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摘要:为了解土地利用方式对中亚热带土壤易氧化有机碳(ROC)及碳库管理指数(CMI)的影响,采用KMn O4氧化法,对湘中丘陵区6种土地利用类型:石栎(Lithocarpus glaber)-青冈(Cyclobalanopsis glauca)次生林、杉木(Cunninghamia lanceolata)人工林、毛竹(Phyllostachys edulis)林、苗圃、农用旱地、水田土壤ROC含量及其季节动态变化进行测定,以石栎-青冈次生林土壤为参照,计算土壤CMI,分析土壤ROC含量、CMI与土壤理化性状的关系。结果表明,同一土层ROC含量、ROC分配比例在不同土地利用类型之间差异显著,ROC含量表现为石栎-青冈次生林〉毛竹林〉水田〉杉木人工林〉农用旱地〉苗圃,ROC分配比例为水田〉石栎-青冈次生林〉毛竹林〉农用旱地〉苗圃〉杉木人工林;与石栎-青冈次生林相比,毛竹林、水田、杉木人工林、农用旱地、苗圃土壤ROC含量依次下降了9.8%-15.6%、22.0%-36.3%、27.6%-40.1%、47.4%-51.2%、58.0%-65.5%,水田、毛竹林、杉木人工林、农用旱地、苗圃土壤CMI依次下降了11.6%-18.4%、9.1%-20.9%、40.0%-44.1%、48.6%-51.5%和59.3%-66.6%;6种土地利用类型土壤ROC含量的季节变化节律基本一致,表现为春夏季较秋冬季高,夏季最高,冬季或秋季最低;土壤ROC含量、CMI与土壤SOC、全N、全P、水解N、有效P含量之间呈显著或极显著正相关,与土壤p H呈极显著负相关,与土壤含水率、全K、速效K不相关。土地利用方式对土壤ROC含量、CMI影响显著,次生林转变为人工林或农用地后,土壤碳库稳定性和生物可利用性下降。
摘要:造林工程已经对生态恢复起到重要作用,并将对全球碳素循环起到积极作用。以内蒙古农牧交错带小叶杨(Populus simonii)人工林为研究对象,并以天然草地为对照,分析了退牧还林对生态系统碳储量和碳循环的影响。结果表明,造林活动使植被碳库迅速增加,凋落物碳库及生态系统碳库基本上随林龄的增加而缓慢增加,土壤碳库则随林龄增加出现先降低再增加的趋势;小叶杨林木平均碳汇速率表现为:幼龄林〉中龄林〉近熟林〉成熟林;以成熟林(30 a)为参照,小叶杨林木固碳潜力为4 500 g·m^-2,生态系统固碳潜力为5 141.79 g·m^-2。研究结果表明,内蒙古农牧交错区退牧还林后种植的小叶杨人工林在长时间尺度上是一个可观的碳汇。
摘要:稻田CH4氧化是CH4排放的自然调节,受多种因素的影响。中国水稻种植区分布广,不同地区的气候环境条件以及水肥管理措施,都会影响稻田CH4氧化及碳同位素分馏过程。因此,对比研究不同地区稻田甲烷氧化和同位素分馏规律,甄别其影响因子,有助于进一步认识稻田甲烷氧化规律,也可为稻田温室气体减排调控提供科学依据。文章基于稳定性碳同位素的方法,结合室内好氧培养试验,测定了全国主要水稻产区(四川、湖南、江西、浙江、广东和辽宁)典型稻田土壤的CH4氧化过程,确定了CH4氧化碳同位素分馏系数α(ox),研究了不同稻田土壤在不同水分条件下的CH4氧化和同位素分馏的差异及规律。结果表明,四川资阳以及湖南宝洞峪的水稻土壤CH4氧化潜力相对偏低,平均为其他地区土壤的六分之一。同时,不同地区稻田土壤CH4氧化同位素分流系数(^13C)αox差异较大,且与CH4氧化潜力呈显著负相关。