生物质炭及过氧化钙对旱地红壤CH4、CO2和N2O排放的影响

采用室内培养实验,在旱地红壤中添加生物质炭和过氧化钙,探究生物质炭和过氧化钙对旱地红壤CH_4、CO_2和N_2O排放及微生物活性的影响。本试验共设置4个处理,即CK(对照)、Ca(过氧化钙,1.72 g·kg~(-1))、C(生物质炭,21.46 g·kg~(-1))、C+Ca(生物质炭,21.46 g·kg~(-1);过氧化钙,1.72 g·kg~(-1))。结果表明:生物质炭和过氧化钙单施能够减少CO_2和N_2O通量,配施(C+Ca)对CH_4、CO_2和N_2O气体减排的效果更显著;从温室气体增温潜势(GWP)变化可以看出改良剂对温室效应具有明显的减轻作用。生物质炭和过氧化钙在一定程度上增加土壤pH、土壤微生物量碳和可溶性有机碳含量。土壤中添加生物质炭和过氧化钙均可以提高蔗糖酶、淀粉酶以及脲酶活性,其中配施(C+Ca)效果最好。因此,生物质炭和过氧化钙配施能够有效降低旱地红壤温室气体的排放量,对旱地红壤的减排可以起到一定作用。     

风干和淹水过程对巢湖流域土壤和沉积物磷吸附行为的影响

巢湖湖滨带土壤和沉积物经历明显的干湿交替过程，其磷的迁移和转化方式亦有明显变化。风干作用能显著降低沉积物磷最大吸附量、提高吸附能并增加磷平衡浓度，从而对磷的吸附能力产生不利影响。淹水过程对土壤最大吸附量的影响取决于有机质的损失情况，好氧条件下有机质损失小，磷最大吸附量无明显变化，吸附能增强，磷释放量略有增加；而厌氧条件下土壤有机质含量与磷最大吸附量均显著降低，吸附能明显减小，磷释放量显著升高。因此湖滨带消落区干湿交替将明显促进底质生物可利用性磷的大量释放。在巢湖流域常见的土壤类型中，红壤对磷的缓冲能力最强。向底质中添加氯化铁和硝酸钙可有效控制磷释放，提高磷缓冲能力，增强底质对磷的保持和固定     

丹江口水库典型消落区不同土地利用类型土壤养分分布

丹江口水库是南水北调中线工程的取水口,调水工程的实施使新增淹没区土壤由于淹没浸泡可能使其中氮磷等营养盐释放,对水库水质构成威胁。采集丹江口水库典型消落区不同土地利用类型的表层土壤,测定现有消落区(149~160m)和新增消落区(160~172m)不同土地利用类型土壤的氮磷含量,分析消落区土壤养分分布特征。结果表明:土壤有机质含量在滩地和农田混杂区最高,分别为43.9、49.8g/kg,有机质易在扰动强烈或生物多样性丰富的区域累积。现有消落区(149~160m)和新增消落区(160~172m)土壤中总氮、总磷均值无显著性差异(p0.05)。消落区不同土地利用类型中,果园土壤的总磷、裸地土壤水溶性磷含量均为最高。现有新增消落区土壤磷流失率(0.564%)高于现有消落区(0.378%),需防范新增消落区的磷流失风险。消落区土壤总氮含量与有机质含量呈极显著相关(p0.01);总氮含量范围为0.044%~0.167%,农田、果园等受人为耕作作用强烈的土地利用类型土壤总氮含量相对较高。在消落区实施退耕还林等措施,恢复消落区的植被群落,可有效降低土壤的氮磷的流失。     

