模拟酸雨下Cd、Cu、Zn复合污染对土壤微生物量碳和酶活性的影响

在实验室内，研究了模拟酸雨下Cd、Cu、Zn复合污染对供试土壤中微生物量碳和酶活性的影响．结果表明，污染土壤中微生物量碳和酶活性明显降低，脱氢酶活性几乎丧失，脲酶、酸性磷酸单脂酶、总磷酸酶和多酚氧化酶活性均明显降低到一较低水平．污染土壤中微生物量碳和酶活性随重金属量增加而进一步降低，有效性Cd、Cu、Zn含量与土壤微生物量碳和酶活性之间呈显著性负相关．     

岷江下游小型集水区不同林分土壤重金属污染特征及其生态风险评价

为了解岷江下游不同林分类型土壤重金属的含量特征和污染状况,以岷江下游(五通桥段)小型集水区水杉(Metasequoia glyptostroboides)人工林、杉木(Cunninghamia lanceolata)人工林、巨桉(Eucalyptus grandis)人工林、阔叶混交林4种林分类型为研究对象,分析林地土壤不同层次(0~10、10~40、40~80 cm)5种重金属(As、Cd、Cu、Pb、Zn)含量,采用综合污染指数法对各林分类型土壤重金属进行评价,利用相关分析和聚类分析对其来源进行初步解析。结果表明:集水区中4种林分类型土壤中重金属As、Cd、Cu、Pb和Zn的平均浓度分别为6.57、0.36、14.20、24.69、162.65μg·g-1。土壤总体p H值为4.73~6.49,呈酸性,有机质含量为4.32~19.72μg·g-1,重金属As和Cd含量与土壤p H值为显著负相关,5种重金属相互之间呈极显著正相关关系,与有机质也为极显著正相关关系。总体上4种林分类型土壤重金属含量随土壤深度的增加而降低,表层土Cd污染最严重,只存在轻微的As、Pb和Zn污染,但都未受到Cu的污染。杉木人工林和水杉人工林重金属高于阔叶混交林和巨桉人工林。土壤重金属潜在生态危害程度顺序均为:CdPbAsCuZn。4种林分类型土壤重金属综合潜在的生态风险指数(RI)的范围为:102.11~247.05。表层土潜在的生态危害等级均为中等,下层土潜在的生态危害等级为中等或轻微。源解析的结果表明集水区林地土壤重金属含量受到自然源和人为源的双重影响,其中Cu主要来自成土母质,As和Cd主要来自农业生产,Pb主要来自采矿业,Zn同时受到采矿业和农业生产等的影响。     

重金属积累对土壤酶活性的影响

研究了华北平原某铅冶炼厂附近农田33个土壤样品中重金属积累对土壤酶活性的影响。结果表明,样品中Pb和Cd全量的平均值分别为144和5.59mg·kg-1,DTPA态Pb和Cd含量平均值分别为54.1和0.964mg·kg-1,均超过了未污染农田潮土的正常范围,而Cu、Ni和Zn的有效性和全量与未污染土壤接近;土壤过氧化氢酶活性与DTPA态Pb和Cd含量、全Pb含量均呈显著的负线性关系(P<0.01);与磷酸酶和脲酶相比,土壤脱氢酶活性更易受到土壤中Pb和Cd积累的影响;随DTPA-Ni含量增加,土壤蛋白酶和碱性磷酸酶活性增加(P<0.1);土壤脲酶活性与重金属全量或有效态重金属含量无显著相关性(P>0.1)。以上结果说明,利用土壤过氧化氢酶和脱氢酶活性能够表征基本性质较为一致的土壤中重金属污染程度;与重金属全量相比,有效态重金属对土壤酶活性影响更大。     

