贵州梵净山九龙池沉积物14C年代学研究及全新世碳累积速率变化

放射性碳同位素加速器质谱（ASM¹⁴C）测年法是湖泊沉积物定年的主要方法,并且是全新世年代学研究的热点。随着对全新世古气候与环境变化研究的深入,选取不同介质定年可能对年代模型的准确性造成误差,进而影响到气候指标的解译。本文选取贵州东北部梵净山九龙池沉积物中树枝、树叶、树皮、种子等植物残体和全样有机质作为测年介质,利用ASM¹⁴C进行定年。结果表明,相比全样有机质,使用植物残体定年可以在一定程度上避免碳库效应的影响。但相比于原位沉积且生长年限较短的叶片,树枝的定年结果偏老,不是一种理想的定年介质。另外,根据定年结果及总有机碳含量重建了全新世九龙池的碳累积速率,发现碳累积速率可以指示该地区亚洲夏季风强度的变化历史。     

不同施肥措施对热带地区稻菜轮作体系土壤CH4和N2O排放的影响

研究稻菜轮作模式下土壤甲烷（CH₄）和氧化亚氮（N₂ O）排放对不同施肥措施的响应,对补充我国热带地区CH₄和N₂ O排放研究的不足具有重要的指导意义.在辣椒季设置4种施肥处理：磷钾肥（PK）、氮磷钾肥（NPK）、等氮条件下50%有机肥替代化肥（NPK+M）和100%有机肥替代（M）,水稻种植季未设置施肥处理,研究辣椒季不同施肥条件下CH₄和N₂ O的排放规律以及对早稻生长季水稻产量、CH₄和N₂ O排放的后续影响.采用密闭静态箱-气相色谱法测定稻菜轮作土壤CH₄和N₂ O,同时测定作物产量,并估算全球增温潜势（GWP）和温室气体排放强度（GHGI）.结果表明：①辣椒季和早稻季4种施肥处理下土壤CH₄的累积排放量分别为0.9~2.7 kg ·hm^-2和5.5~8.4 kg ·hm^-2,与NPK处理相比,辣椒季NPK+M和M处理CH₄累积排放量分别减少35.3%和7.6%;而早稻季NPK+M和M处理CH₄累积排放量均增加37.5%和55.1%,其中早稻季M处理达到显著水平.②辣椒季和早稻季4种施肥处理下N₂ O的累积排放量分别为0.5~3.0 kg ·hm^-2和0.3~0.5 kg ·hm^-2,相对NPK处理,辣椒季NPK+M和M处理降低33.7%和16.0%的N₂ O累积排放量,其中NPK+M处理达到显著差异,早稻季NPK+M处理N₂ O累积排放量降低23.5%,M处理却增加9.1%,但均未达到显著水平.③ 4种施肥处理下辣椒和早稻的产量分别为3055.6~37722.5 kg ·hm^-2和5850.9~6994.4 kg ·hm^-2,与NPK处理相比,NPK+M和M处理显著增加辣椒产量.各施肥处理GWP为508.0~1864.4 kg ·hm^-2,NPK+M和M处理相对NPK处理分别下降25.7%和5.7%,其中NPK+M处理达到显著差异.辣椒季各处理的GWP对总GWP的贡献率为69.2%~78.1%,N₂ O对总GWP的贡献率为77.3%~85.3%.辣椒季和早稻季GHGI分别为0.03~0.09 kg ·kg^-1和0.04~0.24 kg ·kg^-1,与NPK处理相比,辣椒季M和NPK+M处理使GHGI显著下降71.5%和54.7%,早稻季NPK+M和M处理GHGI值分别下降44.0%和20.8%,其中NPK+M处理达到显著差异.综合作物产量及温室气体减排效果考虑,化肥和有机肥配施（NPK+M）可推荐为海南稻菜轮作模式下一种最优的减排稳产的施肥措施.     

