喀斯特石漠化生态恢复过程中土壤质量变化分析——以古周生态恢复重建区为例

石漠化最突出的特征是水土和养分的流失,石漠化发展造成地表严重缺土。稀缺的土壤资源是生态恢复的重要限制性因素,其中,土壤质量是生态恢复重建的关键。研究石漠化生态恢复过程中土壤质量的变化特征,对石漠化区的植被重建和土壤养分的调控与管理具有重要意义。以环江古周生态恢复重建区为研究区,在野外调查和资料查阅的基础上,在研究区内选取具有代表性的人工任豆(Zenia insignis)林,分别在坡地和洼地按照石漠化的不同程度设置样地。采用野外取样与室内分析相结合的方法,采集土壤样品。研究了潜在、轻度、中度和重度石漠化土地及其分层土壤的容重、含水量、pH值、有机质(SOM)、全氮(TN)、全磷(TP)、全钾(TK)、碱解氮(AN)、有效磷(AP)和速效钾(AK)等土壤质量要素的变化情况并对其进行分析。结果表明,(1)石漠化生态恢复过程中,植被系统的恢复促使生物量增加,土壤有机质的来源变广,土壤养分含量增多。(2)石漠化生态恢复过程中,土壤质量不断变好,促进了地表植被的生长,石漠化治理效果明显。因此,土壤质量的向好与石漠化生态恢复过程形成相互促进的关系,并在生态恢复方向和阶段上具有一致性和同步性。(3)从重度石漠化到轻度石漠化,坡地土壤全氮平均含量从1.22 g·kg~(-1)上升到1.88 g·kg~(-1),增幅为54.10%;洼地土壤全氮平均含量从1.13g·kg~(-1)上升到1.36 g·kg~(-1),增幅仅为20.35%。坡地样地土壤碱解氮平均含量从84.55 mg·kg~(-1)上升到164.31 mg·kg~(-1),增幅为94.33%;洼地样地土壤碱解氮平均含量从41.90 mg·kg~(-1)上升到82.57 mg·kg~(-1),增幅为97.06%。坡地样地土壤速效钾平均含量从36.61 mg·kg~(-1)上升到58.52 mg·kg~(-1),增幅为59.85%;洼地样地土壤速效钾平均含量从15.02 mg·kg~(-1)上升到28.09 mg·kg~(-1),增幅为87.02%。(4)研究区内石漠化生态恢复过程与土壤质量状况关系密切,随着石漠化治理状况的好转,土壤含水量、有机质、全氮、碱解氮、速效钾含量呈现出上升趋势,土壤容重、pH值减小,土壤肥力增加。     

某地区两个燃煤电厂周边农田土壤中多环芳烃污染特征及生态安全评价

为了解与评价同一地区2个燃煤电厂(A和B)周边农田土壤多环芳烃的污染状况,按照点源扇形布点原则,在电厂周边常年主导上下风向1500 m范围内布点,在远离电厂10 km以上的常年主导风向的上风向设置对照点,参照《土壤环境监测技术规范》(HJ/T 166-2004)共采集33个农田土壤样品.取经过处理的样品5.00 g,用乙腈超声提取、浓缩后,HPLC法测定15种PAHs的含量.描述其空间分布特征,采用特征污染物分析、环数分析法及聚类分析等方法分析污染来源,运用荷兰分级标准评价法进行生态安全评价.结果显示运行57年的A电厂周边农田土壤中BaP为30.3μg·kg~(-1)(0.668—81.5μg·kg~(-1)),15种PAHs总量为482μg·kg~(-1)(107—1000μg·kg~(-1)),TEQ(BaP)为43.5μg·kg~(-1)(2.27—124μg·kg~(-1)),明显高于运行8年B电厂的7.32μg·kg~(-1)(2.56—15.0μg·kg~(-1))、227μg·kg~(-1)(158—415μg·kg~(-1))和10.3μg·kg~(-1)(3.90—20.1μg·kg~(-1))以及对照区的9.62μg·kg~(-1)(0.347—23.9μg·kg~(-1))、193μg·kg~(-1)(76.1—329μg·kg~(-1))和12.7μg·kg~(-1)(0.499—31.9μg·kg~(-1)).A电厂周边的常年主导上风向农田土壤样本的BaP和TEQ(BaP)_(15)含量基本维持在对照区水平,下风向的超出对照区水平,最大值均位于1500 m处,超出荷兰土壤质量标准.B电厂周边的常年主导上、下风向农田土壤样本的BaP和TEQ(BaP)_(15)含量与对照区相当,且均不超标.A电厂周边农田土壤中具有致癌风险的7种PAHs占总∑PAHs的41.3%,远高于B电厂的20.7%和对照区的25.8%.A电厂周边农田土壤中33.3%的PAHs点位处于中度污染水平,TEQ(BaP)_(15)高于国内相似污染源,存在亟需关注的生态风险.B电厂周边农田土壤中PAHs整体处于轻微污染水平,TEQ(BaP)_(15)低于生物质电厂.     

