大气氮沉降对森林土壤甲烷吸收和氧化亚氮排放的影响及其微生物学机制

水分非饱和的森林土壤是大气甲烷(CH4)汇和氧化亚氮(N2O)源,大气氮沉降增加是导致森林土壤碳氮气体通量不平衡的主要原因之一。土壤CH4吸收和N2O排放之间存在协同、消长和随机等复杂的耦合关系,关于氮素对两者产生过程的调节作用以及内在的微生物学机制至今尚不完全清楚。综述了森林土壤CH4吸收和N2O排放耦合过程的理论基础,土壤CH4和N2O的产生与消耗过程对增氮响应的生物化学和微生物学机制,指出各研究领域的不足和未来的研究重点。总体而言,低氮倾向于促进贫氮森林土壤CH4吸收,不改变土壤N2O的排放,而高氮显著抑制富氮森林土壤CH4吸收以及促进N2O排放。外源性氮素通过竞争抑制和毒性抑制来调控森林土壤CH4的吸收,而通过促进土壤硝化和反硝化过程来增加N2O的排放。然而,由于全球氮沉降控制试验网络分布的不均匀性、土壤碳氮通量产生过程的复杂性以及微生物分子生态学方法的局限性等原因,导致氮素对森林土壤碳氮通量的调控机制研究一直进展缓慢,未能将微生物功能群落动态与土壤碳氮通量真正地联系起来。未来研究应该从流域、生态系统和分子尺度上深入探讨土壤碳氮通量耦合作用的环境驱动机制,氮素对土壤CH4氧化和N2O产生过程的调控作用,以及增氮对土壤甲烷氧化菌和N2O产生菌活性和群落组成的影响。

沉淀酵母菌对Pb(Ⅱ)的吸附机理研究

应用红外光谱(FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)等研究了沉淀酵母菌对Pb(Ⅱ)的吸附机理。从扫描电镜图片可以看出,吸附Pb(Ⅱ)后沉淀酵母菌细胞发生变形,细胞之间相互粘连;能量分析谱证实Pb(Ⅱ)与细胞表面的K进行了交换吸附;比较吸附Pb(Ⅱ)前后沉淀酵母菌的红外光谱可以发现,糖醛酸COOH基团C—O伸缩振动蓝移了13.59 cm-1,C=O伸缩振动红移了5.42 cm-1,N—H伸缩振动峰红移了4 cm-1,C—O伸缩振动蓝移了2.86 cm-1,说明了COOH、C=O、C—O、N—H为沉淀酵母菌吸附Pb(Ⅱ)的主要活性基团。X射线光电子能谱进一步证实了吸附后Pb(Ⅱ)主要同N、O、P等元素形成配合物。沉淀酵母菌对Pb(Ⅱ)的吸附是离子交换和表面络合共同作用的结果。

贵州织金含稀土磷块岩矿床生物成矿基本特征

与本矿床形成有关生物主要是小壳生物、微生物类。生物成矿作用从广义来讲,包括生物成矿作用、生物-化学成矿作用和有机成矿作用等。同时也包括狭义的或直接的和间接的。如生物遗体的堆积作用、专性或特种生物的聚矿作用、生物的吸收和吸附作用。生物新陈代谢改变环境物化条件、生物产生的有机酸等而促使成矿元素富集等作用。对于每一个具体的矿床,往往是多种生物成矿作用因素综合影响、控制整个成矿过程,造成矿床成因上的复杂性和多样性。其中稀土元素以类质同象替换方式存在于磷灰石中。

