Cd诱导土壤碱性磷酸酶的Hormesis效应 ——土地利用/覆被变化的驱动机制

来源 :南京林业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:kangzeng
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
Hormesis效应指生物机体在低剂量胁迫物下产生刺激兴奋反应,而在高剂量时却表现为抑制作用的现象。这一现象被认为是土壤应对胁迫的进化属性。近年来,土壤生态系统的Hormesis效应研究备受关注,其中,以土壤酶为测试终点的相关研究成为当前热点。土地利用/覆被变化对土壤性质,尤其是对土壤有机碳组分及特性和微生物群落特征会产生显著影响,这些性状的变化无疑会影响到Hormesis效应的表达。目前,有关土地利用/覆被变化对土壤Hormesis效应影响的研究报道较少,对于土地利用/覆被变化对Hormesis效应的驱动机制尚不明确。本研究选择环境背景清洁的洪泽湖湿地自然保护区,采集光滩、芦苇、柳树人工林、杨树人工林以及农田等五种土地利用/覆被方式下的土壤,外源添加不同剂量Cd,以土壤碱性磷酸酶(ALP)活性为测试终点,研究Cd诱导下土壤ALP的Hormesis效应,同步分析土壤有机碳组分等理化性质及微生物群落结构与多样性的响应,明确Hormesis效应的关键影响因子;以空间代替时间的方法,研究不同土地利用/覆被下Hormesis效应的变化及其影响因素,以期为评估土地利用/覆被变化下土壤应对胁迫伤害的能力以及土壤质量的提升提供理论依据。主要研究结果与结论如下:(1)不同土地利用/覆被下,Cd与土壤ALP存在明显的Hormesis效应剂量关系。光滩和芦苇两种自然覆被下,Cd诱导ALP的Hormesis效应最大刺激率(ymax)分别为8.81%和5.84%,诱导ALP表达Hormesis效应的Cd剂量范围(D1-D2)分别是0.39-3.02 mg/kg和0.22-3.77 mg/kg,剂量区间(Qi)为7.74和17.14,ALP应对Cd胁迫的潜能(R)为11.34和7.85。相比较而言,农田土壤中ymax分别为5.22%,D1-D2为0.09-1.03 mg/kg,Qi为11.44,R为3.02。由此可见,芦苇围垦为农田使得ymax、Qi和R均明显下降,可能导致土壤对Cd胁迫伤害的补偿潜力下降。(2)Qi主要受到土壤中0.1-2μm粒径颗粒含量高低的影响。0.1-2μm粒径颗粒含量越高,Qi越低。相比较而言,影响R参数变化的土壤理化性质主要是pH、离子种类及强度以及全氮(TN)含量。其中,土壤pH值以及SO42-含量对R的影响最大。R参数的变化与土壤pH的变化呈正相关关系,与SO42-含量变化呈负相关关系。因此,结合当地施肥强度与习惯,不同土地利用/覆被下TN含量对Cd-ALP的Hormesis效应的表达产生重要影响。(3)土壤有机碳组分及特性对Hormesis效应的表达产生显著影响。Qi主要受到土壤中溶解性有机碳(DOC)含量的影响。DOC含量越高,Qi越高;R参数的变化与土壤微生物量碳(MBC)的变化呈明显的负相关关系。土壤有机碳芳香性越高,R越大;而腐殖化指数越高,则R越小。结合由光滩向芦苇再向农田转变后土壤有机碳芳香性明显降低及腐殖化指数升高,可以认为,湿地围垦为农田降低了土壤对Cd胁迫伤害的补偿潜力。(4)自然覆被下土壤微生物的独有OTUs个数明显高于人为土地利用。门水平上,五种土地利用/覆被下土壤中优势微生物群落(相对丰度大于10%)均为Proteobacteria(变形菌门,30.60%-52.11%)和Acidobacteria(酸杆菌门,10.81%-14.83%)。自然覆被转变为农田使得Proteobacteria的相对丰度降低了41.28%,Acidobacteria的相对丰度明显升高了37.19%。相比较而言,属水平上,优势微生物群落为Betaproteobacteria。相比于光滩,农田土壤Betaproteobacteria相对丰度降低了39.23%。此外,人为土地利用的改变降低了革兰氏阴性菌(G-)的相对丰度,增加了革兰氏阳性菌(G+)相对丰度,土壤微生物群落G-/G+的比例在自然覆被向农田转变时降低了109.31%。(5)ymax与Chloroflexi(绿弯菌门)丰度呈明显的负相关关系;Qi与Proteobacteria相对丰度呈明显的负相关关系,与Acidobacteria和Firmicutes相对丰度呈明显的正相关关系;R与Gemmatimonadetes(芽单胞菌门)丰度呈明显的负相关关系。相比较而言,属水平上,ymax与G-和Betaproteobacteria丰度呈明显的正相关关系,与Chloroflexi丰度呈明显的负相关关系。Qi与Deltaproteobacteria呈正相关关系,与Gp6和Actinobacteria(放线菌)丰度呈负相关关系;R与Gammaproteobacteria呈正相关关系。这表明,土壤微生物群落结构与多样性,尤其是G-的相对丰度是不同土地利用/覆被下Hormesis效应差异的关键因素之一。