粤北阔叶人工林和次生林植物多样性与土壤理化性质相关性研究

为提升人工林林分质量,发挥人工林生态效益,以亚热带优良乡土树种壳斗科红锥(Castanopsis hystrix)、乐昌含笑(Michelia chapensis)、深山含笑(Michelia maudiae)人工林和天然次生林为研究对象,分析不同林分林下物种数量、物种多样性指数(Shannon-Wiener指数,Simpson优势度指数,Pielou均匀度指数,Margalef丰富度指数)和土壤理化性质等指标及其差异,明确土壤中制约人工林林下植被多样性的理化性质指标。结果表明,(1)灌木层中,红锥与含笑人工林林下植被Shannon-Wiener指数(1.61±0.51,1.23±0.30)低于天然次生林(1.95±0.40),且二者林下物种成分与天然次生林有显著差异,人工林植物优势种以(Maesa japonica)、石楠藤(Piper puberulum)为主,天然林优势种以广东润楠(Machilus kwangtungensis)、黧蒴锥(Castanopsis fissa)等乔木幼苗为主。草本层红锥与含笑人工林的Shannon-Wiener指数(2.55±0.50,2.53±0.31)高于天然次生林(2.34±0.38)。(2)0-20 cm土层内,有机质、全氮、全磷含量均表现为红锥人工林[(34.74±13.29)g·kg~(-1),(1.56±0.49)g·kg~(-1),(0.43±0.13)g·kg~(-1)]含笑人工林[(28.20±9.97)g·kg~(-1),(1.27±0.34)g·kg~(-1),(0.30±0.10)g·kg~(-1)]天然次生林[(22.78±8.52)g·kg~(-1),(1.07±0.33)g·kg~(-1),(0.25±0.04)g·kg~(-1)];20-40 cm土层内,人工林与天然林土壤有机质、全氮、全磷仍表现为红锥人工林[(24.22±7.51)g·kg~(-1),(1.23±0.32)g·kg~(-1),(0.42±0.11)g·kg~(-1)]含笑人工林[(21.80±8.34)g·kg~(-1),(1.04±0.28)g·kg~(-1),(0.29±0.11)g·kg~(-1)]天然次生林[(16.15±6.42)g·kg~(-1),(0.83±0.23)g·kg~(-1),(0.24±0.04)g·kg~(-1)]。除硝态氮外,其余土壤理化性质均因林分类型不同而呈现显著差异(P0.05)。(3)有机质、氮、磷三者是影响林下植被多样性的关键因子。土壤有机质含量与林下植被多样性的相关性最强(P0.05),氮、磷含量与草本层的相关性显著(P0.05),草本层与灌木层相比,更易受到土壤理化性质的影响。     

添加秸秆生物质炭对酸化茶园土壤N_2O和CO_2排放的短期影响研究

为明确秸秆生物质炭对酸化茶园土壤改良及温室气体排放的影响,采用室内培养试验方法,研究了小麦秸秆生物质炭添加(对照CK:0 g·kg~(-1);低生物质炭B1:8 g·kg~(-1);中生物质炭B2:24 g·kg~(-1);高生物质炭B3:48 g·kg~(-1))对茶园土壤pH值和温室气体排放的影响。结果表明,与对照组CK相比,添加生物质炭显著抑制了酸性茶园土壤N2O的排放(P=0.000),但抑制效应并未随生物质炭添加量的增加而加强,培养期间各处理N2O累积排放量分别为:CK 2.366 mg·kg~(-1),B1 0.444mg·kg~(-1),B2 0.142 mg·kg~(-1),B3 0.207 mg·kg~(-1)。低生物质炭(8 g·kg~(-1))和中生物质炭(24 g·kg~(-1))处理的综合增温潜势(GWP)分别比对照组CK降低了33.45%和25.77%,而高生物质炭处理(48 g·kg~(-1))与对照处理差异不显著。这表明施用中低量生物质炭更有利于茶园土壤的固碳减排。此外,生物质炭显著提高了酸化茶园土壤p H值,生物质炭添加比例越大,p H值越高,故施用作物秸秆生物质炭有利于酸化土壤改良。相关性分析结果表明,土壤N_2O排放与pH值之间呈显著负相关关系,土壤p H值的升高可能是引起N_2O排放量降低的重要原因。     

