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初级生产量的测定方法之一___黑白瓶法(精)

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生态学知识点

生态学知识点

生态学知识点1.物质循环的特点：物质不灭，循环往复；物质循环与能量流动不可分割，相辅相成；物质循环的生物富集；生态系统对物质循环有一定的调节能力；物质循环中的生物作用。

各物质循环过程相互联系，不可分割。

2.影响物质循环速率的因素：有机物质腐烂的速率。

人类活动影响。

元素的性质。

生物的生长速率。

3.生物地球化学循环的类型：气体型循环、沉积型循环、水循环。

4.碳循环：c的存在形式：co2、无机盐、有机碳。

主要循环过程：生物的同化和异化过程。

大气和海洋间的co2交换。

碳酸盐的沉淀作用。

5.温室效应：大气中对长波辐射具有屏蔽作用的温室气体浓度增加使较多的辐射能被截留在地球外表而导致气温上升。

温室气体：CO2\CH4\N2O\SF6\CFCs\HFCs。

温室效应影响：海平面上升，淹没陆地。

全球气候常发生暴雨或干旱。

土地沙漠化，生态环境改变。

6.N循环：生物可利用的N的形式：NO3-\NO2-\NH4+。

N循环的主要过程：固氮作用、氨化作用、硝化作用、反硝化作用。

固氮作用意义：平衡反硝化作用。

对局部缺氮环境有重要意义。

使N进入生物循环。

氨化作用：由氨化细菌和真菌的作用将有机氮分解成为氨和氨化合物，氨溶水成为NH4+，为植物利用。

硝化作用：在通气良好的土壤中，氨化合物被亚硝酸盐细菌和硝酸盐细菌氧化为亚硝酸盐和硝酸盐，供植物吸收利用。

反硝化作用：反硝化细菌将亚硝酸盐转变成氮气，回到大气库中。

7.P循环：典型的沉积循环。

P以不活泼的地壳作为主要的储存库。

v磷的循环过程岩石经土壤风化释放的磷酸盐和农田中施用的磷肥，被植物吸收进入植物体内。

沿食物链传递，并以粪便、残体或直接以枯枝落叶、秸秆归还土壤。

含磷有机化合物经土壤微生物的分解，转变为可溶性的磷酸盐，可再次供应植物吸收利用，这是磷的生物小循环。

一局部磷脱离生物小循环进入地质大循环：•动植物遗体在陆地外表的磷矿化•磷受水的冲蚀进入江河，流入海洋。

8.赤潮：氮和磷的浓度大于0.2和0.02mg/L时，会引起水体的富营养性变化，促使藻类大量繁殖，在水面上聚集成大片的水华〔湖泊〕或赤潮〔海洋〕。

环境影响评价技术方法-5_真题-无答案

环境影响评价技术方法-5_真题-无答案

环境影响评价技术方法-5(总分150,考试时间90分钟)一、单项选择题(每题的备选选项中，只有一个最符合题意)1. 环境保护验收调查中，一般来说，对于旅游资源开发问题，应给予严重关注的是( )。

A. 土地资源占用B. 生态格局破坏C. 生态功能改变D. 视觉景观重建2. 某河流：单位时间内通过的某一断面平均流量为2000m3，该河流断面以上区域面积为1 000km2，则该河流断面的径流模数为( )。

A. 2000L/(s·km2)B. 0.002L/(s·km2)C. 2000mmD. 0.002mm3. 当建设项目污水排放量为30000m3/d时；对于小型湖泊水库，一级评价每( )取样布设一个取样位置。

A. 1～2.5km2B. 1.5～3km2C. 1.5～3.5km2D. 2～4km24. 大气的自净能力包括( )。

A. 平流输送、湍流扩散和沉积B. 平流输送、湍流扩散和化学转化C. 平流输送、湍流扩散和清除机制D. 平流输送、湍流扩散5. 生物生产量为2.3t/(hm2·a)属于( )。

A. 潜在的荒漠化B. 正在发展的荒漠化C. 强烈发展的荒漠化D. 严重的荒漠化6. 大气污染源调查中，将污染源按照点源和面源进行统计，面源包括无组织排放源和数量多、源强源高都不大的点源，对于范围较大的城区或工业区，一般是把( )的污染源列为面源。

A. 源高低于15m、源强小于0.02t/hB. 源高低于15m、源强小于0.04t/hC. 源高低于30m、源强小于0.04t/hD. 源高低于30m、源强小于0.02t/h7. 对于1、2、3级评价项目，生态影响评价范围要以重要评价因子受影响的方向为扩展距离，一般为( )。

