深海微生物的研究进展范文
时间：2023-12-01 17:21:38
深海微生物的研究进展篇1
海洋微藻研究的苦与乐
时间追溯到2004年，严小军在浙江乐清翁育苗场检验微藻饵料生物是否具有设想营养价值。刚开始，育苗场的老板并不同意，严小军就用科学精神去感动他，告诉他们这样做的目的是为了让今后的育苗更加可靠。就这样，严小军和他的研究生每天一清晨就到育苗场干活，空余时间则在一起做不同饵料微藻的营养效果实验，衣服不知被汗水浸湿多少回。终于功夫不负有心人，实验得出结果，今后育苗只要选取1-2种饵料生物就可以达到更好的效果。令人意想不到的是，实验选出的饵料在当年的育苗中就取得了更好的经济效益，“这时候大家是何等的开心！”后来，他们把育苗场收集的样品带回实验室继续分析，最后看到了特定的脂类物质出现了选择性的富集，“我们知道当初提出的假设成功了！”
实验的成功无疑让每个参与其中的人都为之振奋，但殊不知，经验丰富的育苗高手――严小军的研究助手徐继林老师一开始并不看好他们的假设。这个饵料微藻是否会真的像严小军设想的一样是具有不同的饵料效果？饵料的效果是否真的来自脂类营养学的影响？徐继林将信将疑，而且他也担心在育苗场做实验是否能取得足够的支持和精细的样品。
实践是验证真理的唯一标准，实验之后徐继林相信了。“徐老师在此之后成为了这一研究的主力，即使在我们获得国家奖之后，我和他还是一直深入地探讨是否有可能进一步改进我们的技术”，通过不断努力，严小军建立了国际上最先进的微藻脂类学研究方法，从而可以筛选到了更好的饵料微藻。在福建漳州诏安，他们建立了东南沿海最大的滩涂贝类育苗基地。
那么，什么是微藻脂类学研究？国际上对于脂组学的研究出现于90年代末，主要基于液质联用的分析方法对海洋微藻全脂组成进行精准分析，该项技术曾获2002年诺贝尔化学奖，已经成为近年来广泛兴起的蛋白质组学、代谢组学的重要研究工具。而微藻脂类物质主要包括：甘油磷脂（磷脂酰胆碱、磷脂酰丝氨酸、磷脂酰肌醇、磷脂酰乙醇胺、磷脂酰甘油）、甘油糖脂（MGDG、DGDG、SQDG）、甘油三酯、甘油甜菜碱酯（DGTS、DGTC、DGTA）、鞘脂（Sphingosine、Cer、GSL），这些物质结构多样复杂并担负不同的生理功能，脂类物质随生理条件会出现相互转化。
海洋微藻的大学问
对海洋微藻脂类的研究有三大意义：作为微藻本身及其食物链以及生物地球化学循环的重要生物指示物，作为微藻生理学代谢与营养学的重要指标，作为微藻生物能源的重要物质基础。
所以，对微藻脂类研究势在必行。严小军所在的实验室是国内最早开展微藻脂组学研究的研究团队，他门采用飞行时间质谱高精度分析的技术手段，解决了一些早期研究中无法识别的精细结构的判别特征和判别规律，也发现了一些新型的脂类结构。经过近十年的持续研究，已经形成一套完整的脂类结构的分析技术和脂组学技术体系。近年来，随着质谱技术的快速发展，鉴定极为复杂的脂类物质的结构组成为可能，同时结合不同条件下结构组变化的规律，形成脂组学新学科，是代谢组学技术中发展最快的专门领域。
目前，他们已经成为国际上较为知名的微藻脂类学研究的研究队伍，收获众多前沿发现。比如，在微藻鞘脂方面发现了一些全新的糖鞘脂结构，这些糖鞘脂结构作为新的微藻化学分类学生物指标具有重要意义，且可能与微藻抗病毒的能力有关；发展了微藻甘油三酯的精确结构鉴定方法，解决了微藻甘油三酯共流出组分的精确判断方法；在微藻脂组学研究微藻生理代谢中，发现硅藻氮缺乏是微藻生长从指数期向对数期转变的最为关键的生源要素限制因素，而并非传统认为的硅缺乏，这一发现与近期对于硅藻基因组中出现罕见的鸟氨酸循环具有科学解释的一致性，同时还观察到硅藻类是所有饵料微藻中能够在进入生长平台期后最快速积累甘油三酯，是最优良的饵料生物；在微藻分类学方面，解决了骨条藻、微绿球藻中几株形态相似种的脂类学判别难题。
对于目前已经取得的傲人成绩，严小军并没有浮躁，而是冷静地认识到，“相对于国际上一些重要的研究团队来说，我们对于微藻脂类学的研究技术已经处于尖端水平，但将微藻脂类学的研究方法放入一个更加宏观的生理学与生态学研究的问题中尚显能力不足”，美国伍兹霍尔海洋研究所的科学家采用微藻脂类学研究技术提出了蓝细菌对于磷限制耐受的新观点；以色列魏斯曼研究所的科学家利用微藻脂类学研究技术提出了颗石藻受病毒入侵的鞘脂生物合成基因横向传递的新理论……
差距虽有，但令人欣慰的是，严小军近期在对深海热液口盲虾的脂类学分析中发现了不同于光合作用层普通虾的鞘脂差异，为深海热液口盲虾的生理学适应提出了一个新的视角。
除了海藻脂类学研究，严小军的另一大创新性成果是――微藻脂肪酸甾醇同时分析，这是紧密围绕微藻营养对于贝类生长发育的一项技术创新。由于贝类在摄食微藻后可能同时对脂肪酸和甾醇都有营养需求，哪个物质对贝类的生长更为重要？这时就需要同时分析两类物质的变化规律以精确判别其重要性。如果采用传统的脂肪酸和甾醇分开测定，不仅需要两份样品做平行的独立分析，而且可能由于不同的分析批次而导致结果的系统性误差。因此，严小军在充分研究传统分析方法的基础上，发现了“如果将脂肪酸充分甲酯化之后，再直接对甾醇进行硅醚化衍生，进行一次性的GCMS分析就可以同时获得分析结果”，幸运的是，他在实际分析中发现脂肪酸甲酯和甾醇硅醚在出峰时间上分别处在两个差异显著的时段，这大大简化了物质结构判别中可能出现脂肪酸甲酯和甾醇硅醚混杂在一起而所带来的潜在麻烦。有了新的分析方法，后续的实验就顺利许多，最终研究结果发现，贝类摄食微藻后，对于特定的脂肪酸具有显著的富集作用，而对于甾醇，尤其是胆固醇，具有更加高效的富集倍率。这不仅使严小军了解到了贝类对于微藻脂类营养的一些内在规律，还为选用微藻高效营养种类指明了路径。
实现产学研的成功转化
在严小军看来，要进一步使我国的藻类资源开发利用走在国际前沿水平，我们仍然需要不断地努力，要实现这一目标，主要解决两个关键问题，一个是新型设备的产业链改造，我们所知，目前企业在自动化控制方面已经达到一个较高的水平，但是在新型加工工艺装备方面，仍然依靠进口设备，缺乏自主知识产权，“短时间内无法改变这种局面，但需要下决心改进工艺设备的高端化”。
另一个问题是研发成果的产业化。“相比于老一辈科学家而言，我们更加注重学术成果，但对于产业发展的紧密结合做得不如前辈好。”近五年来，有趋势表明，科研成果的产业化在得到有效地推进，“大家有理由相信，新产品新工艺的产业化将进入一个快速发展的新时期。”
如今，严小军正在进行3项产学研合作的探索。针对螺旋藻红球藻高质量培养与加工技术，2011年与云南程海丽江程海保尔生物开发有限公司合作，共同申报发明专利16项，包括“大规模培养雨生红球藻和转化虾青素的装置及其方法”“一种螺旋藻培养基循环利用的方法”“一种养殖螺旋藻越冬复壮保种的培养基”……研究掌握了螺旋藻重金属积累溯源的主要途径，突破了螺旋藻重金属的减除技术，极大地改进了螺旋藻的产品质量和废水处理技术。
针对海藻生物活性物质与海藻工业技术，2012年与山东日照洁晶集团股份有限公司合作，重点针对海藻化工行业产品种类趋同、利润低下、工艺耗水量大等问题，提出了将传统海藻工业老三样“海藻酸钠、甘露醇、碘”提升为新三样“岩藻黄素、褐藻多酚、岩藻多糖硫酸酯”的产业合作创新构想。
针对微藻饵料营养供应技术，2012年与福建宝智水产科技有限公司合作，共进行了10余种滩涂贝类苗种培育，其中3个品种为首次进行规模化生产，无论是苗种的质量还是经济效益均居全国同行业首位，2014年各项产品年销售额突破5000万元。建成了东南沿海规模最大的滩涂贝类育苗基地、全国滩涂贝类行业中唯一一家温控车间――“循环温控新品种培育车间”。
打开海洋生物科学研究的一扇窗
2013年，在北京生物芯片国家工程研究中心程京院士的指导下，严小军领导建立了生物芯片北京国家工程中心宁波分中心――我国唯一的海洋领域的生物芯片分中心。该中心的目标是将生物芯片技术应用于生态环境、生物育种、海水养殖病害快速检测等领域，是海洋生物技术科学研究和产业化的一个重大机遇。
生物芯片为何物？简单来说，生物芯片就是一种将多数的生物分子探针取得快速检测的方法和技术，最主要的是DNA探针微阵列技术，芯片的制造和检测技术包括了材料学、化学、分子生物学等多学科的技术手段。其应用主要包括“物种的快速检测”和“生物生理学变化的多参数变化规律测定”两个方向，用途十分广泛。
中心成立以来，严小军团队已成功建立基于LAMP-LFD技术的蓝藻有毒水华的监控新技术。目前，有多位教授承担了部级生物芯片的重大科技计划，取得了很大进展。其中，张德民教授采用生物芯片技术，提出了基于微生物群落结构变化的海水养殖健康诊断新方法，对于东海近海海域提出了基于微生物分子区系结构的区域划分方法。程京院士将生物芯片技术应用于海洋，可能在生态环境诊断、生物病害筛查、生物探矿、海洋微型生物快速鉴定等领域具有广阔的用途，“生物芯片技术有望在‘十三五’期间实现在海洋领域的产业化突破。”
今年以来，严小军担任了宁波大学副校长，主要分管国际教育和宁波海洋研究院的筹建，工作异常繁忙，“但对于科学研究和学生培养，仍然是我心中关注的中心”，作为一个科研人员，严小军很赞同这样一个观点，“做学问要有好奇心、学术荣誉感、社会责任感”。好奇心是要对自己研究的事情有浓厚的兴趣，学术荣誉感是要对自己发表的研究结果有一种自信和珍惜，社会责任感就是要时刻关注自己的研究是否可以应用于社会经济，“这三条也是我培养学生的育人理念”。
工作之余，他仍然会保持每天看科学文献、查看课题进展报告、修改研究论文的习惯，这种长期养成的习惯到现在他觉得是一种充实感。闲暇时间对严小军来说是种奢侈，他喜欢看哲学和历史书籍，下围棋和散步健身。“但这样的时间似乎越来越少啊！”
深海微生物的研究进展篇2
关键词 海洋微生物；研究方法；生物活性；存在问题
中图分类号 S9 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)051-0203-01
随着人口的不断增长，自然资源也逐渐匮乏，陆地上的资源毕竟有限，所以研究海洋资源势在必行，海洋微生物活性物质越来越受到人们的关注。海洋环境有着同陆地环境截然不同的多样性，还有很多未知的领域等着我们去开发和利用。海洋微生物可以作为活性物质的新来源，受到人们的高度重视。
1 海洋微生物活性物质的主要研究方法
狭义上的海洋微生物就是海洋细菌。人类最早开始研究海洋细菌是在1838年。后发现海洋微生物有杀菌的作用，有些海洋微生物具有降解环境污染物，修复生态系统的功能，还有的微生物可导致细菌性病害的发生，我们应该扬长避短，充分发挥海洋微生物对人类有益处的特性。
目前研究海洋微生物的主要方法是活性物质的分离筛选法。这种方法又包括高通量筛选、BIA筛选法等。
高通量筛选法比较适合海洋微生物天然活性物质的研究。在选择研究方法的时候，要综合考虑海洋微生物的来源和种类的不同，以及不同微生物生长环境的不同。具有特殊活性的微生物采自海洋不同的区域，通常是在大量的微生物菌株样品中筛选出需要活性物质，在这一过程中通常自动化高通量药物筛选方法，或者快速分子筛选法，以便提高筛选工作的效率，同时又能保证质量。这种方法在世界范围内应用甚广。美国和日本的公司都曾利用此方法培养和找到了很多能够用于制造药物的活性物质，并有效运用到了实践中去。我国也建立了相关实验室，利用此方法开展了多项活性菌株的分级组合筛选工作，并取得了一定的成果。中国海洋大学实验室研究人员通过实践还发现如果将机制单一的活性筛选模型与简易初筛模型综合使用来进行活性菌株的分级组合筛选，研究成本更加低廉，工作效率也会进一步提高，而且实际利用价值也非常可观。
