稠油污染土壤高级氧化-生物耦合修复研究

稠油中的胶质和沥青质是导致稠油污染土壤难以彻底降解的关键要素，而目前传统的生物修复方法很难满足其处理要求。针对这一难题，本文研究了高级氧化-生物耦合修复方法处理稠油污染土壤，达到了使稠油中胶质和沥青质高效去除的目的。 本文采用蛭石模拟土壤，研究稠油污染土壤的高级氧化（臭氧、芬顿）-生物耦合处理方法。分析了氧化时间、水土比、污染土壤陈化时间和污染浓度对臭氧氧化效率的影响，以及H2O2加入量和H2O2/Fe2+摩尔比对芬顿预处理效率的影响；同时优化了高级氧化与微生物混合菌之间的耦合条件；并根据稠油成分的变化，探讨了稠油降解机制。 实验结果表明，模拟稠油污染土壤的最佳臭氧-生物耦合条件为：臭氧氧化30min，生物段采用混合菌1降解14d，此时，土壤中总石油烃、饱和烃、芳烃、胶质和沥青质的降解率分别为60.78%、65.59%、82.74%、26.61％；芬顿-生物耦合处理的最佳条件为：H2O2 加入量为27ml，H2O2与Fe2+的摩尔比为10：1，此时，模拟土壤中稠油总石油烃、饱和烃、芳烃、胶质和沥青质的降解率分别为35.41%，9.33%，49.82%，45.19%。 高级氧化预处理不仅能够减小生物段负荷，而且能够提高胶质和沥青质的生物可利用性，微生物可将胶质和沥青质降解为饱和烃、芳烃或其他物质，降解效率取决于预处理的程度。高级氧化-生物耦合处理降解效率高于单独采用氧化预处理、生物处理效率，因而高级氧化-生物耦合修复方法是一种可行的稠油污染土壤修复方法。

不同用量脲酶/硝化抑制剂组合对尿素氮转化的影响

试验采用室内模拟培养的方法，在不同用量脲酶/硝化抑制剂组合条件下，对辽宁省2种主要土壤—棕壤和褐土尿素氮转化的动态变化进行了研究。 结果表明，脲酶抑制剂N-丁基硫代磷酰三胺(NBPT)和苯基磷酰二胺(PPD)在施用量为尿素N量的0.05%时便有很好的脲酶活性抑制效果，且抑制效果随着脲酶抑制剂用量的增加而增强。NBPT和PPD在棕壤中的有效抑制时间为14天，在褐土中有效抑制时间为7天。两供试脲酶抑制剂相比，棕壤中PPD抑制效果好于NBPT，而在褐土中NBPT抑制效果好于PPD。 抑制剂组合各处理延缓了尿素的水解。土壤NH4+-N含量在前期较低，高峰值的出现延迟了2-6天；在培养中后期各抑制剂组合处理土壤NH4+-N含量显著提高。 抑制剂组合各处理土壤NO3--N含量在整个培养期均显著的降低。且在整个培养期间均显著降低了土壤NH4+的表观硝化率。在培养中后期，各处理能够增加棕壤有效氮含量；褐土中在第21天有效氮含量显著降低，而在第35天则有所回升。 试验表明，DMPP和DCD用量分别在施氮量的0.2%和0.25%时便可以达到很好的硝化抑制效果，且在棕壤中DCD的抑制效果好于DMPP，而在褐土中DMPP的抑制效果显著好于DCD。