长春市土壤重金属化学形态与土壤微生物群落结构的关系

采用样品采集、室内分析和多种数据统计方法相结合的方法,研究了长春市土壤重金属化学形态与土壤微生物群落结构的关系.结果表明:长春市土壤重金属(Pb、Cd、Cu、Zn和Ni)不同化学形态对土壤微生物群落结构影响明显不同,碳酸盐结合态的Pb和Ni对放线菌的生长繁殖具有刺激作用,碳酸盐结合态Zn对细菌的生长繁殖具有刺激作用,铁锰氧化物结合态和有机结合态的Zn与有机结合态Cu对细菌、放线菌的生长繁殖具有刺激作用.土壤理化性质对重金属化学形态与微生物群落结构之间的关系影响很大,其掩盖了土壤重金属化学形态对土壤微生物群落结构特征的影响,有机质含量、电导率、阳离子交换量掩盖了重金属化学形态对细菌、放线菌和微生物总数的影响.自然含水率掩盖了重金属化学形态对多样性指数的影响.采用重金属的化学形态评价重金属对土壤微生物参数的影响更合理,而且在确定评价长春市土壤重金属污染状况指标时,应该剔除土壤理化性质的影响.选择有机结合态Cu、铁锰氧化物结合态Zn与微生物群落多样性指数相结合来评价长春城市土壤重金属Cu和Zn的污染状况.     

施用缓/控释氮肥对玉米苗期土壤生物学活性的影响

采用盆栽试验并模拟田间生态环境,研究了施用不同种类缓/控释氮肥对玉米苗期土壤脲酶活性、硝酸还原酶活性、微生物生物量碳和氮含量的影响。结果表明,在玉米苗期,施用脲酶抑制剂nBPT涂层尿素及醋酸酯淀粉包膜脲酶抑制剂nBPT涂层尿素对土壤脲酶活性有显著抑制作用,脲酶活性分别为49.25和48.13μg.g-1.d-1(以NH3-N计);施用不同种类缓/控释氮肥时土壤硝酸还原酶活性普遍增强,其活性在0.76~1.03μg.g-1.d-1(以N计)之间,但相互间无显著差异,脲酶抑制剂nBPT对土壤硝酸还原酶活性无显著作用;施用不同种类缓/控释氮肥时土壤微生物生物量碳、氮含量变化趋势一致,施用脲酶抑制剂nBPT涂层尿素时微生物量最多,微生物量碳、氮含量分别为248.19和56.53 mg.kg-1,施用丙烯酸树脂包膜脲酶抑制剂nBPT涂层尿素时微生物量最少,微生物碳、氮含量分别为104.80和23.94 mg.kg-1。施用不同种类缓/控释氮肥时土壤生物学活性的变化特点表明,丙烯酸树脂包膜与脲酶抑制剂nBPT涂层相结合的缓/控释肥料控释效果最好。     

重金属和多环芳烃复合污染对土壤酶活性的影响及定量表征

以土壤脲酶和脱氢酶为探针物质，室内培养条件下较为系统地研究了重金属（Cd、Zn、Pb）和多环芳烃（菲、荧蒽、苯并a芘）复合污染对土壤酶活性的影响及其定量表征、结果表明，复合投加上述污染物能使土壤酶活性受到不同程度的抑制，其中，脱氢酶最为敏感，其活性是表征重金属和多环芳烃复合污染的一项重要的参考指标．对复合污染模型的建立与分析表明，土壤环境中，重金属和多环芳烃复合污染的类型和强度与污染物的浓度和复合污染时间密切相关．影响土壤脲酶活性的主要因子依次为：Cd〉Zn与苯并a芘的交互作用〉Zn〉Pb〉Zn和菲的交互作用，影响土壤脱氢酶活性的主要因子依次为：Cd和Zn的交互作用〉Cd〉Zn〉苯并a芘〉Cd和菲的交互作用，其中，Zn和苯并a芘相互作用对脲酶活性以及Cd和Zn交互作用对脱氢酶活性的影响均表现为拮抗作用，Zn和菲，Cd和菲之间的交互作用，无论是对脲酶还是脱氢酶均表现为协同作用，图1表3参18     

