洱海流域农田土壤氮素的矿化及其影响因素

采用好氧间歇淋洗培养法,对洱海流域内的农田、菜地土壤样品培养2周,研究土壤氮的矿化及其影响因素.结果表明,表层土壤2周氮矿化量平均为65.54mg/kg.不同农田利用方式下,表层土壤氮矿化量的平均值为露地菜田粮田大蒜田.土壤氮素矿化以硝态氮为主,且随着土壤深度的增加而降低.土壤氮矿化同全氮、有机质含量呈明显的正相关关系,与pH值呈负相关;氮矿化与无机氮含量、C/N之间无显著关系.全氮、有机质和pH值是影响该流域农田土壤矿化的主要因子.     

蔬菜的硝态氮累积及菜地土壤的硝态氮残留

在不同季节对11类、48种蔬菜的测定表明,硝态氮含量高于325mg·kg^-1,达到4级污染水平的有20种,占调查总数的41.7%,包括全部叶菜类、部分瓜类、根菜类和葱蒜类蔬菜.其中硝态氮含量高于700mg·kg^-1,超过4级污染水平的有5种,均为叶菜类蔬菜.叶菜硝态氮累积虽为严重,但其中部分蔬菜叶片的硝态氮含量却低于3级污染水平对不同类型菜地和农田土壤的测定发现,菜地0～200cma各土层的硝态氮残留量均高于农田土壤,常年露天菜地200cm土层的硝态氮残留总量为1358.8kg·hm^-2年大棚菜田为1411.8kg·hm^-2,5年大棚则达1520.9kg·hm^-2,而一般农田仅为245.4kg·hm^-2.菜地土壤的硝态氮残留严重威胁菜区地下水环境.     

太湖地区农田土壤中硝态氮垂直运移的规律

用模拟土柱和田间定期采样的方法对太湖地区农田土壤中硝态氮垂直运移规律进行了研究.结果表明,在饱和条件下,硝态氮垂直运移过程的穿透曲线呈现不对称形状和拖尾现象,主要由于土壤中存在着动水和不动水的比例不同和土壤的物理性质所致.在非饱和条件下,硝态氮运移过程的时间明显加长,穿透曲线的峰值增高,优先流不明显,穿透曲线平缓.与硝态氮结合的阳离子价数对硝态氮的垂直运移没有影响.试验区的硝态氮在土壤中的含量随季节的不同而呈现规律性的变化,冬、春季硝态氮在土壤中的含量较高;夏、秋季则较低.地下水中的硝态氮污染现象不显著,主要由于土壤质地黏重,阻碍了硝态氮向地下水中的运移.     

冻融作用对大兴安岭典型森林土壤活性有机碳和氮矿化的影响

于2017年10月采集大兴安岭地区樟子松林和白桦林两种典型林型下0～10、10～20、20～30 cm土壤,采用室内模拟冻融实验研究了冻融循环下土壤活性有机碳变化趋势和氮素矿化特征.结果表明:①随着冻融次数增加,土壤溶解性有机碳(DOC)和土壤微生物量碳(MBC)均表现为先增加后降低的趋势,冻融作用在显著增加了土壤DOC含量的同时降低了土壤MBC含量(p0.05),冻融温差对活性碳影响不明显(p0.05);冻融过程中樟子松林0～10 cm土壤DOC含量高于白桦林,10～20、20～30 cm土壤DOC含量低于白桦林,而樟子松林各层土壤MBC含量始终高于白桦林.②随着冻融次数增加,土壤铵态氮表现为先减少后增加的趋势,而硝态氮表现为先增加后减少的趋势,冻融作用显著增加了土壤铵态氮和硝态氮含量(p0.05),较大的冻融温差会促进氮矿化(p0.05);冻融过程中白桦林土壤铵态氮和硝态氮含量始终高于樟子松林.③两种林型下土壤DOC、MBC、铵态氮和硝态氮含量均随着土层深度的增加而降低(p0.05).以上结果表明,冻融作用导致森林土壤DOC含量流失而影响了土壤碳库的积累,但有利于无机氮的累积,为植物生长提供了氮素肥力,且不同植被类型土壤碳、氮含量对冻融作用的响应存在一定的差异.     

