壤条件等入手，准确地掌握了多年冻土的发育状况，并以此为根据进行了景观尺度上多年冻土分布信息的提取和融深信息的研究。同时，在区域尺度上对多年冻土的现实分布和未来气候条件下多年冻土的可能分布状况进行了探讨。最终得到以下重要结论： （1）冻结数对东北多年冻土分布具有重要的指示作用 冻结数模型具有明确的物理意义，可以指示多年冻土的发生状况。研究中，利用地形、纬度等因子，结合气温和降水数据模拟了现实气候条件下东北地区的冻结数值；并依据冻结数模型的区划标准对东北多年冻土进行分区。结果表明，冻结数在指示多年冻土分布时具有重要作用。 （2）土壤含水量、地形坡度和群落因子对多年冻土具有重要影响 以大兴安岭呼中国家级自然保护区为例，调查了该区多年冻土活动层厚度，并利用多重对比分析和相关分析的统计方法，对多年冻土活动层的影响因子进行了分析。结果表明，多年冻土活动层厚度与多个环境因子之间存在着复杂的关系。其中，土壤表层含水量与活动层厚度具有极显著的负相关关系（P<0.001），其相关系数在0.90以上，说明含水量越高，活动层厚度越浅。地形坡度和活动层厚度的相关性也达到显著水平（相关系数为0.321，P=0.006），表明坡度越陡，活动层厚度越大。几乎每个样带的海拔与活动层厚度都有显著的相关性，但在整体研究区域内海拔与活动层厚度不存在相关性。这说明活动层厚度的变异仅在本研究的样带尺度上具有规律性，而在稍大尺度上这种规律性就消失了。对于不同的群落活动层厚度的多重对比分析表明，群落的差异对活动层厚度也有明显的影响，其中狭叶杜香-泥炭藓群落（Larix gmelini-Ledum palustre var. anqustum-sphagnum magellanicum）更有利于多年冻土的保存。 （3）景观尺度上的多年冻土分布状况 在景观尺度上，以呼中国家级自然保护区为研究区，应用神经网络方法，同时以土地覆盖、等效纬度、坡向和土壤湿度多种影响因子为数据源，对多年冻土分布信息进行提取。结果表明，考虑土地覆盖、等效纬度和土壤湿度的数据源组合可以获得高精度最高的多年冻土分布信息，分类精度可以达到89.0%，多年冻土面积占研究区面积百分比达到46.71%，为780.1 km2。 （4）景观尺度上多年冻土的融深状况 研究考虑了包括植被和等效纬度两个影响活动层厚度的重要因子，并将Stefan公式进行变形，简化为包含热量条件的等效纬度因子和植被条件的C因子的函数关系。最后应用该函数关系模拟了呼中自然保护区活动层厚度空间分布，模拟结果的精度为87.25%。在模拟结果中，面积和所占比例最大的活动层厚度为70-80 cm间的活动层厚度，所占面积达到341.4 km2 ，占整个研究区面积的20.43%。而面积最小的活动层厚度为30-40 cm间的活动层厚度，面积为0.02 km2 。通过群落与活动层厚度的空间分布对比发现，呼中自然保护区占最大比例的活动层（70-80 cm）所对应的植物群落主要为落叶松-丛桦-笃斯-藓类群落（Larix gmelini-Betula ovalifolia-Vaccini uliginosum-moss）。说明呼中自然保护区冻土湿地植被主要以该群落类型为主，演替处于中间阶段。 （5）区域尺度上多年冻土的分布状况 利用证据权重法，以可能影响多年冻土分布的气候、地形和土壤等因子作为数据源，对研究区在现实气候条件下的多年冻土分布进行预测，获得了多年冻土在现实气候条件下的分布概率等信息。结果表明，当分布概率大于0.17时，划分出的多年冻土的精度最高，为78.71 %。此时，多年冻土面积为2.03×104 km2 ，约占研究区总面积的1.76%。 （6）东北多年冻土分布对气候变化的响应 利用空间代时间的方法和Kappa指数，对证据权重法在预测未来气候变化条件下多年冻土分布的准确性进行了验证，结果表明，证据权重法预测气候变化条件下多年冻土的分布状况是可行的。 在CGCM3模拟的三种气候模式下，多年冻土在2050年和2100年都将发生明显的退缩。2050年，SRES A1、SRES A2和SRES B1三种气候情景下多年冻土的面积分别为786.38 km2，705.94 km2和1 028.81 km2。与现实气候下多年冻土的面积2.03×104 km2相比，多年冻土分别退缩了96.13%，96.53%和94.94%。而2100年的模拟结果表明，三种气候情景模式下，多年冻土已经全部退化。 （7）气候变化条件下东北多年冻土的分区变化 研究将冻结数等值图与2000年中国东北冻土分区图进行叠加，计算了不同多年冻土亚区的边界对应的冻结数值，建立了利用冻结数进行中国东北多年冻土分区的标准。根据冻结数指标确定的新的中国东北冻土分区与原中国东北冻土分区进行Kappa指数认证。结果表明，冻结数分区标准更适用于中国东北多年冻土的区划。 利用新的冻结数分区标准对CGCM3模拟的三种气候情景模式下的气候变化数据进行区划表明，三种气候模式下东北多年冻土区在21世纪都会有非常明显的退缩。2050年时冻土区缩减了37.7%-42.6%，2100年时缩减了62.5%-74.0%。同时，研究结果显示，东北多年冻土区域的退缩不仅发生在多年冻土区的南界，同时多年冻土的中心退缩也较为明显，即大片连续多年冻土亚区和大片连续—岛状多年冻土亚区的退缩最为剧烈。2050年时，三种气候情景下，大片连续多年冻土亚区将退缩88.8%以上；2100年时，SRES A2模式下，大片连续多年冻土亚区将完全消失。