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。

水稻对伴生杂草的识别与响应

植物个体间的相互识别与响应是植物行为研究的中心问题之一，水稻与伴生杂草间识别与响应过程的研究对于阐明水稻与稻田杂草间的生态学关系具有重要意义。本研究以化感和非化感水稻各两个品种为研究对象，重点研究了水稻在伴生稗草情况下的可塑性响应，并探讨了这一响应行为可能的机制。同时研究了水稻根系分泌物及其化感物质对土壤真菌的影响。 研究结果表明： (1) 盆栽条件下与稗草伴生时，化感品种PI312777、华丰占1号和非化感品种辽粳-9能通过生物量增加而对稗草产生可塑性响应。田间条件下与稗草1:1伴生时，PI312777地上生物量增加了12%，而非化感品种辽粳-9和华粳籼1号地上生物量则分别减少33%和35%；除辽粳-9外，其余三品种水稻繁殖生物量均显著增加，其中PI312777增加26%。结果暗示化感品种水稻PI312777的竞争优势不仅源于其能向土壤释放比非化感品种水稻更多的化感物质，与稗草伴生时能产生更多生物量也应是其具有较强竞争力的主要原因。 (2) 化感品种水稻能对伴生稗草产生以特征次生物质含量升高为表征的可塑性化学响应，表明化感品种水稻在生理和行为方面的可塑程度均高于非化感品种水稻。在水培条件下水稻对马唐产生较强的化学响应，显示水稻能通过杂草根系分泌的信息物质对不同杂草进行选择性识别。 (3) 稗草伴生对化感品种水稻生长土壤的速效养分影响不显著，但PI312777生长土壤中的微生物生物量C显著升高87%，其土壤微生物群落结构与非化感品种水稻显著不同。表明化感品种水稻与稗草伴生时的可塑性行为不是水稻对土壤营养水平响应的结果，而是对稗草和水稻根分泌物共同影响形成的特征土壤微生物群落结构的间接反馈。 (4) 水稻根系分泌物和阿魏酸、苯甲酸能促进真菌生长，而黄酮和黄酮甙则造成真菌种群数量减少。病原真菌尖孢镰孢菌和立枯丝核菌生长均受黄酮抑制，水稻根分泌物对尖孢镰孢菌生长具有抑制作用。结果表明水稻能通过根分泌物中的化感物质对病原真菌产生化学防御。

