循环氧化塘消减富营养化指标新技术研究

用循环氧化塘新技术治理三峡大学求索溪景观河流,探讨了新工艺设计构思、氧化塘参数、停留时间、运行效果、运行成本、生态效益。结果表明:出水主要污染物化学需氧量、氨氮、总磷指标均符合《人工湿地污水处理工程技术规范(HJ2005-2010)》进水质要求;运行成本低;生态效益显著。主要污染物总消减率均值:化学需氧量为89.6%,总氮为76.4%,总磷为67.8%。     

模拟暴雨条件下植被混凝土坡面侵蚀的水动力学特征

[目的] 探究不同外掺料对暴雨条件下植被混凝土坡面侵蚀水动力学特征的影响,在降雨侵蚀方面为植被混凝土的配方改进提供科学依据。[方法] 通过室外模拟降雨试验,在60°坡度、3种雨强（60,90,120 mm/h）下研究4种外掺条件（无添加、聚丙烯酰胺、生物炭、棕榈纤维）的植被混凝土坡面侵蚀状况,并分析坡面水动力学参数与土壤侵蚀量之间的关系。[结果] 坡面雷诺数始终小于500,坡面流为层流;未添加外掺料的坡面弗劳德数始终小于1,坡面流为缓流,添加外掺料的坡面弗劳德数始终大于1,坡面流为急流。添加外掺料的坡面具有较大的坡面流速、水流功率,较小的水流剪切力、径流深度和阻力系数。添加生物炭的坡面土壤侵蚀量显著高于无添加坡面,添加聚丙烯酰胺和棕榈纤维的坡面土壤侵蚀量显著低于无添加坡面。[结论] 外掺料对植被混凝土坡面水动力学参数影响显著。土壤侵蚀量与雷诺数、水流功率呈极显著正相关关系。添加聚丙烯酰胺和棕榈纤维能有效降低植被混凝土边坡土壤侵蚀量,可在高陡边坡生态恢复工作中进行应用。     

金属离子对纤维素酶降解汽爆秸秆的影响

以汽爆秸秆为底物,分别考察添加Fe2+、Mg2+、Cu2+和Fe3+四种金属离子对纤维素酶解性能的影响。结果表明,金属离子的种类、用量均会影响纤维素的酶解效率。其中Fe2+、Cu2+对纤维素降解有促进作用,当Fe2+浓度为0.6 mg/m L时,对纤维素降解促进作用最明显。Mg2+和Fe3+则会抑制纤维素酶解。考察了纤维素酶在水解过程中的吸附过程,添加Fe2+可加快纤维素酶的吸附,促进纤维素酶与纤维素的有效结合。     

高压密闭消解-电感耦合等离子体质谱法测定恩施4种农作物中微量元素含量及其相关性研究

[目的]分析恩施有代表性的4种农作物不同部位微量元素含量。[方法]采用HNO3-H2O2体系高压密闭消解4种农作物不同部位,电感耦合等离子体质谱联合碰撞反应池法,测定其中微量元素,以铑和铼内标法补偿校正,以国家标准物质验证方法的准确性。[结果]该方法基体效应弱,线性相关系数均不小于0.999 8,方法的检出限范围是0.014~0.053μg/L,精密度(RSD)在0.53%~1.52%之间,加标回收率在98.65%~101.37%之间。[结论]该方法检测高效、准确,适合农作物中多种元素的同时测定,同时研究了4种农作物中微量元素的分布,发现不同农作物微量元素含量不同,而同一农作物不同部位中微量元素含量也有一定差异。该研究首次分析了恩施富硒地区4种农作物中硒与5种微量元素的相关性,为研究富硒农产品中富硒程度的变化与其他微量元素是否处于安全且营养的范围提供科学依据。     

均匀设计法优化重组大肠杆菌产酮基还原酶培养基

系统研究了典型碳源、氮源、金属离子、磷酸盐以及初始p H值等因素对重组大肠杆菌产酮基还原酶的影响。单因素试验结果表明,甘油、酵母浸粉FM888、酵母蛋白胨FP101、Mg SO4·7H2O以及离子浓度为0.1 mol·L-1 p H值为T7的磷酸缓冲液对菌体生长以及酶活的表达有一定的促进作用。通过均匀设计试验及分析得到培养基的最优配方:甘油6.86 g·L-1,FM888 19.53g·L-1,FP101 8.37 g·L-1,Mg SO4·7H2O 2.50 g·L-1,K2HPO414.96 g·L-1,KH2PO47.34 g·L-1。优化条件下酶活为431.21 U·m L-1,比优化前(70.25 U·m L-1)提高了5.13倍。此研究可为工业化大生产提供理论指导。     

植被混凝土基材微生物活性对不同水泥含量的响应

以常用护坡草本生长下的植被混凝土基材作为研究对象,选择脲酶、转化酶、碱性磷酸酶、微生物量碳、微生物量氮做为因子,对样地土壤生物活性指数(SBAI)做了综合计算,研究了不同水泥含量对植被混凝土基材生物活性的影响。结果表明,水泥的添加会降低基材生物活性,低水泥浓度样地土壤生物活性指数相对较高;相同水泥含量梯度下,对照样地比狗牙根样地、紫花苜蓿样地的土壤生物活性指数低。植物在一定程度上能够改善土壤生物的活性水平。     

