不同利用方式下黄壤旱坡地磷素状况及环境影响分析

通过对贵州黄壤进行采样以及采用无界径流小区法收集地表径流,探索不同利用方式下黄壤旱坡地磷素水平及其地表径流磷浓度的差异。结果表明,不同利用方式下黄壤旱坡地中全磷和有效磷(Olsen-P)含量的大小顺序为连作烟地>烤烟-玉米轮作地>连作玉米地>林地;CaCl_2浸提磷(土壤易解吸磷)和Na0H浸提磷(藻类可利用的土壤总磷)与土壤全磷和有效磷有显著的相关性;土壤富磷化的同时,其磷素的流失风险明显地提高。连作烟地地表径流总磷(TP)和磷酸根态磷(Ortho-P)浓度明显大于连作玉米地.而林地地表径流TP浓度明显小于旱地;黄壤旱坡地地表径流中TP和Ortho-P与土壤有效磷之间存在极显著的相关性(r为0.957、0.875),因而连作烟地磷素的环境影响潜能明显高于其它旱地以及林地。     

氮添加对侵蚀退化红壤化学性质及芒萁叶功能性状的影响

蕨类植物芒萁(Dicranopteris dichotoma)是我国南方红壤侵蚀区重要的水土保持植物,但目前氮添加对芒萁叶功能性状及其基部土壤化学性质以及这二者之间关系的影响尚不清楚.以芒萁作为研究对象,采用盆栽实验,设置CK(0 gm^-2a^-1)、N1(1.1 gm^-2a^-1)、N2(2.3 gm^-2a^-1)、N3(3.4 gm^-2a^-1)、N4(4.5 gm^-2a^-1)、N5(5.6 gm^-2a^-1)共6个梯度的氮添加处理,研究氮添加对芒萁主要叶功能性状及其基部土壤主要理化性质的影响,并分析芒萁叶功能性状与土壤化学性质间的相关关系,为南方红壤侵蚀区生态恢复以及可持续发展提供相关科学依据.结果显示:(1)氮添加显著增加土壤全氮、硝态氮和铵态氮含量(P <0.05),显著降低pH值和全磷含量(P <0.05),表明氮添加能提高氮素有效性及导致红壤酸化.(2)氮添加显著增大芒萁叶面积、叶绿素含量与叶氮含量(P <0.05),但未对比叶面积和叶组织密度产生显著影响.(3)芒萁叶面积与土壤pH及其全磷含量呈极显著负相关(P <0.01),与土壤全氮、铵态氮和硝态氮含量呈显著正相关(P <0.05);叶氮含量与土壤pH呈极显著负相关(P <0.01),与土壤全磷含量呈显著负相关(P <0.05),与土壤全氮、铵态氮和硝态氮含量呈显著正相关(P <0.05);叶磷含量与土壤pH呈显著正相关(P <0.05),与土壤全氮、铵态氮和硝态氮含量呈极显著负相关(P <0.01),与土壤全磷含量相关不明显;叶绿素含量与土壤各化学性质指标均未存在显著相关性.上述结果表明,氮添加会提高退化土壤氮素有效性,促进芒萁对土壤氮素的吸收,导致叶氮含量升高;适度的氮添加会提高叶磷含量,但过量的氮添加则会显著降低叶磷含量.(图1表2参62)     

不同绿地土壤磷水平对麦冬叶养分的影响

对合肥环城公园不同地段绿地土壤及地被植物麦冬叶片的氮磷含量进行了调查分析。结果表明土壤全氮含量平均为1.36 g/kg、全磷为1451.89 mg/kg、有效磷为84.57 mg/kg;麦冬叶的氮磷含量平均值分别为17.25 g/kg和2.83 g/kg,氮磷比为6.33。叶片氮磷比与土壤全磷、有效磷含量呈显著负相关,而与土壤氮含量没有显著相关性。基于叶片氮磷计量关系,调查区植物生长明显受到氮限制。     

