UASB反应器处理维生素C生产废水研究

维生素C生产废水有机物浓度高、成分复杂、排放量大，是一种亟待处理的典型工业废水。本研究分别采用实验室规模和中试规模的升流式厌氧颗粒污泥床反应器（UASB）对该制药工业废水的厌氧生物处理工艺进行了较为深入的研究。同时采用两种不依赖于纯培养的分子生物学手段—变性梯度凝胶电泳（DGGE）和扩增核糖体DNA限制性分析（ARDRA）技术揭示了UASB反应器不同运行阶段污泥中微生物群落多样性组成及变化。此外，首次研究了零价铁（Fe0）在厌氧消化过程中对反应器运行及微生物群落结构的影响。 采用城市污水处理厂厌氧消化池絮状污泥和处理啤酒废水的颗粒污泥混合接种，小试中温（35±1℃）UASB反应器在其运行的第65天启动成功。反应器稳定运行阶段，在进水COD浓度为9000mg/L、水力停留时间为12h、容积负荷为13.6 kgCOD/m3.d条件下，其COD去除率稳定在85~90%之间，沼气产率达到4.5 m3/m3.d，沼气甲烷含量平均为72%。中试UASB反应器的接种污泥为厌氧消化污泥，其启动时间相对较长，为90天。在稳定运行期，反应器的进水COD浓度为8000~10000mg/L，水力停留时间和容积负荷分别保持在12~16h和10.6~14.2 kgCOD/m3.d范围，该阶段反应器的平均COD去除率稳定在85%左右，沼气产率平均为5.2m3/m3.d，沼气中甲烷含量为69%。上述结果表明中温UASB工艺用于维生素C生产废水处理是高效、可行的。 与对照反应器相比，添加Fe0的小试UASB反应器的COD去除率和沼气产量分别提高了6.5%和10.2%。同时，磷酸盐平均去除率为79%，比对照提高了64%，目前尚未见类似研究报道。在中试规模的UASB反应器中补充一定量的Fe0可缩短反应器启动时间，促进颗粒污泥的形成，该结果可能具有重要的应用价值。培养试验进一步表明，Fe0可以作为产甲烷菌还原CO2生成甲烷的电子供体。培养实验还表明，当系统中存在硝酸盐（0.40 mM）和硫酸盐（0.26 mM）时，Fe0促产甲烷过程受到一定程度的抑制。 采用细菌通用引物968F/1401R和341F/907R获得的PCR-DGGE指纹图谱均表明UASB反应器不同运行阶段细菌种群结构变化明显。小试和中试稳定期污泥的微生物多样性均高于各自初始接种污泥。产甲烷菌通用引物340F/519R的PCR-DGGE结果显示，虽然接种污泥中产甲烷菌的丰富度系数略低于稳定期，但总体而言，反应器运行期间产甲烷菌的种群组成相对稳定。 通过构建不同处理和不同运行阶段污泥样品的16S rRNA基因文库并对克隆基因进行限制性内切酶消化、测序分析。结果表明，稳定期两个反应器微生物群落结构相似，但与各自接种污泥差异明显。小试UASB反应器接种污泥中细菌的优势菌群分别为变形菌纲的δ亚纲（28.7%）和β亚纲（17.4%），至稳定运行期则演替为革兰氏阳性低GC菌群（21.9%）和变形菌纲的δ亚纲（14.0%）。中试反应器接种污泥Green non-sulfer bacteria（25.9%）和变形菌纲的δ亚纲（16.4%）类群占优势，而稳定期Green non-sulfer bacteria类群（17.9%）、革兰氏阳性低GC菌群（16.2%）和变形菌纲的δ亚纲（15.4%）为优势菌群。 产甲烷菌的优势克隆为SRJ 230、SRJ 26和SRJ 583，前两者分别与Methanosaeta concilii和未培养的Methanobacteria-like克隆Gran7M4的同源性达到97%和98%，后者与Methanomethylovorans. sp同源性为99%。接种污泥中上述类群占总克隆数量的比例较低。小试、中试接种污泥中产甲烷菌分别占7.8%和3.0%，但稳定运行期，该比例明显增加，分别达到21.9%和18.8%。上述结果表明启动期与稳定期污泥产甲烷菌种群组成相对稳定，但各类群数量明显增加。 添加Fe0的UASB反应器稳定运行期污泥中产甲烷菌比例（31.2%）高于对照反应器（24.2%）, 革兰氏阳性低GC类群、变形菌纲的δ亚纲比例差异不明显，而变形菌纲β亚纲（6.0%）和Green non-sulfer bacteria（9.2%）的比例均分别低于对照反应器（13.1%和17.1%）。该结果表明，添加Fe0使反应器内微生物群落多样性发生了显著变化。 此外，在添加Fe0的UASB反应器中检测到特异性的克隆SRJ 341和SRJ 320，两者分别同磷酸盐去除和铁氧化有关的克隆子Orbal D41和Clone195的序列相似性达95%和96%。这两个类群可能分别与磷酸盐去除及铁促产甲烷作用密切相关。这一结果尚未见报道。

