稳定碳同位素示踪农林生态转换系统中土壤有机质的迁移和赋存规律

为了探讨土壤有机质在降解过程中的迁移、赋存规律,利用C₃植物与C₄植物明显的δ¹³C值差异,选取贵州茂兰保护区内农林生态系统发生转换生长的地域,分析土壤的不同粒径组分和比重组分中土壤有机质的δ¹³C值.结果表明,粗砂中的土壤有机质年代最新,细粉中的土壤有机质年代最老,有机质在降解过程中,在土壤各粒径组分中的迁移次序是:粗砂＜细砂＜粗粉＜粘土＜细粉;土壤重组分中的有机质年代较老,以降解充分、稳定的有机无机复合体为主,相对     

灭草松在土壤中吸附的支配因素

通过振荡平衡法测定了灭草松在6种土壤中的吸附等温线,计算了灭草松在吸附过程中平均偏摩尔自由能的变化值.结果表明灭草松在其中5种土壤上的吸附等温线为直线,分配常数Kd 0.14～0.31mL·g^-;土壤吸附灭草松的强弱次序为:德清水稻土＞安吉水稻土(pH4.79)＞余杭水稻土＞临安红壤＞安吉水稻土(pH7.36)＞德清黄壤.土壤性质与分配常数的相关分析,发现支配灭草松在土壤上吸附的主要因素是pH值和土壤有机质含量.灭草松在土壤上的吸附主要是中性灭草松及其阴离子在土壤有机质中的分配,与有机质性质关系不大.     

农用化学物质、有毒化学物质污染及其防治

X592 X53 20()l0l5l6除草剂苯唾草胺在土壤中的吸附/卢颖…(南京大学环境学院,污染控制与资源化国家重点实验室)//环境化学/中科院生态环境研究中心一2000,19(6)一513一517环图X一87 对除草剂苯唾草胺在6种不同土壤中的吸附行为进行了研究。结果表明,土壤对苯唾草胺有较强的吸附性。在试验浓度范围内,苯唾草胺的土壤吸附行为可用线性吸附模型表征。土壤有机质是影响苯噬草胺吸附行为的重要因素,其吸附系数有随土壤有机质含量增高而增大的趋势。通过在线性吸附系数(长)和土壤有机质含量(OM%)之间构建的回归方程:凡二2.612 0 OM%+1.0746,可…     

土壤中苯氧羧酸类除草剂的降解动态

在室内模拟条件下研究了 2甲 4氯、2,4-D和除草醚在土壤中的降解动态 .将它们放在 3种不同有机质含量的土壤中培养 ,隔一段时间取出测定它们在土壤中的含量 ,发现随着时间的延长 ,它们的含量在逐渐减少 .在未考虑土壤中微生物的作用时 ,上述 3种农药在土壤中的稳定性与土壤中的有机质含量及 pH值似乎存在一定的相关性 .除草剂在有机质含量高的土壤中降解较快 ,2甲 4氯 ,2 ,4-D和除草醚在黑土中的降解半衰期分别为 28.6d,27.3d,71.5d;而在红土中的降解半衰期分别为223.6d,301.4d,97.6d,苯氧羧酸类除草剂在酸性土壤中表现得更为稳定 .     

苯噻草胺在土壤中的吸附与解吸行为研究

采用批量平衡实验方法,研究了除草剂苯噻草胺在5种不同性质土壤中的吸附与解吸行为,并探讨了土壤有机质及溶液pH值对吸附的影响.结果表明,线性方程与Freundlich方程均能较好地拟合苯噻草胺在土壤中的吸附等温线.计算得到苯噻草胺在5种土壤中的碳标化分配系数K_oc在849.5～1?818.8 L·kg^-1之间,说明土壤对苯噻草胺有较强的吸附能力.苯噻草胺在土壤中的分配系数K_d、Freundlich常数K_f以及K_f(1/n)与土壤有机质含量均呈显著正相关.通过过氧化氢去除有机质后,土壤对苯噻草胺的吸附大大降低,说明土壤有机质是影响苯噻草胺在土壤中吸附的主要因素.对于同种土壤而言,苯噻草胺的吸附量随pH值的增大而减小.解吸实验表明,苯噻草胺在土壤中的解吸过程具有一定的滞后性,推测其在土壤中的迁移能力较差.     