上饶市某铜矿废弃地土壤重金属污染特征及健康风险评价

以上饶某铜矿废弃地土壤为研究对象,共采集50份采场边坡废弃地土壤样品,对该铜矿区废弃地土壤重金属污染特征、来源及其对人体的健康风险进行探析,为矿山开采及废弃地重金属污染防治提供理论依据。使用原子吸收分光光度计测定Cu、Cd、Cr、Pb和Zn含量并对其理化性质进行测定,分析该铜矿废弃地重金属含量及其与理化性质之间的相关性。采用单因子指数法结合内梅罗综合指数法和健康风险评价模型对该矿区废弃地土壤重金属污染状况及人体健康风险进行评价。结果表明,该矿区土壤重金属中Cu和Cd均远超过国家土壤环境二级标准和江西省土壤背景值,Zn、Pb和Cr含量都超过江西省土壤背景值;Cd、Pb、Cr、Cu和Zn的变异系数分别为95%、98%、71%、60%和18%。聚类分析结果表明,Cd受理化性质的影响较为显著。主成分分析表明,土壤样品中的Cd受TN的影响较大,各重金属均受到理化性质的不同程度影响,且在不同的主成分上的比重各异,表明它们具有同源性。污染指数评价结果表明,5种重金属中Cu和Cd的污染最为严重,Cr的污染相对较轻。健康风险评价结果表明,5种重金属对成人和儿童产生的非致癌暴露风险值均为CrCdPbCuZn,其中Cr对周围居民所产生的健康风险不容忽视。     

蚯蚓活动对锌污染土壤微生物群落结构及酶活性的影响

以不同质量分数Zn污染高沙土为材料,研究在重金属污染土壤中,蚯蚓活动对土壤微生物数量和各种酶活性的影响。试验结果表明:Zn的加入使土壤蔗糖酶、脲酶活性降低,而对磷酸酶活性没有影响,加Zn量在300mg·kg-1以下时对微生物量碳有促进作用,高于该水平则表现为抑制作用。接种蚯蚓后,土壤细菌和放线菌的群落数明显提高,除各别处理外均达到显著差异,真菌数量没有变化;土壤磷酸酶、蔗糖酶、脲酶等酶活性也因接种蚯蚓而显著提高(p<0.05),随土壤Zn污染质量分数变化,蚯蚓对三种酶活性的影响趋势不同。蚯蚓活动对土壤酶活性的提高一定程度上缓解了重金属对酶的抑制作用。试验结果还表明蚯蚓活动显著提高了各处理土壤的NO3--N含量,相关散点图显示NO3--N含量和植物地上部生物量,地上部Zn质量分数及植物地上部Zn吸收总量间都有明显相关性(r=0.517,r=0.532,r=0.607)。试验初步验证了蚯蚓对Zn污染土壤中微生物和酶活性的改善作用。     

生活垃圾焚烧厂周边土壤硝化和反硝化功能基因分布特征及影响因子

以上海某垃圾焚烧厂为研究对象,采用电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)和荧光定量PCR定量分析了其周边土壤中重金属(Cd、Pb、Cu、Ni、Cr、Zn和As)含量水平,及不同硝化和反硝化功能基因丰度(AOB-amoA、nxrB、narG、nirS、norB和nosZ),并通过空间插值法分析了目标重金属与硝化和反硝化功能基因的空间分布特征,同时通过相关性分析和冗余分析探讨了土壤重金属及其理化性质对硝化和反硝化功能基因丰度变化的作用影响。结果表明,研究区域土壤中Cd、Pb、Cu、Ni、Cr、Zn和As的含量分别为0.083~1.065、15.54~43.17、18.30~65.52、24.58~41.65、65.04~201.0、58.96~153.5和0.098~5.115 mg·kg~(-1),而土壤中AOB-amoA、nxrB、narG、nirS、norB和nosZ基因丰度分别为4.89×10~2~1.34×10~5 copies·g~(-1)、5.43×10~6~5.41×10~7 copies·g~(-1)、1.21×10~6~7.91×10~6 copies·g~(-1)、3.79×10~6~7.39×10~7 copies·g~(-1)、1.61×10~5~1.33×10~7 copies·g~(-1)和1.44×10~4~2.18×10~5 copies·g~(-1)。由空间插值分析结果可知,土壤中重金属主要来源于焚烧烟气排放沉降,硝化和反硝化功能基因的空间分布特征与土壤总氮及重金属均具有相似性。相关性分析和冗余分析结果显示,除Cd和Zn外,其余重金属含量对硝化和反硝化功能基因丰度影响不显著,表明垃圾焚烧厂周边土壤中重金属污染对氮循环过程影响较小。相比之下,土壤理化性质如总有机碳、总氮等对硝化和反硝化功能基因丰度影响更显著。该研究可为相关地区垃圾焚烧厂周边土壤重金属污染控制及微生物生态风险评价提供参考。     

