喀斯特石漠化区小生境特征研究——以贵州清镇王家寨小流域为例

本研究以贵州高原喀斯特石漠化小流域为对象,着重研究了该区小生境的类型、特征和组合,小生境小气候特征及植物对小生境资源的利用。结果表明:研究区小生境类型主要为石面、石沟、石缝及土面。小生境组合类型主要为石面型,石面土面型及石面石沟型,其中石面型占相当大的比例。不同小生境的严酷度从高到低依次为石面土面石沟石缝。各小生境的恶劣程度均随着石漠化的进行而增加。研究区植物主要生长在石面石沟中,若以各生境中单位面积的平均株数而言,植物对小生境资源利用率从高到低依次为石缝石沟土面石面。随着石漠化的进行,各小生境株密度基本上呈现出先增加后下降的格局。     

喀斯特坡地土壤稳渗率空间分布变化特征研究

为查明高异质性背景条件下喀斯特坡地土壤稳渗率空间分布变化特征,在6类典型人为活动方式石灰岩坡地针对4类主要生境类型(土面、土石面、石沟、石缝)开展生境空间分布调查和土壤理化性质分析,并利用Guelph入渗仪进行稳渗率实验。通过对比分析各生境土壤性质和土壤稳渗率关系,结合人为作用方式探讨各生境土壤性质和稳渗率空间变化特征及其演化规律。结果表明:1)喀斯特坡地土壤稳渗率普遍高于非喀斯特地区,喀斯特坡地土壤稳渗率受土壤孔隙和岩石裂隙耦合作用影响。2)各生境条件下土壤稳渗率具有高度的空间异质性,呈现"斑块状"空间分布特征。3)坡地人为作用方式变化将改变原有生境的土壤性质,进而导致各生境土壤稳渗率随人为活动进程发生相应变化。人为踩踏作用影响较小的原生林、次生林和乔灌林坡地土面和土石面生境土壤稳渗率普遍高于石沟和石缝生境,但转变为人为踩踏作用强烈的放牧灌草地或火烧人为干扰地后,土面和土石面生境土壤退化严重,土壤容重和粘粒含量增大,稳渗率显著降低。而石沟和石缝生境土壤性质和稳渗率受影响程度明显小于土面和土石面生境,土壤稳渗率仍可维持较高水平。     

喀斯特坡地土壤稳渗率空间分布变化特征研究

为查明高异质性背景条件下喀斯特坡地土壤稳渗率空间分布变化特征,在6类典型人为活动方式石灰岩坡地针对4类主要生境类型(土面、土石面、石沟、石缝)开展生境空间分布调查和土壤理化性质分析,并利用Guelph入渗仪进行稳渗率实验。通过对比分析各生境土壤性质和土壤稳渗率关系,结合人为作用方式探讨各生境土壤性质和稳渗率空间变化特征及其演化规律。结果表明:1)喀斯特坡地土壤稳渗率普遍高于非喀斯特地区,喀斯特坡地土壤稳渗率受土壤孔隙和岩石裂隙耦合作用影响。2)各生境条件下土壤稳渗率具有高度的空间异质性,呈现"斑块状"空间分布特征。3)坡地人为作用方式变化将改变原有生境的土壤性质,进而导致各生境土壤稳渗率随人为活动进程发生相应变化。人为踩踏作用影响较小的原生林、次生林和乔灌林坡地土面和土石面生境土壤稳渗率普遍高于石沟和石缝生境,但转变为人为踩踏作用强烈的放牧灌草地或火烧人为干扰地后,土面和土石面生境土壤退化严重,土壤容重和粘粒含量增大,稳渗率显著降低。而石沟和石缝生境土壤性质和稳渗率受影响程度明显小于土面和土石面生境,土壤稳渗率仍可维持较高水平。     

贵州荔波喀斯特与非喀斯特地区土壤水运移的对比研究

以我国西南地区典型的喀斯特与非喀斯特样地为研究对象,采集大气降水和土壤水,根据其δD值、δ18O值和水量特征探讨土面生境非植物主根区土壤水的运移特征。结果表明:喀斯特样地土壤基质流的混合作用较弱,非喀斯特样地表层(0～20 cm)土壤基质流的混合作用也较弱,但随深度增加基质流的混合作用增强;喀斯特与非喀斯特样地土壤基质流都可能存在活塞流运移机制,尤其是喀斯特样地,活塞流很可能是基质流的一种重要运移机制;喀斯特样地土壤介质中存在优先流,优先流空间异质性较大;蒸发作用对非喀斯特样地表层土壤基质孔隙水影响较大,而对喀斯特样地土壤水的影响较小。这为喀斯特区水资源的管理和合理利用,以及区域植物水分利用和营养元素循环利用等研究奠定基础。     