南京市不同功能区林业土壤多环芳烃含量与来源分析

城市林业土壤是城市绿色景观的重要载体,随着人们生态意识的增强,对城市林业土壤生态环境的关注也越来越多。为了解城市林业土壤中多环芳烃的污染情况和来源特征,以南京市城市林业土壤为研究对象,根据其分布特点对8类典型功能区进行采样,采用高效液相色谱法和分子标记物比值法,测定了土样中16种优先控制多环芳烃的含量,分析了城市林业土壤中多环芳烃污染水平、富集情况、分布情况及来源特征。结果表明:南京市城市林业不同功能区72个土壤样品的多环芳烃平均含量为(487.7±264.3)μg·kg~(-1),变化范围为156.7~1523.3μg·kg~(-1),各土样均受到污染,其中83.3%的样品呈轻度污染水平,不同功能区土壤PAHs污染程度存在差异;不同功能区城市林业表层土壤多环芳烃含量水平表现为:城市立交桥(949.3μg·kg~(-1))道路绿化带(550.1μg·kg~(-1))学校(525.4μg·kg~(-1))居民区(513.0μg·kg~(-1))发电厂(501.4μg·kg~(-1))垃圾填埋厂(328.7μg·kg~(-1))近郊森林(293.8μg·kg~(-1))远郊森林(271.7μg·kg~(-1)),中层和下层土壤PAHs含量表现出类似规律;土样中PAHs含量与SOC和BC含量均表现显著相关性,相同的显著性检验水平下BC含量与PAHs含量具有较强相关关系。垃圾填埋场、发电厂、城市立交桥、居民区等功能区表层土壤表现出富集现象,其他功能区土壤表现出一定的逆向富集趋势。南京市城市林业土壤中PAHs来源以生物质和煤炭燃烧源及机动车排放源为主,少数土样存在石油源。     

滇东地区土壤剖面氮同位素垂直分异及空间分异特征

选取云南石林县不同土壤类型、不同石漠化等级以及不同人为干扰方式影响下的7处典型的土壤剖面为研究对象,研究了剖面中氮同位素垂直分异及空间分异特征.结果表明,土壤中p H值为3.68—6.07,全部土壤剖面呈酸性,总有机碳(TOC)为0.58—29.25 g·kg~(-1),碳氮比(C/N)为1.33—14.70,δ~(15)N介于1.44‰—14.86‰,在随深度的垂直分异中,受剖面中腐殖质层和硝化反硝化反应的影响,土壤中稳定氮同位素呈现一定的规律性变化.在各个剖面之间的空间分异中,两种不同土壤类型下δ~(15)N值的分散程度均存在轻度石漠化剖面中度石漠化剖面强度石漠化剖面的规律.同时在受人为影响较小的红壤剖面δ~(15)N值大致呈现强度石漠化剖面中度石漠化剖面轻度石漠化剖面的规律.采样区内无论是石灰岩土壤剖面还是红壤剖面δ~(15)N值与土壤理化性质均无显著相关关系.     

华北平原典型农业区土壤甲烷通量研究

利用静态箱法原位测定了华北农田不同施肥处理夏玉米和冬小麦生长季土壤甲烷的通量。结果表明 ,施肥农田夏玉米和冬小麦生长季甲烷通量分别为 -79.8和 -2 1.6μg·(m2 ·h) - 1 ,年平均通量为 -4 3 .1μg·(m2 ·h) - 1 。未施肥农田夏玉米和冬小麦生长季甲烷通量分别为 -110 .0和 -88.2 μg·(m2 ·h) - 1 ,年平均通量为 -95 .2 μg·(m2 ·h) - 1 。在不同生长季 ,各处理农田土壤甲烷通量均为负值 ,即土壤为大气甲烷的吸收“汇” ,在各个生长季施肥农田对甲烷的吸收量均低于未施肥农田 ,各处理冬小麦生长季土壤对CH4 的吸收量均低于同一处理的夏玉米生长季的吸收量 ;各处理甲烷通量具有较明显的季节变化 ,5月上旬至 9月中旬 ,土壤的甲烷吸收能力较强 ,其他时间吸收量较低 ;施肥土壤约比未施肥土壤对甲烷的氧化吸收能力降低 2 7%～ 76% ;试验区域内较大降水在一定时期内促进了土壤对甲烷的氧化     