电子废物不当处置的重金属污染及其环境风险评价 Ⅴ. 电子废物焚烧迹地土壤金属污染对土壤微生物生物量和土壤呼吸的影响

在广东省清远市龙塘镇电子废物焚烧区附近分别设置了主要受电子废物焚烧造成的重金属近距离沉降影响的污染区(U)和距离焚烧活动核心区约1km的水平迁移污染区(L),并在焚烧活动核心区非主风向一侧山丘的反向坡地设置了对照区(CK),探讨了不同程度的重金属污染对土壤微生物生物量碳(MBC)和土壤呼吸(SR)的影响.结果表明,土壤Cu、Pb、Cd的含量平均值均呈U区>L区>CK区,在污染严重的U区,Cu、Pb、Cd、Ni、Cr和Zn的含量平均值分别是对照区的52.2倍、5.1倍、3.2倍、2.1倍、1.9倍和1.5倍.相应地,U区土壤MBC、土壤基础呼吸(BR)和基质诱导呼吸(SIR)的平均值分别只有对照区的48.0%、28.4%和15.3%,而在污染程度相对较轻的L区则分别为对照区的97.0%、70.1%和60.7%.土壤MBC和SIR均与土壤中Zn、Cu、Pb含量呈极显著负相关(p<0.01).以上结果表明,土壤微生物的生长和土壤生物活性受到了电子废物焚烧排放物(特别是重金属)生物毒性的严重影响,土壤SIR是响应最为敏感的指标.     

侵蚀条件下土壤氮素流失对土壤和环境的影响

土壤侵蚀严重地影响土壤物理和化学性质，限制了作物生产；它对作物生产具有长期和短期效应，短期效应通过施肥和培肥土壤等措施可得到恢复，而长期效应在较短时间内很难得到弥补。土壤氮素随径流流失不仅造成土壤肥力退化，而且对人类生存的自然环境造成危害。     

pH和质地对土壤供硼影响的研究

取广东省花生主产区5种代表性土壤,在连续栽种的情况下,研究土壤pH和质地对花生植株硼的积累及土壤有效硼变化的影响。结果表明,随着栽种次数的增加,土壤pH值呈显著上升趋势,而花生植株的硼积累量则呈显著下降趋势,二者表现出极显著负相关。土壤质地明显影响植株硼的积累量,不同粒级的土壤颗粒对花生各茬硼积累量的影响存在差异。土壤pH值和土壤有效硼的相关不显著,而质地与土壤有效硼表现正相关,并达到极显著水平。     

农业生产与土壤变化

本文在提出土壤变化概念及其驱动力的基础上,论述了农业生产活动对土壤侵蚀、上镶有机质和营养元素、土壤酸化、土壤生物学特性、土壤物理性质诸方面的正、逆向效应,最后指出研究农业生产对土壤变化的影响是发展持续农业所必需的.     