A. 10～20km，2～10km，1～2kmB. 10～50km，5～10km，1～5kmC. 5～30km，2～5km，1～2kmD. 8～30km，2～8km，1～2km8. 有风点源适用于颗粒物粒径( )的污染物。

生态学试卷及标准答案

生态学试卷及标准答案

生态学试卷及答案————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：2生态学试卷参考答案及评分标准一、名词解释（每题2分，共20分）1.Population：种群，是在同一时期内占有一定空间的同种生物个体的集合。

2.Biodiversity：生物多样性，是指生物中的多样性和变异性以及物种生境的生态复杂性，它包括植物、动物和微生物的所有种及其组成群落和生态系统。

3.Niche：生态位，物种在生物群落或生态系统中的地位和角色。

4.Ecological factor：生态因子，是在环境因子中，直接或间接影响生物生长、发育、生殖、行为和分布的环境因子。

5.Gene flow：迁移压力的增强可以使某些基因从一个群体有效地散布到另一个群体中，称为基因流。

6.生态系统：在一定空间中共同栖息着的所有生物（即生物群落）与其环境之间由于不断地进行物质循环和能量流动过程而形成的统一整体。

7.生境：特定生物体或群体的栖息地的生态环境称为生境。

8.协同进化：种间关系中，彼此在进化过程和方向上的相互作用，即协同进化。

（或是一个物种的性状作为对另一物种性状的反应而进化，而后一物种的这一性状本身又是作为对前一物种的性状的反应而进化。

）9.热带雨林：一般认为热带雨林是指耐阴、喜雨、喜高温、结构层次不明显、层外植物丰富的乔木植物群落。

10.动态生命表：根据对同年出生的所有个体进行存活数动态监察的资料编制而成的生命表。

二、简答题（每题5分，共30分）1.物种形成的过程是什么？答：多数学者接受地理物种形成学说，将物种形成过程大体分为三个阶段（0.5分）：（1）地理隔离（1分）通常由于地理屏障将两个种群分隔开，阻碍了种群间个体交换，使种群间基因流受阻（0.5分）。

（2）独立进化（1分）两个彼此隔离的种群适应于各自的特定环境而分别独立进化（0.5分）。

初级生产率的测定

初级生产率的测定

烦人吉林化工学院设计性实验报告题目：初级生产率的测定教学院：资源与环境工程学院班级：安全工程1201班姓名：王品品学号： 12360107指导教师：刘辉实验日期：2014年9月21日初级生产率的测定王品品指导教师：刘辉（吉林化工学院资源与环境工程学院，吉林吉林12360107）摘要：初级生产量是指单位时间和单位面积上的绿色植物通过光合作用所制造的有机物质或所固定的能量，水体中各种浮游植物都在光合作用过程中吸收二氧化碳，释放氧气，浮游植物的种类不同。

因此可通过测定水中溶解氧的变化，间接计算水体的生产力。

所有消费者和分解者都直接或间接依赖初级生产量为主，从这个意义上讲，没有初级生产量就没有消费者和分解者，也就不会有生态系统。

在初级生产量中，有一部分是被植物的呼吸（R）消耗掉了，剩下的才用于植物的生长和繁殖，这就是净初级生产量（NP），而把包括呼吸消耗在内的全部生产量称为总初级生产量（GP）。

关键词：黑白瓶；初级生产量；浮游植物。

Abstract: primary production (primary production) refers to the unit time and per unit area is made by green plants by photosynthesis or fixed by the energy of organic matter, of all kinds of phytoplankton in water are in the process of photosynthesis to absorb carbon dioxide and release oxygen, different kinds of phytoplankton. So according to the variation of dissolved oxygen in water, indirect calculating the productivity of water bodies. All consumers and disintegrator directly or indirectly dependent on primary production is given priority to, in this sense, there is no primary production, there is no consumer and disintegrator, also there will be no ecological system.In primary production, a part of the is used up by the plant respiration (R), the rest is only used for plant growth and reproduction, this is the net primary production (NP), and all the production, including respiration consumption, known as the gross primary production (GP).Keywords: black and white bottles of ；primary production ；phytoplankton .前言：绿色植物的生物量生产是地球上生命赖以存在的能量基础, 而且为大部分各种类型的食物链提供了最基本的输入。

2024年环境影响评价工程师-环境影响评价技术方法考试历年真题摘选附带答案

2024年环境影响评价工程师-环境影响评价技术方法考试历年真题摘选附带答案

2024年环境影响评价工程师-环境影响评价技术方法考试历年真题摘选附带答案第1卷一.全考点押密题库(共100题)1.(多项选择题)(每题2.00 分)地下水环境监测点布设应遵循的原则有（）。