氮素和水分对贝加尔针茅草原土壤酶活性和微生物量碳氮的影响

在内蒙古贝加尔针茅草原,分别设对照（N0）、1.5 g·m^-2（N15）、3.0 g·m^-2（N30）、5.0 g·m^-2（N50）、10.0 g·m^-2（N100）、15.0 g·m^-2（N150）、20.0 g·m^-2（N200）和30 g·m^-2（N300）（不包括大气沉降的氮量）8个氮素（NH4NO3）梯度和模拟夏季增加降水100 mm的水分添加交互试验,研究氮素和水分添加对草原土壤养分、酶活性及微生物量碳氮的影响。结果表明：氮素和水分添加对草原土壤理化性质和生物学特性有显著影响。随施氮量的增加土壤总有机碳、全氮、硝态氮、铵态氮含量呈增加的趋势,相反,土壤pH值呈降低的趋势。土壤脲酶和过氧化氢酶的活性随施氮量的增加而升高,多酚氧化酶则随施氮量的增加呈下降的趋势。氮素和水分添加对草原土壤微生物量碳氮含量有显著影响,高氮处理（N150、N200和N300）显著降低了微生物碳含量,微生物氮含量随施氮量的增加呈上升趋势。水分添加能够减缓氮素添加对微生物的抑制作用,提高微生物量碳、微生物量氮含量。草原土壤养分、土壤酶活性及土壤微生物量碳氮含量间关系密切,过氧化氢酶与全氮、总有机碳、硝态氮呈显著正相关,多酚氧化酶与铵态氮、硝态氮、全氮呈显著负相关。微生物量氮含量与土壤全氮、铵态氮、硝态氮含量以及过氧化氢酶和磷酸酶活性呈显著正相关,与多酚氧化酶呈负相关;微生物量碳与过氧化氢酶呈负相关,与多酚氧化酶活性呈正相关。     

Effect of lipids on sorption/desorption hysteresis in natural organic matter

The chemical composition and physical conformation of natural organic matter (NOM) play a major role in regulating its capacity to retain hydrophobic organic compounds. Naphthalene and phenanthrene were used to study the correlations between sorption/desorption isotherm nonlinearity and compositional data obtained from quantitative ¹³C solid-state DPMAS NMR spectroscopy for soil and peat organic matter with or without lipids. Sorption experiments were conducted using a batch equilibration method. Desorption experiments were carried out immediately following the sorption experiments by three successive decant-refill cycles. Hysteresis was observed in all samples. Nonlinear sorption behavior was increased by removal of lipids from the NOM. The hysteresis index, obtained from the ratio of the Freundlich exponents (N values) for the desorption and sorption isotherms, was lower in the lipid-extracted NOM samples than in the same samples without lipid extraction. The relationship between the extent of hysteresis and the characteristics of the ¹³C DPMAS NMR spectra indicates that altering NOM composition through lipid extraction not only increased the proportion of aromatic-C content, but also increased sorption/desorption hysteresis. Our data also suggest that the hysteresis index is negatively related to aromaticity.     

新中国60年来农业多功能性演变的研究

农业多功能性是近年来国际可持续发展研究与政府闻谈判磋商的热点问题.科学地认识农业多功能性及其演变趋势,对于新时期中国可持续发展战略的制定与实施具有重要意义.鉴于此,该文通过对相关文献和调研资料的整理,从农业的产品生产功能、经济社会功能、生态环境功能、文化休闲功能4个方面.对建国60年来农业多功能性演变的基本趋势进行了初步研究.结果表明,农业产品生产功能在波折中不断提高,而地域之间呈此消彼长现象,总的趋势是农产品生产由南方向北方、由东部向西部转移;农业的经济功能已经大大弱化,但就业和社会保障功能依然极为重要;农业对生态环境的影响,总体来看负面效应要大于正面效应;农业文化传承功能呈全面衰落趋势,但旅游功能则在近年来大为增强.依据这一研究结果,该文进一步探讨了增强我国农业多功能性的政策措施.     

The impact of nitrogen deposition on acid grasslands in the Atlantic region of Europe

A survey of 153 acid grasslands from the Atlantic biogeographic region of Europe indicates that chronic nitrogen deposition is changing plant species composition and soil and plant-tissue chemistry. Across the deposition gradient (2-44 kg N ha⁻¹ yr⁻¹) grass richness as a proportion of total species richness increased whereas forb richness decreased. Soil C:N ratio increased, but soil extractable nitrate and ammonium concentrations did not show any relationship with nitrogen deposition. The above-ground tissue nitrogen contents of three plant species were examined: Agrostis capillaris (grass), Galium saxatile (forb) and Rhytidiadelphus squarrosus (bryophyte). The tissue nitrogen content of neither vascular plant species showed any relationship with nitrogen deposition, but there was a weak positive relationship between R. squarrosus nitrogen content and nitrogen deposition. None of the species showed strong relationships between above-ground tissue N:P or C:N and nitrogen deposition, indicating that they are not good indicators of deposition rate.     