生境制图在生境质量评价中的应用——以上海市闵行区为例

文章根据2003年3月所摄彩红外航片,在城市土地利用类型划分的基础上结合野外植被调查绘制了上海市闵行区的生境图,并依据相对盖度和相对物种丰富度以及地表水水质质量初步划分了生境质量等级图。通过将地理信息系统与生物多样性研究相结合探讨和评价了闵行区的生境质量,为该地区的生物多样性保护和城市生态规划提供科学依据。结果表明:闵行已无Ⅰ、Ⅱ类生境质量区,除公园生境属于陆生Ⅲ类外,其它绿地生境类型均为陆生Ⅳ类。造成闵行区高质量生境较少的主要原因是在城市化发展过程中,动植物的原生生境遭到干扰和破坏;在城市绿化过程中对乡土种的摒弃,对外来种的青睐,致使该地区植物物种单一。     

武汉市大气微生物区系的初步分析

<正> 微生物在自然界的物质循环中起着重要作用。大气圈由于营养物的缺乏,紫外线的照射,干燥等都不利于微生物的生存与繁殖。尽管如此,微生物也能从土壤飞扬,水滴飞溅,人和动物分泌物的释放,植物病原菌的飞散等途径进到空气中,构成了大气微生物的区系。人和动物、植物的许多疾病都是从大气中传播的。因此对大气微生物区系的研究无论从卫生防疫,还是从生态学角度,在国内外都日益受到重视。此外大气微生物     

基于生态功能的滨海湿地土壤质量综合评价方法构建及实证分析

构建了基于生态功能的滨海湿地土壤质量综合评价方法,并以胶州湾滨海湿地为研究对象,评价了其各土地利用类型的各生态功能(生物多样性维持功能、养分维持功能、碳储存功能)指数以及综合质量指数.结果表明：(1)研究区内生境质量在时空上,总体呈现出较低的水平;各类土地利用类型中,沿海滩涂具有较高的生境质量水平,而建设用地表现出最低的生境质量水平.(2) 1990～2019年,未利用地向耕地或草地转化有利于碳储量增加,而建设用地持续转入是导致碳储量减少的主要因素.(3)研究区的土壤养分状况总体为中等水平,耕地土壤养分状况最优,而建设用地和未利用地处于中等偏下水平.(4)整体上,不同土地利用方式下土壤质量存在显著差异,土壤质量综合指数从大到小表现为：耕地>林地>滩涂>未利用地>草地>养殖池>建设用地.结果表明,在不同土地利用方式下人为干扰的程度和过程对土壤生态质量的影响差异明显.     

基于InVEST模型山西省土地利用变化的生物多样性功能研究

以山西省整个省域为研究对象,运用In VEST模型,结合土地利用类型、土地利用受到威胁源、土地利用类型对威胁的敏感度以及土地利用法律保护层等因素,利用生态环境十年遥感调查项目中山西省2000年和2010年土地利用数据,建立生物多样性评价模型,以生境质量指数和生境退化指数两个指标代表生物多样性功能,得到山西省生境质量指数和生境退化指数的空间分布格局。结果表明:山西省2000年到2010年土地利用变化主要为草丛转换落叶阔叶灌木林,落叶阔叶灌木林转换为落叶阔叶林,以及落叶阔叶灌木林转换为草丛等,这说明了山西省部分地区生态环境恢复较好,而部分地区由于人类频繁的活动,经过反复砍伐,大量的植被遭到破坏;山西省2000年到2010年生境质量指数中,极重要和高度重要生境面积减小,中度和一般生境面积增加,生境退化指数极严重退化面积增加,高度退化、中度退化和轻度退化面积减小,说明山西省虽然近十年植被修复较好,但由于道路、城镇和工业用地等威胁因子的阻隔,生境环境质量有退化趋势,在山脉和河流周边,生境退化较缓慢甚至逐渐改善。     