不同氮肥管理方式对南方酸性土壤无机氮含量的影响研究

为了提高氮素的经济效益,减少氮素产生的农业面源污染,通过农田氮肥施用试验,研究了在无施氮、传统施氮、优化施氮三种施氮方式处理下,马铃薯-鲜食玉米-鲜食玉米轮作农田收获期0~40cm土层中土壤无机氮含量分布特征。结果表明,在三种施氮方式下,马铃薯-鲜食玉米-鲜食玉米轮作周期后,土壤无机氮以硝酸氮和铵态氮形式累积于表层0~40cm土壤中。其中,传统施氮方式下的铵氮、硝态氮及无机氮的含量明显高于其它两种施氮方式下的铵氮、硝态氮及无机氮含量。在0~40cm土层中无施氮、传统施氮、优化施氮三种施氮方式的无机氮含量分别达到69.8、291.3、630.5kg/ha。     

控释掺混肥对菜田土壤脲酶和氮转化功能基因影响及硝酸盐淋溶削减研究

以西蓝花为对象,研究了露地菜田不同施肥方式下土壤氮转化酶、氮转化功能基因及氮吸收量的差异,监测了西蓝花生育期内不同时期0～100 cm 土壤硝态氮含量动态变化.结果表明:①施氮处理(CF、CU80％和CU60％)土壤脲酶活性是缺氮处理(PK)的1.78～3.11倍,差异显著(p＜0.05),并且其AOA、AOB、nir...     

黄土高塬沟壑区不同坡位和植被下的土壤硝态氮特征研究

地形和植被会改变水分在土壤中的运移,进而影响土壤中硝态氮(NO_3~--N)的分布,并可能导致对水体污染的差异.在黄土高塬沟壑区黑河流域选取3个样点,采集刺槐林和草地在不同坡位(上、中和下坡位)的6 m深土样,分析了坡位和植被对NO_3~--N迁移的影响,并初步评估了其对地表水及地下水污染的潜在风险.不同坡位及植被条件下,土壤中硝态氮均没有出现累积,在表层土壤达到最大值后逐渐减小.2种植被下NO_3~--N达到稳定时的深度约为200 cm,稳定浓度均为下坡位上坡位中坡位,但在同一坡位的稳定浓度均有草地高于刺槐林的特点,说明坡位及植被覆盖类型均会影响NO_3~--N在土壤中的分布.整个流域地表水NO-3含量枯水期及汛期分别为(6.90±2.10)mg·L~(-1)和(5.84±2.86)mg·L~(-1),而坡地表层土壤(0~20 cm)中可移动态NO_3~-为(29.55±6.59)mg·L~(-1),明显大于地表水中的浓度,很有可能随径流流失造成地表水氮素污染.地下水枯水期和汛期的NO_3~-含量分别为(24.61±23.72)mg·L~(-1)和(15.70±10.78)mg·L~(-1),而坡地深层土壤(200 cm)中NO-3为(0.78±0.16)mg·L~(-1),由于浓度较低,对地下水造成污染的可能性较小.     

北京市顺义区浅层土壤硝态氮的空间变异特征分析

顺义是北京市的主要水源地和农业生产基地,研究氮素在顺义区土壤中的分布累积及空间变异情况,对于了解顺义区的土壤潜在污染,指导农业生产,预防面源污染等具有重要作用.因此,本研究应用传统统计学方法和基于GIS的地统计学法研究了顺义区不同地点各土层土壤中硝态氮的空间分布特征.结果发现,地统计分析过程中,在考虑各向异性和趋势效应的情况下,各土层土壤硝态氮含量均具有空间相关性,理论变异模型主要为球状模型和指数模型.同时,选用普通Kriging插值法得到了各土层土壤硝态氮的空间分布图,并对其空间分布特征进行了分析.结果表明,研究区不同土层硝态氮空间分布状况各异,潮白河东部土壤硝态氮含量高于潮白河西部.     

