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两种母质的红壤性水稻土中微生物硫循环代谢途径特征

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土壤学报 2024年第2期61卷 562-572页

作者：李致同亢宗静王智慧赵永鹏余子洁蒋先军西南大学资源环境学院重庆400715

水稻土氧化还原交替频繁,使不同形态的硫元素转化的生物化学反应活跃,对水稻生产影响显著。以花岗岩和第四纪红色黏土母质发育的红壤性水稻土为研究对象,通过宏基因组测序以及生物信息学分析,研究红壤性水稻土硫循环途径相关功能微生物... 详细信息

水稻土氧化还原交替频繁,使不同形态的硫元素转化的生物化学反应活跃,对水稻生产影响显著。以花岗岩和第四纪红色黏土母质发育的红壤性水稻土为研究对象,通过宏基因组测序以及生物信息学分析,研究红壤性水稻土硫循环途径相关功能微生物特征,包括有机硫转化途径、其他(转运)途径、同化硫酸盐还原途径、硫氧化途径、异化硫酸盐还原途径以及硫歧化途径。结果表明:两种母质发育的红壤性水稻土具有相同的硫循环途径特征,即有机硫转化途径微生物功能基因丰度的发生频率最高,每百万个带注释的细菌序列平均检测到16000个有机硫转化的功能基因;硫歧化途径微生物功能基因丰度的发生频率最低,每百万个带注释的细菌序列平均仅检测到116个硫歧化途径功能基因。两种母质发育的红壤性水稻土中主导硫循环的微生物,在门分类水平上,微生物组成没有显著差异,均以变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)为优势菌门,占比分别为55.19%、10.61%、7.18%。在种水平分类上则差异显著,花岗岩母质发育的水稻土中硫循环途径微生物相对丰度更高,且所有途径的优势菌种均为Deltaproteobacteria、Acidobacteria、Betaproteobacteria,其丰度占花岗岩母质水稻土硫循环微生物丰度的40%以上;而在第四纪红色黏土母质发育的水稻土中参与硫循环每条途径的优势功能微生物更加丰富,如在有机硫转化途径中Gemmatirosa kalamazoonesis丰度最高,在其他(转运)途径Azoarcus sp.丰度最高,在同化硫酸盐还原途径丰度最高的微生物是Anaeromyxobacter sp.。综上,两种不同母质发育的红壤性水稻土中存在相同的硫循环途径特征,两种母质发育的红壤性水稻土中主导硫循环的微生物在门水平上没有显著差异,但在种水平分类上差异显著,表明不同母质中会存在着独特的优势硫转化功能菌群。

关键词：红壤性水稻土硫循环途径微生物群落结构宏基因组

黄河上游水源涵养区植被恢复合理目标及恢复策略

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生态学报 2024年第18期44卷 8219-8233页

作者：曹莹曾彪张富广姜榕沈艳琦兰州大学资源环境学院兰州730000

科学设定植被恢复合理目标,制定适宜可行的恢复策略,充分发挥植被恢复的固碳效益,对提高生态修复效率具有重要的现实意义。以黄河上游水源涵养区这一关键生态功能区作为研究区,以当前实际植被状态为边界条件,利用IBISi(Improved Integra... 详细信息

科学设定植被恢复合理目标,制定适宜可行的恢复策略,充分发挥植被恢复的固碳效益,对提高生态修复效率具有重要的现实意义。以黄河上游水源涵养区这一关键生态功能区作为研究区,以当前实际植被状态为边界条件,利用IBISi(Improved Integrated Biosphere Simulator)模型模拟了近十年平均气候条件下的潜在植被状态,并以该状态下植被净初级生产力为指标,设定了研究区短期植被恢复合理目标,进而估算了区域固碳提升潜力。在此基础上,通过评估植被受损程度,识别了重点恢复区域,并结合生态恢复力及实际植被变化趋势分析,分区分类对植被恢复策略进行了划分。研究结果表明:(1)黄河上游水源涵养区植被净初级生产力恢复目标值平均为295.4 gC m^(-2)a^(-1),可在其植被现状的基础上恢复提升7.18%;(2)在当前恢复目标下,研究区植被恢复固碳提升潜力具有明显的空间差异性,存在提升潜力的区域面积占比约为60%,主要分布在龙羊峡以上以及洮河大夏河流域上游地区;(3)研究区植被恢复策略应以保育保护和自然恢复为主,同时应在吉迈水文站以上黄河北岸、共和盆地、龙羊峡库区、贵南沙地、河湟谷地部分区域等重点恢复区,实施必要的人工辅助修复措施。研究结果可为当地因地制宜开展植被恢复工作提供科学依据和决策支持,同时也可为其他区域生态修复规划提供思路和方法借鉴。

