岷江上游不同植被恢复模式枯落物层水源涵养能力

为了阐明不同植被恢复模式水源涵养功能，采用野外调查与室内分析相结合的方法，以岷江上游山地森林-干旱河谷交错带为研究对象，开展不同植被恢复模式枯落物层现存量、持水过程、吸水过程等方面研究。结果表明：不同植被恢复模式中，枯落物现存量大小依次是天然次生林>刺槐林>岷江柏-油松幼林>岷江柏幼林>沙棘+金花小檗灌丛>荒草地。不同植被恢复模式枯落物半分解层占现存总量比例均在60%以上，且均大于未分解层占现存总量比例，其中岷江柏幼林最高（79.89%），天然次生林最低（60.66%）。刺槐林和天然次生林模式枯落物最大持水量较大，分别为53.25和53.22 t·hm-2，岷江柏-油松幼林模式次之，荒草地最小。不同植被恢复模式枯落物半分解层持水量均大于未分解层，且持水量与浸水时间间呈对数、幂函数、线性和指数函数等关系；而枯落物未分解层、半分解层的吸水速率与浸泡时间均呈幂函数关系。研究成果可为区域合理选择植被恢复模式提供科学参考。     

名山河流域水稻土组分对微团聚体吸附-解吸铜的影响

以名山河流域典型的水稻土为例,利用模拟-培养试验和选择溶解法,研究各土壤组分对原土和不同粒径微团聚体吸附解吸Cu2+能力的影响.结果表明,去除土壤组分前后的原土和不同粒径微团聚体对Cu2+的吸附均用Langmuir方程拟合效果最佳,原土和不同粒径微团聚体对Cu2+的吸附能力大小顺序为:0.002mm2.000～0.250mm原土0.053～0.002mm0.250～0.053mm.与未去除土壤组分的原土相比,去除土壤组分的原土和微团聚体对Cu2+的吸附量均有所减小,尤其以去除有机质后对Cu2+吸附量的减小最为显著,在0.002mm微团聚体中减小值高达44.50%±2.77%,0.250～0.053mm微团聚体中Cu2+吸附量减小值最低,为37.68%±3.11%.经不同处理后原土和各粒径微团聚体吸附量减少的顺序为:去有机质去游离氧化铁去无定形氧化铁.去除各土壤组分后,原土和各粒径微团聚体对Cu2+的专性吸附降低,非专性吸附显著上升,降低了原土和各粒径微团聚体对Cu2+污染的缓冲能力,同时显示了各土壤组分在专性吸附中的重要性.     

海子山自然保护区生态环境质量评价

海子山自然保护区生态环境独特,珍稀濒危动物富集,但在人类干扰下,其生态环境逐步恶化。本文采用层次分析法,选取自然性、多样性、代表性、稀有性、生态脆弱性、面积适宜性、人类干扰等7项指标对该自然保护区的生态环境质量进行定量评价。结果表明,该自然保护区自然性赋值为4分,多样性赋值为3分,代表性赋值为4分,稀有性赋值为4分,生态脆弱性赋值为3分,面积适宜性赋值为4分,人类干扰赋值为2分,综合评价指数为0.78,生态环境质量较好,但今后仍应加大该区的保护与管理。     

长乐江流域非点源氮素污染的关键源区识别

以浙江长乐江流域为研究对象,基于2007-2009年的野外监测、调查、分析结果,构建了ArcSWAT模型所需的各类空间数据库和属性数据库,实现了基于ArcSWAT的流域径流、泥沙和氮污染过程动态模拟,定量识别了非点源氮素污染的关键时期和关键源区.结果表明,模型在校正和验证期对径流、泥沙和氮污染过程模拟的效率系数≥0.5、决定系数≥0.6、相对误差＜20％,能满足研究和管理工作需要.雨季(6-8月)的累积氮入河量约占了全年人河总量的50％,是流域氮污染的关键时期.在流域所含的7个乡镇中,崇仁镇、鹿山街道和甘霖镇单位面积的年均氮入河量最大,分别为42.8、48.5和43.7 kg·hm-2·a-1,是流域氮污染的关键区域.在该关键区域中,土壤氮库、大气沉降与氮肥施用产生的氮对氮入河总量的贡献率分别为23％、29％和38％,是需要重点关注的氮源.以上关键时期和关键源区定量识别结果,为实现流域氮污染有效控制提供了重要科学依据.     