洱海罗时江河口湿地沉积物净氮矿化与硝化速率

为探究高原湖泊河口湿地氮循环过程,以洱海罗时江河口湿地沉积物为研究对象,布设8个监测点按季度开展现场调查,分析沉积物无机氮的时空分异特征,采用PVC顶盖原位培育法分别在夏、秋季开展沉积物净氮矿化与硝化速率实验研究.结果 表明:(1)湿地沉积物氨氮(NH4+-N)、硝氮(NO3-N)和总氮(TN)含量分别为5.92±6.31、14.49±20.89和1408.98±625.29 mg·kg-1,NH4+-N含量沿进水口到出水口方向呈递减趋势,且冬季显著高于其他季(P＜0.05).湿地西侧沉积物NO3-N含量高于东侧,NO3-N含量存在极显著的季节性差异,春季显著高于夏秋冬季(P＜0.01).(2)沉积物净氮矿化和硝化速率的变化范围分别为-0.244～0.256和-0.085～0.084 mg·kg-1·d-1,湿地进水口两个培养期的净氮矿化速率和培养期Ⅱ的硝化速率显著低于其他监测点(P＜0.05),而培养期Ⅰ的硝化速率在湿地中部较高.净氮矿化速率大于硝化速率并形成NH4+-N累积.河口湿地沉积物培养后的无机氮主要以NH4+-N形式存在(占NH4+-N和NO3-N总量的55.37％).(3) Pearson相关分析表明,净氮矿化速率与含水率显著负相关(P＜0.05),硝化速率与培养前的NO3-N含量呈极显著的正相关关系(P＜0.01),而与培养前的NH4+-N含量显著负相关(P＜0.05).     

川南山地林分变化对土壤物理性质和抗蚀性的影响

以川南天然林(TRL)及其转变成的毛竹林(MZL)、檫木林(CML)、柳杉林(LSL)、杉木林(SML)和水杉林(SSL)为对象,研究不同林分土壤物理性质和抗蚀性差异,以主成分分析法(ZCFM)和隶属函数法(LSHM)分别计算的土壤抗蚀性综合值Ⅰ(KSX-Ⅰ)和Ⅱ(KSX-Ⅱ)评价林分变化对土壤抗蚀性的影响,探索简便易行的土壤抗蚀性综合评价方法。结果表明,天然林转变为人工林后土壤物理性质和抗蚀性变差,呈现出有机质和0.25 mm水稳性团聚体含量、水稳性团聚体平均重量直径、团聚度、孔隙度及物理稳定性指数降低,而结构体破坏率、不稳定团粒指数、容重、分散率及侵蚀系数增加。各林分土壤KSX-Ⅰ和KSX-Ⅱ均呈现出TRLCMLSSLLSLMZLSML的规律变化。土壤抗蚀性指标间相关性均达到显著(p0.05)水平;土壤KSX-Ⅰ和KSX-Ⅱ之间呈显著相关关系(p0.05),且两者均与各抗蚀性指标间呈显著相关(p0.05)。说明天然林植被变化后会使土壤抗蚀性降低,影响原有植被水土保持功能,应该加强天然林及其生态功能保护;ZCFM和LSHM均可作为计算土壤抗蚀性综合值的有效方法,但考虑到计算过程的难易度,后者更简便易行。结果为土壤抗蚀性综合评价新方法的建立提供了参考。     

互花米草入侵对长江河口湿地土壤理化性质的影响

为了探讨互花米草入侵对长江河口湿地土壤理化性质的影响,在长江口崇明东滩湿地设置了两条样线,利用配对试验设计,高潮滩为互花米草和芦苇群落配对样线,低潮滩为互花米草和海三棱藨草群落配对样线。结果表明,互花米草入侵对东滩湿地高潮滩和低潮滩的土壤温度和p H均无显著影响,且所有群落土壤p H值均在8.0以上。在高潮滩,与芦苇群落相比,互花米草入侵显著降低了土壤盐度、硫酸盐和Fe(III)/Fe(II)比率,而在低潮滩,与海三棱藨草群落相比,互花米草入侵对土壤盐度和硫酸盐无显著影响,但显著增加了土壤Fe(III)/Fe(II)比率。无论是高潮滩,还是低潮滩,与土著植物群落相比,互花米草入侵均显著增加了植物生物量,增加了土壤有机碳和微生物碳含量,而对占土壤总碳60%以上的无机碳含量无显著影响。互花米草入侵可以显著影响长江河口湿地部分土壤理化性质,且对不同潮位的部分土壤理化性质的影响有明显分异,进而可能会对长江河口湿地的生物地球化学过程及生态系统的结构和功能产生重要影响。     