全球变化背景下科尔沁沙地生态系统C、N循环过程

工业革命以来，由于人口的快速增加和人类活动的强烈干扰（主要包括煤炭、石油等石化燃料的燃烧、化肥生产和使用）导致土地利用/覆被变化、大气CO2浓度升高、N沉降等一系列全球环境变化问题。有关陆地生态系统生物地球化学循环，尤其是陆地生态系统C、N循环及其耦合过程方面的研究成为全球变化科学研究领域的重要内容。 干旱/半干旱地区占地球陆地总面积的1/3。与湿润地区相比较，干旱/半干旱地区生态系统稳定性比较差，往往属于生态脆弱区。因此，全球变化对干旱/半干旱地区生态系统影响更加敏感。科尔沁沙地位于我国北方干旱/半干旱地区，是我国典型的农牧交错区和生态脆弱区。科尔沁沙地是世界上人口密度最高的干旱/半干旱地区之一，人类活动对其影响剧烈。然而，有关科尔沁沙地生态系统C、N元素生物地球化学循环过程对土地利用/覆被变化、N沉降等全球变化响应及其反馈机制的研究非常缺乏。因此，本文以科尔沁沙地退化沙质草地、农田、不同年龄樟子松和杨树人工林等生态系统为对象，开展了造林、模拟N沉降和凋落物管理对生态系统C、N元素循环过程影响的研究。 在科尔沁沙地东南缘，以退化沙质草地、樟子松（Pinus sylvestris var. mongolica）人工林（15、24和30年生）、杨树（Poplus xiaozhuanica）人工林（7、11和15年生）为对象，研究草地转变为林地对生态系统C、N储量影响；以退化草地、榆树疏林草地和32年生樟子松人工林为对象，比较草地造林对土壤C、N循环过程及其土壤微生物性状的影响；以农田和5、10、15年生杨树人工林为对象，研究退耕还林对生态系统C、N储量和循环过程影响；以35年生樟子松人工林为对象，模拟研究N沉降和凋落物管理对生态系统C、N循环过程影响。通过上述研究，得到以下主要结果： （1）草地生态系统总C储量为34.38 Mg ha-1，15、24和30年生樟子松人工林生态系统总C储量分别为43.56、60.45和66.59 Mg ha-1，7、11和15年生杨树人工林生态系统总C储量分别为34.54、48.26和78.77 Mg ha-1；与农田相比，退耕5年的杨树人工林生态系统总C库储量下降13%，而10年和15年杨树人工林分别增加了176%和5倍；随着人工林年龄的增加，地上植被生物量C库储量占生态系统总C库储量的比例逐渐增加，并主要分配在树干。草地生态系统总N库储量为2.54 Mg ha-1，15、24和30年生樟子松人工林生态系统总N库储量分别为1.96、2.10和2.19 Mg ha-1，7、11和15年生杨树人工林生态系统总N库储量分别为2.27、1.84和2.60 Mg ha-1；与农田相比，退耕5年的杨树人工林生态系统总N库储量下降32%，而10年和15年杨树人工林分别增加了47%和76%；农田和草地造林后生态系统N储量依然主要分配在土壤中。 （2）草地和农田造林后土壤C、N库储量的变化受多因子的影响，例如林龄、树种种类以及立地条件等。农田和草地造林初期，土壤C、N库储量表现出下降趋势，随着林龄的增加，土壤C、N储量逐渐恢复。草地营造樟子松人工林30年后，0–60 cm深度土壤C、N储量依然显著低于草地；与草地相比，15年生杨树人工林土壤C、N储量差异不显著。在立地条件较好的情况下，10年杨树人工林土壤C、N储量已显著高于农田；然而，在立地条件相对较差的情况下，15年杨树人工林土壤C、N储量仍然与农田相比差异不显著。 （3）土地利用变化能够强烈地改变土壤C、N循环过程。与草地或疏林草地相比，32年生樟子松人工林土壤C、N、P含量显著降低；土壤C、N矿化过程发生显著变化，并且受季节变化的影响；在不同季节，土壤微生物量碳含量、代谢熵（qCO2）、微生物熵（MBC/TOC）以及土壤酶活性等在不同土地利用条件下表现出规律不一致。同样，农田退耕杨树人工林能够显著影响土壤C、N矿化过程，土壤无机氮（铵态氮+硝态氮）含量，土壤微生物量碳含量以及土壤微生物活性。草地造林在一定程度上导致土壤质量下降。而农田造林有利于土壤质量改善，尤其在在立地条件较好情况下。 （4）N添加增加对沙地樟子松人工林地上和地下C、N元素含量影响不大；N添加1年后，仅林下植被C、N含量显著增加，高氮处理（N15）凋落物N含量显著增加。N添加抑制了沙地樟子松人工林凋落物的早期分解和N、P元素释放。5、6、8和9月份土壤无机N含量均随着N输入增加表现出一定程度的增加，然而，7月份N添加导致土壤无机N含量降低。N添加对土壤潜在N矿化速率影响不显著。7和8月份N添加影响土壤C矿化速率，而其它月份影响不显著。低氮处理（N5）有利于增加土壤微生物量碳含量，而高氮处理（N15）在一定程度上降低土壤微生物量碳含量。 （5）凋落物输入变化（凋落物添加和凋落物移出）在一定程度上改变了35年生沙地樟子松人工林生态系统C、N循环过程。凋落物移出（C0）增加了林下植被C含量，降低了树木叶片N含量。凋落物移出抑制了凋落物分解和P元素的释放，而增加了C元素的早期释放速率，对N元素释放过程影响不显著。凋落物输入变化对不同月份土壤无机N含量和土壤N矿化过程影响均不显著。仅在6月份凋落物移出显著抑制了土壤C矿化速率，其它月份差异均不显著。凋落物管理对土壤微生物量碳含量影响不显著。 以上研究结果表明，土地利用变化、N沉降和凋落物输入改变等能够影响半干旱地区沙地生态系统C、N储量和循环过程。尤其是土地利用变化强烈改变沙地生态系统C、N储量、分配格局和循环过程，并且受到多因子的影响。科尔沁沙地樟子松人工林生态系统C、N元素生物地球化学循环存在密切的耦合关系。今后有必要进一步结合3S技术、同位素技术、模型模拟以及分子生物学技术等，从微观-宏观不同尺度上，研究半干旱地区沙地生态系统C、N循环过程对全球变化的响应及其反馈机制。