在85%WHC(soil water holding capacity)和1∶1水土质量比时,相关系数分别为-0.85(P=0.032)和-0.82(P=0.047)。进一步研究发现,土壤CH4氧化潜力与土壤活性铁含量呈显著正相关,在85%WHC和1∶1水土质量比时,相关系数分别为0.86(P=0.042)和0.90(P=0.035);而αox则与土壤活性铁含量呈显著负相关,85%WHC和1∶1水土质量比时,相关系数均为-0.92(P=0.026)。由以上结果可知,土壤水分和土壤活性铁是影响CH4氧化潜力和碳同位素分馏的重要因素,而有关其作用机制仍需进一步的研究。
摘要:土壤呼吸是陆地生态系统碳循环研究的关键问题之一。为了研究绿洲荒漠演化过程土壤呼吸的变化特征及其影响因素,运用地统计学的方法分析了500 m间隔取样尺度下甘肃省玉门镇饮马农场一条绿洲荒漠过渡带(荒漠、荒漠-绿洲、绿洲)土壤呼吸速率在不同时期(5、7、10月)的时空变异性,并结合过渡带不同监测点的植被盖度、土壤温度、空气相对湿度、土壤容积含水量以及土壤0-20 cm土层pH值、盐分、HCO3^-、Cl^-、Ca^2+、Mg^2+、SO4^2-、K^+、Na^+等理化性质分析,探讨了环境因素与土壤呼吸速率之间的相关性。结果表明:从荒漠向绿洲过渡,土壤呼吸速率从荒漠端的1.21μmol·m^-2·s^-1逐渐增大到绿洲端的4.85μmol·m^-2·s^-1,增加3倍。从季节变化来看,7月份土壤呼吸速率最大,10月份土壤呼吸速率最小,5月份土壤呼吸速率居中。绿洲荒漠过渡带土壤呼吸速率的变异系数为64.1%^78.1%,属中等变异。从空间相关性来看,7月和10月土壤呼吸速率的块金值为0.065和0.113,均小于0.25,空间相关性强;5月份土壤呼吸速率的块金值为0.690,空间相关性中等。研究发现土壤呼吸速率与土壤温度呈极显著正相关关系(P=0.002)。
摘要:林火是森林生态系统的重要干扰因素之一。在内蒙古大兴安岭兴安落叶松(Larix gmelinii)林区,分别选取2014年、2006年、1995年、1986年的火烧区,以临近未过火区作为对照,研究在火烧发生0、8、19、28年后,4个不同时间序列下林火干扰对土壤温室气体通量和土壤性质的影响。结果表明:火烧发生0、8、19、28年后,土壤p H分别较对照增加了7.7%、2.0%、3.4%、4.0%;土壤有机质含量分别较对照降低了63.8%、26.6%、35.3%、11.3%,土壤全氮含量分别较对照降低了53.2%、19.7%、21.7%、16.2%;土壤有效氮含量在火烧发生0年和8年后分别较对照降低了28.1%和9.5%,火烧发生19年后较对照增加了16%;火烧发生28年后土壤有效氮含量与对照无显著差异。CH4平均吸收通量在火烧发生0、8、19年后,较对照分别下降了51.0%、45.0%、7.1%,火烧发生28年后与对照相比差异不显著。火烧发生当年,CO2通量较对照增加了64.5%,其他3个时间序列火烧对土壤温室气体通量的影响结果不一。火烧发生当年,N2O排放通量较对照增加了69.2%,达到最高排放量139.3μg·m^-2·h^-1。火烧发生8、19、28年后土壤N2O排放通量分别较对照减少了5.6%、14.6%、37.9%。温室气体通量和土壤性质的灰色关联分析表明,CH4和CO2通量与土壤有机质含量关联度最大,N2O排放通量与土壤全氮含量关联度最大。火灾发生当年土壤CH4的吸收下降,土壤CO2和N2O的排放增加,随着植被的演替和土壤生态系统的逐步恢复,火灾发生区与未过火区之间的土壤性质及温室气体通量的差异逐渐变小。