土壤中PAHs和矿物油污染的生物修复调控研究

通过室内模拟和室外盆栽实验方法。进行了污染土壤中多环芳烃（PAHs）和矿物油生物修复调控研究；表面活性剂吐温－80对土壤多环芳烃生物修复作用研究及植物根际对土壤多环芳烃和矿物油的生物修复研究。结果如下：1、，对土壤PAHs（萘、芴、厄稀、菲、蒽、芘、苯（a)蒽和屈）生物修复调控研究表明，温度对PAHs降解影响最大，湿度其次，表面活性剂作为调控因素，对PAHs降解的影响最小，然而，研究发现，当TW－80的浓度在200－500ppm时，PAHs降解率最高，说明表面活性剂对土壤PAHs降解有调控作用。2、表面活性剂对土壤PAHs生物修复作用研究表明，TW－80能显著增加土壤PAHs降解率，30天内降解率达90％，比对照高30％。但是，土壤中TW－80浓度过高对微生物活性有抑制作用。研究还发现，含吐温－80的土壤中的大量微生物菌群，经鉴定，优势真菌为常见青霉、嚅形青霉、淡紫青霉和顶孢头孢霉。3、苜蓿草植物土壤对PAHs生物修复调控研究表明，在旱地好氧条件下，植物可加快土壤PAHs的降解，120天后，11种多环芳烃（萘、芴、厄稀、菲、蒽、萤蒽、芘、苯（a）蒽、屈、苯（a）萤蒽和苯（k）萤蒽））的总降解率96.3%。而30天后将植物去除，，降解率为94.4％。土壤有机肥对PAHs的降解有影响，土壤有机肥含量与PAH降解率增加成正比，但降解主要对较低分子量PAH起作用。有机肥对PAH降解的作用也被在高浓度PAHs污染土壤生物修复所证实。此外，将从油和PAH污染土壤中分离出来的真菌加入到苜蓿草土壤中，PAH降解率明显提高。但对无植物对照土壤作用不明显。4、苜蓿草土壤中矿物油的生物修复调控研究表明，在旱地好氧条件下，植物明显影响土壤矿物油的降解。经过120天，矿物油的降解率78.7％。比对照提高18％。实验还表明，增加土壤有机肥和特性降解真菌能明显促进矿物油降解。5、水稻土壤PAH生物降解调控研究表明，在淹水厌氧条件下，土壤PAH降解受到明显抑制，120天后，11种多环芳烃总降解率平均值为50％，本明显低于苜蓿草土壤。但研究还表明，增加土壤有机肥，可提高水稻的生物量，同时也提高PAH的降解率。投加特性降解真菌，有使PAH的降解率提高的趋势，特性降解细菌对提高PAH降解率无效。6、水稻土壤中矿物油生物降解搞控研究表明，在淹水厌氧条件下，经过120天后，矿物油降解率平均值为54.7％，明显低于旱地好氧土壤－植物系统。土壤的厌氧条件是导致降解速度低的主要原因。7、通过测定吸呼作用发现，苜蓿旱土壤的呼吸作用一般大于水稻土壤，表明好氧好氧条件下的微生物活性大于厌氧条件。此外，增加土壤有机质土壤呼吸强度出现猛增，表明有机质对土壤呼吸强度有明显影响。苜蓿草土壤的呼吸强度一般都高于无植物对照土壤，说明植物对土壤微生物的增强有作用。8、通过以上实验结果进行R值计算表明，对苜蓿草土壤，矿物油和PAH降解的主要调控因子是有机肥和污染物浓度。对水稻土壤，有机肥起重要作用。对无植物对照土壤，主要调控因子是浓度其次是有机肥。