沈阳市苔藓植物及其对大气质量的指示作用

沈阳是东北地区重要的老工业基地，也是该地区的交通枢纽。本文在对沈阳市进行广泛调查并采集苔藓植物标本的基础上，系统地研究了沈阳市苔藓植物的种类构成、区系、分布格局及其与环境因子的关系，同时利用苔藓植物对沈阳市的大气质量进行了指示。得出的主要结论有： （1）对882份苔藓植物标本进行鉴定，共记录苔藓植物30科67属143种及变种，其中包括苔类（含角苔）9科11属14种，藓类21科56属128种1变种。在记录中发现辽宁省新记录属1个，新纪录种36种，东北新纪录种18种，主要以丛藓科（Pottiaceae）和真藓科（Bryaceae）等地面生藓类为主。 （2）将研究区苔藓植物划分为10个区系成分，其中以北温带分布占据绝对优势，其次为东亚分布和中国特有分布，具强烈的温带性质。通过相似性系数的计算，表明沈阳市苔藓植物区系与鞍山市和抚顺市的亲缘性较大；与上海市和杭州市亲缘性较远。 （3）应用TWINSPAN和DCA，以样点为对象，苔藓植物的重要值为指标，对研究区苔藓植物分布格局进行了分析。结果将样点划分为三个组，从组一到组三，物种丰富度和苔藓盖度逐渐增加。分类与排序的结果与样点的实际物种分布特点基本一致。 （4）采用CCA对沈阳市35种主要地面苔藓植物与环境因子间的关系进行了分析。根据环境因子的影响，将沈阳市主要地面苔藓植物分为两类。同时发现土壤含水量、乔木层郁闭度和人为干扰是影响沈阳市苔藓植物分布的主要因素。 （5）采用大气净度指数法（IAP）和重金属元素（Mn, Fe, Cu, Cr和Pb）化学分析法对沈阳市的大气质量进行了监测。结果表明市区污染远重于郊区，市区西部污染重于东部，南部重于北部；各区以Pb污染最为严重，值得重视。同空气污染指数（API）进行比较，发现IAP与Cu、Pb和API之间具显著负相关性，说明随着重金属含量和API值的升高，IAP值降低，即苔藓植物的种类和盖度下降。以IAP值为自变量，API值为因变量，建立了回归方程y=-0.914x+101.849，进一步说明了IAP值与API值之间的关系。

普定县石漠化景观变化分析

以贵州为中心的西南喀斯特山区的石漠化与西北区的沙漠化，是我国实施西部大开发中面临的两大地域性环境问题。贵州地处西南喀斯特腹地，是我国石漠化分布面积最大、危害最严重的省份。加强石漠化研究、加快综合治理，既是西部大开发的战略需求、构建长江和珠江上游生态屏障的重要保证，更是实现西南喀斯特地区经济社会可持续发展的迫切需要。本研究选取普定县后寨河中下游地区，采用遥感影像数据，定量分析了1973-2004年31年间的景观格局变化，并对引起景观变化的误差来源进行了探讨。得出以下结论： (1)研究区水田、旱地始终占据优势地位，构成了以水田、旱地为基质，其它景观类型镶嵌其中的格局。采用景观格局指数方法分析景观格局变化，31年间景观变化不大，表现为有林地面积持续减少，旱地变化较复杂，草地、灌木林地、有林地三者之间双向转化明显。 (2)后寨河流域中下游地区山地众多，本研究将地形坡度分为三类五级：缓坡<10°；中坡包括10°~17.5°；17.5°~25°；25°~35°；陡坡>35°。计算不同坡度等级上景观类型的变化量和面积变化百分比，<10°地形上表现为建成地大面积扩张，达到35.5%，10°~17.5°，17.5°~25°，25°~35°三个坡度级上裸岩面积百分比增加甚至达到10倍以上。中坡、陡坡度上人为的还林还草、毁林毁草活动与自然的生态系统逆向演替并存。 (3)依据Costanza等人对全球不同生态系统类型服务功能价值测算结果的比例关系，分析景观变化的生态效应，后寨河流域中下游地区土地利用生态价值整体属于中等偏低。 (4)Kappa指数系列计算不同空间分辨率的影像解译精度，1973-1987年间景观变化相对较大，因不同空间分辨率影像造成的解译误差、遥感数据处理过程中引入的误差，对景观格局变化结果起到干扰作用。分别计算真实景观表面积与地图投影面积，不同空间分辨率影像的景观类型面积考虑坡度的情况下，与地图投影面积相比，增幅变化不大，表明各期影像空间分辨率对地形起伏造成的误差不明显。不同解译者结果比较显示，误差主要发生在地物边界的确认和类型辨识上。 (5)定性分析土地利用类型划分、遥感影像解译方法选择和景观指数选择引入的误差。尽管遥感数据来源不同、分析方法不同，产生的误差也不同，但最终结果都通过土地利用类型图反映出来。所以当前最现实的可能性是提高遥感数据的分类准确度。 本文基于遥感、地理信息系统，采用景观格局指数分析方法对普定县后寨河流域中下游地区1973-2004年景观变化进行研究；并通过定性定量结合方法，分析景观变化结果的误差来源，对景观格局空间分析的准确性这一热点问题做了一定的探讨。