BIA筛选法具有独特的筛选机制，所以优势不容小觑，其广发应用在海洋微生物抗肿瘤物质的分级组合筛选中。它的理论基础是遗传学方法论，在筛选过程中检测出β半乳糖苷酶的存在就能够初步判定所选的样品中是否有抗肿瘤DNA细胞的物质。
海洋是具有丰富性的化合物的世界，扩大对海洋微生物的研究是整个人类的历史使命和长久性课题。海洋微生物的活性物质的研究涉及的领域比较广泛，包括基因工程、细胞工程、蛋白质工程、发酵工程等，不断加强海洋微生物活性物质研究同各个领域之间研究，可以不断创新海洋微生物的研究和分离方法。另外，提高海洋微生物活性物质开发研究的实际产业转化率，能够降低产业生产成本，也实现了将海洋微生物的研究成果与大众分享的目的，也实现了经济效益和社会效益高度统一。
2 海洋微生物的重要生物活性
基于以上研究方法，我们主要探究的海洋微生物的重要生物活性包括有抗肿瘤活性、抗菌活性、酶活性、酶抑制剂活性、降解修复活性等。
海洋微生物中是很多抗肿瘤药物的主要来源，人们也曾对海绵体进行了细致的研究，发现海绵能够产生很多种抗菌和抗肿瘤活性的物质。海绵中有很多组成复杂的微生物群落，其中的抗癌物质大部分源于海绵中长期共生共栖的细菌群。海洋放线菌中也存在很多抗肿瘤活性物质，这些放线菌的生存环境的总体特征是高盐度、高压、低营养以及低温，这样严酷的环境造就了放射菌独特的代谢方式，也使得它能够具有抗肿瘤的活性。另外海洋真菌中也存在着抗肿瘤活性物质。
海洋微生物的抗菌活性是很多陆地生物所不具备的。对海洋微生物抗菌性能的研究可以缓解新类型抗生素紧缺的压力，为抗生素的持续研发提供了条件。多种海洋微生物中均有抗菌物质的存在，它们对人体病原性念珠菌有着一定的抑制作用。
酶活性的发现是近几十年的科学研究成果。技术的进步促使人类发现了海洋微生物能够产生新型生物酶，并对其进行了深入研究。人们已经可以从海洋细菌、放线菌、真菌中分离出酶制剂，很多都具有特殊的生物活性，同时具有工业化开发的潜力。生活中的应用实例也屡见不鲜。比如加酶洗涤剂的生产就充分利用了地衣芽孢杆菌，先将其生产为碱性蛋白酶，然后与洗涤剂混合生成。还有一种去污性很强的碱性蛋白酶是从海洋船蛆腺体内的共生细菌中提取的，在高温度环境中的去污能力更强，这被普遍应用与工业清洁领域。脂肪酶产生于冷海水区域中的微生物，耐低温性比较显著。
酶抑制剂活性的发现也为人类的生活与生产带来了很多便利。利用它制成的酶抑制剂不仅有助于对酶的结构和反应机理的进一步研究，还可以将其用于药理学领域的研究。陆地环境中就很难提取这种酶制剂，所以海洋微生物的酶抑制活性的研究就成为酶抑制剂的重要来源。
降解修复活性主要表现在真菌的石油降解力方面。石油开采业的不断发展使得海洋的石油污染情况也比较严重，利用海洋微生物降解石油中的烃类物质具有良好的经济效益和环境效益。微生物对污染物的降解和对海洋环境的修复具有其独特的优越性，而且应用广泛。大部分海洋细菌和真菌都具有很强的降解能力，有些真菌的菌丝具有与石油聚集成团的特性，所以在对石油进行生物降解之后再利用这一特性可以将剩余的菌丝和石油同时清除，效果显著。当然，石油降解菌的种类不同，对石油中的烃类的降解程度也会有所不同。将多种海洋降解真菌混合培养使用，可以显著提高石油降解速率，比单一的降解菌的降解能力高出很多倍。大部分的海洋真菌的石油降解能力不会受到石油浓度的影响，只有很小一部分真菌降解能力会随着石油浓度的增大而
减弱。
3 海洋微生物活性物质研究中存在的问题
我国海洋微生物活性研究领域取得一定的进展，但目前还存在不少亟待解决的问题。近些年来，我国通过革新研究方法，发现了不少具有明确生物活性的新化合物种类，并广泛应用于制药和生物领域，取得了明显的效果。但是各个领域的发展不平衡，尤其是污染物降解方面的研究和实践与世界先进水平相比还有一
定的距离。我国的海洋资源的开发利用空间还很大，未来的开发中更加需要高端技术的投入，这样才能保证资源利用效率的最大化。同时，我们要注意加快海洋微生物活性物质的科研成果转化为产业和经济效益的速度，切实将科学技术的优势转化为经济优势和社会优势。另外，我国的海洋资源开发利用的项目的相关制度法规还不够完善，自主创新意识和创新能力还需要进一步加强，只有先做好制度与法规定保障，才能提高人们科研的积极性，也才能为专项研究提供良好的社会基础条件。
4 总结
综上所述，海洋微生物活性物质的研究越来越受到人们的重视，这不仅是由于现存资源的短缺而向海洋领域进一步发掘可供人们利用的资源，还因为人类更加重视自己的生活环境和工作环境的生态化和环保化。海洋微生物的科学合理地应用，有助于我们人类社会的可持续发展，未来海洋微生物的将会更广泛地应用到前沿技术，以降低海洋微生物研发的成本，努力使经济效益与环境效益和谐统一起来。
参考文献
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深海微生物的研究进展篇3
研究流体力学的科学家很多，但专注于微纳流领域的却不占多数，朱永刚就是坚守行业不忘初心的典型代表。“要有战略发展的眼光，一生做好一件事”，经过十几年的钻研，朱永刚在纳米和微米流体力学的科研和应用中取得了丰硕的成果，在相关领域的研究内容已进入国际领先行列。2016年，朱永刚辞去澳大利亚联邦科学与工业研究机构终身主任科学家的职务，以国家“”特聘专家的身份携手哈尔滨工业大学（深圳），创建一所面向国家重大应用的微流体动力学研究基地――“微米和纳米流体力学研究中心”，为国家重大应用和相关实体产业发展出一份力，这是他的夙愿。
远渡重洋求学路
在漫漫人生旅程上，总是充满无数的意外和可能，选择一条路走下去，就会拥有完全不同的天地。1985年，朱永刚从清华大学毕业，随后到南京河海大学攻读研究生，中途因澳大利亚纽卡素尔大学提供访问机会，朱永刚远渡重洋，踏上海外求学访问之旅。
1992年，朱永刚在澳大利亚纽卡素尔大学（The University of Newcastle）师从国际著名紊流力学大师R.A.Antonia教授，研究与自己本科专业完全不同的紊流力学。“我所在的实验室主要研究紊流Y构及其在边界层减少流动阻力方面的应用，研究水平处于国际领先地位。”朱永刚潜心治学，刻苦钻研，博士课题取得了丰硕的研究成果，发表了30多篇科技论文，其中多数在国际一流杂志上发表，他于1995年获流体力学博士学位。
1997年，朱永刚受邀前往美国约翰霍普金斯大学，在国际顶级多项流大师A.Prosperetti教授带领下做博士后研究。翌年，澳大利亚联邦科学与工业研究机构向朱永刚抛出橄榄枝，由此开启了他在澳大利亚最大的部级科研机构长达近20年的科研生涯。自1998年受聘为该机构高级科学家以来，朱永刚一路晋升，于2011年成为该机构高级主任科学家，其间朱永刚还担任项目经理和团队领导等多项职务。谈到职位，朱永刚比较淡然，他更看重的是自己的科研团队的成长和科研成果。他自2002年在澳大利亚联邦科学与工业研究机构开创微流体实验室以来，领导一个小型科研团队，稳扎稳打，凭借敏锐的科学洞察力，开展前沿科技研究并结合国家重大发展需求，迅速拓展科研方向和发展团队。至2011年，他已经承担起整个流体力学研究中心的大任，总管微流体、生物流体和工业流体等多个科研团队，建立起多科研组、多项目、多学科交叉的大型团队。
产学研用皆挂心
多年的海外学习工作经历和不懈努力，使朱永刚成为流体力学专业领域的领军人才，他在众多科研领域都有所建树，如流动测量技术、紊流结构、多项流及生化反应器、微流控、生化传感器、随机信号分析等。特别是在微流体芯片技术研发方面，朱永刚取得了举世瞩目的成就。早在美国约翰霍普金斯大学做博士后时，他就洞察到微流体力学有着巨大发展前景。2002年他在澳大利亚联邦科学与工业研究机构提出方案，开展新领域的研究，并创建了微流体力学实验室。近十多年来，朱永刚在微流芯片技术领域领导了许多重大科研项目，取得了丰硕成果。2012年，因研发了基于微芯片的化学神经毒气指纹检测技术，朱永刚获得澳大利亚部级最高科技大奖尤里卡科学奖。“在我们研发这项技术的时候，市场上也有不少同类产品，但这些产品存在的普遍问题是检测的唯一性不强，虽然能检测气体，但不能区分干扰物，有的错误率甚至达到40%。于是我提出用指纹检测的方式检测神经毒气来解决这一难题。”
“科研不仅要注重新科学，也要注重新应用以及成果转化。”朱永刚接受采访时说。在澳大利亚工作时，他同澳大利亚多个政府机构有过合作，承担了多个部级尖端科研项目，解决国家重点科技研发和应用。当时朱永刚研发出了在微芯片上操作的基于生物荧光共振能传递的生物传感器，随即引起澳大利亚政府相关部门的高度重视，并拨专款支持将其开发成专项技术。朱永刚还同工业界有广泛的合作，将这些技术用于医疗、化工、生物、食品、环保、公安等众多领域，解决实际问题。
“我选择落户深圳，也是希望将产学研用的思路从这里推广开来。”目前，深圳已成为国内产学研合作最为活跃的地区，哈尔滨工业大学（深圳）、清华大学深圳研究生院、南方科技大学等高校和科研机构构成了深圳发展高新技术产业的重要技术策源地。朱永刚希望通过他的努力，促进产学研结合，在解决当地一些创新企业的技术源问题的同时，又能够加速高校和科研院所科技成果的转化，真正实现“双赢”。
凝心助力“中国梦”
事业虽在国外风生水起，但朱永刚始终挂念着祖国。“这些年虽然与中国的同行有很多合作，但为国家作的贡献还有限。现在，我想通过哈尔滨工业大学这个平台，结合自己多年来在海外的科研工作经验和研究成果，为中国培养一批优秀的科研人才，为中国的科技发展作贡献。这是我回国的目的，更是我的中国梦。”2014年朱永刚入选国家“”特聘专家，并于2016年辞去澳大利亚科学院终身主任科学家职位，全职回国工作。
回国后，朱永刚将目光锁定在了已成为全球热点的健康产业，致力实现中国梦。全民健康是基石，2012年8月公布的《“健康中国2020”战略研究报告》强调，以公共政策、科技进步，着力解决长期威胁我国人民身体健康的重大疾病及相关健康问题。朱永刚的研究内容正好迎合了国家对健康事业的规划，“将微流芯片运用到健康检测和生物技术中，这项技术在国内产业化发展仍处在萌芽时期，需要我们进行技术突破，并推广到临床应用中。”朱永刚介绍，微流芯片就像一个微型的平台，为各种医学检测、化学检验等提供载体，它效率高、成本优、自动化性强.在医学领域有广泛应用。虽然是微小的芯片.但很可能促使中国的健康事业前进一大步。“作为科学工作者，探索前沿科技只是工作.用科技改善国民生活才是责任.能为祖国效力我很自豪。”目前朱永刚的微流控中心芯片实验室正在紧锣密鼓的筹建中，期待不久的将来，改变人类健康检测的全新手段从这里进发。
深海微生物的研究进展篇4
很多天体生物学家经常要造访地球上一些最美丽的地方，寻找极端怪异的细菌、古代化石和可能为了解外星生物以及生命如何在其他行星进化的生命迹象。美国宇航局公布了一组照片，名为“从地球到太阳系”（以下简称“FETTSS”），展现了一系列行星探索目的地，其中包括地球上一些能够上演天体生物学发现的地区。
