黄土沟壑区小流域不同地形下土壤微量元素分布特征

研究了黄土沟壑区小流域塬面、坡地、梯田和沟道土壤微量元素的剖面分布特征,以揭示不同地形条件下微量元素的有效性及地球化学特性.结果表明,不同土层土壤全量微量元素的变异系数均小于15%,为小变异土壤性质,有效态和吸附态铁和锰的变异系数均高于36%,为高度变异土壤性质;有效态和吸附态锌和铜属于中到高度变异.全量铁、锰和铜以沟道土壤较高,全锌、有效态和吸附态微量元素含量以塬面土壤较高.不同形态微量元素的剖面分布趋势取决于地形条件.不同地形下成土过程及不同地形条件所对应的土地利用方式造成了全量微量元素的差异,而土壤有机质含量的差异是不同地形条件下有效态和吸附态微量元素剖面分布特征不同的主要原因.     

贵州灰家堡金矿田土壤重金属元素环境地球化学评价

为了解灰家堡金矿田土壤重金属元素环境地球化学背景和现状，本文开展了土壤重金属（As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn）环境质量评价。结果显示，以《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准》中风险筛选值为标准，灰家堡金矿田大部分区域土壤As和Cu环境地球化学等级高（三级、四级和五级），其它重金属元素（Cd、Cr、Hg、Ni、Pb、Zn）环境地球化学等级低（一级和二级）。高土壤Cu环境地球化学等级（三级）的区域与已知的构造、地层和深部隐伏Au矿体均无空间关系。土壤中Cu的来源主要受地层背景含量的控制。高土壤As环境地球化学等级（三级、四级和五级）的区域主要沿背斜轴和断裂呈带状分布，并与深部矿体相对应，但与已有矿山生产活动区无空间关系。灰家堡金矿田高As环境地球化学等级的土壤与Au的成矿作用有关。     

喀斯特地区土壤有机质的稳定碳同位素地球化学特征

以喀斯特地区二种主要的土壤类型石灰土和黄壤为例,对三种植被类型下土壤及土壤不同粒径组分中有机质的稳定碳同位素组成(δ13C值)进行了分析,结果显示:石灰土剖面中土壤有机碳含量均大于1.0%,最大值为表层土的7.1%,而三个黄壤剖面中土壤有机碳含量在0.3%～4.6%之间;石灰土剖面中土壤有机质δ13C值的变化范围仅为-24.1‰～-23.0‰,土壤不同粒径组分中有机质的δ13C值变幅也较小;而黄壤剖面中土壤有机质δ13C值的变化范围较大,在-24.5‰～-21.1‰之间,土壤不同粒径组分中有机质的δ13C值变幅也较大。对比研究表明,不同土壤类型中有机质的深度分布特征具有显著差异,土壤有机质的稳定碳同位素地球化学具有明显的区域性特征。     

典型土壤和沉积物中多金属形态分布特征

土壤和沉积物作为地表矿物岩石风化过程的重要产物,对金属元素的地球化学循环起着至关重要的作用。由于土壤和沉积物记录了矿物溶解、吸附、沉淀及生物吸收等综合地质过程的叠加作用,如何准确判定某个单一过程对金属地球化学的影响和贡献仍是当前研究难题。土壤和沉积物中金属的形态分布特征研究可帮助判定元素在地表风化过程中经历的特定过程。本文选择我国广泛分布的五种典型土壤类型(砖红壤、黄棕壤、棕壤、红壤、水稻土)、一种水系沉积物和一个玄武岩自然风化剖面土壤样品,运用改进的BCR形态提取法开展典型金属形态分布特征研究,明确了具有潜在生理毒性的Cr和Pb、代表性过渡金属Ni、Cu、Zn、V、Co以及相关研究较少的碱金属Cs、碱土金属Sr和难溶元素Zr在不同土壤、沉积物中的分布特征,刻画了这些金属在典型砖红壤风化剖面上的连续变化规律,初步判定了不同地质环境金属形态分布不同的控制因素。V、Zr和Sr受自身性质控制,在不同的地质样品中都表现出相似的形态分布,均以残渣态为主,而其他金属则表现出不同的形态分布趋势,其中,Ni、Zn、Cs、Pb和Cu的形态分布受它们的理化特性和外部环境共同影响,Co形态则可能受到锰矿物、TOC含量的影响。研究结果为进一步认识流域金属地球化学行为及其环境效应提供了基础数据。     

