内蒙古草原3年生小叶锦鸡儿根瘤特征及其对环境变化的响应

小叶锦鸡儿(Caragana microphylla)是氮素匮缺的内蒙古草原的灌丛优势种,研究其根瘤性状及其对不同环境因子的响应特征,可以进一步了解草原生态系统共生固氮过程及其对全球变化的响应机制。在中国科学院内蒙古草原生态系统定位研究站,利用开顶式生长室(Open-top chamber,OTC)控制实验模拟环境变化,研究了3年生小叶锦鸡儿播种苗根瘤特征,及其对氮素添加、干旱和加水和大气CO2浓度升高的响应。结果表明:1)3年生小叶锦鸡儿明显有根瘤着生,多着生于侧根。根瘤形状多样,以浅黄色的梨状和球状根瘤为主(占根瘤总数的68%);另有少数棕褐色棒状和纺锤状根瘤(占根瘤总数的30%);还有极少数较大的Y状根瘤。2)添加氮素极显著地抑制根系和根瘤的生长发育:根系有发白现象,且着生在其上的几乎都是干瘪根瘤。这种抑制效应随着水分增加和CO2浓度升高有所减缓。3)干旱抑制根系和根瘤生长,而加水促进二者生长。与干旱和正常水分相比,加水时根系更发达,根瘤形态多样,出现掌状和珊瑚状等大型根瘤。随着水分增加,根瘤着生部位由主根渐向侧根再向须根发展。与正常水分相比,减水时根瘤平均长度降低了50.4%(p<0.05);在加水条件下根瘤生长状况最为良好,单株根瘤数量和重量以及根瘤平均重量均显著增加。4)CO2浓度升高对根瘤生长有促进作用,但未达到显著。5)根瘤数量对环境因子的变化比根瘤大小更敏感;氮素和水分对单株根瘤数量和重量具有交互作用;对于水分和氮素相对缺乏的内蒙古草原,水分是限制小叶锦鸡儿根瘤菌侵染根系形成根瘤的关键因子。

小叶锦鸡儿根际微生物群落功能多样性对环境变化的响应

利用Biolog技术对内蒙古草原灌丛优势种小叶锦鸡儿(Caragana microphylla)根际土壤微生物群落功能多样性特征及其对大气CO2浓度、土壤氮水平和土壤水分3个环境因子变化的响应进行了研究。结果表明:(1)小叶锦鸡儿根际土壤微生物利用碳源总量在整个培养过程中呈逐渐增加的趋势。其利用比例较高的碳源类型为聚合物、糖类和氨基酸。(2)主成分分析表明,8个处理组的微生物群落功能多样性差异显著,其中与主成分1显著相关的碳源有14种,分别属于聚合物、糖类、氨基酸和羧酸。(3)加倍CO2浓度极显著提高平均颜色变化率(AWCD)以及丰富度指数和Shannon均匀度。(4)氮素添加使AWCD、丰富度指数和Shannon均匀度均极显著降低,其抑制效应在加倍CO2浓度时有所缓解。(5)加水处理对上述指标均有一定的促进作用,但是差异未达显著水平。(6)加倍CO2浓度和氮素添加联合处理下,小叶锦鸡儿根际微生物活性高于对照处理,说明加倍CO2浓度对微生物活性的促进效应强于添加氮素的抑制效应。(7)CO2和氮素对上述指标有交互作用。综上所述,小叶锦鸡儿根际土壤微生物群落的功能在很大程度上受到外界环境因子的影响,对环境变化较敏感的碳源类型为聚合物、糖类、氨基酸和羧酸,与利用比例较高的碳源类型基本一致。

小学科学课程融合信息技术虚拟化教学实践研究

科学是一种以客观规律为基础的分类知识体系,它反映了自然界、社会和人类思维的复杂性。随着互联网和计算机的发展,信息技术已经成为课堂教学的重要组成部分,学生可以通过多媒体图片和网络资源的共享更好地探究科学知识。将小学科学教学与信息技术有机结合,可以有效培养学生的观察、分析和解决问题的能力,同时提升学生的实践能力,培养学生科学的态度和学习习惯。

“青团子的染色秘密”STEM项目探究

针对小学生的年龄特点,以STEM理念为指导,拓展科学课堂,从课堂到课堂外,从学校到家庭,从操场到餐桌。将小学科学探究融入地方特色的时令美食中,在不同的季节,调查研究不同美食里的科学秘密,激发学生的好奇心和探索乐趣。这对于提升他们的思维水平和探究能力都有很大的益处。本文以江南春季时令美食青团子为例,探究美食里的科学秘密“青团子的染色研究”,将特色美食与科学研究相互融合,可以说是另辟蹊径,是将探索传统文化与科学探究结合的一种新尝试。

在科学探究中有效巧设情境

科学课程标准指出＂：科学学习要以探究为核心。探究既是科学学习的目标,又是科学学习的方式＂。新课程改革对小学科学探究实验有较高的要求,小学生的探究实验是学生模仿科学家进行探究的重要方式,是重要的科学启蒙。小学生具有好奇心强、对科学现象探究欲望强烈等特点,但是也存在注意力易分散以及探究能力有限等局限。兴趣是最好的老师,要想充分调动学生的兴趣,积极参与探究,创设好的情境就显得尤其重要。

改进小学科学课程中实验材料准备的策略

小学科学新课标指出,"探究活动是学生学习科学的重要方式,小学科学课程把探究活动作为学生学习科学的重要方式,强调从学生熟悉的日常生活出发,通过学生亲身经历动手动脑等实践活动,了解科学探究的具体方法和技能,理解基本的科学知识,最终提高学生科学探究能力。"课前实验材料的充分准备,有助于学生的科学探究达到事半功倍的功效。

旅游区治污性湿地景观生态构建

旅游区常规污水处理已不能满足景观生态的要求,治污性湿地与景观生态设计相结合成为一种新趋势。从景观生态设计原则出发,探讨常熟蒋巷村旅游区生态湿地花园景观生态构建项目。项目运行后,系统出水水质稳定,达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)的一级A标准,并具有良好的景观生态效应。项目的成功实施,为旅游区污水的景观生态处理树立了典范。

湖泊岸区生活污水生态湿地处理系统研究

介绍了阳澄湖镇莲花岛岸区强化型生态湿地生活污水处理设施,包括其设计参数、工艺分析、社会及环境效益分析等,并重点分析了其工艺特点。利用生态湿地对农户生活污水进行处理,通过植物、微生物、基质等的共同作用去除各种污染物质,改善水体水质,出水达到GB18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准。该处理设施用电量低,年耗电量为700kW·h,属于低能耗、零排放产业;且社会、环境效益显著,对于生态文明及可持续发展具有重要意义。

潜流型复合人工湿地处理旅游区生活污水

利用潜流型复合人工湿地处理旅游区农家乐和旅游服务中心生活污水,水质监测表明,系统出水水质稳定,达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)的一级A标准。介绍了潜流型复合人工湿地的设计参数、工艺分析、社会环境效益等,并重点分析了其工艺特点及处理效果。

STEM教育理念下小学科学课程有效性拓展探究

《中国STEM教育白皮书》指出:保持卓越,领导世界——这是当今发达国家全力发展STEM教育的终极宗旨。当今社会竞争可以说非常的激烈,培养具有创新思维和创新能力的人才,成为一些国家教育的重要目标。在以美国、日本、德国等为代表的发达国家中,STEM教育承担着打造本国在世界范围内核心竞争力的重要任务。约30年的美国STEM教育研究表明:STEM教育可以提升学生的科学素养、创新和综合能力。