关键词：植被恢复固碳提升潜力 IBISi模型净初级生产力黄河上游

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祁连山周边内流区人类活动对表层沉积物的影响

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沉积学报 2024年第4期42卷 1279-1296页

作者：高铭君李育张占森周雪如李海烨段俊杰薛雅欣兰州大学资源环境学院兰州730000

【目的】表层沉积物代用指标可以指示现代环境要素进而推断古环境演化过程,但是在人类活动较强的地区,人类对沉积物产生作用的时间和作用方式以及这种作用是否影响表层沉积物代用指标对该地区气候进行反演的评估较少。【方法】选取祁连... 详细信息

【目的】表层沉积物代用指标可以指示现代环境要素进而推断古环境演化过程,但是在人类活动较强的地区,人类对沉积物产生作用的时间和作用方式以及这种作用是否影响表层沉积物代用指标对该地区气候进行反演的评估较少。【方法】选取祁连山及周边地区所采集的456个表层沉积物,通过总有机氮(TN)、总有机碳(TOC)、碳氮比(C/N)、有机碳同位素(δ^(13)C_(org))、碳酸盐碳同位素(δ^(13)C_(carb))和氧同位素(δ^(18)O)等代用指标分析,建立了代用指标与海拔、经纬度、温度、降水等要素之间的关系,探究了现代人类活动对表层沉积物古环境代用指标的影响。【结果与结论】研究发现人类活动影响区表层沉积物古环境代用指标在该区域波动明显,相较其他地区,相关性大幅降低,表明人类活动影响可以改变古环境代用指标的指示意义。通过系统分析和计算表层沉积物与环境要素之间的关系,探讨了人类活动对表层沉积物的影响,进一步明确代用指标的现代环境指示意义,从而为后续利用沉积地层中古环境代用指标反演过去气候变化和分析人类活动提供理论依据。

关键词：祁连山内流区表层沉积物人类活动影响区

微生物胞外多糖的合成及其在重金属修复中的作用机制与应用

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微生物学报 2024年第3期64卷 701-719页

作者：马莹姜岸石孝均李振轮陈新平西南大学资源环境学院重庆400716

重金属的生物不可降解性使其在环境中长期存在,导致严重的环境污染,对人类健康和生态系统构成威胁。与传统的物化修复技术相比,微生物修复具有成本低廉、环境友好和高效等特点。在面对重金属胁迫或营养不均衡时,微生物会被激发以分泌合... 详细信息

重金属的生物不可降解性使其在环境中长期存在,导致严重的环境污染,对人类健康和生态系统构成威胁。与传统的物化修复技术相比,微生物修复具有成本低廉、环境友好和高效等特点。在面对重金属胁迫或营养不均衡时,微生物会被激发以分泌合成胞外多糖(exopolysaccharides,EPS)。由此可见,EPS的产生是微生物对抗重金属胁迫的重要策略之一。EPS不仅能保护微生物在低温、高温、高盐等极端环境或受毒性化合物胁迫的条件下存活,并且在细胞内外进行信息和物质的交流与传递,既作为保护屏障限制重金属离子进入细胞,又作为介质进行交流。EPS结构中含有多个带负电荷的官能团,能够与重金属离子发生络合、离子交换、氧化还原等反应,从而降低重金属的生物有效性并减轻其毒性。微生物EPS在重金属胁迫环境中的修复具有重要意义。然而,目前缺乏关于微生物EPS合成过程、与重金属互作机制及其在重金属胁迫环境中应用现状的系统综述。本文概述了微生物EPS及其分类,详细阐述了细菌EPS胞内及胞外的生物合成机制,并探讨了微生物EPS与重金属互作机制,以及微生物EPS修复水、土环境中重金属污染方面的研究进展。最后,展望了EPS合成及其在重金属修复中的作用机制研究,可为微生物EPS进一步应用于环境重金属污染修复提供支持。

关键词：胞外多糖重金属生物修复合成途径

撕裂蜡孔菌活化土壤氮磷及其对豆科作物生长的影响

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微生物学报 2024年第8期64卷 3047-3058页

