栉孔扇贝和海湾扇贝免疫防御特性的比较研究

贝类养殖作为我国传统的海水养殖产业，在我国沿海地区的经济发展中起重要作用。但由于近年来养殖扇贝病害的不断发生，不仅造成了巨大的经济损失，而且直接威胁到现有养殖产业的生存和发展。目前认为，机体抗病能力的下降是发生流行性死亡的主要原因之一。因此，深入研究扇贝免疫防御特性，能更好地了解和解决贝类养殖中的病害问题。本文比较了健康状态和重金属污染以及高温胁迫下海湾扇贝和栉孔扇贝部分免疫指标的变化，并对同龄不同大小的栉孔扇贝的部分免疫指标进行了比较，以期更好的了解贝类的防御机制，为扇贝病害防治提供资料。研究结果如下: 用流式细胞仪技术对血细胞死亡率、细胞吞噬率和呼吸爆发进行了测定，发现健康状态下两种扇贝的细胞死亡率相差不大，海湾扇贝为4.83%，栉孔扇贝为4.95%；细胞吞噬率差异显著(P<0.05)，海湾扇贝为26.73%，栉孔扇贝为19.89%；呼吸爆发的基础值相差也不大，海湾扇贝为1.94，栉孔扇贝为1.56。另外用免疫化学方法对健康状态下栉孔扇贝和海湾扇贝血淋巴和肝胰腺中SOD、ACP活性和MDA含量也进行了测定与比较。发现在血淋巴和肝胰腺中，两种扇贝SOD活性均存在显著差异(P<0.05)，其中海湾扇贝分别为995.43和113.99，栉孔扇贝分别为446.64和40.6；血淋巴和肝胰腺中ACP活性差异显著(P<0.05)，海湾扇贝分别为90.19和432.36，栉孔扇贝分别为73.26和146.63；血淋巴中和肝胰腺中MDA含量差异不显著(P>0.05)，海湾扇贝分别为3.37和92.46，栉孔扇贝分别为2.17和28.96。实验结果说明，海湾扇贝对细菌等异物的吞噬和杀灭能力以及机体自身的抗氧化能力高于栉孔扇贝，这为海湾扇贝比栉孔扇贝具有更高的抗逆性提供了证据。 用相同的方法对不同浓度(0, 0.2, 0.3, 0.5 mg L-1) Pb2+溶液浸泡后的栉孔扇贝和海湾扇贝的血细胞死亡率、细胞吞噬率和呼吸爆发进行了检测，同时测定了Pb2+处理后肝胰腺中SOD、ACP活性和MDA含量的变化。结果表明，栉孔扇贝的血细胞死亡率与对照组相比有上升趋势，且随着Pb2+浓度的增加而显著增加，而海湾扇贝在相同条件Pb2+的胁迫下，血细胞的死亡率明显低于栉孔扇贝。栉孔扇贝各实验组细胞吞噬率均低于对照组，而海湾扇贝在低浓度的Pb2+浸泡后，细胞的吞噬率与对照组相比有所降低，但随着浓度的继续增加，细胞的吞噬率反而上升，甚至略高于对照组。栉孔扇贝血细胞的呼吸爆发在Pb2+胁迫后较对照组有所升高，但随着浓度的增加，呼吸爆发有下降的趋势，而海湾扇贝的呼吸爆发随着Pb2+浓度的增加而显著增加。对两种扇贝体液免疫指标的测定发现，各实验组SOD的活性均比对照组高，且海湾扇贝的SOD活性高于栉孔扇贝；随着Pb2+浓度的增加，各实验组ACP的活性一直呈上升趋势，且海湾扇贝的ACP活性也高于栉孔扇贝；Pb2+处理后MDA的含量均显著增加，其中栉孔扇贝MDA含量的增幅明显高于海湾扇贝。该结果说明，Pb2+对两种扇贝的免疫系统都有一定的影响，但相同剂量的Pb2+对两种扇贝的毒害程度不同，海湾扇贝对Pb2+的耐受性似乎高于栉孔扇贝。 对海湾扇贝和栉孔扇贝的升温刺激实验发现，当养殖水体的温度从18℃缓慢升高到30℃后，栉孔扇贝在第三天开始出现大量死亡现象，而海湾扇贝未出现死亡。因而本文只对升温前后的海湾扇贝进行了细胞死亡率、吞噬率和呼吸爆发的测定和比较。结果发现，与升温前相比，血细胞的死亡率在温度升高后略有增加，但差异不显著(P>0.05)；而细胞吞噬率在温度升高后显著下降；通过对呼吸爆发积聚的活性氧（Reactive Oxygen Species，ROS）的测定发现，升温后血细胞的ROS含量显著高于升温前(P<0.05)。该结果表明，高温会影响血细胞的功能，使机体的免疫防御能力下降，从而导致病害的发生。 另外，本文对同龄不同大小的栉孔扇贝的血细胞吞噬率以及血淋巴和肝胰腺中SOD、ACP活性和MDA含量进行了测定与比较。结果发现: 小扇贝的血细胞吞噬率略高于大扇贝，分别达到了22.82和20.96；在血淋巴及肝胰脏中，两组扇贝SOD酶的活性均差异显著(P<0.05)，小扇贝分别为613.88和102.01，大扇贝分别为356.15和50.22；血淋巴中小扇贝ACP的活性极显著的高于大扇贝(P<0.01)，分别为44.3和2.91，但肝胰腺中大扇贝和小扇贝ACP的活性相差不大，大扇贝为455.75，小扇贝为485.33；大扇贝和小扇贝血淋巴和肝胰脏中MDA含量相差不大，大扇贝分别为2.67和31.83，小扇贝分别为3.17和35.33。该结果说明，小扇贝对细菌等异物的吞噬和杀灭能力以及机体自身的抗氧化能力高于大扇贝，这为生长与抗逆性相颉抗提供了依据。