A. 以项目地区为重点，兼顾外围B. 以污染源下游监测为重点，兼顾上游和侧面C. 以污染源上游监测为重点，兼顾下游和侧面D. 以潜水和饮用水源含水层为重点，兼顾其他含水层2.(单项选择题)(每题 1.00 分) 下列选项中，关于主要侵蚀类型区的土壤容许流失量的表述中不正确的是（）。

A. 西北黄土高原区的土壤容许流失量为1000t/（km2.a）B. 东北黑土区的土壤容许流失量为200t/（km2.a）C. 南方红壤丘陵区的土壤容许流失量为300t/（km2.a）D. 西南土石山区的土壤容许流失量为500t/（km2.a）3.(不定项选择题)(每题 2.00 分) 大气环境影响评价中，三级评价附表应包括()。

A. 采用估算模式计算结果表B. 污染源调查清单C. 环境质量现状监测分析结果D. 常规气象资料分析表E. 环境影响预测结果达标分析表A. 地下水水力坡度大小B. 含水层厚度大小C. 介质颗粒粒径大小D. 抽取含水层的水量大小5.(单项选择题)(每题 1.00 分) 已知某河段长10km，规定的水环境功能为Ⅲ类（DO≥5mg/L），现状废水排放口下游3km和10km处枯水期的DO浓度值分别为5.0mg/L和5.5mg/L。

采用已验证的水质模型进行分析，发现在该排放口下游4~6km处存在临界氧亏点。

因此可判定该河段（）。

A. DO浓度值满足水环境的功能要求B. 部分河段DO浓度值未达标C. 尚有一定的有机耗氧物环境容量D. 现状废水排放口下游3.5km处DO浓度值达标6.(多项选择题)(每题 2.00 分) 2012年开展某燃煤电厂项目环评，大气影响环境评价工作等级为二级。

关于大气影响预测评价的说法，正确的有（）。

formal-实验7-水体生态系统初级生产量的测定

formal-实验7-水体生态系统初级生产量的测定

浙江师范大学生化学院
实验原理
“黑白瓶”测氧法：根据水中浮游植物和其他光合生物，利用光 黑白瓶”测氧法：根据水中浮游植物和其他光合生物， 黑白瓶 浮游植物和其他光合生物 能合成有机物，同时释放氧的原理，测定其初级生产力的方法。 能合成有机物，同时释放氧的原理，测定其初级生产力的方法。 将注满水样的白瓶和黑瓶悬挂在采水深度处，曝光一定时间后， 将注满水样的白瓶和黑瓶悬挂在采水深度处，曝光一定时间后， 白瓶 悬挂在采水深度处 黑瓶：只进行呼吸作用，瓶内的氧气逐渐减少 黑瓶：只进行呼吸作用，瓶内的氧气逐渐减少 （D） 呼吸作用 ） 白瓶：进行呼吸作用、光合作用（为主），瓶内氧气增加 白瓶：进行呼吸作用、光合作用（为主），瓶内氧气增加 （L） 呼吸作用 ），瓶内 ） 假定光照条件下与黑暗条件下，生物的呼吸强度相等， 假定光照条件下与黑暗条件下，生物的呼吸强度相等，白瓶黑瓶 光照条件下与黑暗条件下 的初始溶氧为I， 的初始溶氧为 ， 单位： 呼吸量为I-D；净光合量 ；总光合量为 ） 呼吸量为 ；净光合量L-I；总光合量为L-D （单位：mg/L·d）
浙江师范大学生化学院
实验 八 水体生态系统初级生产量的测定
一、实验目的和要求
1、以黑-白瓶法为例，学习测定水体初级生产力 、 白瓶法为例 白瓶法为例， 的原理和操作过程。 原理和操作过程。 过程 2、学习估算水体初级生产力方法，为评价水体 、学习估算水体初级生产力方法， 生产性能做准备。 生产性能做准备。
1. 测定工作最好在晴天进行。 测定工作最好在晴天进行。 2. 此方法常常因忽略细菌对氧的消耗，而低估了浮游 此方法常常因忽略细菌对氧的消耗， 低估了浮游 植物的初级生产量。 植物的初级生产量。 3. 如遇到光合作用很强时，形成过饱和氧很多，在瓶 如遇到光合作用很强时，形成过饱和氧很多， 中产生大的氧气泡不能放掉 可将瓶略微倾斜， 氧气泡不能放掉， 中产生大的氧气泡不能放掉，可将瓶略微倾斜，小 心打开瓶塞加入固定液，再盖上瓶盖充分摇动， 心打开瓶塞加入固定液，再盖上瓶盖充分摇动，使 氧气充分固定下来。 氧气充分固定下来。 4.每个样瓶至少滴定两次，两次滴定用量误差不超过 每个样瓶至少滴定两次， 每个样瓶至少滴定两次 0.05mg(0.01mol/L的Na2S2O3)。 的 。