受2009年国际天文年“从地球到宇宙”（以下简称“FETTU”）计划启发，包含90多幅照片的FETTSS系列通过一次展览与普通公众分享这些照片。感兴趣的组织和机构可递交申请，获取这些高解析度的照片，用于制作海报大小的图片，对外展出。
无论是在中国的科学博物馆、亚利桑那州的机场、斯洛文尼亚的巴士，还是在葡萄牙的公共休息室，公众都能欣赏到FETTU照片系列的巨幅印刷版。FETTSS组织者和提供照片的摄影师允许美国《国家地理杂志》与网民分享他们刊登在网上的照片。以下盘点的是地球上九大天体生物学研究热区，对这些地区进行研究能够帮助天体生物学家加深对太阳系生命的了解。
澳大利亚鲨鱼湾叠层石
在地球的生命史上，大约85%的时间都有微生物的身影。有关它们活动的唯一证据保存在叠层石中。叠层石是古代地球生命结构的记录者，保存着造就叠层石的微生物垫社区的生物学及生长环境特征的证据。它们是多岩圆顶外形结构，形成于浅水中，通过微生物社区捕获沉积的颗粒。
当捕获了大量物质、限制了对阳光的过滤能力时，微生物便会迁移，在老社区上方形成一个新社区。叠层石通常在湖泊和海洋礁湖中发现，那里的极端环境――例如高含盐度――阻止动物活动。西澳大利亚鲨鱼湾的哈美林池海洋自然保护区便是这样一个所在，活标本直到现在仍旧存在。联合国教科文组织将其列为世界遗产。
美国黄石国家公园温泉
到底是何种因素导致美国黄石国家公园的温泉拥有如此美丽的颜色？答案是生命。很多微生物生活在温泉，由于温泉温度较高（一般超过37.7 ℃），它们被称之为“极端微生物”。它们的分子能够吸收具有破坏性的光线以保护自身的DNA。此外，这些分子同样扮演色素角色，让温泉拥有不同的色彩。
不同的极端微生物在不同温度环境下繁衍生息，也就是说，特定区域的颜色由生活在那里的微生物决定。由于水流距离热源越来越远，温度不断下降，温泉便呈现出彩虹色。
美国加利福尼亚州莫诺湖
被称之为“石灰华”的碳酸钙结构让美国加利福尼亚州的莫诺湖给人一种地外世界的感觉。湖泊周围的山脉形成一个闭合的水文盆地――水流入后不会流出。由于水离开莫诺湖的唯一方式就是蒸发，这里成为一个天然的超盐性所在，盐度是海洋的2～3倍。在漫长的岁月变迁中，淡水流和地下泉水将包括砷在内的痕量矿物质带入湖泊。科学家在莫诺湖发现了基本生物分子，它们由细菌和砷而不是磷结合形成。这一令人吃惊的发现可能促使我们重新改写生物学教科书，同时扩大生命可以在宇宙其他地区存在的可能性。如果地球外的世界存在生命，它们可能利用环境中的类似资源。
南美洲安第斯山脉的高海拔湖泊
世界上海拔最高的火山湖坐落于南美洲的安第斯山脉。它们的海拔高度和与世隔绝的存在状态使其成为地球上最不为人所知的湖泊，此外，它们也与35亿年前存在于火星上的湖泊较为相似。智利安第斯山脉的希姆巴湖海拔约5 872米，因藻类用于保护自身免遭强紫外线辐射侵袭的色素而呈现出红色。它们漂浮在湖面附近，所处深度不足以利用湖水充当一道天然保护屏障。天体生物学家在这里研究快速气候变化对湖泊栖息地和生命适应性的影响，以进一步了解火星和地球早期环境的演化。
西澳大利亚皮尔巴拉的叠层石
在30亿多年前的早期地球，这些叠层石在一个浅水池中形成，保存着地球上最古老生命的记录。它们因微生物“殖民”形成。随着不断生长，微生物和水中的沉积物结合，形成岩石结构。这些叠层石是在西澳大利亚发现的，共有多种不同形态，其中包括照片中展示的锥形。一块块锥形叠层石排列在一起，好似一个蛋格。照片中展示的结构每一个的高度在1.2厘米左右。天体生物学家对这些谜一般的结构进行研究，以进一步了解早期地球生命产生和进化过程中所处的环境。
西班牙红酒河
西班牙西南部的红酒河长度超过100千米，河水中含有大量微粒，沿着土壤中氧化铁的梯田流动，最后流入大西洋。尽管河水呈酸性并且含有浓度较高的铁和其他重金属，红酒河却呈现出令人难以置信的极端微生物多样性，其中包括藻类和真菌。微生物生物膜在河床上拓展，上面覆盖着黄色的氧化铁沉淀物。由于地质结构与火星类似，火星天体生物学研究和技术实验（MARTE）项目的科学家于2005年在红酒河，测试用于在火星上钻探以寻找地表下方生命存在迹象的设备。钻探完全采用远程遥控，研究小组认为在火星上成功进行类似作业完全具有可行性。
挪威斯瓦尔巴特群岛
斯瓦尔巴特群岛是一座偏远的群岛，坐落于挪威北部，北极圈深处。在这座群岛，参加斯瓦尔巴特群岛北极火星模拟远征计划的科学家测试用于探测火星上的有机化学迹象和可能生命的方案、程序和设备。美国宇航局“火星科学实验室”和欧洲航天局ExoMars探测器携带的设备在斯瓦尔巴特群岛接受AMASE项目组的测试。
斯瓦尔巴特群岛Bockfjord Volcanic Complex地区拥有一系列独特的火山、温泉和永久冻结带，是地球上唯一一个含有与在著名火星陨石ALH84001（也被称之为“艾伦丘陵陨石”）中发现的相同碳酸盐沉积物的地区。这个类似火星的环境为科学家提供了独特的机会，用于研究水、岩石和原始生命形态之间的相互作用。
南澳大利亚弗林德斯山脉沙岩
南澳大利亚弗林德斯山脉地区，一块尖端向上的沙岩，上面残留着古代海床留下的波痕。澳大利亚的这一地区拥有地球上首批复杂多细胞生物的化石，这些生物大约6亿年前开始在地球上出现。这些早期化石被称为“埃迪卡拉动物群”，对它们进行研究能够帮助天体生物学家进一步了解地球上的复杂生命是如何起源和进化，以及类似生物是如何在其他行星上进化的。
加拿大艾利斯摩尔岛波鲁普峡湾通道冰河
深海微生物的研究进展篇5
1965年，台湾科技主管部门在台湾大学设立“化学研究中心”（后更名为“化学研究推动中心”），开启了岛内有组织地从事化学研究、培育化学人才的初始阶段。当时化学研究中心的工作重点是协助岛内各高校设立化学系和化学研究所、培训教师和研究人员、扩充教学和研究设备、举办各种研讨会、吸引海外专家回台湾讲学、补助研究人员出席国际会议等。
到1985年，台湾几乎所有理科类大专院校都成立了化学系，共有13所公私立大学设立了化学研究所，拥有副教授以上化学教学和研究人员300多人，每年约培养50余名化学博士。
1985年，台湾科技主管部门鉴于岛内资源及研究人力有限，长期面临发达国家庞大先进科技的压力，以及岛内发展化学工业对科技的迫切需要，认为若要持续且有效地促进全台湾化学研究活动的快速发展，不论在横向或纵向方面，都要建立积极交流及合作联系，以免导致研究力量的分散及仪器设备的重复投资，希望集结岛内有限化学资源，以团队的力量共同推动化学研究。
为此，台湾科技主管部门召开多次座谈会和协调会，讨论基础化学的研究方向，并调查岛内各学术机构的研究现况、人力及设备，以此作为参考依据，制定出纲领性化学学科规划，选择三项重点研究方向：新合成方法的开发及其在合成化学上的应用；激光在光谱及化学反应研究上的应用；分析方法的发展及分析仪器设计与自动化的研究。然后，主动邀请岛内相关化学研究人员，组成各重点推动小组，拟定出更具体的整合性研究计划，分别为：有机合成-环化反应整合研究，微量分析方法的发展整合研究，激光光谱学及激光化学整合研究，利用资助的“杠杆”加以引导。
两年后，台湾科技主管部门又根据实际计划执行情况及效果，决定以区域性整合计划为主，并配合主持人意愿，制定出新的“几何特异之多环非天然的合成探讨”、“非对称性环化反应”、“海水中微量物质的分析方法”、“激光光谱与光化学”、“气态金属实验室”及“大气化学实验”等整合性研究计划。结果证明，其成效非常好，无论在研究成果的质与量方面皆有大幅度的进展。
到上世纪90年代，台湾已建立以实验为主的基础化学，其研究领域也由最早的理论化学逐渐扩充至天然物化学、合成化学、有机金属化学、无机构造化学、激光化学、微量分析化学、分子模拟及计算化学、清洁工业化学、材料化学、医药化学等新兴学科。台湾科技主管部门1995年修订后的化学学科规划，其重点研究方向增加为：分子模拟与计算化学；超微量分析方法发展；新材料合成与特性研究；生物医药化学的研究；合成化学；激光化学与同步辐射光源的应用。
进入21世纪后，随着科技的快速发展，新兴学科的出现更是层出不穷。台湾科技主管部门2005年再次修订化学学科规划，其重点研究方向包括：先进分析方法与理论化学，含新理论模型建立、新测量方法、纳米物质性质测量、分子结构与活性解析、复杂系统的模拟；先进材料化学，含光电材料、纳米材料、功能性材料、生物材料、表面及自组装材料；环境化学与能源化学，含环境污染监测、新环保制程开发（环保化学）、新能源的利用与开发；生物及医药化学，含新型药物设计、分子设计化学、合成生物物质、蛋白质化学、核酸化学、醣化学、生物无机化学、生物系统的探测（分子辨识）等。
重要化学研究机构
目前，尽管台湾100多所高校中大都设有化学系或化学研究所，但真正能够申请台湾科技主管部门研究计划，开展化学研究的仍属少数。从每年的数量看，依序为台湾大学、新竹清华大学、新竹交通大学、台湾科技大学、成功大学、政治大学、阳明大学、“中央”大学、中兴大学、中山大学、中正大学、台北大学、海洋大学、台北科技大学、云林科技大学、东华大学、宜兰大学、嘉义大学、高雄第一科技大学、高雄应用科技大学、虎尾科技大学、勤益科技大学、高雄海洋科技大学、屏东科技大学等。
台湾中研院化学研究所的在台“复建”，有赖于另一位来自大陆的科学家魏岩寿。他是中国著名微生物学家和应用化学家，毕业于日本京都大学化学工程科，主修化学和微生物学，期间进行了真菌学的研究，回国后就职于国立卫生实验所任研究员，30年代担任中央大农业化学系主任，是中国首位从发酵器械中分离出第一批工业微生物菌种的科学家，也是首位在Science杂志上的中国微生物学家。此后，他致力于用近代生物化学方法研究中国传统发酵食品的制作工艺，曾兼任中国酒精厂总工程师，试验用甘薯生产酒精，通过筛选酵母品种，采用良种纯种酵母发酵，大大提高了发酵效率，成为我国可再生能源生产研究的先驱。40年代，魏岩寿担任国民政府资源委员会酒精工业总工程师，主持在在四川省和云南省创建内江、泸州、昆明酒精厂，保障了抗战时期稀缺的能源供应。
抗战胜利后，魏岩寿奉命赴台接管台北帝国大学，并出任台湾大学工学院院长兼化学工程系主任，同时还在台大农业化学系授课，主讲微生物学，期间曾开展紫色花蜜腺酵母菌的研究，通过在紫外线下观察微生物，成功地鉴定了从植物蜜腺中分离的用肉眼难以区分的红酵母。在上世纪50年代初，他还用较多时间研究过藻类单细胞蛋白，包括绿藻的生长、代谢和培养方法的研究。此外，他还研究过柠檬酸、谷氨酸等的发酵生产和海水中的非硫细菌。1957年，魏岩寿应胡适邀请，担任新成立的中研院化学研究所所长。他主要采用自己在台大教学期间培养的一批助手和学生为班底，包括陈朝栋、林渭川、彭旭明、周大纾等人，初期研究方向以微生物学家和应用化学为主，以后工作领域逐步扩充，在纯化学及应用化学的范畴里奠立起有机、食品、电化学及海洋化学研究的基础。
这一时期，魏岩寿主要开展霉菌和细菌的淀粉酶之联合作用研究，揭示了中国白酒酿造中用粮食制成的酒曲是结合采用了霉菌和细菌的淀粉酶，可以协同地完成淀粉的液化和糖化过程。这一成果不仅从酶学水平总结和提高了传统东方酿造工艺中的复式发酵过程，而且后来被成功地应用于印染工业的退浆工艺中去。