长三角地区土壤中有机氯农药残留量及其分布特征

为了解长三角地区的有机氯农药的残留状况及空间分布特征,本研究选取南京、上海、吴江以及启东作为试验区域,采用加速溶剂萃取技术(ASE)和EPA 8081a-有机氯气相色谱法对该区域34个采样点的土壤样品进行检测.结果表明,该区域普遍检测出有机氯农药的残留,且表层土壤为主要残留层,随着深度增加,有机氯农药的残留量逐渐减少.表层土壤中,∑OCPs残留量介于ND—157.66μg·kg~(-1)之间.其中DDTs的检出率为91%,残留范围为ND—119.85μg·kg~(-1),均值为7.6μg·kg~(-1),占∑OCPs的81%.HCHs和六氯苯的检出率分别为60%、44%,残留范围分别为ND—15.79μg·kg~(-1)、ND—22.02μg·kg~(-1).有机氯农药类别中主要的残留物为p,p'-DDE,占OCPs残留总量的45%以上,(DDD+DDE)/DDTs0.5的样点约占样点数的88%.受试点均未检测到七氯、艾氏剂、环氧七氯、氯丹、狄氏剂、异狄氏剂等组分.对于农业区不同利用类型区域,表层土壤中∑OCPs残留均值为:农业区树林、水果林(5.37μg·kg~(-1))农业区菜地(3.93μg·kg~(-1))农业区农田(2.98μg·kg~(-1))农业区稻田(2.48μg·kg~(-1)).对于不同功能区表层土壤中∑OCPs残留均值为:江滩沉积物(37.92μg·kg~(-1))农业区(7.99μg·kg~(-1))工业区(5.03μg·kg~(-1)).本次调查对该地区的污染水平做出初步评价,所得数据可为该地区的生态环境建设及生态风险评价提供理论依据.     

赣南典型稀土矿区周边土壤和动植物产品中稀土元素组成特征及其健康风险评价

通过野外取样调查和室内ICP-MS测定,研究了赣南典型稀土矿区周边土壤、动植物产品中稀土元素的组成特征,并评价了稀土元素对人体的健康风险.结果表明,赣南稀土矿区周边土壤稀土平均含量为402.74±200.03 mg·kg~(-1),分别是全国土壤稀土含量均值及世界土壤稀土中值的2.28倍和2.08倍;植物产品稀土平均含量为343.48μg·kg~(-1);动物产品稀土平均含量为460.00μg·kg~(-1);土壤、植物产品和动物产品中Ce含量最高,占总稀土比重分别为34.22%、35.31%和62.95%;其中轻稀土元素所占比重分别为75.29%、75.17%和75.82%.当地居民每日通过动植物产品摄入稀土元素日量为3.95—30.49μg·kg~(-1)·d~(-1),均值为10.36μg·kg~(-1)·d~(-1),均远低于稀土元素对人体亚临床损害剂量的临界值(110μg·kg~(-1)·d~(-1)),表明赣南矿区周边动植物产品中稀土元素不会对消费者产生健康风险.     

喀斯特石漠化过程中土壤重金属镉的地球化学特征

喀斯特石漠化是喀斯特背景下的土地退化.文章对喀斯特高原区贵州省清镇市王家寨峰丛洼地同一流域内不同类型石漠化、不同等级石漠化以及不同干扰方式石漠化土壤重金属镉的含量变化及其空间分布特征进行了研究.结果表明:研究区土壤Cd含量在0.034～0.635 mg·kg-1之间,平均值为0.243 mg·kg-1.其中,黑色石灰土Cd含量普遍高于黄壤,且存在极显著性差异(p≤0.01).土壤Cd含量总体随石漠化程度的加深而呈降低趋势,但除强度石漠化和轻度石漠化之间有显著性差异外(p≤0.05),其他石漠化等级之间无显著性变化.不同干扰方式石漠化之间,土壤Cd含量表现为开垦＜放牧＜火烧＜樵采,其中,开垦与火烧、开垦与樵采在对土壤Cd含量的影响上存在显著性差异(p≤0.05).土壤Cd含量在不同坡位间无明显变化规律,也无显著差异.研究区土壤Cd含量受土壤组分、有机质、pH和CEC等诸多因素的影响,其中,土壤有机质、pH和土壤组分是其主要影响因素.     