水土保持林土壤改良效应及其效益评价

土壤侵蚀是土地退化的一种重要表现形式，是当今世界重大环境问题之一。水土保持林正是针对这一环境问题而采取的一项生态林业工程措施，对于防止土壤侵蚀，控制水土流失具有极其重要的作用。论文以大量的文献为基础，对土壤侵蚀的定义、成因、规律和研究进展，以及水土保持林的功能进行了分析研究，发现有关土壤侵蚀规律和水土保持林水文效应方面的研究较多，可是关于土壤侵蚀内在机制和水土保持林土壤改良效应方面的研究较少。而事实上，水土保持林防止土壤侵蚀和改善区域水文状况的作用，与其改良土壤的作用有着密切的关系。水土保持林对生态环境的改善，正是以改良土壤的作用为前提的基础的。通常认为，森林改良土壤就是改善土壤的理化性状，提高土壤的肥力水平。论文通过对国内外有关文献的分析和朝阳地区的区域性考察，首次提出水土保持林作为保持水土、防止土壤侵蚀的特有林种，它的土壤改良效应不仅体现在土壤肥力水平的提高，更重要地表现为土壤抗蚀性能和抗冲性能的增强。这恰恰体现了水土保持林保持水土、防止土壤侵蚀的功能所在。因此对水土保持林土壤改良效应内容的拓展，有利于进一步认识土壤改良效应与水土保持林功能之间的关系，为高效、多功能水土保持林体系的建设提供了理论依据。水土保持林土壤改良效应是通过林冠截留、枯枝落叶层的作用以及根系的活动来实现的。论文通过对不同类型水土保持林林冠层的厚度和面积、枯枝落叶层的现存量和分解状况、以及根系分布特点的分析，阐明针阔叶混交林与针叶纯林相比，其水土保持性能更有利于土壤改良。随着林龄的增长，林分的水土保持性能增强，土壤改良效果更好。论文还着重对水土保持林土壤改良效应进行了研究，明确指出水土保持林土壤改效应包括土壤肥力提高、土壤抗蚀性能增强和土壤抗冲性能增强三个方面的内容。并根据其各自的性质和特点，分别选择土壤酶活性、土壤有机质含量、有机－无机复合体和微团聚体等作为土壤肥力的评价指标：水稳性团聚体含量及其平均重量直径、团聚度、分散率等作为土壤抗蚀性能的指标：土壤硬度、渗透系数等作为土壤抗冲性能的指标。用这些指标对不同类型水土保持林土壤肥力、土壤抗蚀性能和抗冲性能进行评价，得出的结论是一致的，即：针阔叶混交林土壤肥力、土壤抗蚀性能和抗冲性能均高于针叶纯林：同一树种林龄越大的林分，土壤肥力越高，土壤抗蚀、抗冲性能越强。例如，以土壤中脲酶、磷酸酶和蔗糖酶活性对土壤肥力进行评价时得出：与纯林相比，混交林土壤中脲酶活性提高了6.4 ～ 142.36%，磷酸酶活性提高了20.55 ～ 99.04%，蔗糖酶活性提高了4.23 ～ 198.96%。以水稳性团聚体含量对土壤抗蚀性能进行评价时，混交林土壤中水稳性团粒含量比纯林增加了1.71 ～ 38.53%，48年生和28年生油松林比15年生油松林增加了89.94 ～ 149.27%，等等。因此论文指出，与针叶纯林相比，针阔叶混交林改良土壤的效果更好。林龄越大的林分，土壤改良效果越佳。森林效益评价是目前林业研究的热点，也是难点。论文在掌握足够文献的基础上，对水土保持林综合效益评价做了较为系统、全面的分析和论述，提出了一套比较完整的效益评价方法和步骤。水土保持林土壤改良效益是其综合效益的一个非常重要的方面，也是水土保持林最直接、最基本的一项效益。论文在水土保持林土壤改良效应研究的基础上，明确提出了效益评价的方法和思路，这在目前还是不多见的。在所取和参与专家意见的基础上，筛选出了水土保持林土壤改良效益的评价指标，建立了由指标维、时间维和地类维构成的三维效益评价指标体系，确定了由总目标层、准则层和指标层构成的指标维的结构图，指出总目标层为水土保持林土壤改良效益评价综合指标：准则层包括土壤肥力、土壤抗蚀性能和土壤抗冲性能；指标层有土壤酶活性、土壤有机质含量、水稳性团粒平均重理直径、分散率、团聚度、土壤硬度、土壤渗透系数和pH值等。进而用层次分析法确定了指标体系中各项指标的权重，用于的评价计算。论文按照效益结构图中的层次，分步求算得到了水土保持林土壤改良效益评价综合指数。并尝试用消除立地因子影响的方法，对效益评价综合指数进行了校正。文中还分别以林地枯落物生物量(x_1)、林分平均胸径（地径）生长量(x_2)、林分平均树高生长量(x_3)以及平均胸径（地径）平方和树高乘积(x_4)为自变量，以效益评价综合指数为因变量进行模拟运算，得到了水土保持林土壤改良效益的评价模型，模拟结果较好的模型有：y = 0.7 + 0.2208x_1 - 0.0053x_1~2 R~2 = 0.5396 y = 0.5815x_2~(0.4885) R~2 = 0.4827 y = 0.8529 + 0.1869x_3 - 0.004x_3~2 R~2 = 0.3391 y = 2.7695x_4~(0.1533) R~2 = 0.4410生产实践中，可根据实际情况选择适当的模型加以应用。论文根据计算得到的效益评价综合指数的相对值，将朝阳地区水土保持林土壤改良效益划分为四个等级，即相对值>3为好；2.5 ～ 3为较好；2 ～ 2.5为中等；<2为较差。最后，还通过实例说明了效益评估模型和评价标准在当地生产实践中的应用。

