Response of Organic and Inorganic Carbon and Nitrogen to Long-Term Grazing of the Shortgrass Steppe

We investigated the influence of long-term (56 years) grazing on organic and inorganic carbon (C) and nitrogen (N) contents of the plant–soil system (to 90 cm depth) in shortgrass steppe of northeastern Colorado. Grazing treatments included continuous season-long (May–October) grazing by yearling heifers at heavy (60–75% utilization) and light (20–35% utilization) stocking rates, and nongrazed exclosures. The heavy stocking rate resulted in a plant community that was dominated (75% of biomass production) by the C₄ grass blue grama (Bouteloua gracilis), whereas excluding livestock grazing increased the production of C₃ grasses and prickly pear cactus (Opuntia polycantha). Soil organic C (SOC) and organic N were not significantly different between the light grazing and nongrazed treatments, whereas the heavy grazing treatment was 7.5 Mg ha^–1 higher in SOC than the nongrazed treatment. Lower ratios of net mineralized N to total organic N in both grazed compared to nongrazed treatments suggest that long-term grazing decreased the readily mineralizable fraction of soil organic matter. Heavy grazing affected soil inorganic C (SIC) more than the SOC. The heavy grazing treatment was 23.8 Mg ha^–1 higher in total soil C (0–90 cm) than the nongrazed treatment, with 68% (16.3 Mg ha^–1) attributable to higher SIC, and 32% (7.5 Mg ha^–1) to higher SOC. These results emphasize the importance in semiarid and arid ecosystems of including inorganic C in assessments of the mass and distribution of plant–soil C and in evaluations of the impacts of grazing management on C sequestration.     

城市街道空气中铅污染及其对机体无机盐影响的研究

本文对兰州市不同交通路口铅污染现场监测及交警人群健康体检，结果表明各路口受汽车尾气污染严重，铅浓度在１．１６～２．６４μｇ／ｍ３之间。将１２０名交警分外勤警７０人作为污染组，内勤警及户藉警５０人作为对照组，调查结果尿中δ－氨基乙酰丙酸两组比较没有统计学差异（Ｐ＞０．０５）；污染组发铅、尿铅浓度均显著高于对照组，发锌、铜、钙及血中ＩｇＡ、ＩｇＧ、ＩｇＭ均低于对照组，并具有统计学差异（Ｐ＜０．０５，Ｐ＜０．０１）。提示街道空气铅污染对交警体内无机盐水平及机体免疫能力具有一定的影响。     

TiO_2/EP光催化降解水体中微污染磺胺嘧啶的研究

制备了膨胀珍珠岩(EP)为载体的TiO2催化剂(TiO2/EP),对使用较为广泛的抗生素磺胺嘧啶(SDZ)进行了光催化降解研究,探讨了TiO2的负载量、溶液的初始浓度、初始pH、无机离子(HCO3-、SO42-和Cl-)和腐殖酸(HA)对SDZ降解效果的影响。结果表明:SDZ的光催化降解符合一级反应动力学方程;当TiO2最佳负载量为20 wt%,SDZ浓度为5 mg/L,pH=6.7,紫外光照射强度为1 000μW/cm2,反应时间为45 min时,SDZ的降解率达到96%;HCO3-在低浓度时能促进SDZ的光催化降解,高浓度时促进作用不明显;SO42-和Cl-对SDZ的光催化降解有轻微的抑制作用;HA对SDZ光催化降解有显著的抑制作用,浓度越高,抑制作用越强。UV-TiO2/EP是一种去除水体中微污染SDZ的有效方法。     

黄河三角洲人工草场群落土壤盐分动态集成预报模型及其应用

提出了以ＧＭ（１，１）模型拟合发展的趋势、傅里叶变换撮周期分量ＡＲ（ｐ）模型模拟随机过程的集成预报模型，并用于黄河三角洲人工草场群落土壤盐分的定量研究中，经理论和应用检验证明：该模型能以较高的精度模拟或预报土壤盐分在较长时期内的动态变化过程，方法简单，计算工作量小，并优于传统的单一预报模型。     

名山河流域黄壤无机纳米微粒对钙的吸附解吸特征

以名山河流域老冲积黄壤无机纳米微粒为对象,从纳米尺度分析钙的吸附解吸机制对土壤养分状况的影响,并采用等温吸附法和静态解吸法,比较不同土地利用方式下钙的吸附解吸特征差异.结果表明:1)不同土地利用方式土壤无机纳米微粒对钙的吸附解吸量均随钙质量浓度增加而增加,在低质量浓度范围内吸附量增加较快,在高质量浓度范围内增加趋缓,不同土地利用方式下钙的吸附能力从高到低为水田(2 580.69 mg/kg)、茶园(2 452.30 mg/kg)、旱地(1 935.10mg/ks)、林地(1 867.36mg/kg)、果园(1 520.65 mg/kg),土壤无机纳米微粒对钙的解吸率从大到小为果园、林地、旱地、茶园、水田,且解吸率随外加钙质量浓度增加而增大;2)去除土壤组分(有机质、游离氧化铁)后,无机纳米微粒对钙的吸附量及解吸量均有所增加,5种土地利用方式吸附增加量从大到小为水田、旱地、茶园、林地、果园;3)去除土壤组分前后,无机纳米微粒对钙的等温吸附均以Freundlich方程拟合效果最佳,相关系数在0.954 5～0.989 0,达到极显著水平,Langmuir方程与Temkin方程拟合效果不佳.研究表明,钙离子以非专性吸附为主,专性吸附为辅,有机质和游离氧化铁的存在会阻碍土壤对钙的吸附及解吸.     