从1959年开始，他主持编纂《应用微生物图谱》，这部著作在中研院化学研究所年报中分15次连续刊登了11年，从中反映出他对各类微生物认识和驾驭的高深造诣，成为工业微生物领域的重要参考书籍。
魏岩寿是迄今为止研究腐乳最系统和深入的科学家。从上世纪20年代后期开始，他就对中国传统发酵豆制品――腐乳进行深入研究，一直延续到60年代后期，他在1968年完成的腐乳研究的《技术总结报告》，从微生物学和生物化学方面进行了深入分析探讨，在当时具有最高水平，直到今天也是有关方面的重要参考资料。这些成就和在他临终那年出版的《高粱酒》一书，表明他对于中国传统发酵技术所具有的深刻理解，也体现着他重视总结提高中华民族的优秀科学遗产，并从中吸取其精华加以发扬光大的责任感。
魏岩寿担任台湾中研院化学研究所所长直到去世的前一年（1972年），除在化学领域从事多方面研究，如进行一些化合物的化学合成、建立了放射性元素钍的微量分析方法、研究从海水中提取铀和制备感光乳剂等外，还为筹划和建设该所付出了许多精力，为台湾培养出一大批优秀化学人才。他的学生于上世纪70年代在美国建立了“魏岩寿教授基金会”，每年在美国新泽西州州立罗特盖尔斯大学定期组织学术活动迄今。
目前，台湾中研院化学研究所仍是岛内化学界的核心，其科研实力也最雄厚，拥有几十种先进的大型试验设备和仪器，如3KW级X光发生器、低能量表面功函数测量仪、原子吸收光谱仪、全自动生物感测系统、CCD单晶X光绕射仪、低温操作系统、光化学电流电位分析仪、高压式扫描式热分析仪、动态光散射光谱仪、元素分析仪、电子顺磁共振光谱仪、荧光半衰期测量系统、傅利叶红外线显微分光仪、气相层析质谱仪、高效能液相层析仪、高解析磁场式质谱仪、液相层析质谱分析系统、液相层析电洒游离法质谱仪、基质辅助激光脱附游离飞行时间质谱仪、停流反应分析仪、原子力扫描显微镜、非线性光学光谱仪、核磁共振频谱仪、粉末X光绕射仪、扫描式电子显微镜、超导量子干涉磁量仪、表面积及孔径分析仪、穿透式电子显微镜、高效能紫外光荧光分析仪、光电子能谱仪及欧杰电子能谱仪等。
该所现任代所长为陶雨台，所内有28位研究人员，包括特聘研究员2人、特聘讲座1人、研究员12人、副研究员8人、助理研究员4人，主要研究领域为：材料化学、催化反应、化学生物学及合成方法，每年发表SCI论文100篇以上。
台湾中研院生物化学研究所于1977年建立，最初设在台湾大学校园内，1995年迁至台北市南港区现址，但仍保留了在台大的部分设施，维持与台湾大学生化科学研究所的合作关系及支持该所研究教学。
深海微生物的研究进展篇6
2.含氮消毒副产物HNMs的形成与控制研究进展鲁金凤，张勇，刘艳芳，付丽霞，郭晓燕，王启山，LuJinfeng，ZhangYong，LiuYanfang，FuLixia，GuoXiaoyan，WangQishan
3.人工湿地处理污染河水的研究进展关艳艳，佘宗莲，周艳丽，孙文杰，GuanYanyan，SheZonglian，ZhouYanli，SunWenjie
4.纳滤海水软化过程中膜污染的研究进展宋跃飞，徐佳，高从堦，朱娜姗，SongYuefei，XuJia，GaoCongjie，ZhuNashan
5.新能源海水淡化技术应用进展及其在舟山的现状分析张海春，范会生，陆阿定，ZhangHaichun，FanHuisheng，LuAding
6.陶瓷粉体催化臭氧化降解水中苯酚董玉明，王光丽，蒋平平，张爱民，DongYuming，WangGuangli，JiangPingping，ZhangAimin
7.超声曝气组合工艺降解采油废水黄原胶的研究李璐，刘梅，伏渭娜，赵景联，LiLu，LiuMei，FuWeina，ZhaoJinglian
8.Mg-Al-Fe类水滑石及其焙烧产物对活性艳红X-3B脱色性能研究牛向楠，赵毅，朱洪涛，NiuXiangnan，ZhaoYi，ZhuHongtao
9.纳滤膜对水中多环芳烃类物质的分离特性研究王旭东，李楠，王磊，程爱华，张睿，WangXudong，LiNan，WangLei，ChengAihua，ZhangRui
10.低温负载钛硅薄膜聚丙烯腈纱线的甲基橙光催化降解特性研究张峰，李文奇，余薪萍，冯传平，ZhangFeng，LiWenqi，YuXinping，FengChuanping
11.改性粘土对氟的吸附研究王昶，季璇，徐永为，贾青竹，吕晓翠，WangChang，JiXuan，XuYongwei，JiaQingzhu，LvXiaocui
12.环境友好型钼酸盐三元缓蚀剂的复配研究于丽花，王展，唐长斌，薛娟琴，YuLihua，WangZhan，TangChangbin，XueJuanqin
13.复合垂直流人工湿地氧调控条件优化研究陶敏，付贵萍，贺锋，徐栋，成水平，吴振斌，TaoMin，FuGuiping，HeFeng，XuDong，ChenShuiping，WuZhenbin
14.脱氮副球菌YF1目的反硝化特性研究刘燕，甘莉，黄哲强，陈祖亮，程迎，林晨，LiuYan，GanLi，HuangZheqiang，ChenZuliang，ChengYing，LinChen
15.新型无机高分子絮凝剂聚合双酸铝铁的制备与应用潘碌亭，王文蕾，束玉保，PanLuting，WangWenlei，ShuYubao
16.共代谢深度处理焦化废水研究魏晓雪，郝文静，张云飞，郭栋生，WeiXiaoxue，HaoWeijing，ZhangYunfei，GuoDongsheng
17.表面羟基磷酸化的钙材料制备及其除氟性能研究张爱霞，李剑超，孙洪霞，卢堂俊，张晓伟，李晓靖，付格娟，ZhangAixia，LiJianchao，SunHongxia，LuTangjun，ZhangXiaowei，LiXiaojing，FuGejuan
18.印染废水处理中试研究孙根行，闫东峰，邹君臣，郭昌梓，SunGenxing，YanDongfeng，ZouJunchen，GuoChangzi
19.BAF在印染废水深度处理的试验研究许峰，王锋雷，史惠祥，XuFeng，WangFenglei，ShiHuixiang
20.MBR法处理生活污水中膜组件性能对比试验研究左伍斌，张燕，ZuoWubing，ZhangYan
21.有机粘土辅助的微滤膜处理高浓度含油废水张进，孟广耀，ZhangJin，MengGuangyao
22.射流曝气膜生物反应器的除污特性陈宇，李勇，ChenYu，LiYong
23.新型空气隙膜组件试验研究贾立庄，杨晓宏，田瑞，马淑娟，JiaLizhuang，YangXiaohong，TianRui，MaShujuan
24.信息动态
25.新型复合絮凝剂预处理气田废水信欣，何歆，崔钶，夏丽容，裴瑞林，姚力，XinXin，HeXin，CuiKe，XiaLirong，PeiRuilin，YaoLi
26.BPM2型双极膜装置在葡萄糖酸生产中的应用研究金可勇，金水玉，周勇，沈建峰，崔静，高从堦，JinKeyong，JinShuiyu，ZhouYong，ShengJianfeng，CuiJing，GaoCongjie
27.天津大寺污水厂Orbal氧化沟调试运行经验探讨李诚，黄廷林，LiCheng，HuangTinglint
28.两种脱氮除磷工艺在实践中的比较张磊，张雁秋，王培廷，ZhangLei，ZhangYanqiu，WangPeiting
29.应用浅池理论与聚结技术改进油田污水处理系统徐应波，王树祥，杨相伟，XuYingbo，WangShuxiang，YangXiangwei
30.粘胶与染整废水综合处理工程与实例赵利娜，杨波，ZhaoLina，YangBo
31.固定床钠离子交换器间歇正洗节水技术刘建桥，程，彭健，易珉，LiuJianqiao，LiPengcheng，PengJian，YiMin
32.豆制品废水处理工程王宗华，石智慧，王志钦，WangZonghua，ShiZhihui，WangZhiqin
33.复合生物陶粒工艺在农村污水处理工程中的应用吴迪，左剑恶，WuDi，ZuoJiane
34.生化+吹脱工艺处理PU革废水工程实践裘建平，张钰靓，赵明军，郑钊，任俊华，QiuJianping，ZhangYuliang，ZhaoMingjun，ZhenZhao，RenJunhua
1.海水淡化的技术方向及经济性冯逸仙，FengYixian
2.生物膜电极法反硝化脱氮研究进展何细军，田光明，吴东雷，罗彦章，HeXijun，TianGuangming，WuDonglei，LuoYanzhang
3.信息动态
4.聚铁和聚铝类絮凝剂的改性及在废水处理中的应用研究进展张振花，何玉凤，张侠，晏得珍，刘世磊，张玲，王荣民，ZhangZhenhua，HeYufeng，ZhangXia，YanDezhen，LiuShilei，ZhangLing，WangRongmin
5.水体藻类污染去除方法研究进展王刚，陈杰瑢，WangGang，ChenJierong
6.膜材料结构特性对污水深度超滤过程的影响王旭东，王磊，李小军，李贵军，WangXudong，WangLei，LiXiaojun，LiGuijun
7.活性炭纤维对水中苯胺的吸附性能研究张斌，王景峰，王暄，李哲，陈伟华，李君文，ZhangBin，WangJingfeng，WangXuan，LiZhe，ChenWeihua，LiJunwen
8.TiO2/Al2O3-UV光催化降解马拉硫磷的试验研究潘迪，张林生，王志良，赵珊珊，PanDi，ZhangLinsheng，WangZhiliang，ZhaoShanshan
9.二级串联自造粒生物流化床污染物降解特性研究李侃，王晓昌，王文东，李忠民，LiKan，WangXiaochang，WangWendong，LiZhongmin
10.电流强度对电化学产氢自养反硝化脱氮效率的影响周欲飞，赵国智，田光明，李文红，ZhouYufei，ZhaoGuozhi，TianGuangming，LiWenhong
11.跌水曝气充氧效果模型及结果分析李发站，蒋蒙宾，吕平光，LiFazhan，JiangMengbin，LvPingguang
12.碳氮比及pH对厌氧氨氧化与反硝化耦合的影响田文婷，李军，王立军，张慧，张文文，TianWenting，LiJun，WangLijun，ZhangHui，ZhangWenwen
13.浸渍法制备B、N和Ce共掺杂TiO2光催化剂张鹏会，王九思，姚剑，韩迪，ZhangPenghui，WangJiusi，YaoJian，HanDi
14.丙烯酸与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物的合成及阻垢性能赵瑞英，赵新，ZhaoRuiying，ZhaoXin
15.聚铁及其加载粘土絮凝去除铜绿微囊藻的研究付军，滕曼，万东锦，肖华，FuJun，TengMan，WanDongjin，XiaoHua
16.共基质条件下黄药的生物降特性研究陈绍华，龚文琪，梅光军，鄢恒珍，ChenShaohua，GongWenqi，Meiguangjun，YanHengzhen