长白山阔叶红松林冠层光合生产力的模拟研究

森林作为陆地生态系统的主体，在碳的生物地球化学循环中起着关键的作用，因此对森林生态系统生产力的研究具有重要意义。本文以长白山阔叶红松林为研究对象，在2005年7月~9月对其主要优势种红松、紫椴、蒙古栎、水曲柳的生理生态学参数进行了测定，并利用单叶尺度的光合作用-气孔导度-能量平衡耦合模型，以及冠层尺度的多层模型，对单叶尺度以及冠层尺度的光合作用进行了模拟，主要的结论有： （1）长白山阔叶红松林主要优势树种红松、紫椴、蒙古栎、水曲柳的生理生态学参数：光合有效辐射吸收率a、初始量子效率α、光饱和时的最大净光合作用速率Pmax、最大的Rubisco催化反应速率Vcmax、CO2饱和时的最大净光合作用速率Jmax有着明显且不同的季节变化。7、8月水曲柳的α值最大，分别为0.077、0.064，9月紫椴的最大，为0.051。红松的Vcmax值在7、9月为四个树种中最大的，分别为：49.085、43.072μmol•m-2•s-1，8月为水曲柳最大，为66.041μmol•m-2•s-1。 （2）对优势树种单叶尺度的净光合作用速率An和气孔对CO2的导度gsc进行模拟发现：紫椴、蒙古栎、水曲柳的An、gsc的值在7~9月要大于红松，进入植物生长末期的9月则随着生理活性的下降而迅速下降，而红松则表现较为平稳且略有上升。7月蒙古栎的An、gsc的最大值最大分别为15.055μmol•m-2•s-1、0.400 mol•m-2•s-1；8月水曲柳的最大分别为22.944μmol•m-2•s-1、0.567 mol•m-2•s-1；9月紫椴的最大分别为12.045μmol•m-2•s-1、0.249 mol•m-2•s-1。 （3）通过模拟得到：长白山阔叶红松林冠层2005年8月的净光合作用速率An有着明显的日变化特征， 8月林冠的净光合作用速率最大值可以达到44.880μmol•m-2•s-1，该月白天净光合作用速率的总量可以达到23.580 mol•m-2。通过与观测值比较发现模拟结果能够较好地反映冠层光合作用的特征。

长白山阔叶红松林内木质物残体的生态学研究

木质物残体（WD）在维持森林生态系统生物多样性、稳定性，参与森林生态系统养分循环、碳循环，促进群落更新演替及生态系统平衡等方面发挥重要作用。 本文以长白山阔叶红松林为对象，研究森林类型及采伐干扰如何影响林内WD相关特征，量化主要树种粗死木质物残体（CWD）分解规律，结果表明：（1）不同森林类型内WD的树种种类均由几个不同优势树种控制，其存在形式、径级分布和腐烂级分布均显著不同；（2）WD数量和贮量在森林采伐后表现出明显的先降低再升高再降低的变化趋势，其中CWD变化明显；（3）随着森林演替的进程，轻度腐烂的WD（1级、2级）表现为采伐初期增加，随后逐渐减少，而深度腐烂的WD（4级、5级）表现为采伐后初期减少随后增加，中度腐烂的WD（3级）在整个演替的过程中变化不明显；（4）随着腐烂级别加深，各个树种WD的密度、C、N、P、K、Ca、Mg含量均发生规律性的变化，C/N比值不断下降；（5）CWD分解释放CO2通量在不同树种间存在差异，并与CWD含水量之间存在显著的负相关。整个生长季节CWD分解释放CO2通量呈现比较一致的先升高后降低的单峰曲线格局，其峰值均出现在7－8月，因树种不同而有一定差别，与温度的变化趋势一致而与含水量的变化相反。在上述研究基础上，本文探讨了长白山阔叶红松林内WD管理对策及未来发展方向，为森林经营工作提供科学的理论依据。

