时间:2023-12-01 10:12:45
序论:写作是一种深度的自我表达。它要求我们深入探索自己的思想和情感,挖掘那些隐藏在内心深处的真相,好投稿为您带来了七篇生物因素的作用范文,愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂,助力您的创作。
关键词:农业生态;生物;环境;关系
中图分类号:S181 文献标识码:A 文章编号:1674-0432(2013)-06-0272-1
1 土壤生物的生态作用
土壤中的生物是多种多样的,其中土壤微生物(包括细菌、放线菌、真菌、藻类和原生动物等)是土壤中重要的分解者,在土壤的形成和发展过程中起着重要的作用。在土壤形成的初级阶段,利用光能的地衣等生物参与了岩石的风化,使其成为具有生命的初体,而后,也是在微生物的参与下,形成腐殖质使土壤性质发生了变化。
土壤动物是最重要的消费者和分解者。在土壤中存在的动物种类有上千种,很多是节肢动物。非节肢土壤动物主要有线虫和蚯蚓。线虫是土壤中比较丰富的动物,主要生活在土粒周围的水膜中或植物根内。当土壤干燥或其他环境恶化时,它就形成包囊,当环境适宜后又重新活动。
2 森林的生态作用
森林是生物圈内数量最大的初级生产者,在陆地生态系统中具有强大的生态效应,对农业生态系统也具有久远、广泛而深刻的影响。其主要生态作用是:涵养水源,保持水土。故有“绿色水库”之称;调节气候,增加雨量。大片森林有强大的蒸腾作用,有人作过长期的观察,发现有林地区一般比无林地区降水量要多,森林上空空气的相对温度比无林区上空间。高温季节林区气温较低,寒冷季节则较高;防风固沙,保护农田。森林的枝叶可以挡风,根系可以固沙,因此,森林可以防止农田被风蚀沙压和防止或减轻庄稼倒伏;净化空气,防治污染;降低噪音,美化大地;提供燃料,增加肥源,有助于发展畜牧业和从根本上解决我国农村中能源缺乏和生态平衡失调问题。森林的直接经济和社会效益是巨大的,而其间接的生态经济效益也令人吃惊。
3 淡水生物的生态作用
浮游生物(包括浮游植物和浮游动物)的主要生态作用是:浮游植物能吸收水中各种矿质养分,保持水土一定的洁净程度,增加水体的溶氧量,对水持理化特性的变化起主导作用,同时形成水域生态系统的初级生产力。
4 草原、草山生物的生态效应
草原、草山上的主要生物,是各种天然牧草和人工牧草,以及多种放牧的草食牲畜。此外,还有多种其他动物、植物和土壤微生物,其中与畜牧业关系最密切的,是多种啮齿类野生动物;草原蝗虫、粘虫等害虫,分解牲畜粪便的甲虫和分散生长的树木。
5 农田生物的生态效应
对土壤肥力的影响。农田生物是土壤有机质和养分的主要来源,又是土壤肥力的主要调节者。养地的主要措施也是在复种中安排养地作物,实行水旱轮或分区轮作以及大量施用有机肥。农作物的秸秆、加工后的各种籽饼,经用作饲料、沼气原料和食用菌培养料后还田,是很好的有机肥料。多种豆科绿肥以及红萍等也是很好的有机肥料。这些产自农田的有机肥料归还给农田,可以显著提高农田土壤肥力。连年种植耗地作物,会导致地力衰退。
对水土保持的影响。山区的梯田、梯土,在种植农作物后,有良好的水土保持效益。梯田对山地地表径流起重要的蓄纳和缓冲作用,可以有效地减轻暴雨季节的山洪冲刷。旱作梯土也有一定的蓄水能力,陡坡种植特别是顺坡耕作。则会导致严重的水土流失。
对农田小气候的影响。作物及其种植方式对农田小气候有很大影响。保持合理密度,可显著改善农田小气候。水稻和旱作物垄作,有利于改善作物群体内特别是根际小气候环境。
对净化环境的作用。农田土壤微生物净化能力较强,目前对农田环境的主要污染源是城镇污水和农药化肥。污水经预处理(沉淀和过滤)后,用于灌溉农田,其中很毒物都可被土壤吸收并被微生物分解。
生态系统中生物和环境之间存在生物与生物的相互关系,这种关系既表现在种内个体之间,也存在于不同的种间。环境中生物因素之间的作用,主要表现在不同生物种之间捕食者与被捕食者之间的关系,其本质是营养的联系。
生物因素主要有食物、捕食者、寄生物和各种病原微生物。与非生物因素相比,生物因素对生物的影响有以下几点特征。
关键词:生物;初中学习;中考;知识
这些年来各方面呼吁学生减负,初中的升学考试不再考生物这门学科,生物这门学科在学校领导、教师、学生心中地位下降,生物学科也没有足够的地位。各种考核绩效压的老师喘不过气,学生忙于升学,生物中考不算分数,家长和学生重视不够,在教师教学和学生学习中,生物安排的时候不合理,这样很明显使学生的思维受到了制约,学生对生物没有兴趣可言。