灌溉与施氮对黑河中游新垦沙地农田土壤硝态氮动态的影响

研究了黑河中游绿洲边缘区新垦沙地农田不同灌溉量(分别为估算春小麦生育期需水量的0.6、0.8、1.0倍)和不同施氮量(0、140、221和300kg·hm-2)对春小麦不同生育期土壤硝态氮含量及分布动态的影响.结果表明,施氮量为硝态氮淋溶的决定因素,土壤剖面中硝态氮的含量随着施氮量的增加而增加,当施氮量在0～140kg·hm-2之间时,硝态氮的淋溶较为缓慢,而在221～300kg·hm-2范围时硝态氮的含量显著增加,这表明当施氮量高于221kg·hm-2时易引起硝态氮的淋溶.收获期土壤的硝态氮含量明显低于开花期,且硝态氮存在显著差异的土层深度变浅.在综合4个施氮处理的情况下,不同灌溉处理同一土层土壤硝态氮的含量无显著差异(p<0.05),这一结果表明灌溉量对春小麦生育期土壤硝态氮淋溶过程的影响要小于施氮量.不同灌溉处理同一土层土壤硝态氮含量的差异因施氮水平的不同而异,多数情况下,低灌溉处理(I0.6)与中等灌溉处理(I0.8)的土壤硝态氮含量高于高灌溉处理(I1.0),同时具有显著硝态氮含量差异的土层深度随施氮量的增加而递增,说明随着灌水量的减少硝态氮向下淋溶量也相应下降.     

典型地区饱和土壤中硝态氮垂直运移及拟合

采用室内土柱模拟的方法, 研究了封丘地区农田土壤中硝态氮垂直运移规律. 结果表明: 在饱和条件下, 不同浓度硝态氮溶液(100mg·L^-1、200mg·L^-1)处理的土壤, 硝态氮运移的穿透曲线间无明显影响. 用含有不同价态陪伴阳离子(K⁺和Ca²⁺)的硝态氮溶液处理黄潮土0～30cm土层和风沙土, 硝态氮运移的穿透曲线基本重合; 而陪伴Ca²⁺硝态氮溶液处理的黄潮土30～60cm、60～90cm土层中硝态氮出流时间具有滞后效应. 硝态氮溶液全部运移出土体所需时间越长, 穿透曲线越平缓、峰值越低. CXTFIT2.0数学模型估算的稳定水流条件下饱和土壤中硝态氮淋失量具有较高精度, 相关系数均达到极显著水平.     

南水北调中线源头区蓄水前土壤氮磷分布特征

采集南水北调中线源头区(高程170m以下)19个村庄的43个土壤样品,分析了丹江口水库淅川县蓄水前不同土地利用类型土壤中有机质、总氮、硝态氮、铵态氮和总磷的分布特征.结果表明,研究区土壤总氮含量介于18.15~185.98mg/kg之间,硝态氮介于5.75~77.96mg/kg之间,铵态氮介于5.72~26.38mg/kg之间,总磷介于37.98~147.32mg/kg之间,有机质介于7.19~45.32g/kg之间;研究区土壤氮素、总磷和有机质含量受地形及地理位置影响较小,不同土地利用类型土壤中总氮、硝态氮及有机质含量存在显著差异,总磷和铵态氮含量差异性不明显,有机质含量大小依次为村庄>水稻田>池塘>消落带>旱地>林地,总氮含量大小依次为水稻田>村庄>池塘>消落带>旱地>林地,硝态氮含量大小依次为村庄>池塘>消落带>旱地>水稻田>林地;相关性分析表明,土壤有机质与总氮含量之间存在极显著正相关性(r=0.837, P<0.01),铵态氮含量与有机质、总氮呈显著正相关性(分别为r=0.455, P<0.05;r =0.434, P<0.05),而这三者与硝态氮之间相关性不明显;土壤总磷与有机质、总氮、硝态氮、铵态氮含量之间无明显相关性.     