长白山生态旅游经济价值评估及其效应研究

自然保护区普遍面临着周边人口密度高、资金短缺等问题。生态旅游被普遍认为是能为保护区筹措资金、促进当地社区经济发展、可以替代消耗性自然资源利用方式的一种发展模式。从1982年开始，生态旅游概念在中国的自然保护区得到广泛接受，目前已有80%以上的自然保护区都在开展生态旅游活动。然而，世界范围内的研究结果表明，生态旅游成功的案例比较少见。因此，在自然保护区开展生态旅游的策略是值得深入探讨的。本研究以长白山为对象，从经济潜力、社会效益及环境影响方面探讨了生态旅游的发展现状和存在的问题，并提出了相应的解决方法。这对于进一步系统地评价生态旅游现状、制定全国性的生态旅游法律法规以及自然保护区的管理策略都具有重要意义。 （1）本文通过TCM方法计算的长白山年旅游经济价值达到8.1亿元/年，比1996年薛达元的计算结果多7亿元/年，为长白山的保护提供了重要依据。但是值得指出的是，这并不意味着长白山每年可以获得8亿的经营收入，因为就其评估价值组成来看，消费者剩余占总资产的32%，其余的才是实际发生部分，是客观存在的。就其组成来看，实际发生的部分主要发生在省外，只有1/5的经济活动发生在长白山区。 （2）当物种保护和当地人的生计没有产生联系的时候，保护是很难成功的。调查发现，60.4 %有土地的农民以及81.9 %没有土地的农民对于长白山的保护是持反对态度的，主要原因是收入减少和野生动物侵害造成损失的影响。因此，50%有农田的家庭和75.2%没有农田的家庭依然继续依靠采集山货维持生活，这是长白山保护最大的威胁。当地人没有融入生态旅游产业主要原因在于：1）当地人有限的经济和教育限制了他们从旅游业获利的可能；2）旅游者停留时间短，表现为一日游的观光形式，使当地人难以获利；3）相关的政策规定没有让当地人直接获得部分的旅游收益。 （3）长白山旅游对环境的影响主要体现在：1）基本建设导致环境破坏；2）对环境质量的负面影响；3）对植被的破坏和负面影响；4）对环境美学视觉影响。可行的管理措施包括：1）认识自然旅游与生态旅游的本质区别，根据现有条件，深度开发生态旅游产品，倡导“在人为改变过的地方开展生态旅游”，减轻资源的旅游压力；2）组合开发旅游资源，尽量缩小保护区内的旅游面积，在保护区内开展线状的旅游；3）考虑更为细致的分区模式4）发展“区内游览、区外服务”格局；5）配备合格的管理人员，进行系统监测。 依据上述结果，本研究认为，在高密度人口压力条件下，我国的生态旅游能力被高估了。因此，为了最大限度发挥生态旅游应有的功能，在国家层面上需要制定关于自然资源利用效益分配机制的法律法规；在自然保护区生态旅游经营管理中需要体现社区参与；需要深度开发生态旅游产品，改变单一的观光模式。 关键词：生态旅游，长白山，TCM，社区发展，自然环境影响