生物学不管是对学生的生活还是学习有很重要的作用。例如,学习“绿色植物的光合作用”这一课的时候,我会跟学生讲解清楚什么是光合作用,它的原理是什么,作用是什么,还有光合作用的场所、光合作用的原料以及光合作用的产物等等,这一部分的知识对初中生学习化学有很好的帮助作用;学习酵母菌的时候,要让学生清楚酵母菌在我们生活中有什么作用,可以拿生活中蒸馒头或者酿造甜面酱酝酿美酒来举例,课前让学生在家里亲自动手尝试下,这样一来,不仅培养了学生的动手能力也增添了生活乐趣;还有生物中有一个学生都想回避的课时――生理课,这个时候教师一定要大大方方地给学生传授,告诉学生不应该害羞,这是科学,这些内容对处在青春发育期的学生来讲很重要,家长容易忘记或者不好意思告诉学生,所以教师在课堂上的讲解就很重要,这样可以很好地避免学生青春期不注意卫生,影响成长中的健康。
多年从事生物教学,我认为学好生物知识很有作用,下面列举几条供大家参考:
一、生物学科的学习对培养学生的科学素养有很好的作用
初中生物课堂以外所需要的科技活动,受条件等因素的影响,如果以开发科技成果作为目的,显然不实际,换个角度来说,就是课上去了解掌握一些生物知识,课下学生在自己的生活中或者休息中有兴趣地尝试一些生物方面的科学小实验,培养学生的科学素养,把压在学生心理上感觉科学活动遥不可及的心理抹掉,培养学生从小就树立研究科学的自信心,使其成为国家的栋梁之才。
二、学生非智力因素可以发展学生智力
意志、情感、兴趣等方面都是非智力因素的内容。发展智力、培养能力这两方面非智力因素都起推动和调节的重要作用。在人才成长中非智力因素有更大的作用。教学中大部分学生对生物界的绚丽多彩都表现出很大的兴趣,男生偏爱动物,女生偏爱草花,利用这一特点教师可调动学生开展科技活动,比如,饲养蚯蚓、种花赏花、帮助学校树木挂牌等活动吸引学生。开展这些活动,学生要付出劳动,教师要鼓励学生持之以恒,失败和成功都经历后,有目的地培养学生的责任心和劳动观念,在这一过程中培养了学生的兴趣,同时更好、更高的学习品质也会形成。
三、生物学习可以加强课堂的教学效果
[关键词]微生物;重金属;生理毒害
中图分类号:S15431 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)22-0314-01
在重金属污染的生态环境中,微生物种群结构、生理代谢会产生各种变化以响应重金属的胁迫,这些信息可用于重金属生物有效性的评价,可为环境中重金属的风险评估提供依据。本文主要从重金属对生理毒害影响、微生物解毒机制及外界环境因素对重金属危害微生物毒性的影响研究进展进行阐述。
1.微生物对重金属毒害的解毒机制
重金属对微生物的毒害主要表现在对微生物活性、微生物的种类和群类结构和对微生物细胞形貌结构的影响。与此相应,微生物对重金属也有不同的解毒机制。主要是通过细胞膜通透性改变、基因调控合成特异性表达蛋白质、合成小分子有机酸及形成难溶性无机物,并在不同部位形成能与重金属结合的产物来实现的。
1.1 细胞膜通透性改变
重金属对微生物的细胞膜的破坏不仅是简单的机械损伤,而且对细胞酶系的改变与物质合成位点也有抑制作用,从而导致微生物原生质膜的组分与通透性改变。重金属对微生物的毒性与微生物细胞膜脂肪酸组成显著性相关,不饱和脂肪酸的增加与通透性的改变并不是对金属运输的适应,而是菌体对重金属造成的不饱和脂肪酸过氧化的适应与抗性。
1.2 合成特异性表达蛋白质
在重金属胁迫下,微生物可通过基因调控,合成特异性表达的蛋白质,参与促进重金属离子外排或络合,降低重金属的毒害。
廖国建等采用蛋白质双向电泳和基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-TOF-MS)技术,研究铬(Ⅵ)对粟酒裂殖酵母在蛋白质水平上的毒害作用。结果发现铬(Ⅵ)处理会导致细胞差异表达,其形成的蛋白质斑点有600多个,对其中改变明显的4个斑点进行肽指纹分析发现,电压依赖型阴离子通道和锌结合醌氧化还原酶表达量降低,而S-腺苷甲硫氨酸合成酶和肌动蛋白表达量上升,说明铬(Ⅵ)可能通过合成的功能性蛋白质发挥生物解毒作用。
对于胞外的重金属,微生物可以通过细胞膜和质膜上的生物大分子以胞外吸附、络合、沉淀等作用方式防止重金属离子进入胞内。对于进入细胞内部的重金属,微生物可以通过胞内蛋白或螯合肽络合隔绝,或通过离子通道外排,降低重金属的毒害作用。
微生物体内蛋白质具有多种生理功能,如作为细胞质渗透调节物质、稳定生物大分子结构等,在环境胁迫条件下,微生物可通过调整蛋白质的合成与降解来适应环境。
1.3 合成小分子有机酸
除了微生物形成的生物大分子可以与重金属相互作用,生物体也可以通过合成一些小分子有机酸降低重金属的毒害作用。