人工湿地塘床系统净化污水的机理研究

人工湿地处理污水实验场经过多年的运行已形成了较稳定的具有多 种生物种类的适合污水处理的生态系统，活水公园人工湿地塘床系统运行时间仅一年，初步显示了湿地生态系统的生物多样性特点。筛选出了菖蒲、芦苇、茭白、香蒲、水竹、马蹄莲、凤眼莲、浮萍、睡莲等适合本地人工湿地塘床系统种植的湿地植物。人工湿地塘床系统是由各种湿地单元与各种各样的高、低等生物和所处的开放式的环境共同构成了较为完整的具有净化污水功能的生态系统，因此，与生物滤池相比，把人工湿地塘床系统称为生态滤池显得更为合适。其出水具有生物安全性。实验结果表明，实验场对生活污水中的COD_(Cr)、BOD_5、TP的去除率在80％以上，对TN的去除率为60.60% ～ 86.4%，细菌总数的去除率为86.9% ～ 99.6%，总大肠菌群的去除率为94.6% ～ 99.7%，其出水水质能够满足二级污水处理的要求。活水公园对枯水期府河水中的COD_(Cr)、BOD_5、TN、TP的去除率在85％以上，总大肠菌群的去除率为99.97%，其净化效果能够满足污水深度处理的需要。湿地植物光合作用向水体供氧能力的试验研究结果表明，在几种光照控制条件静态试验和现场试验中，菖蒲、香蒲、茭白、水竹、凤眼莲等植物植株水面以上的茎、叶在光照条件下进行光合作用时并没有引起根层区水体内溶解氧浓度的升高（氧增），反出现下降（氧亏）。说明这些植物水上部分光合作用对水体DO没有贡献。浮萍光合作时引起氧增的作用较弱，仅维持低水平，试验期间9:00 ～ 15:00的氧增幅度在0.11 ～ 1.13mg/L之间，平均为0.44mg/L。芦苇在9:00 ～ 15:00光合作用时根层区水体氧增幅在-0.20 ～ 1.07mg/L之间，平均为0.30mg/L。上述这些植物植株的水面以下的根、根茎、茎、叶如果暴露在光照条件下时，会进行光合作用，产生的氧直接释放到水体并引起氧增的作用非常明显，试验期间9:00 ～ 15:00的氧增幅度在1.91 ～ 16.1mg/L之间。人工湿地处理污水系统植物床基质内各测点的上、下层COD_(Cr)值虽有一定的差别，但经过成对平均数比较分析发现这种差别并未形成明显的趋势。污水在植物床基质中流动时，随着迁移距离的延长，其中的COD_(Cr)的降解速率呈现先快后慢的趋势，根据动态变化规律，建立了COD_(Cr)在植物床基质层内沿程水平迁移降解动态变化模型：C_L = C_o exp(4.629 * 10~(-5)L~2-0.01567L，0 ≤ L ≤ 100。经验证，模型预测值与实际监测值呈非常显著相关（r ≥ 0.9946 > r_(0.0005(4))，r_(0.0005(4)) = 0.9741)。在人工湿地塘床系统运行监测过程中，发现处于光照下的水体中的pH呈周期性变化，与DO的变化规律相似，在试验期间，9:00 ～ 15:00的pH和DO都呈上升趋势，两者呈协同周期性变化。经相关性回归分析，pH的变化规律与DO呈非常显著相正关，植物床表层渍水区pH与DO的回归关系相关系数r = 0.9129 > r_(0.01(70))(r_(0.01(70)) = 0.302)，植物塘内的pH与DO的相关系数r = 0.8584 > r_(0.01(60))(r_(0.01(60)) = 0.325)，植物床基质层内的pH与DO之间的相关性较差。相关分析结果表明，DO变化幅度大的水体中，pH的变化幅度也就越大，两者之间的相关性也就越显著，这可能与水体中氧化还原电位和水生植物光合作用伴随的代谢活动有关。这种相关性和协同周期性变化具有一定的生态学意义，并会给净化污水的效果产生影响。

PHCs污染土壤中植物-AM真菌联合生态效应研究

AM真菌的形成，对共生植物有许多有益的作用。近年来，科学家又将菌根用于修复污染的土壤。对辽河油田和沈抚污水灌区进行了AM菌的调查，结论如下：I)辽河油田和沈抚污水灌区的主要的AM真菌是Glomus mosseae, G. geospora, G. constrictum, Paraglomus occultum，其中优势属为Glomus。因北方冬季的严寒，经过一个冬季，土壤中的抱子密度减少80％以上。在资源调查的基础上，以三叶草、万寿菊和大豆作为供试植物，做盆栽模拟实验，结果为：I )当柴油浓度高达30 000 mg·kg~(-1)时，AM菌仍能侵染菊花，和菊花形成共生体；2）随着油浓度的增加，侵染率先增加，而后降低。3)随着油浓度的增加，叶绿素总量先略微增加，当油浓度高达30 000 mg·kg~(-1)时，叶绿素含量下降；4）随着油浓度的增加和灭菌，植物的营养生长和生殖生长受到抑制，而接AM菌、细菌和固氮菌能缓和这种抑制；5）随着油浓度的增加和AM菌的生育进程，AM菌的接种效应在增强。6）对接菌和不接菌的处理来说，随着油浓度的增加，降解率先增加，5000 mg·kg~(-1)时达到最大，分别为94.280la和93. 16%;然后降解率降低。低浓度时接入AM菌，能促进柴油的降解；而当油浓度高达30000mg·kg~(-1)时，不接AM菌反而降解效果会好些。

矿山废弃物中重金属污染行为及其对白菜品质的影响

综合运用环境地球化学、土壤学、生态学和统计学的方法开展了矿山废弃物尾矿石的堆置对土壤造成的污染以及矿区土壤重金属污染对白菜（Brassica Chinensis）的卫生品质和营养品质的影响研究。静态培养试验和动力学淋溶试验证明：在环境因素（如降水）的作用下，尾矿石的堆置将对下伏土壤的重金属含量产生长久影响，随着降水量以及酸度的增加，土壤中Cu、Cd、Pb、Zn的全量和有效态含量都有所升高并且土层间的差异减小。有机酸能不同程度地促进土壤中的重金属转化为有效态，增强重金属的生物有效性；多元梭酸比一元梭酸的转化率高。另外，有机酸对重金属的转化作用随其浓度的增大而增强，在低温范围内，随温度的升高而增加。通过网室盆栽试验，研究了土壤受Cu、Cd、Pb，Zn单一重金属污染后对大白菜吸收Cu、Cd、Pb、Zn以及植物体内粗纤维和维生素C含量的影响；同时还进一步对Cd-P交互作用影响大白菜吸收Cd、P以及植物体内粗纤维和维生素C含量的情况进行了研究，结果表明大白菜从污染的土壤吸收重金属与土壤中目标元素的含量呈极显著正相关，对非目标重金属的吸收情况复杂，因不同元素间的相互作用机制而异；白菜体内粗纤维和抗坏血酸含量随土壤重金属浓度的增加而降低，它们之间呈极显著的负相关关系。在采用大白菜进行高等植物毒性试验的基础上，首次运用典型相关分析方法对Cu、Cd、Pb、Zn复合污染土壤的生态毒性进行了评价，分别建立了由4元素共同组成的复合污染土壤毒性的线性组合函数和由芽生物量抑制率和根伸长抑制率组成的植物学表征的线性组合函数，并计算了其第一典型变量Toxl（土壤毒性）和BloL（植物学表征）之间的相关系数为0.94（p＜0.01）。典型相关分析是介质毒性评价的有效方法之一。