不同水稻品种对镉积累的差异及其与镉亚细胞分布的关系

采用土培试验,以籽粒Cd低积累水稻品种(越冬稻和R1088)和籽粒Cd高积累水稻品种(IR34582和太粳558)为试验材料,研究成熟期水稻在Cd0(不加Cd)、Cd5(5 mg·kg~(-1))和Cd25(25 mg·kg~(-1))胁迫下,Cd在水稻各组织中的积累差异及其与Cd亚细胞分布的关系,为培育Cd低积累水稻品种和水稻安全生产提供科学依据。结果表明:(1) Cd胁迫下,约65%～83%的Cd积累于根系,低积累品种根系Cd含量显著高于高积累品种,而地上部却相反;(2)高积累品种往地上部转运Cd的效率以及地上部各组织往籽粒转运Cd的效率均显著高于低积累品种;(3) Cd胁迫下,低积累品种根中细胞壁(F1)、细胞器(F2)、细胞膜(F3)和可溶部分(F4)中Cd含量显著高于高积累品种,而茎、叶鞘和叶中却相反;(4)低积累品种根和茎中F1中Cd分配比例均显著高于高积累品种,而F4中Cd分配比例却相反;在叶鞘和叶中,F1、F4中Cd分配比例在不同品种之间无显著差异。(5) Cd胁迫下,TF_(根-茎)和TF_(茎-糙米)均与F1中Cd分配比例成显著负相关关系,而与F4中Cd分配比例成显著正相关关系。综上,高积累品种往地上部转运Cd的能力强于低积累品种;低积累品种根和茎中细胞壁限制了Cd的迁移;而高积累品种根和茎中可溶部分在Cd从根部向上以及从茎向籽粒转运过程中起着重要作用。     

土地利用方式对中亚热带红壤碳矿化及其激发效应的影响

土地利用方式的变化对陆地生态系统碳贮量及固碳效应均具有重要影响,土地利用方式对土壤碳周转的影响是当前全球变化生态学的重要研究内容之一.以中国科学院千烟洲红壤丘陵综合开发生态站的试验样地为研究对象,选取了当地广泛分布的农田(水稻田)、果园(柑橘园)和马尾松林样地,通过添加葡萄糖和3个温度(5、15和25℃)的培养处理,探讨了不同土地利用方式对土壤碳矿化及其激发效应的影响.结果表明:土地利用方式、葡萄糖添加、培养温度对土壤碳矿化量具有显著影响,且不同因素间存在显著的交互效应.土壤碳矿化量表现为红壤性水稻土果园红壤马尾松林红壤(P0.001).添加葡萄糖后土壤碳矿化表现出显著的激发效应,红壤性水稻土和果园红壤的激发效应显著大于马尾松林红壤;此外,培养温度对激发效应具有显著的影响.在培养前7天,果园红壤和马尾松林红壤的激发效应随温度升高而升高(25℃时最大),而红壤性水稻土的激发效应在15℃时最大;随着培养时间的延长,在培养后期,果园红壤的激发效应随温度的升高而降低,红壤性水稻土和马尾松林红壤的激发效应在15℃时最大.因此,不同土地利用方式对土壤碳矿化及其激发效应的影响具有较大的差异,可能是解释中亚热带地区土壤碳收支及其碳贮量变化的重要机理之一.     

4种改良剂对酸性紫色土肥力及活性有机碳组分的影响

探究4种改良剂施用对酸性紫色土土壤肥力及活性碳组分特征影响,为紫色土养分管理及稳固碳库提供科学依据.采用田间试验,设置不施肥（CK）、单施化肥（F）、石灰+化肥（SF）、有机肥+化肥（OM）、生物炭+化肥（BF）及酒糟灰渣+化肥（JZ）这6个处理,研究不同处理土壤有机质、pH、速效养分、土壤综合肥力指数（IFI）、溶解性有机碳（DOC）、微生物量碳（MBC）、颗粒有机碳（POC）含量及各组分有效率和土壤碳库管理指数（CPMI）,阐明其相互关系.结果表明：①施用改良剂显著提高了土壤pH及有机质、碱解氮、速效磷、速效钾含量（P<0.05）,有机肥+化肥（OM）和酒糟灰渣+化肥（JZ）处理土壤综合肥力指数提高最为显著（P<0.05）,较对照分别提高了1.96和0.77,增幅分别为170.43%和66.96%.②酒糟灰渣+化肥（JZ）和有机肥+化肥（OM）处理土壤POC、MBC和DOC含量较对照处理分别提高了110.30%和84.81%、61.08%和46.56%、195.87%和141.67%;改良剂的施用均显著提高了土壤碳库指数（CPI）和碳库管理指数（CMPI）（P<0.05）,其中以有机肥+化肥（OM）处理提高最为显著,土壤CPI值和CMPI值较对照分别增加了107.34%和90.75%.③土壤有机碳及其活性组分与土壤综合肥力指数呈显著正相关（P<0.05）,冗余分析表明施用改良剂各处理间分异性显著,土壤IFI、pH和速效钾对有机碳及其组分的解释率均达到显著水平,解释率顺序分别为：IFI（74.6%）>pH（11.7%）>AK（6.5%）.酸性紫色土施用酒糟灰渣和有机肥提高土壤肥力和改良土壤质量效果最显著,同时有利于促进土壤碳组分的积累和活化.     

