新型保水剂应用于土壤-小白菜系统的环境安全评价

保水剂作为一种抗旱节水材料,有广泛应用于农业生产的潜在价值.以基于植物萃取物合成的新型保水剂为对象,通过设置不同给水条件(超量、正常及缺水3个条件)和保水剂施用方法(底施和喷施2种方法),研究了保水剂使用对土壤水分、团粒结构、小白菜生长、土壤微生物生物量及微生物呼吸的影响.结果表明,与对照相比,保水剂的施用可显著提高土壤含水率,促进土壤大团聚体(>0.25 mm)的形成,有利于土壤微生物活性的提高(P<0.05).特别是在缺水条件下,保水剂对土壤环境的改善效果更为明显.此外,保水剂的使用方式是影响其节水效果的重要因素.与正常水分条件下的空白相比,在不影响小白菜产量的前提下,喷施Jaguar C(JC)可减少灌溉用水量约25%;而与缺水条件的空白相比,喷施JC处理则可提高小白菜产量2倍以上.综合以上结果表明,该类保水剂的使用对土壤生态系统有较明显的改善,是环境安全的农业节水技术.     

植物促生菌在重金属生物修复中的作用机制及应用

重金属污染是导致生态和环境退化的主要因素之一.土壤重金属污染会降低土壤质量、农作物产量和品质,甚至威胁人类健康.因此,优化土壤重金属污染治理措施,对于农业高产优质可持续具有重要意义.诸多国内外学者在重金属污染植物修复方面开展了大量研究,但由于受土壤和气候环境条件的影响,其修复效率受到制约.微生物与植物的协同修复被认为是环境胁迫条件下提高重金属污染修复效率的一种有效手段.耐重金属的植物促生细菌（PGPB）不仅可以促进植物生长,提高对生物胁迫（如病原菌）和非生物胁迫（如干旱、高盐、极端温度和重金属等）的抗性,还可以改变土壤中重金属的生物利用度和毒性,从而提高植物对重金属的修复效率.系统地梳理了耐重金属的PGPB在促进植物生长,增强植物抗逆性和影响重金属生物利用度方面的作用机制,并进一步综述了近年来国内外关于PGPB在生态修复中的应用和研究进展.     

纳米碳及其复合材料对油菜生长和土壤氮素保持效应的影响

采用盆栽种植实验及淋溶试验方法,研究了纳米碳及其与沸石、保水剂等材料复合对油菜生长和土壤氮素淋溶情况的影响.结果表明,在各处理中,纳米碳与沸石和保水剂复合材料处理(N4)对油菜的株高和干重影响最明显,较空白对照组(CK)分别增加21.12%和16.51%;在土壤淋溶试验中,各处理的土壤总氮淋出量较CK减少25.00%~39.21%,其中,累积淋溶中NH+4-N量占总氮量的4.44%~6.73%,各处理间无显著差异,NO-3-N量占总氮量的49.33%~60.05%,但各处理间差异显著;纳米碳和沸石复合处理能有效延缓NO-3-N峰值出现时间,减少NO-3-N流失.因此,N4处理在促进作物生长和氮素保持增效利用方面效果最佳.     

再生水灌溉利用的生态风险研究进展

污水再生回用因其具有显著的社会、经济及生态效益,已成为缓解水资源危机的一项重要举措.城市绿地和农业灌溉作为再生水的主要利用途径之一,在国内外已经得到广泛推广实践.为了解国内外在再生水灌溉利用风险方面的研究进展,本文围绕再生水典型污染物包括盐、氮、重金属和新型污染物、病原菌等,从对土壤质量、植物生长、地下水质量和公众健康等几方面,对再生水灌溉利用的生态风险进行了系统分析.结果表明,盐分及盐离子是再生水灌溉利用的主要风险,灌溉利用导致疾病传播的风险始终存在,而新型污染物的生态风险是科学研究热点.借鉴国外经验,分别就城市绿地和农业的灌溉提出了风险管理措施.最后,提出了加强长期定位研究和模型研究,建立再生水水质、灌溉管理与生态风险的有机关联,进行再生水灌溉土壤承载力评价和建立风险管理体系等5项建议,以促进再生水安全利用.     