辽宁沿海经济带景观格局动态预测及其生态安全研究

21世纪中国将进入工业化与城市化快速发展阶段，随着经济全球化与竞争国际化，产业集群开始成为经济发展的主流，以临港产业为代表的沿海经济带开发建设已成为发达国家的重要经验和国内沿海省市的主导区域战略，辽宁沿海经济带的开发建设将进一步加大沿海地区与周边地区及内地的资源信息交换，人口的大量流入、城市化进程的加快等都可能对沿海区域的生态环境质量和可持续发展与生态安全产生重要影响。 论文通过3S技术手段，应用转移矩阵、土地利用度量公式、景观空间格局分析和Kappa 指数系列方法对1988～2007 年辽宁沿海经济带的景观变化进行了综合分析，同时应用CLUE-S 模型在有无“辽宁沿海经济带开发建设规划”两个预案下对该区域2008～2020 年的景观变化进行了预测。应用生态足迹理论与方法对研究区1990～2006年的生态足迹与生态承载力进行了分析，以反映研究区可持续发展情况；应用时间序列（ARMA）与支持向量机（SVM）预测了研究区2007～2020年生态足迹与生态承载力变化。并对研究区进行了基于生态足迹的区域生态安全动态分析及预测研究，最后提出了研究区生态安全对策，得到如下主要结论： （1）辽宁沿海经济带在1988～2007年间景观格局变化并不十分显著，景观由少数几种景观类型所控制，各景观类型有不断趋于平均化的趋势，但速度较慢，景观的破碎化程度越来越严重。土地利用度逐步增大，反映在景观变化上，是以建设用地的持续扩张与耕地以及林地、水域面积缩小为特点，其中建设用地在景观类型转换中发挥着越来越重要的作用。主要的景观变化发生在耕地、林地、水域与建设用地之间。 （2）在有无“规划”两种预案下，景观变化的趋势基本一致，但变化幅度有明显差别。两种预案下耕地都趋于减少，但“规划预案”降幅更大一些。建设用地逐渐增加，但“规划预案”扩张更快，面积更多。建筑用地变化情况的不同导致其它景观类型变化的不同。两种预案下景观的破碎化程度均有减小的趋势，斑块形状趋于规则，景观的连通性也在逐年增大，其中在“规划预案”中表现得更为显著。 （3）辽宁沿海经济带从1990～2006年间的人均生态足迹与生态承载力均呈逐渐增大趋势，且生态足迹需求明显大于生态承载力，生态赤字在逐渐增大，研究区内的生态负荷已超过了其生态容量，现有的区域发展模式是不可持续的。其中生态足迹需求增大主要来自能源足迹需求增大，而生态承载力的增加主要是因为水域类面积的增加。17年间研究区的人均万元GDP生态足迹均有不同程度的下降趋势，表明该区域的资源利用效率在逐渐提高。 （4）过去17年来，辽宁沿海经济带的生态压力指数变化趋势为先升后降，区域生态安全经历了生态较安全、稍不安全、较不安全和稍不安全等阶段，表明该区域生态安全正在逐步改善。生态占用指数与生态经济协调指数均呈逐步增大的趋势，表明研究区的社会经济发展程度和人民消费水平正在走向较富裕阶段，该区域社会经济发展与生态环境的协调性也在逐渐改善。 （5）两种预案下，辽宁沿海经济带未来14年的人均生态足迹与人均生态承载力均有逐渐增大的趋势，且人均生态足迹均超过了其人均生态承载力，存在不同程度的生态赤字，发展模式仍将是不可持续的，其中“规划预案”下的发展模式更加不可持续。 （6）两种预案下，研究区未来14年的生态安全均处于稍不安全状态，其中“规划预案”的生态压力更小一些。两种预案下研究区的生态占用指数和生态经济协调指数均有逐年增大的趋势，区域经济均将从较富裕阶段走向很富裕阶段，经济增长与生态环境的协调程度也由较好阶段步入很好阶段。其中“规划预案”下的区域经济增长更快，与生态环境的协调性将更好一些。 （7）三种方案可以降低研究区“规划预案”下的生态压力指数，实现区域的生态安全。其中同时提高研究区的生态承载力，降低生态足迹的方案更为合理可行，既保障了区域安全，又实现了区域的可持续发展目标。 （8）要保障研究区未来14年的生态安全，建议规划增加水域面积，推进区域热电联产，发展清洁能源并推动区域间资源互补共享。