长期施肥措施下稻田土壤有机质稳定性研究

采用傅立叶变换红外光谱(FTIR)对典型稻田生态系统长期定位试验的土壤有机质(SOM)结构进行分析,探讨不同施肥处理下表层与深层土壤有机质的分布差异及其稳定性机制.结果表明,长期不同施肥措施下稻田表层土壤有机碳(SOC)含量以有机-无机肥配施处理最高,其中高量有机肥(HOM)、低量有机肥(LOM)和秸秆还田(STW)处理较对照(CK)处理分别增加了18.5%、12.9%和18.4%.土壤有机质的化学结构也存在一定的差异性,与CK相比,施肥处理均增加了土壤中化学抗性化合物(脂族性、芳香族)、碳水化合物以及有机硅化合物的官能团吸收强度,其中HOM、LOM和STW处理最为明显.以烷烃类化合物为例,HOM、LOM和STW处理下其吸收强度为0.30、0.25和0.29,较CK分别增加了87%、56%和81%.表层土壤有机质各官能团的吸收峰强度皆高于深层土壤,同样以HOM、LOM和STW处理的差异最显著.本研究结果揭示了长期有机-无机肥配施下对亚热带稻田土壤有机质较丰富的化学抗性官能团结构的影响,贡献于其较高的有机质含量,这也从一方面揭示了稻田土壤有机质积累的化学稳定机制.     

环丙氨嗪在我国5种代表性土壤中的吸附特征

采用批平衡法,研究了环丙氨嗪在江西鹰潭红壤、江苏南京黄棕壤、江苏常熟水稻土、河南封丘潮土和黑龙江海伦黑土5种土壤中的吸附特征.结果表明,环丙氨嗪在5种供试土壤中的吸附过程趋于线性吸附,且均能以Freundlich模型和Langmuir模型较好地进行线性拟合.其中,环丙氨嗪的土壤吸附lgKf值分别为:潮土1.650 5、黄棕壤1.671 5、红壤1.715 3、水稻土2.457 9和黑土2.655 7,表明环丙氨嗪在5种土壤中的吸附行为存在较大差异.Kf与土壤有机质含量呈正相关(r=0.989),与土壤pH之间呈显著负相关(r=-0.938).其吸附自由能变化为-20.8~-23.0 kJ/mol,表明环丙氨嗪在土壤中的吸附主要是物理吸附.     

低浓度苯系物在新疆干旱区土壤中的吸附行为研究

采集新疆干旱区石化废水库附近区域土壤,以苯、甲苯、乙苯、二甲苯(间、对二甲苯)等典型苯系物为研究对象,系统研究低浓度苯系物在干旱区土壤上的吸附行为,分析土壤有机质含量,溶液p H、溶液含盐量、温度对苯系物吸附的影响。结果显示土壤对低浓度苯系物的吸附16 h达到平衡;吸附等温线经拟合后符合Henry直线型吸附模型;土壤对苯系物的吸附量随着土壤有机质含量的增加而增加,土壤有机质含量与吸附量呈显著正相关(P0.01,R2≥0.919);溶液p H值对吸附过程无明显作用;随着溶液含盐量增大,土壤对苯系物的吸附量表现为先减小,再稳定;温度升高会抑制土壤对苯系物的吸附作用。     

黄土高原不同植被覆盖下土壤有机碳的分布特征及其同位素组成研究

土壤有机碳（SOC）含量及其8^13C值随深度变化的趋势可以反映植物残体的输入及其在土壤中分解累积特征,有助于揭示SOC循环过程及规律。本研究以黄土高原不同植被类型覆盖条件下的黄土剖面为研究对象,通过测定土壤属性、SOC含量和植物优势种、枯枝落叶、土壤有机质的稳定同位素组成,对该区域SOC深度分布和有机质8”C值组成差...     