初级生产量的测定方法之一___黑白瓶法

初级生产量的测定方法之一___黑白瓶法黑白瓶法，是一种常用的初级生产量测定方法，也称为比色法。

它的原理是通过比较若干标准溶液与待测溶液颜色的深浅来确定待测溶液的浓度。

下面我将详细介绍黑白瓶法的步骤和注意事项。

黑白瓶法的步骤如下：1.准备标准溶液：根据待测溶液的浓度范围，选择2-3个标准溶液进行比较。

标准溶液的浓度应该包括待测溶液的浓度范围，同时浓度之间应该有一定的差异，以便于比较。

将这些标准溶液放入黑色和白色瓶子中，分别标记。

2.准备待测溶液：将待测溶液放入一个透明的容器中，以便于观察颜色变化。

3.开始比较：将黑瓶和白瓶分别放在待测溶液两侧，同时观察三者的颜色。

比较时需要将黑瓶和白瓶放在同一水平面上，并保持适当的距离，以免产生阴影干扰。

观察时可以通过旋转瓶子来找到最佳观察角度。

4.判断颜色深浅：根据比较，判断待测溶液的颜色深浅程度。

如果黑瓶的颜色深于待测溶液，说明待测溶液浓度较低；如果白瓶的颜色深于待测溶液，说明待测溶液浓度较高。

通过比较黑瓶和白瓶的颜色，可以估计出待测溶液的浓度范围。

5.确定待测溶液浓度：根据比较结果，将待测溶液的浓度范围缩小，并再次比较。

可以逐步减小待测溶液的浓度范围，直到找到最接近待测溶液浓度的标准溶液。

根据标准溶液的浓度，可以判断待测溶液的浓度。

黑白瓶法的注意事项如下：1.选择适当的液体：黑白瓶法适用于液体溶液的浓度测定，不适用于固体和气体的浓度测定。

2.均匀搅拌：在测定前，需要充分搅拌待测溶液，以确保样品中所有溶质均匀分布。

3.避免误差：颜色深浅的判断可能受到个体主观因素的影响，所以一般需要两个以上的人员同时判断，取多数人一致的结果作为参考。

4.精确比较：为了避免光照对颜色产生影响，比较时建议在均匀背景下进行，如白色的实验台、纸张等。

5.参照标准溶液：准备标准溶液时，要使用已知浓度的标准溶液，并严格控制制备标准溶液时的操作条件，确保标准溶液的浓度准确可靠。

6.记录测定结果：在实验过程中，要及时记录比较结果，以方便后续的数据处理和结果分析。

初级生产量的测定方法

初级生产量的测定方法
生态系统初级生产量测定的方法较多，如收割法、CO2同化法、黑白瓶法、放射性同位素示踪法、叶绿素测定法、pH测定法等。

不同的方法可应用于不同类型生态系统初级生产量的研究，也各有优缺点。

1）收割法
该法常用于草原生态系统、农田生态系统和森林生态系统。

用各种剪刀、锯子或斧子将一定面积的植被地上部分全部取下，将植物的各种器官（如茎、枝、叶、花、果实等各部分）分开，包装起来带回实验室，或在野外直接称其“鲜重”，或烘干后再称干重（在100℃烘箱中烘干1~2d）。

注意：对于灌木以下的植物，精度应达到0.01g；称量时应去掉粘附的土壤等。

2）CO2同化法
该法常用于草原生态系统、农田生态系统，有时也用于森林生态系统。

该法测定生态系统的初级生产量，应先建立一个封闭系统（将要测定的对象与外界大气系统隔绝），实验开始前先用CO2红外测定仪测得CO2浓度，经过一段时间（实验时间根据实验对象特点和实验要求而定）的光合作用，再测封闭系统内的CO2浓度，其中减少的CO2已经被固定在植物体内的有机物中。

3）黑白瓶法
这种方法常用于测量水生态系统中浮游植物的初级生产力。

水质初级生产力测定—“黑白瓶”测氧法

中华人民共和国行业标准 SL354—2006水质初级生产力测定—“黑白瓶”测氧法1水质初级生产力测定——“黑白瓶”测氧法1 适用范围本标准规定了在水体中不同深度悬挂可曝光和不可曝光测定初级生产力的装置，经过24h曝光，以测定的溶解氧计算出单位时间、单位水柱日均生产力，作为评价水体富营养化水平的方法。

