梁宗敏 作品数:10 被引量:46 H指数:5 供职机构: 中国科学院大学资源与环境学院 更多>> 发文基金: 国家自然科学基金 中国科学院战略性先导科技专项 更多>> 相关领域: 环境科学与工程 天文地球 生物学 更多>>
西藏那曲地区夏季降水中生物冰核的分布特征 被引量:2 2015年 于2013年6~10月在高海拔的西藏那曲地区采集雨水样品,共获得6月份和7月份两个有效样品.通过液滴冻结实验,对雨水样品中大于0.22μm的气溶胶颗粒物的冰核活性进行检测,同时对不同处理(原样雨水、滤液、添加蛋白变性剂、加热煮沸)的雨水样品的冻结温度进行检测.结果显示,6月份和7月份原样雨水样品的平均冻结温度分别为-13.3℃和-8.7℃.在-10℃以上,雨水样品中存在对蛋白变性剂和加热敏感的生物冰核,但不同月份雨水中的生物冰核对雨水液滴的冻结所起的贡献不同.7月份雨水样品中的高效生物冰核对液滴在较高温度下冻结起到主要的催化作用,而6月份雨水样品中的生物冰核对液滴冻结未起到显著作用.经0.22μm滤膜过滤的雨水滤液样品中,仍然存在高效生物冰核,但目前尚未确定其主要成分.通过对雨水样品中细菌16S r RNA基因和真菌r RNA内转录间隔区及5.8S r RNA的ITS1-5.8S-ITS2基因进行克隆测序分析,获得西藏那曲地区夏季6月份和7月份雨水样品中细菌和真菌的群落组成.发现微生物群落组成中包含了具有高效生物冰核活性的假单胞菌属(Pseudomonas)细菌和镰刀菌属(Fusarium)真菌. 杜鹏瑞 杜睿 路则栋 梁宗敏关键词:雨水 细菌 真菌 生长旺盛期呼伦贝尔草甸草原生态系统呼吸与CH_4吸收通量的日变化研究 被引量:4 2014年 利用静态箱法于2011年结实期和2012年开花期与结实期分别对不同人类活动(自由放牧和刈割)影响下的呼伦贝尔草甸草原及相应的封育草原的CH4通量和植物土壤系统呼吸作用排放的CO2通量进行野外定位观测研究。结果表明:呼伦贝尔草甸草原(放牧和刈割及其对应的封育样地)均表现为CH4的汇,3个观测时期汇强的变化范围为:-23.98±6.40^-95.96±28.57μg Cm-2 h-1。呼伦贝尔草甸草原CH4通量的日变化对温度的响应较为复杂。不同时期呼伦贝尔草甸草原的植物土壤系统呼吸速率的日变化存在差异,水分和温度的共同影响造成2012年结实期日均CO2排放量低于2011年结实期。放牧对呼伦贝尔草甸草原CH4吸收通量的日变化模式的影响较小,但在2011年结实期和2012年开花期促进了CH4日均通量(促进幅度12.05%~93.35%),2012年结实期放牧降低了CH4日均通量(降低幅度23.32%~30.43%);刈割降低CH4吸收日均通量11.55%~60.62%。呼伦贝尔草甸草原日均累计碳排放量中CH4所占比例为0.35%~2.62%,而放牧和刈割行为对呼伦贝尔草甸草原的日均累计碳排放的影响结果在不同物候期以及不同植被群落类型均有不同。 李梓铭 杜睿 杜鹏瑞 秦赛赛 王亚玲 梁宗敏 钟磊关键词:呼伦贝尔草甸草原 刈割 CH4 日变化 细菌气溶胶在大气冰核核化过程中作用的研究进展 被引量:7 2013年 介绍了大气中细菌气溶胶的种类和浓度分布的变化特征,对冰核细菌促进冰核核化的分子生物学机制,影响成冰活性的因素以及冰核在大气冰核核化过程中作用的研究进展等做了重点介绍,对冰核细菌的生物学、分子生物学和形态学及其实际应用等方面的研究进展也做了讨论,同时也指出了今后需要进一步研究的问题,尤其是生物冰核在云和降水中作用方面的问题. 杜睿 王亚玲 梁宗敏关键词:冰核细菌 农垦对草甸草原生态系统温室气体(CH_4和N_2O)的影响 被引量:12 2015年 2012~2013年在呼伦贝尔谢尔塔拉牧场对天然草甸草地和草地开垦农田后,不同农作物种植和管理措施下甲烷(CH4)和氧化亚氮(N2O)排放进行了野外实地观测.结果表明,天然草甸草地和农田均为大气CH4的吸收汇、N2O的排放源.在生长季,天然草甸草地开垦增强了土壤的N2O排放量,但是对土壤CH4通量的影响却存在较大的不确定性.在相同的气象条件下,作物类型对生长季农田CH4和N2O排放通量都没有影响.在生长季,灌溉对干旱农田的CH4平均吸收通量没有显著影响,但降低了干旱农田N2O的平均排放通量.2012年和2013年农田CH4和N2O的差异主要是因为降雨量不同导致的年际差异.回归分析表明,N2O排放通量与土壤湿度呈线性相关,与土壤温度没有相关性,CH4的吸收通量与土壤温度呈线性相关,与土壤湿度呈线性负相关.