Magyarosy等研究发现经过Ni2+处理的黑曲霉(Aspergillus niger)合成分泌草酸,在细胞壁和细胞内部形成无水草酸镍晶体。Liao等用气相色谱法对含有不同重金属浓度处理的菌根真菌培养物进行分析,发现草酸、柠檬酸、苹果酸、琥珀酸等有机酸随着重金属浓度的增加而增加,认为可能是真菌利用这些有机酸降低pH值,与重金属络合形成不易被菌体吸收的有机形态。Hantke在离体培养实验中也发现,微生物在重金属胁迫条件下所分泌的有机酸,可以抑制生物体对重金属的吸收。在重金属胁迫下,微生物分泌的有机酸可能是生物的一种解毒机制。
1.4 形成难溶性无机物
有些微生物也可以通过合成分泌形成无机物与重金属离子结合,形成难溶性物质。Tam通过X-射线分析发现耐重金属菌株豆包菌分泌物含大量与磷酸盐结合的铜和锌,认为磷酸盐的分泌可提高菌株的抗性。硫酸盐还原菌通过还原硫酸盐形成H2S,与重金属离子形成硫化物沉淀,降低重金属有效态的含量。
2.外界环境因素对重金属毒害微生物的影响
重金属的生物毒性由环境因素决定的,外界因素的变化导致重金属生物有效性的改变,影响其毒性作用。外界因素可以分为两大类:(1)生物因素,如生物体的大小、种类、生长期、耐受性等;(2)非生物因素,如土壤活性颗粒、pH、无机物、有机物等,两大因素共同作用决定重金属毒性的大小。以下主要从非生物因素对重金属毒性的影响进行概述。
2.1 土壤活性颗粒的影响
在土壤环境中,大部分微生物与土壤中固相部分结合在一起的,附着在土壤活性颗粒表面。土壤颗粒主要通过与重金属发生界面反应(表面沉淀、离子交换等)。在微生物表面形成包被防止重金属与菌体接触、让微生物附着颗粒表面形成生物膜等方式降低重金属的毒害。土壤中粘土矿物通过界面反应降低环境中重金属游离态的浓度或将毒性高的金属形态通过氧化还原作用转化为低毒性的形态。
2.2 土壤pH的影响
pH对重金属的形态和毒性的影响较为复杂,主要通过三种途径改变重金属离子在溶液中的存在形态,从而也能影响重金属的毒性。首先pH可改变金属的水解平衡,从而改变游离金属离子的浓度;其次溶液中的H+和重金属离子竞争与有机或无机成分的络合作用,改变络合平衡,此外, pH还可以改变吸附体系的有效阳离子交换量(eCEC),从而影响重金属离子吸附过程(生物表面吸附、颗粒表面吸附等)。研究发现随着pH的降低,也可导致重金属毒性的降低,可能是由于pH降低,导致溶液中H+增多,竞争吸附重金属离子的吸附位点。但一些研究也发现,pH升高可提高Ni、Zn、Co和Cd对细菌、真菌、放线菌的毒性,可能是由于pH升高将游离态的重金属转变成毒性更强的形态。
2.3 土壤有机质的影响
环境中的有机质也可与重金属相互作用,可通过化学反应与重金属结合或者吸附在有机颗粒表面,不同的有机物组成对重金属有不同的结和力,降低游离重金属离子的浓度,减小重金属毒害作用。有机质降低重金属毒害作用可能存在两种机制:(1)有机质与重金属离子发生化学反应,形成络合物。(2)重金属离子吸附在有机胶体颗粒表面,从而降低游离态重金属离子的含量,降低其毒性。但是少量重金属离子与有机物结合形成有机态重金属将会导致毒性增强。部分微生物可将二价汞离子变成毒性更强的中间体甲基汞,最后通过酶还原作用将甲基汞转变成挥发性的金属汞,降低汞的毒性。
2.4 土壤金属阳离子浓度的影响
一定范围内增加金属阳离子的浓度可降低重金属的毒害性。William研究发现Cu2+和Mn2+对细胞结合位点的竞争控制着细胞中Mn2+的含量和藻体的生长速度。Jayaraj研究了Ca2+、Mg2+、Fe3+三种元素对Cu2+、Ni2+、Cd2+的解毒作用,发现在浓度达到100mg/L之前,Ca2+和Mg2+浓度的增加可以降低重金属的毒性,但当浓度继续增大,反而会增加重金属的毒性。对于无机盐阳离子可降低重金属的毒害作用的机制,目前主要认为是金属阳离子竞争吸附了重金属的结合位点,降低了重金属与微生物结合的风险。
3.问题与展望
当前对微生物群落结构的研究主要集中在微生物多样性和生态功能方面,而对于群落中微生物功能菌对重金属毒害的生理生态功能的研究还比较缺乏;并且在自然环境中微生物之间的相互作用可显著性降低重金属的毒害,对微生物之间的自我调控、相互协作的研究将会成为下一个研究热点。
关键词:河流生态功能水文变化生物学
河流是一个完整的连续体,上下游、左右岸构成一个完整的体系,连通性是评判河道或缀块区域空间连续性的依据。高度连通性的河流对物质和能量的循环流动以及动物和植物的运动等非常重要。
从横向上讲,河流宽度指横跨河流及其临近的植被覆盖地带的横向距离。影响宽度的因素有:边缘条件、群落构成、环境梯度以及能够影响临近生态系统的扰乱活动(包括人为活动)。连通性和宽度构成了河流生态系统的重要结构特征。
1、河流的生态功能
1.1河流的栖息地功能
