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期刊信息/Journal information
应用与环境生物学报
应用与环境生物学报

吴宁

双月刊

1006-687X

biojaeb@cib.ac.cn

028-82890917

610041

成都市人民南路4段9号

应用与环境生物学报/Journal Chinese Journal of Applied & Environmental BiologyCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊是有关应用生物学和环境生物学基础研究、应用基础研究和应用研究的全国性学术期刊. 主要发表： 生物学及其各分支学科在资源、能源、环境、农林、医药、轻化工、食品等领域的原始研究论文和简报；有关生物学新技术方法研究论文； 本刊特约的综述或述评等。
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    降水频率和强度改变对青藏高原高寒湿地土壤真菌群落的影响

    张克柔王欢丁菊花杨澳...
    667-673页
    查看更多>>摘要：近年来降水模式从高频低强度逐步向低频高强度转变己成为青藏高原高寒湿地气候变化的重要特征,了解降水模式变化对真菌群落的影响对于深入理解高寒湿地对气候变化的响应与适应机制具有重要意义.以若尔盖降水模式变化长期野外控制实验平台为依托,基于ITS基因高通量测序技术和FunGuild数据库,分析不同降水模式变化强度下土壤真菌群落多样性、组成和功能特征,构建真菌共现网络.研究发现,土壤真菌群落多样性在中度降水模式变化下达到峰值,这同土壤pH与真菌多样性之间显著负相关有关(r=-0.80--0.57).降水模式变化下,真菌门水平上的优势群落相对丰度发生改变,子囊菌门(Ascomycota)和担子菌门(Basidiomycota)表现出相反的变化趋势.从群落功能上来看,降水模式变化对腐生营养型真菌群落的分布产生了重要影响.重度降水模式变化下真菌群落网络结构松散,复杂性降低,而中度降水模式变化促进了真菌群落网络规模的扩大和复杂性的提高,该结果支持了"中度干扰假说".本研究从新的角度揭示了湿地微生物对气候变化的响应与适应机制,可丰富对复杂气候变化事件生态效应的理解.(图5表2参52)

    降水模式高寒湿地真菌多样性真菌群落功能共现网络

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    接种蚯蚓对微塑料污染菜地土壤丛枝菌根真菌多样性及辣椒生长的影响

    肖青青贺柏平刘一凡王鑫...
    674-679页
    查看更多>>摘要：现代集约化种植导致菜地土壤微塑料污染问题日益突出.丛枝菌根(arbuscular mycorrhizal,AM)真菌在改善植物营养和增强宿主抗逆性方面具有重要作用,研究接种蚯蚓对土著AM真菌多样性及其功能的影响具有生产指导价值.采用盆栽实验,按0.1％向土壤中添加微塑料聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate,PET),发现接种赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)处理,土壤有机碳与有效磷含量分别显著降低8.3％和20.3％,土著AM真菌的物种丰富度和多样性指数也整体趋于下降,其中最优势属由球囊霉属(Glomus,占51.9％)转为类球囊霉属(Paraglomus,占45.6％);但AM真菌种群丰度、辣椒(Capsicum annuum L.)根系AM真菌侵染率、植株生物量和果实产量显著提高47％至79％不等.冗余分析和相关性分析发现,辣椒果实产量与茎叶生物量显著正相关,后者又与AM真菌种群丰度、侵染率及土壤碱性磷酸酶活性显著正相关;而AM真菌多样性指数则与土壤有机碳含量显著正相关,前者降低是蚯蚓对土壤AM真菌群落物种组成所形成的选择过滤作用,后者降低则是蚯蚓对微塑料的摄食蓄积作用及对土壤呼吸的强化效果.本研究表明,微塑料PET污染菜地接种蚯蚓在降低AM真菌多样性的同时会促进AM真菌种群的扩繁、侵染并增强其促生功能.(图3表4参51)