合肥城市绿地土壤特点

以合肥市一环内绿地土壤和近郊蜀山森林公园土壤为对象,研究了土壤表层0~10 cm的理化特性,分析了全磷与速效磷,速效磷与潜在酸度之间的关系。结果表明,市区绿地土壤的容重平均值为1.41 kg/cm3,土壤电导率显著高于近郊森林土壤;城市绿地土壤pH值多在7.51~8.50之间,与森林土壤相比,碱性化趋势明显;城市土壤具有明显的富磷和贫氮特征,其全氮含量平均值为1.44 g/kg,全磷含量平均值为792.0 mg/kg、速效磷含量为50.6 mg/kg,分别是近郊森林土壤的0.64倍、2.9倍和5.1倍;城市土壤全磷与有效磷含量呈显著的正相关(r=0.79,p=0.000);潜在酸度与有效磷含量呈显著负相关(r=0.65,p=0.000)。     

不同海拔杉木人工林土壤碳氮磷生态化学计量特征

为探究不同海拔梯度上杉木(Cunninghamia lanceolata)人工林土壤化学计量特征,阐明其对海拔的响应规律,从而有效指导杉木人工林的生产。在安徽省金寨县天马国家自然保护区选取了4个海拔梯度(750、850、1 000、1 150 m),测定杉木人工林土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)含量,并分析化学计量特征。研究结果表明:土壤0—10 cm有机碳、全氮、全磷质量分数为42.15、2.51、0.92 g·kg~(-1),均高于我国平均土壤有机碳、全氮、全磷质量分数;土壤C/N比为17.01,高于全国土壤平均值,土壤C/P比为43.59,N/P比为2.63,两者均低于全国平均水平。随着海拔升高不同土层土壤有机碳、全氮均呈先降低后增加的趋势,而土壤全磷呈现先升高后减低的趋势;随海拔增加不同土层土壤碳氮比呈先升高后降低的趋势,碳磷比和氮磷比呈现先降低后升高的趋势;随着土壤深度的增加,不同海拔土壤有机碳、全氮、全磷、碳磷比和氮磷比均呈降低趋势,而土壤碳氮比在不同海拔间变化趋势不一致;土壤有机碳和全氮呈极显著正相关,有机碳和全磷、全氮和全磷显著负相关;土壤碳氮比、碳磷比和氮磷比与海拔不相关,与土壤pH、含水率、容重显著相关。     

长江中下游浅水湖泊沉积物磷释放动力学

在室内模拟条件下,通过沉积物磷释放动力学实验,研究了长江中下游浅水湖泊13个沉积物的磷释放动力学特征,并分析了沉积物组成特征对磷释放动力学的影响,结果表明:(1)指数动力学模型可以很好地拟合长江中下游浅水湖泊沉积物磷释放动力学特征,前20h为快反应,磷释放速度较大,随后进入慢反应,逐渐达到最大释放量;(2)沉积物磷释放动力学特征与其组成有关,其中与总氮、总磷和有机质含量呈显著正相关,与沙粒含量呈显著负相关,而与粘粒含量没有达到显著水平,与Olsen-P(0.5mol·L-1NaHCO3,pH8.5提取的磷)和易解吸态磷(RDP)含量达极显著正相关水平;(3)可以根据总磷和有效磷含量来比较和预测湖泊沉积物磷释放动力学特征,且根据有效磷含量可以得到比根据总磷含量更可靠的结果。研究成果可为系统揭示浅水湖泊富营养化发生机制提供依据。     

辽宁浑河流域不同土地类型地表径流和壤中流氮、磷流失特征

采用人工模拟降雨的试验方法,研究了辽宁浑河流域主要土地利用类型的土壤在地表径流和壤中流中所产生的氮、磷流失特征。结果表明,（1）地表径流和壤中流氮、磷流失特征差异显著,地表径流氮、磷输出浓度均表现为降雨初期较高而后逐渐趋于稳定的特征;壤中流氮、磷输出浓度在整个径流过程中保持相对稳定。（2）在整个降雨径流过程中,耕地与草地氮、磷流失均以地表径流为主,随壤中流流失的氮、磷占输出量的比例较小。（3）耕地与草地中地表径流和壤中流氮、磷流失差异表明,土壤的水分下渗滤减机制对氮、磷流失具有很大的削减作用,草地中对总磷的削减作用尤为显著,可达90%以上。     