摘要:石漠化最突出的特征是水土和养分的流失,石漠化发展造成地表严重缺土。稀缺的土壤资源是生态恢复的重要限制性因素,其中,土壤质量是生态恢复重建的关键。研究石漠化生态恢复过程中土壤质量的变化特征,对石漠化区的植被重建和土壤养分的调控与管理具有重要意义。以环江古周生态恢复重建区为研究区,在野外调查和资料查阅的基础上,在研究区内选取具有代表性的人工任豆(Zenia insignis)林,分别在坡地和洼地按照石漠化的不同程度设置样地。采用野外取样与室内分析相结合的方法,采集土壤样品。研究了潜在、轻度、中度和重度石漠化土地及其分层土壤的容重、含水量、pH值、有机质(SOM)、全氮(TN)、全磷(TP)、全钾(TK)、碱解氮(AN)、有效磷(AP)和速效钾(AK)等土壤质量要素的变化情况并对其进行分析。结果表明,(1)石漠化生态恢复过程中,植被系统的恢复促使生物量增加,土壤有机质的来源变广,土壤养分含量增多。(2)石漠化生态恢复过程中,土壤质量不断变好,促进了地表植被的生长,石漠化治理效果明显。因此,土壤质量的向好与石漠化生态恢复过程形成相互促进的关系,并在生态恢复方向和阶段上具有一致性和同步性。(3)从重度石漠化到轻度石漠化,坡地土壤全氮平均含量从1.22 g·kg^-1上升到1.88 g·kg^-1,增幅为54.10%;洼地土壤全氮平均含量从1.13g·kg^-1上升到1.36 g·kg^-1,增幅仅为20.35%。坡地样地土壤碱解氮平均含量从84.55 mg·kg^-1上升到164.31 mg·kg^-1,增幅为94.33%;洼地样地土壤碱解氮平均含量从41.90 mg·kg^-1上升到82.57 mg·kg^-1,增幅为97.06%。坡地样地土壤速效钾平均含量从36.61 mg·kg^-1上升到58.52 mg·kg^-1,增幅为59.85%;洼地样地土壤速效钾平均含量从15.02 mg·kg^-1上升到28.09 mg·kg^-1,增幅为87.02%。(4)研究区内石漠化生态恢复�
摘要:低效杉木(Cunninghamia lanceolata)人工林的改造在我国林业建设中占有重要地位,其目标主要是促进低效杉木人工林转变为结构复杂的针阔混交林,从而提高其生态系统功能。以南亚热带地区杉木林改造后的针阔混交林为研究对象,比较了不同树种组合模式的土壤理化性质、碳储量和乔木层生物多样性的差异,并采用主成分分析对不同树种组合模式进行综合评价。结果表明,土壤理化性质在不同树种组合模式间存在显著差异。生态系统碳储量介于110.01-183.24 t·hm^-2之间,主要存储于土壤层(70.1%-85.7%),其次是植被层(11.5%-25.8%)和凋落物层(0.8%-5.2%);植被层中85%以上的碳集中于乔木层。不同树种组合模式的生物多样性差异明显,其中丰富度指数的差异最大。采用主成分分析的方法,将26个评价指标提取为5个主成分,可反映针阔混交林改造模式92.7%的变异性。综合评价得分表明,在本地区对杉木林进行皆伐改造时,优化的树种组合模式为:(1)杉木+阴香(Cinnamomum burmanni)+米老排(Mytilaria laosensis)+红锥(Castanopsis hystrix)+火力楠(Michelia macclurei);(2)杉木+米老排+阴香+山杜英(Elaeocarpus sylvestris)+枫香(Liquidambar formosana);(3)杉木+红花荷(Rhodoleia championii)+刺桐(Erythrina variegata)+火焰木(Spathodea campanulata)+灰木莲(Mangletia glauca)。研究结果可为南亚热带地区低效针叶林改造、生态林经营及生态系统服务功能评估提供参考。