栖息地是植物和动物(包括人类)能够正常的生活、生长、觅食、繁殖以及进行生命循环周期中其它的重要组成部分的区域。栖息地为生物和生物群落提供生命所必需的一些要素比如空间、食物、水源以及庇护所等。河道通常会为很多物种提供非常适合生存的条件,它们利用河道来进行生活、觅食、饮水、繁殖以及形成重要的生物群落。
河道一般包括两种基本类型的栖息地结构:内部栖息地和边缘栖息地。内部栖息地相对来说是更稳定的环境,生态系统可能会在较长的时期仍然保持着相对稳定的状态。 边缘地区是两个不同的生态系统之间相互作用的重要地带。边缘栖息地处于高度变化的环境梯度之中。边缘栖息地中会比内部栖息地环境中有着更多样的物种构成和个体数量。边缘地区相当于对其内部地区起到了过滤器的作用。边缘地区也是维持着大量动物和植物群系变化多样的地区。
1.2河流的通道作用
通道功能作用是指河道系统可以作为能量、物质和生物流动的通路。河道由水体流动形成,又为收集和转运河水和沉积物服务。还有很多其它物质和生物群系通过该系统进行移动。
河道既可以作为横向通道也可以作为纵向通道,生物和非生物物质向各个方向移动和运动。有机物物质和营养成分从高处漫滩流入低洼的漫滩而进入河道系统内的溪流,从而影响到无脊椎动物和鱼类的食物供给。对于迁徙性野生动物和运动频繁的野生动物来说,河道既是栖息地同时又是通道。生物的迁徙促进了水生动物与水域发生相互作用(例如:鲑鱼溯河产卵的迁移活动。产卵期间溯河到达河流系统上游地段的那些产卵的和垂死的大量成熟鱼种为河流提供了营养物质输入和促进生物量的增加。
1.3河流的过滤和屏障作用
河道屏障作用是阻止能量、物质和生物运动的发生,或是起到过滤器的作用,允许能量、物质和生物选择性的通过。河道作为过滤器和屏障作用可以减少水体污染、最大程度的减少沉积物转移,常提供一个与土地利用、植物群落以及一些运动很少的野生动物之间的自然边界。
影响系统屏障和过滤功能作用的因素包括连通性(缺口出现频率)和河道宽度。一条宽广的河道会提供更有效的过滤作用,而一条相互连接的河道会在其整个长度范围内发挥过滤器的作用。沿着河道移动的物质在它们要进入河道的时候也会被选择性的滤过。在这些情况下,边缘的形状是弯曲的还是笔直的将会成为影响过滤功能的最大因素。
河道的中断缺口有时会造成该地区过滤功能作用的漏斗式破坏损害。例如,在沿着河道相互连接的植被中出现一处缺口,就会降低其过滤功能作用,集中增加了进入河流的地表径流,造成侵蚀、沟蚀,并且会使沉积物和营养物质自由的流入河流之中。
河流中的水流速率决定了水中浮游生物是否能够生长并且维持它们自身的发展。河流中水流速率越慢,其中生长在岸边和底部的生物群落结构和外形就会越接近静水中的模式。
2、水流动态对水生生物多样性影响的关键过程
(1)水流是河流生境的主要决定因素,同时也是生物组成的决定性因素,水流动态的改变在不同空间尺度上改变了栖息地,而且影响了物种的分布和丰度以及水生群落的组成和多样性。 河流的流动影响了:河道的形状、大小和复杂性,支流和三角洲的形成,浅滩、激流、深潭和净水区域的分布,基质缀块的多样性和稳定性,食物的类型和数量,以及主河道与漫滩的相互作用特征。 (2)水生生物的完成生长史直接响应与天然水流动态,流动特征对塑造生长史产生主要的影响,同时水流动态的改变会导致土著物种多样性的丧失。(3)维持河流纵向和横向的连通性对于许多河流物种种群的生命力是非常必要的,纵向和横向的连通性的丧失会导致种群的隔离以及鱼类和其他生物的局部灭绝。(4)水流动态的改变为外来物种的入侵提供了条件。
3、水文特征变化的生物学效应
长期的水文动态与生物的生长史相关,近期的水文事件对种群的组成和数量的影响,现状水文特征主要对生物的行为和生理有影响。
3.1流量与频率变化对生物的影响
频繁变化:增加冲刷,敏感物种丧失;破坏生物生命循环流量稳定化:改变能量流动,外来生物容易入侵;导致生物局部绝灭、威胁土著物种、改变种群组成;减少水和营养物质进入河漫滩,导致植物:幼苗干化,植物种子扩散条件变差。
3.2来水时间的改变对生物的影响
季节性高峰流量的丧失会导致:鱼类产卵、孵化和迁徙激发因素中断;鱼类无法进入湿地或回水区;改变了水生生物的食物网结构;岸边植被复原能力降低或消失。
3.3来水时期对生物的影响
长时间的小流量导致水生生物聚集;植被减少或消失;植被的多样性消失;植物生理胁迫导致植物生长速度较低;导致地形学的变化。
改变淹没时间会改变植被的覆盖类型。
延长淹没时间:植被功能发生变化;对树木有致命的影响;水生生物的浅滩生境丧失。
3.4变化的速度对生物的影响
关键词:水体 污染 自净能力
河流作为最终的陆源污染物排放途径,具有一定的自然净化功能。它可以通过稀释、降解、转化和运移,使一部分污染物无害化或降低负荷,对保护陆地生态环境和减少人类治污压力有积极作用。如何正确地评价河流的自净能力,合理地制定排污方案,对水资源和水环境保护有重要意义。