三江源土壤养分分布特征及其对主要气候要素的响应

选择三江源地区22个高寒草甸样地进行土壤分层(0~10,10~20,20~30 cm)取样,测定土壤的p H值、有机碳(Total organic carbon,TOC)、全氮(Total nitrogen,TN)、速效氮(Available N)、全磷(Total phosphorus,TP)和速效磷(Available P,AP),并与年均温(Mean annual temperature,MAT)和年降水量(Mean annual precipitation,MAP)进行相关分析。结果表明:在研究区域,从西北向东南p H值依次降低,而土壤养分中的有机碳、全氮和速效氮的分布特征则相反。随着土壤深度的增加,p H值先保持不变后稍微增大,土壤各养分含量呈减少趋势,其中10~20和20~30 cm土壤中的全氮含量分别为3.85,3.40 g·kg-1,速效磷含量分别为3.67和3.90 mg·kg-1,即全氮和速效磷含量在深层土壤中变化幅度不大。在对温度降水响应方面,有机碳、全氮和全磷,对年降水量比年平均温度更敏感,呈现显著的正相关关系;土壤p H值与年降水量呈显著的负相关关系;土壤p H值和大部分养分在浅层土壤比深层土壤对温度降水的灵敏度大,然而速效磷与年均温的负相关关系在20~30 cm(-0.617,P0.01)土壤中大于0~10 cm(-0.509,P0.05)、10~20 cm(-0.521,P0.05)土壤。     

多年连栽香蕉园土壤养分与酶活性变化

以海南乐东和澄迈两个种植区香蕉园为例,通过采取不同种植年限(0 a,1 a,5 a,10 a和15 a)香蕉园土壤,研究了连栽香蕉园土壤养分与酶活性的变化.结果表明:1)澄迈种植区土壤有机质、全氮和碱解氮含量呈现先降后升的趋势,而乐东种植区土壤有机质、全氮和碱解氮含量则呈下降趋势;2)两种植区土壤全磷、速效磷和速效钾含量随种植年限的延长而增加,呈现强烈的富集作用;3)澄迈种植区土壤过氧化氢酶、酸性磷酸酶和蔗糖酶活性呈现先降后升的趋势,与土壤有机质、全氮、全磷和碱解氮含量的变化呈现出比较一致的趋势;而乐东种植区土壤过氧化氢酶活性与有机质、全氮和碱解氮含量的变化呈现出比较一致的趋势;4)连栽香蕉园土壤蔗糖酶活性与有机质、全氮、全磷和碱解氮含量极显著相关;过氧化氢酶活性则与有机质、全氮和碱解氮含量显著或极显著相关,可见,这两种酶可以做为香蕉园土壤肥力的敏感性指标.     

Stoichiometric characteristics of nitrogen and phosphorus in Chimonobambusa utilis leaves at different elevations北大核心CSCD

海拔对植物养分元素的分配和生存策略的权衡具有重要影响.为了解金佛山方竹(Chimonobambusa utilis)叶片氮、磷养分对海拔梯度的响应,以四川盆地南缘3个海拔(1 400 m、1 600 m和1 800 m)金佛山方竹纯林为研究对象,建立12个典型样地,对生长季节叶片氮、磷含量和土壤养分含量、温度、含水量等进行定量研究和相关性分析.结果表明:(1)随海拔的升高,叶片氮含量呈上升趋势,叶片磷含量呈下降趋势,叶片氮磷比呈上升趋势;各海拔叶片氮磷比均大于16,表明金佛山方竹生长可能受到磷限制.(2)冗余分析表明,叶片氮含量和氮磷比与土壤温度、含水量和速效磷含量呈负相关,与土壤速效氮含量呈正相关;叶片磷含量与土壤全氮和速效氮含量呈负相关,与其余环境因子呈正相关;土壤温度、速效氮、全氮、含水量和速效磷含量对叶片氮、磷化学计量特征整体影响显著,变量解释度分别为72.10%、7.90%、8.80%、2.50%和1.20%.(3)相对重要性分析表明,土壤温度和速效氮含量是叶片氮含量变异的主导因子,土壤温度、速效磷和全氮含量是叶片磷含量变异的主导因子,土壤温度、速效磷含量和速效氮含量是叶片氮磷比变异的主导因子.上述研究结果说明,海拔引起的土壤温度和养分供应的差异调节着金佛山方竹叶片的氮、磷化学计量特征.(图4表3参49)     

