珠穆朗玛峰绒布冰川水文过程初步研究

珠穆朗玛峰绒布冰川水文过程初步研究（通用4篇）

篇1：珠穆朗玛峰绒布冰川水文过程初步研究

珠穆朗玛峰绒布冰川水文过程初步研究

4月8日至10月11日对珠峰地区绒布河水文过程进行了连续6个多月的.观测. 结果表明: 该地区的水文过程与温度有较好的相关性, 6～8月3个月流量约占观测期内总流量的80%. 对比该地区1959年和20的水文观测数据, 发现年同期总径流量比1959年有较大幅度增加, 6～8月3个月月均流量2005年较1959年分别增加69%、 35%、 14%. 分析冰芯恢复的降水量资料和珠峰附近长时间序列气象数据, 降水自1950年以来保持下降趋势, 而气温却呈缓慢升高. 气温升高是径流量增大的关键因素. 2005年观测期内控制流域径流深为622 mm, 径流模数为38.52 L・s-1・km-2.

作 者：刘伟刚 任贾文 秦翔 刘景时 LIU Wei-gang REN Jia-wen QIN Xiang LIU Jing-shi 作者单位：刘伟刚,任贾文,秦翔,LIU Wei-gang,REN Jia-wen,QIN Xiang(中国科学院,寒区旱区环境与工程研究所冰冻圈与环境联合重点实验室,甘肃,兰州,730000)

刘景时,LIU Jing-shi(中国科学院,青藏高原研究所,北京,100085)

刊 名：冰川冻土 ISTIC PKU英文刊名：JOURNAL OF GLACIOLOGY AND GEOCRYOLOGY年，卷(期)：28(5)分类号：P3关键词：珠穆朗玛峰 绒布冰川 水文过程 径流变化

篇2：珠穆朗玛峰绒布冰川水文过程初步研究

例较大,气温的主导作用则更加显著.

作 者：高坛光 康世昌 周石矫 刘景时 韩文武 GAO Tan-guang KANG Shi-chang ZHOU Shi-qiao LIU Jing-shi HAN Wen-wu 作者单位：高坛光,GAO Tan-guang(中国科学院,青藏高原研究所,青藏高原环境变化与地表过程重点实验室,北京,100085;中国科学院,研究生院,北京,100049)

康世昌,KANG Shi-chang(中国科学院,青藏高原研究所,青藏高原环境变化与地表过程重点实验室,北京,100085;中国科学院冰冻圈科学国家重点实验室,甘肃,兰州,730000)

周石矫,刘景时,韩文武,ZHOU Shi-qiao,LIU Jing-shi,HAN Wen-wu(中国科学院,青藏高原研究所,青藏高原环境变化与地表过程重点实验室,北京,100085)

篇3：珠穆朗玛峰绒布冰川水文过程初步研究

关键词：冰川雪,细菌,淀粉酶,脂肪酶,蛋白酶,酶学特性

地球表面大部分地区属于低温环境，其中90%属于低于5℃的海洋环境，其余为包括永久冻结带、冰川、极地冰山以及雪山等环境，这些环境中都存在着大量的低温微生物，它们是低温酶的主要来源。目前有关冰川微生物产酶的报道主要集中在蛋白酶[1,2,3,4,5,6]、脂肪酶[7,8,9]和碱性磷脂酶[10]的研究，并且上述研究都是一种菌产一种酶。而有关一菌多酶的报道仅见到冰川酵母菌[11]。目前尚未见一菌多酶的其它冰川微生物种类的报道。

单菌一次发酵生产复合酶的研究可以改变以往的不同酶种由不同菌株生产、再复配的作法，该方法可以提高生产效率、节约成本。而且各酶种来源于同一菌株，其安全性与复配性更有优势。同时由于生活污水中含有大量的纤维素、淀粉、脂肪和蛋白质等杂物，本研究旨在获得多酶一菌的菌株，从而为降低生活污水处理中的试验成本及简化污水处理繁琐工艺提供理论基础。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 实验材料

能够在-5～40℃生长的4株细菌LHG-C-9、HLG-C-14、ER-C-6和ER-C-8。LHG-C-9来自青藏高原老虎沟冰川雪样，HLG-C-14来自海螺沟冰川雪样，ER-C-6和ER-C-8来自东绒布冰川雪样。