三氯苯、二甲苯在土壤有机质中的等温吸附

 采用完全混合一步平衡反应实验方法,选择三氯苯和二甲苯作为HOCs的探针,研究它们在土壤以及从土壤中分离出的胡敏酸、胡敏素等土壤有机质(SOMs)中的等温平衡吸附行为,探讨非线性吸附的机制.结果表明,憎水有机物(HOCs)在水、土壤体系中的吸附行为主要受到SOMs的控制,松散的胡敏酸表现出相对线性的吸附行为(n=0.845～0.867),而聚集的胡敏素和“黑炭”组分则表现出非线性吸附(n=0.634～0.860),并具有很强的亲和性(logKF=0.109～1.321). HOCs在土壤中的非线性吸附主要是它们在聚结的土壤有机质表面吸附的结果.     

Increased Sequestration of Organic Carbon in Soil by Hydrophobic Protection

 The impact of soil organic carbon dynamics on the global carbon cycle is still largely uncertain despite studies of agricultural activities and control emissions of greenhouse gases to the earth's atmosphere. Improved knowledge of organic matter dynamics should lead to reduction in CO₂ emissions. We used stable carbon isotope analysis to detect small changes in organic carbon storage and turnover upon soil treatments with a ¹³C-labeled aliphatic alcohol previously partitioned into soluble humic substances of varying hydrophobicity. We found that labeled organic carbon is increasingly protected from mineralization with increased hydrophobic character of humic matter. The stabilization of organic carbon by hydrophobic protection significantly reduced decomposition during incubation time in soil. Hydrophobic protection can become an useful tool to limit decomposition of fresh organic matter in soil and thus reduce CO₂ emission from agricultural soils on a global scale. Received: 1 March 1999 / Accepted in revised form: 16 June 1999     

有机质提升对酸性红壤氮循环功能基因及功能微生物的影响

外源有机物质输入是提升酸性红壤有机质含量的主要方式,氮素是土壤肥力的重要限制因子.有机质提升后土壤生态系统的变化会影响土壤氮循环过程及功能微生物,但目前还未见报道.本研究选择长期施有机肥的酸性旱地红壤及不施肥对照土壤作为研究材料,基于宏基因组测序及氮循环功能基因数据库比对,研究32 a的连续有机物质输入导致的土壤有机质含量上升对酸性红壤氮循环功能基因及相关功能微生物的影响.结果表明,酸性红壤有机质提升显著增加了土壤总有机碳和总氮含量,缓解了土壤酸化.有机质提升增加了土壤净硝化活性和氨氧化潜势.有机质提升显著增长了编码古菌氨单加氧酶amoA基因和反硝化过程还原酶的功能基因nar、nap、nir、nor和nos的丰度,降低了编码羟胺氧化酶hao基因及执行硝酸盐异化还原成铵过程的功能基因nrf的丰度,提升了有机氮代谢功能基因glnA、gdh、glsA、ansB和nao丰度,改变了硝酸盐同化过程功能基因丰度以及硝化过程功能微生物群落组成.有机质提升后土壤酸化的缓解和总有机碳含量的提升是影响氮循环各过程功能基因丰度及功能微生物组成的最主要因子.本研究全面研究了无机氮和有机氮循环功能基因,关联了氨氧化过程的功能基因、功能微生物类群和功能活性,可为把握酸性红壤氮循环特征提供数据依据,也可为酸性土壤改良提供思路.     