Vc二步发酵新菌系B529-V6的构建及其分子生物学特性

从芽抱杆菌属、酵母属二十株菌中筛选到一株优良伴生菌B529，与新选育出的产酸菌V6构成一新菌系B529-V6。新菌系B529-V6表现出了较强的高浓度L-山梨糖耐受能力、较高的底物代谢速率和较高的2-KGA转化能力，在8％山梨糖浓度的发酵培养基中培养48h，糖酸转化率较对照菌系提高了5.94％；山梨糖浓度提高至10％，其生长代谢受影响程度较小，且能不同程度地利用葡萄糖和山梨醇为底物，合成维生素C前体-2-酮基-L-古龙酸（2-KGA），其发酵产物2-KGA经反相高效液相色谱分析其质量符合工业化生产要求。对新菌系生长代谢规律及调控进行了研究，4M3罐和300M3罐发酵实验表明：种子培养基的碳源、葡萄糖／山梨糖浓度比、氮源、生长因子、接种种液质量及环境因子，均可影响新菌系的生长代谢。4M3罐发酵，新菌系具有周期短、糖酸转化率高等特点，连续4批发酵平均转化率较对照菌系提高10.18％，周期缩短23.7％。在300M3罐发酵试运行期间，新菌系糖酸转化率达到90.10％，较原生产菌系提高3.95％，发酵周期平均缩短1.3小时，显示出了较高的应用价值，在东北制药总厂进行了推广应用。研究了新产酸菌V6的基本生物学特性，分析了GC moL％含量，165rDNA同源性，鉴定其在系统发育学上应归入Ketoguloigenium 属，暂命名为Ketogulonigenium sp．V6。选用限制性内切酶Hind IH对新产酸菌V6染色体DNA进行了部分消化，应用载体pGEM-3zf（+）构建了v6的基因文库。结合阳性转化子在以L－山梨糖为唯一碳源培养基上的生长特性，利用PCR技术从该基因文库中，筛选到一株含有L-山梨糖还原酶（sR）基因的阳性克隆，并利用pET-32a（+）表达载体，实现了sR酶基因在大肠杆菌AD494（DE3）中的表达。SDS-PAGE电泳分析测定SR融合蛋白分子量大约在65kD左右，除去硫氧化还原蛋白、S-Tag和His-Tag蛋白，可推测出天然sR酶蛋白分子量约53 kD左右，与从SR基因推测出的分子量大小相符。另外，SR酶学特性研究表明，还原型辅酶II（NADPH）是sR酶蛋白的最适电子供体，其最适反应pH为7.0，pH6.5时保持稳定，酶活力较高；最适反应温度为50 ℃，30 ℃时热稳定性较好；lmM的Cu~(2+)，Fe~(3+)和Mn~(2+)对该酶活抑制作用较大。

含油浮渣处理技术研究

含油浮渣是含油污水处理的末端废弃物，产生于处理工艺中的气浮单元，属于含油固体废弃物。目前国内尚无有效的处理工艺，大部分采用堆储方式处理。本文以辽河油田含油浮渣为研究对象，通过对含油浮渣理化性质的研究提出了以反絮凝为技术核心的处理工艺，并在此基础上进行的浮渣的减量化和无害化处理的技术研究。结果表明：通过反絮凝可完全破坏浮化絮凝团的结构，从根本上改变浮渣的流动性，浮渣的脱水性能也得到了显著改善。含油浮渣减量化小试试验根据传统的压滤工艺，采用反絮凝技术作为前处理工艺，浓缩脱水率达50％～60％，压滤脱水率明显提高，压滤后浮渣体积减量90％以上。研究还通过减量化中试试验完善了工艺流程与参数，实验结果显示，样品压滤后含水率从97.4％降低至60.7％，浮渣体积减量94.4％。含油浮渣无害化小试试验，对含油浮渣进行了反絮凝一水基清洗无害化处理，油总的去除率在50％～60％之间，含油浮渣最终的含水率在94％-95％，含油率在0.8％～1.2％。