荧光原位杂交技术对土壤石油降解菌的检测

微生物修复是石油污染土壤修复的主要方法之一，但是对修复过程中微生物的检测却是其主要限制因素，传统的检测方法存在很大的局限性，而荧光原位杂交技术结合了分子生物学的精确性和显微镜的可视化信息，可较为精确快速的对微生物进行定性和定量测定。 实验中利用辽河油田污染土壤中筛选纯化的高效石油降解菌，以原油为碳源，考察不同菌株处理后的去除率变化。发现有8株菌：B101、B381、B0502、B25 、B64、B2001、B2003、B18，在14 d内对石油的降解率都在20%以上，且族组分分析结果显示，被降解部分主要是烷烃和芳烃。经鉴定，此8株菌均为杆菌。 同时，对5株石油降解菌标准菌株（铜绿假单胞菌、巨大芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、苏云金芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌）在基因库中比对，核苷酸同源性显示其相似性均在98%以上，因此针对其16S rRNA设计寡核苷酸探针。 将上述5种探针应用于荧光原位杂交实验，分别作用于8株降解菌和5株标准菌株，得出5种探针均符合特异性标准，仅地衣芽孢杆菌探针与B381之间有特异性荧光反应。添加B381（地衣芽孢杆菌）于泥浆反应器中降解石油烃。鉴于石油污染土壤的复杂组成，检测泥浆反应器中地衣芽孢杆菌的FISH条件优化结果为：样品固定时间17 h，杂交温度46 ℃，杂交时间3 h，杂交液中去离子甲酰胺浓度35%，冲洗缓冲液中与去离子甲酰胺对应的NaCl的浓度88 mmol∙L-1。运用上述FISH技术监测生物泥浆反应器中地衣芽孢杆菌量的变化，得出地衣芽孢杆菌的浓度在第5天达到最大，同时对泥浆反应器中去除率进行测定，前5天菌对原油的去除速率也最高，前8 d是石油烃被去除的主要作用阶段。微生物的数量变化和原油的去除率进行比较，两者的变化情况符合微生物降解石油的趋势，为监测含油污泥中微生物的变化提供了一种可行的技术。