皖南低山丘陵地区流域氮磷径流输出特征

通过对安徽南部宣城地区梅村小流域的定位监测,研究了该小流域地表径流中氮磷输出特征。结果表明:氮输出以NO-3N为主,占氮素输出总量的60%,磷输出以悬浮颗粒结合态磷(PAP)为主,占磷输出总量的92%;各类形态氮素输出量间存在极显著线性正相关关系;PAP随悬浮颗粒输出量的增加而增加,PAP与水溶性磷(DP)输出量间存在着极显著的对数关系;氮磷输出具有明显的季节性变化规律,夏季输出量最大,其次是春季,再次是秋季,冬季最少,这是由降雨量的季节性变化所引起的。而且暴雨对氮磷输出的贡献率极大,因此控制雨季土壤侵蚀是有效控制氮磷通过径流输出的最重要方式。     

官厅流域农田地表径流磷流失初探

农田径流和侵蚀泥沙是磷进入官厅水库的主要非点污染源。针对该流域夏季农田暴雨径流发生的典型情景进行模拟降雨径流试验，对该流域农田地表径流泥沙和磷流失进行了初步的研究，结果表明，本降雨过程径流累积泥沙产量为30．5l～2493．34g／m^2，受雨强、坡度和作物覆盖的影响明显；径流溶解态磷(DP)中绝大部分是生物可利用性磷(DRP)，径流平均DP、DRP浓度都远大于水体允许临界值0．02mg／L，对官厅水体存在直接污染危害。径流累积全磷(TP)流失达O．0439～2．0798g/m^2；估算的流域农田径流全磷(TP)流失水平达2．67kg／(hm^2．a)以上，其颗粒态占969，0以上，可能成为官厅水库浮游生物长期丰富的潜在可利用磷源。降低农田土壤速效磷水平、减少水土侵蚀，是控制库区水华季节性发生和复原库区水体富营养化状态的关键。     

湖滨带复合型人工湿地氮磷的去除效果

湖滨带是连接湖泊水域生态系统与陆地生态系统的一个功能过渡区,是湖泊的最后一道保护屏障。在河流的入湖口建造湖滨湿地,可有效净化入湖径流中携带的部分有机污染物、营养盐等。以云南抚仙湖北岸的湖滨湿地—马料河复合人工湿地为研究对象,探讨了湿地不同功能区去除氮磷的效果。研究表明,沉淀池除氮效果最不明显,在该区内有机氮可能发生矿化作用而转变为氨氮。有植物系统的潜流和表流区除氮效果较为明显,潜流区对氨氮、硝氮和总氮的平均去除率分别达18.0%、19.7%和22.6%;表流区对三者的平均去除率分别达50.4%、35.9%和43.5%。沉淀池对磷有一定的截留作用,且在进水污染物质量浓度较高时表现明显,平均截留率为14.9%。潜流和表流区除磷效果不明显,可能是因为湿地运行了两年多,土壤吸附交换达到平衡,影响了表流区的除磷效果。潜流区除磷效果受降雨影响较大,雨季时,总磷的平均截留率为12.1%,主要是不溶性磷的吸附和沉积;雨季末期,湿地流量较小,水体流动性差,系统内处于厌氧状态,出现磷释放现象。     

不同农作制对四川紫色丘陵区地表径流氮、磷流失的影响

以小麦(Triticum aestivum)-玉米(Zea mays)轮作制为基础,通过在仁寿县建立18个径流小区监测试验,对4种不同农作制与4种施肥水平下各小区径流水样中的氮、磷含量进行了分析.探讨了四川紫色丘陵区坡耕地氮、磷流失系数及其影响因素.结果表明,氮流失总量随施氮量而增加,在增量施肥+横坡种植方式下最大,为0.326 kg·hm~(-2);氮流失总量和流失系数在优化施肥+横坡种植+秸秆覆盖+植物篱方式下最小,其流失总量为0.270kg·hm~(-2),流失系数为0.009%0磷流失总量和流失系数在不同处理方式下总体上虽较为接近,但增量施肥+横坡种植方式下磷的流失总量最大,为0.020kg·hm~(-2);而优化施肥+横坡种植+秸秆覆盖+植物篱最小,为0.015kg·hm~(-2).研究表明,优化施肥、横坡种植、秸秆覆盖和植物篱拦蓄地表径流作用明显,是遏制耕地氮、磷流失的有效途径.     