鄱阳湖湿地土壤酶及微生物生物量的剖面分布特征

为探明淡水沼泽湿地土壤微生物功能活性随土壤剖面深度的变化,以鄱阳湖区内典型的苔草湿地土壤为研究对象,选择剖面深度为1 m共5层(0~20、>20~40、>40~60、>60~80、>80~100 cm)的土壤,对土壤酶[Bglu(β-葡萄糖苷酶)、NAG(乙酰氨基葡萄糖苷酶)、Bxyl(β-木糖苷酶)、Phos(酸性磷酸酶)、Phox(酚氧化酶)、Pero(过氧化物酶)]活性、w(MBC)(微生物生物量碳含量)和w(MBN)(微生物生物量氮含量)及土壤理化性质进行研究.结果表明,代表微生物功能活性的土壤酶和w(MBC)、w(MBN)均随着剖面深度的增加而逐渐降低,表层(0~20 cm)土壤中的酶活性和w(MBC)、w(MBN)均显著高于深层土壤.值得注意的是,不同土壤酶活性随着剖面深度的变化规律不一,但总体酶活性在土壤深度为>40~60 cm时达到稳定,并且仍都具有较高活性;表层土壤中w(MBC)为65.58~161.90 mg/kg,w(MBN)为7.39~16.28 mg/kg,二者占所研究剖面土壤总微生物碳氮含量的51%~69%.进一步的相关性分析发现,土壤微生物功能特性与有机质AFDM(去灰分干重)、w(TOC)、w(TN)、含水量及pH存在显著的相关性,其中土壤w(TOC)、w(TN)是影响鄱阳湖湿地土壤微生物数量和活性的最主要因素.研究显示,土壤深度对湿地土壤微生物功能特性及土壤性质具有显著影响,表层土壤中微生物功能活性最高,但湿地深层土壤中仍存在大量的微生物,由微生物参与的代谢活动仍然活跃,深层土壤微生物功能特性不容忽视.      

长春市土壤微生物生化作用强度及其影响因素

论文通过样品采集和室内分析研究了城市土壤微生物活性特征及其与土壤理化性质和重金属含量的关系。结果表明:土壤微生物各生化作用强度各不相同,受土地利用方式影响很大,微生物生化作用强度对环境敏感性顺序为氨化作用(1.27)>固氮作用(0.82)>纤维素分解强度(0.74)>呼吸作用强度(0.57)。土壤理化性质对其影响复杂多样,其中自然含水量是影响微生物各种生化作用强度的共同主要因素;土壤重金属对微生物各种生化作用强度影响的程度和方向存在差别。影响土壤微生物生化作用强度的主要土壤理化性质在一定程度上掩盖或者协同土壤重金属对土壤微生物生化作用的影响。不能利用微生物生化作用强度指示长春市土壤重金属复合污染状况。     

山地土壤微生物地理分布格局及其驱动机制

土壤微生物不仅是陆地生态系统的重要组成部分,也是地上、地下过程与功能有机结合的重要纽带。分子生物技术的发展以及土壤微生物分离和鉴定准确性的提高,推动了土壤微生物生物地理学的不断发展,但宏观尺度上的格局特征与区域规律尚未揭示。本文集成分析了全球不同气候带、不同植被类型的土壤微生物群落组成（生物多样性）沿海拔梯度的地理分布格局,发现在全球尺度上并无一致规律,线性（递增或递减）、非线性（单峰或双峰）、无固定趋势3种地理格局并存。植被类型、植物多样性、土壤pH及其它物理化学性质、气候等各种因素,都有可能决定某一地区的土壤微生物多样性的海拔梯度分布格局。全球尺度上的现有数据分析发现,海拔跨度和气候的影响较为明显,二者实际上综合反映了大尺度上气候决定着山地土壤微生物的地理分布格局,这与传统的生物地理学观点是一致的,其它生态环境因子如地理坐标、植被类型、土壤微生物类型、土壤pH等的影响处于从属地位。然而,当前山地土壤微生物生物地理学的研究仍有较多局限性,全球更多山地、更大海拔跨度的土壤微生物研究、更精确的微生物分离鉴定技术、更多样的环境与生物驱动因素分析,以及更多现代生物地理学研究方法的使用,将有助于土壤微生物地理分布格局的深入研究,及其与气候、土壤和生态系统关系的深入挖掘,这对深刻认识土壤微生物的空间分布规律,从而更好地开发和利用土壤微生物资源,具有重要的理论与实践意义。     