滇东镉高背景区菜地土壤健康风险评价与基准

以滇东土壤-蔬菜系统为研究对象,通过土壤-蔬菜点位协同采样,分析了菜地土壤和不同蔬菜中Cd的积累特征及健康风险状况,并应用物种敏感度分布曲线（SSD）法,拟合出土壤Cd污染的健康风险值.结果表明：滇东菜地土壤中镉的累积量中有60.3%的样点超过了污染筛选值,曲靖市的土壤Cd质量分数平均值较高;不同类别蔬菜吸收富集镉的能力不同,叶菜类和根茎类蔬菜对Cd有较强的吸收富集能力,超标率也相对较高,研究区采集到的23种蔬菜中出现镉超标的蔬菜有11种,但蔬菜总的超标率为18%;健康风险评价结果显示无论是对成人还是儿童均不存在非致癌健康风险,3类蔬菜的风险大小依次为叶菜类 > 根茎类 > 茄果（辣椒）类,研究区蔬菜中Cd对成人和儿童均不存在健康风险,儿童的Cd暴露风险高于成人;滇东蔬菜健康风险基准值是基于保护95%及5%的蔬菜品种安全所得的土壤风险值,种植根茎类蔬菜时,HC₅=0.35mg/kg、HC₉₅=2.8mg/kg;种植辣椒类蔬菜时,HC₅=0.15mg/kg、HC₉₅=8.7mg/kg;种植叶菜类蔬菜时,HC₅=0.36mg/kg、HC₉₅=13.8mg/kg.     

滇东镉高背景区菜地土壤健康风险评价与基准

以滇东土壤-蔬菜系统为研究对象,通过土壤-蔬菜点位协同采样,分析了菜地土壤和不同蔬菜中Cd的积累特征及健康风险状况,并应用物种敏感度分布曲线（SSD）法,拟合出土壤Cd污染的健康风险值.结果表明：滇东菜地土壤中镉的累积量中有60.3%的样点超过了污染筛选值,曲靖市的土壤Cd质量分数平均值较高;不同类别蔬菜吸收富集镉的能力不同,叶菜类和根茎类蔬菜对Cd有较强的吸收富集能力,超标率也相对较高,研究区采集到的23种蔬菜中出现镉超标的蔬菜有11种,但蔬菜总的超标率为18%;健康风险评价结果显示无论是对成人还是儿童均不存在非致癌健康风险,3类蔬菜的风险大小依次为叶菜类 > 根茎类 > 茄果（辣椒）类,研究区蔬菜中Cd对成人和儿童均不存在健康风险,儿童的Cd暴露风险高于成人;滇东蔬菜健康风险基准值是基于保护95%及5%的蔬菜品种安全所得的土壤风险值,种植根茎类蔬菜时,HC₅=0.35mg/kg、HC₉₅=2.8mg/kg;种植辣椒类蔬菜时,HC₅=0.15mg/kg、HC₉₅=8.7mg/kg;种植叶菜类蔬菜时,HC₅=0.36mg/kg、HC₉₅=13.8mg/kg.     

小尺度农田土壤中重金属的统计分析与空间分布研究

对北京市东南郊大兴区某生态农场的4个地块进行了采样分析,测定了表层土壤中Cu、Zn、Cr、Pb和Cd的含量.统计结果表明,3块大田的土壤性质之间没有显著差异,而大田与菜地间的差异较大.大田的重金属含量低于国家一级土壤质量标准,而菜地个别采样点的Cu高于一级标准,Cd高于二级标准.进一步通过相关性分析和主成分分析,研究区域土壤中的重金属可以由3个主成分反映,Cu、Zn和Cd为第一主成分,Pb和Cr为第二和第三主成分.对3个主成分因子进行空间分析,用高斯模型来拟和主成分因子的半方差函数效果最佳.第一主成分有较好的空间相关性,而第二和第三主成分的空间相关性较弱.在GIS平台上,应用克里格插值法作图分析了主成分因子的空间分布特性.第一主成分在菜地的值高于大田,第二和第三主成分从东向西逐渐降低.这一分布结果表明,土壤中Cd、Cu和Zn积累来源于蔬菜生产中的农业投入,Pb和Cr受外界影响较小.     