本标准适用于湖泊、水库、池塘等静水水体以及水流缓和的河流水域中初级生产力的测定。

模拟条件和实验室环境可以等效采用。

2 术语和定义:下列术语和定义适用于本标准。

2.1初级生产力 primary productivity：是指单位面积（或体积）水体在单位时间内生产有机物的能力。

通常指水中初级生产者藻类和光合细菌的光合作用率。

2.2水柱日生产力 productivity at a day on square meter water column：是指每平方米垂直水柱中初级生产者生产有机物的平均日生产力，以 g（O2）/m2·d表示。

2.3“黑白瓶”（black and white bottle）：本标准所指“黑白瓶”是可以进行曝光的（白瓶）和不可曝光的（黑瓶）测定初级生产力的装置。

3 方法原理:水体初级生产力是评价水体富营养化水平的重要指标。

水体初级生产力测定—“黑白瓶”测氧法是根据水中藻类和其他具有光合作用能力的水生生物，利用光能合成有机物，同时释放氧的生物化学原理，测定初级生产力的方法。

该方法所反映的指标是每平方米垂直水柱的日平均生产力[ g（O2）/m2·d]。

4 试验器具4.1 黑白瓶：容量在250～300ml之间，校准至1ml,可使用具塞、完全透明的温克勒瓶或其他适合的细口玻璃瓶,瓶肩最好是直的。

每个瓶和瓶塞要有相同的编号。

用称量法来测定每个细口瓶的体积。

玻璃瓶用酸洗液浸泡6h后，用蒸馏水清洗干净。

黑瓶可用黑布或用黑漆涂在瓶外进行遮光，使之完全不透光。

4.2 采水器：可使用有机玻璃采水器。

初级生产量的测定方法之一___黑白瓶法(精)