土壤微塑料污染现状、来源、环境命运及生态效应

微塑料作为一类新兴污染物广泛存在于全球环境中.目前,针对水生生态系统尤其是海洋环境的微塑料污染已得到广泛且深入的研究,但针对土壤微塑料污染近年才逐渐引起人们的关注.本文重点对土壤微塑料的污染现状、来源、环境命运及生态效应等方面的研究进展进行了综述.微塑料在不同土地利用类型的土壤中广泛存在,对土壤生态系统的健康及功能造成严重威胁.土壤中微塑料的主要来源路径包括塑料薄膜残留物分解、污泥堆肥及污水灌溉、有机肥施用和大气沉降等;进入土壤环境的微塑料会在外因作用下继续发生降解或迁移.此外,本文重点介绍了微塑料污染对土壤系统的生态效应,包括对土壤理化性质、土壤动物、土壤微生物以及植物的影响.为加强土壤微塑料污染研究、促进土地资源的可持续利用,本文提出了未来的研究方向.     

不同农业灌溉用水对土壤理化性质影响的研究

编者按 土壤管理和土壤利用方式影响着土壤的发育方向和土壤的性质(如土壤质地、土壤环境、土壤生态等).农业生产中对土地的不同管理措施或方式直接影响着农业土壤的发展方向和土壤环境变化.城市污水往往有较高的肥力,利用其灌溉农业,即能利用水源又能利用其中的肥源,有利于农业生产.     

PAM保水剂对生物反应器填埋场持水性能及生物活性影响研究

填埋垃圾的含水率是生物反应器填埋场中垃圾降解和渗滤液产生的重要影响因素.本文将农业上广泛应用的聚丙烯酰胺(PAM)高分子保水剂用于垃圾填埋场保水持水性能的改善,以提高填埋场微生物活性,促进有机物降解.选取了典型的非水溶性高分子保水剂JB和水溶性高分子保水剂WSN20,通过考察填埋过程中介质含水率、渗滤液产量及水质,填埋气组分和微生物活性的变化,评价保水剂种类及添加量对填埋介质持水性能和垃圾降解过程的影响.结果表明,保水剂的添加量对介质的持水能力和微生物活性具有较大的影响.适量高分子保水剂的添加可有效减少渗滤液的产生并改善其水质.其中非水溶性保水剂JB的效果尤为显著,0.1%的投加比时能使填埋装置内介质的含水率增加12%,提高填埋体系中的微生物活性3.3倍,渗滤液产生量的削减达到75.6%.     

喀斯特土壤水分变化研究

土壤含水率的高低与生态变化的关系密切,尤其是在岩溶地区。土壤含水率对生态的影响主要表现在两个方面,其一是含水率的高低可以间接影响岩溶地区的水土流失,对生态的保护有很重要作用;其次是对岩溶地区生态的恢复有重要意义。本文从土壤含水率的实测着手,探索了土壤含水率与植被类型、土壤厚度等方面的关系, 揭示了喀斯特土壤含水率的发育特征与时段变化规律,从而对岩溶地区的生态环境保护提出了建设性意见。     

哈尔滨菜地土壤重金属潜在生态危害研究

重金属是土壤环境的重要污染物,主要随农业生产中产生的废水、废渣和废气进入土壤.大量积累后很难从土壤中迁出,对土壤的生态结构和功能稳定性造成影响.以哈尔滨菜地为研究对象,采用潜在生态危害指数法,对土壤重金属的潜在危害进行评价.结合近几年来各界学者的研究成果,比较分析哈尔滨菜地重金属污染情况,得出哈尔滨菜地土壤环境Cd超标,生态危害极强.结合哈尔滨菜地实际情况,提出有效的处理措施.     

土壤污染及其防治

X53 9401629锌及其它重金属元素在土坡中迁移性的调控/沙维奇B.H.…(莫斯科季米利亚捷夫农学院土化系)11环境科学学报/中科院环委会一1993,13(3)一304一309环情X一9 实验表明,使用不同处理溶液按不同顺序淋洗土壤,造成土壤中Zn、Cu、Fe、Mn、Ni等重金属元素迁移性不同,因而对作物生长及重金属元素对作物的有效性产生了明显影响。表5参X53 9401630土坡中铅的积累及污染的农业防治/符建荣(浙江省农科院土肥所)l/农业环境保护/中国农业生态环保协会一1993,12(5)一223一226,232环情X一15 叙述了铅在土旗中的分布和积累规律,土坡对铅的吸附…     