赣江流域土地利用方式对无机氮的影响

赣江无机氮是鄱阳湖氮素输入的主要来源,查明流域土地利用方式对赣江无机氮的影响对鄱阳湖的富营养化防治具有重要意义.基于2013年1月和6月对赣江干流和主要支流NO-3-N和NH+4-N的浓度测定,通过不同空间尺度和土地类型等级划分,利用相关分析和冗余分析研究土地利用方式对赣江无机氮浓度的影响.结果表明,不同空间尺度的子流域划分方式对赣江流域土地利用类型与无机氮浓度的相关性有较大影响.与NO-3-N相比,选择更小的子流域划分尺度有助于分析土地利用方式对NH+4-N浓度的影响;在温度较高、微生物活动强烈的季节,也应选择更小的子流域划分尺度研究土地利用方式对无机氮浓度的影响.一级土地利用分类下,赣江流域水田、水域对NO-3-N起"源"作用,林地、草地起"汇"作用;居民建设用地对NH+4-N起"源"作用,林地起"汇"作用.二级土地利用分类下,水田中丘陵水田是赣江NO-3-N浓度的主要来源,其次为平原水田,山区水田最小.居民建设用地中的城镇用地和其它工矿建设用地是赣江NH+4-N的主要污染来源,农村用地是NO-3-N的主要污染来源.     

华西雨屏区典型人工林对降雨过程中NH_4~+-N和NO_3~--N的过滤作用

氮沉降已成为河流、湖泊及城市等生态系统的主要污染威胁因素之一,森林生态系统能从林冠、地被和土壤自上而下截留过滤大气降雨中的NH+4-N和NO-3-N,是区域大气环境污染生态防治的重要途径.选取华西雨屏区几种典型人工林森林生态系统为研究对象,采用定位监测与室内分析相结合的研究方法,于2011年4—12月对大气降水、穿透雨、树干茎流、地表径流和地下渗滤NH+4-N和NO-3-N的含量与分配进行了研究.结果表明:观测期内40次降雨总雨量为492.72 mm,NH+4-N和NO-3-N的总沉降量分别为13.248 kg·hm-2和16.320 kg·hm-2;3种人工林林冠层对NH+4-N和NO-3-N的过滤能力表现为香樟林混交林柳杉林,而地表和土壤层均表现为混交林香樟林柳杉林;无林地、香樟林、柳杉林和混交林生态系统无机氮截留过滤净输入量分别为19.557、44.079、42.331、64.896 kg·hm-2,对无机氮的综合过滤作用表现为混交林香樟林柳杉林无林地.这些结果说明华西雨屏区合理配置混交林能更加有效地降低大气氮沉降对生态系统的影响.     

水环境中不同形态氮对甲芬那酸光降解影响机制的研究

研究了紫外光照射下水环境中不同形态的无机氮(NO-3、NO-2和NH+4)对甲芬那酸(MEF)光解的影响.NO-3与NO-2均促进MEF的光解,NH+4对MEF的光解基本无影响;在NO-3、NO-2存在下添加适量异丙醇,显著抑制MEF的降解,实验表明NO-3、NO-2在光照下产生了·OH并参与对MEF的氧化降解.同时模拟研究了水体处于不同p E值下,水中存在的不同形态的无机氮对MEF光解的复合影响,其对MEF光解促进作用不是简单的叠加关系,增大p E值,MEF的光解速率先增大后减小.当NO-2和NH+4共存时,对MEF的光解主要表现为NO-2的影响;当NO-2和NO-3共存时,两者对MEF的光解存在拮抗作用.     

Growth and alkaline phosphatase activity of Chattonella marina and Heterosigma akashiwo in response to phosphorus limitation

The growth and alkaline phosphatase activity (APA) of two raphidophyceae species Chattonella marina and Heterosigma akashiwo were investigated in response to P-limitation and subsequent addition of dissolved inorganic phosphorus (DIP, NaH₂PO₄) and two dissolved organic phosphorus (DOP) compounds: guanosine 5-monophosphate (GMP) and triethyl phosphate (TEP). APAlevels increased greatly after P-starvation as the decrease of the cellular phosphorus quotes (Q_p). C. marina responded to P-limitation quickly and strongly, with 10-fold increase in APA within 24 hr after P-starvation. The larger difference between maximal and minimal Q_p values in C. marina indicated its high capacity in P storage. APA of H. akashiwo wasmaximally enlarged about 2.5 times at 48 hr of P-starvation. After the addition of nutrients, cell numbers of C. marina increased in all treatments including the P-free culture, demonstrating the higher endurance of C. marina to P-limitation. However, those of H. akashiwo increased only in DIP and GMP cultures. APA increased only after the addition of the monophosphate ester GMP. The results suggest that quick responses of C. marina to P-limitation, high capacity in P storage as well as endurance for P-depletion provide this species an ecological advantage in phytoplankton community competition under DIP-limited conditions.     

岩溶地下水补给的地表河流溶解无机碳昼夜变化与钙沉降

溶解无机碳昼夜动态变化对河流水体碳通量的估算有重要影响。本文选择由地下水补给且富含水生植物的典型河流,开展高分辨率水文地球化学监测和高频率水样取样工作,分析了水化学的昼夜动态变化特征,钙与无机碳昼夜循环产生的生物地球化学控制机理,估算了钙与无机碳昼夜通量。结果表明,白天pH、SIC上升,产生钙沉降和水体无机碳(主要为HCO-3)含量的下降,夜间得到地下水的补给,Ca2+和HCO-3浓度回升。监测期间,官村地下河出口地表河流钙与溶解有机碳的流失或沉降量分别为69.04kg/d和168.68kg/d,即51.14g/(m·d)和124.95g/(m·d),分别占输入量的6.2%和4.7%。受水生植物光合作用和钙化作用控制,沿流程发生无机碳向有机碳转化,是真正意义上的自然碳汇。