1.1.2 试剂

实验用胰蛋白胨、酵母提取物为Oxoid原装，橄榄油为上海化学试剂站国产分装试剂，其他生化试剂均为国产分析纯或化学纯。

1.1.3 仪器

481恒温制冷摇床(上海热电科技有限公司);VIS-723可见分光光度计(上海精密科学仪器有限公司);p HS-3B精密p H计(上海精密科学仪器有限公司);ZHP-300振荡培养箱(上海安亭科学仪器)。

1.1.4 培养基

1.1.4.1 富集培养基

LB培养基:胰蛋白胨1.0%，氯化钠1.0%，酵母提取物0.5%，p H 7.0。

1.1.4.2 初筛培养基

初筛为固体培养基，产淀粉酶菌株的初筛培养基具体配方见参考文献[12]，产脂肪酶菌株的初筛培养基具体配方见参考文献[13]，产蛋白酶菌株的初筛培养基具体配方见参考文献[14]。

1.1.4.3 复筛培养基

复筛为液体发酵培养基，产淀粉酶菌株的复筛培养基具体配方见参考文献[12]，产脂肪酶菌株的复筛培养基具体配方见参考文献[13]。

1.2 方法

1.2.1 产淀粉酶菌株的筛选

1.2.1.1 菌种初筛

将实验室已经分离保存好的菌种接种到LB斜面培养基使其活化，后移接到液体培养基中，于20℃、150r/min下振荡培养24～36h，制备成液体菌种。用打孔法在固体的初筛培养基上均匀地打6个孔，用移液枪在每个孔中加0.2mL上述液体菌种，20℃培养36h后，加入卢戈氏碘液[15]，观察菌落周围透明圈的有无及大小。

1.2.1.2 菌种复筛

菌株于液体发酵复筛培养基中，20℃、150r/min下振荡培养48 h后，测定发酵液的酶活，筛选出淀粉酶高产菌株。酶活测定参照S Sengupta等[16]的方法。3,5-二硝基水杨酸比色法测定酶解后还原物的生成量，以表示酶的活力。一个酶活力单位定义为每分钟产生1 mmol还原糖(葡萄糖)的量[17]。所有测试均设3个重复。

1.2.1.3 产酶条件

1.2.1.3.1温度对产酶的影响

以复筛的液体发酵培养基，于不同温度(10、20、30、40℃)、150r/min振荡培养48h，寻找最佳的产酶温度。

1.2.1.3.2 p H对产酶的影响

用0.1mol/L HCl和0.1 mol/L Na OH调整复筛的液体发酵培养基至p H为3、4、5、6、7、8，于25℃、180r/min振荡培养48 h，寻找最佳的产酶p H。

1.2.1.4 淀粉酶粗酶特性

1.2.1.4.1酶最适作用温度

发酵液在4℃、10 000×g离心10min,以上清液作为淀粉酶和脂肪酶粗酶液,在10、20、30、40、50和60℃条件下热处理15min后,立即放入冰中,待测酶活,每个温度3个重复[18]。

1.2.1.4.2酶的热稳定性

将粗酶分别置于10、20、30、40、50、60℃水浴处理处理70min，每隔10 min取样测定残留酶活力(以未经处理的酶液作对照)。

1.2.1.4.3酶最适作用p H值

在酶活测定反应体系中，于最适作用温度下，分别以p H值为3.0、4.0、5.0、6.0、7.0、8.0(用磷酸二氢钠-柠檬酸缓冲液进行调节)测定酶活。

1.2.2 产脂肪酶菌株的筛选

1.2.2.1 菌种初筛

用打孔法在产脂肪酶的初筛培养基上进行菌种初筛，具体方法见1.2.1.1。产脂肪酶的菌株能分解Tween 80在菌落周围形成白色沉淀圈。以菌落直径与沉淀圈直径之比为初筛依据[19]。

1.2.2.2 菌种复筛

复筛采用液体发酵培养基，于20℃、150r/min下振荡培养48h后，测定发酵液的酶活。酶活测定参考对硝基苯棕榈酸酯(p-Nitrophenylpalmitate,p-NPB)分光光度计法[20]。以温度30℃，p H值为8.0条件下作用15min，将每分钟分解p-NPB释放1μmol对硝基苯酚(p-nitrophenol)所需的酶量定义为一个酶活力单位，以U表示。

具体方法如下:

溶液A:9.0mg p-NPB溶于30 m L异丙醇中。

溶液B:450 m L 50 mmol/L磷酸缓冲液(p H8.0)。

2.7mL基质溶液(由溶液A和溶液B按1∶9比例，缓慢混合，新鲜配制而成，该溶液至少可稳定2h)在30℃下恒温水浴5min，然后加入0.3mL稀释至一定程度的粗酶液，继续在30℃保温10min后用1mL 95%乙醇终止反应。