摘要:该研究旨在揭示秦岭大熊猫主要栖息地植物群落分布规律及其与环境的对应关系。在研究区设置2条样带,每条样带各设置40-50个样地,共计93个。通过样地调查,利用双向聚类法(Two-way Clustering Method)、DCA、DCCA对秦岭大熊猫(Ailuropoda melanoleuca)栖息地森林群落进行数量分类和排序。(1)TWINSPAN将研究区93个样地分成太白红杉(Larix chinensis)、巴山冷杉(Abies fargesii)、铁杉(Tsuga chinensis)、华山松(Pinus armandii)、油松(Pinus tabulaeformi)、锐齿槲栎(Quercus aliena var.acuteserrata)等34个群落类型,并通过去趋势对应分析(DCA)对93个样地进行排序,结果表明不同类型样地呈现聚集分布,充分验证了TWINSPAN对群落类型划分的科学性。(2)通过对93个样地除趋势典范对应分析(DCCA)和Monte Carlo显著性检验表明,在分析12个环境因子中,制约秦岭南坡大熊猫栖息地群落类型、植物种分布格局的主要因素是海拔、坡度、速效磷与全磷。海拔、坡度、速效磷和全磷能够很好地解释群落样地及优势种在环境梯度上的分布,同时表现出样方间在种类和环境因子组成上的相似性。
摘要:以贝加尔针茅草甸草原优势种羊草(Leymus chinensis)为研究对象,通过设置氮沉降量分别为0 kg·hm^-2(CK)、30 kg·hm^-2(N30)、50 kg·hm^-2(N50)、100 kg·hm^-2(N100)、150 kg·hm^-2(N150)的5个处理进行连续6 a(2010—2015年)模拟氮沉降的野外控制试验,测定羊草光合特性和叶片功能特性对氮沉降的响应。结果表明:N30、N50、N100、N150处理羊草的光饱和点(LSP)分别比CK处理低40.32%、19.73%、38.18%、37.75%,差异达显著水平(P〈0.05)。N30、N50、N100、N150处理羊草的最大净光合速率(Pnmax)分别比CK处理低22.51%、48.56%、27.43、50.72%,差异达显著水平(P〈0.05)。N30、N50、N100、N150处理羊草叶片N含量(Nmass)、叶片P含量(Pmass)和建成成本(CCmass)均显著高于CK。N30、N50、N100和N150光和能量利用效率(PEUE)和光合氮利用效率(PNUE)均显著低于CK。5种氮素处理羊草Pnmax与PNUE、PEUE呈极显著正相关,叶片Nmass与比叶面积(SLA)、Pmass、CCmass呈极显著正相关,CCmass与SLA之间呈极显著正相关。综合研究表明,氮沉降持续增加会降低羊草的PEUE和PNUE,提高叶片CCmass和叶片N/P比值。