17.微滤/纳滤联用技术深度处理印染废水马江权，郭楠，许守勇，侯永涛，陆庆玲，MaJiangquan，GuoNan，XuShouyong，HouYongtao，LuQingling
18.垃圾渗滤液与城市污水同步脱氮除碳正交试验石明岩，冯兆继，余建恒，王少林，夏耿东，ShiMingyan，FengZhaoji，YuJianheng，WangShaolin，XiaGengdong
19.纳米TiO2/Fe3O4光催化剂的制备及其在焦化废水处理中的初步应用研究高敏江，李素芹，王习东，苍大强，GaoMinjiang，LiSuqin，WangXidong，CangDaqiang
20.硫辛酸生产废水的处理及资源化研究魏瑞霞，陈金龙，杨彩玲，WeiRuixia，ChenJinlong，YangCailing
21.两相厌氧-膜生物系统处理抗生素废水试验研究赵军，王京城，郎咸明，ZhaoJun，WangJingcheng，LangXianming
22.化学沉淀-生物法处理淀粉制糖废水研究任晓莉，赵林，朱开金，赵润柱，RenXiaoli，ZhaoLin，ZhuKaijin，ZhaoRunzhu
23.光合细菌处理高含盐有机废水研究孔秀琴，赵峰，石小锋，任瑞芳，邢新会，KongXiuqin，ZhaoFeng，ShiXiaofeng，RenRuifang，XingXinhui
24.长江水源水厂低温低浊期排泥水直接回用试验研究周华，陈卫，孙敏，付永华，ZhouHua，ChenWei，SunMin，FuYonghua
25.微波辅助ZrOx-ZnO/γ-Al2O3光催化动态降解阿特拉津廖文超，王鹏，屠思思，潘维倩，LiaoWenchao，WangPeng，TuSisi，PanWeiqian
26.高效固液分离器处理低浊水研究卢金锁，于健，黄廷林，汤建新，LuJinsuo，YuJian，HuangTinglin，TangJianxin
27.Fenton反应-中和-生物法处理没食子酸粗制废液李阁男，蒋新元，刘扬林，刘文剑，刘淑云，LiGenan，JiangXinyuan，LiuYanglin，LiuWenjian，LiuShuyun
28.不同曝气方式对M-CASS处理酒精废水的影响马永鹏，何争光，宋宏杰，丁玉，MaYongpeng，HeZhengguang，SongHongjie，DingYu
29.鸟粪石法去除臭氧化污泥破解液中氮磷效能姜世坤，尹军，赵玉鑫，解艳东，刘伟华，JiangShikun，YinJun，ZhaoYuxin，XieYandong，LiuWeihua
30.含锌硫酸废水+铁屑制备铁锌混凝剂及其预处理骨明胶废水严刚，张兴儒，王晓宁，赵玉杰，YanGang，ZhangXingru，WangXiaoning，ZhaoYujie
31.电去离子运行过程中的结垢问题及其防止措施王斌斌，周志军，江增，WangBinbin，ZhouZhijun，JiangZeng
32.还原水解-生物膜工艺处理印染废水中试研究郭冀峰，逯延军，张照印，GuoJifeng，LuYanjun，ZhangZhaoyin
33.电吸附除盐技术应用于冷轧废水的中试研究刘捷涛，肖丙雁，庞翠玲，LiuJietao，XiaoBingyan，PangCuiling
34.两级UASB+A/O处理玉米制糖废水工程实例李桂荣，宋同鹤，潘文琛，焦大伟，李雪，LiGuirong，SongTonghe，PanWenchen，JiaoDawei，LiXue
35.印染废水处理工艺改造实例李哲，谢悦波，宗绪成，LiZhe，XieYuebo，ZongXucheng
3.反渗透技术脱除水中硼酸的研究与应用进展王晓伟，杨开，贾铭椿，WangXiaowei，YangKai，JiaMingchun
4.加压生物氧化技术在废水处理中的应用及研究进展张诗华，郑俊，ZhangShihua，ZhengJun
5.城市污水的除磷技术分析孙梦，张培玉，张晨，SunMeng，ZhangPeiyu，ZhangChen
6.饮用水中氯酚的去除方法研究进展杨昕，钟佛华，张彦浩，李海翔，YangXin，ZhongFohua，ZhangYanhao，LiHaixiang
7.盐热改性沸石去除氨氮的性能研究江乐勇，林海，赵志英，贾小宇，JiangLeyong，LinHai，ZhaoZhiying，JiaXiaoyu
8.微波强化铝柱撑膨润土对富营养水体中磷的吸附性能聂锦旭，刘立凡，唐文广，NieJinxu，LiuLifan，TangWenguang
9.CA和CTA膜分离MeOH/MTBE混合物渗透汽化性能研究朱丽芳，陈锋，周勇，高从堦，ZhuLifang，ChenFeng，ZhouYong，GaoCongjie
10.表面活性剂SDS对偶氮染料电Fenton降解的影响李贵贤，汤茜，毛志红，范宗良，余华，LiGuixian，TangQian，MaoZhihong，FanZongliang，YuHua
11.钛电极电催化氧化去除源分离尿液中氮的研究顾域峰，郑向勇，叶海仁，张业建，严立，李军，孔海南，GuYufeng，ZhengXiangyong，YeHairen，ZhangYejian，YanLi，LiJun，KongHainan
12.碳酸盐岩处理煤矿酸性废水的试验研究熊玲，张瑞雪，吴攀，杨绍章，XiongLing，ZhangRuixue，WuPan，YangShaozhang
13.水滑石对水中磷的吸附特征及影响因素研究黄中子，张文启，刘勇弟，唐博合金，朱勇杰，HuangZhongzi，ZhangWenqi，LiuYongdi，TangBohejin，ZhuYongjie
14.百乐克工艺BioWin3数学模型的应用孙逊，梁恒，张克峰，王永磊，SunXun，LiangHeng，ZhangKefeng，WangYonglei
15.有机碳源和DO对短程硝化的影响王敏，汪建根，王琴，彭文利，WangMin，WangJiangen，WangQin，PengWenli
16.泥龄对连续流A2/O-MBNR工艺性能影响研究吴若愚，李勇，WuRuoyu，LiYong
17.反渗透系统分批更换膜元件的经济技术分析靖大为，罗浩，JingDawei，LuoHao
18.一种新型水合物法海水淡化系统能耗及经济性分析龙臻，李栋梁，梁德青，LongZhen，LiDongliang，LiangDeqing
19.AA/HPA/SVS三元共聚物阻垢剂的合成及其性能研究于丽花，王展，唐长斌，薛娟琴，YuLihua，WangZhan，TangChangbin，XueJuanqin
20.鼓泡蒸发式太阳能海水淡化装置的试验研究刘忠，曾胜，沈海平，金涛，LiuZhong，ZengSheng，ShenHaiping，JinTao
21.渐减曝气硫酸盐废水处理系统微生物群落分析何淑英，李继香，胡二坤，徐亚同，杨海真，刘洋，HeShuying，LiJixiang，HuErkun，XuYatong，YangHaizhen，LiuYang
22.新型一体式膜生物反应器处理高氨氮、低C/N废水的研究李雅婕，LiYajie
23.造纸废水臭氧-曝气生物滤池深度处理技术研究陈力行，史惠祥，沈涤清，万先凯，颜高锋，戈海华，ChenLixing，ShiHuixiang，ShenDiqing，WanXiankai，YanGaofeng，GeHaihua
24.纳滤膜技术浓缩分离含镍离子溶液王少明，王建友，卢会霞，王玉珍，董恒，WangShaoming，WangJianyou，LuHuixia，WangYuzhen，DongHeng
25.CSTR处理含五氯酚废水的运行特性研究秦智，许隽波，QinZhi，XuJuanbo
26.PAC/MBR用于微污染地表水处理的中试研究胡婧逸，邓慧萍，张玉先，黎园，刘子正，HuJingyi，DengHuiping，ZhangYuxian，LiYuan，LiuZizheng
27.粉末活性炭-超滤膜组合工艺处理微污染原水试验研究潘若平，邓慧萍，胥红，刘晓聪，胡婧逸，PanRuoping，DengHuiping，XuHong，LiuXiaocong，HuJingyi
28.EGSB反应器处理高浓度豆制品废水的研究孙凯，陆晓峰，周保昌，林红军，侯铮迟，SunKai，LuXiaofeng，ZhouBaochang，LinHongjun，HouZhengchi
29.膜技术处理含氨废水及膜清洗研究朱娜姗，方明，成坚，张小平，李鑫，王华，陈鑫，ZhuNashan，FangMing，ChenJian，ZhangXiaoping，LiXin，WangHua，ChenXin
30.铁碳微电解/H2O2混凝法处理焦化废水的试验研究朱乐辉，裴浩言，邱俊，ZhuLehui，PeiHaoyan，QiuJun
31.电化学法深度处理实验室废水的试验研究周波，王昊，何绪文，刘俐媛，侯少沛，张弓，宫景雯，ZhouBo，WangHao，HeXuwen，LiuLiyuan，HouShaopei，ZhangGong，GongJingwen
32.反渗透段间增压泵在海水倒灌水源系统设计中的应用姬晓慧，JiXiaohui
33.绍兴污水厂前期预处理工艺优化徐军，沈荣根，周晓燕，王欣，朱鹏利，XuJun，ShenRonggen，ZhouXiaoyan，WangXin，ZhuPengli
34.UASB+CASS工艺处理制药废水实例王现丽，张君，时鹏辉，吴俊峰，WangXianli，ZhangJun，ShiPenghui，WuJunfeng
35.IC-SBR工艺处理维生素制药废水牛娜，买文宁，沈晓华，NiuNa，MaiWenning，ShenXiaohua
3.地下水污染原位修复技术研究进展井柳新，程丽，JingLiuxin，ChengLi
4.饮用水除氟技术开发应用现状李永富，孟范平，姚瑞华，LiYongfu，MengFanping，YaoRuihua
5.化学催化还原地下水中硝酸盐的研究进展王颖，辛杰，李雪，阮爱东，WangYing，XinJie，LiXue，RuanAidong
6.流化床生物反应器载体的研究罗雪梅，丁桑岚，LuoXuemei，DingSanglan
7.微波诱导催化氧化废水处理研究进展王哲明，王进明，臧传利，徐夫元，陈英文，祝社民，沈树宝，WangZheming，WangJinming，ZangChuanli，XuFuyuan，ChenYingwen，ZhuShemin，ShenShubao
8.氯代硝基苯类实际废水臭氧脱色工艺初步研究许恒韬，张轶，徐向阳，XuHengtao，ZhangYi，XuXiangyang
9.初始密度及饥饿对栅藻LX1氮磷去除的影响汤会军，李鑫，胡洪营，甘柯，关东明，TangHuijun，LiXin，HuHongying，GanKe，GuanDongming
10.微涡旋水力澄清器中颗粒物Zeta电位试验研究童学强，徐志标，曹秀茹，TongXueqiang，XuZhibiao，CaoXiuru
11.磁性海泡石的制备及表征王维清，冯启明，董发勤，WangWeiqing，FengQiming，DongFaqin
12.UASB反应器处理啤酒废水启动运行研究张传兵，李东艳，王慧芳，ZhangChuanbing，LiDongyan，WangHuifang