皱纹盘鲍的遗传育种与养殖技术研究

优良的种质是产业发展的重要保证，品种更新和养殖技术的发展已经给世界农业带来了令人瞩目的成就，然而我国水产生物的育种工作刚处于起步阶段，而育种技术的研究则更是滞后。借鉴陆生生物中发展起来的相对成熟的研究方法，可以帮助加快海洋生物遗传育种相关研究的进度。本研究以我国北方海区重要的海洋经济动物－皱纹盘鲍为研究对象，从表型遗传、数量性状遗传等2个方面开展了皱纹盘鲍的遗传育种研究，同时从幼鲍培育密度与分选效应等方面研究了皱纹盘鲍的中间培育技术。 主要结果如下： 1. 皱纹盘鲍的贝壳颜色遗传、食物对贝壳颜色表现型的影响，贝壳颜色与生长速度间的关系 将贝壳颜色为橘红色（O表型）的突变型皱纹盘鲍与贝壳颜色为绿色（G表型）的野生型皱纹盘鲍进行了连续2代的交配实验。结果表明：皱纹盘鲍橘红色的贝壳颜色相对于绿色的贝壳颜色为隐性性状，皱纹盘鲍的贝壳颜色表型受单位点、2个等位基因遗传控制，其中基因型为oo的个体，贝壳颜色的表现型为橘红色（O表型），而基因型为GG或Go的个体，贝壳颜色的表现型为野生型（G表型）。 为探讨食物类型对不同基因型皱纹盘鲍贝壳颜色表现型的影响，对不同贝壳颜色表型的个体投喂不同种类的食物，结果表明，除遗传因素外，皱纹盘鲍的贝壳颜色表现型显著地受食物类型的调控。其中oo基因型的个体，在摄食底栖硅藻（Navicula sp.）和红藻时，贝壳颜色的表型为橘红色；而在摄食褐藻、绿藻和以海带粉为唯一海藻源的人工配合饵料时，贝壳颜色的表型为黄色。GG和Go基因型的个体，在摄食底栖硅藻、红藻时，贝壳颜色的表型为褐红色；在摄食褐藻、绿藻和以海带粉为唯一海藻源的人工配合饵料时，贝壳颜色的表型为绿色。该结果表明，相同基因型的皱纹盘鲍在摄食不同类型的食物时，贝壳表现型不同，即不同类型的食物可以导致2种基因型皱纹盘鲍的贝壳颜色表现型在一定范围内发生转换：oo基因型的个体，贝壳的颜色可以表现为橘红色或者黄色，不会出现野生型皱纹盘鲍的褐红色或绿色；而GG与Go基因型的个体，相应的贝壳颜色表型只能是褐红色或者绿色，不会出现oo基因型可能表现的橘红色或黄色。特定基因型的皱纹盘鲍，在摄食特定类型的食物时贝壳的相应部位可表现出特定的颜色。皱纹盘鲍的这种“食物－贝壳颜色”的相关性可作为一种形态标记，用于标识皱纹盘鲍的个体和群体，该标记技术可用于皱纹盘鲍的养殖技术和遗传学研究。 此外，选用了贝壳颜色遗传学实验中建立的贝壳颜色发生分离的家系为实验材料，以壳长为指标，分析比较了来自相同家系的O表型与G表型个体之间的生长速度。结果表明，在幼鲍发育至412天止的3-5个统计时段内，没有在同一家系来源的2种贝壳颜色表型个体之间检验到生长速度的显著差异。 2. 皱纹盘鲍不同选育群体及杂交群体的贝壳形态参数分析 在皱纹盘鲍的7个群体中（包括已经对生长速度为指标进行了多代人工选育的群体4个、野生群体之间直接杂交繁育的杂交F1群体3个），测量了4-6龄成体样本的壳长（L）、壳宽（W）、壳高（H）和壳重（Sw），并计算了L/（L+W+H）、W/（L+W+H）、H/（L+W+H）和Sw/（L×W×H）等4个壳形态学参数。用方差分析方法（MANOVA、ANOVA）统计并比较了这些壳形态参数在皱纹盘鲍群体间的遗传变异。结果表明，4个壳形态参数在不同群体间变异系数分别为0.34、0.74、2.62和6.54，其中，H/（L+W+H）与Sw/（L×W×H）在各供试群体间均具有较高的多态性且差异达显著水平，表明这2个参数在不同群体间存在较高的遗传变异。由于在活体情况下无法测量壳重（Sw）性状，建议以参数H/（L+W+H）为指标对皱纹盘鲍贝壳形态（如壳型）等进行人工选择。 3. 皱纹盘鲍成体阶段生长性状的遗传参数估计 采用巢式设计，分析了成体阶段不同发育期皱纹盘鲍的壳长与生长速率的遗传力、不同发育期的壳长性状之间的遗传相关、以及不同发育期的生长速率之间的遗传相关，结果表明：（1）壳长遗传力在受精后第70 、130、320、320、380、490与550天的雄性组分估计值分别为0.161 ± 0.075、0.312 ± 0.131、0.326 ± 0.331、0.135 ± 0.228、0.153 ± 0.185和0.180 ± 0.106；雌亲组分估计分别为0.312 ± 0.172、0.699 ± 0.168、0.695 ± 0.168、0.977 ± 0.407、0.427 ± 0.195和0.449 ± 0.027。（2）生长速率遗传力在受精后第320~380天、490 ~ 550天，雄、雌组分估计值分别为0.080 ± 0.120（雄）、 0.210 ± 0.191（雌）以及0.299 ± 0.146（雄）、0.306± 0.148（雌）。雌亲组分的壳长遗传力和生长速率遗传力估计值较大且均达显著水平，表明皱纹盘鲍在成体阶段依然受母性效应的影响。成体阶段生长性状遗传力水平的估计对制定科学的皱纹盘鲍育种方案有指导意义。（3）雄亲组分估计的不同发育期（第390 ~ 550天）壳长间遗传相关为0.597 ~ 1.000，雌亲组分估计为0.589 ~ 1.177。由雄亲、雌亲组分估计，受精后第320~380天与第490 ~ 550天两个发育阶段生长速率间遗传相关均接近于0。雌亲组分估计不同发育期壳长间遗传相关均达显著水平（t0.05, d.f.=13 = 4.33 ~ 11.69，P<0.01），表明壳长性状早期选择有效，即在皱纹盘鲍早期阶段依据壳长性状对个体进行择优或去劣可在后期阶段获得壳长较大的个体。由于使用的雄亲数目少（8个父系半同胞），实验中以雄亲组分估计的遗传参数误差较大。 4. 皱纹盘鲍选育系间的群体杂交 进行了皱纹盘鲍4个人工选育系之间的完全双列杂交实验，以群体交配的方式共建立了16个组合；此外，以大连“98”选群与汕头“S”选群为亲本，以群体交配的方式建立了4个交配组合。对不同方向的杂交组合进行了中亲杂种优势、超亲杂种优势以及配合力等方面的评价。 （1）测量了4个选育群体（R、97、S和J）及其各杂交组合在受精后第9、20和30天时的壳长，统计分析了不同选育系间壳长性状的差异、评价了不同方向杂交组合的中亲与超亲杂种优势、以及配合力。结果如下： 选育系群体内交配繁育的4个组合，在受精后第9、20和30天的壳长均有显著差异，其中，97  97组合在早期发育各阶段均为最小，分别为0.462 ± 0.023mm、0.698 ± 0.057mm和1.476 ± 0.234mm；S  S组合的3次测量值均为最大，分别为0.522 ± 0.023mm、0.824 ± 0.084mm和1.798 ± 0.229mm。 两个方向杂交组合与选育系亲本群体内交配组合的平均值和高亲值比较，得到如下结果：（A）受精后第9天壳长表现正向中亲杂种优势的组合有6个、表现负向中亲杂种优势的组合6个，其中J  97组合的中亲优势率最高，为9.05%；R  S组合最低，为-6.61%。正向高亲杂种优势组合有4个、负向高亲杂种优势组合有8个，其中S  J组合的高亲优势率最高，为5.77%；R  S组合最低，为-7.96%。（B）受精后第20天壳长表现正向中亲杂种优势的组合有7个、表现负向中亲杂种优势的组合5个，其中J  97组合的中亲优势率最高，为12.60%；J  R组合最低，为-8.72%。正向高亲杂种优势组合有3个、负向高亲杂种优势组合有11个，其中J  97组合的高亲优势率最高，为12.20%；J  R组合最低，为-12.67%。（C）受精后第30天壳长表现正向中亲杂种优势的组合有7个、负向中亲杂种优势的组合5个，其中97  S组合的中亲优势率最高，为24.08%；S  97组合最低，为-12.69%。正向高亲杂种优势组合有6个、负向高亲杂种优势组合有6个，其中97  S组合的高亲优势率最高，为15.95%；S  J组合最低，为-19.44%。上述结果表明，皱纹盘鲍不同选育系之间的交配组合，杂种优势率差异很大，因此，通过组配实验，将杂种优势率高的交配组合选择出来应用于生产，可望显著提高目标性状的产量。 对早期发育阶段各生长期壳长性状，亲本一般配合力（GCA）、各杂交组合间特殊配合力（SCA）以及正反交（REC）效应值进行方差分析，结果表明：各亲本GCA差异显著，说明各选育群体存在显著的遗传差异，其中汕头选群“S”在测量的各个生长期均为正值且显著大于其它各亲本；特殊配合力（SCA）以及正反交（REC）效应值较大在各杂交组合间存在显著差异，说明在早期生长发育阶段非加性遗传效应（显性和上位效应）占主导地位。综合各个生长期亲本GCA和杂交组特殊配合力（SCA）以及正反交（REC）效应值，杂交组合97×S在早期生长阶段不仅有较高SCA值而且两个亲本也具有较大的GCA值，表明选育系97和S较适宜作为杂交亲本使用。 （2）大连“98”选群与汕头“S”选群进行2×2因子设计的群体杂交实验，比较了各交配组合早期存活相关性状如受精率、孵化率、变态率以及壳长性状，评价了两个方向杂交组合平均以及不同方向杂交组合的中亲杂种优势率。结果表明早期发育阶段各组合间的受精率无显著差异，而孵化率、变态率等两个杂交方向平均的中亲杂种优势率为5.49%与12.53%，高于壳长性状的优势率（0.936-1.534%）。方差分析结果表明不同方向的杂交组合在早期发育阶段存活相关性状以及壳长性状存在显著差异。孵化率、变态率性状，S×98的中亲杂种优势率分别为13.21%与21.10%，均高于98×S的-3.84%与3.85%；而第10和25d壳长性状，S×98的中亲杂种优势率为1.14%与-2.52%，低于98×S的1.93%与4.41%。 为进一步评价“98”选群与“S”选群不同交配组合在不同温度条件下的生长，进行了基因型与环境的互作研究。从“98”选群与“S”选群的4个交配组合中分别取5月龄幼鲍100头，各组合随机分成3组，每组1个重复，分别于12°C、16°C和 22°C温度条件下进行培育，比较各交配组合基因型与温度对幼鲍生长的影响。不同温度条件下，各组合壳长生长的方差分析结果表明，基因型和温度都能够对幼鲍生长以及最终壳长产生极显著的影响（P < 0. 01），它们的交互作用也达到显著水平（P < 0.05）。杂交子代的幼鲍壳长在12°C、16°C和 22°C温度条件下均表现出杂种优势，双向杂交的中亲杂种优势率分别为5.32%、5.55%和0.03%，表明低温条件（12°C），比高温条件（22°C）下有更强的杂种优势。汕头“S”选群的早期孵化率、变态率、生长性状以及低温条件下幼鲍生长性状的单亲杂种优势率分别为16.64%、42.49%、3.42~5.79%和5.73~9.15%，单亲杂种优势率较大，表明可通过杂交手段，显著地改良汕头“S”选群在早期发育阶段的生长速度、存活率以及幼鲍期的生长性状。本研究的结果支持了Lerner（1954）杂种优势的基因与环境互作学说。 5. 皱纹盘鲍幼鲍的中间培育技术研究 （1）对南方越冬方式的评价 目前，每年的11月前后，将6-7月龄幼鲍运往南方的闽东、闽中、闽南沿海越冬，翌年4月至6月再运回到北方（大连、山东半岛）的养殖模式已经普遍应用于皱纹盘鲍的实际生产，为评价南方越冬的幼鲍培育方式，本研究分别以不同幼鲍材料在闽东三都海湾进行了越冬培育实验。 选择生产上壳长分别为18.37 ± 1.28 mm、15.89 ± 1.10 mm、14.55 ± 1.10 mm与10.59 ± 0.84 mm的幼鲍进行了为期6.5个月的越冬培育，实验结束时，存活率分别为95.56 ± 2.21%、90.55 ± 1.96%、83.97 ± 1.63%与63.30 ± 2.79%。回归分析表明，供试幼鲍在实验起始时的壳长与越冬阶段的存活率成正相关（P = 0.018 < 0.05）。该结果表明，提高幼鲍的规格可显著提高皱纹盘鲍的越冬成活率，因此对于实际生产而言，采取适当措施提高皱纹盘鲍越冬苗种的规格将大幅增加生产的收益，而采用生长速率快的品种、品系或提早采苗均可实现该目标。综合各规格组幼鲍，幼鲍在南方开放性水域进行越冬培育的平均存活率较高，可达到91.38±0.01%，从幼鲍南方越冬的存活曲线可以看出，幼鲍的死亡主要集中在从大连运至福建某地后的15天内，出现死亡高峰的原因可能是由于运输过程的胁迫。此外，2月及4月中下旬水温出现显著降低或回升时也有较明显的死亡出现。该部分结果，对皱纹盘鲍幼鲍的养成管理有指导意义，可以通过合理安排越冬时间、避开死亡的敏感期等措施减少苗种越冬阶段的死亡量。 以中国大连野生群体繁育的子一代为亲本（10♀，10♂），以群体交配的方式繁育F2代个体为实验材料，分别于南方海区以及北方室内升温水方式下进行生长、存活比较，结果表明南方越冬培育方式下，幼鲍壳长的日增长率为81.37-108.89 µm•day-1，与北方室内升温培育条件相比，壳长生长提高了1.08 ~ 1.68倍；而存活率无显著差异。皱纹盘鲍幼鲍南方越冬方式的优势主要体现在鲍鱼幼鲍的生长速度加快，同时节约养殖场的能耗 （2）幼鲍培育过程中的养殖密度与分选效应评价 以3种规格皱纹盘鲍幼鲍为材料比较幼鲍在4个培育密度以及分选或混养条件下壳长的平均日生长及特定生长率。在南方越冬培育方式下实验进行106天，多因素方差分析结果表明实验初始幼鲍的壳长以及培育密度对壳长的生长有显著影响，而且密度效应在不同幼鲍起始规格组中有不同表现；分选没有能够提高不同规格组的生长。本研究的结果对皱纹盘鲍幼鲍的越冬培育有一定的指导作用。