不同用量土壤调理剂对镉污染农田土壤环境的影响

采用大田试验,探讨不同用量土壤调理剂对镉污染农田土壤养分、质地、微团聚体、酶活性及微生物数量等影响.试验设置T0、T1、T2、T3、T4和T5共6个处理,对应添加土壤调理剂0、1 500、3 000、4 500、6 000和 7 500 kg·hm-2.结果表明:施用土壤调理剂后增加了土壤pH值(0.66％～6.75％)、阳离子交换量(22.68％～64.45％)、碱解氮(7.94％～29.26％)和速效钾(0.28％～21.99％),而对土壤质地、有效磷、微团聚体组成影响较小;影响了土壤微生物环境,抑制了脲酶、过氧化氢酶活性以及细菌和放线菌数量.土壤调理剂通过影响土壤理化性质及微生物环境,降低了 土壤有效态镉(12.34％～24.78％)和糙米镉含量(7.69％～64.10％).相关性表明:施用量与土壤pH值、阳离子交换量、碱解氮和速效钾呈显著正相关,而与有效磷、脲酶和过氧化氢酶呈显著负相关,但与土壤有效态镉和糙米镉相关性不明显.综上,从镉污染修复效果、土壤环境影响及经济成本考虑,以T2(3 000 kg.hm-2)处理效果最佳.     

玄庙观水库表层沉积物磷形态及正磷酸盐释放风险特征研究

在高磷矿区域深大水库缺乏相关研究与报道的背景下,为给深大水源水库的管理提供科学依据,对宜昌市黄柏河流域玄庙观水库的沉积物及其上覆水的理化特征进行了研究。结果表明:(1)玄庙观水库表层沉积物总磷(TP)含量变化范围为5 356.0~9 631.5 mg/kg,各磷形态含量表现为:钙磷(Ca-P)"有机磷(OP)"铁铝磷(Fe/Al-P),其中,Ca-P为TP的主要成分,占TP的86.4%~93.0%;(2)受外源磷矿输入的影响,TP和总碳(TC)表现出相同的整体变化趋势,即从库首到库尾逐渐增大,而有机质(TOC、TN、OP)的来源类似于深大湖泊,主要源自内生生物的沉积作用,各采样点无显著性差异;(3)沉积物-水界面存在明显的正磷酸盐(PO_4~(3-)-P)浓度梯度,释放通量为0.41±0.09~0.86±0.14 mg/(m~2·d),数据统计分析表明内源磷释放通量与TP、Ca-P浓度具有显著正相关性,且为该区域的第一主成分因素。     

半月周期的潮汐对滨海湿地土壤理化性质的影响

周期性的潮汐是滨海湿地重要的水文特征,为了探讨潮汐的半月周期(包括小潮期和大潮期)对土壤理化性质的影响及可能的机制,于2009年7月中下旬测定了长江口崇明东滩湿地土壤理化性质在小潮期和大潮期交替周期内的变化规律。结果表明,与小潮期相比,由于频繁的潮水淹没,大潮期0～5 cm土壤含水量的增加量从低潮滩向高潮位依次为:44.8%、18.5%、10.9%和14.3%,5～10 cm含水量的增加量从低潮滩向高潮位依次为:19.2%、9.8%、12.6%和16.2%,10～20 cm则依次为:5.6%、6.1%、2.5%和7.3%。大潮期,从低潮滩向高潮滩增加的盐度依次为0.18、0.13、0.10和0.09 ms·cm^-1,增加的硫酸盐依次为0.32、0.21、0.16、0.13 mg·g^-1。与小潮期相比,大潮期氧化还原电位(Eh)显著降低;土壤容重、pH、可溶性有机碳和可溶性氮在大小潮期间无明显差异。此外,在潮汐的半月周期内,低潮滩土壤比高潮滩有更高淹水频率和更长淹水时间,受潮水的影响更明显,大潮期低潮滩土壤含水量、盐度和硫酸盐的增加幅度大于高潮滩,低潮滩土壤Eh降低幅度则小于高潮滩。半月周期的潮汐可以显著影响滨海湿地的部分土壤理化性质,且不同潮位的土壤性质对潮汐的响应程度不同,进而可能会对湿地植物生长和相关生态过程起到重要的调控作用。     