大老岭自然保护区日本落叶松林凋落物分解及养分释放研究

[目的]研究外来引进树种日本落叶松林凋落物对土壤养分的影响。[方法]采用分解袋法分别对18年生和24年生日本落叶松林以及周围针阔混交林凋落物的分解和养分释放规律进行了研究。[结果]凋落物分解和养分释放速率均表现为针阔混交林日本落叶松纯林;24年生日本落叶松林18年生日本落叶松林。其中不同林分的凋落物残留率与时间呈指数相关,凋落物年分解系数(K)也表现为针阔混交林(0.555 6)24年生日本落叶松林(0.445 0)18年生日本落叶松林(0.366 2)。凋落物分解速率与初始N元素含量呈极显著正相关,而与C/N比呈显著负相关,高的木质素含量对凋落物的分解有一定影响。C元素、K元素表现为直接释放模式,而研究中C/N比和C/P比相对较高,使N元素和P元素均表现为先富集后释放的模式。各养分元素的残留率总体呈现出18年生日本落叶松林24年生日本落叶松林针阔混交林的格局。[结论]不同林分凋落物分解和养分释放速率差异较大。凋落物年分解系数表现为针阔混交林24年生日本落叶松林18年生日本落叶松林。     

日本落叶松林凋落物对狗牙根、胡枝子种子萌发和幼苗生长的影响

以狗牙根和胡枝子为受体植物,通过种子萌发与幼苗生长试验,研究外来引进树种日本落叶松林凋落物对本地物种可能存在的化感作用,探讨日本落叶松林物种多样性低下的原因。以不同浓度的日本落叶松林凋落物水浸液对狗牙根、胡枝子种子进行处理,利用人工气候箱进行萌发生长试验,通过观察与分析不同处理间种子萌发及幼苗生长的差异,揭示日本落叶松凋落物潜在的化感作用。结果表明,日本落叶松林凋落物水浸液对狗牙根、胡枝子的种子萌发率、萌发指数和幼苗的根长、茎长和生物量有着显著影响。其中,狗牙根随着处理浓度的增加各试验指标呈现先促进后抑制的作用,与对照相比,最大的抑制率分别达到28.67%、31.35%、53.29%、40.23%、34.72%;胡枝子的各试验指标随处理浓度增加呈明显的受抑制作用,与对照相比,上述各试验指标的最大的抑制率分别达到67.50%、70.79%、55.35%、44.44%、34.55%。相对而言,胡枝子种子萌发与幼苗生长对日本落叶松凋落物的化感响应强于狗牙根。日本落叶松林凋落物中的化感物质对狗牙根和胡枝子的种子萌发和幼苗生长存在一定的化感效应,其中对胡枝子的影响要强于狗牙根。凋落物的化感作用是影响日本落叶松林物种多样性的关键因素之一,在今后的日本落叶松营林管理中,可通过间伐等方式来减少日本落叶松的化感作用和荫蔽作用,促进其他物种的定居与林分更新。     

应用Le Bissonnais法研究三峡库区消落带土壤水稳性团聚体稳定性

土壤团聚体的稳定性常被作为土壤侵蚀的敏感指标。【目的】揭示三峡库区消落带土壤团聚体受破坏的主要机制,为提高土壤抗侵蚀能力、改善三峡库区消落带的生态环境提供理论依据。【方法】选取三峡库区童庄河消落带不同海拔梯度的土壤,以从未淹没的样地作为对照,采用Le Bissommais的快速湿润法(fast wetting,FW)和慢速湿润法(slow wetting,SW)模拟研究了消落带水位消涨对土壤团聚体稳定性和土壤抗侵蚀能力的影响。【结果】2种处理下的土壤水稳性团聚体平均质量直径(MWD)均是中等淹没区域(155~165 m)最大,淹没持续时间较长区域(145~155 m)最小,从未淹没的对照样地(175 m以上)和淹没时间较短区域(165~175 m)之间处于中间状态,而K值却是淹没持续时间较长区域(145~155 m)最大,中等淹没区域(155~165 m)最小。FW处理后,不同颗粒级的团聚体较为分散,处理后土壤水稳性团聚体粒径以1 mm为主;SW处理后土壤水稳性团聚体粒径主要以2 mm为主。【结论】综上所述,消落带淹没持续时间较长区域受淹水扰动相对最强烈,土壤水稳性结构最差,土壤可蚀性最强。三峡库区消落带水位快速升降可能对土壤团聚体的结构破坏较大,其破坏的主要机制是土壤孔隙中的气泡爆破产生的消散作用。     

狗牙根根系对三峡库区消落带紫色土崩解性能的作用机理分析

以三峡库区消落带主要土类紫色土和优势草种狗牙根为研究对象,通过开展无根系土壤对照(CK)、未经除草剂处理的活根试样(LR)和经除草剂处理的死根试样(DR)三种处理土壤的崩解试验,分析了狗牙草根系影响紫色土崩解性能的作用机理。结果表明:狗牙根根系的存在能够有效减少土壤崩解量并降低其崩解速率,狗牙根活根和死根根系分别降低崩解量的50%以上和33%左右;根系的这一作用机理又可分为物理作用和化学作用两个方面,而物理作用占根系总作用的51.36%～61.57%,即根系减少土壤崩解量的作用以物理作用为主。随着坡度增加,根系减少崩解量的物理作用呈现先增加后减小、化学作用则呈持续增加的趋势变化。本研究结果对深入理解植物根系对土壤崩解性能的影响具有重要意义。