污水處理廠活性污泥微生物多樣性的影響機(jī)制研究項(xiàng)目摘要

活性污泥是生物脫氮除磷污水處理廠的重要組成部分，活性污泥中微生物結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和合理性決定著污水處理效率。本研究圍繞污水處理過程中活性污泥中微生物的多態(tài)性差異及其對污水處理中脫氮除磷作用互動(dòng)機(jī)制的科學(xué)問題。通過利用分子生物學(xué)手段（PCR-DGGE）分不同季節(jié)對我國多個(gè)地域正常運(yùn)行的A2/O污水處理廠活性污泥進(jìn)行微生物多樣性分析，尋求區(qū)域和季節(jié)差異對污泥生物類型的影響；并深入利用此類生物多樣性差異，通過室內(nèi)實(shí)驗(yàn)研究低溫沖擊下活性污泥微生物多樣性的變化和去污能力的影響；通過數(shù)據(jù)匯總分析污水處理操作參數(shù)、目的污染物去除前后濃度、生物多樣性等信息，用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法從更深層次分析污泥中微生物類型與外在條件間的相關(guān)性，獲取與為生物多樣性變化較為密切的因素；從而為解決實(shí)際運(yùn)行中所出現(xiàn)的問題提供理論指導(dǎo)，為充分利用我國豐富微生物資源、降低污水處理能耗提供理論依據(jù)。 2100433B

生態(tài)多樣性健康

生態(tài)多樣性同樣關(guān)系到我們的健康和這個(gè)星球的健康。實(shí)際上，你的健康和這個(gè)星球的健康之間的關(guān)系是密不可分的。當(dāng)我們生病的時(shí)候，我們依賴自然環(huán)境去幫助我們恢復(fù)健康。多少年以來，人們從自然世界中尋找對于傷病的治療方法。植物為現(xiàn)代醫(yī)藥提供了有效的成分，比如制作阿斯匹林的成分。順勢療法的醫(yī)藥也是大量利用植物成分的。從金錢的角度看，入藥的植物的價(jià)值是無法算清的。世界上這些以植物作為基礎(chǔ)的藥物的總價(jià)值大約是6千億。

生態(tài)多樣性的經(jīng)濟(jì)價(jià)值是多數(shù)人并不了解的，傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)的醫(yī)生依賴植物和藥草治療疾病已經(jīng)有很長時(shí)間了。在現(xiàn)代，人們也十分欣賞傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)的療效。比如說，東部非洲的Maasai人以他們的傳統(tǒng)方式做肉、牛奶或血制品時(shí)，他們會(huì)加入一些樹皮,這樣的方法做出來可以減少膽固醇。

然而，對入藥植物和動(dòng)物的收獲也并不都是好事。實(shí)際上，對這些植物、動(dòng)物的需求導(dǎo)致這些物種瀕危。傳統(tǒng)藥物用烏龜入藥導(dǎo)致這個(gè)物種的極度衰落。

我們反復(fù)地從地球的藥柜中搜尋藥物。我們需要保護(hù)生態(tài)多樣性，以便大自然的藥柜能夠儲(chǔ)有現(xiàn)存醫(yī)藥的成分，和未來我們需要抵制新的疾病時(shí)制造新藥的所需成分。

生態(tài)多樣性空氣

在一些城市中，尤其是在夏天，呼吸外面的空氣是不健康的。我們知道我們必須減少汽車尾氣污染、工廠廢氣污染、發(fā)電廠的空氣污染來保證現(xiàn)代生活。是的，我們都知道這些，但是你知道生物多樣性對于環(huán)境的自動(dòng)清潔起著什么樣的作用嗎？你知道生物多樣性幫助清潔空氣嗎？

樹和其他綠色植物吸入二氧化碳--這種主要由汽車尾氣和工廠排放的產(chǎn)生的溫室氣體，然后還給自然純凈的氧氣。生物多樣性是這個(gè)世界的空氣凈化器。

然而，我們持續(xù)不斷的砍伐樹木,把它們切開運(yùn)往各地。世界上，492種樹木物種已經(jīng)有瀕臨滅種的危險(xiǎn)。我們已經(jīng)砍伐掉曾經(jīng)裝點(diǎn)著地球的大約一半的樹木。我們砍伐但不修復(fù)，如此已經(jīng)傷害了地球的肺。就像一個(gè)一天要抽10包煙的癮君子，一直吸煙，而損壞的肺一塊塊地被切掉。我們的肺還剩多大一塊？

另外,在許多地方，我們引入外來入侵物種。在過去的200年里，我們將一些樹種從世界的這一頭運(yùn)到那一頭。這種行為有的已經(jīng)發(fā)展到一種產(chǎn)業(yè)的規(guī)模，像桉樹和藤條。也有一些退休人員或旅行者從他們的家鄉(xiāng)將土產(chǎn)的植物或是樹木帶上，隨他們旅游。

問題是，這些植物完全適應(yīng)它們原本的生長地，它們卻并不適應(yīng)新的地點(diǎn)生長。它們也許比當(dāng)?shù)匚锓N需要更多的水，或者需要?dú)⑾x劑來幫助它們不被當(dāng)?shù)氐南x子蛀食。