Analysis of rainfall runoff characteristics from a subtropical urban lawn catchment in South-east China

Characteristics of rainfall runoff from a 3.26 hm² urban catchment with predominant land-use as lawn in Xiamen City, South-east China were investigated and analyzed. Water quality and quantity measurements of rainfall runoff were conducted for ten rainfall events over the period March, 2008 to April, 2009. The results indicated that chemical oxygen demand (COD) and total phosphorus (TP) were the major pollutants with event mean concentrations of 56.09 and 0.44 mg·L^?1. From hydrograph and pollutograph analysis of two typical rainfall events, it was clear that the peak rainfall preceded the peak flowrate by about 15?C20 min. Meanwhile, concentrations of major pollutants showed multiple peaks and these peaks usually preceded peak flowrate. There were no distinctive first-flush effects except for the rainfall events with the longest rainfall duration and largest runoff volume, which was verified by the fact that the first 30% runoff volume (FF30) carried 39.36% of the total suspended solids (TSS) load, 35.17% of the COD load, 28.13% of the TP load and 39.03% of the nitrate nitrogen load. Multivariate regression analysis further demonstrated that the total runoff volume had a positive correlation with the FF30 of TSS and COD.     

Seasonal variation of nitrogen and phosphorus in Xiaojiang River—A tributary of the Three Gorges Reservoir

A yearlong monitoring program in the backwater area of Xiaojiang River (XBA) was launched in order to investigate the eutrophication of backwater areas in tributaries of the Yangtze River in the Three Gorges Reservoir (TGR) in China, starting after the impoundment water level of the TGR reached 156 m. From March 2007 to March 2008, the average concentration of total nitrogen (TN) and total phosphorus (TP) were (1553±484) μg·L^?1 and (62±31) μg·L^?1, respectively. The mean value of chlorophyll was (9.07±0.91) μg·L^?1. The trophic level of XBA was meso-eutrophic, while the general nutrient limitation was phosphorus. The results indicated that XBA has a strong ability to purify itself and has non-point source pollution from terrestrial runoff. The variation of TN/TP ratio was caused by a variation in TN rather than in TP when TN/TP < 22. N-fixation from cyanobacteria occurred and became an important process in overcoming the nitrogen deficit under a low TN/TP ratio. When TN/TP ? 22, the variation of TP affected the TN/TP ratio more significantly than TN. The increase of TP in XBA was caused mainly by particulate phosphorus, which could originate from a non-point source as adsorptive inorganic forms after heavy rainfall and surface runoff. An increase in the river’s flow could also contribute to an unstable environment for the growth of phytoplankton.     

氮肥运筹和少免耕对麦田氮素径流流失的影响

采用田间小区定位试验研究了自然降雨条件下氮肥运筹和少免耕措施对稻麦两熟农田麦季氮素径流流失特征的影响。结果表明:自然降雨后麦田耕层土壤平均水分质量分数26.34%为径流事件发生的临界土壤水分质量分数。常规施肥(T0)条件下,麦季径流水量达2185.05 m3·hm-2,径流侵蚀泥沙量达716.08 kg.hm-2,少免耕(T2)处理增加麦田径流水量达29.67%,减少径流侵蚀泥沙量达13.96%,而肥料运筹(T1)与T0处理差异不显著;就整个麦季而言,T0处理条件下,径流水全氮(TN)平均质量浓度和径流侵蚀泥沙TN平均质量分数分别为10.51 mg·L-1和1.19 g·kg-1,T1处理显著降低径流水TN质量浓度和侵蚀泥沙TN质量分数分别达11.63%和5.93%,T2处理显著降低径流侵蚀泥沙TN质量分数达7.95%;麦季氮素径流流失主要集中在小麦生育前期,包括径流水氮素流失量和径流侵蚀过程中由泥沙流失的氮素量。T0处理条件下,氮素流失总量达31.76 kg·hm-2,其中,径流水氮素流失量占麦季氮素总流失量95%以上,T1处理减少麦季氮素总流失量达9.25%,而T2处理则增加麦季氮素总流失量达16.75%...     