海湾扇贝遗传图谱构建及壳色基因、生长相关QTL的定位研究

本研究利用AFLP和微卫星标记，以海湾扇贝杂交F1为作图群体，构建了海湾扇贝的遗传连锁图谱，并对壳色决定基因和与生长性状相关的QTL进行了定位。 共用55对AFLP引物组合对亲本和88个子代个体进行扩增，共得到了2424个位点，多态性位点为392个，占所有标记的16.17％。其中，母本标记121个，父本标记196个，共有标记75个。经卡方检验，共有331个标记（84.4%）符合孟德尔分离比，61个标记（15.6％）出现偏分离现象。偏分离标记中，36个（59％）为纯合子缺失。从35对微卫星引物中筛选出了10对多态性引物，得到了5个母本标记和6个父本标记。另外，将表现为质量性状的壳色标记作为形态标记一同进行连锁图谱构建。 分别利用母本和父本标记构建了海湾扇贝雌性和雄性连锁图谱。其中，共有包括109个AFLP标记、5个微卫星标记和1个壳色标记组成了雌性图谱的框架图，分布于16个连锁群。图谱总长度为338.8cM，平均间隔为5.29cM，图谱覆盖率为65.82％。雄性连锁图谱框架图共定位了186个标记，包括181个AFLP标记、5个微卫星标记，壳色标记未实现定位。图谱包括17个连锁群，总长度为780.3cM，平均间隔为6.56cM，图谱覆盖率为78.11％。通过SSR12位点的定位结果，可以将雌性图谱第7连锁群与雄性图谱17连锁群对应起来。 壳色标记定位在了雌性图谱第九连锁群上，说明橙色基因位点为杂合。我们将壳色基因命名为Orange1，两个标记——F1f335和D8f420与这一基因之间图距为0。在家系和群体中初步验证，这两个标记与壳色基因紧密或完全连锁。 共定位了16个与生长相关的QTL，它们分布于雌性图谱的2、3、5连锁群和雄性图谱的4、5、6、7、8连锁群上。每个QTL均发现了与其图距非常接近的分子标记（0.01-2.51％）。其中壳长、壳高、壳宽三个长度指标QTL成簇分布或部分重叠，可一同作为选择性指标，壳重和全湿重QTL位点也比较相近。只有软体部重位点单独分布，可能具有相对独立的遗传基础。