13.有机物存在下水体中三价铬的去除孙会芳，张瑞华，石玉磊，SunHuifang，ZhangRuihua，ShiYulei
14.粉煤灰改性壳聚糖处理城市景观水的研究胡颖慧，乔俊莲，董磊，施国键，张普，HuYinghui，QiaoJunlian，DongLei，ShiGuojian，ZhangPu
15.反渗透回收循环水排污水工艺中给水pH的优化张树国，李栋，ZhangShuguo，LiDong
16.瓜尔胶衍生物的制备及其对染料的吸附研究张秀菊，郑少杰，林志丹，ZhangXiuju，ZhengShaojie，LinZhidan
17.颗粒活性炭负载TiO2去除微囊藻毒素-LR研究刘振鸿，闵浩，薛罡，邱恒，LiuZhenhong，MinHao，XueGang，QiuHeng
18.新型聚芳醚砜酮超滤膜污染与膜阻力研究王春艳，杨永强，栾金义，WangChunyan，YangYongqiang，LuanJinyi
19.胶束强化超滤技术处理含低浓度Ni2+废水郭伟，刘瑜，贾铭椿，姚青旭，GuoWei，LiuYu，JiaMingchun，YaoQingxu
20.新型固定化生物小球的研制及其处理模拟焦化废水的脱氮特性蔡昌凤，孙菲，CaiChangfeng，SunFei
21.表面活性剂对五中孔膜结构和性能的影响李运清，戎静，奚旦立，刘耀芳，LiYunqin，RongJin，XiDanli，LiuYaofang
22.氢气还原海绵铁去除水体中亚硝酸盐的研究王凡，李俊国，冯艳平，李守章，闫小林，WangFan，LiJunguo，FengYanping，LiShouzhang，YanXiaolin
23.树脂吸附法处理头孢G酸生产废水李丽娟，王晓欣，陈慧，王捷，马丽锋，LiLijuan，WangXiaoxin，ChenHui，WangJie，MaLifeng
24.粉末活性炭-超滤膜联用工艺去除水体藻毒素的特性研究谢良杰，李伟英，陈杰，陈清，董秉直，蒋福春，XieLiangjie，LiWeiying，Chenjie，ChenQing，DongBingzhi，JiangFuchun
25.电化学技术在油田污水处理中应用高学理，张志坤，徐佳，杜敏，高从堦，GaoXueli，ZhangZhikun，XuJia，DuMin，GaoCongjie
26.镀铜磁性粒子强化内电解预处理对硝基苯酚废水肖克，司士辉，黄明智，XiaoKe，SiShihui，HuangMingzhi
27.炭膜与三维电极耦合处理高含盐染色废水的研究赵建伟，张永刚，李洪英，ZhaoJianwei，ZhangYonggang，LiHongying
28.三效蒸发-气浮-三维电解-兼氧-好氧-混凝对农药废水处理的研究曹红，郭栋，顾友江，CaoHong，GuoDong，GuYoujiang
29.厌氧-混凝-UV/Fenton法处理中药浸膏药渣渗滤液研究张顺喜，王文清，张剑，杨洁，ZhangShunxi，WangWenqing，ZhangJian，YangJie
30.一体式新型PVC材料膜生物反应器处理生活污水的研究李继香，夏四清，徐胜男，王小佳，李俊英，张彦浩，LiJixiang，XiaSiqing，XuShengnan，WangXiaojia，LiJunying，ZhangYanhao
31.分离式氧微电极的性能及在SBR系统中的应用王旭东，崔星，王磊，王韬，许维，白晓荣，WangXudong，CuiXing，WangLei，WangTao，XuWei，BaiXiaorong
32.混凝沉淀-水解酸化-接触氧化法处理柑橘加工废水袁松，YuanSong
33.升流厌氧污泥床/生物滴滤池/兼性塘处理养猪废水朱乐辉，孙娟，龚良启，朱衷榜，ZhuLehui，SunJuan，GongLiangqi，ZhuZhongbang
34.高矿化度矿井水资源化工程实践赵曙光，李福勤，候明刚，何绪文，刘双红，ZhaoShuguang，LiFuqin，HouMinggang，HeXuwen，LiuShuanghong
深海微生物的研究进展篇7
摘要：
选取华南沿海丘陵山地3个南亚热带不同地点及海拔的钻孔岩芯进行了微炭屑统计分析，结合孢粉分析结果，揭示全新世以来的植被变化与火灾历史，并探讨火灾事件与季风变化和人类活动的关系。结果表明：从8000―3500cal.aB.P.，3个钻孔的微炭屑浓度均极低，证明该时段森林火灾频率很低，同时高木本含量的孢粉分析结果反映了亚热带阔叶林的繁盛，并指示全新世大暖期湿润和降雨丰沛的气候特征。加上早中全新世南方人口稀少，无“刀耕火种”等大面积农业活动。从3500cal.aB.P.开始，多个钻孔显示出微炭屑含量的迅速增加并持续高值，这与华南地区夏季风减弱导致降雨减少、气候变干，以及华南地区人类历史从新石器晚期进入商周时代的转折期密切相关。同时，孢粉指示的阔叶类木本植物含量显著减少，表明火灾对森林破坏逐渐严重。2000cal.aB.P.以后，人口出现第一次增长高峰，考古出土的器物证明牛耕和铁器农具开始广泛使用，农业快速发展。这一时期低海拔的GY1和中海拔的LTY钻孔微碳屑含量维持高值，禾本科以及芒萁属等次生植物孢粉含量快速增加。这反映了秦或南越国以后在华南地区较低海拔山地和平原农业活动得到迅速发展。此外，位于海拔1600m以上的钻孔GT-2的微碳屑记录显示：高海拔山区在800cal.aB.P.以后才开始出现频繁的森林火灾，反映人类农业活动和人口增加扩张到高海拔山区。
关键词：
微炭屑；火灾事件；华南；东亚季风；人口；人类活动；全新世
全新世火灾事件历史研究表明：火灾的发生频率和强度与气候变化以及人类活动紧密相关。气候变化（尤其是干湿变化）对火灾的影响在干旱半干旱地区尤为明显[1-2]，热带亚热带地区火灾历史也与气候变化关系密切[3-4]。在亚热带地区降水量的减少和季节性干旱不仅增加了火灾发生的可能性，在一些敏感区域还可能改变植被的类型，涉及到史前人类活动时还与古代人类用火性质的改变有关[1]。全新世以来，人类用火尤其是烧荒开垦农田，使得火灾发生频率大大增加。有研究显示：人类活动的地点和方式甚至直接影响了火灾的分布和强度[5]。近20a来，火灾与气候和人类活动的关系引起了科学界的广泛关注。目前，国内外已有大量古火灾研究结果，清晰地揭示了火、气候、植被与人类活动之间的相互作用及其过程和机制[1-3,6-9]。古火灾研究中，炭屑是记录火灾的一个重要指标。碳屑的分析方法在国外早在上世纪80年代就引入到火灾历史和古气候研究中[10-11]。最近几十年来，碳屑的研究越来越受到学界的重视，在全球各地已开展了广泛的研究，特别是北美、澳大利亚、欧洲等地区对全新世碳屑记录的火灾历史的研究已经上升到一个新的高度[12-17]。陆地植物经过不完全燃烧形成炭屑，并可在湖泊、沼泽、河流和海洋等沉积物中保存下来[18]，通过对炭屑的定量统计，并结合可靠的测年数据，可以恢复古火灾发生的频率和变化过程。另外，连续取样的高分辨率炭屑分析还可用于定量重建研究区范围内的火事件及其发生频率[2,6-7,18-20]。研究中常用孢粉提取方法来提取细粒炭屑。一般粒级＜125μm的微粒炭屑称为微炭屑，微炭屑可被气流带入高空，搬运到一定范围以外的地方沉积，通常可用于反映区域内的火灾情况[18]。同一个钻孔中，微炭屑的来源经常与花粉相似，因此通常将两者结合起来分析区域内古气候、古植被以及古火灾的变化，尤其是在反映新石器时代以来人类活动的分布和强度具有明显的优势[5,18]。目前，国内多数的炭屑研究主要集中在长江流域和黄土高原[1,21-28]，而南亚热带地区的火灾记录贫乏。南亚热带地区位于东亚夏季风影响的核心区，夏季风的强弱决定了降水量的变化，故而与火灾的发生频率密不可分。同时，比较长江和黄河流域，华南地区的全新世环境考古研究相对薄弱，史前人类活动尤其是农业的发生和发展历史都有待深入研究，炭屑记录反映的火灾历史结合花粉分析所反映出的植被变化，可为揭示人类活动和农业发展的历史作补充。鉴于此，选取位于华南沿海丘陵山地不同地理位置的3个钻孔进行微炭屑统计，同时结合这3个钻孔的花粉记录进行综合分析，旨在深入认识自南亚热带地区全新世以来，火灾在空间和时间上的分布，并探讨火灾事件与季风变化和人类活动的关系。
1钻孔材料和研究方法
1.1钻孔材料3个钻孔LTY、GT-2、GY1分别取自华南沿海丘陵山地位于不同区域和不同海拔高度的泥炭沼泽地，均属于亚热带季风气候，主要受亚洲季风控制（图1）。钻孔GY1（22°54′4.32″N，112°20′28.32″E，29m）取自肇庆高要市白诸镇丘陵洼地的埋藏泥炭地，属于珠江三角洲顶部边缘地区。3个钻孔的深度如下：LTY为127cm、GT-2为194cm、GY1为610cm，用于碳屑分析研究的样品数分别为31、28和94个，需要注意的是GT-2仅选取了钻孔＞10ka的沉积物进行了碳屑分析。该区域地处北回归线以南，年均温22℃，年降水量1647mm，主要自然植被为热带、亚热带常绿阔叶林。钻孔LTY（28°26′2.4″N，119°18′50.94″E，902m）取自丽水市松阳县的沼泽湿地烂田砚，地处仙霞岭，属于武夷山系东北边缘，年均温在18~20℃之间，年降水量为1500~1900mm，区域性植被为亚热带常绿阔叶林。钻孔GT-（226°05′16″N，110°21′56″E，1677m）取自古田湿地，该湿地位于越城岭，南岭主要山脉之一，当地海拔高度在1500~2000m之间，年均温12~13℃，年降水量1800mm，主要植被为常绿落叶阔叶混交林。
1.2测年结果和研究方法根据岩性变化，选取钻孔不同深度的样品进行了AMS14C年代测定。LTY钻孔和GT-2钻孔各选取了5个测年样品，分别送至美国Beta实验室、波兰PoznanRadiocarbonLaboratory和中国科学院西安地球环境研究所完成测年（表1）。GY1的4个测年由中国科学院广州地球化学研究所AMS14C制样实验室和北京大学核物理与核技术国家重点实验室共同完成（见表1）。钻孔LTY和GY1使用R软件和clam包，选择线性类插法绘制年代-深度模型；钻孔GT-2的年代-深度模型采用一阶衰减指数函数进行非线性拟合绘制（图2）。微炭屑通过孢粉提取流程同步进行提取。样品经过HCI和KOH处理后采用重液进行提取（ZnCl2，density1.9）。样品处理时加入石松孢子药片（27367粒/片）作为跟踪剂，用以计算炭屑和孢粉浓度。孢粉、炭屑在光学显微镜40或100倍的目镜下进行统计和鉴定。炭屑的统计粒级设定为10~125μm。每个样品孢粉统计数目＞300粒，碳屑＞500粒。根据示踪石松孢子统计结果计算出炭屑浓度（粒/cm3），再乘以沉积速率（cm/a），得到炭屑通量（粒/cm2•a）。
2结果分析