植物修复镉-多环芳烃污染土壤强化措施研究

本论文以镉超富集植物龙葵(Solanum nigrum L.)为材料，研究化学强化剂对龙葵修复镉-多环芳烃复合污染的作用，并对筛选出的强化剂在不同浓度水平镉-多环芳烃复合污染土壤的适用性进行研究，以期为镉-多环芳烃复合污染土壤的植物修复强化技术提供理论指导。 （1）采用室内盆栽试验的方法，研究外源半胱氨酸、谷氨酸、甘氨酸及其复合处理对超富集植物龙葵修复镉-多环芳烃复合污染土壤的影响。试验表明，各浓度水平的单因素处理对植物株高及地上部干重并没有显著影响（p>0.05），而复合处理则具有显著的促进作用(p<0.05)。各处理能够显著增强龙葵对镉的吸收和富集能力，其中半胱氨酸处理使重金属提取率分别达到1.80%及1.83%，与对照相比提高1.80及1.83倍。研究发现甘氨酸、谷氨酸及半胱氨酸复合处理能够促进镉及多环芳烃在土壤环境中的去除作用，且0.3mmol•kg-1甘氨酸+0.3mmol•kg-1谷氨酸+0.3mmol•kg-1半胱氨酸处理效果最佳，与对照相比龙葵地上部Cd含量增加2.26倍，土壤多环芳烃总量的去除率提高5.46倍。 （2）采用室内盆栽试验的方法，研究EDTA、水杨酸、TW80及其复合处理对超富集植物龙葵修复镉-多环芳烃复合污染土壤的影响。研究发现，单因素EDTA处理对龙葵具有很强的植物毒性作用，显著降低了龙葵地上部干重(p<0.05)。水杨酸及TW80处理促进了土壤中多环芳烃的生物降解作用，其中以0.9mmol•kg-1水杨酸处理效果最佳，芴、苯并(a)蒽、 、苯并(b)荧蒽、苯并(a)芘及苯并(g,h,i) 的降解率分别达到52.3、35.1、60.7、54.5、69.3及68.8％。此外，研究结果显示水杨酸对龙葵地上部提取镉总量具有很好的促进作用，即水杨酸处理能够促进污染物镉和多环芳烃的在土壤环境中的去除作用。 同样，复合处理0.1mmol•kg-1EDTA+0.5mmol•kg-1TW80和0.5mmol•kg-1EDTA+0.3mmol•kg-1水杨酸对以上两种污染物的去除均有很好的促进作用，表明在化学强化剂的协助条件下利用超富集植物修复重金属和有机复合污染土壤是可行的。 （3）采用室外盆栽试验的方法，研究化学强化剂0.1mmol•kg-1EDTA、0.9mmol•kg-1半胱氨酸、0.9mmol•kg-1水杨酸、0.3mmol•kg-1TW80及其复合处理对不同类型的镉和苯并(a)芘土壤修复适用性进行研究。研究发现，高浓度镉和苯并(a)芘对其在土壤环境中的去除产生抑制作用，其抑制强度随浓度的升高而增强。研究结果显示，不同类型的污染土壤对化学强化剂的需求不同，当土壤投加5mg•kg-1Cd时，EDTA+半胱氨酸及EDTA处理对龙葵吸收镉具有显著的促进作用，而土壤镉投加浓度为15mg•kg-1Cd时，仅EDTA+半胱氨酸处理的促进效果最佳；当土壤投加1mg•kg-1Bap时，水杨酸+TW80处理能够显著增强Bap的降解作用，而土壤投加2mg•kg-1Bap时，TW80处理的强化效果最佳；当土壤投加5mg•kg-1Cd和1mg•kg-1Bap时，水杨酸+TW80+EDTA处理对土壤中两种污染物去除均有很好的促进作用，而土壤投加15mg•kg-1Cd和2mg•kg-1Bap时，半胱氨酸+TW80处理效果最佳。

