自然与人为控制下河流水化学组成演变过程

控制河流水化学组成的因素包括岩石类型、气候变化以及土地利用方式,河流溶解性物质主要来源于岩石溶解、大气干湿沉降以及人为输入。选取黄河小浪底水库以下干流及支流河水为主要研究对象,讨论自然过程和人为活动影响下的河流水化学演变过程。结果表明:(1)水-岩作用是控制河水化学组成重要因素,沁河流经碳酸盐岩地层,水化学类型为HCO3-Ca-Mg型。黄河河水水化学类型为HCO3-Cl-Na-K型,主要受上游碎屑岩、变质岩以及黄土溶解影响。伊洛河河水水化学类型为HCO3-Ca-Mg,与下游碳酸盐岩地层出露有关;(2)化学肥料、生活污水以及人畜粪肥等对沁河以及伊洛河河水均有影响,黄河河水受人为活动影响不大;(3)硫酸分别参与沁河和伊洛河流域碳酸盐岩溶解反应,硫酸可能分别来自于含煤地层硫化物氧化以及金属矿床硫化物氧化。研究区黄河河水受上游溶解盐蒸发浓缩影响较大,硫酸参与碳酸盐岩溶解反应不明显。     

小叶杨、沙蒿、沙柳和毛白杨落叶溶解性有机质的紫外与荧光性质对比研究

以鄂尔多斯地区的小叶杨(Populus simonii)、沙蒿(Artemisia desertorum)和沙柳(Salix psammophila)以及豫中平原地区的毛白杨(Populus tomentosa)植物落叶提取的溶解性有机质(Dissolved Organic Matter,DOM)为研究对象,通过对DOM理化指标的测试,结合紫外-可见和三维荧光光谱技术,对DOM中的有机物结构特征和含量关系进行了对比研究。研究结果表明:四种植物DOM中DOC和COD显著相关(r~2=0.96),且DOC、COD、富里酸及腐殖酸的荧光峰强均与pH呈现较好的线性负相关关系。单位有机碳总荧光峰强可以用来较好地指示植物DOM含量。对于在干旱地区的植物落叶DOM中芳香族蛋白类有机物含量均明显高于毛白杨,并且沙柳DOM中含有羰基和共轭羰基的官能团,而毛白杨的荧光类有机质则以腐殖酸类物质为主,其总荧光峰强要明显低于其他三种植物。土壤等因素的区域性差异对植物的盐分含量有很大影响。     

基于改进的主成分分析法的地下水质量评价研究

传统的主成分表达式是将特征值对应的系数矩阵数据与标准化后的监测数据一一相乘。选择筛选后的主要污染因子与标准化后相对应的监测数据相乘,得到主成分表达式及综合评价函数表达式,并将其应用于焦作市中站区地下水水质评价中。评价结果表明:东冯封在十个监测点中排名第一,水质较其它点位污染程度较重,对该点应加大污染治理和保护力度,白门洞和王庄排名靠后,水质较优,应注意保持;筛选后的主成分值减少了主观因素的干扰,使评价结果更接近实际情况;采用主成分分析法和模糊综合法评价所得结果基本一致,但稍有区别,主成分分析法不仅能筛选出主要污染因子,而且能对同一级水质优劣进行排序,使评价结果更加客观合理。     

小果野蕉家族蛋白序列特征分析和在根际促生菌作用下的表达分析

在真核生物中,Argonaute(AGO)蛋白是基于s RNA的基因沉默通路的效应蛋白,参与基因表达调控、DNA甲基化等分子过程,从而使植物的生长发育有条不紊的进行。同时,根际促生菌对植物生长有促进作用。本研究对小果野蕉的AGO蛋白进行比对鉴定,最终找到16个AGO蛋白,其中14个定位于6条已知染色体上。本研究还对蛋白结构和基因进化等问题以及这些基因对根际促生菌的响应进行了研究。研究发现:这些蛋白可分为4个亚家族,且AGO1亚家族的基因普遍外显子多。表达谱研究发现,属于AGO4和AGO1亚家族的MaAGO2,MaAGO3,MaAGO9三个基因在对解淀粉芽孢杆菌、荧光假单胞菌是都表现出表达的升高,这暗示着植物AGO基因参与的生物学过程可能参与植物对根际促生菌的响应,也有助于以后这方面的研究。     