广东省土地利用驱动下红树林潜在生境预测

为探索土地利用变化对红树林潜在生境分布的影响,融合MaxEnt模型和Dyna-CLUE模型,建立了土地利用驱动下红树林生境变化的定量预测方法.以中国红树林分布面积最大的广东省作为研究区,利用MaxEnt模型模拟红树林在自然条件下的理论适生区,采用Dyna-CLUE模型预测2030年的三种土地利用变化情景,最后将模拟的土地利用格局作为限制条件估算未来可供红树林生境分布的空间.结果表明,2020年广东省红树林潜在生境面积约34531hm²,2030年趋势情景下湿地将减少58.61%,红树林潜在生境面积将退化至24375hm²;可持续发展情景下通过改进土地利用策略并开展一定规模的退塘还湿,红树林潜在生境面积将增加至38125hm²;生态保护情景下,如能开展全面的生态保护和恢复,红树林潜在生境面积可达到47525hm².本研究的研究方法可有效预测不同海岸带土地利用驱动下红树林潜在生境的空间变化.研究结果发现,不同土地利用政策会对红树林潜在生境分布造成明显影响;通过改进政策,可显著提升红树林潜在生境的面积和完整性.本结论可为区域红树林保护与生境修复的空间规划及政策制定等提供科学支持.     

南宁市城区大气微生物污染状况调查与评价

为了解南宁市城区大气微生物的污染状况,本文利用自然沉降法对南宁市城区不同功能区74个监测点进行大气微生物含量调查,并分析评价了南宁市城区大气微生物的污染状况。调查结果表明:南宁市城区大气微生物含量变化范围为1101~29094 cfu/m3,平均值含量高低顺序为交通干线区>工业区>商业区>居民区>文教机关区>休闲广场区>公园旅游区;大气微生物中细菌占79.2%,霉菌占20.8%;在参与评价的74个监测点中,大气微生物总数属于清洁~较清洁级的有60.8%,轻微污染~污染级的有32.8%,中污染占5.4%。     

丛枝菌根影响纳米ZnO对玉米的生物效应

人工纳米颗粒(engineered nanoparticles,ENPs)能被植物吸收、积累,随食物链进入人体而引起健康风险.丛枝菌根(arbuscular mycorrhizal,AM)真菌可与陆地生态系统中绝大多数高等植物互惠共生,可能影响ENPs的生物效应.在温室土壤盆栽条件下研究了施加不同水平纳米ZnO(0、500、1000、2000、3000 mg·kg-1)和接种AM真菌Acaulospora mellea对玉米生长和营养状况的影响.结果表明,随土壤中纳米ZnO施加水平的增加,菌根侵染率和玉米生物量均呈降低趋势,根系总长、总表面积及总体积降低,植株体内Zn含量和吸收量逐渐增加,地上部分P、N、K、Fe、Cu吸收量逐渐降低.与对照相比,接种AM真菌均促进玉米的生长,改善P、N、K营养,根系总长、总表面积及总体积增加,并在施加纳米ZnO时增加Zn在玉米根系中的分配比例.本结果首次表明,土壤中纳米ZnO对丛枝菌根具有一定毒性,而接种AM真菌能够减轻其毒性,对宿主植物起到保护作用.     

干旱区高强度开采地表裂缝对土壤微生物学特性和植物群落的影响

为了研究高强度开采地表裂缝对土壤微生物特性和植物群落的影响,以鄂尔多斯盆地腹地的神府-东胜矿区上湾煤矿开采沉陷区为研究对象,通过野外调查和试验分析裂缝两侧土壤和植物特征.结果表明:裂缝导致其两侧0～120 cm范围内土壤水分和养分流失,距裂缝越近,土壤含水量和w(碱解氮)越低.与距裂缝200 cm处相比,裂缝上0～40 cm范围内土壤含水量和w(碱解氮)分别降低16.8%和29.9%;裂缝下0～40 cm范围内土壤含水量和w(碱解氮)分别降低27.8%和42.2%.地表裂缝显著减少了其两侧0～80 cm范围内土壤中微生物数量,但超过80 cm时则影响不显著.在地表裂缝两侧0～120 cm范围内土壤脲酶和蔗糖酶活性被显著抑制,但当距离裂缝超过120 cm时,裂缝则对两种土壤酶的活性没有显著影响.地表裂缝还会影响植物含水量,距裂缝越近植物含水量越低.与距裂缝200 cm处的植物含水量相比,在裂缝上、下0～40 cm范围内植物含水量分别降低8.4%、4.5%.地表裂缝通过干扰土壤理化性质和植物对水分的吸收,进而影响其生长,距裂缝两侧0～80 cm范围内草本植物的生物量和盖度显著减少,但超过120 cm时裂缝对植物生物量和盖度的影响不显著.      