    微塑料丛枝菌根真菌蚯蚓辣椒聚对苯二甲酸乙二醇酯

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    喷施纳米TiO2对青菜生长及土壤细菌群落的影响

    罗静仪徐江兵余振刘蕾...
    680-685页
    查看更多>>摘要：为了解纳米TiO2的植物促长机理及微生物的反馈作用采用,温室盆栽实验,探究喷施不同浓度纳米TiO2(0、50、100、150 mg/L,分别用CK、L、M、H表示)对青菜生物量及叶片光合特性的影响,并采用高通量测序分析青菜根际细菌群落多样性和组成的变化.结果表明,喷施纳米TiO2能增加青菜生物量、叶片叶绿素a含量、叶绿素b含量、净光合速率,其中M处理影响最显著,与CK相比增幅分别为25.51％、20.29％、23.33％和30.86％.青菜根际土壤细菌群落分析表明,喷施纳米TiO2对土壤细菌群落alpha多样性指数无显著影响,但改变了细菌群落的组成,其中M处理的群落结构与CK处理相似度较低,显著增加了芽孢杆菌(Bacillales)和芽孢单胞菌(Gemmatimonadales)的相对丰度,但显著降低了红古菌(Solibacterales)和硫单胞菌(Desulfuromonadales)的相对丰度.进一步通过冗余分析(RDA)发现,M处理与青菜的生物量、叶绿素含量和光合速率呈正相关.相关性分析表明,着色菌(Chromatiales)和Gemmatimonadales等类群的相对丰度与植物生长指标呈显著正相关,硝化螺旋菌(Nitrospirales)与叶绿素的含量呈显著负相关,Solibacterales、Desulfuromonadales与青菜生物量以及净光合速率呈显著负相关.因此,喷施适宜浓度的纳米TiO2可促进青菜生长,增加叶片叶绿素含量,进而改变土壤细菌群落组成;上述研究结果可为理解纳米TiO2在植物-土壤系统中的作用机制及在农业生产中的应用提供理论基础和参考依据.(图3表2参28)

    纳米TiO2净光合速率青菜生长土壤微生物细菌群落结构

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    新型耐温耐盐微生物多糖性能及驱油能力

    刘涛胡婧李彩风岳胜辉...
    686-692页
    查看更多>>摘要：高温高盐油藏水驱过程中平面和纵向非均质性加剧,导致水淹水窜,注水利用率低,现有的聚合物体系不能完全满足开发需求.研究发酵得到了新型耐温耐盐微生物多糖,利用不同方法解析明确微生物多糖的结构特征,确定为一种新型微生物多糖.该微生物多糖在高温90 ℃、高盐50 000 mg/L条件下放置60 d后保持了高的黏弹特性,能够满足高温高盐油藏的需求.不同渗透率胶结岩心注入性表明微生物多糖在渗透率＞300 × 10-3μm2的岩心不同位点均能有效建立驱替压差,微生物多糖能够有效运移到油藏深部,扩大在油藏中的波及范围;岩心驱油试验表明在空白岩心的基础上提高驱替效率13.2％,含水最大降幅18.4％.本研究得到的微生物多糖体系为高温高盐油藏提高采收率提供了一条可行的技术途径.(图12表6参30)

    高温高盐油藏微生物多糖黏弹性运移驱替效率

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    镧、铈、镨和钕对生物膜群落胞外酶的联合毒性效应

    王雪梅杨冬萍胡海燕彭聪...
    693-698页
    查看更多>>摘要：稀土元素作为新兴污染物,其水生态毒性受到广泛关注.现有稀土的毒理学研究多集中于单个稀土元素的毒性效应,稀土元素混合物对水生生物的影响尚缺乏深入报道.采用单因素毒性试验、析因设计联合毒性试验和二元混合毒性试验的方法,研究镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)和钕(Nd)对生物膜群落β-葡萄糖苷酶(BETA)活性的毒性效应.结果表明,单一元素在0.5-10 mg/L的范围内对BETA活性的影响表现为"低促高抑",其中Pr的毒性作用最强,5 mg/L时抑制率最高.析因设计试验结果的方差分析和多元线性回归表明Nd对联合毒性产生负的影响,La对联合促进产生负的影响,三元和四元交互作用对联合毒性的贡献不显著.二元混合验证实验表明La*Ce在高低两种水平均表现为促进作用,Ce*Pr、Ce*Nd、Pr*Nd均为低促高抑作用.La*Ce、Ce*Pr、Pr*Nd低浓度的二元组合表现为协同作用,高浓度为拮抗作用.Ce*Nd的交互作用不受浓度影响,均表现为拮抗作用.本研究表明稀土的联合毒性效应及交互作用模式同时受元素性质和浓度组合的影响,可通过提高Ce*Pr、Ce*Nd、Pr*Nd的拮抗作用来降低稀土的联合毒性,这对于减少稀土复合污染将有一定意义.(图3表4参35)

    稀土元素生物膜群落β-葡萄糖苷酶联合毒性析因设计

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    模拟氮沉降对川中丘陵区柏木人工林养分限制特征的影响