为了研究水体中的固氮过程，需把溶于水中的大气氮移出（通常是用氦清除），然后用一种稳定的氮同位素15N取而代之，并用质谱分析仪跟踪观察这种同位素的去向，这种方法与使用14C测定初级生产量的方法大体相同。P . Richard等人用这种方法研究过sanctusry湖的固氮过程。研究表明：高固氮率与三种蓝绿藻（鱼腥藻属）存在着正相关。对其他两个湖（Mondota和wingra湖）的研究也表明：高固氮率与其他蓝绿藻（包括Gleotrichia echinulata）的大量存在密切相关。而在马尾藻海，高固氮率则与束毛藻（trichodesmium属）的存在相关。固氮过程所需要的能量是靠这些蓝绿藻的光合作用提供的，也就是说，蓝绿藻所生产的有机物质提供了固氮所需要的能量（615 x 103）.Mol-1）。
已知有固氮能力的细菌和藻类很多，但为了方便可把它们分为两个类群：一类是共生的固氮生物（主要是细菌，但也有真菌和藻类），另一类是自由生活的固氮生物（包括细菌、藻类和其他一些微生物）。共生的固氮生物主要生活在陆地，而营自由生活的固氮生物在陆地和水域都有。但共生固氮生物在数量上至少要比营自由生活的固氮生物多几百倍。在共生固氮生物中，根瘤菌（Rhizobium）是最重要的，也是人类了解最清楚的。根瘤菌对宿主植物（如豌豆、三叶草和菜豆等豆科植物）有高度的特异性，一定种类的根瘤菌只同一定种类的豆科植物发生共生关系，这些根瘤菌可潜入豆科植物的根毛，然后进行繁殖。已知有10多种高等植物（如鼠李、杨梅和恺木等）也有共生生物固氮作用。由于豆科植物与根瘤菌之间已经形成了密切的共生关系，所以豆科植物离开了根瘤菌就不能固氮，而把根瘤菌接种在其他植物上也不能固氮。
初级生产量的测定方法之一___黑白瓶法
用红外气体分析仪无法对水生生态系统的二氧化碳进行测定，所以在二氧化碳同化法的基础上又提出了适应于水生生态系统的黑白瓶法，主要是对含氧量进行测定。1927年，T . Gaarder和H . H . Gran首次将这种方法用于海洋生态系统生产量的研究，这种方法现在已得到了广泛应用，其方法十分简便。首先是从池塘、湖泊或海水的一定深度采取含有自养生物（如藻类）的水样（水样中难免也含有某些异养生物如细菌和浮游动物等），然后将水样分装在成对的小样瓶中，样瓶的容积通常是125～300 ml。在每对样瓶中总是有一个白瓶一个黑瓶，所谓白瓶就是透光瓶，里面可进行光合作用；所谓黑瓶就是不透光瓶，里面不能进行光合作用，但有呼吸活动。黑瓶和白瓶同时被悬浮在水体中水样所在的深度，放置一定时间后（通常是4～8小时，也可到24小时）便从水体中取出，用标准的化学滴定法或电子检测器测定黑瓶和白瓶中的含氧量。根据白瓶中含氧量的变化可以确定净光合作用量和净光合作用率，根据黑瓶中所测得的数据可以得知正常的呼吸耗氧量。同时利用黑瓶和白瓶的测氧资料就可以计算出总初级生产量。黑白瓶法的基本假设条件是：植物的呼吸作用在黑瓶中和白瓶中是一样的，这一点对于某些种类的植物来说和对于短时间的实验来说是可以成立的，但也有很多种类的植物在黑暗条件下常表现出不同的呼吸率。黑白瓶法的另一个不足之处是，它必须把整体群落的一部分（一个取样）完全密封起来，而这个取样往往不能完全反映取样所属种群的实际状况（可通过多次重复实验进行校正）。此外，取样中异养生物的数量变化也会使呼吸消耗偏离正常值。再有，取样中的水是静止的，而在实际情况下水是不断流动的，使运动中的各种营养物质不断到达和离开光合作用发生地点。最后，从一定水深处采上来的水样如果曝光时间太长也会发生光合作用。尽管黑白瓶法存在上述的一些缺点，但这种方法还是得到了广泛应用。黑白瓶的基本原理是测定水中含氧量的变化，另一种类似的方法是在一天时间内（24小时）每隔2～3个小时对水生生态系统的含氧量进行一次自动监测。如果把一个电子检测器接到一个自动记录装置上，就可以连续24小时对一个水生生态系统的含氧量进行取样。这个方法的优点是直接测定整个生态系统而不是测定一些小的取样，此法还用自然光周期取代黑瓶对夜晚的模拟。总之，上述两种方法都是运用各种计算来确定氧的净生产量，然后再利用光合作用方程计算出总初级生产量。
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2．氨化作用
当无机氮经由蛋白质和核酸合成过程而形成有机化合物（主要是胺类，即-NH2）以后，这些含氮的有机化合物通过生物的新陈代谢又会使氮以代谢产物（尿素和尿酸）的形式重返氮的循环圈。土壤和水中的很多异养细菌、放线菌和真菌都能利用这种富含氮的有机化合物。这些简单的含氮有机化合物在上述生物的代谢活动中可转变为无机化合物（氨）并把它释放出来。这个过程就称为氨化作用（ammonification）式矿化作用（minerahzation）。实际上，这些微生物是在排泄它们体内过剩的氮。有些具有氨化作用的微生物只能利用陈而不能利用简单的氨基酸，或者只能利用尿素而不能利用尿酸。相反，其他的微生物则能利用多种多样的含氮有机化合物。氨化过程是一个释放能量的过程，或者说是一种放热反应（exothermic reaction）。例如，如果蛋白质的基本构成物是甘氨酸，那么lmol的这种蛋白质经过氨化就可释放出736 X 103）的热能。这些能量将被细菌用来维持它们的生命过程。