化学农药对土壤微生物的影响

农药的使用势必对土壤微生物产生影响，由于土壤中的微生物处在共生状态，而土壤中的很多物质分解是靠微生物来完成的，因此微生物受农药影响而发生的各种变化，都会对物质分解过程（如碳、氮循环），植物的生长发育，以及植物病理等产生影响。该文概述了农药对土壤微生物的６个方面影响，并提出了还需进一步研究的方向。     

乐果对土壤中酶活性和微生物数量的影响

农药对土壤微生物及酶活性的影响，已成为不少国家评价农药使用安全性的重要指标，该文就乐果对土壤中酶活性及微生物数量的影响进行了初步研究。结果表明，乐果对土壤中酸性磷酸酶的影响较大，中性磷酸酶受影响小些；脱氢酶的变化趋势虽与酸性磷酸酶相仿，而受影响程度更大些；乐果对土壤微生物数量的变化影响不大。总之，乐果对土壤微生物及酶活性有一定抑制作用，但恢复较快，这有利于乐果在土壤中的降解。     

微生物还原针铁矿胶体的动力学特征及其影响因素

基于典型的希瓦氏金属还原菌(Shewanella decolorationis S12)和针铁矿相互作用的现象,探讨了电子供体、针铁矿浓度及氧化还原中介体2-磺酸钠蒽醌(AQS)对其相互作用的影响.结果表明, AQS加入使针铁矿的微生物还原程度得到加强,在添加AQS的0.5mmol/L针铁矿体系中,厌氧培养38天后,被还原解离出的Fe(ΙΙ)浓度是未添加AQS的394%.针铁矿的归一化还原速率表明,当电子供体浓度一定时,随着针铁矿浓度增加,针铁矿的还原酶促反应显著减弱.米氏拟合方程表明,以不同浓度的针铁矿为底物时, S12菌-针铁矿相互作用过程的拟合相关系数R2分别为0.843(添加AQS)和0.998(未添加AQS),电子转移载体的存在以及底物类型的不同均对Vmax和Km值均有一定程度的影响.在微生物在还原针铁矿过程中,其还原速率越大,用于ATP合成所需能量 值也随之升高,S12菌和针铁矿的还原反应达到平衡时, Gibbs自由能变化(DGr)达最大值.     

贵阳市表层土壤中镉的环境地球化学基线研究

以土壤环境地球化学研究为主线,以贵州省贵阳市8　046　km²为研究区域,将土壤重金属污染元素镉的空间分布规律与环境地球化学机理研究相结合,建立区域土壤环境地球化学基线,选用合适的判别指标判识自然作用过程与人类活动过程对土壤环境的影响.通过对487个样品的镉含量的统计分析,结果表明,贵阳市表层土壤中镉的基线值为0.068　mg/kg,镉元素含量大于1.010　mg/kg的样品可能遭受人为污染的影响.地质累积指数分析结果显示,贵阳市40%的表层土壤未受镉污染,19%的表层土壤在无污染与中度污染之间,14%受中度污染,19%的表层土壤介于中度污染到强污染之间,7%受强污染,1%的表层土壤介于强污染到极强污染之间.污染程度指数分析则显示,贵阳市57.9%的表层土壤未受到镉污染,镉的污染程度最大为12.1,96%的表层土壤污染程度小于4,总污染程度大于0,即总体受到污染.     

土壤中塑料与微生物的相互作用及其生态效应

聚焦于土壤环境中包括微塑料在内的塑料污染,综述了微生物与土壤塑料相互作用的最新研究成果.主要内容包括：（i）土壤塑料的来源、迁移及其在土壤中长期贮存的基本特征;（ii）土壤微生物对塑料的影响;（iii）塑料污染对土壤微生物群落及酶活性、土壤动物、农作物生产以及对全球陆地生态系统功能的影响.最后,本文展望了未来相关研究的重点方向,包括功能微生物、实验参数设置、塑料圈、塑料与土壤微生物的大尺度及长期研究等,为从微生物角度认识和解决土壤塑料污染问题提供参考.     