土壤湿度是影响土壤CH4吸收和N2O排放的主要因素。 路则栋 杜睿 杜鹏瑞 梁宗敏 李梓铭 秦赛赛关键词:开垦 氧化亚氮 冻融对内蒙古温带贝加尔针茅草甸草原N2O通量的影响 被引量:6 2014年 本研究以内蒙古呼伦贝尔草甸草原为研究对象,通过室内模拟实验与野外观测实验相结合,分析不同土层、放牧与封育、长期与短期冻融、不同冻融频率与冻融温差强度对草地土壤N2O产生与排放的影响.结果表明:冻融期间,从地表到下层15cm土壤N2O的产生速率随深度的增加而逐渐减少,N2O的产生主要来源于0~9cm的表层土壤;冻融期间温差相同的情况下,冻融次数越多,N2O的产生速率越小;N2O的产生速率随着温差的变小而减少;冻融期间封育样地的N2O排放量大于放牧样地,且封育样地的N2O排放量占全年排放总量的25.09%,大于放牧样地(12.38%),但从观测年排放总量看,放牧却促进了草地N2O源的功能;草地春融期间的N2O排放量是整个冻融期N2O排放量的最大贡献者. 秦赛赛 翟秋敏 杜睿 梁宗敏 杜鹏瑞 路则栋 李梓铭关键词:冻融 N2O通量 冰核细菌Pseudomonas syringae是否可以影响大气的冰核核化过程 被引量:6 2012年 近年来,大量的研究表明:生物气溶胶作为有效云凝结核与冰核在大气物理和化学过程中发挥着重要的作用.环境大气和云水样品中,冰核活性细菌Pseudomonas syringae的可培养菌株已经成功地被分离筛选出来.其在大气云物理过程尤其是降水过程中的重要作用也已经成为当前国际大气生物气溶胶气候效应研究的热点.本研究采用液滴冻结实验技术,测试了当前已被确定含有冰核活性菌的3种菌属即假单胞菌属(Pseudomonas)、欧文氏菌属(Erwinia)和黄单胞菌属(Xanthomonas)的代表性标准菌株(P.fluorescen,E.uredovora,X.campestris和P.syringaepv.panici),和被证实具有冰核活性的细菌菌株(P.syringaepv.lachrymans)的菌悬液液滴的冻结温度.结果显示:所测试的目前国际公认的冰核活性细菌属的标准菌株P.syringaepv.panici,P.fluorescen,E.uredovora,和X.campestris并不具备冰核活性,被测细菌菌悬液(OD600=0.25,数浓度108cells/mL)的液滴冻结温度分别是:20.3±2.3℃,21.8±2.3℃,20.8±3.4℃和19.9±3.3℃,与超纯水液滴的冻结温度(20.8±2.7℃)差异不大;而相同浓度下,P.syringaepv.lachrymans(ps1-10)菌株的冻结温度是5.0±0.8℃,具有显著的冰核活性.ps1-10菌株液滴平均冻结温度随着菌悬液浓度梯度降低的变化特征表明,当菌液浓度低于105cells/mL时,菌液液滴冻结温度明显降低,当菌液浓度低于104cells/mL时,菌液液滴与无冰核活性的液滴冻结温度接近.由此本文提出疑问:冰核细菌P.syringae是否能以浸润核化活性在大气真实环境中的冰核异质核化过程中起到重要作用,还是存在其他的作用机制? 王亚玲 杜睿 梁宗敏 周宇光关键词:冰核活性细菌 PSEUDOMONAS SYRINGAE 冻结温度 北京大气降水中细菌气溶胶的多样性研究 被引量:3 2014年 利用16SrRNA基因测序分类学技术,分别以北京市区2011及2012年不同月份的降水样品中细菌的基因组DNA为模板,通过克隆、测序构建基因组文库,研究了北京市大气降水中细菌的群落结构组成及多样性变化.系统发育分析结果表明,变形菌门(Proteobacteria)(α-,β-,γ-)是北京市降水样品中细菌的优势菌群(75.6%~100%),另外包括拟杆菌门(Bacteroidetes)、放线菌fq(Actinobacteria)、异常球菌门fDeinococcus—Thermus)、蓝藻门(Cyanobacteria)、硝化螺菌门(Nitrospira)、厚壁菌门(Firmicutes)共7个主要门类的细菌,以及未定菌(TM7).多样性指数分析结果显示,不同的降水样品,细菌群落结构组成及多样性均存在着差异性,冬季12月份雪水样品细菌群落结构多样性明显高千苴种垂节的样品细菌群落名样件(Shannon,H)特点县. 