碳源及反硝化芽孢杆菌强化低C/N比景观水体的生物脱氮

实验探讨了添加碳源及投加反硝化细菌对低碳氮比景观水体生物脱氮的影响。结果表明,有机碳源及B.subtilis FS05均能显著促进实验水体的生物脱氮作用,实验水体在28℃静置72 h后,乙醇添加组的TN、氨氮、硝酸盐及亚硝酸盐的去除率分别达到了62.7%、67.0%、69.8%和29.4%,而同样条件下,B.subtilis FS05投加组的去除率分别达到了66.9%、73.4%、66.0%和82.2%。从水质变化趋势可以看出,投加B.subtilis FS05能在更短时间内完成生物脱氮过程,其中,硝酸盐和亚硝酸盐去除速率最快,分别仅需要18 h和12 h。     

基于生物质能的芒属（Miscanthus）植物碳动态和收支研究进展

生物质能（Biomass energy）是最为广泛的可再生能源，其中多年生芒属C4植物（Miscanthus）由于具有巨大碳固定能力而成为潜力巨大的生物质能植物。中国是芒属植物芒草起源中心，但相对于欧洲国家应对能源危机和温室效应而采取的芒草研究与应用来说，仍处于起步阶段。我国长期以来传统的草地利用模式，决定了在南方草地的研究显著少于北方，近年来芒草在华南地区的运用研究集中于生态修复，对草本植物群落基于生态系统水平的 CO2气体交换能力的研究仍然相当缺乏，在二氧化碳浓度持续增长及全球变暖背景下，生物质能植物及其碳汇功能的相关研究尤显重要。我国南方近6700万hm2退化丘陵草坡急待恢复或处于恢复中，草坡地芒属植物符合生物质能植物标准，施肥少，害虫少，农药输入少，能够有效地利用光、水等自然资源。考虑到C4植物具有比C3植物更强的光合作用能力，高光能利用率C4芒属植物的碳固定能力及能源潜力值得重视，但缺乏科学的碳动态和碳收支评估。综述了国内外芒草生物量特征与生物质能潜力研究现状，重点论述芒属植物生态系统水平的碳动态和收支能力研究，探讨了系统水平更客观评估芒属碳源汇（Carbon sequestration）功能的方法，基于生物量过程的研究结果及华南地区草坡研究历史和现状，为草坡地生物质能的合理开发利用提出了相关对策，强调在我国南方开发和利用芒属植物资源具有重要能源价值和经济、环境效益。     

Determination of concentration factors for Cs-137 and Ra-226 in the mullet species Chelon labrosus (Mugilidae) from the South Adriatic Sea

Concentration factors for Cs-137 and Ra-226 transfer from seawater, and dried sediment or mud with detritus, have been determined for whole, fresh weight, Chelon labrosus individuals and selected organs. Cesium was detected in 5 of 22 fish individuals, and its activity ranged from 1.0 to 1.6 Bq kg⁻¹. Radium was detected in all fish, and ranged from 0.4 to 2.1 Bq kg⁻¹, with an arithmetic mean of 1.0 Bq kg⁻¹. In regards to fish organs, cesium activity concentration was highest in muscles (maximum - 3.7 Bq kg⁻¹), while radium was highest in skeletons (maximum - 25 Bq kg⁻¹). Among cesium concentration factors, those for muscles were the highest (from seawater - an average of 47, from sediment - an average of 3.3, from mud with detritus - an average of 0.8). Radium concentration factors were the highest for skeleton (from seawater - an average of 130, from sediment - an average of 1.8, from mud with detritus - an average of 1.5). Additionally, annual intake of cesium and radium by human adults consuming muscles of this fish species has been estimated to provide, in aggregate, an effective dose of about 4.1 μSv y⁻¹.     

纯种氨氧化菌短程反硝化特性

以Comamonas aquatica LNL3为研究对象,根据其既能短程硝化又能短程反硝化的特性,采用好氧方式富集和固定化菌种,再以厌氧方式驯化,得到具有高效短程反硝化特性的纯种氨氧化菌。采用扫描电镜对固定化前后的载体进行表征,且用正交试验考察了不同环境因子(温度、pH、碳氮比、溶解氧)对Comamonas aquatica LNL3短程反硝化的影响。结果表明,所用载体与Comamonas aquatica LNL3有良好的亲和性,适于微生物的固定化;环境因子对Comamonas aquatica LNL3短程反硝化影响大小顺序为:温度>pH>DO>C/N;在环境条件改变过程中当温度为35℃,pH=8,C/N=3,DO=2.5 mg/L时,Comamonas aquatica LNL3短程反硝化速率达到最大,为32.63 mg/(L.h);研究结果还表明,Comamonas aquatica LNL3具有好氧反硝化特性,适宜处理低碳氮比废水。