铁矿区内重金属对土壤氨氧化微生物群落组成的影响

以密云水库上游某铁矿区为研究对象,采用荧光定量PCR和变性梯度凝胶电泳(DGGE)分析了矿区内不同采样点的土壤中氨氧化微生物的数量和群落结构的变化,结果表明,土样中氨氧化细菌(AOB)和氨氧化古菌(AOA)的数量变化范围分别为3.01×107~1.08×109copies/g干土和8.65×107~2.69×109copies/g干土.重金属含量与氨氧化微生物数量的相关性分析以及氨氧化微生物群落结构的冗余分析结果表明,该矿区内重金属污染改变了土壤中的氨氧化微生物的数量和结构.Cu污染对AOA的数量起到了显著抑制作用(r= -0.653*, P<0.05),但是对AOB则没有明显作用;Zn污染对尾矿库区域土壤的AOA/AOB比值影响显著(r= -0.606*, P<0.05);Cd污染改变了AOB的种群分布,降低了AOB的多样性水平.土壤中Cr长期干扰并没有改变氨氧化微生物的数量和结构,但是明显得抑制了氨氧化速率,表明重金属污染在一定程度上也影响了土壤生态系统的氮循环.     

高粱修复柴油污染土壤过程中植物生物量及土壤微生物总量的变化

通过温室盆栽试验,研究了高粱修复柴油污染土壤过程中植物生物量及土壤微生物总量的变化情况.通过定量分析土壤中柴油含量对高粱生物量和土壤微生物总量的影响,揭示柴油对土壤环境的生物学效应.结果表明,柴油污染胁迫下高粱的发芽率、存活率以及生物量受到不同程度的影响,在w(柴油)为0.1%的土壤中高粱的发芽率、存活率以及生物量与空白相比约有10%的增加,而在w(柴油)高于3.0%的污染土壤中高粱无法生长.土壤中微生物量随着土壤中柴油含量的增大而减小,但是随着修复过程的进行,土壤环境得到改善,土壤中微生物量有了明显的提高.      

病毒在土壤中的存活时间与传播能力及其影响因素

土壤是病毒在自然界主要的分布场所,也是病毒传播的一种媒介.对流感病毒、肠道病毒、甲型肝炎病毒和冠状病毒在土壤中的存活与传播进行了系统分析,并探究了病毒在土壤中吸附与存活的主要影响因素.结果表明:流感病毒、肠道病毒、甲型肝炎病毒和冠状病毒均能在土壤中存活较长时间,并能以土壤为介质进行传播,进而导致人体暴露;土壤微生物、含水量、土壤类型及温度是影响病毒在土壤中吸附与存活的主要因素,土壤微生物的存在、含水量的降低以及温度的升高可能阻碍病毒在土壤中的存活,黏粒含量及pH较高的土壤中病毒的吸附量与存活率较高,而金属氧化物及有机质含量较高的土壤中病毒的吸附量与存活率较低.基于上述分析,对病毒在土壤中存活与传播的研究提出了有针对性的建议,如系统开展我国土壤病毒的调查研究,加强病毒在土壤中存活、传播规律及影响因素的研究等.研究显示,土壤在病毒的环境传播过程中具有重要作用,不可忽视病毒经土壤传播产生的风险.      

Effects of repeated applications of fungicide carbendazim on its persistence and microbial community in soil

Carbendazim, a systemic benzimidazole fungicide, is applied repeatedly to control of plant diseases including soilborne diseases, over a growing season. Studies were carried out under laboratory conditions to assess the effects of repeated carbendazim applications on its persistence and microbial community in soil. The results indicate that dissipation of carbendazim in soil was accelerated with its application frequency. The degradation rate constant of carbendazim was increased significantly from 0.074 d-1 to 0.79 d-1. The corresponding half-life was shorten markedly from 9.3 d to 0.9 d after four repeated applications. No significant inhibitory effect of carbendazim on soil microbial utilization of the carbon sources was observed after first treatment, but a slight increase in average well color development (AWCD) was shown after second, third, and fourth applications. It suggested that soil microorganisms become adapted to carbendazim after repeated application. Simpson and Shannon indexes of soil microbial community from carbendazim treated soil were also similar to those from the control soil, indicating that the richness and dominant character of soil microorganisms remain unchangeable after repeated application. However, after first, second, and third addition of carbendazim, McIntosh indexes on day 21 were significantly increased as compared with the control, suggesting that balance of soil microorganisms was altered due to the enrichment of the specific carbendazim-adapting strains in soil.     