用分光光度计于410nm测定溶液中已释放对硝基酚的数量(以不加酶的溶液作对照)。

1.2.2.3 产酶条件

具体过程见1.2.1.3。

1.2.3 产蛋白酶菌株的筛选

用打孔法在初筛平板培养基上均匀地打6个孔，用移液枪在每个孔中加0.2mL液体菌种，20℃培养2～3d后，倒入10%三氯乙酸溶液，比较水解圈直径大小。

1.2.4 温度对菌株生长的影响

将初始浓度为5%的菌株置于LB液体培养基(配方见1.1.4.1)，5、10、15、20、25、30℃，200r/min培养。每3h于600nm测一次OD值。

2 结果与分析

2.1 菌种初筛和复筛

经卢戈氏碘液染色后，仅LHG-C-9能在淀粉酶初筛固体培养基上产生透明圈(图1a)。因此选取菌株LHG-C-9作为复筛的研究对象。经复筛后得到的LHG-C-9粗酶液经酶活测定其酶活可达到320U/m L。

4株试验菌种中，有2株(LHG-C-9和ER-C-8)在脂肪酶初筛固体培养基上产生白色的沉淀圈。选取菌种标准是以沉淀圈直径与菌落直径之比为大于3:1。如图1b所示，菌株LHG-C-9产生的白色沉淀圈直径为40mm，菌落直径为6mm符合选取标准。

2.2 产酶条件

2.2.1温度对产酶的影响

在复筛的液体发酵培养基的p H和不同的温度下，菌株的脂肪酶能力如图2a。在温度10～40℃之间培养LHG-C-9时，其所产酶的活力差异不大，40℃时产酶能力最高。

由图2b所示，LHG-C-9菌株在20℃下产淀粉酶能力最高。10℃时产酶量比30℃高，40℃产酶量最低。

2.2.2 p H对产酶的影响

用1mol/L的HCl和1mol/L的Na OH调节发酵培养基的初始p H值，分别为6、7、8、9和10，在温度25℃下将LHG-C-9发酵培养48h后，考察初始p H值对脂肪酶活的影响。从图3可以看出，初始p H值对产脂肪酶影响比较大，p H值为7时的产脂肪酶为9.2U/m L，其产酶能力最高。p H为8和9时所测相对酶活均比p H为5和6的高，p H 10的相对酶活最低。因此，LHG-C-9菌株在p H 7～9时的产酶能力比较强。

用1mol/L的HCl和1mol/L的Na OH调节发酵培养基的初始p H值，分别为3、4、5、6、7和8，在温度25℃下将LHG-C-9发酵培养48h后，考察初始p H值对淀粉酶活的影响。在p H 7时的酶活最大，为83.91U/m L,p H 8的酶活为p H 7的86.9%，p H 6的酶活为p H 7的26.3%，在p H 3～5时测不到酶活。

由此可以看出LHG-C-9在中性偏碱的条件下产脂肪酶和淀粉酶的能力比微酸性的高。

2.3 粗酶特性

2.3.1 淀粉酶和脂肪酶的最适作用温度及热稳定性

由图4可知，淀粉酶的最适反应温度为50℃，在该温度下酶活为224.9U/m L,10～20℃有酶活但较低，30～40℃有80%以上的酶活，60℃有75～80%的酶活。

脂肪酶在20℃时酶活性最高(9.2U/m L)，10～20℃酶活性上升，10℃仍有88%的活性;在20～50℃之间随着温度的上升酶活性平稳下降，到50℃时仍有68%的活性。

将淀粉酶和脂肪酶粗酶分别置于10、20、30、40、50、60℃水浴处理处理70min，每隔10min取样测定残留酶活力(以未经处理的酶液作对照)。

如图5所示，LHG-C-9所产脂肪酶在20～30℃之间具有良好的热稳定性，1h后仍能保留65%以上活力，而在50℃保留1h后酶活活力不足34%。60℃时该酶活力丧失很快，在50min时基本丧失酶活。表明此酶在较低温度下可保持较高活力，较高温度下活力很容易丧失。