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。

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。

城市森林滞尘能力及其应用模式研究

本文以沈阳市城市森林为研究对象，定量研究不同树种、不同结构城市森林的滞尘能力及城市森林滞尘效益，并设计最佳的城市森林滞尘模式，为城市森林树种选择及配置模式提供科学依据。1．通过对沈阳市51种主要绿化树种滞尘能力的研究，表明不同树木滞尘力不同，决定植物滞尘能力的主要因素有，叶表面结构、叶表面积的大小，口一卜片生物量，及树木的叶面积绿量。其中计卜表面结构决定单位叶面积滞尘能力。2．单位生物量滞尘能力较强的落叶乔木有：大叶朴、紫锻、元宝械，黄金树、山里红、暴马丁香、假色械、小叶朴，糠锻，国槐；灌木或藤本类有：地锦、锦带花、重瓣黄刺玫、欧洲英迷、水蜡、金银忍冬、珍珠梅、金银花、大花水娅木。3，单位面积滞尘量最大的乔木有：辽东栎、元宝械，稠李、大叶朴、暴马丁香、山里红、枫杨、小叶朴、糠锻、紫锻。灌木有：紫丁香、水蜡、重瓣黄刺玫、东北连翘、金银忍冬、锦带花。4，通过对不同树木的单株滞尘量的测定，得出树木单株滞尘能力强的乔木有：糠锻、辽东栎、枫杨、国槐、小叶朴、元宝械、加拿大杨、大叶朴、旱柳、紫锻、蒙古栋、榆、刺槐、稠李。滞尘能力强的灌木有：紫丁香、水蜡、金银忍冬、榆计卜梅、大花水娅木、东北连翘、锦带花、红瑞木、山梅花、风箱果、重瓣黄刺玫、金银花。5．不同树种的滞尘能力与其叶表面形状和结构密切相关，通过对75种树木叶表面超微结构的观察及其与滞尘能力的对比，得出滞尘能力强的叶片表面呈凹形的并且质地较硬、较厚；叶表面有毛；叶表面细胞与细胞之间有沟谷：叶表面有凹槽；叶表面细胞上有脊状突起。滞尘能力较差的树种阶卜片表面较光滑，叶表面细胞平滑，细胞与细胞间排列整齐。6．根据树木单株滞尘量计算沈阳市城市森林总滞尘量，沈阳市城市森林主要树种的滞尘量429701.67t／年，沈阳市城市森林的滞尘量为605554.75t／年，绿化滞尘效益为4886万元／年。7．通过对滞尘后树木生理抗性的研究，结果表明不同树木滞尘后生理抗性不同，其中对粉尘污染抗性较强的树种有：榆树、榆叶梅、丁香和东北红豆杉。8，根据不同城市森林群落组成的滞尘能力及城市森林主要树种的滞尘能力研究，设计出沈阳市不同功能类型的城市森林滞尘模式。

杂谷脑流域景观格局优化配置研究

景观格局优化理论、方法和技术的研究是景观生态学的一个热点问题，同时也是一个难点。本文以眠江上游典型研究区-杂谷脑流域为研究对象，利用遥感和GIS技术分析该流域从1974年到2000年景观格局的时空变化，并分析了对该流域生态安全存在威胁的主要因素；以空间模拟技术和线性规划为基础建模，从理论和方法上探讨景观格局优化配置问题，以期为该区域的农林复合景观系统的生态安全和可持续发展找出切实可行的格局优化模式；并提出生态敏感度概念，为景观管理优先级提供依据。本文的主要结论如下：（l）杂谷脑流域作为长江上游重要的森林资源输出地，从1974年到2000年景观变化得出，有林地面积减少13％；灌木林地面积增加37％；相应的水源涵养能力下降，土壤侵蚀量增加7.8％；（2）杂谷脑流域陡坡耕作严重，分布在20°-45°坡度上的耕地占耕地总面积的78．2％；干旱河谷分布范围扩大，面积从1974年的217.99km2增加到2000年的237．38kmZ对生态安全造成威胁；（3）产业结构以资源密集型产业和重污染工业为主，结构不合理，第一产业比例大，农民人均纯收入远低于同期全国平均水平，教育水平比较低，这些问题会对杂谷脑流域生态安全产生负向影响；（4）以减少土壤侵蚀为依据，通过空间建模和线性规划方法优化设计杂谷脑流域景观格局，优化结果显示土壤侵蚀量比2000年减少2.35*106吨／年，土壤保持能力与1974年相近，水源涵养能力增强；（5）景观管理对于区域安全必不可少，针对该流域现存问题，建议以提高科学技术水平，调整产业结构和资源利用方式，提高教育水平为突破口。