摘要:菟丝子Cuscuta chinensis可以作为一种生物防除手段抑制入侵植物的生长,但其对植物光合特性的影响规律至今尚无明确定论。以菟丝子和入侵植物黄顶菊Flaveria bidentis为研究对象,分别选取自然状态下菟丝子不同程度寄生的黄顶菊(未寄生、轻度寄生和重度寄生菟丝子的盖度分别为0%、20%-30%和60%以上)测定其光合参数和荧光参数,分析菟丝子寄生对入侵植物黄顶菊光合作用和荧光特性的影响。结果表明:菟丝子重度寄生区黄顶菊的初始荧光(F0)值最大为175.33,未寄生区F0值最小为146.50,且重度寄生区F0显著大于菟丝子未寄生区和轻度寄生区,而菟丝子寄生程度对黄顶菊的可变荧光(Fv)和最大荧光(Fm)没有显著性影响;未寄生区黄顶菊的PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)和PSⅡ潜在活性(Fv/F0)值最大分别为0.77和3.33,且显著大于重度寄生区;重度寄生区黄顶菊的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)和水分利用效率(Wue)显著小于未寄生区和轻度寄生区,重度寄生区各光合参数值相对于未寄生区分别减少了51.18%、53.93%、42.12%和14.83%,轻度寄生区黄顶菊的Gs和Wue相对于未寄生区有升高的趋势,对寄生胁迫表现出一定的耐性;黄顶菊的光合参数可塑性指数与荧光参数相比都较高,表明相对于荧光特性而言,菟丝子寄生对黄顶菊的光合作用影响更为显著。
摘要:城市公园是居民休闲的重要场所,其外侧防护林是围合公园景观、消减外源污染的重要屏障。为研究城市公园不同配置结构外侧防护林内PM2.5浓度的时空动态变化规律及其对外源PM2.5污染的消减作用,通过布置样带监测城市公园不同配置结构外侧防护林(阔叶乔木林、阔叶乔草林、针阔混交林)距道路不同宽度处PM2.5浓度,分析影响PM2.5浓度的因素,并对不同配置结构外侧防护林对外源PM2.5污染的消减作用进行计算。结果表明,(1)城市公园不同配置结构外侧防护林内PM2.5浓度日变化规律大致相似,均呈现白天低晚上高的趋势,9:00—15:00时段防护林内PM2.5浓度达到国家标准II类功能区浓度质量要求,5:00时防护林内PM2.5浓度污染最严重,超出国家标准II类功能区浓度质量要求237.36%-335.31%。(2)城市公园不同配置结构外侧防护林在15-45 m宽度范围内PM2.5浓度与路缘处PM2.5浓度相近,阔叶乔木林和阔叶乔草林在60 m宽度前后出现PM2.5浓度升高的现象。(3)城市公园外侧防护林11:00、13:00时对PM2.5浓度污染消减作用最强,19:00、7:00时对PM2.5浓度污染消减作用相对较差;阔叶乔木林、阔叶乔草林距道路165 m时消减作用相对较好,针阔混交林距道路45 m时消减作用相对较好,呈正消减作用。(4)PM2.5浓度与平均风速、温度、相对湿度呈极显著相关,与其他气象因子相关性不显著。
摘要:以壳聚糖和螺旋藻粉为原料,采用滴加成球的方法制备一种新型的重金属吸附剂——壳聚糖交联螺旋藻小球。通过反应温度、搅拌速度、提取时间和交联剂的加入量的条件控制研究壳聚糖交联螺旋藻小球的成球效果;通过正交试验设计研究壳聚糖交联螺旋藻小球对Cr(Ⅵ)的最佳吸附条件;通过SEM分析其表面和局部结构;通过吸附动力学实验研究其对Cr(Ⅵ)吸附过程。实验结果表明,(1)制备壳聚糖交联螺旋藻小球的成球效果受反应温度、搅拌速度、提取时间和交联剂的加入量的影响。交联剂戊二醛的最佳质量分数为50%,反应温度应控制在65℃左右。