如图6所示，LHG-C-9所产淀粉酶在20～50℃温浴20min的酶活比温浴10min的高，以后随着温浴时间的增加而降低。该酶在20～30℃的热稳定性比较好，在20℃下温浴30min与温浴10min的热稳定性均为温浴20min的87%，温浴1h后的酶活还剩59%，在30～40℃下温浴50min后酶活为50%以上。而在50℃下温浴50min后酶活为46%左右。该酶在60℃的高温下酶活下降非常快，温浴10min后酶活均为0。

2.3.2 淀粉酶和脂肪酶的最适作用p H

在磷酸缓冲液体系中，采用分光光度计法，20℃测定淀粉酶和脂肪酶酶活。如图7所示，淀粉酶的活力在p H值为7时最高，在p H值为6～8均有80%以上的酶活。且p H在8时的酶活比6时的高。脂肪酶酶活高峰也出现在p H 7处，p H 7～9酶活高于p H 5～6的，p H 10的酶活仅为15%。因此LHG-C-9所产淀粉酶和脂肪酶具有中性偏碱的特性。

2.4 温度对菌株生长的影响

由于只有LHG-C-9同时产淀粉酶和脂肪酶，只对其不同温度下的生长情况作了测定。菌株LHG-C-9在0～25℃条件下均能生长，高于25℃时不能生长，最适生长温度是15℃(图8)，因此该菌是耐冷菌。

3 讨论

根据Rosa Margsin等1991年[21]的定义，通常把最适催化温度在30℃左右，在0℃甚至更低温度仍有一定催化活力的酶称为低温酶，其主要特点是低温下的高催化活力和热不稳定性。根据该定义，本试验中LHG-C-9所产淀粉酶的最适作用温度为50℃，远远高于30℃，在10～20℃下虽有酶活，但活性较低。因此该酶属中温酶而不属于低温酶的范畴。对于该菌株所产的脂肪酶，在20℃时酶活性最高，10℃仍有88%的活性，因此属于低温酶。该研究中淀粉酶不属于低温酶而脂肪酶为低温酶的结果，说明来源于同一种低温微生物的酶类物质，并非都具有低温特性[22]。国外的研究也证明，相当部分来源于低温微生物的活性酶，其最适作用温度远远高于菌株生长的最适温度及温度上限。如Dong-Won Choo等[23]从阿拉斯加土壤分离到适冷菌(Pseudomonas sp.)B1 1-1，所产脂肪酶最适作用温度在对硝基苯丁酸酯的催化下为45℃，在对硝基月桂酸酯催化下为37℃。因此，对来自低温微生物的酶类物质，有必要对其温度特性进行检测以确定其是否为低温酶。

几乎所有的微生物都具有合成脂肪酶的能力，但是合成能力却有差异。因此，要达到工业化生产微生物脂肪酶的目的，首先必须筛选与所需酶学性质相符的高产菌株或构建高表达量的重组基因工程菌株[24]。本研究获得的产脂肪酶菌株的酶活最高为13U/m L，与报道的28.75U/m L[24]、30.2U/m L[25]、7.8U/m L[13]、6.87U/m L[20]和12.3U/m L[26]相比，属于中低等水平;所产淀粉酶的酶活最高为320U/m L，与报道的高记录的3 900U/m L[27]、396.8U/m L[28]和325.14U/m L[29]相比，属于中等水平。LHG-C-9所产脂肪酶虽属低温酶，但酶活不高，而所产淀粉酶不属于低温酶，酶活性也不算高。

篇4：珠穆朗玛峰绒布冰川水文过程初步研究

关键词：水利工程；流域地表；水文

引言：现代水利工程建设更加注重环保理念的应用，对于流域地表水文特点进行了充分的研究，明确流域地表水文生态特征，采用综合治理方式强化水利工程建设的影响，保证周边环境能够得到有效的改善。本文对水利工程建设中流域地表水文影响进行相应的分析，明确人类活动对于地表水文的影响，制定有效的措施不断的完善水利工程建设水平。

一、人类活动对地表水文的影响

地表水文在人类活动影响下产生直接的改变。人类由地表水直接抽取生活用水，造成河流、地下水资源数量减少，在根本上改变了地表水文状况。将生活生产工业产生的垃圾排放到地表水中，造成水资源严重污染，有害物质不但能够使水中生物发生变异或者死亡，同样人类饮用受污染的水资源之后将会影响到身体健康。在土地开发利用的过程中地表水也会受到破坏，人类生活范围的不断扩大，严重的影响到地表水资源的空间分布情况。城市化发展的过程中需要不断的扩大生活生产用地，兴建开采等活动造成的地表径流扩大，会威胁到洪水的产生。当地表水减少之后，人类就会进行地下水的开采。大量开采地下水使地下水位下降，使水资源不能够进行补给。同时在天然河道整治的过程中，会改变水流性質，影响到水资源生态条件。水利工程建设能够改变水流趋势.在兴建水库、水坝等过程中也会影响到水资源的整体划分，水文情势不容乐观。