作者：宁诗琪隋宗明袁玲杨红军西南大学资源环境学院重庆400715

【目的】利用微生物活化土壤中的原本无效养分种植豆科作物,有益于土地资源的长期可持续利用。【方法】利用自主分离的白腐真菌撕裂蜡孔菌新株(Ceriporia lacerata)HG2011,通过培养和田间微区试验,研究***的分泌作用、土壤氮磷活化以及... 详细信息

【目的】利用微生物活化土壤中的原本无效养分种植豆科作物,有益于土地资源的长期可持续利用。【方法】利用自主分离的白腐真菌撕裂蜡孔菌新株(Ceriporia lacerata)HG2011,通过培养和田间微区试验,研究***的分泌作用、土壤氮磷活化以及对绿豆和光叶紫花苕养分吸收、生长和产量的影响。【结果】***能分泌纤维素酶、几丁质酶、β-l,3-葡聚糖酶、蛋白酶、磷酸酶和铁载体,溶解Ca_(3)(PO_(4))_(2);在土壤表面,***形成菌落,其菌丝伸入土壤,降低土壤pH,提高有效氮磷含量,进而增强蛋白酶和磷酸酶活性;接种***改善了土壤氮磷供应能力,增强根系活力,促进根系生长、根瘤形成和发育,提高作物养分积累量,增加绿豆籽粒产量和苕子生物量。【结论】***能在土壤中定殖,活化土壤氮磷,提高肥料利用率,促进绿豆和苕子生长。***以木屑、秸秆和谷壳等农林有机废弃物为基质,容易培养,菌剂生产成本低廉。本研究为活化土壤养分,促进绿豆和苕子等豆科作物生长,保育耕地提供了新策略。

关键词：撕裂蜡孔菌土壤氮磷豆科作物

基于转轮除湿的蒸发式过冷水制取流态冰方法的研究

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制冷学报 2024年第1期45卷 90-100页

作者：岳峥张小松东南大学能源与环境学院南京210096

本文围绕蒸发式过冷水制取流态冰,提出了一种新型的基于转轮除湿的流态冰制取系统,通过转轮除湿营造低水蒸气分压力环境,实现水滴的管外过冷,避免了传统过冷水法的冰堵问题和真空法能耗高的问题,并且同溶液除湿型制冰方法相比,系统设备... 详细信息

本文围绕蒸发式过冷水制取流态冰,提出了一种新型的基于转轮除湿的流态冰制取系统,通过转轮除湿营造低水蒸气分压力环境,实现水滴的管外过冷,避免了传统过冷水法的冰堵问题和真空法能耗高的问题,并且同溶液除湿型制冰方法相比,系统设备简单且除湿效果更好,实现了水滴更大的过冷度,依靠系统自身的冷凝热即可满足转轮再生需求。构建了完整制冰系统并分别建立了转轮除湿模型、CO_(2)热泵模型和蒸发制冰模型,通过模拟分析初步验证了系统的可行性与高效性,并研究了主要运行参数对系统性能的影响。结果表明:在最佳运行工况下,新型流态冰制取系统的制冰性能系数比传统过冷水法提高了25.9%,单周期制冰量提高了4.3倍。

关键词：蒸发转轮除湿流态冰 CO_(2)热泵性能系数

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杨梅花色苷体外降糖活性研究

中国食品学报 2024年第8期24卷 155-163页

作者：章鸿彬刘合生陈杨蔡将波曹少谦戚向阳浙江万里学院生物与环境学院浙江宁波315100

为了评价杨梅果实花色苷提取物(AECBF)的体外降糖活性,研究AECBF体外对α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶的抑制作用及其动力学,以及对人肝癌HepG2细胞葡萄糖摄入和消耗的影响。结果表明:AECBF对α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶均具有较强的抑制作用,... 详细信息

为了评价杨梅果实花色苷提取物(AECBF)的体外降糖活性,研究AECBF体外对α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶的抑制作用及其动力学,以及对人肝癌HepG2细胞葡萄糖摄入和消耗的影响。结果表明:AECBF对α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶均具有较强的抑制作用,其IC50值分别为22.54μg/mL和3.51μg/mL,酶促抑制动力学结果显示:其对2种酶的抑制类型均为混合型,对于α-淀粉酶,竞争性抑制占主体,而对于α-葡萄糖苷酶,反竞争性抑制是主要的。此外,0.1~10μg/mL的AECBF作用HepG2细胞24 h,未显示出明显细胞毒性(P>0.05),而1~5μg/mL的AECBF作用24 h可显著增加HepG2细胞葡萄糖摄入和消耗(P<0.05),且与未干预组比较,HepG2细胞葡萄糖摄入水平和葡萄糖消耗量分别在AECBF质量浓度为2μg/mL和5μg/mL时最高,分别增加了72%和44%。这些研究结果说明杨梅花色苷体外具有显著的降糖活性。