初级生产量的测定方法之一___黑白瓶法
用红外气体分析仪无法对水生生态系统的二氧化碳进行测定，所以在二氧化碳同化法的基础上又提出了适应于水生生态系统的黑白瓶法，主要是对含氧量进行测定。1927年，T . Gaarder和H . H . Gran首次将这种方法用于海洋生态系统生产量的研究，这种方法现在已得到了广泛应用，其方法十分简便。首先是从池塘、湖泊或海水的一定深度采取含有自养生物（如藻类）的水样（水样中难免也含有某些异养生物如细菌和浮游动物等），然后将水样分装在成对的小样瓶中，样瓶的容积通常是125～300 ml。在每对样瓶中总是有一个白瓶一个黑瓶，所谓白瓶就是透光瓶，里面可进行光合作用；所谓黑瓶就是不透光瓶，里面不能进行光合作用，但有呼吸活动。黑瓶和白瓶同时被悬浮在水体中水样所在的深度，放置一定时间后（通常是4～8小时，也可到24小时）便从水体中取出，用标准的化学滴定法或电子检测器测定黑瓶和白瓶中的含氧量。根据白瓶中含氧量的变化可以确定净光合作用量和净光合作用率，根据黑瓶中所测得的数据可以得知正常的呼吸耗氧量。同时利用黑瓶和白瓶的测氧资料就可以计算出总初级生产量。黑白瓶法的基本假设条件是：植物的呼吸作用在黑瓶中和白瓶中是一样的，这一点对于某些种类的植物来说和对于短时间的实验来说是可以成立的，但也有很多种类的植物在黑暗条件下常表现出不同的呼吸率。黑白瓶法的另一个不足之处是，它必须把整体群落的一部分（一个取样）完全密封起来，而这个取样往往不能完全反映取样所属种群的实际状况（可通过多次重复实验进行校正）。此外，取样中异养生物的数量变化也会使呼吸消耗偏离正常值。再有，取样中的水是静止的，而在实际情况下水是不断流动的，使运动中的各种营养物质不断到达和离开光合作用发生地点。最后，从一定水深处采上来的水样如果曝光时间太长也会发生光合作用。尽管黑白瓶法存在上述的一些缺点，但这种方法还是得到了广泛应用。黑白瓶的基本原理是测定水中含氧量的变化，另一种类似的方法是在一天时间内（24小时）每隔2～3个小时对水生生态系统的含氧量进行一次自动监测。如果把一个电子检测器接到一个自动记录装置上，就可以连续24小时对一个水生生态系统的含氧量进行取样。这个方法的优点是直接测定整个生态系统而不是测定一些小的取样，此法还用自然光周期取代黑瓶对夜晚的模拟。总之，上述两种方法都是运用各种计算来确定氧的净生产量，然后再利用光合作用方程计算出总初级生产量。
由于反硝化作用是在无氧或缺氧条件下进行的，所以这一过程通常是在透气较差的土壤中进行的。依据同样的道理，在氧气含量很丰富的湖泊和海洋表层，反硝化作用便很难发生。但是在水生生态系统缺氧的时期，分子氮就可以通过反硝化过程而产生，这一现象已在Aiaskan湖被观察到了。J . Goering从湖底和冰层下lm深处采集水样（冬季），注入标记氮的硝酸盐（K15NO3），然后将水样培养在与湖温相同的温度下。用质谱分析仪进行分析表明：湖底水样中的反硝化过程约比湖面附近快6倍，反硝化作用最重要的终结产物是分子氮，但是没有NO和N20，分子氮如果未在固氮活动中被重新利用则会返回大气圈库。
目前，对开阔海洋及其海底沉积物中的硝化作用还不十分了解。1962年，5 . Watson首次报道了从开阔大洋海水中分离出来的海洋亚硝化菌，他的研究表明，这是一种专性自养细菌，它只能从氨中获得能量和从二氧化碳中获得碳。不少科学家认为，氮素是海洋浮游植物生产量的主要限制因素。
4．反硝化作用（也称脱氮作用）
3．硝化作用
虽然有些自养细菌和海洋中的很多异养细菌可以利用氨或按盐来合成它们自己的原生质，但一般说来，氨或按盐这些含氮化合物难以被直接利用，而必须使它们在硝化作用（nitrification）中转化为硝酸盐。这个过程在酸性条件下分为两步，第一步是把氨或按盐转化为亚硝酸盐( NH4+→NO2-）；第二步是把亚硝酸盐转变为硝酸盐（NO2-→NO3-）。亚硝化胞菌（Nitro - somonas属）可使氨转化为亚硝酸盐，而其他细菌（如硝化细菌）则能把亚硝酸盐转化为硝酸盐。这些细菌全都是具有化能合成作用的自养细菌，它们能从这一氧化过程中获得自己所需要的能量。它们还能利用这些能量使二氧化物或重碳酸盐还原而获得自己所需要的碳，同时产生大量的亚硝酸盐或硝酸盐。据R . Jackson和F . Raw的研究，亚硝化胞菌（N．europaea）每同化一个单位的二氧化碳就可使35个单位的氨氧化为亚硝酸盐；而硝化菌（Nitrobacte , agilis）每同化一个单位的二氧化碳可使76一135个单位的亚硝酸盐氧化为硝酸盐。硝酸盐和亚硝酸盐很容易通过淋溶作用从土壤中流失，特别是在酸性条件下。