国际土壤质量研究热点与趋势——基于大数据的Citespace可视化分析

论文利用文献计量学方法定量分析了土壤质量研究领域的科学文献,结果显示国际土壤质量研究热点从有机质及其组分对管理措施的响应、微生物指标敏感性、土壤质量定义到土壤质量评价方法、评价指标和框架的完善,在农业生产和环境保护中的应用性不断加强。目前,土壤质量的监测及其对土壤修复、全球气候变化的响应是未来研究热点。主要研究趋势有：1）发展中国家将在土壤质量研究领域中发挥重要作用;2）土壤质量对土壤修复、全球气候变化的响应以及应对措施成为未来的研究重点;3）可持续发展仍然是土壤质量研究的主题,不同国家及地区应根据自身特点进行土壤质量评价、监测、修复研究,制定法律,保障土壤管理的规范化和可持续化。     

基于生命周期的循环农业系统评价

针对"循环经济系统是低碳经济的实现途径之一"的观点,在国内外研究的基础上,改进LCA模型,以湖南某典型的循环鸭业产业进行实证研究.整个鸭产业生命周期中耗用的不可再生资源、土地、水资源分别为48.629MJ、2.36m2和1321.41kg,潜在的温室气体、环境酸化、富营养化、人体毒性、水体毒性、土壤毒性分别为11543.26g(CO2eq)、52.36g(SO2eq)、25.83g(PO4eq)、1.26、60.74、24.65g(1,4-DCBeq),加权评估后,富营养化、水体毒性、土壤毒性潜在威胁均高于温室气体.结果表明,建立在传统生产模式上的循环农业适宜"适度循环";循环农业不能盲目追求低碳发展,在降低碳排放的同时还须考虑土壤和生物固碳,才能全面评价碳排放问题;循环经济和循环农业在评估碳排放的同时,还需对环境酸化、富营养化、生态毒性等其他生态指标进行评估,建立系统评价体系;LCA能够较好地对循环农业进行整体评价,值得进一步研究.     

黄土高原沟壑区草地土壤深层干燥化与氮素消耗

根据设在黄土高原沟壑区旱塬地的长期田间定位试验结合野外调查,对旱塬人工草地土壤0～1000cm水分含量及剖面氮素含量与分布进行研究。结果显示,旱地人工草地连续种植会显著消耗土壤深层储水与土壤氮素,苜蓿的耗水深度超过1000cm,剖面200cm以下平均含水量12.6%;同时,也使深层土壤硝态氮含量降低,150cm以下硝态氮含量均小于1mg/kg,荒草地的水分状况好于人工草地,这是因为荒草地的生物量远低于人工草地,200cm以下平均含水量18.8%。在干旱地区,土壤深层储水可以调节植物用水,但是人工苜蓿从土壤深层吸收大量水分导致土壤干燥化的发生。因此,土壤储水的调节作用丧失,合理的草地产量是控制土壤干燥化的途径。草地施肥并没有显著的增产作用,但可以延缓人工草地的衰退时间。因为草地施肥的效益不明显,生产实践中农民并不施肥。     

C市饮用水源风险评价实例分析

保护饮用水源、保障饮用安全是目前我国环境保护工作的重要任务.借鉴了美国科罗拉多州地表饮用水源风险评价的方法和思路,并根据C市饮用水源的特点,从污染物迁移可能性、污染危害、泄漏可能性以及污染物的量4个方面对C市136个饮用水源遭受污染的风险进行了定量和定性评价.结果表明:有5个饮用水源属于高风险级别,需要对其实施优先管理.这5个高风险的饮用水源具有共同的环境污染特点,即饮用水源保护区内土地利用率高、农业面源范围广,并且点源数量多、污染大. 风险评价结果与饮用水源保护区内的污染源特点表现出良好的一致性,同时也表明加强饮用水源保护区内的污染源防治工作是保障饮用水源免受污染的重要举措.      