森林土壤氧化亚氮排放对大气氮沉降增加的响应研究进展

森林土壤N2O来源于土壤氮素的氧化还原反应,硝化、反硝化、硝化细菌反硝化以及化学反硝化是其产生的四个关键过程。当前,氮素富集条件下森林土壤N2O排放存在硝化和反硝化主导作用之争,对大气氮沉降增加的响应模式以及微生物驱动机制尚不清楚。综述了森林土壤N2O来源的稳定性同位素拆分,森林土壤总氮转化和N2O排放对增氮的响应规律,增氮对N2O产生菌群落活性和组成的影响,并指出研究的薄弱环节与未来的研究重点。总体而言,森林土壤N2O排放对大气氮沉降增加的响应呈现非线性,包括初期无明显响应、中期缓慢增加和后期急剧增加三个阶段,取决于森林生态系统"氮饱和"程度。施氮会引起森林土壤有效氮由贫氮向富氮的转变,相应地改变了土壤硝化细菌和反硝化细菌群落丰度与组成,进而影响土壤N2O排放。由于森林土壤N2O排放监测、土壤总氮转化和N2O产生菌群落动态研究多为独立进行的,难以阐明微生物功能群与N2O排放之间的耦合关系。未来研究应该有机结合15N-18O标记和分子生物学技术,准确量化森林土壤N2O的来源,揭示森林土壤N2O排放对增氮的非线性响应机理。

贵州烂泥沟金矿5种苔藓植物的生物地球化学研究及生物探矿潜力分析

应用AAnalyst800原子吸收光谱仪对烂泥沟金矿5种苔藓植物进行了Au、Cu、Ca、Zn、Hg、Pb、Mg等7个元素的分析,这5种苔藓植物是细叶牛毛藓(Ditrichumpusillum(Hedw.)Hamp.)、珠藓(BartramiahallerianaHedw.)、四川湿地藓(Hyophilasetschwanica(Broth.)Hilp.)、长蒴藓(TrematodonlongicollisMichx.)和芽孢湿地藓(HyophilapropaguliferaBroth.)。利用富集系数和衬度系数进行分析,初步推测细叶牛毛藓可能对烂泥沟卡林型金矿有指示作用,珠藓和长蒴藓应该可以作为寻找铜矿的指示植物。

贵州织金新华含稀土磷矿床稀土元素地球化学及生物成矿基本特征

对贵州织金新华含稀土磷矿床进行的稀土元素及微量元素分析结果表明 ,磷块岩中普遍富集稀土元素 ,稀土总量Σ REE较高 ,并富集 Y元素及 L a,Nd等轻稀土元素。L REE/ HREE比值较高。含稀土磷块岩普遍具 Ce负异常 ,显示其对源区的继承性 ,指示成磷环境处于氧化程度相对较高状态。稀土元素球粒陨石标准化模式曲线、北美页岩标准化模式曲线、Ce元素异常、L REE/ HREE比值、微量元素特征及岩石矿物特征表明 ,织金新华含稀土磷矿床具以正常海相生物 -化学沉积等为主伴有海相热水沉积混合成因的特征。在磷矿成矿过程中沉积物沉积时 ,活体生物及死亡残骸不同程度地摄取和富集了 L a,Nd,Ce等稀土元素、Y元素及其他微量元素 ,沉积在含磷层位 ,构成大量的含稀土、含生物碎屑白云质磷块岩。

生物有机质对金属矿床的作用

生物有机质对矿床成矿的作用是不可忽视的,微生物是沉积变化,成岩作用的作用者,甚至是主要的参与者。生物作用是地壳表生带最活跃同时也是最强大的活动营力。生物以及由于生物活动所产生的的有机质,参与矿产资源形成的整个过程。研究生物有机质对金属成矿的作用,对于指导找矿有着重要的指导意义,对生物选矿有着重要的意义。

生态住区中水回用研究

在河北某住宅小区中水回用工程中,采用生化处理与物化处理相结合的水处理工艺。具体介绍了工程水质及水量的设计、工艺流程、工艺参数、运行结果并进行了经济分析,总结了该工程的技术优势,并展望应用前景。

合成生物学与专利微生物菌种保藏

微生物菌种是一个“活的工厂”,是企业的技术核心,尤其是专利程序中涉及的微生物菌种因能产生巨大的经济效益受到社会各方面的关注。本文拟从专利微生物寄存的历史,专利法中对技术充分公开的要求出发,阐述在合成生物学背景下,部分生物技术领域的发明也能像机械领域发明一样,仅依靠说明书及相关附图记载支持就可重复和再现发明,专利申请并不需要前置程序的专利微生物菌种保藏。但作为人类文明的成果,发明人有义务适时将合成的微生物菌种进行遗传稳定性保藏,以利后续科学研究和社会发展的需要。