【别名】蜈蚣蕨、长叶甘草蕨、舒筋草、牛肋巴、小贯仲
【来源】蕨类凤尾蕨科凤尾蕨属植物蜈蚣草Pteris vittata L.，以全草或根状茎入药。全年可采，洗净，晒干。
【性味归经】淡，平。
【功能主治】祛风活血，解毒杀虫。用于防治流行性感冒，痢疾，风湿疼痛，跌打损伤；外用治蜈蚣咬伤，疥疮。
【用法用量】根状茎2～4钱。外态系统中，固氮生物大都是非共生生物，但有一个重要例外，这就是满江红（Azolla）及其共生物蓝绿藻［鱼腥藻（Anabaoa ) ]，它们广泛分布于我国温带和亚热带的水稻田中，被农民作为肥料加以利用，因此对农业生产有重要意义。在非共生固氮生物中既有需氧细菌也有厌氧细菌，还包括蓝绿藻。需氧固氮菌［如固氮菌属（Azotobactr)］广泛分布在土壤中以及淡水和海水中；厌氧菌［如梭菌属（Clostridium )］的分布也同样广泛。事实证明：土壤和水体中的很多细菌都有固氮能力，又由于它们数量极多，所以它们固定的氮量也相当可观。例如在盐沼的沉积层中，细菌固氮量相当于藻类固氮量的10倍。这里值得强调的一点是：所有的共生和非共生固氮菌都需要从外部供应糖类，以便作为一种能源去完成固氮过程的吸热反应，因为没有任何一种固氮菌能够进行光合作用【固定1 mol氮气（N2）需吸热615 x 103)］。
1．固氮
由于大气成分的79％是氮气，所以氮最重要的储存库就是大气圈，但是大多数生物又不能直接利用氮气，所以以无机氮形式（氨、亚硝酸盐和硝酸盐）和有机氮形式（尿素、蛋白质和核酸等）存在的氮库对生物最为重要。大气中的氮只有被固定为无机氮化合物（主要是硝酸盐和氨）以后，才能被生物所利用。虽然固氮的方法有物理化学法和生物法两种，但其中以生物固氮法最为重要。据估计，靠电化学和光化学固氮，每年平均可固氮7.6x106t，而生物固氮平均每年的固氮量为54 x 106t，靠工业固氮人类每年合成氮肥约30 x 106t，这也是一个不小的数字。根据人类合成氮肥的增产速度，估计到20世纪末，每年约可生产氮肥100 x 106t。C . C . Delwich。认为：现在的工业固氮量约等于现代农业到来之前的生物固氮量。固氮过程首先需要分子氮激活，使其分裂为两个自由氮原子（N2→2N )，这个过程需要消耗能量，在生物固氮时，1 mol的N2约耗能669x103）。在自由氮与氢结合形成氨气时( N一NH3）, lmol的氮气（289）可释放54 x 103）能量，因此，固定1 mo1的氮气，只需输入615 x 103）能量就够了（即669一54 = 615）。除了光化学固氮法外，所有固氮生物都需要从外部提供碳化合物作为一种能源，以便影响这一吸热反应。生物固氮需要两种酶（固氮酶和氢化酶）进行调节，生物固氮的意义在于低能消耗，而工业固氮需要极高的温度和极大的压力（即400℃高温和2 x 104kpa）。
已知有固氮能力的细菌和藻类很多，但为了方便可把它们分为两个类群：一类是共生的固氮生物（主要是细菌，但也有真菌和藻类），另一类是自由生活的固氮生物（包括细菌、藻类和其他一些微生物）。共生的固氮生物主要生活在陆地，而营自由生活的固氮生物在陆地和水域都有。但共生固氮生物在数量上至少要比营自由生活的固氮生物多几百倍。在共生固氮生物中，根瘤菌（Rhizobium）是最重要的，也是人类了解最清楚的。根瘤菌对宿主植物（如豌豆、三叶草和菜豆等豆科植物）有高度的特异性，一定种类的根瘤菌只同一定种类的豆科植物发生共生关系，这些根瘤菌可潜入豆科植物的根毛，然后进行繁殖。已知有10多种高等植物（如鼠李、杨梅和恺木等）也有共生生物固氮作用。由于豆科植物与根瘤菌之间已经形成了密切的共生关系，所以豆科植物离开了根瘤菌就不能固氮，而把根瘤菌接种在其他植物上也不能固氮。
生墙上或石隙间。分布陕西、甘肃、河南、湖北、湖南、江西、浙江、福建、台湾及华南、西南各地。
本植物的根(蜈蚣草根)亦供药用，另详专条。
【采集】全年可采。
【选方】治疥疮：蜈蚣草(全草)二两，一扫光四两。大蒜杆(干的)四两。煎水洗一日三次。并须内服消毒药：白土茯苓、白鲜皮、蒲公英各一两，八爪金龙四钱。煎水服，一日三次。(《贵州民间药物》)【概况】肾蕨又名蜈蚣草，为肾蕨科肾蕨属植物。肾蕨叶片翠碧光润，四季常青，经久不凋。由于耐阴，养护方便，为人们喜爱的室内盆栽观叶植物。
【摘录】《全国中草药汇编》
【植物形态】蜈蚣草
多年生草本，高1.3～2米。根状茎短，被线状披针形、黄棕色鳞片，具网状中柱。叶丛生，叶柄长10～30厘米，直立，干后棕色，叶柄、叶轴及羽轴均被线形鳞片；叶矩圆形至披针形，长10～100厘米，宽5～30厘米，1次羽状复叶；羽片无柄，线形，长4～20厘米，宽0.5～1厘米，中部羽片最长，先端渐尖，先端边缘有锐锯齿，基部截形，心形，有时稍呈耳状，下部各羽片渐缩短；叶亚革质，两面无毛，脉单1或1次叉分。孢子囊群线形，囊群盖狭线形，膜质，黄褐色。