沈阳城市森林生态系统健康与管理研究

本文系统研究了沈阳城市森林的布局与结构、城市森林功能、城市森林病虫害发生与树木健康状况和城市自然资源与社会经济状况等指标对沈阳城市森林生态系统健康与管理的影响。同时一，采用2种生态系统健康评价方法对沈阳城市森林生态系统健康状况进行了评价，并提出了沈阳城市森林生态系统健康管理的对策。研究结果如下：1、截至2004年末，沈阳城市森林植被覆盖率已经达到35％，城市森林林地分布基本合理，但需要进一步加强道路林地、居住区林地和城郊大面积生态林建设。2、沈阳城市森林以乔木为主，乔灌株数比为1.7：1，乔灌的覆盖度比约为7:1。3、沈阳城市森林不同类型林地中植物组成不同。公园林地中有74个属，137个种（变种）；庭院林地中有53个属，104个种（变种）；居住区林地中有45个属，81个种（变种）；道路林地中有43个属，94个种（变种）；运河风景林地中有75个属，142个种（变种）；棋盘山风景林地中有48个属，118个种（变种）。4、公园林地、庭院林地、居住区林地、道路林地和运河风景林地的Shannon一Wiener多样性指数分别为2.78、3.05、3.15、3.18和3.18，均匀度指数分别为0.56、0.66、0.72、0.70和0.64。除了棋盘山风景林地外，沈阳城市森林中栽植总量超过乔木总量5％的乔木树种有7个属，分别为李、柳树、杨树、桧柏、榆树、槐树和银杏，7种树木总量达到了全部乔木总量的82.09％；栽植总量超过灌木总量5％的灌木树种也有7个属，分别为水腊、丁香、李属，小聚、玫瑰、忍冬和连翘，7个属灌木总量达到了全部灌木总量的87.92％。5、公园林地、庭院林地、道路林地和防护林地中OBH＜20cm、20cm＜DBH＜60cm和DBH＞60cm树木的比例分别为：57.9％、40.0％、2.1％，49.2％、47.8％、3.0％，65.3％、33.1％、1.6％和64.6％、34.9％、0.5％，表明沈阳城市森林树木的规格总体上偏小。6、经样方调查和CITYgreen模型计算，沈阳城市森林的生态效益约2.0亿USD／yr.。公园林地、庭院林地和风景林地的景观指标相对较高；道路林地和居住区林地的景观效果一般；防护林地的景观效果较差。7、目前已经发现的沈阳城市森林病害约600余种，虫害约700余种，其中杨树主要病虫害39种，柳树的主要病虫害有33种，榆树和槐树的主要病虫害均为，1种。杨柳树腐烂病、光肩星天牛、天幕毛虫、桃红颈天牛和美国白蛾等是近10年来沈阳城市森林中普遍发生和造成严重危害的主要病虫害。沈阳城市森林主要树木的平均健康指数为2.68，处于一般健康状态。8、沈阳城市森林的土壤和水资源状况均不利于树木的健康生长，沈阳的社会经济发展也有待于进一步提高。9、经过生物指示物法（光肩星天牛为生物指示物）、专家权重法、公众问卷调查和对比研究，沈阳城市森林生态系统总体上处于亚健康状态。10、通过对沈阳城市森林资源、管理状况的调查研究和健康状况的评价，本文提出了沈阳城市森林生态系统健康管理的对策，包括合理规划沈阳城市森林林地布局，增加道路林地、居住区林地和城郊林地的面积和植被覆盖率；调整树木种类组成，避免单一或少数树种的大量栽植，提高生物多样性水平；保护大树和古树；增加城市森林管理资金的投入；应用先进技术，采取科学的病虫害防治和植物养护方法，促进树木的健康生长等。This project systematically studied the urban forest ecosystem health and management in Shenyang. The study explored factors, such as urban forest structure, distribution, pests, aesthetic value, ecological benefit, natural resources and socieo-economic status, that affecting the urban forest ecosystem health and management. Two methods were used to evaluate the ecosystem health. This project also proposed Shenyang's urban forest ecosystem health management strategies. The research results can be summarized as follows: 1. As of the end of 2004, urban forest coverage in Shenyang is about 35%, and is in relatively even patch distribution pattern. However, the street trees and roadside forest patches, residential block forest patches should be enhanced. 2. Trees are the major component of the Shenyang s urban forest, followed by shrubs. The quantity ratio of tree to shrub is about 1.7:1, and the coverage ratio of trees to shrub is about 7:1. 3. Species composition varies by location. There are 74 genera, 137 species (including varieties) in the public parks; 53 genera, 104 species (and var.) in the green spaces of the institution (including school), factory, and company; 45 genera, 81 species (var.) in residential blocks; 43 genera, 94 species (var.) in streets and roadside forest patches; 75 genera, 142 species (var.) in the Canal landscape forest patches; 48 genera, 118 species (var.) in the Qipan Mountain recreation forest. 4. The Shannon-Woener indices varies in parks, in institution, factory, and company yards, in streets and roadside forest patches, in residential blocks.there are 2.78, 3.05, 3.18, 3.15, 3.18, respectively; and the evenness indices are 0.56, 0.66, 0.70, 0.72, 0.64, respectively. Besides the Qipan Mountain forest patches, trees of 7 genera, Prunus spp., Salix spp., Populus spp., Sabina spp., Ulmus spp., Robinia spp. and Ginkgo biloba are of more than 5% the total urban trees, respectively. In fact, trees from these 7 genera are about 82% of all trees in Shenyang's urban forests. In terms of shrubs, species of 7 genera, Ligustrum spp., Syringa spp., Prunus spp., Berberis spp., Rosa spp., Lonicera spp., and Forsythia spp. are more than 5% the total urban shrubs, respectively. 88% of all the shrubs in Shenyang s urban forest are from these 7 genera. 5. The diameter class of DBH<20cm, 20cm60cm of trees in parks, in institution, factory, and company yards, in in streets and roadside forests, and in protective forests are 57.9%, 40.0%, 2.1%; 49.2%, 47.8%, 3.0%; 65.3%, 33.1%, 1.6%; and 64.6%, 34.9%, 0.5%, respectively. The result indicated that the DBH is relatively small in Shenyang s urban forests. 6. Using random plots sampling and CITYgreen model calculation, the ecological benefit of Shenyang's urban is about 0.2 billion US dollars per year. The aesthetic value of parks, institution and company yards, and scenary forest patches is relative high; however, the aesthetic value of protective forest patches is low. 7. There are more than 600 types of diseases and more than 700 kinds of insects in Shenyang's urban forest. Among them, Populus spp., Salix spp., Ulmus spp. and Robinia spp., are attached mainly by 39, 33, 11, and 11, difference types of pests respectively. The rot disease of the Populus spp. and Salix spp., and the insects such as, Anoplophora glabripennis, Malacosoma neustria, Aromia bungii, and Hyphantria cunea are major pests in Shenyang s urban forest for the past 10 years. The trees health condition is relatively poor by having the average health index of 2.68 for major species. 8. The urban soil and water resource are not favorable to tree's growth in Shenyang, and so is the socieo-economic status. 9. Through using bio-indicator, professional and public evaluation, and comparision with other urban forests, it can be concluded that the status of Shenyang s urban forest is not very healthy in general. 10. To improve the urban forest ecosystem health in Shenyang, a better urban forest design need to be implemented to enhance the area and vegetation coverage of the street and roadside forests, the residential block forests, and the surburb forest Species biodiversity need to be enhanced by adjust the species composition of urban forest trees to reduce the single or several tree species populations and to plant more varieties. A better fundings for urban forest health management need to be budgeted. Advanced technologies in tree care and scientific measures to control pests need to be adopted to prove better care for plants and to keep trees grow healthfully.