长期施肥黑土有机磷组分的31PNMR研究

有机磷是植物和微生物的重要磷源，其各化合物含量组成在一定程度上可反映土壤供磷情况。31P 核磁共振谱仪（31P NMR）通过监测核磁共振频率可以将有机磷不同组分加以区分，是测定土壤有机磷组分的理想工具。本文以吉林省公主岭市不同施肥处理（不施肥处理Control；无机肥处理NPK；有机肥处理M1 、M2；有机无机配施处理M1+NPK、M2+NPK）的长期试验地典型黑土为研究对象，对其有机磷组分应用31P NMR技术进行了研究。结果发现： 1、上机样品的浓度对谱图的影响大，同一批样品需按照同一方法配制，且浓度不是越高越好。冻干前浸提液不中和，试验中未发现磷酸二酯，土壤的NaOH-EDTA浸提液在冷冻干燥前中和，可以减少磷酸二酯的水解；土壤全碳对实验谱图的分辨率有较大的影响。 2、Control处理和NPK处理磷酸单酯含量占浸提液全磷量的比例最高，分别为41%和38%，M2 + NPK处理比例最低为13% 。肌醇六磷酸盐含量占总有机磷量的比例在7% ～ 28%之间，Control处理最高，显著高于NPK处理、M1处理、M1 + NPK处理和M2 + NPK处理。土壤焦磷酸盐含量占浸提液全磷含量比例为0.01% ～ 0.31%，施有机肥处理土壤焦磷酸盐含量显著高于Control处理和NPK处理。 3、土壤浸提液冷冻干燥前中和，测定结果均发现胞壁酸（属磷酸二酯）的峰，中和后的测定磷酸二酯含量占浸提液全磷量的比例在0.53%和3.75%之间；且在Control处理发现-5.28ppm、-26.19ppm和-27.54ppm处发现三个未知峰；Control处理未知化合物占总有机磷的比例为0.35%。

单季稻水田生态系统水量平衡及节水研究

本文通过观测确定了水稻生长季蒸发蒸腾量和水面蒸发量的相关关系，并利用这一关系和水量平衡原理，评估了下辽河平原地区单季稻水田生态系统的水量平衡情况；试验研究了保留犁底层、深翻打破犁底层和30cm土底层下铺设塑料地膜与育秧膜四种土壤处理措施的稻田生态系统水量平衡的特征和水分利用效率。研究表明，北方单季稻水田生态系统的蒸发蒸腾量和水面蒸发量呈良好的线性关系；用此关系估算下辽河平原各水稻灌区的蒸发蒸腾量变化规律为：营口>盘锦>辽阳>铁岭>沈阳。下辽河平原地区水稻生长季的总用水量为1773.4～2194.3mm，其中降水占总用水量的27.2%～35.8%，其余水量依靠灌溉供给，平均每亩灌水量在1138.9～1597.6mm之间，南部滨海灌区高于中部地区。除蒸发蒸腾损失外，下辽河平原地区水田总用水量的65%～72.3%由渗漏损失，该区总体的渗漏特征是中部高于南部的北部。在沈阳郊区潮棕壤条件下进行的第三年实验结果表明，与保留犁底层处理相比，深翻处理渗漏水量多18.7%；地膜处理与保留犁底层处理的渗漏水量基本持平；育秧膜阻渗处理的渗漏水量少29.4%。显然，犁底层具有保水作用，深翻打破犁底层加剧稻田水分渗漏；地膜阻渗效果已不明显，而育秧膜仍具有明显的阻渗节水效果。

辽西地区油松纯林结构调整的研究

本文通过对辽西地区现有的47.1万hm~2油松林的广泛调查研究，探索出油松纯林结构调整的三种模式，即：人促更新调整模式（I）、镶边补空调整模式（II）和带状皆伐改造调整模式（III）。首次提出了辽西地区油松林结构调整全理林分油松所占的比例、皆伐带的宽度、镶嵌斑块的面积等数量指标。即当油松纯林集中连片的面积在10－15hm~2以上时，应进行调整；调整时，油松所占的最适比例为35％左右；在实行III模式调整时，最适带宽为12－30m，有时可加大到50m；实行II模式调整时，油松镶嵌斑块的最适面积为1－3hm~2左右，砍伐的油松斑块面积在 3hm~2以下。油松纯林经调整后，其林分的水源涵养能力、土壤肥力状况、林木生长量、抗虫效应、物种多样性等都有较大改善，尤其是固 N 树种的应用，效果更加明显。调整后的林分与油松纯林比可增各种效益达 7.4万元／hm~2·a。