(2)各个因素对壳聚糖交联螺旋藻小球吸附Cr(Ⅵ)的影响强弱顺序为:Cr(Ⅵ)溶液的初始质量浓度〉壳聚糖与螺旋藻配比〉搅拌时间〉初始p H值。理论上壳聚糖交联螺旋藻小球吸附Cr(Ⅵ)溶液的最佳条件组合为:壳聚糖与螺旋藻配比为1∶1,Cr(Ⅵ)溶液初始质量浓度为120 mg·L^-1,初始p H值为6,搅拌时间为2.5 h。利用此组合对Cr(Ⅵ)进行吸附研究,得出壳聚糖交联螺旋藻小球的吸附量达到24.795 mg·g^-1,比正交试验中最大吸附量高出13.80 mg·g^-1。(3)壳聚糖交联螺旋藻小球的电镜扫描结果显示小球表面粗糙,具有疏松多孔网状结构。(4)吸附过程符合准二级动力学模型,基本符合准一级动力学模型。
摘要:为探讨钙对镉致鲫鱼毒性效应的影响,以鲫鱼为材料,试验分5组,分别为空白对照Ⅰ组,单独染镉Ⅱ组(镉0.05mg·L^-1),镉钙联合组(Ⅲ组:镉0.05 mg·L^-1+钙40 mg·L^-1;Ⅳ组:镉0.05 mg·L^-1+钙80 mg·L^-1;Ⅴ组:镉0.05 mg·L^-1+钙120mg·L^-1),水体染毒处理35 d后,检测鲫鱼肌肉、鳃中镉质量分数,肝胰脏中T-AOC、CAT、T-SOD活性及MDA质量摩尔浓度。结果表明,染镉组和镉-钙联合组鲫鱼肉、鳃Cd^2+的质量分数均显著(P〈0.05)高于对照组,而镉-钙联合组鲫鱼肉、鳃中Cd^2+的质量分数均低于单独染镉组,且鱼鳃中Ⅳ和Ⅴ组差异显著(P〈0.05)。鲫鱼肝胰脏T-AOC、T-SOD和CAT活性表现为单独染镉组均显著低于(P〈0.05)对照组;而镉-钙联合组其活性均高于单独染镉组,其中T-AOC、CAT活性在两个处理间的差异均达显著水平(P〈0.05),T-SOD活性仅在Ⅳ和Ⅴ组间差异显著(P〈0.05)。肝胰脏中MDA质量摩尔浓度表现为染镉组和镉-钙联合组均显著高于(P〈0.05)对照组,而镉-钙联合组又显著低于(P〈0.05)单独染镉组。由此可见,在水体中补充适量的钙剂可降低镉在鲫鱼体内的蓄积,并且对镉致鲫鱼肝胰脏抗氧化系统损伤有修复作用。
摘要:为了探明山东省农业典型地区土壤中多环芳烃(PAHs)的污染现状,采用GC-MS联用技术定量分析了2008—2011年山东省农业典型地区(济宁、宁阳、寿光)土壤中16种PAHs的含量,并对其分布特征、来源以及生态风险进行了评价。结果表明,16种PAHs的平均质量分数为46.3-149.2μg·kg^-1,且以萘(NAP)和菲(PHE)为主。寿光地区土壤中16种PAHs的平均质量分数最高,其次是宁阳和济宁。由于0-10 cm的表层土壤受人为干扰因素较大,导致16种PAHs含量在表层土壤中较高,且随土壤深度的增加而逐渐降低。不同使用类型土壤中PAHs含量高低为:水稻土〉旱作土〉自然土。特征分子比值法结果显示w(PHE)/w(ANT)〈15、w(FLT)/w(PYR)〉1、w(FLT)/[w(FLT)+w(PYR)]〉0.5以及w(IND)/[w(IND)+w(Bghi P)]〉0.5,表明该区域土壤中的PAHs主要来源于煤、薪柴和秸秆的不完全燃烧以及木灰和秸秆等有机肥的回田利用。根据荷兰Maliszewska-Kordybach分析方法得到,寿光地区0-10 cm土壤16种PAHs平均质量分数为227.9μg·kg^-1,属于轻微污染,而宁阳和济宁地区土壤尚处于无污染水平。利用土壤苯并[a]芘的毒性当量浓度(TEQBap)评价PAHs的生态风险,结果表明具有致癌性的7种PAHs是TEQBap的主要贡献者,且荷兰土壤标准中的10种PAHs在济宁、宁阳和寿光3个典型农业区0-10 cm土层的TEQBap平均值分别为0.64μg·kg^-1、7.41μg·kg^-1和13.61μg·kg^-1,均低于荷兰土壤管理条例规定的目标值,说明山东省农业典型地区土壤PAHs风险较低。