菲律宾蛤仔（Ruditapes philippinarum)能量代谢的研究

能量代谢指动物在进行生理活动(如摄食、消化以及动物的活动等)时所消耗能量的总和，一般以动物的呼吸率利排泄率来估计动物的能量代谢。其主要研究内容是闸明生物能量代谢的基木规律以及与环境闪子的关系。菲律宾蛤仔(Ruditapesphil ippmarum)是我国一种重要的养殖贝类，关于其能量代谢的研究却较少，这种状况妨碍了菲律宾蛤仔养殖生态理论的完善和养殖技术的提高。本研究主要对菲律宾蛤仔呼吸率和排泄率的基本规律(能量代谢与体重的关系、能量代谢的昼夜变化)及其与环境因子(饵料浓度、水温、栖息底质环境)的关系进行探讨。研究结果如下：1．不同体重菲律宾蛤仔代谢率小同。实验川菲律宾蛤仔分三种大小：l(干肉重为0．07-0．14g)、ll(干肉重0．27-0．34g)、III(干肉重0．45～0．63g)。温度包括：26℃(八月)、20℃(十月)、1 5℃(十二月)、9℃(一月)。实验共设四个饵料浓度：2．28±0．25，6．454±0．44，10．284±0．82，15．414±1．56mgTPM／L(TPM，总颗粒物)，饵料中POM(颗粒有机物)含量都为4．68±1．64 mg/L。常温下菲律宾蛤仔代谢率随着体重的增大而增大。15℃、20~C、26℃时蛤仔呼吸率与干肉重呈明显的幂函数关系R=aW~b，a值变动范围为0．1076-0．3309；b值变动范围为0．239l～0．8381；蛤仔排泄率与干肉重也呈明显的幂函数关系N=aW~b，a值变动范围为14．213～68．362：b值变动范围为0．3673-1．1 532。9℃(饵料浓度为2．28±0．25mgTPM／L)、20℃(饵料浓度为10．284-0．82mgTPM／L)、26℃(饵料浓度为6．454±0．44mgTPM／L)时不同体重蛤仔氧氮比差异显著，其它情况下不同体重蛤仔氧氮比差异不显著。2．常温下菲律宾蛤仔代谢率受饵料浓度的影响，不同大小蛤仔受饵料浓度的影响程度不同。I组蛤仔呼吸率受饵料浓度的显著影响，II组III组蛤仔呼吸率只在9℃(一月)和26~C(八月)时受饵料浓度的显著影响。26℃时影响最显著，26℃时I组蛤仔在饵料浓度为2．28±0．25，6．45±0．44，l0．28±0．82，15．4l±1．56mgTPM／L时呼吸率分别是O．086，0．146，0．073，0．093(mlO_2／h)；ll组蛤仔在上述浓度饵料中呼吸率分别是0．138，0．214，0．J 26，0．12l(mlO_2／h);III组蛤仔在上述浓度饵料中呼吸率分别是0．129，0．266，0．186，0．192(mlO_2／h)。菲律宾蛤仔呼吸率在饵料浓度为6．45±0．44 mgTPM／L时最高，蛤仔呼吸率在其它饵料浓度时都会降低。菲律宾蛤仔排泄率在饵料浓度为10．28±0．82 mgTPM／L和15．4l士1．56mgTPM／L时显著高于其它浓度组，9℃时这种趋势更明显，9℃时饵料浓度为2．28±0．25，6．454±044，lO．284±0．82，15．41±1．56mgTPM／L中I组蛤仔排泄率分别是4．297，2．874，8．003，6．658(μgNH_3-N／h)；II组蛤仔在上述浓度饵料中排泄率分别是4．011，3．609，10．427，12．732(μgNH_3-N／h)；III组蛤仔在上述浓度饵料中排泄率分别是2．28 l，6．452，10．283，15．417(μgNH_3-N／h)。3．菲律宾蛤仔代谢率受自然温度的显著影Ⅱ向。I组蛤仔在9℃、15℃、20℃、26℃时呼吸率平均为0．057，0．085，0．039，O．099；II组蛤仔在上述四个温度中呼吸率平均为0．08，O．128，0．089，0．149(mlO_2／h)，I组和II组蛤仔在9℃和20~C时呼吸率较低，在26℃时呼吸率最高。III组蛤仔在上述四个温度中呼吸率平均为0．09，O．1 59，O．143，O．193(mlO_2／h)，在9℃时llI组蛤仔呼吸率显著低于其它温度组。温度为9℃、15℃、20℃、26℃时l组蛤仔排泄率平均为5．458，13．169，4．946，11．138(μgNH_3-N／h)：II组蛤仔在上述温度中排泄率平均为7．695，23．578，8．319，23．90l(μgNH_3-N／h)；III组蛤仔在上述温度中排泄率平均为11．738，27．443，15．658，35．407(μgNH_3-N／h)，蛤仔排泄率在15℃和26℃时均高于9℃和20℃。4．摄食状态与饥饿状态菲律宾蛤仔代谢率有明显不同。26℃时蛤仔静止状态呼吸率平均为0．336(m102／g干重．h)，摄食状态呼吸率平均为0．656(ml0_2干重．h)，摄食状态呼吸率比静止状态平均升高了0 32(ml0_2／g干重．h)；26℃时蛤仔静止状态排泄率平均为39．471(μgNH_3-N／g干重．h)，摄食状态排泄率平均为88．08(μgNH_3-N／g干重．h)，摄食状态排泄率比静止状态排泄率平均升高了48．6(μgNH_3-N／g干重．h)。摄食状态代谢率平均是静止状态的2～3倍。根据摄食引起的呼吸率和排泄率升高量得出每氧化产生lμgNH_3-N需0_2量平均为7．05μl。5．人工控制温度对菲律宾蛤仔代谢率有明显影响。不同大小蛤仔受温度的影响程度不同。在温度5℃、10℃、l 5℃、20℃、26℃，I组和II组蛤仔呼吸率都随着温度的升高而升高，在10℃～l5℃和20℃～26℃这二个温度变化范围内呼吸率变化最大，在20℃～26℃时I组蛤仔呼吸率变动范围为O．85～1．04(m10_2／g干重．h)、II组蛤仔变动范围为0．57～0．86(ml0_2／g干重．h)。III组蛤仔呼吸率只在5℃～l0℃时明显增高，变动范围为0．09～0．5l(m10_2／g干重．h)，在10℃～26℃范围内变化不大。I组和II组蛤仔排泄率随着温度的升高而升高，变动幅度较大，在5℃～26℃范围内其排泄率变动范围为10．32～81．53(μgNH_3-N／g干重．h)；而 III组蛤仔排泄率只在5℃～15℃时随着温度的升高而升高，其排泄率变动范围为6．75～23．77(μgNH_3-N/g干重．h)，在15℃～26℃范围内几乎不变。III组蛤仔的适温范围比I组和II组蛤仔广。菲律宾蛤仔在5℃和10℃时氧氮比变化明显，变动范围为2．76～11．44，在15～26℃时变化不大。6．菲律宾蛤仔代谢率有明显的日节律性，呈正弦曲线型变化。蛤仔夜问代谢率明显升高。I组蛤仔夜间呼吸率平均为0．867(m10_2／g干重．h)，白天呼吸率平均为O．504(m10_2／g干重．h)；II组蛤仔夜间呼吸率平均为0．438(m10_2／g干重．h)，白天呼吸率平均为0．36l(m102／g干重．h)；III组蛤仔夜间呼吸率平均为0．409(m10_2／g干重．h)，白天呼吸率平均为0．252(m102／g干重．h)。在22：00-23：00菲律宾蛤仔呼吸率最高。7．底质环境对菲律宾蛤仔的代谢率有明显影响。在饥饿状态下菲律宾蛤仔在泥沙底质中呼吸率平均为l 406(m10_2／g干重h)，在无泥沙环境中呼吸率平均为O．963(ml0_2／g干重．h)；摄食状态下菲律宾蛤仔在泥沙底质中呼吸率平均为1．59l(m102／g干重．h)，在无泥沙环境中呼吸率平均为1．115(m10_2／g干重．h)。在饥饿状态下菲律宾蛤仔在泥沙底质中排泄率平均为78．934(μgNH_3-N／g 干重．h)，在无泥沙环境巾排泄率平均为45．043(μgNH_3-N／g干重．h)；摄食状态下菲律宾蛤仔在泥沙底质中排泄率平均为87．12l(μgNH_3-N／g干重．h)，在无泥沙底质中排泄率平均为58．354(μgNH_3-N／g干重．h)。蛤仔在泥沙环境中呼吸率和排泄率都明显升高。