土壤有机质和侵蚀对土壤松紧度的影响

本文对土壤的松紧度进行了定量调查和分析,应用回归分析方法研究了土壤有机质含量与土壤松紧度的关系,讨论了土壤侵蚀和人畜践踏对土壤松紧度的影响。     

不同施肥方式下紫色水稻土土壤肥力变化规律研究

通过连续 12 a田间小区定位试验 ,研究了在不同施肥方式下 ,连年稻 -麦轮作的滇中地区紫色冲积性潴育型水稻土土壤肥力及产量变化的规律。结果表明 :厩肥 (O)处理与厩肥配合氮磷处理 (ONP)12 a后土壤肥力明显高于对照和单施化肥的 NP、NK、PK、NPK等 4处理 ,土壤有机质含量增加 8.4 g/kg以上 ,速效氮、速效磷、速效钾含量增加 14.6 %以上 ,土壤容重下降 0 .16以上 ;单施化肥的处理 ,土壤肥力的变化与对照无显著差异。     

基于WNMM模型的潮土地区农田水氮优化管理

应用农田水氮管理模型(water and nitrogen management model,WNMM)模拟潮土水氮运移过程,以建立针对该地区气候环境和土壤性质的田间水氮优化管理方案.利用田间试验对WNMM模拟结果进行了校验,结果表明该模型能较好地模拟潮土地区的土壤水氮运移过程,农田蒸散量、土壤含水量和硝态氮含量的模拟值与实测值在α=0.01水平上相关显著,误差范围也令人满意.根据土壤实时水氮含量数据,建立了按作物生长亏缺动态调整灌溉、施氮的优化农田水氮管理方案.在多年平均气象条件下,与传统管理模式相比,优化管理模式不仅能为作物生长提供更好的土壤水肥条件,而且每年可节约灌溉水163.5 mm、氮肥130 kg·hm-2,减少土壤水渗漏264.6 mm、氮素淋失71.1 kg·hm-2.     

侵蚀逆境下土壤有机碳的迁移

土壤有机碳是陆地碳库的重要组成部分。土地利用和土地覆盖变化使得土壤中有机碳的含量发生很大的变化。土壤侵蚀是陆地碳库衰减的主要动力之一，也是陆地碳汇与海洋碳汇相互作用的重要过程。文章对土壤活性有机碳以及不同土地利用方式对土壤有机碳的影响作了介绍。     

土壤条件与植物响应

植物对土壤状况的反应并不仅仅表现为根系具有吸收水分和营养元素的能力。植物根系能够感应到土壤的某些不利因素，对枝干发出信号，从而锻炼植株以抵抗退化或严酷的环境。这种信号能影响植株气孔导度、细胞伸长、细胞分裂及叶的出现速度等：对植物生长有重要影响的土壤物理条件包括土壤硬度、容器大小、孔隙大小和土壤干燥度等，在这些条件极端化的情况下，植物往往表现为生长变缓，根、叶等器官形态发牛改变。而在某些土壤化学条件不利的情况下，如土壤酸度增加、养分缺乏或发生铝毒时，植物则通过产生根际分泌物、降低生长速率及富集作用等来适应环境，维持生命。了解植物对不良环境的适应机制有利于筛选出具有一定抗性的优良基因类型。     

有机物质与土壤结构

土壤结构是土壤物理学中最本质的部分．而有机物质对土壤结构的形成和稳定起着重要作用．本文就有机物质对有机无机复合作的形成及其对土壤结构的影响进行讨论．     

植物篱对红壤坡耕地的水土保持效应及其机理研究

在浙江诸暨红壤丘陵山区的野外径流小区条件下,设计5种不同植物篱种植模式,结合自然降雨、人工模拟暴雨试验、稀土元素(REE)示踪、土壤抗蚀性评价等方法,研究植物篱的减流减沙效应和控制机理.结果显示,与裸坡相比,自然降雨下麦冬双行植物篱处理地表径流量降低39.4％,土壤流失量降低65.8％,效果最佳.降雨前土壤含水量能显著影响径流和土壤流失的发生特征.土壤容重和孔隙度可作为衡量植物篱控制水土流失效应的最佳指标.根据17个抗蚀性指标建立植物篱条件下红壤抗蚀性的综合评价指标体系,评价结果表明土壤综合抗蚀性由高到低依次为麦冬双行、黄花菜+麦冬双行、黄花菜双行、麦冬单行、黄花菜单行和裸坡.不同坡位植物篱对土壤抗蚀性的影响存在差异,侵蚀泥沙主要来源集中在中下坡位.