一、影响水体自净能力的因素
水体自净是一个比较复杂的过程[1],影响自净能力的因素很多且相互联系,这些因素主要有以下几个方面:
1.污染物质种类与性质
有些污染物质易于分解,有的则难于分解。有的易受微生物分解,有的不易微生物分解,有的在好氧条件下易分解,有的在厌氧条件下易分解。例如合成洗涤剂、有机农药(DDT、六六六)、多氯联苯等合成有机化合物,化学稳定性极高,在自然界需要十年以上时间才能完成分解,可以成为环境中长期存在的污染物质,它们可以随着水的循环过程在地球上蔓延、积累。
2.水体性质
水体水温、流量、流速、含沙量都对水体自净作用有很多影响。流量大、流速高易于稀释扩散。含沙浓度与污染物质有一定关系。
3.水生生物
水生生物的种类和数量与自净有密切关系,能分解污染物的微生物多,则自净速度快。
4.水中的溶解氧
水中溶解氧含量与自净作用关系密切,水体的自净过程也就是复氧过程[2]。水体在未纳污以前,河内溶解氧是充足的,当受到污染后,由于有机物聚增,好氧分解剧烈,耗氧超过溶氧,河水中溶解氧降低。如果水体复氧速度较快,水质将会较快由坏变好。水中氧的补给受到水面和大气之间条件影响,如水面形态,水流方式、大气与水中的氧气分压,大气与水体的水温等。
5.其他环境因素
太阳光照条件也是一个影响因素,紫外线能使水中污染物迅速分解,太阳光可以促使浮游植物与水生植物光合作用,改变溶解氧条件。不同的底质影响底栖生物的种类与数量,从而影响污染物质的分解。
水体的自净作用常以生物自净过程为主,生物体在水体自净作用中是最活跃、最积极的因素。但是,水对有机氯农药、合成洗涤剂、多氯联苯等物质以及其它难于降解的有机化合物、重金属、放射性物质等的自净能力是极有限的。
二、河流水体自净能力定性分析
1.物理自净能力
物理自净是指污染物在水体中通过混合、稀释、扩散、挥发、沉淀等作用,使水体得到一定程度净化的过程。物理自净能力的强弱取决于污染物自身的物理性质和水体的水文条件。由于实验期间空港一期景观河正在建设中,整条河流在没有降雨的时候,完全处于静止状态,水动力条件差。而且在降雨的时候,为了泄洪会开启闸阀,使景观河水体流动起来,此时水动力作用较强,水体的物理自净能力明显提高。
2.化学自净能力
化学自净是指水体中的污染物质通过氧化、还原、中和、吸附、凝聚等反应,使其浓度降低的过程。影响这种自净能力的因素有污染物质的形态和化学性质、水体的温度、氧化还原电位、酸碱度等。水体中化学自净能力的强弱,主要从以下三个方面反映出来[3]。
一是反映在DO的含量水平上。在化学自净过程中,作为水体氧化剂的DO,其含量高低能够衡量水体自净能力的强弱,因为DO的含量不仅直接影响水生生物的新陈代谢和生长,还直接影响水体中有机物的分解速率及物质循环。若水体中的DO含量高,既对水生生物的繁殖生长起促进作用,又能加快有机物的分解速度,使生态系统中的物质循环,尤其是氮的循环达到最佳循环效果,提高水体的自净能力。
二是反映在有机污染物的氧化分解能力上。COD是反映水体有机污染程度的一个重要指标,其含量的高低能够体现水体质量的好坏。一般说来,若水体中的COD含量高,一方面表明该河流的有机物污染比较严重,另一方面则表明该河流的水体自净能力较差,缺乏将复杂组分的有机物分解为简单组分无机物的环境功能。
三是反映在营养盐的形态转化和消减程度上。在化学自净过程中,三态无机氮的含量变化能够反映水体自净能力的强弱。这是因为工业废水和生活污水中含有大量的含氮有机物,在水体溶解氧充分的条件下,好氧细菌能把有机物彻底分解成二氧化碳、水及硝酸盐等稳定性化合物。一般说来,氨氮含量越低,表明含氮化合物转化为NO3-N的程度越高,即表明水体的自净能力越强。
3.生物自净能力
生物自净是指进入水体的污染物,经过水生生物降解和吸收作用,使其浓度降低或转变为无害物质的过程。生物净化过程进行的快慢和程度与污染物的性质和数量、微生物种类及水体温度、供氧状况等条件有关[4]。研究区域河流两侧种植有大量的芦苇等水生植物,由于大多数水生植物都可以直接从水层和底泥中吸收氮、磷,并同化为自身的结构组成物质(蛋白质和核酸等),同化的速率与生长速度、水体营养物水平呈正相关,并且在合适的环境中,它往往以营养繁殖方式快速积累生物量,而氮、磷是植物大量需要的营养物质,所以对这些物质的固定能力也就非常高。
三、结语
河流作为最终的陆源污染物排放途径,具有一定的自然净化功能。分析了河流自净过程,并综述了影响水体自净能力的因素,主要包括:污染物质种类与性质、水体性质、水生生物、水中的溶解氧、其他环境因素;同时还阐述了河水体自净能力定性分析,主要包括物理自净能力、化学自净能力和生物自净能力。
参考文献
[1]王平,史晓新. 水体自净系数的研究[J]环境科学与技术,1997,2:13-16.