其他文献
铜锌超氧化物歧化酶(Cu/Zn superoxide dismutase,SOD1)是细胞中一种重要的抗氧化酶,它催化O2·-歧化为H2O2和O2,维持着细胞内活性氧(Reactive oxygen species,ROS)的内稳态。局部高浓度的H2O2氧化蛋白质酪氨酸磷酸酶(protein tyrosine phosphatases,PTP)活性部位的半胱氨酸残基,导致相关信号通路失调,如介导细
广告市场有很多独到的创意和广告媒体,为商品和服务的推广开辟了新的机会。如今,广告市场更需要新的解决方案和与目标受众互动的有效方式。广告适应我们的生活方式和环境,有时会以意想不到的方式围绕着我们。环境媒体是广告界最热门和热门讨论的话题之一。非传统的接近向消费者传递广告信息一直非常有吸引力。现在有许多方式来放置户外广告,但其有效性首先取决于创造力。本文重点介绍环境广告方法的重要性和作用。环境媒体的“特
学位
明星在电视综艺节目的效用评价是文化产业市场运作中不可或缺的管理手段,而现有电视综艺节目评价体系无法满足对明星量化考核和规范的需要。本文中提出明星贡献度是基于收视率和满意度对明星效用进行直接评估。通过典型综艺比较了明星贡献度的四种计算方式,算法四最优,采用先局部后整体的思路,依据节目内容划分1-5分钟的分析单元,根据出镜画面和声音确定最多三位明星在分析单元中的占比,通过收视率占70%,满意度占30%
本文从中西方园林文化入手,以中国拙政园与意大利埃斯特庄园为个例进行深入研究,对拙政园和埃斯特庄园的选址特点、空间布局、造园要素、设计思想等方面进行比较分析,探讨不同园林差异背后所隐含的文化成因。拙政园与埃斯特庄园都是十六世纪时建造的,当时中西方都出现了文化大变革,人文主义也逐渐兴起,两者在建筑史中都具有特殊的地位。从选址上来看,拙政园属于“城市地”。古时候文人士大夫希望能逃离官场的失意寻求心灵解脱
学位
上市公司的股利政策不但会影响股东、债权人的权益,还会影响上市公司自身的价值以及其以后的发展。但是长期以来,我国很多上市公司对于股利政策缺乏足够的重视,他们对投资者进行的分红很少,其中还有很多上市公司以各种各样的理由拒绝分红,更有甚者通过送转股的方式作为企业财务的一种变向调整,但是该方式并不是真正意义上的分红。为了保护中小投资者的合法权益并且规范上市公司的股利发放行为,中国证券监督管理委员会自200
“产出导向法”是文秋芳团队提出的一种具有中国特色的教学理论。其发展历经“输出驱动假设”——“输出驱动输入促成假设”——“产出导向法”三个阶段。理论体系融合了课程论和二语习得论,由教学理念、教学假设和教学流程三部分组成。它倡导学用一体,目的是改善当前外语教学中课文至上,学用分离的弊端。在印尼捷捷语言学校,学用分离的问题在对外汉语教学中同样存在。在对外汉语中级阶段,学生已掌握了2000左右的词汇和基本
20世纪以来,继发达国家的人口结构进入老龄化后,一些发展中国家也逐渐出现人口老龄化的趋势。人口老龄化主要是由于生育率下降与人口预期寿命上升造成的,这也是经济发展到了一定水平的必然结果。中国在20世纪初至20世纪中叶这段时期内,人口处于高速增长状态,但随着1982年计划生育政策地推行,我国人口生育率快速下降。同时改革开放以后,我国经济水平飞速发展,人们的生活水平逐渐提高使得我国人口预期寿命提高,这导
20世纪八九十年代以来,世界上许多国家都对电力产业进行了重组,其共同点是将以前公有的供应商私有化,打破垄断,引进各种新的规制安排。芬兰于1995年开始在电力市场进行结构调整与放松规制,为配电规制奠定了基础。但是,芬兰《电力市场法》(386/1995)只规定了配电价格应合理,配电公司应有效运作等内容,却没有明确规制方法。早期对配电业务的规制模式是规制机构根据观察到的回报率,在事后对配电定价的合理性进