中国柳叶藓科植物某些属的分子系统学研究

柳叶鲜科植物是侧茹蓟类中的一个大科，其系统位置介于羽醉科和青醉科之间，在全世界分布很广。柳叶蓟科植物全世界先后报道有39属，约300余种，中国己记载26属。该科的种类众多，配子体和抱子体形态、生活习性呈多样化，根据不同形状研究其系统发育往往差异较大。目前柳汗卜蓟科科内属间和属内种间的系统位置存有许多争议。本研究对中国柳叶鲜科植物的RJ气PD分析，从DNA水平上对它们的亲缘关系和分类问题加以研究，为它们的分类学研究和亲缘关系提供分子证据。研究的主要结果有：1．苔醉植物中酚类化合物含量高，DNA提取和纯化非常困难，本研究采用改良CTAB法提取基因组DNA。从试验结果看出：改良CTAB法提取的基因组DNA的纯度较大，浓度较高，且稳定性、完整性都比较好。2．采取正交设计方法，建立了柳叶鲜科植物RAPD扩增的优化体系，反应体系主要成分为：模板DNA100ng、dNTPo．lmmol／L·Taq酶0．75U、引物0.20μmol／L、Mg2＋浓度2.00mmol／1：反应体系总体积为25林L。反应程序为：94℃预变性5min，94℃lmin，36.5℃min，72℃90see，进行35个循环，最后一次延伸72℃10min，冷却至4℃保存。3．利用RAPD技术分析柳叶鲜科植物12个属26个种，用14个随机引物进行扩增，共得到171条清晰稳定的多态片段，Nei遗传相似系数分析结果表明：柳仆卜鲜属和薄网蓟属明显聚合在一起，可以合并为柳叶蓟属。传统上定义很广的细湿醉属（包括狭义的细湿蓟属、嗜湿龄属和偏叶鲜属）和水灰鲜属在聚类图中不聚合在一起，说明广义细湿鲜属和水灰鲜属不是一个很自然的分类类群，而应分为更细的属。且三洋蓟属、范氏辞属和湿原蓟属的关系较近。4－采用RAPD技术构建了9份牛角蓟标本的指纹图谱，结果表明：9份牛角鲜标本的形态特征差异虽然非常大，但通过RAPD分析表明其为同一种。通过RAPD分析不同意Ochyra（1989）将牛角鲜属单独成牛角鲜科，仍将牛角鲜属归于柳叶鲜科，包括1种1变种。

不同处理方式采伐剩余物的分解及其对森林更新的影响

采伐迹地上运走大径级的原木所剩下的枝桠物质是生态系统养分能量的来源；是动力，植物和微生物物栖息地。在本世纪五十年代就有人（A. A. Loman）对择伐和皆伐迹地上的枝桠进行了研究，用以比较它们树皮存留率的差异，但详细深入的研究是在八十年代以后，以R. L. Edmonds, C. E. Pertson为代表研究不同层次，不同径级研究枝桠的分解速率，我国在此领域的研究尚属空白。本文以长白山阔叶红松林带的四个树种：红松，白桦，落叶松，色木为对象探讨了它们枝桠的生物量，分解速率，分解过程中的养分动态以及枝桠堆对更新和火灾的影响。采伐后0-14后间，迹地上枝桠干重为31.96-9.60T/ha，通过对7个年代采伐迹地上枝桠堆面积估算后得知，枝桠堆平均占地为11.53%，以1CM直径累计值对应的枝桠堆的高度（Y：CM）为因变量，分解时间（X, yr）为自变量，则枝桠堆高度随时间变化的过程可以描述为：Y = 1.288 - 0.000889 X~2 r = -0.9896。本文以密度（Y: g/CM~3）随分解年令（X: yr）的变化来表示分解速率。四十年代样品用排水法求出来的密度与用园柱法求出的密度有如下相关关系：Y排 = 0.0129 +2.316 Y园，r = 0.94 Y表示密度（g/CM~3）。我们用单项指数模型描述分解速率：落叶松：Y = 0.4701 * exp (-0.01783 X) r = -0.927 色木: Y = 0.6742 * exp (-0.07824 X) r = -0.988 红松：Y = 0.5349 * exp (-0.03421 X) r = -0.927 桦树：Y = 0.5316 * exp (-0.1139 X) r = -0.992 红松树皮的分解模型近似于直线：Y = 0.5258 - 0.01133 X r = -0.984 落叶松，红松，色木，桦树的分解常数分别为：0.01783, 0.0.41, 0.0782, 0.1139。依此预测分解原密度的95%所需要的时间分别为：168年，87.6年，38.3年，26年。可以看出这四个树种分解从难到易的顺序为：落叶松 > 红松 > 色木 > 桦树。对枝桠密度的差民显著性检验可以说明：红松样品层次对分解的影响显著而径级对分解的影响仅在下层显著。随着分解的进行，样品的重量损失，我们也探讨了密度的降低与失重百分率之间的关系。桦树样品下层失重比上层快，说明淋溶作用对桦树样品失重的贡献不大。温湿度是影响分解的最主要的生态因子。枝桠堆上下层的湿度差异特别明显。分解时间越长，径级对含水量的影响越显著。水分含量（Y：%）随年代（X: yr）变化的趋势为：Y = 36.18 - 0.004337 X~2 (4-7cm径级）Y = 33.64 - 0.01097 X~2 (1-4cm径级） 温，湿度影响土壤动物及微生物种群分布及数量，进而影响到枝桠的分解速率，分解过程中元素动态变化是：C基本上恒定，全N含量趋于增高。径级对红松N的累积有影响。下层4-6cm径极累积最快，其次是上层4-6cm。层次的影响仅限于红松，除72年以外上层 > 下层。其它元素如P, Mg++， Ca++总的趋势是随分解过程而增加。土壤中的C元素含量受立地条件的影响，但是枝桠堆下面土壤C值高于对照。枝桠堆对森林更新和火灾均有影响。枝桠是林火的燃料，枝桠堆面积占采伐迹地的11.53%，这样减少更新面积。