日本、华北落叶松幼——成龄相关选择模型及早期选择

为了加速日本、华北落叶松的遗传改良进程，缩短育种周期，本文建立了用于早期选择的年遗传增益最大模型 (MAGG) 和最大未来净值模型 (MFNW)。遗传力平方根比率(g)、幼-成龄遗传相关系统(r) 和遗传预测系数等参数可用8种随时间函数来逼近，根据残差平方和与非线性回归相关指数，以二次抛物线式拟合的精度最高。不同模型利用的评价标准及参数逼近的函数不同，估算的最佳选择年龄 (tmax) 也不同。对于 MFNW模型，tmax的确定受生物学因子和经济学因子的共同影响。估算的结果表明，日本、华北落叶松的早期选择都是有效的。如果轮伐期（T）为20年，考虑改良的性状为材积，对于日本落叶松可用早期的树高作为选择指标，初选在2龄进行，第二次选择在7－8龄，早期选择的相对效率 (RSE) 分别为 14.2037 和 2.5017－1.9378；对于华北落叶松，当用树高作为早期选择指标时，第一次选择在3龄 (RSE=3.1711)，第二次选择在 9－10 (RSE=1.5492－1.4561)，当用树高年生长最作为早期选择指标时，第一次选择在4龄 (RSE=1.1276)，第二次选择在 7－8 (RSE=1.3343－1.3436)。本文对不同轮伐期的tmax和其他性状的早期选择也作了探讨。

温带针阔混交林生态系统碳循环数学模型的研究

本文建立了一个针对温带针阔混交林生态系统的碳循环模型，并就长白山阔外红松林不同林型进行了验证工作。模型具有17个状态变量，采用按日的环境条件以进行按日的碳循环模似。本模型主要具有下列特点：（1）引入了光营养面积概念，从而使得在混交林中可应用日总光合公式。（2）采用了不同树种净初级生产分配方案不同的方法解决了净初级生产物的分配问题。（3）对于木质的呼吸量采用了直径与相对呼吸率的双曲关系。本文一个重要结论是从逐月的碳循环模似结果可得到红松阔叶林于7-8月份达到最大生产量，这可能有助于人们对阔叶红松树采取较优的抚育措施。

区域性农田防护林网的动力效应研究

本文通过区域性农田防护林网的风洞模拟实验和野外观测实验，应用冲量定理、动量方程及湍流谱的理论研究了区域性农田防护林网地区的风速分布状况和湍流结构特征。研究内容主要有（1）区域性农田防护林网的“连续效应“；（2）区域性农田防护林网地区的边界层结构特征；（3）林带阻力系数的理论分析；（4）区域性农田防护林网地区动量通量关系的理论分析；（5）区域性农田防护林网地区的粗糙度特征；（6）区域性农田防护林网地区防风效应的评价模型；（7）区域性农田防护林网地区的湍流谱和互谱特征；（8）区域性农田防护林网地区的湍流统计特征及其防护机理；（9）区域性农田防护林网地区的通量廓线关系。本文提出了区域性农田防护林网防风效应的新概念，并建立了区域性防风效应的评价模型，为农田防护林网的规划设计及现有农田防护林网的经营管理提供了理论基础和量化指标，具有重要的理论和现实意义。同时，文章还首次利用湍流谱的研究方法较详细地研究了区域性农田防护林网地区的湍流结构特征及其防风效应机理，对于农田防护林网的科研、教学和农田防护林网的建设具有重要的意义。