[2]谭夔,陈求稳,毛劲乔,等. 大清河河口水体自净能力实验[J].生态学报,2007,27(11):4736-4742.
设施栽培连作障碍产生因素
连作障碍产生的原因极其复杂,是土壤、植物与微生物三者之间相互作用的结果。根据多年的研究报道,可归纳为几方面的原因:土壤传染性病虫害蔓延,土壤理化性质变化以及植物的自毒作用[5-6]。土壤病原菌富积,传染性病虫害蔓延设施栽培土壤中土壤病原菌富积是引起连作障碍的关键因素。研究结果表明,设施栽培土壤中有益微生物与有害微生物之间本来保持着一定的生态平衡关系,但由于多年连作,同一作物吸收单一养分,使某些物质不断累积,加之设施土壤的温湿度等环境条件适宜病原菌生长繁殖,作物根系分泌物和病残体又提供了病原菌赖以生存的条件,使土壤中的植物病原菌得到富积,而过多使用化肥及杀菌剂可能会杀死土壤中有益拮抗菌,打破土壤微生物的平衡,以致从土壤到作物表现出一系列的连作障碍[7-8]。土壤理化性质变化土壤盐类积聚设施栽培土壤盐类积聚现象在我国普遍发生,是设施土壤障碍的重要因素之一,以连栋大棚和温室最为明显。该现象是由于化肥施用量大,且长年覆盖,改变了自然状态下的水分平衡,降低了土壤的淋洗作用,加之环境长期保持高温,显着增强了土壤水分蒸发量,土壤盐分通过毛细作用随水分的蒸发上升,在地表形成薄层盐分结晶。设施土壤盐类积累后,加大了土壤溶液中盐类浓度,使土壤渗透势加大,导致根系水分外流,影响蔬菜对水分和养分的吸收,造成蔬菜营养失调,而且随着土壤盐类浓度的增加,元素之间的拮抗作用显着增强,某些营养元素的吸收受阻,出现植株矮小、发育不良、叶片卷曲枯死等典型的缺素症状,最终导致作物产量及品质下降[9-10]。土壤酸化导致设施栽培土壤酸化的主要原因是长期过量施用化肥和使用未经过安全处理的有机肥料。多年的研究发现,随着种植年限及复种指数的增加,设施栽培土壤pH值逐年降低,有些土壤pH值甚至已降至6以下,致使土壤某些养分的有效性降低,导致Ca,Mg,B,Mo等植物必需的营养元素缺乏,进而促使作物脐腐病、畸形果、茎裂、华而不实等生理病害多发,尤其是茄科蔬菜的青枯病和疫病等土传病害越来越严重[11-12]。土壤物理性状的恶化土壤物理性状是重要的肥力因素,主要包括孔隙度、结构性、水分含量及通透性等,严重影响着农作物根系的生长和养分的吸收。研究表明,设施栽培土壤连续栽培5a以后,土壤板结严重、容重增大、非活性孔隙比例相对降低,耕层变浅,通气性、透水性变差,物理性状恶化[13],需氧微生物的活性下降,土壤熟化慢,致使根际缺氧诱发多种根部病害,同时对有毒有害物质的缓冲能力降低,导致作物抗逆能力降低和残留超标。植物的自毒作用自毒作用是植物种内相互影响的一种方式,也是长期连作障碍产生的主要因素[14]。连作条件下,植物残体、病原物及作物根系等向周围环境中分泌酚酸类、萜类、生物碱、酶等化学物质,影响植株生长发育,导致自毒作用发生。茄科、葫芦科、豆科、菊科等是极易产生自毒作用的植物,这些植物从根系中分泌出许多酚酸类化合物,通过损伤细胞膜、破坏酶活性、使蛋白质失活等影响作物生长发育。而西瓜、丝瓜、南瓜、瓠瓜和黑籽南瓜等的根系分泌物会促进瓜类的生长,不易产生自毒作用[15]。
设施栽培连作障碍的综合防治措施
连作障碍防治是现今设施蔬菜栽培产业面临的一大难题。目前主要从种植制度和种植方式的优化以及利用抗病品种和嫁接技术、土壤消毒和土壤管理、生物防治、优化施肥等方面来解决此问题。优化种植制度不同蔬菜间或蔬菜与粮食作物之间进行合理的轮作或间作是国内外通用的预防土传病害的措施之一,也是有效防治连作障碍最为简单、省工、高效的措施。合理轮作或间作可以使病原菌失去寄主或改变其正常生长繁殖环境,从而消灭或减少土壤中致病菌,减轻病害;有效地改善土壤结构,有利于土壤通气和有机质分解,促进土壤有益微生物的繁殖,调节土壤肥力;减少杂草的滋生,破坏杂草与蔬菜的伴生关系[15-16]。设施蔬菜栽培一般采用深根性蔬菜(茄果类、瓜类、豆类等)与浅根性速生蔬菜(白菜、绿叶菜类、葱蒜类等)轮作倒茬,或行间套种,其中,浅根性蔬菜有吸盐洗盐的作用,葱蒜类对预防根部病害和根结线虫的危害非常有效。