黄海近岸海洋趋磁细菌的多样性研究

海洋趋磁细菌在黄海、东海的近岸海域沉积物中分布广泛，形态上以球菌为主，部分地区有杆菌、螺旋菌。在青岛汇泉湾发现大量的海洋趋磁细菌，趋磁球菌占优势，最大丰度可达105 cells/cm3。 透射电镜观察潮间带趋磁细菌以球菌或卵球菌占绝对优势；潮下带菌体形态多样，有球形或卵球形、长短杆状、弧状和螺旋状，其中球形或卵球形趋磁细菌占优势。电镜观察还发现磁小体的排列方式多样化，大多数呈链状排列，有单链、双链及多链，还有的呈环状或者成簇排列。磁小体的形态也多种多样，有正方体、棱柱体、立方八面体、子弹头状、片状和齿状。 PCR-RFLP分析RT收集潮间带得到的三个菌株同属于α-变形菌亚纲中的未培养的趋磁球菌，三者之间相似性都在98%以上，可能都属于同一个属。潮下带RT收集，测序分析得到10个菌株。发现9个属于α-变形菌亚纲，1个属于γ-变形菌亚纲，共有8个不同的属，优势种是MRT-81和MRT-82。目前尚未获得这些细菌的纯培养。 结合电镜观察的结果发现，潮间带形态单一，属于同一个属；潮下带形态多样，属于8个不同的属。电镜结果跟RFLP的结果一致。结合区域特点我们分析潮间带水深大约0.5-1 m，在大潮最低潮时可能暴露于空气中，且受潮汐的影响，物化环境变化较大。潮下带水深常年>2 m，物化环境比较稳定。这可能是造成两个区域多样性差别的主要原因。 我们得到的所有的序列与未培养和已纯培养的海洋趋磁球菌的16S rDNA相似性都不高于94%，两优势菌群与纯培养的MC-1相似性都不高于88%，可能为新发现的海洋趋磁细菌资源。

工业废羊毛酸解工艺条件选择

毛发蛋白盐酸水解提取胱氨酸时,温度、毛酸比、时间等因素影响到毛发蛋白的水解率和产品胱氨酸的总收率。通过正交试验法,进行了废羊毛酸解工艺参数的试验研究,确定了最佳酸解工艺参数为:温度105 ℃,毛酸比(W/ V) 1∶1.7 ,连续水解时间7.0 h。

氢化-AFS法测定青藏高原中草药中的微量砷、锑、硒和汞

本文研究了氢化物发生无色散原子荧光法测定青藏高原中草药中的微量砷、锑、硒和汞的方法。在选定的最佳工作条件下, 14种干扰元素的含量低于允许存在量, 不影响测定。检出限(μg/m L ) 为: A s1.3, Sb0.39, Se0.24, Hg0.44; 9次测定的相对标准偏差(% ) 为A s2.4～ 4.2，Sb2.5～ 5.6, Se3.1～ 5.0, Hg3.8～ 5.9。4个元素的回收率为94.7～ 105.4%。本方法简便, 快速、灵敏、准确, 成功地应用于青藏高原20余种中草药中A s、Sb、Se 和Hg 的测定

The effect of land management on carbon and nitrogen status in plants and soils of alpine meadows on the Tibetan plateau

Large-scale grassland rehabilitation has been carried out on the severely degraded lands of the Tibetan plateau. The grasslands created provide a useful model for evaluating the recovery of ecosystem properties. The purposes of this research were: (1) to examine the relative influence of various rehabilitation practices on carbon and nitrogen in plants and soils in early secondary succession; and (2) to evaluate the degree to which severely degraded grassland altered plant and soil properties relative to the non-disturbed native community. The results showed: (1) The aboveground tissue C and N content in the control were 105-97 g m(-2) and 3.356gm(-2), respectively. The aboveground tissue C content in the mixed seed treatment, the single seed treatment, the natural recovery treatment and the severely degraded treatment was 137 per cent, 98 per cent, 49 per cent and 38 per cent, respectively, of that in the control. The corresponding aboveground tissue N content was 109 per cent, 84 per cent, 60 per cent and 47 per cent, respectively, of that in the control. (2) Root C and N content in 0-20 cm depths of the control had an 2 2 average 1606 gm(-2) and 30-36 gm(-2) respectively. Root C and N content in the rehabilitation treatments were in the range of 26-36 per cent and 35-53 per cent, while those in the severely degraded treatment were only 17 per cent and 26 per cent of that in the control. (3) In the control the average soil C and N content at 0-20 cm was 11307 gm(-2) and 846 gm(-2), respectively. Soil C content in the uppermost 20 cm in the seeded treatments, the natural recovery treatment and the severely degraded treatment was 67 per cent, 73 per cent and 57 per cent, respectively, while soil N content in the uppermost 20cm was 72 per cent, 82 per cent and 79 per cent, respectively, of that in the control. The severely degraded land was a major C source. Restoring the severely degraded lands to perennial vegetation was an alternative approach to sequestering C in former degraded systems. N was a limiting factor in seeding grassland. It is necessary for sustainable utilization of seeding grassland to supply extra N fertilizer to the soil or to add legume species into the seed mix. Copyright (c) 2005 John Wiley & Sons, Ltd.

藻碳酸酐酶胞外酶活性对过渡金属响应的实验研究

Mn2+、Fe2+、Co2+、Ni2+、Cu2+、Zn2+、Cd2+对衣藻Chlamydomonas reinhardtii碳酸酐酶胞外酶(CAe)活性的影响研究表明,CAe活性对过渡金属的响应因金属种类的不同而不同;这些过渡金属影响CAe主要通过两个途径:直接与CAe作用和间接影响藻细胞内CAe的新陈代谢.