    景卫彭修涛周雪芹刘榕...
    699-706页
    查看更多>>摘要：氮(N)和磷(P)是限制森林生态系统植被生长和生产力增长的两种主要营养物质.全球变化背景下,土壤N、P供应平衡对于森林生态系统结构和功能稳定性的维持至关重要,相关研究一直是森林生态学的研究前沿和热点.以亚热带川中丘陵区柏木人工林为研究对象,通过野外N添加模拟大气N沉降,从柏木叶片养分及生理特征和土壤生态酶化学计量地上-地下相结合的角度探讨N添加下该区域柏木人工林生长以及微生物代谢的养分限制状况.结果表明:(1)N添加显著降低了叶片P含量,降低幅度为13.84％,叶片N、P从对照的15.03上升到了16.30;(2)N添加显著升高了叶片P养分回收效率(PRE),升高幅度为19.90％,显著降低了叶片N∶P养分回收效率比(NRE/PRE),降幅为17.28％,NRE/PRE＜1;(3)N添加显著降低了叶片代谢P占比,降幅为17.96％,以上结果均表明N添加增强了柏木生长的P养分限制;(4)N添加显著降低了根际土壤胞外酶N∶P(EEAN∶P),降幅为8.99％,降低了土壤胞外酶C∶P(EEAC∶P),显著升高了胞外酶矢量角度(＞45°),增幅为5.73％.因此,川中丘陵区柏木人工林树木生长以及根际土壤微生物代谢在N添加后受到P养分限制;该结果有助于揭示N添加下区域生态系统土壤微生物代谢和养分循环特征和促进全球变化背景下区域人工林的科学管理.(图5表1参61)

    N添加养分限制氮磷化学计量胞外酶化学计量川中丘陵区柏木人工林

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    侧柏和栓皮栎细根混合分解对土壤有机碳固存的影响

    郭宇宁王悦琰于晨一徐思扬...
    707-714页
    查看更多>>摘要：细根分解是土壤有机碳(SOG)的重要来源,以往研究多关注单个物种,而关于混合细根分解对土壤碳固存的影响如何尚不清楚.将侧柏和栓皮栎细根(C3植物)添加到C4作物(玉米)土壤中进行为期90 d的室内培养实验,探究侧柏和栓皮栎混合细根分解初期对土壤"新"碳和"旧"碳周转的影响.结果表明:与单独细根分解相比,混合分解促进了细根质量损失,皮尔逊相关性分析表明,其与纤维素二糖水解酶(CBH)活性呈极显著正相关关系(P＜0.01);混合细根分解显著促进了土壤"新"碳增加,同时也促进了土壤"旧"碳分解(产生正激发效应);冗余分析表明,土壤"旧"碳损失与β-葡萄糖苷酶(βG)活性呈显著正相关关系(P＜0.05),土壤"新"碳增加与细根质量损失(ML)呈显著正相关关系(P＜0.05),与CBH和β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶(NAG)活性呈极显著正相关关系(P＜0.01);由于"新"碳增加大于"旧"碳损失,净效应表现为混合细根比单独细根分解更能促进SOC固存.综上,混合根系分解对SOC动态的影响不同于单独根系分解,混合细根研究结果对于准确评价森林生态系统土壤碳动态具有重要意义.(图6表5参50)

    细根混合分解土壤有机碳激发效应

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    天山西部山地森林土壤有机碳沿海拔的分布格局及环境驱动因素

    吴芳孙慧兰田中平叶茂...
    715-725页
    查看更多>>摘要：森林土壤有机碳(SOC)库对于维持生态系统碳平衡具有重要意义.然而,关于天山西部山地森林SOC垂直变化规律及其影响因素的解释仍然存在争议.在天山西部山地沿两条海拔梯度建立固定样地,实时监测微气候,结合GIS技术提取平面曲率(FC)、剖面曲率(PC)、地形起伏度(TR)、地表粗糙度(SR)和归一化植被指数(NDVI)等环境变量,采用地理加权回归模型(GWR)模拟森林SOC的空间分布特征,解析SOC海拔格局的驱动因素.结果表明:(1)天山西部森林土壤表层(0-20 cm)SOC平均含量(64.65-123.3 g/kg)远高于全国森林(42.4 g/kg)及中纬度其他山地生态系统(20.61-83.72 g/kg).(2)该地区森林SOS含量随海拔升高表现为单峰型分布(西天山)或随海拔升高呈现线性增长(野核桃沟),并没有形成统一的分布格局.(3)GWR模型分析指出,在西天山,环境垂直变化明显,土壤营养元素与微气候对SOC的空间分布起着更加重要的作用,主要影响因子为全钾(TK)、土壤pH、铵态氮(NH4-N)和土壤年均温(SMAT);相较之下,野核桃沟海拔高差较小,土壤营养元素对SOC分布的影响更强,尤其是全氮(TN)、硝态氮(NO3-N)、pH值和TK.总体而言,天山西部森林SOC含量丰富,其分布主要受土壤营养元素与微气候综合影响,加之两个山地海拔跨度不同,导致环境垂直梯度的差异性影响,从而形成SOC沿海拔梯度变化的不同分布格局.该区SOC分布特征研究结果为森林的利用与管理提供了数据支持.(图6表5参70)