青海超净区高寒草甸土壤有机碳及养分分布特征

青海省河南蒙古族自治县被联合国科教文组织誉为亚洲四大超净区之一,该区域土壤中的氮磷钾等养分除了来自大气沉降外,只有输出没有人为输入,这一生产管理方式是否会影响该地区草原生产的可持续性,目前鲜见报道。文章分析了青海省河南县高寒草甸土壤有机碳、全氮、全磷和全钾及速效养分含量的变化特征,以确定该区域土壤供肥能力。研究结果表明,河南县高寒草甸土壤中灌丛型草甸土壤有机碳含量最高,为79.07 g·kg~(-1),禾草型草甸最低,为57.89 g·kg~(-1);灌丛型草甸、杂类草型草甸和沼泽型草甸之间土壤有机碳差异不显著,与矮嵩草型草甸和禾草型草甸差异显著。土壤全氮含量同样为灌丛型草甸最高,为7.14 g·kg~(-1),禾草型草甸最低,为5.52 g·kg~(-1),但5种类型草甸土壤全氮含量均差异不显著。土壤全磷含量以杂类草型草甸最大,为2.0 g·kg~(-1);全钾含量以矮嵩草型草甸最大,为25.21 g·kg~(-1);而土壤全磷和全钾含量均以沼泽型草甸最小,分别为1.93 g·kg~(-1)和21.10 g·kg~(-1),但5种类型草甸土壤的全磷和全钾含量均不显著。灌丛型草甸土壤碱解氮含量最高,为438.72 mg·kg~(-1);禾草型草甸最小,为391.10 mg·kg~(-1)。灌丛型草甸和杂类草型草甸土壤碱解氮含量差异不显著,与沼泽型草甸、矮嵩草型草甸和禾草型草甸差异显著。沼泽型草甸土壤速效磷含量最大,为13.79 mg·kg~(-1),矮嵩草型草甸最小,为10.32 mg·kg~(-1);5种类型草甸土壤速效磷含量差异不显著。杂类草型草甸中土壤速效钾含量最高,为350.94 mg·kg~(-1),沼泽型草甸最小,为246.25 mg·kg~(-1);矮嵩草型草甸、禾草型草甸和杂类草型草甸土壤速效钾含量差异不显著,与灌丛型草甸和沼泽型草甸差异显著。土壤有机碳与全氮和碱解氮均呈极显著正相关。5种类型草甸土壤供氮、供钾潜力均极高,且速效钾含量已达到富钾水平,但供磷潜力较低。     

不同类型固化材料对Cu污染水稻土的修复效果差异

通过室内实验,比较有机肥、钙镁磷肥、海泡石和石灰石等4种固化剂对铜污染土壤的pH和铜赋存形态的影响,从而筛选出最优的固化剂及其添加量.实验结果表明,添加钙镁磷肥、有机肥与石灰石均能显著提高土壤pH值,提高幅度依次为石灰石钙镁磷肥有机肥,海泡石对土壤pH值几乎无影响.依据作物生长最适pH值,石灰石和钙镁磷肥的添加量分别控制在4 g·kg~(-1)、8 g·kg~(-1)以下为宜;钙镁磷肥、有机肥和石灰石对土壤中Cu赋存形态的影响均表现出可交换态比例下降,有机结合态比例升高;3种固化剂的固化效果为:4 g·kg~(-1)石灰石8 g·kg~(-1)钙镁磷肥≈8 g·kg~(-1)有机肥,而海泡石的固化效果较差,不宜用于改良该Cu污染的土壤.     

生物炭与磷肥配施对棕壤中Cd形态及其有效性的影响

通过实验室模拟Cd污染棕壤,探讨单施不同量(20和40 g·kg~(-1))花生秸秆生物炭(PB)和棉花秸秆生物炭(CB)、20 g·kg~(-1)磷肥(P)以及两者配施对污染土壤p H值及5种形态Cd含量变化的影响,分析生物炭、磷肥及其联合作用对棕壤Cd生物有效性的影响机制。结果表明,单施磷肥可显著降低土壤p H值(较CK降低14.64%),单施生物炭以及两者配施均可提高土壤p H值(较CK增加0.99%~24.67%),以单施40 g·kg~(-1)花生生物炭处理土壤p H值增幅最显著。单施磷肥显著降低土壤可交换态、碳酸盐合态和铁锰氧化物结合态Cd含量,增加有机结合态和残渣态Cd含量;单施生物炭和配施处理均可使土壤可交换态Cd含量显著减少,碳酸盐结合态Cd含量显著增加(49.76%)。在相同施炭量(20 g·kg~(-1))下,配施处理土壤有效态Cd含量的降幅高于单施处理,且花生秸秆生物炭与磷肥配施处理效果优于棉花生物炭与磷肥配施,Cd活性系数分别为0.150和0.236,即20 g·kg~(-1)花生秸秆生物炭+20 g·kg~(-1)磷肥(P+PB_2)混合处理最有利于降低土壤Cd生物有效性。     