应用抗病品种和嫁接技术随着现代育种技术的发展,专家培育出如抗枯萎病的番茄、抗黑腐病的甘蓝等大量抗土传病害的蔬菜新品种。选用这些蔬菜新品种,可以提高蔬菜的抗病能力,有效控制土传病害的发生,增加蔬菜经济效益。目前,黄瓜、西瓜、茄子等采用的嫁接技术充分证明[17],利用丰产高抗性的砧木进行嫁接栽培是防治土传病害及设施蔬菜栽培连作障碍、提高经济产量最为有效的措施之一。进行土壤消毒采用土壤消毒,可高效快速抑制土壤有害微生物、害虫、残茬及根系分泌物的毒害作用,能够很好地解决作物重茬问题,提高作物的产量和品质。设施栽培中,土壤消毒方法主要包括药剂消毒、太阳能消毒、蒸汽消毒等。药剂消毒是利用各种化学药剂或生物药剂通过喷淋、浇灌、拌土、熏蒸等手段对土壤进行消毒。目前,生产上使用最多的药剂有氯化苦、绿宝清(苦参碱)、多菌灵、土菌消、菌线威、绿亨1号和2号等杀虫杀菌剂。通过蒸汽、热水或太阳能提高土壤温度,从而起到消毒灭菌作用的物理方法被国外经常采用,是生产无公害蔬菜的重要措施,如日本的太阳能高温消毒。该方法对蔬菜无副作用,非常适合我国现阶段的蔬菜生产,值得进一步研究和推广。其杀菌原理有2种:一是直接热力(热水或蒸汽)消毒杀菌。如50℃处理10min即可杀死十字花科作物的软腐病菌。二是间接作用(高温闷棚)。在一年中的高温时期,前茬作物收获后,清除残枝枯叶,施入有机肥和灌水,在覆膜封闭条件下,土壤湿度增加、棚室内的温度达到60~70℃以上,闷棚时间一般掌握在15~20d,致使土壤微生物通过呼吸作用逐渐消耗土壤中的氧气,使土壤呈缺氧还原状态,多数植物病原菌在高温和缺氧条件下死亡。研究结果表明,高温闷棚使连作大棚设施内10cm左右的土壤形成55℃持续高温,大部分病原菌被杀死,对土传病害灰霉病病原菌有很好的灭菌效果[18]。合理的土壤管理土壤管理的目的是使土壤生态始终有利于作物的生长发育。设施栽培中为了减轻连作障碍,常采用的措施为:集中烧毁或深埋中心病株、作物病残体及周围杂草,防止病害蔓延;加强耕作管理,增加中耕松土次数,提高地温,加速病残体的分解腐烂,使部分病原菌和害虫失去活力,切断土壤表层毛细管,提高下层土壤通透性,控制土壤盐分上升;改变作物栽培时间,避开作物发病期进行种植,例如易感染枯萎病的蔬菜,应避开高温期种植或采取相应的预防措施;在高温季节大水漫灌,使土壤温度提高,不仅可洗盐,还可杀死或减少土壤中病原微生物和害虫。采用生物防治生物防治狭义上是指利用有益微生物对土壤定病原菌产生毒素,或通过与病原菌竞争营养物质和生存空间等途径来减少病原菌的数量,从而减轻根系感染、减少病害发生的一种方法。由于现代生物技术的发展,生物防治已逐步成为防治作物病虫害、减轻连作障碍的一种重要手段。利用拮抗微生物拮抗作用是衡量生物防治效果的指标之一。利用拮抗微生物防治作物病虫害,就是将培养好的具有拮抗作用的有益微生物以特定方式施入土壤中,或是通过向土壤中加入营养物质,提高土壤原有拮抗菌的数量及活性,从而抑制土壤中病原菌的活动,降低病原菌的数量,减轻病害发生的几率。张丽萍等[19]通过土壤微生物制剂防治草莓连作病害,结果表明,对于由尖孢镰刀菌和立枯丝核菌引起的草莓连作病害,木霉T42与枯草芽孢杆菌Bs-6的拮抗作用很明显,能显着促进连作草莓的生长发育,连作草莓的死苗率由52.9%降至8.2%,产量增加111%,果实品质显着提高。接种有益微生物有益微生物广泛应用于农业生产中,如制作微生物有机肥、种衣剂防治作物病虫害等。在设施蔬菜栽培中,常通过使用含有有益微生物的生物有机肥来分解连作土壤中的化肥、农药残留;另外,还可以向土壤中接种一些有益菌群,在根系形成生物屏障,减少根际病原菌的侵染,或接种致病菌弱毒菌株,促使作物产生免疫机能,增强抗逆性,提高其产量及品质。郝永娟等[20]在生物土壤添加剂减轻黄瓜连作障碍的研究中提出,使用生物土壤添加剂,可明显增加具有拮抗作用的木霉、青霉等的数量,有效控制土传病害,提高土壤微生物多样性,改善土壤连作障碍。