鄱阳湖典型洲滩湿地植物根系对水分垂向通量的影响

为了定量揭示湿地植物根系的水文效应,采用全物理机制的土壤水分运移数值模型,以鄱阳湖吴城湿地国家自然保护区的茵陈篙群落为例,模拟分析根系引起的水文效应.结果表明,根系将增加土壤饱和含水量与土壤进气值,显著改变土壤水分特征曲线（SWRC）与土壤蓄水能力;在考虑根系影响SWRC下模拟率定的土壤含水量与观测数据的时空变化一致：模型10和50cm观测值与拟合值相关系数由不考虑根系效应下的0.83提高至0.85,10和50cm深度土壤含水量的实测值与模拟值的均方根误差分别减少61%和83%.同时这种率定方法下的模拟相比以往的研究地下水补给根系层水量提高34%;考虑典型的根系效应蒸散发量和累积地下水边界向上通量分别增加10%和150%.而在气候极端干旱条件下地下水向上补给量在根系效应下增加7%~56%,累计差异可达38~312cm,同时蒸散发量增加13%.在植被生长旺季时若地下水埋深较深,则根系效应对蒸散发量的影响会放大.因此在进行相关的湿地生态水文过程和湿地水与物质平衡研究中,建议充分评估湿地植物根系的水文效应,并视计算的工况条件,考虑其水文效应在整个水文过程中的影响.     

降解VOCs的有机-无机光催化剂研究进展

挥发性有机物（VOCs）带来了诸多危害,VOCs治理已成研究热点。光催化降解VOCs因其低成本、无二次污染、节能、高矿化率等优点被广泛研究。TiO₂、Bi₂WO₆、MOF和量子点等光催化剂已应用于VOCs的降解,并在此基础上构建一种新型有机-无机复合光催化剂。在构建有机-无机复合光催化剂的过程中,从复合催化剂的有机及无机组分、催化剂结构、光生电子调控等方面研究,以期为制备降解VOCs的新型有机-无机复合光催化剂提供新的研究思路。     

沱江流域典型农业小流域氮和磷排放特征

小流域非点源污染氮和磷流失是河流水体污染的重要来源,而且氮和磷流失强度与气候、人为活动有密切的关系.因此,本文以长江上游沱江水系花椒沟小流域为研究对象,对小流域径流量、氮磷流失浓度以及流失量进行定位连续监测,结合降雨分析氮和磷输出变化特征及其响应过程.结果表明：①小流域2012年和2013年的7~9月径流量分别为10.05×10⁵ m³和3.34×10⁵ m³,分别占全年径流量的76.58%和56.51%,而且径流量与降雨量呈正相关关系;②铵态氮最大排放浓度在4~6月,2012年和2013年最高分别能够达到11.51 mg ·L^-1和4.44 mg ·L^-1,流失风险期为4~7月,2012年和2013年流失量分别占全年流失量的78.45%和62.24%;总氮、硝态氮最大排放浓度、流失风险期都为7~9月,硝态氮为总氮的最主要排放形式,2012年和2013年硝态氮最大排放浓度分别为6.06 mg ·L^-1和11.43 mg ·L^-1,7~9月流失量分别占全年流失量的88.74%和65.55%;③总磷、可溶性总磷和颗粒态磷流失风险期为7~9月,颗粒态磷为总磷最主要的排放形式,2012年和2013年7~9月流失量占全年流失的36%和68%,且总磷中颗粒态磷的比例会受到降雨的影响.     

表流湖滨湿地磷素汇-源功能研究

对抚仙湖马料河湖滨湿地基质进行了室内静态模拟,计算了基质-水界面磷平衡浓度(EPCo),确定湿地基质是充当溶解性活性磷(SRP)的源项或是汇项功能.此外,结合野外监测试验,即在静态实验期间对湿地进出口处水体的SRP浓度及流量进行了连续测定,对静态实验结果进行了验证.野外监测结果表明,基质是作为SRP源项还是汇项,在很大程度上取决于进水流量及进水磷浓度.在暴雨情况下,由于雨水的稀释作用,出水SRP浓度低于进水浓度;当进水量较小时,则取决于进水SRP浓度.进水SRP浓度高于磷平衡浓度,即作为汇项;进水SRP浓度低于磷平衡浓度,即作为源项.用一个简单的模型预测了基质-水界面系统的相互作用及SRP转换过程.该模型中假设基质表层以上10cm为水-土界面层,SRP释放或吸附均在这个边界层进行.预测结果表明,基质-水完全混合时,基质无论是吸附或释放磷速率都很大,大部分SRP通量迁移转换都在1h之内完成;界面系统基质磷释放/吸附主要受控于基质-水界面处EPCo和上覆水SRP浓度梯度.     