我們必須尊重自然的安排，不要強(qiáng)迫某些特性的改變。順其自然。這樣，地球的肺能呼吸得更舒服些。

生態(tài)多樣性水源

所有的生命都離不開水，所以，生物多樣性也與水資源有關(guān)。

因?yàn)槲覀冎挥杏邢薜乃?-不是說我們將來什么時(shí)候都能從火星上運(yùn)一船下來--生物多樣性、特殊的不同生態(tài)系統(tǒng)凈化我們的水：森林、土壤和細(xì)菌、小溪與云彩一起運(yùn)作--實(shí)際上是過濾，才使我們重新喝到水。沒有生物多樣性，這個(gè)世界就會(huì)變得貧瘠與中毒--更像火星--然后我們就不能再生存在地球上了。

所以，問題是，你已經(jīng)準(zhǔn)備好搬到另一個(gè)星球上去生活了嗎？

生態(tài)多樣性氣候?yàn)?zāi)難

我們一直在遭遇奇怪的氣候

科學(xué)證據(jù)是無法駁斥的：地球的氣候正在變化。整個(gè)地球上一直發(fā)生著奇奇怪怪的事情--珊瑚礁死亡、大型泥石流、不尋常的傾天大雨、一些地區(qū)的持續(xù)干旱。不管是因?yàn)楣I(yè)排放原因還是自然因素的原因，世界對這些現(xiàn)象的應(yīng)付機(jī)制依舊是相互緊密聯(lián)系的，從生態(tài)系統(tǒng)方面到生態(tài)系統(tǒng)中的各類生命間。

例如，在地球上的許多地方，人們發(fā)現(xiàn)當(dāng)他們砍伐森林后，它們的鄉(xiāng)村和城鎮(zhèn)就容易遭遇洪水。當(dāng)這種洪水來時(shí)，就比以往的洪水要更兇猛、更快速。為什么？不是火箭的推力讓它們變得更快，而是因?yàn)闃淇梢杂盟鼈兊母３炙?。根在濕潮季?jié)里吸水并在夏天放出水分來。這是一種自然調(diào)節(jié)方法。

景觀多樣性必須從生物多樣性開始，因?yàn)榫坝^多樣性只是生物多樣性的一個(gè)層次。生物多樣性是所有生物種類、種內(nèi)遺傳和它們的生存環(huán)境的總稱。生物多樣性可分遺傳多樣性、物種多樣性、生態(tài)系統(tǒng)多樣性和景觀多樣性四個(gè)層次。

人為活動(dòng)影響下的群落的物種多樣性形成機(jī)制，分布及其與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)關(guān)系已成為當(dāng)代生態(tài)學(xué)研究的重點(diǎn)內(nèi)容，也是生物多樣性研究的核心問題之一。尺度和景觀結(jié)構(gòu)是影響破碎化生境中物種多樣性的重要因素，關(guān)于兩者及其相互作用對生物多樣性，尤其是生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能影響機(jī)制的系統(tǒng)研究極其匱乏。 本項(xiàng)選擇農(nóng)田景觀為研究對象，以局域、鄰域生境和周圍景觀作為三個(gè)空間尺度，以2015年至2018年四年花期及非花期作為時(shí)間尺度，以不同油菜種植比例作為不同景觀復(fù)雜性的區(qū)域，探討以下三個(gè)主要研究內(nèi)容：（1）植物和傳粉者多樣性的分布格局；（2）環(huán)境因素與不同傳播能力對beta多樣性的相對影響；（3）傳粉者多樣性與作物結(jié)實(shí)量的關(guān)系。 經(jīng)過四年的連續(xù)野外調(diào)研和受控實(shí)驗(yàn)，我們得到以下重要結(jié)果: （1）不同空間和時(shí)間尺度對不同傳播能力的昆蟲（蜜蜂，蝴蝶和食蚜蠅）多樣性的貢獻(xiàn)率差異顯著。周圍景觀和時(shí)間尺度對蜜蜂的多樣性形成起了重要作用，而對于食蚜蠅來說，其多樣性多局限于局域尺度。開花植物的比例以及油菜是否花期被證實(shí)是影響傳粉昆蟲群落結(jié)構(gòu)重要的生物因素。（2）相同年間，蜜蜂的物種相似性與地理距離的斜率較其他物種低，而食蚜蠅不同年份間的物種相似性與地理距離的斜率差異顯著。不同傳播方式植物的物種相似性與地理距離的斜率變化無顯著差別，其中2018年風(fēng)媒植物的物種相似性隨著地理距離的改變較2016年顯著降低。（3）油菜田是影響農(nóng)田傳粉昆蟲群落結(jié)構(gòu)的主要因素，其次是田埂等半自然生境。此外，我們對研究方法進(jìn)行探討發(fā)現(xiàn)抽樣設(shè)計(jì)將影響景觀內(nèi)生物多樣性估計(jì)的可預(yù)測性。 基于我們的研究結(jié)果，不同尺度，包括時(shí)間和空間尺度以及生境類型等對于物種多樣性形成有重要影響，在保護(hù)物種資源和制定農(nóng)業(yè)生物多樣性保護(hù)策略時(shí)應(yīng)考慮其中。對于傳粉者來說，地理距離與環(huán)境因素對其物種的分布均很重要；而對于植物來說，不同年度間環(huán)境因素的差異對其物種分布影響不顯著。 2100433B