贵州喀斯特地区棕色石灰土与黄壤有机质剖面分布及稳定碳同位素组成差异

贵州位于全球最大的喀斯特生态系统一中国西南喀斯特生态系统的中心，由于受到亚热带季风气候的冲击和人类不合理社会经济活动的破坏，其喀斯特生态系统已出现不同程度的石漠化，尤以乌江流域最为严重。现已认识到石漠化是一种与脆弱生态地质背景和人类活动相关联的土地退化过程，而土壤退化是土地退化的核心部分。在土壤侵蚀与退化及全球碳循环的过程中，作为土壤重要组成部分和代表一个主要碳库的土壤有机质在生态系统中扮演了一个十分重要的角色，开展对喀斯特地区不同土壤有机质剖面分布及稳定碳同位素组成的研究，将有利于提高对流域土壤侵蚀与退化过程中有机质的生物地球化学循环的认识。本研究选择乌江流域喀斯特地区二种主要土壤类型石灰土和黄壤，根据土壤有机质含量和稳定碳同位素组成，结合土壤pH值、粘粒含量等分析结果，探讨了喀斯特山区石灰土和黄壤有机质的剖面分布和稳定碳同位素组成差异，旨在为喀斯特生态系统土壤有机质的生物地球化学循环研究提供基础资料.

贵阳市大气总悬浮颗粒物(TSP)的化学特征及其影响因素研究

气溶胶对气候和人类的健康都有重要影响。因此，研究大气总悬浮颗粒物（TSP）的化学组成和物理特性对更深入地了解气溶胶对气候和人类健康的影响具有重要意义。贵阳是中国受燃煤污染比较严重的城市之一，大气中高含量的SO2是其最明显的特征。尽管最近几年空气质量有所改善，但是该区的大气污染问题还比较严重，空气质量仍然不容乐观。我们于2005年1月1日到2005年12月31日在中科院地球化学研究所内全年采集总悬浮颗粒物（TSP）样品，分析测试了其主要无机离子（F-、Cl-、SO42-、NO3-、NH4+、K+、Na+、Ca2+和Mg2+）的化学性质，并结合当地的气象参数（温度，风速，降雨量和相对湿度）系统地研究了TSP及其水溶性无机离子的季节变化特征。本论文的主要结论有： 1. TSP的浓度变化范围为36.91～313.44µg/m3，年均值106.60µg/m3；各离子摩尔浓度的大小顺序为：SO42-> NH4+> Ca2+ > NO3-> K+ > Na+ > Cl- > Mg2+ > F-；SO42- (23.04±12.16µg/m3)和NH4+(3.05±2.23µg/m3)是最主要的离子，分别占总离子摩尔数的37％和30％。TSP及其组分都有明显的季节变化，TSP、Cl-、SO42-、NO3-、NH4+、K+、Na+、Ca2+和Mg2+浓度的冬/夏比值分别为:1.29、5.23、1.35、2.37、1.73、1.22、1.84、1.23和1.02。 2. 温度对TSP及其水溶性无机组分的影响呈现一定的季节变化模式，冬天随温度的升高TSP及其水溶无机组分的浓度也升高，夏天随温度的升高TSP及其水溶性无机组分的浓度降低。但是从全年来看，温度与TSP及其水溶性无机组分之间有弱的负相关性，即随温度的升高，TSP及其水溶性无机组分的浓度有不同程度的下降。相对湿度与TSP及其水溶性无机组分之间存在明显的负相关关系，即随大气相对湿度的增加，TSP及其水溶性无机组分的浓度下降。在相对湿度与TSP及其水溶性无机组分浓度的日变化图中表现为相对湿度的波谷与TSP及其水溶无机组分的浓度的波峰相对应。风速与TSP及其水溶无机组分的浓度之间呈现弱的负相关性。在贵阳，风速对TSP及其水溶无机组分的影响主要表现为扩散作用和稀释作用，由风速导致的尘土再悬浮作用并不明显。雨量对TSP及其水溶性无机组分的影响主要是湿清除作用，具体表现为无雨天TSP及其水溶性无机组分的浓度较雨天高。影响TSP、Ca2+、Mg2+和F-的主要气象参数是相对湿度(RH)和风速，影响SO42-、NO3-、NH4+和Cl-的主要气象参数是温度。 3. 贵阳大气总悬浮颗粒物（TSP）总体偏酸性，TSP水溶液pH值的年均值为6.27±0.41，与总阴离子与总阳离子的当量比Q的年平均值为0.82一致；TSP中高含量的SO42-是贵阳的TSP显酸性的主要原因。 4. NH4+与SO42-和NO3-的相关系数（R）分别为0.85和0.65，NH4+与SO42-的摩尔比值为0.8，说明贵阳TSP中的NH4+主要以(NH4)2SO4的形式存在。Ca2+和Mg2+有较好的相关性（R=0.72）和相似的变化特征，说明二者可能有共同的来源。 5. 2005年贵阳TSP中SO42-/ Ca2+的平均值为13.64，几乎是干净大陆SO42-/ Ca2+的本底值的20倍，说明贵阳的大气污染主要是人为因素所致。NO3-/SO42-的平均值为0.15，说明固定源对贵阳气溶胶的贡献比移动源（通常指交通工具所排放的尾气）对气溶胶的贡献大；