不同退耕年限下菜子湖湿地土壤活性铝形态特征

选取菜子湖区不同退耕年限(3、5、7、9、11和21 a)湿地、以仍耕油菜地和原始湿地土壤为研究对照,分析了土壤全铝和活性铝形态组分特征,探讨退耕还湖后湿地土壤铝元素组分特征变化及其生态效应。结果表明,研究区土壤全铝含量和活性铝含量分别在16.78~57.05 g/kg和1 699.94~3 823.49 mg/kg之间,其中活性铝总量占全铝含量的6.70%~11.84%。退耕还湖3~11a期间,土壤全铝、活性铝总量及5种形态活性铝总体均随退耕年限延长而增加;退耕11~21 a期间均下降。不同形态活性铝中,可溶性铝Al S含量最低,而酸溶无机铝和腐殖酸铝Al-HA含量较高,分别占活性铝总量的42%~53%和39%~50%,左右着活性铝总量的变化。分析讨论表明退耕后湿地植被和水文条件的改变导致土壤粘粒,有效磷和有机质的变化,进而影响退耕后土壤活性铝组分特征。其中0~5 cm土壤毒性较强的交换性铝Al3+和羟基铝Al(OH)2+、含量均在退耕3~9 a期间逐渐增加,占活性铝总量的比例也有所增加,该退耕期湿地土壤存在一定的铝毒生态风险。     

利用方式对岩溶山地土壤团粒结构的影响研究

岩溶山地是典型的脆弱生态环境，土壤资源存在先天不足性，其退化恢复受土地利用方式的影响大。以重庆市北碚、黔江、金佛山为代表，研究了6种典型土地利用方式对岩溶山地土壤水稳性团聚体的影响。结果表明：＞0．25mm水稳性团聚体为灌草坡＞原始林地＞次生林地＞果园＞弃耕地＞耕地；林地、草坡的土壤表层团聚体的水稳性较高且水稳性团聚体以＞2mm为主，而果园、弃耕地、耕地土壤团聚体的水稳性较低且＞2mm的水稳性团聚体较少。水稳性团聚体(尤其是＞2mm的水稳性团聚体)以及团聚的水稳性主要受有机质的含量影响，目前有机质是这一地区土壤结构形成的最为重要的胶结物质；林地、草坡开垦后，土壤有机质分解加快或补充减少是土壤团聚体水稳性下降及数量减少的主要原因。坡耕地退耕后，土壤团聚体可得到恢复。     

不同植茶年限土壤微团聚体及有机碳分布特征

采用野外调查和室内分析相结合的方法，就不同植茶年限土壤微团聚体及有机碳分布特征进行了研究。结果表明：（1）茶园土壤微团聚体含量随粒级的减小而减小；>005 mm和005~001 mm粒级微团聚体含量随着土壤深度的加深而增大，而001~0005 mm、0005~0001 mm和<0001 mm粒级微团聚体含量随着土层深度加深而减少；（2）茶园土壤微团聚体有机碳含量随微团聚体粒级的减小而增加；随植茶年限的延长，各粒级微团聚体中有机碳含量增加；不同植茶年限茶园土壤总有机碳含量随土层深度的增加而减少；（3）微团聚体对土壤有机碳的贡献率以>005 mm粒级为主，005~001 mm粒级次之，0005~0001 mm粒级最少。〖JP+1〗随着植茶年限的延长，>005 mm粒级微团聚体对土壤有机碳的贡献率呈减小的趋势，005~001 mm粒级微团聚体对土壤有机碳的贡献率呈增加的趋势，而其它粒级的微团聚体则呈现先增大后减小的变化趋势，并在植茶21~23 a达到最大值     