根据微炭屑和孢粉的分析结果，可以把全新世华南沿海丘陵山地的火灾活动历史分为3个阶段（图3）。阶段I：8000―3500cal.aB.P.。该阶段3个钻孔的微炭屑浓度都很低，沉积通量均值＜1000粒/cm2•a，未见明显的峰值，说明未有显著的的火灾事件。3个钻孔的孢粉分析表明：木本植物占绝对优势，其中钻孔LTY和GY1的木本百分含量高达80%，钻孔GT-2的木本百分含量平均＞60%。阶段II：3500―2000cal.aB.P.。此阶段钻孔GY1和LTY的微炭屑、孢粉含量变化显著。LTY的微炭屑含量在3500cal.aB.P.迅速剧增，在3200cal.aB.P.沉积通量达到最大值（12526粒/cm2•a），揭示此时该地区存在大型火灾事件。之后炭屑浓度震荡出现高峰值，表明之后仍有频繁的火灾事件。钻孔GY1的微炭屑浓度也在3500cal.aB.P.左右显著增加，之后沉积通量持续出现＞8000粒/cm2•a的高峰值，表明该地区3500cal.aB.P.以后火灾事件不断发生。LTY的木本百分含量在第1次炭屑高峰以后持续快速下降，相反禾本科（Poaceae）和芒箕属（Dicranopteris）显著增加，百分含量均增加到20%左右。GY1的禾本科百分含量随炭屑的增加亦明显增加，平均百分含量＞20%，木本百分含量在2700cal.aB.P.左右从60%迅速下降到20%，之后芒箕属大量增加。此阶段GT-2的微炭屑和孢粉百分含量未见明显变化。阶段III：2000cal.aB.P.以后。此阶段GY1的微炭屑含量在1900cal.aB.P.左右出现最大峰值，沉积通量达到50000粒/cm2•a以上，表明有一次最大火灾事件。之后GY1微炭屑含量保持高值，火灾高频发生。LTY微炭屑间断出现峰值，表明火灾不断发生，但微炭屑沉积通量逐渐减少，表明火灾强度减弱。GY1木本百分含量均值＜10%，相反禾本科和芒萁属百分含量呈现高值，百分含量分别达到67%和55%。该阶段GT-2的微炭屑和孢粉变化最显著。2000cal.aB.P.以后，GT-2的微炭屑含量快速增加，沉积通量从183粒/cm2•a迅速增加到2289粒/cm2•a，之后再次剧增到7000粒/cm2•a以上，最大沉积通量达到10096粒/cm2•a。GT-2芒萁属和禾本科百分含量明显增加，但增长幅度没有GY1和LTY显著。
3讨论
3.1火灾与季风气候变化的关系已有研究表明：降水和温度变化与火灾面积的增、减存在较好的同步关系，且在中国不同地区、不同时间这种相互依存关系有差异（图4）[29]。对华南地区的研究证明：森林火灾面积与气温升高具有较好的正相关关系，而降水与火灾面积的大小则存在负相关关系（R＝-0.323，P＝0.03）[29]。也就是说，我国南方季风降雨的减少可导致火灾频率和火灾面积的增加。中国南方高分辨率的石笋记录重建了全新世亚洲季风强度和降水量的变化史[30-33]。全新世早中期，亚洲季风较强，气温和降水量均高于现在。至全新世中晚期，北半球太阳辐射减少[34-37]，热带辐合带南移，亚洲季风减弱[30-31,38]。中国全新世古环境记录表明：季风降雨存在不同时间尺度上的波动，夏季风强度总体在早中全新世较高，晚全新世有逐渐变干凉的趋势[4,39-42]。本研究在华南的3个钻孔炭屑研究均揭示：早全新世炭屑浓度十分低，即早中全新世8000―3500cal.aB.P.期间的微炭屑的浓度呈现低值。该现象揭示华南沿海丘陵山地森林火灾事件频率较低，此阶段在全球尺度上对应全新世最湿润期或大暖期，强劲的夏季风带来丰沛的降雨，使得森林火灾的发生频率大大降低。邻近地区如福建山地SZY孢粉分析结果显示：该时期气候温暖湿润，高含量的亚热带常绿阔叶林组分反映森林茂密[43]，潮湿指数大，受到的火灾干扰微弱（图5）。Zhang等[44]综合亚洲季风区湖泊和沼泽中碳、氧同位素的记录，重建了全新世降雨量变化，指出全新世最湿润期发生在10―6ka，之后降雨量逐渐减少，在6―3ka气候趋于变干。本研究的碳屑浓度结果显示：3.5ka是亚热带山地火灾明显增加的时期。这一时期的季风降雨减弱亦被大量高分辨率古气候记录所证实。如贵州董哥洞[31]、湖南莲花洞[32]等石笋δ18O均显示晚全新世存在显著的季风减弱过程。南海高分辨率有孔虫氧同位素记录也表明4.0ka以后夏季风发生明显减退[45]。广东湛江湖光岩玛洱湖沉积记录则揭示4.2kaB.P.左右存在降温事件[46]。毋庸置疑，随着亚洲夏季风强度减弱，华南地区的降水量也相应减少，因此晚全新世气候存在变干的趋势。在相对干燥的气候环境下，森林发生火灾的可能性大大增加，由于天然火灾强度难以控制，使该时期以森林火灾为特点的自然灾害频繁发生，钻孔GY1和LTY的记录均在3500cal.aB.P.以后表现出频繁的火灾事件（见图5）。从历史文化的角度，3.5ka正好是青铜时展并进入商周时代的过程，因此气候的变干趋势加上人类活动加剧可能是引发火灾的重要原因。同样位于华南沿海丘陵山地的江西大湖沼泽钻孔和井冈山高山沼泽钻孔SMP，揭示了相似的炭屑分析结果：微炭屑在整个全新世仅4.0ka以后才逐渐明显增加，随后则持续保持高值[47]。井冈山SMP炭屑记录揭示火灾活动增加的时间点则从3.1kaB.P.开始。与中国西南季风区个别古环境记录的炭屑数据对比发现：同样存在3.5ka前后火灾活动显著增强的趋势[48]。可见，该时期火灾活动的频繁发生主要与相对变干或季节性变干的气候条件有关[4]。
3.2火灾频率与史前农业活动人类用火是导致火灾发生的一个重要因素，尤其是人类刀耕火种，清除树林，发展农业，会导致火灾频繁发生和大区域范围亚热带森林的破坏。人类活动的影响不仅记录在炭屑上，同时也反应在孢粉组合的变化上。现代植物生态学研究表明：亚热带森林遭到人类破坏后，芒萁属和马尾松等次生林植物迅速生长，第四纪剖面孢粉谱如果次生林树种伴随着禾本科花粉的大量增加而增加，可以反映刀耕火种的农业生产活动[53]。新石器早中期，根据遗址点数量统计[54]：我国北方的新石器时代遗址点在约3.5ka已经增加到较多水平，表明了北方人口在青铜器时代过程中的急剧增加。然而，在浙江南部以南的华南山地和沿海地区，人口增长相对缓慢，农业文明发展也远远滞后于北方和长江下游地区。早―中全新世华南地区“刀耕火种”的农业活动十分有限或尚未开始[52]。本研究剖面极低的微炭屑含量和高含量的木本花粉说明10―3.5kcalB.P.期间人类对亚热带森林的干扰微弱，或影响程度十分有限。新石器晚期，大约从3500calaB.P.开始，钻孔GY1和LTY显示的火灾活动频率和强度大为提高。鉴于考古发掘研究并没有太多的稻作农业发展证据，本研究认为：这一阶段的火灾发生与气候因素关系较大，其中是否叠加了人口增长和华南早期农业的影响仍需要进一步考证。从人口统计结果来看，2000a以后，中国人口数量才有明显的增加[52]，主要表现为秦以后中国北方人口大量南迁，同时珠江三角洲农业发展的历史记载也主要从这一时期开始（相当于炭屑第III阶段）。珠江三角洲西北部西江流域的GY1和浙江南部山地的LTY钻孔均显示：次生林喜阳植物芒萁属和禾本科等孢粉在炭屑的峰值后（2000cal.aB.P.）才开始显著增加，可能与农业刀耕火种的经济发展模式有关。虽然在华南一些地区已发现新石器稻作农业的证据[55]，但早于2000aB.P.之前绝大部分考古遗址均揭示华南地区的新时期时代经济形式仍以采集渔猎为主[56]，而水稻种植仅作为食物来源的次要补充，只在有限的局部范围发展，未对自然环境产生显著破坏。战国至西汉（约2421―1942aB.P.），出现了我国第一次人口增长高峰[52]，同时生产技术大力提高，牛耕和铁器农具广泛使用[57]，农业迅速发展。长江流域环境考古研究表明：此时人类活动对自然的影响无论在广度或深度上都有跳跃式的发展[58]。华南沿海地区，福州盆地和珠江三角洲的钻孔都揭示在2000aB.P.开始，禾本科迅速剧增，反映华南地区在秦或南越国建立以后大规模的农业发展才开始[56,59-60]。据记载在公元前203年（2218aB.P.）建立南越国，定都番禺。南越国疆域以秦朝岭南三郡的范围为主，东抵福建西部，向北延至南岭北部，西达广西西部，南濒南海[61]。此阶段GY1和LTY的微炭屑含量维持高值，木本百分含量进一步减少，禾本科、芒萁属等继续增加，反映了南越国建立以后农业的进一步扩大。需要注意的是，位于华南山地海拔1600m之上的钻孔GT-2炭屑浓度在2000cal.aB.P.时期仍处于低值，植被没有明显被扰动的痕迹，说明这一时期人类活动基本限制在较低海拔区域，对高海拔山地植被影响相对滞后。至1800cal.aB.P.GT-2钻孔炭屑开始有微弱的增长，在800cal.aB.P.（南宋）火灾频率达到最高峰，同时微炭屑的徒增与芒萁属、松属含量迅速增加基本同步，说明其时人类对高海拔山地的森林植被已有了相当程度的破坏，人口显著增加，以“刀耕火种”经济模式的农业发展扩张到山区。综上可见，本研究揭示的微炭屑变化不仅可反映森林火灾的频率，同时还揭示人口的迁移和农业生产活动的发展过程（见图5）。
4结论
华南沿海丘陵山地和三角洲边缘丘陵地泥炭沉积全新世微炭屑研究表明：森林火灾现象在早全新世频率很低，其原因是区域内夏季风强劲，降雨丰沛，加上其时人口稀少，人类活动强度弱，对自然环境没有太多的扰动。从沉积物微炭屑可明显观测到的火灾活动历史可分为3个阶段。第I阶段为8000―3500cal.aB.P.，为天然火灾活动微弱期，对应区域气候暖湿；第II阶段（3500―2000cal.aB.P.）为森林火灾事件的频发期，该时期季风降雨逐渐减弱，气候相对变干，降雨季节性增强。由于该时期华南丘陵山地尚没有规模性的水稻等农业发展，经济方式仍以渔猎采集为主，从而证明火灾增加的原因主要由气候变干所导致。第III阶段始于2000cal.aB.P.，为森林火灾普遍增强时期，这一阶段的火灾快速增加与稻作农业的快速扩张和人口的增加有直接关系。华南地区的考古研究已证明：牛耕和铁器农具在此时期已广泛使用，生产技术大力提高，“刀耕火种”经济模式的农业发展更易引发山火，使华南沿海丘陵山地火灾事件日趋频繁。然而，不同海拔泥炭堆积的微炭屑记录发现火灾增加的起始时间有差别，主要表现在早期的森林火灾通常局限在较低海拔山地和平原地区，在海拔1600m以上的山地只在800cal.aB.P.左右的南宋时期以后才有频繁的火灾现象。这一结果反映了人类农业活动和人口逐步向山区迁移的过程。
深海微生物的研究进展篇8
关键词：植物克生作用治理赤潮
近年来，随着海水富营养化程度的加剧，有害赤潮在世界各海域频繁爆发。在我国，自20世纪70年代开始，赤潮的发生以每10年增加3倍的速度不断上升[1]，如何有效地防治赤潮，已经成为人们的迫切需要解决的问题。在传统的物理法和化学法防治效果不甚理想的情况下，利用植物克生作用抑制赤潮作为一种崭新且经济有效的生物防治方法，展现了它重要的科学意义和巨大的应用前景。
1、赤潮的概念及其危害
赤潮（red tide）又称有害藻华（harmful algal blooms，HABs）是指海洋中某些微小的浮游生物在一定条件下暴发性增殖或聚集而引起海水变色的一种有害的生态异常现象[2]。
赤潮的危害方式主要有以下三点：(1)破坏海洋生态平衡。海洋生态系统中的物质循环、能量流动均处于相对稳定、动态平衡中。而赤潮的发生常使局部海域中的海水成分发生变化，造成生物群落结构异常，从而导致海洋生态平衡受到干扰和破坏。(2)破坏海洋渔业与水产资源。赤潮生物可通过释放毒素、机械损伤、大量消耗溶解氧和直接黏附于呼吸器官等方式，直接或间接地对海洋生物造成伤害，甚至导致死亡。(3)危害人体健康。鱼、虾、贝类摄食有毒赤潮生物后，毒素可在其体内累积，其含量大大超过食用时人体可接受的水平。如被人食用，可导致中毒甚至死亡。