大沽河-胶州湾段溶解有机物类腐殖质荧光特征变化

利用荧光激发-发射矩阵光谱(excitation-emission matrix spectroscopy,EEMS)技术研究了溶解有机物类腐殖质荧光特征从大沽河到胶州湾的变化及其与盐度、pH、叶绿素a、溶解有机碳、化学需氧量和碳水化合物的关系.结果表明,大沽河溶解有机物类腐殖质荧光强度较大,胶州湾溶解有机物类腐殖质荧光强度较小,大沽河是胶州湾类腐殖质荧光物质的重要来源.类腐殖质荧光强度与叶绿素a含量的相关性较差,说明浮游植物并不是大沽河类腐殖质荧光物质的主要来源.类腐殖质荧光强度与溶解有机碳、化学需氧量和碳水化合物的相关性较好,说明类腐殖质荧光物质是水体溶解有机物的重要组成部分,其分布情况一定程度地反映了水体中有机物的分布.     

生态系统转换区土壤有机质动力学特征的δ^13C方法研究

对土壤有机质的动力学过程的研究是评价区域土壤质量、合理开发利用土壤以及全球碳循环一气候交化研究的基础性工作。系统分析了生态系统转换区土壤有机质动力学特征的δ^13C方法研究的理论基础和应用现状,包括影响土壤有机质δ^13C值的各种内外因素;土壤有机质不同化学组成、不同粒径组分、不同比重组分的δ^13C特征值域;土壤微生...     

土地利用方式对土壤有机质及其碳库管理指数的影响

采用野外调查和室内分析的方式对子午岭不同土地利用方式下,土壤有机质、3种活性有机质及其碳库管理指数(CMI)进行了研究,结果表明,土壤有机质、3种活性土壤有机质含量均随土层的加深逐渐降低,在土壤剖面基本表现为林地、撂荒未翻耕地>撂荒翻耕地>农用地.同一土层,3种土壤活性有机质含量及其有效率表现为低活性有机质>中活性有机质>高活性有机质.不同利用方式下,活性有机质有效率随有机质活性增强,呈现撂荒未翻耕地>林地>撂荒翻耕地>农用地的趋势.不同利用方式之间的CMI的差异随有机质活性的增强而增大,且影响深度也逐渐加深.在0~30cm土层内,林地3种活性有机质的CMI高于撂荒翻耕地和农用地;而在30cm之下土层,3种利用方式低活性有机质的CMI相差不大,但中活性有机质和高活性有机质的CMI表现为林地>撂荒翻耕地>农用地.3种活性土壤有机质与其他生物化学性质之间均表现为显著或极显著相关关系,表明活性有机质可以指示土地利用方式对土壤有机质和CMI的影响.     

基于遥感影像的土壤线空间变异规律及影响因素分析

土壤线不仅能反映土壤的光学特性,为土壤遥感分类提供依据,还能参与植被指数的计算,提高植被遥感监测的精度,因此计算不同影响因子下的土壤线参数以及探究土壤线的空间变异规律至关重要。论文以山东郯城土壤为研究对象,选取土壤类型和土壤有机质参与分析,结果表明：不同土壤类型的土壤线不同,潮土土壤线斜率(1.499 6)最大,其次是水稻土、棕壤、砂姜黑土,褐土最小（1.229 3）,截距则相反;同种土壤类型下,土壤线斜率随有机质含量增加而增大,截距减小。综合分析可知：土壤线斜率随土壤类型变化大致呈从西向东先增大后减小、从北向南逐渐增大的趋势;相同土壤类型下,随有机质含量增加,土壤线斜率呈由中心向边缘逐渐增大、截距逐渐减小的趋势。     

有机质对土壤气相抽提去除四氯化碳效率的影响

某重要岩溶地下水源地因附近农药厂排放含四氯化碳污水而受到严重污染,实验采用土柱通风试验模拟土壤气相抽提(SVE),研究环境温度为20℃,通风速率为40mL/min,土壤含水率10%,而土壤有机质含量分别为3.02%和0.13%条件下的两种供试土壤中四氯化碳污染物的去除过程.结果表明,土柱通风能有效去除土壤中的四氯化碳污...     