    森林地理加权回归模型土壤有机碳空间分布环境变量

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    长期施肥对黄土旱塬麦田土壤团聚体及有机碳组分的影响

    宋红梅吴昕阳石馨晔王灏滢...
    726-734页
    查看更多>>摘要：加强农田土壤有机碳(soil organic carbon,SOC)固存和团聚体稳定性对土壤肥力提升及农业低碳绿色发展具有重要意义.基于晋南旱塬冬小麦8年定位试验,研究不施肥(CK)、常规施肥(FP)、测控施肥(OF)、测控+有机肥(OFM)和测控+生物有机肥(OFB)5种施肥措施下土壤团聚体分布和有机碳组分变化特征,结果表明:不同施肥处理土壤团聚体均以2-0.25 mm和0.25-0.053 mm粒径含量最高,以＞2 mm粒径含量最低;不同施肥处理均提高了土壤团聚体的水稳定性及其有机碳含量,且以OFM和OFB处理效果最为显著;不同施肥处理SOC亦主要集中在2-0.25 mm和0.25-0.053 mm团聚体中,对SOC贡献率达72.97％-76.65％.OFB和OFM处理更有利于有机碳向粒径大的团聚体迁移,提高了2-0.25 mm大团聚体结合有机碳含量,且主要提高了轻组有机碳(light fraction organic carbon,LFOC)的含量.长期单施化肥(OF和FP)加速了胡敏素碳(humin carbon,HUC)的分解,降低了SOC的腐殖化程度,不利于有机碳固存,而测控配施(生物)有机肥(OFM、OFB)均提高了土壤富里酸碳(fulvic acid carbon,FAC)、胡敏酸碳(humic acid carbon,HAC)和HUC的含量,且HAC含量高于FAC含量,这有利于增强土粒的团聚作用.冗余分析结果表明SOC与LFOC、FAC和HAC等碳组分含量均呈明显正相关性,与土壤大团聚体(＞2 mm和2-0.25 mm团聚体)含量和土壤几何平均直径(geometric mean diameter,GMD)水稳定性指标呈正相关性,SOC和HAC是影响土壤团聚体粒级分布及稳定性的重要因素.总体上,不同施肥处理均提高了土壤团聚体的稳定性和各粒径团聚体SOC含量,而有机无机肥配施更大程度提高了大团聚体(2-0.25 mm)含量及其总有机碳和有机碳组分含量,进而提升了土壤团聚体的水稳定性.(图4表5参45)

    黄土旱塬麦田土壤团聚体有机碳组分

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    SBR串联小球藻生物反应器高效处理猪场废水

    余奕飞柳洋金泽枫梁运祥...
    735-742页
    查看更多>>摘要：猪场废水是养殖废水的重要组成部分.为建立一种高效处理猪场废水至达标排放的生物反应器,比较3个污水处理厂的活性污泥对猪场废水的降解性能,通过响应面试验确定序批式活性污泥法(SBR)工艺的最适处理条件,最后利用小球藻对SBR出水深度净化.结果显示,汉西污水处理厂的活性污泥对猪场废水的化学需氧量(COD)和氨氮(NH4+-N)降解效率最高.响应面试验显示,原废水的COD和NH4+-N浓度分别为1 547和513 mg/L,在混合液悬浮固体浓度(MLSS)为5 082 mg/L,曝气启停时间比6.5 h∶1.5 h,温度27.7 ℃的条件下,SBR 8 h的TN降解率最高达70.22％.稳定运行的SBR装置出水COD和NH4+-N分别为31和3.5 mg/L.微生物群落多样性分析表明,假单胞菌属(Pseudomonas)、消化链球菌属(Peptostreptococcus)和硝化螺旋菌属(Nitrospira)在SBR驯化过程中被富集,占比分别提高至13.98％、10.79％和6.26％.SBR出水在接种量为0.2的小球藻(Chorella FACHB-9)处理5 d后,藻蛋白得率为0.111 g/L,出水的COD、NH4+-N、TN和TP仅有36、0.5、1.5和0.23 mg/L,且最大或然数(MPN)法测定粪大肠菌群浓度为9 143 MPN/L,出水各项指标达到GB 3838-2002《地表水环境质量标准》Ⅴ类水质标准.本研究表明优化的SBR串联小球藻生物反应器可以有效净化猪场废水达到直排水质,同时获得有价值的藻蛋白,结果可为养殖废水的循环利用提供理论依据.(图5表3参42)

    SBR猪场废水小球藻硝酸盐粪大肠菌群微生物多样性

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