二、水利工程建设与地表水文的关系

1.水利工程建模精度分析。在进行水利工程建模的过程中需要明确人类活动对于地表水文的影响特点。这样能够利用影响数据对构建模型具有重要的影响。水利工程建模精度在模拟效果上更加的突出，稳定性较高，能够为流域地表水文的影响提供相应的系数参考。根据水利工程模型对观测物的测量，能够表明水利工程对于径流的影响较为明显，并且会存在一定的差值，同时在水利工程完工之后会对地表水文进行相应的调节，通过获取的水利工程模型结果与实际测量数据进行对比能够清晰的显示地表水文变化。水利工程建设中的流域地表水文模拟效果较高。

2.神经网络模拟结果及意义。水利工程建模的过程中神经网络模拟效果最为明显，能够清晰的反映出水利工程对于流域地表水文的影响。在复杂的水文条件下开展的神经网络模拟建模不会受到水利工程建设的影响，能够降低水文因子与径流之间的关系效果，减弱相应的多元线性，使模型的模拟效果可行性增大。神经网络模拟能够对径流的模拟更加的突出，模拟效果明显。神经网络模型在模拟精度上最高，能够保证结果的稳定性。同时在水利工程建设完成之后将会获取对非线性模拟精度。神经网络模型在向量上能够体现更高的效果。神经网络模型对于流域地表水文的变化能够呈现清晰的变化。

三、水利工程对流域地表水文的影响

水利工程建设能够改变地表水文的空间格局，使地表水文状况发生根本性改变。在水利工程建设的过程中，需要对土地资源进行充分的利用，这种开发将会应影响到地表的降水情况，使地表水文的分配出现问题。流域地表水文产生的旱涝现象之间的影响到人类的活动。时空节律发生的改变需要人类对于流域地表水文情况开展持续的研究，明确近地表层大气主要成分，这样能够影响到地表水热均衡的状态。极端水文变化产生的空间格局改变将会导致自然灾害的发生，同时也会使人们的生产生活受到影响。根据神经网络模拟研究分析，温室效应的产生与流域地表水文发生改变有着直接的关系。但是水利工程建设能够对地表水文进行一定的调节，使人类应用水资源的能力进一步的提升。但是一旦发生资源浪费情况，将会使地表水资源受到破坏，水利工程建设只会适得其反。水利工程建设对于土地利用的情况较为明显，直接的受到水文影响产生系统性干扰。土地利用改变的水资源空间分布将会发生资源应用混乱。因此针对水利工程建设的开展需要进行详细的设计，保证水利工程建设对于流域地表水文的影响能够控制在可以接受的范围之内。

四、针对影响采取的措施

在水利工程建设的过程中可以应用补偿机制，这样能够调节各方之间的利益，能够在生态建设中投入更多的资金用于开展环境保护。补偿机制应该建立以政府为主导，强化社会融资的新型生态建设关系。实现市场化运作.在生态补偿建设上应该注重全面系统性。使各方面之间的关系能够形成利益共同体，这样有助于水利工程建设的开展。水利工程建设需要建立良好的监督管理机制。这是进行水利工程建设开展补偿机制的重点。在解决补偿过程中存在的利益纠纷，需要第三方进行监督，明确资金是否使用到位，同时对水利工程建设的影响进行全面的监督管理，这样能够及时的发现问题进行解决。监督管理部门应该具有法律赋予的权利，这是完善法律法规建设的重要体现。结束语：水利工程建设对周边环境的影响较为明显，特别是流域地表水文状况。水利工程建设能够满足人们生活生产用水需求，提升经济发展。本文水利工程对流域地表水文过程的影响进行了分析，探讨生态环境状况变化，详细说明了人类活动对地表水文的影响，突出人类在生产生活过程中的作用效果。根据流域地表水文情况阐释水利工程建设与流域地表水文之间的关系。水利工程对于流域地表水文的影响需要不断的进行优化。针对不同的水利工程建设开展优化创新工作。使水利工程建设对于流域地表水文的影响能够控制在能够接受的范围之内。