CO_2浓度倍增及干旱胁迫对紫花苜蓿光合生理特性的协同影响

为探讨CO_2浓度倍增和干旱胁迫对紫花苜蓿(Medicago sativa)生理作用的协同效应,采用人工气候室和控水试验模拟CO_2浓度倍增和干旱胁迫,分析了植物光合和抗逆生理特征的变化规律。结果表明:干旱胁迫与CO_2浓度倍增对苜蓿光响应参数影响显著,二者之间具有一定的交互作用,在干旱胁迫下,CO_2浓度倍增减缓了苜蓿叶片气孔导度(G_s)、蒸滕速率(T_r)和光饱和点(LSP)的降低幅度,而对最大净光合速率(P_(max))、胞间CO_2浓度(C_i)和表观量子效率(AQE)没有减缓作用。CO_2浓度倍增下的水分利用效率(WUE)高于正常CO_2浓度,而与水分含量关系不大。干旱胁迫与CO_2浓度倍增对苜蓿光合色素、丙二醛(MDA)和脯氨酸(Pro)含量影响显著,干旱胁迫在一定程度上降低了叶绿素a(chl a)、叶绿素b(chl b)的含量和叶绿素总量,显著增加了叶片MDA和Pro含量,CO_2浓度倍增有增加这些光合色素含量、降低MDA和Pro的趋势;但2个因素之间没有显著交互作用。干旱胁迫和CO_2浓度倍增对苜蓿叶绿素荧光参数影响不一,干旱胁迫和CO_2浓度倍增对叶绿素荧光参数具有较强的交互作用,CO_2浓度倍增对植物体光合电子传递过程中的保护作用在植物受到干旱胁迫时更加明显。因此,在干旱、半干旱地区,干旱胁迫对苜蓿光合生理功能产生不利的影响,而CO_2浓度倍增对苜蓿的生长具有一定的施肥效应,当2个因素共同发生时,CO_2浓度倍增可以减缓水分胁迫对苜蓿的伤害,增强其抗旱能力,提高水分利用效率,缓解干旱胁迫的负面效应。     

水分胁迫下柱花草叶水势、光合及叶绿素荧光特性的变化特征

以热研2号柱花草为供试材料,采用盆栽控制实验研究了不同土壤水分条件下柱花草叶水势、光合特性和叶绿素荧光参数的变化特征.结果表明:(1)柱花草叶水势随着水分胁迫程度的增加而降低,其日变化呈双峰曲线特征,日平均值表现为充分供水＞轻度胁迫＞中度胁迫＞重度胁迫.(2)充分供水条件下柱花草净光合速率最大,而在重度胁迫下最小,水分胁迫下柱花草光合速率的降低主要为非气孔限制因素所致;柱花草气孔导度在充分供水和轻度胁迫下随光合有效辐射的增强而增大,但在中度和重度水分胁迫下变化不明显;充分供水和轻度水分胁迫下,气孔导度均随蒸腾速率的增加而增加,中度、重度水分胁迫下蒸腾速率分别达到0.46、0.31 mmol·m-2·s-1时气孔开始关闭;中度胁迫下水分利用效率高于轻度胁迫,可能是植物对胁迫环境的生理适应所致.(3)初始荧光F0随着干旱胁迫程度的增加而增加,而光系统Ⅱ的最大光化学效率FFv/Fm和潜在活性Fv/F0均降低,表明随着胁迫程度的加深,PSⅡ光抑制的程度也加深,水分胁迫抑制了PSⅡ的光化学活性,使其反应中心受到一定程度的破坏或可逆失活.     