利用有机碳同位素组成辨识土壤污染过程的方法初探

利用有机碳含量变化特征和有机碳同位素组成的变化规律,探寻土壤碳源和迁移转化过程.在北京市首钢烧结厂和通州永乐店分别采集了2条土壤剖面,对样品进行了有机碳含量和同位素组成的分析.研究结果表明,首钢工业区烧结厂和城郊土壤样品有机碳含量相差很大,表层土最高含量分别是4.4%和0.8%;首钢烧结厂附近土壤样品有机碳同位素组成仅...     

生物炭输入对城郊农业区农田地表反照率及土壤呼吸的影响

为了探究生物炭输入对地表反照率及土壤呼吸的影响,通过田间小区试验的方法,在不同生物炭用量[0（CK）、0.5 kg·（m²·a）^-1（BC0.5）、4.5 kg·（m²·a）^-1（BC4.5）]不同地表条件下[种植作物（以+表示）、裸地（以-表示）],对农田地表反照率、土壤温湿度、土壤CO₂排放通量、土壤有机碳组分等指标进行了测定分析.结果表明,在作物生长前期（玉米的苗期至拔节期、小麦苗期至越冬期）,BC4.5+、BC0.5+的地表反照率相较CK+处理均有显著下降（P<0.05）,小麦季最大降幅分别为23.7%、17.9%,玉米季最大降幅分别为44.5%、44.9%.随叶面积指数增加,地表反照率在3个处理间的差异随之逐渐消失,作物覆盖可有效缓解生物炭输入导致的地表反照率的降低效应;裸地条件下,生物炭处理的地表反照率较对照处理在全部的观测中均有显著下降（P<0.05）;生物炭在输入初期可显著增加土壤CO₂释放量（P<0.05）,但其增幅随时间逐渐减小,其中BC4.5+较CK+的增幅从276.7%逐步降低至36.1%,BC4.5-较CK-的增幅从163.5%明显减弱至39.8%.生物炭处理较对照处理增加的CO₂释放量主要来自生物炭-土壤共存体系中的易分解碳组分,其土壤CO₂释放通量与土壤水溶性有机碳含量呈显著相关（P<0.05）;生物炭输入导致的地表反照率变化未对土壤呼吸产生直接的影响,而且生物炭输入可降低土壤呼吸温度敏感性Q10值,表明生物炭具有一定的化学和生物学稳定性.     

Elemental content of soil,sorghum and wheat on sludge-injected agricultural land

The objective of this research was to determine the uptake of heavy metals by plants grown on sludge-injected soil. The study took place at the sludge farm owned by the Manhattan, Kansas, sewage treatment plant, where sludge has been injected since 1976. Soil and two crops, sorghum (Sorghum bicolor L. Moench.) and winter wheat (Triticum aestivum L. em. Thell.), were sampled in 1980 after a total of 128 t ha^?1 of sludge (dry-weight basis) had been added to the soil (32 t ha^?1 year^?1). The control area, a farm next to the sludge farm, received only inorganic fertilizer. Four non-essential elements were analyzed (Cd, Cr, Ni, Pb), as well as nine essential elements (N, P, K, Ca, Mg, Cu, Fe, Mn, Zn).Soil in sludge-fertilized fields had more N, P, K, Mg, Fe, Cu, Mn, Zn, Cd, Cr and Ni than did soil from the control fields. In general, concentrations of essential elements in plants grown on sludge were similar to concentrations of essential elements in plants grown with inorganic fertilizer. Concentrations of non-essential elements were also similar, except for the following five exceptions, in which the sludge-treated plants had a higher concentration of the element than did the control plants: Cd in stems of sorghum; Cr in roots of wheat; Ni in roots and grain of wheat; and Pb in roots of wheat. Nickel in grain of wheat grown with sludge was within normal concentration ranges. Cadmium was at low levels in all plants, which indicated that, when sludge was layered below the surface of the soil, transfer of Cd from the soil to the plants was small. Sludge-injection appeared to be an effective method for fertilizing plants.     

