稠油废水处理中优势微生物种群组成及变化规律

针对辽河油田锦采污水处理厂稠油废水，利用传统培养方法和PCR-DGGE诊断技术，对稠油废水处理过程中优势微生物种群组成和多样性进行全面系统的研究。结果表明，微生物对稠油废水生物处理的作用为细菌>真菌>放线菌。细菌数量、基因多样性指数与废水中TPH、CODCr均正相关，可以作为稠油废水水质评价的生物指标。 对影响稠油废水生物降解的主要因子进行优化表明，当30℃，pH值7.5，HRT为216h，添加N、P营养盐使N:P比为5.63:1时，CODCr去除率最高，去除后CODCr值满足污水综合排放一级标准（GB8978-1996）。利用GC-MS技术分析降解前后稠油废水中主要有机成分表明，微生物对饱和烃类化合物降解率最高，其次是低分子量芳香烃，而高分子量芳香烃、胶质和沥青质最低。 以稠油为唯一碳源，对筛选出的菌株进行摇瓶实验表明，各菌株对稠油均具有一定的降解能力，其中F0504除油能力最强，56d去除率可达63.3%；动力学方程拟合表明稠油生物降解过程符合一级动力学方程。降解后残油组分分析表明，B0505和F0501对烷烃、B0510、F0505和F0507对芳香烃、B0501和F0504对胶质、沥青质的去除率均较高，去除率都在30c%之间。 经鉴定，优势菌株B0501和B0505分别为液化金杆菌（Aureobaterium liquefaciens）和弗氏丙酸杆菌（Propionibacterium freuclenreichii），主要真菌有青霉（Penicillium）、曲霉（Aspergillus）、木霉（Trichoderma）和交链孢霉（Alternaria）。

岷江上游不同小流域景观结构对水文过程的影响

研究景观格局与水文过程关系不仅有利于人们认识水循环的特点，而且对于景观格局-生态过程相互关系理论具有重要的意义。岷江上游的景观格局与水文过程之间关系的研究一直是人们关注的热点。 本文选取岷江上游的镇江关流域和黑水河流域，从景观尺度上分析了两个流域主要土地覆盖类型的景观格局对水量平衡的影响。模拟两个流域1988-2002多年平均降水量和多年平均蒸散量的空间分布，利用ARCGIS8.3求算镇江关流域和黑水河流域主要土地覆盖类型多年平均降水量和多年平均蒸散量，比较两个流域主要土地覆盖类型的水量平衡。同时利用ARCVIEW3.3进行流域提取，得到黑水河流域内不同景观结构的小流域，结合两个流域1988-2002年多年平均降水量和蒸散量空间分布，在GIS空间分析技术支持下，统计得到不同景观结构小流域1988-2002年多年平均径流系数，进而比较岷江上游不同景观结构小流域的水文效应。主要结论如下： 1.镇江关流域有林地1988—2002年的多年平均蒸散量与同期黑水河流域相差不多，镇江关流域有林地蒸散降水比大于黑水河流域，这是两流域有林地海拔、坡度、坡向因素共同作用的结果。 2.两个流域草地水量平衡对景观格局的响应模式与有林地基本一致。 3.由于黑水河流域的耕地分布在干旱河谷里,其蒸散量远远大于降水量,使黑水河流域的耕地水量平衡与镇江关流域完全不同。 4.对于平均海拔相近纯林流域和纯灌流域，其多年平均径流系数主要受流域多年平均降水量、多年平均蒸散量、平均坡度的影响。 5.对于平均海拔、平均坡度相近林草流域和林灌草流域，其多年平均径流系数主要受流域多年平均降水量、多年平均蒸散量、林草面积比的影响。

森林土壤水分运动研究——以长白山北坡典型森林为例

土壤水是指由地面向下至地下水面以上土层中的水分，是地球上陆地植物赖以生存的水源。作为联系地表水与地下水的纽带，土壤水在水资源的形成、转化与消耗过程中具有重要作用，与农业、水文、环境等研究领域都有密切的关系。土壤水分运动是土壤物理学、农田生态学等学科的重要基础领域，国际生物圈计划(IGBP)、世界气候研究计划(WCRP)、国际水文计划(IHP)、联合国环境计划(UNEP)、全球水量与能量平衡计划(GEWEX)等都将其作为一项重要的研究内容。长白山北坡阔叶红松林和暗针叶林是中国东北东部最典型的森林生态系统，对于调解局地径流与气候、维系区域陆地生态平衡有着重要意义。本文以这两种森林土壤为研究对象，在有代表性的样地上分层取原状土，带回实验室测定各层土壤基本物理性质以及土壤水分运动参数，然后以土壤水分运动基本方程为依据，根据实际的土壤层结构建立一维垂向土壤水分运动模型，用以在室内模拟分析长白山北坡阔叶红松林和暗针叶林内的土壤水分运动过程。主要结论如下： （1）综合土壤容重和各项孔隙度的指标可以得出：暗针叶林地0~100cm整个土层的透水性、通气性和持水能力都是比较协调的，阔叶红松林地除了0~10cm土壤的透水性、通气性和持水能力比较协调以外，其余各层土壤均以毛管孔隙为主，通透性较差。从土壤毛管持水量与饱和含水量的比值以及1m深土层贮水能力的指标来看，这两种森林土壤的供水以及涵蓄水能力的差别较大。 （2）这两种森林类型的土壤在降雨历时和土壤初始含水量相同的情况下，降雨强度越大，初始入渗率越高，达到稳定入渗阶段的时间也越早；在降雨历时和降雨强度相同的情况下，当土壤初始含水量越高时，入渗率降低的速率就越快，趋于稳定入渗阶段的时间越短，稳渗率越低。 （3）当降雨历时和土壤初始含量相同的条件下，在降雨入渗过程中，降雨强度较大时，湿润锋运移速率是先增大后减小，在再分布过程中，降雨强度较大时湿润锋运移速率较小；当降雨历时和降雨强度相同的条件下，在降雨入渗过程中，相对于初始含水量较低的情况来说，初始含水量较高时湿润锋运移速率呈现出“慢-快-慢”的变化过程，在再分布过程中，初始含水量较高时湿润锋运移速率较小。 （4）对入渗条件下的土壤水分运动的数值模拟结果表明，模拟值与实验值之间的拟合效果较好，并且能较好地反映土壤水分运动的基本规律。

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。