典型石漠化生态系统演替过程优势植物种叶片功能性状特征及影响因素

为了明确喀斯特石漠化生态系统不同演替阶段优势种的叶片功能性状特征及其影响因素,探讨石漠化梯度上优势种的适应策略,在中国南方喀斯特2个典型石漠化地区(贵州关岭-贞丰花江、毕节撒拉溪),以不同等级石漠化地区植物优势种为研究对象,运用单因素方差分析、主成分分析、相关性分析和冗余分析,对优势种叶片功能性状以及与环境因子的关系进行分析。结果表明,随着石漠化的加剧,比叶面积(SLA)、叶干物质含量(LDMC)、净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和水分利用效率(WUE)呈先增后降的趋势,变化范围分别为101.89—195.68cm~2·g~(-1)、0.40—0.32g·g~(-1)、6.44—12.82μmol·m~(-2)·s~(-1)、0.36—0.95mol·m~(-2)·s~(-1)和2.49—4.99μmol·mmol~(-1),而叶厚度(LT)、叶面积(LA)呈降低趋势,变化范围分别为0.35—0.18 mm和3 57.41—15.90 cm~2。环境因子中,pH(6.24—7.13)和岩石裸露率(PER)随着石漠化的加剧逐渐升高,而SWC(46.90%—29.10%)呈逐渐下降的趋势,TN、AN和AK呈现先升高后降低的趋势;TP、AP和光和有效辐射(PAR)呈先降低后升高的趋势。主成分分析显示无石漠化地区优势种具有较高的LT和LDMC,较低的SLA,而强度石漠化地区优势种具有较高的Pn、SLA,较低的LMDC。相关性分析显示SLA与Pn、Gs和WUE呈显著正相关,与LT呈显著负相关,WUE与Tr呈显著负相关;TN与AN和TP呈显著正相关,与AP呈显著负相关,PER与SWC呈极显著负相关(r=-0.62,P=0.001),与PAR呈极显著正相关。结合RDA分析,环境因子对优势种叶片功能性状和光合的影响大小为PERSWCpHTKTN,表明PER是最大影响因子,随着石漠化的演替,SWC、pH和土壤养分随之发生变化,SWC、pH、TK和TN是石漠化梯度上优势种功能性状变化的主导因素。综上,石漠化生态系统正向演替伴随着植物生境条件的改善,但优势种适应策略由演替早期的开拓型适应策略转变为演替后期的保守型适应策略。     

斯里兰卡土壤和沉积物中草甘膦及降解产物的分析及污染特征

不明原因慢性肾病(CKDu)是斯里兰卡北部稻农高发的肾脏疾病,其中,除草剂草甘膦的接触暴露被认为是重要诱因之一。制备了草甘膦-钙络合物,分析了不同p H下络合物的性质和形态,发现酸性条件能够有效消除草甘膦-钙络合物对于草甘膦的提取和化学衍生的影响,在此基础上优化并建立了草甘膦及其降解产物在斯里兰卡土壤中的萃取和衍生前处理-GC-MS分析方法。利用该方法对斯里兰卡土壤及沉积物中草甘膦及其降解产物进行了测定。土壤中草甘膦及其降解产物的浓度分别为26～340μg·kg~(-1)和0～427μg·kg~(-1),沉积物中2种物质的浓度分别为45～152μg·kg~(-1)和ND。北部CKDu高发区的稻田未处于耕种季,但其土壤中草甘膦浓度却高于南部耕种季的土壤,这可能是因为北部井水的硬度高,草甘膦与水中钙离子的络合导致其部分失效,从而使北部稻田草甘膦的施用量增加,增大了当地农民的草甘膦暴露,这是当地稻农CKDu疾病高发的潜在环境因素之一。     

退耕还林对土壤养分含量及其垂直分布的影响

退耕还林对生态系统生态过程的影响受到许多学者的关注,但关于不同退耕还林模式对土壤养分含量及其垂直分布的影响的报道较少。文章研究了南方红壤丘陵地区2种具有代表性的退耕还林模式在还林10年后,土壤铵态氮、有效磷、速效钾等养分含量及其垂直分布的变化。结果显示,退耕种植加拿大杨(Populus canadensis)后表土中有机质质量分数(29.25±9.93)g·kg~(-1)、速效K质量浓度(21.12±1.27)mg·L~(-1)均最低,而铵态氮质量分数量(111.60±3.82)mg·kg~(-1)最高,有效磷质量分数(13.710±1.42)mg·kg~(-1)低于水稻田表土中有效磷质量分数量(35.391±1.58)mg·kg~(-1),但显著高于池杉林表土中有效磷质量分数(5.320±0.42)mg·kg~(-1)。退耕种植池杉(Taxodium ascendens)后表层土壤有机质(59.38±1.013)g·kg~(-1)和NH_4~+-N质量分数(104.43±4.08)g·kg~(-1)均分别高于水稻田土壤有机质(47.56±1.01)g·kg~(-1)和NH_4~+-N质量分数(52.22±2.286)mg·kg~(-1),有效磷质量分数低于水稻田(35.391±1.580)mg·kg~(-1),速效K质量浓度(66.303±4.024)mg·L-1与水稻田接近,表明退耕还林降低了土壤中速效K和有效P含量,但促进了NH_4+~-N的积累。加拿大杨林和池杉林土壤中有机质、有效P和速效K含量均随着土层深度增加而下降。水稻田土壤中有机质、有效P含量也随着土层深度的增加迅速降低,NH_4+~-N含量先升高在40~60 cm土层中达到峰值(77.81±1.96)mg·kg~(-1),而后缓慢下降,土壤速效K含量总体上从表层向下逐渐降低,但垂直差异不明显。     