关键词：杨梅果实花色苷淀粉消化酶抑制动力学葡萄糖摄入和消耗

西藏年楚河流域不同季节土壤原生动物优势种及其种间联结性

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干旱区资源与环境 2024年第10期38卷 111-120页

作者：李明燕朱时应黄倩李天顺朱文琎普布西藏大学生态环境学院高原动物学实验室拉萨850000

为了探究年楚河流域不同季节土壤原生动物优势种及其种间联结性,于2020年5月(春)、8月(夏)和10月(秋)根据年楚河流域地理环境特征进行三次采样,共获得285个土壤样品。采用“非淹没培养皿法”和“活体观察法”对土壤原生动物进行培养与鉴... 详细信息

为了探究年楚河流域不同季节土壤原生动物优势种及其种间联结性,于2020年5月(春)、8月(夏)和10月(秋)根据年楚河流域地理环境特征进行三次采样,共获得285个土壤样品。采用“非淹没培养皿法”和“活体观察法”对土壤原生动物进行培养与鉴定,共鉴定出土壤原生动物327种,隶属于2门5纲6目7科7属,优势种共8种。三个季节均无绝对优势种(Y>0.1)土壤原生动物出现,大弹跳虫(Halteria grandinel⁃la)和膨胀肾形虫(Colpoda inflata)为三个季节共有优势种。总体生态位重叠程度处于较低水平,种间竞争不强,对于环境资源的利用共性小,群落结构稳定,生态响应速率显示土壤原生动物群落总体处于发展趋势。总体联结性结果显示物种不具有显著(χ^(2)环境之间尚未达到相对的动态平衡,群落物种之间对生态环境资源的利用保持着相互独立状态。

关键词：土壤原生动物优势种生态位种间联结年楚河流域

林芝雅尼河谷设施土壤酸化、次生盐渍化和养分累积状况分析

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中国土壤与肥料 2024年

作者：杨爽唐励治西藏农牧学院资源与环境学院四川农业大学资源与环境学院

研究林芝雅尼河谷设施农业土壤酸化、次生盐渍化程度和养分累计状况，为该区开展设施土壤修复和设施农业养分综合管理提供科学依据。2020～2022年，对雅尼河谷主要的设施栽培片区进行了实地调查，并采集设施土壤、大田土壤的表层样品（0... 详细信息

研究林芝雅尼河谷设施农业土壤酸化、次生盐渍化程度和养分累计状况，为该区开展设施土壤修复和设施农业养分综合管理提供科学依据。2020～2022年，对雅尼河谷主要的设施栽培片区进行了实地调查，并采集设施土壤、大田土壤的表层样品（0～20 cm）和剖面样品（按照0～20、20～40、40～60、60～80、80～100 cm分层采集），通过测定土壤电导率、pH值和主要养分指标，明确了该地区设施土壤酸化、次生盐渍化程度、养分含量状况以及氮、磷在土壤剖面的累积分布情况。结果表明：（1）雅尼河谷设施土壤酸化、次生盐渍化现象明显，尼西片区、尼池镇片区、米林县片区、西藏农牧学院后山片区设施农田土壤pH值均显著低于对照大田，EC值均显著高于大田，其中尼西片区设施土壤酸化最为严重，尼池镇片区设施土壤次生盐渍化最为严重。（2）与大田相比，雅尼河谷设施土壤有机质、硝态氮、有效磷和速效钾含量均显著上升。（3）雅尼河谷设施土壤有机质含量处于低水平(10～20 g·kg-1)，硝态氮含量处于中等水平(50～100 mg·kg-1)，有效磷含量处于高水平(> 150 mg·kg-1)，速效钾含量处于较高水平(200～300 mg·kg-1)。（4）就同一土层而言，设施土壤剖面硝态氮、有效磷含量普遍显著高于农田，且设施土壤硝态氮存在表聚现象。雅尼河谷主要设施农业区存在较为严重的土壤退化问题：土壤酸化和土壤次生盐渍化现象较为明显、设施土壤养分积累现象普遍、氮磷养分淋溶损失严重，存在环境风险。

关键词：林芝雅尼河谷设施农田酸化次生盐渍化土壤养分