高原深水湖泊程海氮磷形态分布特征及其与叶绿素a的相关性

湖泊水体氮、磷形态分布特征及其与藻类生长的关系是湖泊富营养化研究的重要方面。采用GPS定位,在程海湖设置了3个断面9个采样点,研究了氮、磷形态分布特征,并分析了各形态氮磷与叶绿素a的相关性。结果表明：总氮（TN）质量浓度为0.773 mg.L-1,总磷（TP）质量浓度为0.046 mg.L-1,叶绿素a质量浓度为0.024 mg.L-1。氮素的赋存形态特征是以溶解态总氮（DTN）占大部分,DTN中又以溶解态有机氮（DON）占绝大部分;磷素的存在特点是溶解态无机磷（DIP）含量比重较大。各形态氮、磷都有明显的季节性波动但区域性差异不明显,叶绿素a则有明显的季节节律和时空差异。叶绿素a很好地响应了总氮（TN）、总磷（TP）、溶解态总氮（DTN）、溶解态总磷（DTP）、颗粒态总氮（PTN）、颗粒态总磷（PTP）的变化。程海富营养化受氮和磷共同限制,控制富营养化必须同时削减氮和磷。     

氮肥运筹和少免耕对麦田氮素径流流失的影响

采用田间小区定位试验研究了自然降雨条件下氮肥运筹和少免耕措施对稻麦两熟农田麦季氮素径流流失特征的影响。结果表明：自然降雨后麦田耕层土壤平均水分质量分数26.34%为径流事件发生的临界土壤水分质量分数。常规施肥（T0）条件下,麦季径流水量达2185.05 m3·hm-2,径流侵蚀泥沙量达716.08 kg.hm-2,少免耕（T2）处理增加麦田径流水量达29.67%,减少径流侵蚀泥沙量达13.96%,而肥料运筹（T1）与T0处理差异不显著;就整个麦季而言,T0处理条件下,径流水全氮（TN）平均质量浓度和径流侵蚀泥沙TN平均质量分数分别为10.51 mg·L-1和1.19 g·kg-1,T1处理显著降低径流水TN质量浓度和侵蚀泥沙TN质量分数分别达11.63%和5.93%,T2处理显著降低径流侵蚀泥沙TN质量分数达7.95%;麦季氮素径流流失主要集中在小麦生育前期,包括径流水氮素流失量和径流侵蚀过程中由泥沙流失的氮素量。T0处理条件下,氮素流失总量达31.76 kg·hm-2,其中,径流水氮素流失量占麦季氮素总流失量95%以上,T1处理减少麦季氮素总流失量达9.25%,而T2处理则增加麦季氮素总流失量达16.75%。     

Relationships between runoff and land degradation on non-cultivated land in the Middle Hills of Nepal

SUMMARY

Rainfall-surface water runoff relationships have been examined for 912 rainfall events during the 1992 and 1993 monsoon seasons on 15 erosion plots on a variety of non-cultivated land uses in the Middle Hills, Nepal. Vegetation cover and type examined ranged from grassland and relatively undisturbed mixed broadleaf forest to subtropical Sal forest, in various states of degradation, and bare ground. Runoff was frequently generated on most plots and often by relatively small rainfall amounts (less than 5 mm) and low rainfall intensities (3 mm/h). Ground cover and canopy cover were significant factors in determining amounts of runoff. Runoff coefficients ranged from 1–2% under grassland and mixed broadleaf forest to 57–64% on the bare sites. Coefficients for Sal forest were between these two extremes; specific values depended on the level of degradation induced by human activity. The most degraded forest sites experienced runoff coefficients of 33%. Ground cover beneath the trees, especially leaf litter, was more effective in reducing runoff than the amount of canopy cover. Canopy cover was more effective during the less intense storms but was ineffective when the rainfall intensity was high. The results suggest that a minimum ground cover of 60% will keep runoff to within 10% of total rainfall amounts for most normal monsoons in the Middle Hills. This will also reduce the risk of gullying and surface soil erosion. It is the nature of the forest that is important and not its total area. In the study area, although the total area under forest had not changed, some of the forest had become more degraded with a corresponding increase in mean runoff rates. Increased runoff can occur even if the area under forest increases. Estimates of levels of degradation based solely on changing forest areas are likely to be inaccurate.