退耕对土壤团聚体稳定性及有机碳分布的影响

采用野外调查与室内分析相结合的方法,就退耕对土壤团聚体的稳定性及其有机碳分布的影响进行了研究。结果表明:①干筛处理下各种退耕方式土壤团聚体均以＞5 mm粒径为主,总体随粒径的减小呈先降低后增加再降低的趋势;湿筛处理下土壤团聚体以＜0.25 mm粒径为主,总体随粒径的减小呈先降低后增加的趋势。②干筛处理下,不同退耕方式的团聚体平均重量直径和平均几何直径在0~20 cm土层表现为:退耕还林＞退耕撂荒＞退耕还茶,在20~40 cm土层却表现为相反的变化特征;湿筛处理下,不同退耕方式的团聚体平均重量直径和平均几何直径在0~20 cm土层表现为:退耕还林＞退耕还茶＞退耕撂荒,在20~40 cm土层却表现为:退耕还茶＞退耕还林＞退耕撂荒。③3种退耕方式0~20 cm土层各个粒径团聚体有机碳含量基本高于20~40 cm,且随着土壤粒径的减小,土壤团聚体中有机碳含量总体呈逐渐减低的变化趋势;0~20 cm土层,退耕还茶地土壤团聚体中有机碳含量最高,20~40 cm土层,退耕撂荒地土壤团聚体中有机碳含量最高。     

不同改良剂对酸性紫色土团聚体和有机碳的影响

研究不同改良剂对酸性紫色土团聚体和有机碳变化特征的影响,为酸性紫色土修复提供科学依据.以紫色土为研究对象,设置不施肥（CK）、单施化肥（F）、化肥配施石灰（SF）、化肥配施有机肥（OM）、化肥配施生物炭（BF）和化肥配施酒糟灰渣（JZ）共6个处理.比较不同改良剂施用下酸性紫色土的团聚体组成情况,以及各粒级团聚体有机碳分布规律,结合团聚体稳定性指标,明确不同改良剂对酸化紫色土团聚体结构的影响.结果表明,施肥处理均显著提高土壤pH,以JZ处理效果最显著,施肥均显著提高土壤有机质含量,以OM处理效果最好,BF和OM处理显著降低土壤容重,同时SF和BF处理显著提高土壤含水率（P < 0.05）;各处理均以 < 0.25 mm粒级团聚体为优势粒级,施肥能显著提高大团聚体（直径 > 0.25 mm的团聚状结构单位）的含量,同时施肥处理均显著提高了土壤几何平均直径（GMD）、平均重量直径（MWD）和R_0.25值（> 0.25 mm团聚体含量）,降低分形维数（D）和团聚体破坏率（PAD）值（P < 0.05）,促进了土壤团聚体的团聚化和稳定性,以OM处理效果最好;与CK处理相比,施肥能显著提高土壤有机碳含量31.71%~209.67%,其中以OM处理最显著;不同处理土壤有机碳主要分布在大团聚体中,与CK处理相比,各处理显著提高大团聚体中有机碳贡献率为19.34%~47.76%,其中OM处理效果最为显著（P < 0.05）.综合来看,化肥配施有机肥能促进酸性紫色土大团聚体的形成,提高土壤团聚体稳定性,增加土壤有机碳含量,是改善酸性紫色土土壤结构和提升土壤质量的有效措施.     

海泡石对污染土壤中铅的钝化效果

为了探讨不同方法改性后的海泡石对铅污染土壤的修复效果,以天然海泡石(Sep)为研究材料,对其进行巯基乙酸改性(Q-Sep)、热改性(R-Sep)、热处理+FeSO_4改性(F-Sep),观察改性海泡石表面微观形态与结构,并分别添加1%、3%、6%、9%、15%天然海泡石和改性海泡石进行土培试验,采用二乙三胺五乙酸(DTPA)浸提法以及BCR连续提取法对土壤有效态铅和铅形态进行分析,探究不同添加量海泡石对铅污染土壤的钝化效果,为改性海泡石应用于土壤钝化修复提供理论依据。结果表明:经FeSO4、巯基乙酸和热处理改性后的海泡石比表面积比天然海泡石显著增大,其中F-Sep的比表面积最大。F-Sep和R-Sep的孔容也与Sep有显著差异。当Q-Sep、R-Sep和F-Sep的添加量≥3%时,土壤pH值与对照组相比有显著提高,添加量≥6%时,土壤CEC较对照组有显著提高。添加4种海泡石的土壤与对照组相比酸提取态铅含量有显著减少,添加F-Sep、Q-Sep和R-Sep的土壤酸提取态铅减少率分别为19.95%-57.74%、44.31%-71.51%和32.93%-64.56%,土壤酸提取态铅含量、可还原态铅含量与残渣态铅含量呈极显著负相关(r=-0.937,P=0.000和r=-0.618,P=0.001),表明酸提取态铅和可还原态铅主要是向残渣态转化。添加海泡石显著降低了土壤有效态铅含量,土壤有效态铅含量与土壤pH值、土壤CEC呈显著负相关关系(r=-0.887,P=0.000和r=-0.596,P=0.002),与酸提取态铅和可还原态铅呈显著正相关关系(r=0.949,P=0.000和r=0.506,P=0.008)。添加15%Q-Sep材料后的土壤有效态铅含量降幅最大,达到39.68%。3种改性海泡石材料对土壤中铅的钝化效果均优于天然海泡石,其中Q-Sep对土壤铅的钝化效果最佳。