广西铅锑矿冶炼区土壤剖面及孔隙水中重金属污染分布规律

为探讨铅锑冶炼区重金属在土壤中分布及迁移特征,在广西河池铅锑矿冶炼区周围根据不同土壤利用类型分别选取菜地土壤、荒地土壤、林地土壤这3个典型剖面,对区域内土壤剖面及孔隙水中重金属的迁移分布特征进行了研究.结果表明,3个剖面中重金属元素Sb、Pb、As、Cu明显在表层富集,最高值都出现在0～2 cm的表层土壤中;Sb、Pb和As在剖面60 cm以下有增加的趋势.土壤剖面中重金属元素淋溶难易的总体顺序为:Sb>As>Cu>Al,Pb.土壤的耕作对重金属在剖面中的下渗迁移具有一定的影响.表层土壤孔隙水中高含量的重金属可能对作物造成毒害影响,并通过食物链危害居民的健康.Sb、As相对于Pb容易从土壤进入孔隙水,在剖面中迁移.     

基于高密度采样的土壤重金属分布特征及迁移速率

重金属在土壤剖面中的垂直分布特征是土壤自身理化性质和外界条件影响下重金属迁移和积累的综合反映,也是了解土壤重金属污染程度和修复治理的基础.传统的用于农业土壤研究的层次采样技术和方法,只能粗略了解重金属在土壤层次中的分布状况,不足以确定污染物的垂直迁移距离和速度.本研究通过对钢铁厂周边3种不同利用类型土壤进行垂直方向的高密度采样分析,即在0～40cm深度内以2cm间隔,在40～80cm以5cm间隔,80cm以下以10cm间隔采样,对重金属元素Cu、Zn、Pb、Cr、Cd的剖面垂直分布进行了研究.结果表明,在几乎未受人为干扰的林地土壤中,可见重金属在土壤表层明显富集,证实其来源是大气沉降,其中Zn、Pb向下迁移的距离很小,Cu、Cd迁移稍快,Cr向下淋溶迁移的深度没有明显的界限;在受人为影响的旱地和水稻田中,重金属在耕层土壤中被人为扰动混合,但在耕层界面以下仍然有明显的向下迁移.研究表明,垂直方向高密度采样可以比较精确地理解重金属在土壤中的分布模式,通过重金属元素含量与稳定元素Ti含量的比值及其变化,还可以估计在特定时间内污染物的迁移距离和迁移速度,各种重金属具有不同的迁移能力,其相对顺序为Cd>Cu>Zn>Pb.     

黄土高原关键带土壤水分空间分异特征

地球关键带是人类生存和发展的关键区域。关键带发生的一系列物理、化学和生物过程与人类活动密切相关。土壤水分是黄土高原关键带的关键要素,同时又是黄土高原植被恢复与生态环境重建的决定因子。为揭示黄土高原关键带土壤水分的空间分异特征,采用网格(50m×50m)布点,雨季结束后采集0~500cm深度土壤样品,结合室内分析,结果表明:黄土高原小流域中73个样点0~500cm的土壤含水量分布范围介于1%~23%之间,降水对0~100cm土层的土壤水分补充明显;土壤水分在水平和垂直方向都表现出明显的空间异质性,在不同方向上的水分控制过程有所不同,是对土地利用方式、植被类型、地形要素、土壤质地等多因素综合响应的结果。充分理解关键带土壤水分空间的分异规律及其主控因素有助于该区小流域综合治理中的植被建造与布局,也有助于对该区土壤水文和生物地球化学过程的理解。     