红松针阔混交林林木死亡量和主要树种倒木分解规律的研究

红松针阔混交林，是我国东北东部山地稳定的地带性天然森林植被。开展其林木死亡量和倒木分解规律的研究，不仅能有效地监测红松针阔混交林的动态。而且能加深倒木生态功能的认识，为合理管理倒木资源提出对策。同时也有助于填补我国倒木研究的空白。根据研究，长白山红松阔叶林和阔叶红松林林木年死亡量分别为0.15 ～ 0.66T/年·ha和1.23 T /年·ha。倒木年输入量分别为0.03 ～ 0.19 T/年·ha和0.22 T /年·ha。林木年死亡量和倒木年输入量随着林分时空的变化差异很大。风害是其林木致死的主要原因。红松阔叶林有倒木82株/ha，站杆8析/ha。倒木的生物量为7.90T/ha，倒木的复盖度为1.31%。阔叶红松林倒木和站杆分别为94株/ha和24株/ha，倒木生物量为16.23T/ha。倒木的复盖度为2.02%。红松紫椴倒木分别占上述这两个类型倒木总生物量的59.17%与46.77%。红松阔叶林和阔叶红松林倒木株数、复盖面积、体积和生物量按腐烂级分配基本呈正态分布。红松阔叶林倒木的径级结构与活立木径级结构并非完全一致林地倒木的方向与主风向关系不大。研究表明，红松（y_1）和紫椴（y_2）的分解模型分别为y_1 = 0.3747e - 0.0162t. y_2 = 0.4454 e~(-0.0275t)，单项指数衰减模型是红松紫椴倒木分解较为理想的数学模型。它们的分解常数为0.0162 ～ 0.0230/年与0.0275 ～ 0.0390/年，其中粉碎常各为0.0068/年与0.0115/年。红松紫椴倒木重量损失掉50%，大约需43年与25年，重量损失掉95%，大致需185年与106年。红松倒木胸径大小对分解常数无显著影响。倒木下方一般比倒木上方和侧方分解要快一些。但差异并不十分显著。倒木边材到心材的不同层次。其分解常数逐渐下降。红松和紫椴倒木分解中。倒木C含量比较稳定。N、Ca和Na都呈不同程度的递增。k呈下降趋势。而P和Mg变化没有明显的规律。红松阔叶林和阔叶红松林倒木中分别含有C3361.12 kg/ha、7184.11kg/ha; N 26.83kg/ha、33.44 kg/ha; P 3.68kg/ha、6.29kg/ha; ca33.33kg/ha 38.04kg/ha; mg 2.67kg/ha、 3.87 kg/ha; K 4.73 kg/ha. 8.15 kg/ha; Na 1.42 kg/ha、2.76 kg/ha. 倒木是重要的养分库，尤其是N素库。红松阔叶林倒木影响天然更新的主要方式是通过林木风倒或枯死。形成林窗。为天然更新创造有利条件。这和云冷杉林大部分是直接在腐烂的倒木上完成天然更新的机制不同。研究结果表明，倒木是红松针阔混交林生态系统中重要的组成部分。为此建议在长白山自然保护区，应严禁人为清理倒木，并进一步开展倒木的研究。同时针对以生产木材为主的红松阔叶林内侧木，提出了一些相应的管理措施。

长白山苔藓植物光合特性及水分关系的研究

长白山是北温带寒冻地区苔藓植物的典型代表场所，苔藓种类敏多，遍布各垂直分布带，在生态系统的能量流动和物质循环中起着重要作用。本文从苔藓的光合生理和水分关系入手，着重探讨了苔藓植物的光合生理过程与生态适应机制的关系。获得的结果表明：1、苔藓植物有很强的利用弱光能力，叶绿素含量高，叶绿素a/b在1.1-1.9之间，测得的五种苔藓光补偿为30-45μmolm~(-2)s~(-1)，光饱和点在300-360μmolm~(-1)s~(-1)。最适条件下，光合速率最大的是提灯藓约为4.69（mgCO_2/gdm·h），最小的是垂枝藓为0.94。苔藓CO_2补偿点在44-103ppm之间。2、阔叶红松林中苔藓的光合最适温度为20 ℃针叶林中苔藓的光合最适温度为15 ℃。苔藓的光合及呼吸能力随海拔升高而降低。3、大部分苔藓的光合作用最适含水量为5(gH_2O/dw)左右。垂枝藓在含水量下降至4.0(gH_2O/dw)时净光合为零，塔藓为1.5-2.0左右，其他种小于1。垂枝藓、塔藓有较多水分贮存于死的中轴内。4、塔藓失水最快，毛疏鲜较慢。五种苔藓都有很强的耐干燥能力，空气中短期干旱对光合能力不产生影响。这些结果表明：苔藓是一个C3植物，具有典型的阴性植物特征，有较强的环境适应能力和高度的抗逆性。