油污胁迫下土壤微生物群落结构对外源施用玉米秸秆生物质炭的响应

[目的]分析外源施用玉米秸秆生物质炭对石油污染土壤酶活性和微生物群落结构的影响方式,旨在为黄土高原陇东地区油污土壤生态修复提供新的土壤调理剂。[方法]对轻度(5%)和重度(20%)油污土壤分别实施了玉米秸秆生物炭(B)、金盏菊(J)和金盏菊+玉米秸秆生物炭(JB)3种处理方式,采用常规方法测定了不同处理组间土壤总石油烃(TPH)去除率、酶活性和土壤微生物群落结构。[结果]①轻度污染时土壤总石油烃(TPH)去除率为JB_5(61.95±1.39%)最高,重度污染时为JB_(20)(56.44±1.89%)最高(p0.05);②外源施用玉米秸秆生物质炭能有效增加轻重两种油污浓度的土壤脱氢酶和多酚氧化酶活性;③油污浓度由5%增至20%,两种生物质炭参与的处理组(JB_(20)和B_(20))土壤微生物群落结构组成差异相对较小(p0.05);④非度量多维尺度(NMDS)分析结果显示,土壤脱氢酶、多酚氧化酶、Chao1指数和Shannon指数是驱动J_5,B_5,B_(20),JB_5和JB_(20)处理组土壤微生物群落结构分异于CK_5,CK_(20)和J_(20)处理组的主要环境因子。[结论]轻重两种油污浓度胁迫时外源施用玉米秸秆生物质炭可显著增加土壤脱氢酶和多酚氧化酶活性,驱动土壤微生物群落结构变化,从而提高了土壤TPH去除率,因此陇东黄土高原地区油污土壤场地生态修复时可选用玉米秸秆生物质炭作为土壤调理剂。     

石羊河流域经济发展与生态保护对策

甘肃省石羊河流域是资源性缺水地区,水资源严重地制约着当地的社会经济发展,同时,由于社会经济系统大量挤占了生态用水,下游民勤绿洲的生态系统已濒临崩溃。通过分析地下水与干旱区生态植被系统的关系,在量化流域生态恢复目标的基础上,提出了石羊河流域经济发展与生态保护对策。建议建立石羊河节水型生态特区,并初步进行了规划,对节水型生态特区的发展进行了讨论。     

非洲菊对陇东地区油污土壤的生态修复

为评估非洲菊(Gerbera jamesonii)在陇东地区对石油污染物生物降解的潜力,研究植物应对不同油污浓度胁迫的生长和根际土壤环境响应,本研究分析了非洲菊应对4种油污浓度(1%、3%、5%和7%)胁迫时的植物生长指标、土壤环境指标以及土壤总石油烃(total petroleum hydrocarbons,TPH)、烷烃和芳烃的降解率和降解速率。结果显示:1)土壤TPH、烷烃和芳烃降解率随油污浓度的增加而逐步降低,但其降解速率在油污浓度为5%时最高;2)非洲菊株高、根长和出苗率均随油污浓度的增加而逐渐降低(P<0.05),重度污染(7%)对其地上部生物量有显著抑制作用(P<0.05),而中度污染(3%和5%)对其地上部和地下部生物量有显著促进作用(P<0.05);3)当油污浓度<5%时,非洲菊通过增加土壤脱氢酶、地下部及地上部生物量和土壤微生物多样性来提高土壤TPH降解率,且非度量多维尺度(non-metric multidimensional scaling,NMDS)分析结果显示,植物生物量、土壤酶活性和微生物特性的彼此间共同效应是决定土壤TPH降解率的主要环境因素,而重度污染对非洲菊植物体生物量的抑制作用是导致其土壤TPH降解率显著降低的关键因素。综上所述,5%油污浓度应设为非洲菊耐受力阈值浓度,且在该浓度下非洲菊可确定为具备油污土壤修复潜力的良好植物品种。     

环境因子对中国柽柳遗传变异的影响

分别以核糖体DNA(nuclear ribosomal DNA, nrDNA)的内转录间隔区(internal transcribed spacer regions, ITS)和两条叶绿体DNA(chloroplast DNA, cpDNA)片段—trnL-trnF, rps16为分子标记,研究了20个自然分布的中国柽柳群体遗传变异与环境因子和地理距离间的相关性。结果表明:ITS序列(616 bp)中共发现了10个多态位点,定义了11种单倍型;总核苷酸多样性和总单倍型多样性分别为2.170和0.814。两个cpDNA分子标记片段的拼接序列(1542 bp)中共发现了14个多态位点,定义了16种单倍型,总核苷酸多样性和总单倍型多样性分别为0.500和0.586。ITS遗传多样性与地理、气候和土壤因子间相关性分析显示:海拔、温度和经度是影响中国柽柳群体遗传变异的主要因素。在低海拔、温暖和靠海近的湿润东部群体,ITS遗传多样性较高。而cpDNA的遗传变异与各种环境因子间没有显著的相关性。Mantel检测发现中国柽柳ITS的遗传变异与地理距离显著正相关,而cpDNA的遗传变异没有显著的地理渐变趋势,该结果进一步揭示了中国柽柳强大的种子流在降低群体间遗传分化上发挥了重要作用。