多重环境因子对氟胺磺隆在土壤中降解的影响

氟胺磺隆作为普遍使用的一种磺酰脲类除草剂,已经对土壤和作物造成了危害,其环境行为受很多物理化学或生物因素的影响.为探明不同环境因素对氟胺磺隆在土壤中降解程度的影响,通过实验室内模拟培养的方法,研究了土壤微生物、不同土壤类型、水溶性有机物（dissolved organic matter,DOM）、温度、土壤含水量等因素对氟胺磺隆在土壤中降解的影响.结果表明,各种环境因子：温度、湿度、土壤微生物和土壤类型等均在不同程度上影响了氟胺磺隆的土壤降解速率.土壤微生物量、土壤有机质和DOM的增加均有利于氟胺磺隆在土壤中的降解,并且土壤pH的降低,也会促进氟胺磺隆在土壤中的降解.其中,土壤微生物是影响氟胺磺隆土壤降解的主要因素.该研究结果将为一些生物和物理化学因子调节氟胺磺隆在土壤中消散提供初步数据.     

不同施肥措施对水稻土壤微生物镉抗性的影响

镉（Cd）是最常见的土壤重金属污染物之一,对植物和人体具有毒害作用,研究不同施肥条件下的土壤微生物Cd抗性水平,可以为有机肥改良重金属污染提供一定的理论依据.为了探讨施无机肥和有机肥对于微生物Cd抗性水平的影响,在中国江苏常州、江西上高和福建福州水稻种植区采集了施有机肥（猪粪）和无机肥的土壤样品及猪粪样品,利用功能基因芯片（GeoChip 5.0）技术,研究了土壤微生物Cd抗性功能基因的响应及影响Cd抗性功能微生物群落互作的因素.结果表明,施有机肥土壤中有效态Cd含量[（1.08±0.70）mg·kg^-1]显著低于施无机肥土壤[（3.75±1.22）mg·kg^-1]（P<0.05）.土壤及猪粪样品中共检测到639个Cd抗性功能基因,施有机肥土壤中微生物Cd抗性基因丰度高于施无机肥土壤;有效态Cd含量、含水率、pH和铵态氮含量是影响Cd抗性微生物分布的重要环境因素.对Cd抗性微生物分子生态网络分析表明,施无机肥条件下,pH、含水率和有效态Cd含量是影响功能微生物潜在互作关系的主要因素;施有机肥条件下,主要影响因素是全钾和含水率.相比较无机肥,施用有机肥提高了土壤中微生物的Cd抗性水平及耐Cd微生物分子生态网络中的正相互作用.     

岷江上游营盘山遗址土壤理化特征及指示意义

古遗址地层土壤理化特征研究有助于古环境重建。以岷江上游营盘山遗址文化剖面和黄土剖面为研究对象,分析了土壤粒度、磁化率、有机质和碳酸盐含量及元素地球化学等物理化学指标及其影响因素。结果表明古人类活动影响了土壤粒度、磁化率、有机质、碳酸盐及元素迁移等特征,灰烬层土壤出现了环境指标不一致的现象。位于灰烬层上部的古土壤保留了与成壤强度一致的环境信息,指示出岷江上游干旱河谷区在全新世中晚期曾出现相对温暖湿润的气候特征。利用遗址区文化层剖面重建古环境需多指标对比研究,剔除人类活动的干扰信息。     

土壤-水环境系统有机氯农药地球化学特征

为探索有机氯农药在扩散迁移、水-土界面作用等表生地球化学过程中的组成变化规律,对经济作物基地有机氯农药研究发现:土壤和水介质中17种有机氯农药均有检出,主要污染物为HCHs、DDTs和硫丹硫酸盐。土壤中有机氯农药含量(3.47～544.22ng/g)远高于水体中有机氯农药含量(2.55～4.06ng/L),水体中有机氯农药有随深度而降低的趋势。通过等值线图描述HCHs和DDTs在土壤表层(0～5cm)和土壤下层(5～20cm)中的空间分布,反映了人类使用农药的历史。统计分析显示有机氯农药组分间的相关性较强(相关系数R为0.63～0.84(P<0.01,N=23)),这与农药来源相对稳定(即主要是早期使用残留)有关。