梁宗敏 杜睿 杜鹏瑞 王亚玲 李梓铭关键词:降水 细菌 群落结构 多样性 上海大气降水中细菌气溶胶的多样性研究 被引量:2 2014年 采用分子生物学技术16S rRNA克隆文库方法,以上海市2012年不同月份的大气降水样品为模板构建细菌16S rRNA克隆文库,对连续5个月的大气降水样品中细菌群落结构组成及多样性进行了研究,并对其群落结构的生物多样性、物种丰度及覆盖率等进行了分析比较.结果表明,变形菌门(Proteobacteria)(α-,β-,γ-)是上海市降水样品中细菌的优势菌群(32.5%-94.1%),另外还包括拟杆菌门(Bacteroidetes)、放线菌门(Actinobacteria)、异常球菌-栖热菌门(Deinococcus-Thermus)、蓝藻门(Cyanobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)共7个主要门类的细菌,以及未定菌(TM7).多样性指数分析结果显示,不同月份降水样品的细菌群落结构组成与多样性均存在着差异性,夏季6月样品的细菌群落生物多样性及物种丰度明显高于其它样品,其次是秋季8月的样品. 梁宗敏 杜睿 杜鹏瑞 王亚玲 李梓铭关键词:降水 细菌 群落结构 多样性 RRNA 大气主要污染物与细菌气溶胶在冰核核化过程中的作用:对液滴冻结温度的影响 被引量:2 2012年 冰核细菌气溶胶作为有效云凝结核与冰核可能在大气物理与化学过程和气象过程中起重要作用,其核化特性也受大气和云中气溶胶的物理、化学性质的影响.本研究依据Vali均匀液滴冻结实验的原理,采用改进的液滴冻结仪分别测试了大气典型污染物(硫酸铵;一元羧酸(MCA):甲酸和乙酸钠;二元羧酸(DCA):乙二酸和丙二酸)与不同浓度的细菌菌液(冰核活性细菌Pseudominas syringae pv.lachrymans(PS))和非冰核细菌P.syringae pv.panici(PS0))的冻结温度.结果显示:不同浓度的MCA/DCA(50,75,100μmol L-1)和硫酸铵(100,200,300,400μmol L-1)溶液液滴(10μL)的平均冻结温度范围在-17.0~-20.0℃,相比超纯水液滴的冻结温度(-20.6±1.6)℃,典型大气污染物的加入并未显著提升超纯水液滴的冻结温度,而且污染物溶液浓度的改变对冻结温度没有表现出明显的规律性.冰核细菌PS和非冰核细菌菌液PS0与大气主要污染物(乙酸钠、乙二酸和硫酸铵)混合液的液滴冻结温度测试结果发现:这些污染物质不同程度降低了细菌PS与PS0菌液的冻结温度,即使PS在较低浓度下也可促进大气主要污染物乙酸钠的冻结核活性,提高其冻结温度;当浓度增至106cells mL-1时,则能显著改变污染物质的冻结核活性;但未发现PS0有此特性.复合污染物溶液浓度接近当前污染大气水平时,对冰核细菌PS和较高浓度级数(106cells mL-1)的PS0的冻结核活性都显示出了促进效应,表明在当前大气环境条件下,细菌气溶胶确实有可能影响降水过程和气候变化.冰核活性细菌与非活性冰核细菌混合后,只有当冰核细菌浓度级数达到106cells mL-1时,在混合液中才可表现出高效冰核活性.冰核细菌的浓度值是影响其活性的重要因素,使其在溶液中显示高效冰核活性的菌浓度阈值级数是106cells mL-1;本研究结果对于人工影响天气过程中,人工冰核的选择和配比方法优化方面具有一� 王亚玲 杜睿 梁宗敏 李梓铭关键词:冰核 冰核活性细菌 冻结温度 中国草地N_2O通量日变化观测对比研究 被引量:10 2012年 研究分析了我国20世纪90年代以来科学工作者利用静态箱-气相色谱法对内蒙古呼伦贝尔草原和锡林郭勒草原、青藏高寒草原等不同草原类型所开展的日变化通量观测数据并进行了对比分析研究.结果表明:我国草地N2O通量的日变化规律明显,日变化形式呈多峰型,我国草地均表现为N2O排放源,日均通量的对比顺序是:贝加尔针茅草甸草原〉羊草草甸草原〉羊草典型草原〉高寒草甸[(42.82±15.96)〉(29.17±13.03)〉(4.91±2.12)〉(0.89±0.67)μg/(m^2·h)];10:00~14:00和夜间0:00左右所观测的N2O通量均可代表当日平均通量;夜间N2O的排放对整个日通量有重要贡献,其排放量占到全日排放总量的46%以上,草地夜间N2O的排放通量应该受到重视.另外,本文讨论了水分和温度作为主要环境因子对N2O通量日变化的影响,以及不同植被类型和人类活动(放牧和刈割)对N2O通量的日变化的影响. 李梓铭 杜睿 王亚玲 梁宗敏 钟磊 吴红军关键词:草地 氧化亚氮 日变化