摘要:为开展广州土壤重金属污染来源及其贡献率的空间分布特征研究,采集广州市208个0-20 cm表层土壤样品,测定Pb、Cd、Cr、Hg、As、Cu、Zn和Ni等8种重金属的含量;利用相关性分析和主成分分析/绝对主成分分数(PCA/APCS)受体模型定量解析了研究区域内污染较重的Cd和Hg的来源,并结合地统计学分析方法阐明了Cd和Hg来源贡献率的空间分布特征。结果表明,(1)除Cu(18.02 mg·kg^-1)、Cr(48.81 mg·kg^-1)和Ni(14.53 mg·kg^-1)以外,其余5种重金属(Pb、Cd、Zn、Hg、As)含量平均值(45.36、0.21、104.55、0.12、13.62 mg·kg^-1)均超出广东土壤背景值,尤其是Cd和Hg含量均值分别达到本地背景值的5.79和2.31倍,变异系数分别达到112.29%和148.00%,土壤中Cd和Hg累积较为明显。Cd和Hg的最高浓度均分布在广州的中心城区,并且呈现由中心城区向东北方向的郊区逐渐递减的变化趋势。(2)结合相关性分析、PCA/APCS受体模型和地统计学分析可知,8种重金属元素可被辨识为3种主成分,PC1(Cd,As,Zn,Cu,Cr和Ni)为自然源;PC2(Pb,Cd和Hg)为交通源;PC3(Hg)为工业源。Cd源平均贡献率为源1占46.1%,源2占42.8%,源3占1.1%和其他源占10.0%;Hg源平均贡献量为源1占13.6%,源2占36.1%,源3占45.4%,其他源占4.9%。(3)通过统计分析各点位的主要来源发现,42.3%的点位Cd以自然源为主,主要分布在研究区域南部;57.7%的点位Cd以交通源为主,主要分布在研究区域中部及北部。13.5%的点位Hg以自然源为主,分布较为均匀;42.8%的点位以交通源为主要来源,主要分布在中部和北部区域;43.8%的点位以工业源为主要来源,主要分布在研究区域的西南部地区。
摘要:采用负压式土壤溶液取样器采集不同施肥水平(常规、减量20%和减量30%施肥处理,即N1、N2和N3)下城郊菜地耕层土壤(10、20和30 cm)的淋溶液,分析了总氮(TN)、硝态氮(NO3^-)、铵态氮(NH4^+)、总磷(TP)和溶解态磷(DP)浓度,旨在研究不同施肥水平下菜地不同耕层土壤中氮素与磷素的淋溶损失特征。研究结果:(1)不同施肥水平下,菜地耕层土壤TN、NO3^-、NH4^+、TP和DP淋溶质量浓度范围分别为5.24-292、3.47-271、0.16-9.47、1.66-20.6和1.63-17.7mg·L^-1,平均质量浓度分别为38.9-113、36.0-105、1.01-2.13、3.75-12.7和3.55-11.8 mg·L^-1;(2)氮素主要以NO3-形式发生淋溶损失,作物生长初期是菜地耕层土壤氮素淋溶损失的主要时期;减量施肥30%能有效降低耕层土壤氮素的淋溶损失,其TN和NO3^-的淋溶质量浓度较常规施肥处理分别显著降低了58.4%和59.0%(P〈0.05);不同深度耕层土壤中TN和NO3^-淋溶质量浓度没有显著性差异(P〉0.05);(3)磷素主要以DP形式发生淋溶损失,耕层土壤中TP和DP的淋溶质量浓度为20 cm〉10 cm〉30 cm(P〈0.05);减量20%和减量30%施肥均能有效降低耕层土壤中磷素的淋溶损失,减量20%施肥处理TP和DP的淋溶质量浓度分别显著下降了27.8%和27.6%(P〈0.05),而减量20%施肥处理TP和DP的淋溶质量浓度分别显著降低了44.6%和43.8%(P〈0.05)。