施用生物炭对土壤Cd形态转化及烤烟吸收Cd的影响

采用盆栽试验模拟Cd污染土壤,研究施用烟秆炭(0、10、20 g·kg~(-1))对土壤pH、有机质含量、土壤Cd形态分布及烤烟Cd含量和Cd累积量的影响.结果表明:随着生育期的延长,土壤pH和有机质含量均呈现升高的趋势.在同一Cd污染水平下,土壤pH和有机质含量均随生物炭施用量的增加而升高.随生物炭施用量的增加,土壤有效态Cd和可交换态Cd含量显著降低,土壤碳酸盐结合态Cd、铁锰氧化物结合态Cd、有机结合态Cd和残渣态Cd含量升高.移栽后30 d,处理G2T2和G2T1的土壤有效态Cd含量的降幅分别达到45.59%和24.56%.外源添加Cd的土壤中,土壤pH和有机质含量均与土壤有效态Cd和可交换态Cd含量呈显著负相关关系(p0.01),与土壤碳酸盐结合态Cd、铁锰氧化物结合态Cd和有机结合态Cd含量呈显著正相关关系(p0.01).在Cd污染土壤上,施用生物炭能明显降低烟株各部位Cd含量,烟株各部位干物质积累量随生物炭施用量的增加显著升高,烟株各部位Cd累积量和总Cd累积量随生物炭施用量的增加呈降低的趋势.由此说明,在Cd污染的土壤上施用生物炭能够使土壤中可被植物吸收利用的有效态Cd转化为潜在的无效态Cd,从而达到修复土壤并减轻作物受Cd毒害的目的.     

基于改进麻雀搜索算法优化BP神经网络的土壤有机质空间分布预测

土壤有机质是衡量土壤肥力的重要指标,提高区域有机质空间分布预测精度十分必要.利用黄河流域卫宁平原采集的1 690个土壤表层（0~20 cm）有机质及自然环境、人类活动数据,通过1 348个点采用经典统计学、确定性插值、地统计插值和机器学习的方法分别建立了土壤有机质空间分布预测模型,以342个样点数据为测试集检验分析不同模型预测精度.结果表明,卫宁平原土壤表层ω（SOM）的平均值为14.34 g·kg^-1,1 690个采样点土壤有机质变异系数为34.81%,为中等程度变异,呈现出东北部、西南地区含量低,中间黄河左右岸和地势平缓的黄河阶地相对含量高的空间分布趋势.4类方法的预测精度大小为：机器学习法>地统计插值方法>确定性插值方法>经典统计学方法.通过对比,基于改进麻雀搜索算法优化的BP神经网络预测精度最好,改进后的麻雀搜索算法具有更优的收敛精度,避免了陷入局部最优,防止了数据过拟合,具有较好的预测能力,该优化算法可以提高土壤有机质含量预测精度,在土壤属性预测上有良好的应用前景.     

近50年浙江省耕作土壤有机质和酸碱度的变化特征

为了解浙江省耕作土壤有机质和酸碱度的长期演变,利用历史资料和近期土壤质量调查数据探讨了近50年来浙江省耕作土壤有机质和酸碱度的变化特点.结果表明,近50年来,浙江省耕作土壤有机质和土壤酸碱度发生了较大的变化,但其变化程度和方向因历史时期和土壤类型而异.从1958~1980年,水稻土有机质积累明显,平均增加幅度达40.34%;土壤pH值有轻微的增高趋势,平均上升约0.05个pH值单位.从20世纪80年代初至2008年,水稻土有机质含量总体平均降幅为5.58%,但各土壤分布区中水稻土有机质的变化有所差异,其中,河谷平原区呈现增加趋势,而水网平原、丘陵山地和滨海平原区呈现下降趋势;潮土有机质含量平均增幅为29.48%;盐土有机质含量平均增幅为14.60%;土壤pH值普遍呈现下降,全省耕作土壤平均下降了0.25个pH值单位,水稻土pH值的平均下降高于盐土和潮土.分析认为,施肥结构和土地利用方式的变化是引起耕作土壤有机质和酸碱度变化的主要原因.