2、利用植物的克生作用治理赤潮
目前，治理赤潮的方式有三种：(1)物理法，即用物理的方法隔离、杀死或者回收赤潮生物以治理赤潮的方法。此法成本高、操作繁琐，且不能从根本上解决赤潮问题。(2)化学法，即将化学物质喷洒在赤潮发生海区以杀灭赤潮生物的方法。此法的残留药剂易形成二次污染，破坏海洋环境。(3)生物法，即利用生物间的克生作用、营养竞争和摄食作用，降低赤潮生物的密度，从而防治或消除赤潮的方法。此法具有成本低、针对性强和对环境无二次污染等特点，是目前最有发展前途的赤潮治理方法。其中，利用植物的克生作用抑制微藻的生长，已作为一种新兴的富营养化水体治理方式，倍受国内外研究者的关注。
2.1 克生作用的概念
植物的克生作用（allelopathy），又译作化感作用、他（它）感作用等，是由德国科学家Molisch于1937年首次提出的。指植物通过向外界环境释放化合物，对其他植物（包括微生物）产生促进或抑制作用[3]。Rice将其定义为“一种植物通过向环境中释放化学物质影响其他生物生长的现象”[4]。具有克生作用的物质称为克生物质（Allelochemical）。植物产生的克生物质大部分为次生代谢产物，它们分布于植物的各器官中，通过挥发、淋溶、根分泌及凋落物或残枝分解的方式释放到环境中[5]。释放出的克生物质可以通过各种方式抑制细胞分裂，减少细胞数量，进而达到抑制受体生长的目的。其可能的途径主要有破坏细胞膜、破坏光合系统、影响生物体的酶活性、影响细胞亚显微结构、蛋白质合成，改变核酸代谢等[6]。
2.2 淡水水生植物的克生作用对微藻生长的抑制
多种生活类型的淡水水生植物，包括挺水植物、浮水植物和沉水植物均可对微藻的生长产生抑制作用。下面分别对其研究进展做一定介绍。
(1)挺水植物：Greca等[7]在灯芯草（Juncus effuses）的乙酸乙酯和甲醇提取物中分离鉴定出了二萜呋喃类克生物质，之后又有研究发现灯芯草对羊角月牙藻（Selenastrum capricornutum）存在抑制作用[8]。戴树桂等[9]研究发现，宽叶香蒲（Typha latifolia）、窄叶香蒲（Typha minima）和长苞香蒲（Typha angustata）花粉混合物的乙酸乙酯、丙酮以及乙醚提取物对斜生栅藻（Scenedesmus obliquus）和小球藻（Chlorella sp.）均有良好的抑制效果。叶居新等[10]研究表明，石菖蒲（Acorus tatarinowii）的根及根状茎向水中分泌的克生物质能抑制微藻的生长，其培养种植水还能降低微藻的光合速率。另有研究显示，从芦苇中分离的克生物质2-甲基乙酰乙酸乙酯（EMA）能抑制铜绿微囊藻（Microcystis aeruginosa）和斜生栅藻的生长，并可促进铜绿微囊藻Chl a的降解，降低其光合作用速率，同时还能破坏斜生栅藻细胞的亚显微结构[11,12]。
(2)浮水植物：俞子文等[13]研究表明，浮水植物水葫芦（Eichhornia crassipes）、水浮莲（Pistia stratiotes）、水花生（Alternanthera philoxeroides）、满江红（Azolla imbricata）、紫萍（Spirodela polyrrhiza）和西洋菜（Nasturtium officinale）等均可抑制雷氏衣藻（Chlamydomonas reinhardi）的生长，其中水葫芦的抑藻效果最强。Kim等[14]研究证实凤眼莲（即水葫芦）的根、茎、叶可通过吸附、沉降、呼吸等作用降低微藻密度。陈芝兰等[15]研究显示，凤眼莲根的分泌物及其丙酮、乙酸乙酯相提取物对塔玛亚历山大藻(Alexandrium tam arense)具有克生作用。舒阳等[16]研究发现，凤眼莲浸出液对东海原甲藻（Prorocentrum donghaiense）的生长具有明显的抑制作用。之后还有研究发现凤眼莲的根粉末及丙酮相提取物也可显著抑制东海原甲藻的生长[17]。
(3)沉水植物：Nakai等[18,19] 研究发现，从穗花狐尾藻（Myriophyllum spicatum）的有机浸提液中分离得到包括酚酸类和脂肪酸类在内的多种酸性物质，均能抑制铜绿微囊藻的生长。Mulderij等[20] 研究发现，几种轮藻（Chara aspera）的混合培养种植水对羊角月牙藻和微小小球藻（Chlorella minutissima）的生长具有明显的抑制作用。Waridel等[21,22]在篦齿眼子菜（Potamogeton pectinatus）的二氯甲烷提取物中发现的多种不饱和脂肪酸均对赤潮微藻的生长具有抑制作用。杨琳等[23]研究发现，加拿大伊乐藻(Elodea canadensis)和篦齿眼子菜的浸提液对斜生栅藻具有克生作用。
由上述研究可以看出，淡水水生植物及其浸出液、培养水与提取物对微藻均存在克生作用，主要可表现在抑制藻细胞生长，降低微藻光合作用速率，破坏藻细胞的亚显微结构等多种方面。另外，由植物分离出的脂肪酸类、酚酸类等多种克生物质也对微藻具有明显的抑制作用。通过淡水水生植物的克生作用控制和治理富营养化的湖泊、河流及水库为海洋赤潮的防控提供了崭新的思路和值得借鉴的方法。
2.3 大型海藻的克生作用对微藻生长的抑制
现有研究结果显示，多种大型海藻都能对赤潮微藻的生长产生抑制作用，其中开展研究较多的是孔石莼（Ulva pertusa）、浒苔（Ulva prolifera）和龙须菜（Gracilaria lemaneiformis）。
金秋等[24]在大型绿藻孔石莼对赤潮异弯藻（Heterosigma Akashiwo）和塔玛亚历山大藻的克生效应研究中发现，孔石莼的新鲜组织和干粉末对两种微藻的生长均有强烈的抑制作用，甚至在较高浓度下还能完全杀死赤潮异弯藻细胞。他们的后续研究又发现孔石莼水溶物和甲醇提取物对海洋原甲藻（Prorocentrum micans）也具有强烈的生长抑制作用[25]。南春容等[26]研究表明，孔石莼水溶性抽提液对赤潮异弯藻、中肋骨条藻（Skeletonema costatum）和塔玛亚历山大藻的生长均具有明显的抑制效应。
霍元子等[27]研究发现，浒苔鲜组织、干粉末和水溶性抽提对米氏凯伦藻（Karenia mikimotoi）的生长具有强烈的抑制效应。孙颖颖等[28]研究表明，浒苔的五种有机溶剂提取物对前沟藻（Amphidinium hoefleri）、米氏凯伦藻、塔玛亚历山大藻和中肋骨条藻的生长均产生了抑制作用，且能降低藻细胞的运动能力。进一步研究发现，其甲醇提取物可以明显降低四种微藻细胞内叶绿素、蛋白质和多糖的含量。许妍等[29,30]通过共存培养实验研究了八种大型海藻对赤潮异弯藻生长的抑制效应的差异性。结果表明这八种大型海藻均对赤潮异弯藻有抑制作用，其中孔石莼和浒苔的抑藻效应最强。Wang等[31]研究发现，浒苔、小珊瑚藻（Corallina pilulifera）和鼠尾藻（Sargassum thunbergii）均可抑制东海原甲藻的生长。
徐永健等[32]研究发现，在已发生中肋骨条藻赤潮的系统中添加龙须菜，可使骨条藻数量逐渐降低，而其它种类微藻的数量则有所增加，提高了水体的物种多样性和稳定性。刘婷婷等[33]通过共培养实验发现，大型海藻龙须菜及其水溶性抽提液对旋链角毛藻（Chaetoceros curvisetus）和锥状斯氏藻（Scrippsiella trochoidea）均具有生长抑制效应。另外，龙须菜的乙醇浸出组分也可对中肋骨条藻的产生抑制作用[34]。
综上所述，在海洋生态系统中，普遍存在着大型海藻与赤潮微藻间的克生作用，具体可表现在抑制藻细胞生长，降低藻细胞的运动能力及影响细胞内含物等方面。这为赤潮的治理提供了理论上的支持。
2.4 陆生植物的克生作用对微藻生长的抑制
陆生植物抑藻研究目前开展较早且较成功的是大麦秸杆。1990年，Welch等[35]研究发现了降解的大麦秸杆能显著抑制丝状藻的生长，Gibson等[36]研究表明大麦秸杆的浸出液可对小球藻等微藻产生一定抑制作用。之后，美国水生植物管理中心利用大麦秸杆直接投入水体抑制藻类，是目前最为成功的利用克生作用控制藻类的实例之一[37,38]。Hargraves[39]发现巴西胡椒（Schinus terebinthifolius）高浓度的提取物对多种甲藻和硅藻的生长都具有一定的抑制作用。徐芙清等[40]研究表明，三种常见陆生菊科植物野艾蒿(Artemisia lavandulaefolia) 、小白酒草(Conyza canadensis) 和杭白菊(Chrysanthem um m orifolium )对铜绿微囊藻的生长具有一定抑制作用。本实验室研究发现，陆生耐盐植物海马齿（Sesuvium portulacastrum）的植株，及其根的四种极性不同的有机溶剂（石油醚、氯仿、正丁醇和甲醇）提取物和水相提取物均可明显抑制中肋骨条藻、东海原甲藻和微小原甲藻（Prorocentrum minimum）的生长。
目前，在海洋赤潮治理领域的研究主要集中在大型海藻，关于陆生植物的报道还较少。但由上述研究可以看出，陆生植物在抑藻方面体现了一定的应用价值。可以预见，利用陆生植物控制赤潮藻类生长也将会是一种能高效、低成本和环境友好的新型生物防控方法。
3、意义与展望
近年来，随着海水富养化程度的加剧，我国沿海每年均会大范围暴发赤潮，造成了巨大的经济损失，并极大地威胁到海洋生态系统的稳定和人类的健康。如何有效进行赤潮防治已成为迫切需要解决的海洋环境问题。利用植物克生作用防治赤潮是近年来逐渐兴起的崭新研究领域，它作为一种生物防治赤潮的方法具有成本低、针对性强和环境友好的积极意义，将成为未来赤潮防治的重要途径之一。鉴于如此，仍需加强对赤潮治理的研究深度，展望及建议如下。
(1)克生物质对不同藻类生长特性影响的系统深入研究。现阶段的研究主要是克生物质对某一种或分别对某几种藻类的抑制作用，今后可以根据藻类分类系统以及历年沿海赤潮的优势种，选择有代表性、与实际赤潮发生关系密切，并且分属不同类别的藻类作为研究对象，研究克生物质对其生长特性的影响，从而揭示克生物质抑藻选择性的规律，为今后机理研究提供依据。
(2)克生物质抑藻机理的深入研究。目前克生作用机制主要针对高等植物，通常应用在农业和森林领域，对于已提出的克生物质抑制机理并不能完全解释克生物质对海洋生物、特别是赤潮藻类的抑制作用。因此还需要与分析化学、分子生物学、毒理学等学科结合，在分子或基因和蛋白质水平上，从克生物质产生及其作用方式两方面进一步探讨抑藻机理。
(3)克生物质的基因调控与基因诱导方面具有很大的研究潜力。筛选克生物质多产品系和抗性品系的，通过基因工程和组织培养等手段培育对赤潮有抑制作用的经济修复植物，既可以达到修复富营养化水质，同时创造可观的经济效益和生态效益。
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基金项目：国家863重点项目课题（2007AA091704），厦门市科技计划项目（3502Z20102004）
作者简介：张可（1986-），女，江苏省南京市人，硕士研究生，主要从事海洋生态学研究