利用他感作用原理德国学者H.Molisch于1937年提出植物的他感作用,认为许多植物可通过向周围环境释放代谢过程中产生的化学物质,来促进或抑制同种或异种植物生长。他感作用涉及微生物、植物、动物等所有的种群,普遍存在于生态系统中,在农业生产中应用具有极其重要的意义。利用化学他感作用原理使植物之间、植物与微生物之间合理组合,不仅可有效地降低作物之间、微生物之间的负效应,提高作物的产量和品质,并且在控制病虫害方面也可取得很好的效果。有些植物根系分泌的化学物质可抑制微生物的生长,如黄瓜根系分泌物中的丝氨酸、精氨酸可以有效抑制黄瓜枯萎病病菌的生长繁殖[21]。进行优化施肥优化施肥是防治连作障碍的一项重要措施。针对目前设施蔬菜栽培中化肥过量施用、肥料种类不平衡等问题,在施肥原则上,应以有机肥为主、化肥为辅,再配合施用微生物肥料。施用有机肥(进行无害化处理,即完全腐熟)可改善土壤理化性状,抑制土壤盐分积累及病原菌繁殖,减轻连作障碍和土传病虫害的发生;必须根据肥料的性质、设施土壤养分状况、作物的营养特性及需肥规律,因地制宜地选择施用化肥,同时应确定合理的施用时间、施用量、施用方法;选择施用具有固氮、解磷、解钾作用的微生物肥料,分解土壤中被固定的磷、钾元素,使化学肥料得到充分利用,在施用微生物肥料时要严格按照使用说明书施用。
关键词 宫颈糜烂 病因学
doi:10.3969/j.issn.1007-614x.2010.13.108
本文通过对1026例妇女宫颈糜烂病理资料进行分析,探讨引起宫颈糜烂相关因素,为防治本病提供治疗依据。
资料与方法
2005年1月~2009年10月收集、整理慢性糜烂性宫颈炎的病例1026例,年龄20~65岁。诊断方法:按慢性糜烂性宫颈炎的组织学诊断标准重阅病理切片,符合标准者收入队列,然后在切片上仔细观察,寻找病原微生物感染依据,若无典型病原微生物感染依据,将该病例视为非特异性炎病例。
诊断标准:慢性糜烂性宫颈炎的诊断标准:宫颈鳞状上皮坏死,被覆柱状上皮和(或)化生的鳞状上皮,上皮下纤维、血管增生,散在淋巴细胞浸润。HSV-Ⅱ感染诊断标准:宫颈上皮中见水疱、海棉形成,见双核和(或)多核细胞,核呈水洗样。HPV感染诊断标准:在宫颈鳞状上皮中见典型挖空细胞,核有异型,见病理性核分裂像。结核诊断标准见结核结节,抗酸染色见细胞。真菌感染的诊断标准见真菌。非特异性炎诊断标准:在切片中诊察不到病原微生物的病例。
结 果
在收录1026例病例中,非特异性炎症560例(5458%),HSV-Ⅱ感染227例(2212%),HPV感染209例(2037%),真菌感染25例(244%),淋球菌感染4例(039%),结核感染1例(01%)。
讨 论
李宝娟等报道的宫颈糜烂发病率2809%[2],宫颈糜烂是已婚妇女的常见多发病,20~39岁已婚妇女宫颈糜烂的患病率较高,宫颈糜烂与以下因素有关:年轻妇女体内雌激素水平较高,宫颈管柱状上皮在雌激素的作用下,外移至宫颈阴道部,而宫颈管黏膜柱状上皮层较薄,抵抗力弱,受损伤而发生感染;年轻夫妇性生活频繁使宫颈管柱状上皮受到机械性刺激较多,致宫颈感染的几率亦相应增加。除年龄差别外,妇女宫颈糜烂的患病率还可能与结婚年龄、分娩次数、人工流产次数有关,总之,宫颈糜烂病因是多方面的,是机械性刺激或损伤、理化因素、多种病原体生理因素,相互作用,互为因果。
随着人们生活环境和习惯的改变,宫颈糜烂在妇女中的发生率呈上升趋势。20世纪80年代之前,感染宫颈的病原体微生物主要以细菌为主,近年来研究表明,随着性传播疾病的增加,HSV-Ⅱ、HPV等病毒感染明显增多,成为宫颈感染的主要病原微生物,本组病例中HSV-Ⅱ感染227例(2212%),HPV感染209例(2037%)。
宫颈上皮感染病原微生物后,导致宫颈鳞状上皮细胞间连接力降低;鳞状上皮细胞间水肿;鳞状上皮细胞坏死、脱落,形成糜烂、溃疡;HSV-Ⅱ形成的水疱破裂形成糜烂、溃疡,在以上病因作用下,加之机械性刺激或损伤、理化因素作用,形成宫颈糜烂。亦可能在机械性刺激或损伤、理化因素作用下形成宫颈糜烂,上皮抵抗力降低,上皮易感染病原微生物,从而进一步加重糜烂。
参考文献