鄱阳湖流域天然径流变化特征与水旱灾害

为探讨鄱阳湖流域河川径流的变化过程和规律,深入了解径流特征及其与鄱阳湖水旱灾害的关系,利用时间序列分析方法,对鄱阳湖流域五河水系干流河段主要控制水文测站的天然径流系列进行了研究。研究显示,鄱阳湖五河径流年内分配集中程度在0.43到0.56之间,集中期为每年的5月底6月初,比鄱阳湖汛期提前1-2个月。径流多年变化变差系数变化在0.28～0.33之间,径流年际变率较大,在年代际变化上20世纪90年代径流增加尤其突出;径流序列呈长期的增加趋势,1998年后增加趋势变缓;鄱阳湖流域五河水系出现特大枯水年和丰水年的概率较大,出现平水年的概率略小。以上结果表明,五河汛期来水是影响鄱阳湖洪水的重要因素,而其形成、发展过程还受到长江中上游洪水的控制;径流的长期变化中,气候因素是引起鄱阳湖流域径流变化主导因素,水土流失和水利工程的建设等人为因素起着一定的辅助作用;径流序列枯、丰循环周期的交替变化过程,与过去几十年间流域内出现的干旱、洪水现象具有较好的一致性。     

田间直播下化感水稻抑草作用及其根际土壤微生物生理特性动态

在人工除草与不除草的田间种植模式下,研究化感水稻PI312777和非化感水稻Lemont苗期对田间杂草的抑制作用、根际土壤的化感潜力以及根际土壤微生物生理特性动态.结果显示,PI312777的田间抑草率在7叶期达85.82%.土壤-琼脂三明治法实验表明,5叶期的PI312777根际土壤对稗草干重抑制率显著高于3叶期,不除草处理下5叶期比3叶期增加了20.16%.在相同叶期下,PI312777的根际土壤微生物生物量碳及呼吸强度、细菌数量和土壤酶(脲酶、蛋白酶和蔗糖酶)活性均远高于Lemont,且不除草处理下显著高于除草处理.PI312777根际土壤抑草率和土壤微生物生理指标均表现为3叶期到5叶期之间的增幅最大.不除草处理下,化感水稻PI312777根际土壤微生物生物量碳、呼吸强度、细菌数量、脲酶活性、蛋白酶活性和蔗糖酶活性,5叶期比3叶期分别增加了53.11%、51.56%、38.97%、44.83%、60.00%和41.92%.本研究结果表明水稻化感作用与根际土壤微生物活动关系紧密,水稻化感物质引起土壤微生物变化,水稻化感作用是一个植物-土壤之间的相互作用过程.     

贵州部分水稻主产区土壤和大米Cd污染特征研究

为了解贵州水稻田土壤和大米Cd污染特征,对贵州部分水稻主产区开展水稻田土壤和对应水稻样品的采集,并测试土壤pH和所有样品的Cd含量。结果显示：研究区土壤pH为4.81～7.56,平均值为6.45;土壤Cd含量为0.37～3.22 mg/kg,平均值为0.88 mg/kg,点位超标(风险筛选值)率为96.43%,喀斯特地区土壤Cd含量整体高于非喀斯特地区;大米中Cd含量为0.00～0.44 mg/kg,平均值为0.04 mg/kg,超大米安全限量值的样品比率为3.65%。进一步分析发现,研究区土壤Cd除来自成土母质(母岩)贡献外,还受人为排放的影响;水稻在灌浆成熟期,由于水稻田水分条件不良,土壤出现氧化环境的频率高或者氧化环境持续的时间长,可能是导致大米Cd超标的主要原因之一。因此,在水稻种植过程中,人为保障灌浆成熟期水稻田供水充足是降低水稻Cd含量、避免大米Cd超标的有效途径。     

长江中游降雨径流演变与水旱灾害

为了解长江中游近年来水旱灾害新特征并有针对性地提出建议。基于1960—2020年长江中游降雨径流实测数据,对降雨径流演变趋势进行了分析,探讨了长江中游水旱灾害成因及特征。结果表明：长江中游年降雨量增加,春秋季降雨量年内占比减少,夏冬季降雨量占比增加;长江中游径流深在1988年和2003年发生突变,降雨量变化对径流深改变的贡献占30%左右,人类活动贡献程度约占70%;2003年后长江中游径流深的水文改变度排序为中游出口最大(36%),鄱阳湖出口(33%)和洞庭湖出口(31%)次之,汉江出口最小(21%)。长江中游水旱灾害具体表现为：2000—2020年长江中游异常降雨占据60多年来异常降雨总数的43%,且主要发生在两湖流域,极端降雨造成中游区域型洪水和春季秋季干旱;2003年后,两湖秋季水位持续下降,近10 a来,由于长江上游秋季来水持续减少,洞庭湖南咀站和鄱阳湖都昌站9月份水位分别下降了0.7 m和1.7 m。建议未来研究中注重研发大尺度多时空尺度水文水动力模型,提升极端水文事件成因识别能力及未来变化趋势预测能力。