结果表明,城郊菜地耕层土壤中氮素和磷素养分存在一定的淋失风险,减量施肥措施能有效降低菜地耕层土壤中氮素与磷素的淋溶损失,是降低耕层土壤氮磷淋失风险的有效措施。
摘要:农产品因重金属污染引发的质量安全问题已成为全社会关注的焦点。为了解徐州地区麦田土壤和小麦籽实重金属污染特征,测定了3个主栽区睢宁县梁集镇(SNLJ)、邳州市新河镇(PZXH)和沛县湖西农场(PXHX)麦田表层土壤及籽实中Pb、Cd、Zn、Cu、Ni和Cr的含量,采用Muller地累积指数法和Hakanson潜在生态风险指数法分析了土壤重金属污染状况,并对籽实中重金属所致健康风险进行了评价。结果表明:仅PXHX土壤中Cd、Zn、Cu、Ni、Cr和PZXH土壤中Cd含量分别高于中国土壤元素背景值的1.18、1.42、1.61、1.72、1.20和1.20倍,但3个主栽区土壤中所测6种重金属元素的含量均低于《土壤环境质量标准》(GB15618─1995)中二级标准值和《绿色食品产地环境质量》(NY/T391─2013)规定的限值;地累积指数评价仅见PXHX土壤中Zn存在轻度污染;3个主栽区土壤中6种重金属均为低生态风险程度(17.70≤RI≤41.93),其生态风险顺序为Cd〉Ni〉Cu〉Cr〉Zn〉Pb,Cd的生态风险最高;仅见PXHX籽实中Pb和PZXH籽实中Cd含量分别超过食品安全国家标准限量值的1.1和1.2倍;3个主栽区籽实中化学致癌物Cr和PZXH籽实中Cd的个人年风险均超过ICRP推荐的最大可接受水平,非致癌物Pb、Zn、Cu、Ni的个人年风险均低于ICRP推荐的最大可接受水平,籽实所测重金属个人总年风险总超过ICRP推荐的最大可接受水平的11.68-39.80倍,可见所有主栽区籽实中的化学致癌重金属对食用人群具潜在风险,应引起重视。
摘要:位于西江上游的河池地区被誉为中国的"有色金属之乡",重金属产业经过多年选矿开矿的工业化发展使得当地生态环境受到严重的重金属污染。为评价广西西江流域中上游主要地区矿业活动对土壤和糙米质量安全的影响,采集研究区域内水稻及其对应土壤样本进行分析评价。调查发现,参照《食用农产品产地环境质量评价标准》(HJ332—2006),当p H〈6.5、6.50≤p H≤7.50、p H〉7.5时,土壤Cd含量超标率分别达到90.63%、96.97%、98.36%;参照《食品中污染物限量标准》(GB2762—2012),糙米Cd含量的超标率为19.34%。单因子污染评价表明,超过50%的调查样点土壤Cd处于重度污染,仅有10%左右调查样点的土壤Cd属于清洁等级,且上游地区土壤-水稻系统Cd污染较为严重。分别建立了水稻糙米Cd含量、糙米Cd生物富集系数与土壤有效态Cd含量、土壤p H值以及土壤有机质含量的定量关系,模型拟合度均高于50%。预测糙米Cd含量拟合度较好的模型为多元非线性回归模型,预测糙米Cd生物富集系数拟合度较好的为多元线性回归模型。多元回归模型的回代检验和残差分析表明,计算值与实测值的相关性较好,残差值较小且均匀分布,在一定程度上可以用来预测水稻糙米Cd的积累情况。