贵阳市大气颗粒物、雨水及土壤中重金属的研究

重金属是指比重大于或等于5.0的金属。随着城市化在全球范围内的飞速发展，以及城市人口的不断增长，客观上需要增加对城市生态环境的了解，以及研究城市生态环境与人类健康之间的相互关系。 大气沉降包括干沉降与湿沉降，大气的干、湿沉降是大气化学、环境化学和生物地球化学研究的重要内容之一，在重金属循环中扮演着重要的角色。大气沉降对土壤重金属地球化学过程有着重要影响。因此，准确把握环境中重金属的主要来源、行为及归宿，对有效控制重金属的污染、保护人类健康提供科学依据具有非常重要的意义。城市土壤是城市生态环境的重要组成部分，对城市的可持续发展有着重要意义。在城市环境中，各种各样的人类活动将大量的重金属带人城市土壤中，造成这些元素在土壤中的积累，并通过大气、水体或食物链而直接或间接地威胁着人类的健康甚至生命。 本研究以贵阳为例，对环境中的重金属进行研究。系统研究了贵阳市大气颗粒物重金属含量与形态、雨水重金属的含量与季节变化及土壤重金属含量与形态。主要结果如下： 1 贵阳市的干、湿沉降与气象因子关系密切。随温度的升高，贵阳市TSP浓度下降；相对湿度与TSP呈负相关性；风速对贵阳市区的TSP浓度的影响主要表现为扩散和稀释作用，随风速的增加，贵阳TSP浓度降低；雨水对贵阳市大气总悬浮颗粒物的有明显的清除作用。随着风速的增加，贵阳市雨水中重金属含量降低；雨量与雨水中的Cd、Cr、Cu、Pb与Zn的含量均呈一定的负相关关系，总体趋势为当降雨量较大的时候，雨水中重金属的含量较低。 2 贵阳市大气颗粒物中重金属含量有明显季节变化规律。Cd、Cr、Pb和Zn冬季的含量明显高于其它季节，而春季和夏季颗粒物中重金属含量相对较低，冬季的浓度是夏季的1.8-4.6倍。同样，贵阳市雨水中Cr、Cu、Zn的最高浓度都出现在冬季，这与贵阳市在冬季大量使用燃煤来取暖的时段相符合。 3与其它城市相比，贵阳市大气颗粒物重金属污染比较严重。同样，与地表水国家标准值相比较，贵阳市大部分样品Cd、Cu、Pb与Zn明显超过地表水国家标准，雨水中Cd、Cu、Pb与Zn的平均值分别国家标准的为2.7、2.2、6.0和1.3倍。贵阳市表层土壤已受到重金属不同程度的污染。表层土壤Cd的平均含量为0.66mg/kg，Co的平均含量为17.31mg/kg，Cr的平均含量为82.91mg/kg，Cu的平均含量为52.20mg/kg，Ni的平均含量38.76mg/kg，Pb的平均含量为71.03 mg/kg，Zn的平均含量为216.05mg/kg。土壤Cd、Co、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn的平均含量分别我国土壤元素的背景值的6.8倍、1.36倍、1.36倍、2.31倍、1.44倍、2.73倍与2.98倍，其中以Cd和Zn 积累较明显。 4对贵阳市大气颗粒物、土壤重金属形态分别进行分析，结果表明：大气颗粒物中Cd主要以环境可迁移态存在，占61.4%；Cr和Cu主要稳定态存在，二者对环境不会造成直接影响；Pb主要以环境可迁移态、碳酸盐和氧化物结合态存在；Zn主要以环境可迁移态存在。土壤中，除Cd以外，Co、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn元素的酸可提取态在总的元素含量中所占比例较小，均小于总量的3.0%，而Cd的酸可提取态含量为23.3%。相反，除Cd以外，其它6种金属元素的残渣态含量都比较高，Zn为96.8%，Cr为92.2%，Cu为83.4%，Co为69.2%，Ni为57.4%，Pb为41.9%。 5 贵阳市土壤剖面重金属元素的分布比较混乱，没有规律性，底土层含量仍然很高。城市土壤受到人为因素等影响，已发生严重改变。土壤中有许多不同来源物质的混入，土壤剖面经常受到人为扰动，自然土壤发生层被破坏，导致许多土壤剖面上下土层没有发生学上的联系。

苔藓碳氮稳定同位素对环境条件和大气氮沉降的指示研究

苔藓植物由于具有特殊的形态结构和生物学性质而被广泛应用于环境变化和大气沉降的指示和监测，而稳定同位素（如13C、15N、34S）是辨识环境体系中物源走向以及研究植物和环境关系的可靠技术。本论文正是结合苔藓生物指示方法和稳定同位素示踪技术，开展了苔藓碳氮同位素指示环境条件和大气氮沉降的初步研究。通过不同环境条件下苔藓同位素的对比研究，揭示了苔藓碳氮同位素对环境因子和氮沉降变化的响应机制。进而应用石生苔藓碳氮元素含量和同位素，并结合光合色素含量等参数，对贵阳地区的大气氮沉降进行了详细研究，深化了苔藓同位素方法在环境监测和大气氮沉降研究中的应用，并为城市氮污染的防治提供了地球化学依据。获取了一些有意义的发现和创新点。 1. 不同生长条件下苔藓元素含量和同位素的变化及其意义 即使在同一地点，苔藓13C会由于水分条件和光照条件的差异而发生明显变化，而树冠对大气沉降物质的长期截留吸收会使下方苔藓氮硫含量偏低以及同位素偏负，其同位素效应还与树冠类型和树冠厚度有关。因此，应用苔藓元素含量和同位素指示区域环境和大气沉降时应尽量消除生境差异的影响，受生长条件影响或歪曲了的苔藓指示信息可能导致在解释环境变化和大气沉降时得出错误的结论，相对而言，开阔地的石生苔藓是较可靠的指示工具。利用同位素方法探讨苔藓记录信息的差异是本研究的创新点之一，目前国内外尚无相关的报道，这深化了苔藓碳氮同位素对环境条件和大气输入响应机制的认识，同时还为苔藓同位素研究大气沉降提供了采样指导。 2. 不同地区苔藓新老组织碳氮含量和同位素组成特征 贵阳市区苔藓碳含量高于贡嘎山地区，而13C明显偏负，表明城市苔藓受人为CO2排放的影响，而非污染区苔藓13C能够响应海拔和年均温度的差异。贵阳市区苔藓氮含量较高反映其氮沉降高于贡嘎山地区，明显偏负的15N值主要指示了城市废水氨释放的影响。不同地区苔藓新生组织的碳氮含量总体高于衰老组织，但同位素没有明显变化，反映了生理功能的衰退和部分元素向新生组织迁移会导致老组织碳氮含量降低，但不会明显改变其碳氮同位素记录，新组织氮含量较可靠地反映了氮沉降的水平（贵阳市约为30.18 kg/ha/yr，贡嘎山地区约为8.46 kg/ha/yr）。本研究扩展了苔藓同位素对不同地区环境因子和氮沉降差异的响应状况，并首次探讨了苔藓衰老对其碳氮含量和同位素记录的影响，为深入理解非维管植物衰老过程的碳氮同位素分馏奠定基础。 3. 贵阳地区大气氮沉降的空间分布 根据大气氮沉降和苔藓氮含量之间的定量关系（y=0.052x+0.7325），可以利用石生苔藓氮含量（0.85% ~ 2.97%）计算贵阳地区的大气氮沉降。贵阳地区的氮沉降（0.91 kg/ha/yr ~ 44.69 kg/ha/yr）总体已经超过最易受影响的陆地生态系统的氮沉降负荷值（5 kg/ha/yr ~ 10 kg/ha/yr），市区氮沉降平均值（29.21±6.17 kg/ha/yr）与前期监测值（30.18kg/ha/yr）基本一致，高于酸性针叶林和落叶林的氮沉降负荷值（15 kg/ha/yr ~ 20 kg/ha/yr）。而农村地区氮沉降平均值（14.31±5.11 kg/ha/yr）与贵州农村地区铵沉降的平均值（14.3 kg/ha/yr）吻合。本研究首次根据石生苔藓氮含量量化了氮沉降的水平和空间分布，对大气氮沉降生态环境影响的评价以及喀斯特地区脆弱生态系统的保护具有重要意义。 4. 贵阳地区大气氮沉降的主要来源和主要形态 贵阳地区石生苔藓15N值（-12.50‰ ~ -1.39‰）呈明显的双峰分布模式（-12‰ ~ -6‰和-5‰ ~ -2‰），表明该地区的氮沉降存在两个主要来源。市区明显偏负的苔藓15N值（平均-8.87±1.65‰，<5km; -8.59±2.28‰，5 km ~ 10km）主要反映城市废水和人畜排泄物NH3的影响，而往外到农村较高的苔藓15N值（平均-3.83±0.82‰ ~ -2.48±0.95‰，>15km）主要指示了农业NH3的贡献。根据市区苔藓和雨水15N值计算，市区氮沉降中铵态氮的贡献约占76%，硝态氮约为23%，贵阳地区的氮沉降以铵沉降为主。本研究首次发现了以铵沉降为主的城市地区苔藓15N值市区偏负、农村偏正的变化规律，这与氮沉降以硝态氮为主的城市苔藓15N变化（市区偏正、农村偏负）相反。此外，根据苔藓15N随大气沉降中铵态氮和硝态氮比值的变化规律，贵阳地区苔藓氮含量和15N的变化主要由两种不同铵源（城市铵和农业铵）的变化所控制，贵阳苔藓氮含量和15N的空间变化可以进一步作为铵沉降变化的证据。 5. 贵阳地区主要大气氮源（铵）的沉降机制与模式 贵阳市区往外石生苔藓氮含量随离市中心的距离呈指数降低（y=1.5e-0.13x+1.26），而15N值随距离对数升高（y=2.54Ln(x)-12.23），揭示了城市来源的铵沉降从市区往外随距离指数降低，其分布模式为点源模式，贵阳市区可被视为贵阳地区的一个点状氨源。而农村地区苔藓氮含量不随距离而变化、15N值不存在明显差异，反映了农业氨的面源分布模式。通过极限法计算苔藓氮含量和15N随距离变化的函数，氮沉降在离市中心17.2km以内以城市铵为主，以外以农业铵为主，城市铵的影响范围总体小于41km，城市铵随离市中心距离的变化关系为y=56.272e-0.116x-0.481。此外，贵阳市区往外不同方向的苔藓氮含量和15N随距离的变化梯度存在差异，表明城市铵向周边不同方向的传输具有非均一性，这主要与不同方向的地形条件、地表植被状况、风向、城市化程度等差异有关。本研究首次通过苔藓监测证实以铵沉降为主的城市，城市铵沉降的分布呈点源模式，并通过苔藓氮含量和15N的变化得出了城市铵的定量分布、沉降机制和影响因素。 6. 贵阳地区石生苔藓碳含量和13C值的变化及其意义 贵阳地区石生苔藓碳含量（34.47% ~ 52.76%）从市区到农村随距离指数降低（y=9.206e-0.042x+38.024），并与氮含量存在正相关关系，表明大气氮输入具有增加苔藓碳含量的作用。苔藓13C值（-30.69‰ ~ -26.96‰）从市区到农村随距离逐渐升高（y=0.674Ln(x)-30.03），反映了城市人为CO2的影响逐渐减小。此外，苔藓13C随碳氮含量增加而降低，碳氮同位素存在正相关关系，反映了石生苔藓光合作用与氮素吸收相互制约，市区较高的氮沉降或铵沉降增强了苔藓光合作用和碳代谢，使苔藓在固碳过程中发生更大的13C分馏。本研究首次发现了城市地区较高的氮沉降能够促进石生苔藓光合固碳能力，苔藓13C值能够指示城市人为CO2的影响以及氮沉降的生物效应。 7．其它创新之处 为深入认识城市地区氮沉降的变化及其生物响应，本研究还对石生苔藓光合色素含量进行了分析，首次探讨了石生苔藓光合生理参数和碳氮含量、碳氮同位素之间的关系。市区苔藓光合色素含量高于农村地区，叶绿素含量与碳氮含量存在正相关关系，表明光合色素分析可以反映环境胁迫状况、苔藓固碳能力和氮素营养状况。叶绿素含量与13C值呈负相关关系指示了氮沉降增强石生苔藓光合作用的机制。