Biochar: A review of its impact on pesticide behavior in soil environments and its potential applications

Biochar is produced from the pyrolysis of carbon-rich plant- and animal-residues under low oxygen and high temperature conditions and has been increasingly used for its positive role in soil compartmentalization through activities such as carbon sequestration and improving soil quality. Biochar is also considered a unique adsorbent due to its high specific surface area and highly carbonaceous nature. Therefore, soil amendments with small amounts of biochar could result in higher adsorption and, consequently, decrease the bioavailability of contaminants to microbial communities, plants, earthworms, and other organisms in the soil. However, the mechanisms affecting the environmental fate and behavior of organic contaminants, especially pesticides in biochar-amended soil, are not well understood. The purpose of this work is to review the role of biochar in primary processes, such as adsorption–desorption and leaching of pesticides. Biochar has demonstrable effects on the fate and effects of pesticides and has been shown to affect the degradation and bioavailability of pesticides for living organisms. Moreover, some key aspects of agricultural and environmental applications of biochar are highlighted.     

广东大宝山矿区土壤植物体系重金属迁移过程及风险评价

为研究矿区重金属在土壤-植物体系中的分布特征、迁移过程以及生态风险,分析了广东大宝山废弃采矿场地及附近农田的土壤和植物中重金属含量,揭示了重金属从土壤到植物的迁移累积特征,并评价了其生态风险.结果表明,研究区域大部分土壤pH小于5,Cu、Pb及Al等重金属易从土壤中释放并被植物吸收累积.沙溪镇农田Cd污染严重,凡洞废弃采矿场地受Cd、Pb、Cu和As污染严重,存在严重的生态风险.新江镇农田也存在严重的生态风险,Cu、As和Cd是主要的潜在生态风险因子.采集的8种植物大多数重金属含量均高于一般植物,尤其是Al和Fe的含量.植物地上部分10%的BCF和18%的TF值高于1,表明植物吸收的重金属基本累积在根部.废弃矿区乌毛蕨和芒草地上部分重金属含量不高,是重金属耐受规避型植物,具备潜在的土壤重金属污染固定修复能力.农田杂草裸柱菊对Cd表现出较强的富集能力;水稻主要在根部富集As及Cd,属于根部囤积型植物.     

铅锌矿区植物对重金属吸收和富集特征研究

通过实地调查分析贵州都匀牛角塘铅锌矿区土壤中重金属Pb、Cu、Cd的含量,采集9种矿区常见优势植物,对比植物对Pb、Cu和Cd的吸收、转运和富集特征.结果表明,矿区土壤受Pb和Cd两种金属污染严重,植物体内Pb、Cd含量都超过正常范围;在调查的9种植物中,桑科的地果地上部分Pb、Cd的含量最高,富集系数1.32、0.9...     

Unraveling the size distributions of surface properties for purple soil and yellow soil

Soils contain diverse colloidal particles whose properties are pertinent to ecological and human health, whereas few investigations systematically analyze the surface properties of these particles. The objective of this study was to elucidate the surface properties of particles within targeted size ranges (i.e. > 10, 1–10, 0.5–1, 0.2–0.5 and < 0.2 μm) for a purple soil (Entisol) and a yellow soil (Ultisol) using the combined determination method. The mineralogy of corresponding particle-size fractions was determined by X-ray diffraction. We found that up to 80% of the specific surface area and 85% of the surface charge of the entire soil came from colloidal-sized particles (< 1 μm), and almost half of the specific surface area and surface charge came from the smallest particles (< 0.2 μm). Vermiculite, illite, montmorillonite and mica dominated in the colloidal-sized particles, of which the smallest particles had the highest proportion of vermiculite and montmorillonite. For a given size fraction, the purple soil had a larger specific surface area, stronger electrostatic field, and higher surface charge than the yellow soil due to differences in mineralogy. Likewise, the differences in surface properties among the various particle-size fractions can also be ascribed to mineralogy. Our results indicated that soil surface properties were essentially determined by the colloidal-sized particles, and the < 0.2 μm nanoparticles made the largest contribution to soil properties. The composition of clay minerals within the diverse particle-size fractions could fully explain the size distributions of surface properties.