上海宝山区城市土壤铅污染来源的同位素判别

对上海市宝山区月浦公园和蕴川公路菜田采集的土壤柱样,进行了土壤粒度、铅(Pb)含量及其稳定同位素比值的垂向变化分析,以探讨土壤的铅污染特征及其来源.结果表明,菜田和公园土壤柱样中铅含量分别为17.2～34.8 mg.kg-1和17.5～36.5 mg.kg-1,菜田土壤207Pb/206Pb和208Pb/206Pb分别为0.827～0.849和2.082～2.101,公园土壤则为0.839～0.848和2.089～2.099.2个土壤柱样中铅含量及其富集因子(EF)、207Pb/206Pb和208Pb/206Pb比值都随深度增加而减小,菜田和公园表层土壤(表层10 cm)Pb的富集因子基本都大于1.5,指示了菜田和公园土壤表层较高含量的铅系人为活动外源输入所致.对比前人关于上海不同污染源铅稳定同位素比值的研究结果,菜田和公园表层土壤铅同位素特征介于长江河口潮间带沉积物和工业燃煤粉尘之间,且EF>1.5,样品更接近燃煤产物,说明宝山区表层土壤铅污染主要来自工矿企业燃煤所产生的粉尘.     

包头白云鄂博采矿区周边表层土壤中232Th的分布特征

包头白云鄂博矿区进行铁矿、稀土矿开采已近60a,稀土矿中伴生的232Th未利用而暴露于环境中,可能引起一定的环境风险,因此对该矿区周边表层土壤中w(232Th)及其分布特征进行采样监测.结果表明:土壤中w(232Th)为3.43~59.09mg/kg,平均值为12.79mg/kg,高于世界平均值(7.50mg/kg)和我国全国平均值(9.88mg/kg),说明包头白云鄂博矿区周边土壤中232Th的分布受到了矿物开采活动的影响;其主要来源是矿区东、西两侧的2个尾矿堆,矿区周边表层土壤中232Th的分布主要受风力作用和人为活动等因素的影响. 土壤剖面0~20cm区间w(232Th)平均值与五分法土壤表层中的w(232Th)接近,矿区南部(16号采样点)和北部(12号采样点)土壤中232Th的分布未受白云鄂博矿区的影响,其剖面上w(232Th)变化不明显,接近全国平均值;矿区东南部(17号采样点)底层土壤w(232Th)较低,表层土壤w(232Th)较高,并且在10.5~17.5cm区间出现w(232Th)剧增的趋势,w(232Th)由14.70mg/kg升至19.54mg/kg,表明土壤中232Th的分布明显受白云鄂博矿区的影响.      

三峡库区(重庆段)菜地土壤重金属污染特征、潜在生态风险评估及源解析

为探究三峡库区菜地土壤重金属的污染特征、潜在生态风险和污染物的来源,于2021年10月采集了库区（重庆段）14个蔬菜种植区（县）菜地的表层土壤样品,分析了样本中7种重金属元素（As、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn）的含量,分别利用单因子指数法、内梅罗综合污染指数法和潜在生态风险评价法对土壤重金属的富集状况和潜在风险进行了评估,并分析了蔬菜种植年限和栽培方式（露天和大棚）对土壤重金属累积的影响.结果表明,库区菜地土壤中重金属的含量高于重庆市三峡库区土壤背景值,但均低于《农用地土壤污染风险管控标准（试行）》（GB 15618-2018）规定的土壤污染风险管制值;单因子污染评价结果表明,区域土壤Pb、Zn、Cu和Cd处于轻微污染水平;内梅罗综合污染指数法表明,研究区处于轻度污染水平,主要污染因子为Cd和Ni,有91.4%的土壤样品存在不同程度的污染（P_N>1）,其中9.19%的样品处于重度污染;潜在生态风险评估结果指出,研究区以轻度生态风险为主,Cd中度生态风险的土壤样本数占比为9.77%,存在一定的生态风险.聚类分析结果显示Cd-Cu-Pb-Zn和As-Cr-Ni分别具有相同的污染源.菜地土壤中重金属含量随着种植年限的增加均呈上升趋势;总体上大棚土壤中重金属含量均高于露天菜地土壤.