乌江流域不同演化阶段水库汞的输入输出通量研究

北欧和北美的研究发现水库是典型的汞敏感生态系统，新建水库而引起的鱼体甲基汞污染问题已受到科学家的高度重视，而我国在这方面的研究比较薄弱。本论文选择乌江流域的6个水库作为研究对象，并根据年龄把这些水库划分为3个演化阶段，洪家渡、引子渡、索风营水库为初级演化阶段，普定、东风水库为中级演化阶段，乌江渡水库为高级演化阶段。对这6个水库总汞和甲基汞的输入和输出通量进行了研究，探讨了不同演化阶段的水库对总汞和甲基汞的“源/汇”作用，主要研究内容有以下三个方面：(1)各水库入出库河流中汞的分布特征；(2)大气降水中汞浓度及沉降通量的分布；(3)乌江流域不同水库汞的输入输出通量。通过本论文的研究，得出以下主要结论： 1. 乌江流域河流中总汞、颗粒态汞、溶解态汞、活性汞、总甲基汞、溶解态甲基汞的年均浓度分别为3.41±1.98、2.05±1.73、1.36±0.44、0.24±0.11、0.15±0.06、0.08±0.03 ng•L-1。与国内外其它河流的比较发现，总汞的浓度明显低于国外受污染的河流，略高于国外未受污染的河流。溶解态汞、活性汞、甲基汞的浓度略低于受污染的河流，与未受污染的河流基本相当。与同处在贵州喀斯特地区的阿哈湖、红枫湖、百花湖的入出库河流相比，总汞、溶解态汞、活性汞、甲基汞、溶解态甲基汞的浓度均明显偏低。 2. 水库的修建显著降低了出库河流中总汞、颗粒态汞的浓度，使总甲基汞和溶解态甲基汞的浓度升高，而且增加了出库河流中溶解态汞、活性汞、总甲基汞占总汞的比例。不同形态汞的沿程分布显示，梯级水库的修建改变了河流原有的汞的生物地球化学过程，使乌江多个河段的甲基汞升高，并且随着水库生态系统的不断演化，水库输出的甲基汞将增加，下游河流水体中甲基汞有继续升高的趋势。 3. 大气降雨中总汞、溶解态汞、颗粒态汞、活性汞、总甲基汞的浓度分别为7.49~149 ng•L-1、1.23~10.0 ng•L-1、5.76~142 ng•L-1、0.56~2.94 ng•L-1、0.08~0.82 ng•L-1，且以颗粒态汞为主，约占总汞比例的87%。总汞、溶解态汞、颗粒态汞、甲基汞的浓度有明显的季节变化趋势，冬春季高于夏秋季，而空间分布特征不明显。2006年总汞、甲基汞的年湿沉降通量为34.7±5.80 µg•m-2•yr-1、0.18±0.03 µg•m-2•yr-1，且主要受降雨量的影响。乌江流域降雨中总汞的浓度及其湿沉降通量远高于北美和日本，低于中国的一些城市地区（如长春和北京），而甲基汞的浓度和通量与其它地区相当。 4. 在乌江流域的不同水库中，降雨输入总汞和甲基汞的通量主要受降雨量和水库面积的影响，而与降雨的汞浓度间没有相关性。河流向水库输入总汞的量主要受河流流量的控制，而输入甲基汞和颗粒物的量受河流流量和浓度的影响。下泄水输出总汞、甲基汞、颗粒物的通量受浓度和流量的影响。由于流域面积/水面面积的比值较大，水库水量、总汞、甲基汞、颗粒物的输入以河流为主，分别占总输入的87%、80%、85%、86%。输出以下泄输出为主，下泄水输出的水量、总汞、甲基汞、颗粒物分别占总输出的80%、77%、86%、79%。 5. 从输入-输出通量的结果发现，各水库均表现为河流颗粒物输送的“汇”；除乌江渡水库外，其它水库均表现为总汞的“汇”；对甲基汞而言，引子渡、洪家渡、索风营水库表现为“汇”，而普定、东风、乌江渡水库则表现为“源”。 6. 普定和洪家渡水库中总汞的贮存率为56%和57%，明显高于其它水库，说明在上游有水库存在的情况下，水库对总汞“汇”的作用将降低。普定、东风、乌江渡水库中甲基汞的净通量分别为+69.4 g•yr-1、+368 g•yr-1、+857 g•yr-1，转化率为13%、73%、84%，说明甲基汞的净通量和转化率与水库的演化阶段有关，随着水库演化阶段的升高而增加，并且随着水库的不断演化，甲基汞将从“汇”变成“源”。