土地利用变化下沿海地区吸附态磷负荷动态变化研究

吸附态磷是主要的面源污染物之一,它会导致水域环境质量恶化,是水体富营养化的重要污染源。科学估算吸附态磷污染负荷能够为治理沿海地区非点源污染,保护海洋生态安全提供理论依据。以遥感影像、降雨监测资料等多源数据为基础,综合考虑土壤侵蚀、泥沙输移率、磷富集系数等影响因子,构建吸附态磷负荷估算模型,估算了江苏沿海地区2000~2010年吸附态磷负荷量,分析了不同土地利用背景下吸附态磷负荷的动态变化特征,结果显示:(1)2000~2010年,江苏沿海地区吸附态磷负荷明显增加,平均吸附态磷负荷模数由105.89 kg/km2·a增长至201.67 kg/km2·a,吸附态磷负荷总量由3 284t增长至6 255t。(2)10 a间,研究区的吸附态磷负荷热点面积减小,呈现出收敛聚集的态势,但热点区的吸附态磷负荷总量却明显增加,说明研究区内吸附态磷负荷的空间极化现象更为显著。(3)10 a间,各土地利用类型的平均吸附态磷负荷模数都显著增长,不同土地利用背景下吸附态磷负荷总量排序为水田旱地林地草地未利用地园地。研究结果表明,不同土地利用背景下吸附态磷负荷存在显著差异,且不同土地利用类型相互转化时,吸附态磷负荷也随之发生变化,可通过调整土地利用结构,优化景观格局,减少和控制磷污染的发生。     

三峡库首地区土壤养分状况与年际变化

三峡库区长期以来人地矛盾突出，蓄水和移民搬迁使土地资源进一步减少，过度开发引起的土壤肥力下降和生态退化问题日趋严重。通过布点调查和土壤取样，对秭归县水田坝乡区域不同海拔高度和农业土地利用管理方式土壤养分状况及其变化趋势进行分析。结果表明: 研究区域内山地农业已普遍采用梯田进行保护性耕作，海拔600~700 m区域主要开辟为脐橙园，700~900 m区域山地主要种植常规作物；研究区域土壤有明显粗骨化和沙质化特性，其肥力特征是蓄水力偏弱，持水保肥性较差，但通气和透水性好，易耕作；研究区域土壤有机质含量偏低，中高海拔区域土壤有机质、全氮含量相对较高，而低海拔区域土壤全磷、全钾含量较高；坡改梯有利于改善土壤肥力状况，提高土壤氮磷养分含量；根据2005~2010年研究结果，研究区域土壤肥力退化趋势仍未得到控制，同时因水土流失和化肥大量使用，该区域大多数土壤有机质含量、全氮、全磷和全钾含量呈降低趋势，而土壤速效养分含量有增高趋势     

南方丘陵山地带土壤保持功能及其经济价值时空变化特征

土壤保持是生态系统提供的重要调节服务之一,在区域侵蚀控制以及生态安全的维持方面具有不可替代的作用。以全国主体生态功能区划中"两屏三带"的南方丘陵山地带为研究对象,在遥感和地理信息系统的支持下,以2000、2005和2010年3期生态系统类型数据为主要数据源,运用通用土壤流失方程(Universal Soil Loss Equation, USLE)分析了南方丘陵山地带生态系统土壤保持功能,并对其经济价值进行动态核算。结果表明:10 a间,南方丘陵山地带土壤保持总量呈上升趋势,土壤保持总量上升了76.79×10⁷ t,森林、灌丛和农田生态系统是研究区土壤保持功能的主要贡献者,总贡献率3个年份分别为82.29%、82.59%和80.58%,不同生态系统土壤保持总量排序为森林> 灌丛> 农田> 草地> 湿地> 人工表面> 稀疏地,土壤保持能力排序为湿地> 草地> 灌丛> 森林> 农田> 人工表面> 稀疏地;10 a间,研究区土壤保持功能总经济价值增加了270.34×10⁸元,总经济价值中以保持土壤肥力价值为主;土壤保持功能经济价值的变化以轻微增加为主,其呈现增加的区域面积和价值增幅大于经济价值减少的区域面积和价值减幅。在对该区域生态系统进行保护的基础上,因地制宜地合理增加植被盖度对防治土壤侵蚀、保持土壤养分可以起到良好效果。     