采煤沉陷区土壤重金属含量对土壤酶活性的影响

为探明煤矿沉陷区土壤受重金属污染情况,探讨重金属含量对酶活性的影响,以焦作韩王煤矿沉陷区为例,通过野外调查与采样和室内分析,研究煤矿沉陷区土壤中重金属累积特性与土壤酶活性的变化。结果表明:研究区土壤中重金属Cu、Zn、As、Mo、Hg、Pb、Cd等含量均高于对照小区的含量,且有明显的空间异质性;沉陷区各种酶活性大都低于对照点,其在空间分布上受重金属的影响,重金属Co、Ni对大多数酶有促进作用,As、Mo则对酶活性有抑制作用,重金属对酶活性的影响取决于重金属的类型与含量;在研究区,蔗糖酶对重金属污染较为敏感,表明蔗糖酶可作为评估煤矿沉陷区土壤环境质量变化的有效指标。     

光照与氮的交互作用对谷皮菱形藻生长及硝酸还原酶活性的影响

选用硅藻中的谷皮菱形藻,采用实验室一次性培养的方法,研究了不同氮和光照条件对谷皮菱形藻的生长及硝酸还原酶活性的影响情况.结果表明,谷皮菱形藻最大比增长率随着光照强度的提高而增大.在进入指数生长期后,谷皮菱形藻受光照与氮的交互作用影响较大,不同光照处理下,氮增加了藻类叶绿素合成量和硝酸还原酶活性.培养第9天时,低氮条件下叶绿素a含量为103.7～274.9μg/L,高氮条件下叶绿素a含量为489.7～1006.6μg/L;低氮条件下,最大硝酸还原酶活性为3.155～7.455μg/(mg·h);高氮条件下,最大硝酸还原酶活性为5.921～13.898μg/(mg·h).氮对谷皮菱形藻生长的促进作用随着光照强度的提高而明显提高,低氮和高氮处理之间藻类最大比增长速率、最终生物量以及硝酸还原酶活性均差异显著(P<0.05).     

焦作市城区土壤重金属空间变异特征及污染评价

为揭示人类活动对土壤环境质量的影响,在河南省焦作市3个城区采集了44个表层土壤样品。利用单因子指数法和内梅罗综合指数法评价了土壤表层重金属的污染程度。并采用地统计学方法对表层土壤样品Cr,Cu,Cd,Pb共4种重金属的空间变异结构和分布格局进行了分析。结果表明,Cr,Cu,Cd,Pb的超标率分别为47.73%,0%,22.73%,0%,土壤Cr,Cd污染较为严重。3个城区Cr和Cd的分布特征总趋势为:山阳区中站区解放区,Pb和Cu的分布特征总趋势为:解放区山阳区中站区。土壤Cr,Cd和Pb之间以及Cu和Pb之间呈显著相关。空间变异结构分析表明,Cd具有极强的变异性,Cr具有较强的变异性,Cu和Pb是中等变异强度。半方差函数模型拟合结果显示Cr具有较强的空间自相关性,Pb具有中等程度的空间自相关性,Cd和Cu具有较弱的空间自相关性。在此基础上,元素Pb呈环状,Cu呈岛状,Cr和Cd呈带状分布。     

大都市郊区不同类型乡村空间形态特征与居民感知差异

城市化进程的加快促使乡村成为资本青睐和占用的空间，并不断外化于村落空间形态等物质空间中。而乡村形态分化与居民感知差异微观透视了城乡关系的变化与村民生活方式的重塑，是村落规划、土地整治、农村居民点重构等的前提与基础。该研究基于空间句法模型，选取北京市半截河村和莲花池村为案例，探讨大都市郊区不同类型乡村空间形态与居民空间感知差异，识别乡村空间形态与感知差异的形成机制。研究发现：1）不同类型乡村空间形态存在较大差异，传统农业型乡村发展具有内聚性，村落空间形态同构性明显；休闲旅游型乡村发展外向性特征明显，村落空间形态与格局不断分化与重塑。2）不同类型使用者乡村空间感知分化显著，传统农业型乡村村民感知延续传统，生活空间感知频率远高于生产空间；休闲旅游型乡村村民对生产空间感知程度显著高于生活空间，外来群体意象图简单，空间元素多处出现断点。3）乡村空间形态和感知差异是多重因素相互制约的结果。最后，针对不同类型乡村空间形态差异及村民感知偏差，从完善内外交通网络、合理规划村落空间、维护乡村地方性以及分类引导资本投资四方面提出了政策建议，以期为大都市郊区农村居民点重构与村庄发展规划提供理论借鉴。