Artificial lakes as a climate change adaptation strategy in drylands: evaluating the trade-off on non-target ecosystem services

Drylands are very susceptible to the effects of climate change due to water stress. One possible climate change adaptation measure is the construction of lakes to increase water availability for drinking and irrigation (food production) and decrease fire risk. These lakes can also increase local biodiversity and human well-being. However, other non-target services such as carbon (C) storage, water purification, and sediment retention might also change. Our main aim was to evaluate the trade-offs on non-targeted ecosystem services due to lakes construction in drylands. This was done using the Integrated Valuation of Ecosystem Services and Tradeoffs (InVEST) modeling tools, comparing a Mediterranean area located in southwest (SW) Europe, with and without artificial lakes. Results showed that the construction of artificial lakes caused an increase of 9.4% in C storage. However, the consequent increase in agricultural area decreased water purification and sediment retention services. This could diminish the life span of the lakes changing the initial beneficial cost-benefit analysis on lakes as adaptation measures to climate change. As a global measure for mitigation and adaptation to climate change strategy, we consider lake construction in drylands to be positive since it can store C in sediments and reduces the vulnerability to water scarcity. However, as a general recommendation and when built to support or increase agriculture in semi-arid landscapes, we consider that lakes should be complemented with additional measures to reduce soil erosion and nutrient leaching such as (i) locate agricultural areas outside the lakes water basin, (ii) afforestation surrounding the lakes, and (iii) adopt the best local agriculture practices to prevent and control soil erosion and nutrient leaching.     

The potential of water markets to allocate water between industry,agriculture, and public water utilities as an adaptation mechanism to climate change

One of the climate change scenarios that have been developed for the Netherlands predicts hotter and drier summers and a substantial drop in river discharge. This might lead to water scarcity with detrimental economic and environmental effects. Among the possible adaptation responses to climate change-induced water scarcity, the re-allocation of water resources among competing uses should also be considered. In this paper, we extend and apply a computable general equilibrium (CGE) model to assess the potential of water markets (water allocation according to its shadow price) to guide the allocation of scarce water across agriculture, manufacturing, and public water supply. We develop four scenarios in which the scope of water markets is increased from industry-specific to economy-wide. The results show that the agricultural sector bears nearly all of the losses from a new water-scarce climate, while the manufacturing sectors are able to mitigate their losses to a large extent by technical measures. Extending the scope of water markets unambiguously increases economic output and results in a re-allocation of water to the manufacturing sector from the agricultural sector and from public water services. If, perhaps for political reasons, public water services are excluded from water trading, water is re-allocated from agriculture to manufacturing. Depending on which sectors are included, the construction of a water market can have negative or positive effects on a sector’s output, and although the implementation of water markets may be positive for overall economic output and can hence assist adaptation, the effect on vulnerable or societally sensitive economic sectors, such as public water, should be taken into account when implementing such a market.     

植物生理模型用于森林水文气候效应的研究

论文阐述了植物生理数学模型在对森林的水文气候效应的研究中所能起和应起的作用。从树木的多年生习性和宜林山地的复杂地形等因素论证植物生理数学模型对制订造林优化方案、乔灌草关系等方面所起的作用。论述了植物生理模型与土壤模型、微气象之间结合的必要性。     

Effects of long-term land use on arbuscular mycorrhizal fungi and glomalin-related soil protein

The maintenance of soil health and productivity is a central aim of sustainable agriculture. Arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) are soil biota fundamental for soil fertility and plant nutrition, which may be used in the evaluation of the impact of agronomic practices on soil quality. In the present study we evaluated the influence of three different land uses on AMF populations and correlated glomalin-related soil protein (GRSP) content with AMF biomass parameters, such as spore density and biovolume. Among the differently managed sites – maize monoculture, grassland and poplar grove – maize soil showed the lowest AMF spore number and GRSP content. The same morphological taxa were found in the three sites, except for one additional morphotype in poplar grove. A good correlation between GRSP and spore biovolume was found, suggesting that GRSP may represent a useful biochemical parameter for the assessment of biological soil fertility in sustainable agriculture.     

黄河流域土壤侵蚀潜在风险及其转化分析

作者在前期研究中,基于流域最小图斑的划分,提出了土壤侵蚀快速评估方法,并在黄河流域的应用中取得了较满意的效果。论文以黄河流域土壤侵蚀强度的评估结果为基础,评估了流域土壤侵蚀的脆弱性。以抗侵蚀年限表征流域土壤侵蚀潜在危险度,结合土壤侵蚀脆弱性分析了流域土壤侵蚀潜在风险。通过与土壤侵蚀强度的对比,指出在流域水土保持和生态保护中,同时考虑土壤侵蚀强度和水土流失潜在风险才能作出更合理的决策。最后,分析了黄河流域中游土壤侵蚀风险向下游洪水风险的转化关系,指出黄河中游高产沙区土壤侵蚀风险转化为下游更高的洪水风险,在泥沙灾害研究中应关注灾害的链式反应。