长期施肥对小麦—玉米轮作红壤抗蚀性的影响

为探讨不同施肥处理对红壤旱地土壤理化性状和抗蚀性影响，以长期定位施肥试验小区为研究对象，研究了CK（荒草地）、T1（不施肥）、T2（施有机肥）、T3（施氮磷钾肥）和T4（氮磷钾肥与秸秆配施）5种处理的土壤理化性状及土壤抗蚀性。结果表明：（1）荒草地开垦后，土壤容重降低，土壤孔隙度和含水量升高；相较于不施肥，施肥提高土壤有机质含量、改善土壤物理性质作用更为明显;（2）衡量不同施肥处理土壤抗蚀性的2个最佳指标为>0.25 mm水稳性团聚体含量和结构破坏率;（3）使用主成分分析综合指数表示不同处理土壤抗蚀性依次为：T2>CK>T3>T4>T1，荒草地开垦后，耕种会降低土壤抗蚀性，但施肥能略微提升土壤抗蚀性，而施有机肥提升最为明显。研究结果可为区域内农业生态系统持续发展及农田水土保持工作提供依据。     

长江中游典型鱼塘植莲的环境与经济效益分析

长江中游湿地区域的池塘经过连续多年的化肥养鱼导致了大量的氮、磷沉积在鱼塘底泥中。分析了鱼塘植莲对养殖后沉积的氮、磷的重新利用及植莲的经济效益。实验于2004年在位于长江中游的武汉市涨渡湖渔场进行。根据收支平衡计算了实验池氮、磷的转移量,根据投入产出计算了实验池的经济收入。逐月分析了池塘中水质理化指标和底泥中总凯氏氮（TKN）和总磷（TP）的含量。方差分析表明：总凯氏氮、总磷在池塘底泥表层（0～5 cm）、中层（5～10 cm）和底层（10～50 cm）当中的含量都出现显著性降低(〖WTBX〗P〖WTBZ〗<005)。养鱼池塘通过植莲后,每公顷有1 50938±2211 kg氮和188995±282 kg磷被重新利用;鱼塘植莲产生的经济效益平均为每公顷52 031±1 579元。实验表明鱼塘植莲既能够有效地改善池塘养殖的生态条件,又能带来较高的经济收入,是长江流域湿地保护和综合利用的一种高效的农业生态模式。     

川西亚高山人工针叶林枯落物持水与土壤渗透性能

为川西亚高山人工林水源涵养效益评价与林分结构合理配置提供科学依据，对该区不同恢复阶段的人工针叶林类型林地枯落物蓄积量及其最大持水量、土壤贮水与渗透性能进行了试验研究。研究结果表明：（1）林地枯落物蓄积量随林龄增大而增加，排序为：70 a云杉林(F)>40 a云杉林(C)>40 a云杉 落叶松林(E)>55 a云杉林(B)>40 a落叶松林(D)>桦木林(BF)>25 a云杉 落叶松林(A)>灌木林(SF)>裸露地(BL)，林地枯落物最大持水量也呈相同的趋势。（2）随土壤深度增加，土壤容重逐渐增大，有机质与非毛管孔隙度逐渐减小，土壤pH、毛管孔隙度和总孔隙度变化趋势不明显。（3）在0~30 cm土层，滞留贮水量在3632~7037 t/hm2，排序为：E>C>F>SF>D>BF>B>A>BL；最大贮水量在12294~23154 t/hm2，排序为：SF>D>F>E>A>B>BF>C>BL。（4）在0~20 cm土层，初渗率在080~2595 mm/min，排序为：C>D>E>BF>B>SF>F>A>BL；稳渗率在055~425 mm/min，排序为：BF>E>SF>A>B>F>D>C>BL。（5）各渗透率指标与土壤容重极显著负相关 (〖WTBX〗P〖WTBZ〗<001)，与有机质含量、非毛管孔隙度极显著正相关 (〖WTBX〗P〖WTBZ〗<001)；稳渗率与枯落物蓄积量显著正相关 (〖WTBX〗P〖WTBZ〗<005