重金属Cd~(2+)对土壤跳虫Folsomia candida金属硫蛋白mRNA转录水平诱导的研究

目前国内普遍采用传统种群和群落指标特征来进行重金属污染对土壤跳虫的研究。在国内首次通过添加不同浓度重金属镉(Cd~(2+))酵母喂食土壤跳虫室内实验种群白符跳(Folsomia candida),对白符跳体内金属硫蛋白(Metallothionein,MT)进行诱导,并采用实时荧光聚合酶链式反应(real-time fluorescent polymerase chain reaction,Real-time PCR)方法,测定其体内MT信使核糖核酸(m RNA)量的变化,从而判断Cd~(2+)诱导作用下MT表达量的变化。结果表明:Cd~(2+)染毒酵母饲料喂食28 d后,处理组与对照组(0 mg·kg~(-1) Cd~(2+))白符跳体内MT基因m RNA转录水平存在差异,MT表达量随Cd~(2+)处理水平的升高而显著上升。在浓度范围探测试验中,1 000 mg·kg~(-1) Cd~(2+)处理组和100 mg·kg~(-1) Cd~(2+)处理组的MT m RNA转录水平分别是对照组的9 355.53倍和731.13倍;在浓度梯度试验中,500 mg·kg~(-1) Cd~(2+)处理组的MT m RNA水平分别是对照组、12.5 mg·kg~(-1)和250 mg·kg~(-1)处理组的456.54、296.26和7.05倍,250 mg·kg~(-1)和12.5 mg·kg~(-1)处理组的MT m RNA水平分别是对照的64.78倍和1.54倍。这些结果说明:土壤弹尾纲白符跳体内金属硫蛋白m RNA转录水平能够被环境中的Cd~(2+)所诱导,并与之呈正相关关系。以此推测,土壤弹尾虫体内金属硫蛋白m RNA转录水平可作为评价土壤Cd~(2+)污染的潜在生物标志物特征。     

贵阳喀斯特公园南石林秋季藓类植物的持水特性

藓类植物是恶劣环境条件下的"拓荒者",在水土保持和群落演替甚至荒漠地区生态环境的改善中发挥着不可替代的作用。通过考察贵阳喀斯特公园南石林不同石生藓类的生物量、饱和吸水率及蒸发速率,探求藓类植物在石漠化地区的水土保持能力。选取贵阳喀斯特公园南石林优势藓类植物,与结皮土壤分离,烘干后测其生物量。将藓类植物充分吸水后测饱和吸水量,并分别在20、40、60、90 min,2、3、4、8、12、24、28、32、36、40 h后测量其蒸腾速率。结果显示,不同藓类持水保水差异显著(P0.05),生物量最小的是狭叶湿地藓(Hyophila stenophylla),为(6.92±0.75)g·m~(-2),最大的是纤枝短月藓(Brachymenium exile),为(62.64±2.45)g·m~(-2);饱和吸水量最低的是狭叶湿地藓,为(123.61±1.21)g·m~(-2),最高的是纤枝短月藓,为(689.89±6.89)g·m~(-2);饱和吸水率最低的是多枝短月藓(Brachymenium leptophyllum),为(524.98±3.65)%,最高的是穗枝赤齿藓(Erythrodontium julaceum),为(1 633.30±7.48)%。在0~30 h内藓类植物蒸发速率呈下降趋势,到30 h左右蒸发速率逐渐趋近于0 g·kg~(-1)·h~(-1),黑扭口藓(Barbula grescens)水分更容易丧失,羽枝青藓(Brachythecium plumosum)水分较其他藓类不易丧失。因此,优选云南赤枝藓(Braunia delavayi)和纤枝短月藓为适用于石漠化修复的藓类植物。     