木霉的种间融合重组及生物学特性研究

本文利用原生质体融合技术，以四株营养缺陷型突变株（康宁木霉UV2－1、UV2－15、绿色木霉UV2－11和另一木霉菌株UV2－2）为亲本进行种间融合重组。研究了原生质体形成和再生的最适条件及高产的重组菌株筛选的方法。筛选到了一株优良的融合株F1－18，它固体发酵稻草粉产生的滤纸酶活（FPA）、Cx酶活、Cl酶活和β－葡萄糖苷酶活分别为1148、5705、6042和1036 U/g基质，分别是其双亲－康宁木霉F224和绿色木霉F264－的1.86、1.38、1.95、1.52倍和9.10、6.78、4.79、0.85倍。对F1－18的生物学特性进行了研究。经菌落形态观察、分生孢子大小及其DNA含量测定，认定它为单倍性重组体。经非特异性酯酶和过氧化物酶同工酶酶谱分析及纤维素酶SDS－PAGE电泳图谱分析表明，它既有与双亲共有的谱带，也有它独有的谱带，说明在融合－分离过程中，发生了基因重组和基因突变，产生了新的蛋白组分。与生产用菌SN9706相比，F1－18固体发稻草粉产生的滤纸酶活提高了39％，β－葡萄糖苷酶活提高了86％。在固体发酵玉米秸粉时也获得较高的纤维素酶产量，具有广泛的应用前景和推广价值。F1－18的最适产酶条件为：培养基起始PH值为5.5 ～ 6.0，培养基中加2.5 ～ 3倍于原料的水，28 ～ 30 ℃发酵4天，培养基中添加0.35%脲和0.35% KNO3，最高酶产量可达滤纸酶活1347 U/g基质。

长白山阔叶红松林林冠/大气、土壤/大气生态界面结构及主要交换过程

界面生态学是一门新兴的生态学分支学科，其主要任务是以系统的生态界面为研究对象，研究其结构功能，重点解决界面生态过程的动力学机制。本文以长白山阔叶红松林为例，解决了林冠／大气、土壤／大气生态界面结构和过程的动态监测技术，建立了土壤／大气和林冠／大气生态界面诊断方法，刻画了其平均结构与时空特征；使用图示技术和子波辨识方法分析了林冠／大气生态界面交换的主要过程一相干结构的时空结构、碎发规律及其表现；初步分析了生长季节土壤／大气生态界面交换机制。林冠／大气生态界面核心区域为16一32m；界面上界变化最大，下界变化很小，生长季节尤为如此；界面呈不对称结构，大气系统一侧厚度大于冠层一侧；生长季节的界面厚度大于非生一氏季节；界面结构有显著日动态。相干结构主要周期30一60秒：水平尺度约为1一5倍平均冠层高度；碎发周期和碎发频率随冠层整体风速切变增大逐渐趋近于常数：20s，50次／半小时；80%以上的相干结构可以影响整个林冠流场，生长季节只能在生态界面内发挥重要作用，刘·交换的贡献率在70％以上，入侵概率在50％以上；3m处的入侵概率仅为0.05%，对动量和感热输运贡献率仅为35%和10%。土壤／大气生态界面的核心范围为。一0.5m，土气界面处的物质能量输运以局地湍流输送为主体。

维生素C二步混菌发酵中L-山梨糖脱氢酶的研究

以氧化葡萄糖酸杆菌和巨大芽孢杆菌混合培养物的无细胞抽提液建立了Vc二步发酵离体实验系统.反应体系中加入山梨糖在pH7.0,35℃下保温24h，2-酮基-L-古龙酸（2KGA）生成.巨大芽孢杆菌胞外活性物质对离体系统的产酸没有影响，一定量的L-山梨糖脱氢酶可促进产酸.从氧化葡萄糖酸杆菌细胞质中分离纯化出L-山梨糖脱氢酶.L-山梨糖脱氢酶酶活与2KGA的形成呈正相关：L-山梨糖的转化是在细胞内进行的;亲缘关系相差甚远的伴生菌均能促进小菌产酸，且“伴生”效率相近;伴生菌通过促进产酸菌生长和提高其L-山梨糖脱氢酶比活力而提高发酵系统中L-山梨糖脱氢酶总活力，并且通过促进产酸菌合成新的RNA而增强其代谢力，从而促进产酸;通过对不同发酵时间L-山梨糖脱氢酶酶活及2KGA累积量的比较表明，此酶可作为生产上2KGA生成的实时监控的指示酶;环境因子通过提高酶活力促进产酸.