滇中高原降雨对不同地类土壤磷素、有机质和pH变化的影响

以2018年6—10月降雨条件下园地、林地、荒草地、坡耕地和裸地的标准径流小区为研究对象,裸地为对照,研究降雨对园地、林地、荒草地、坡耕地和裸地的土壤全磷、有效磷、有机质和pH与土壤深度和时间的影响。结果表明:降雨补给园地、林地、荒草地、坡耕地和裸地土壤水分,加速了土壤全磷、有效磷、有机质和pH运移速度,影响土壤全磷、有效磷、有机质含量和pH值,降雨与土壤全磷、有效磷、有机质和pH呈显著相关性(P0.05)。降雨条件下园地、林地、荒草地、坡耕地和裸地土壤全磷、有效磷和有机质随土壤深度增大先增大后减小,土壤全磷和有效磷质量分数最大处为土壤深度10 cm,全磷分别为599.89、581.24、560.37、538.64、520.01 mg·kg~(-1),有效磷分别为4.82、4.29、3.46、3.18、2.96 g·kg~(-1),土壤全磷和有效磷含量最小处为土壤深度100 cm处。土壤有机质质量分数最大处为土壤深度30 cm,分别为27.96、25.04、22.97、21.04、18.87 g·kg~(-1),最小处为土壤深度100 cm。不同地类土壤全磷、有效磷、有机质平均含量由大到小依次为园地、林地、荒草地、坡耕地和裸地,而园地、林地、荒草地、坡耕地和裸地土壤pH值随土壤深度增大而增大,土壤pH值最大处为土壤深度100 cm,分别为6.78、6.85、6.91、6.93、6.96;地表处土壤pH最小;不同地类土壤pH值由大到小依次为裸地、坡耕地、荒草地、林地和园地。降雨条件下园地、林地、荒草地、坡耕地和裸地土壤全磷、有效磷和土壤pH随时间增大先减小后增大又减小,呈正余弦变化趋势,而土壤有机质随时间增大而逐渐减小,6月土壤全磷、有效磷、有机质质量分数和土壤pH最高,其中全磷分别为579.31、560.12、538.94、509.36、489.81 mg·kg~(-1),有效磷分别为4.44、3.96、3.31、2.97、2.82g·kg~(-1),有机质分别为13.98、12.51、11.47、10.63、9.47g·kg~(-1),土壤pH分别为6.39、6.43、6.47、6.51、6.53,10月土壤全磷、有效磷、有机质和土壤pH最低,不同地类土壤全磷、有效磷、有机质平均含量由大到小依次为园地、林地、荒草地、坡耕地和裸地,而土壤pH平均值由大到小依次为裸地、坡耕地、荒草地、林地和园地。该研究为农田土壤水肥流失控制和养分利用提供理论技术支持。     

上海市崇明岛养殖场周边环境中氟喹诺酮类抗生素的含量特征

在上海崇明岛选取15个不同规模的猪场、禽场和奶牛场,分别采集粪肥以及距离养殖场50 m内的地表水、土壤和相应的蔬菜样品,利用液相色谱串联质谱(LC/MS-MS)技术进行氧氟沙星(OFL)、恩诺沙星(ENR)、环丙沙星(CIP)和诺氟沙星(NOR)4种氟喹诺酮类抗生素含量分析,以了解目前上海市崇明岛养殖场周边环境中氟喹诺酮类抗生素的含量水平特征。结果表明,上海市崇明岛养殖场粪肥中氟喹诺酮类抗生素总含量范围为9.00~950μg·kg~(-1),平均值为144μg·kg~(-1),4种抗生素的检出率均在70%以上。周边地表水中氟喹诺酮总含量为2.8~477.5μg·L~(-1),平均值为86.8μg·L~(-1),ENR的检出率为66.7%,OFL、CIP和NOR的检出率均为100%。土壤中氟喹诺酮类抗生素总含量范围为19.1~802μg·kg~(-1),平均值为144μg·kg~(-1),OFL、ENR和CIP的检出率均为100%,NOR的检出率为90.9%。蔬菜中氟喹诺酮类抗生素总含量为ND~110μg·kg~(-1),平均值为21.9μg·kg~(-1)。OFL和CIP的检出率为73.3%,ENR和NOR的检出率为53.3%。养殖场周边环境中氟喹诺酮类抗生素含量均值为粪肥土壤周边地表水蔬菜。对同种氟喹诺酮类抗生素在养殖场周边不同环境介质中含量的相关性分析表明,OFL在粪肥与地表水中的含量呈正相关关系,OFL、CIP、NOR在水样与蔬菜中的含量呈正相关关系。