广东省农业氮足迹分析

为对农业生产氮素利用和排放情况简单直观而又全面地评估,基于修正的N-Calculator模型的基础上,结合农业生产系统中的氮素流动过程,计算了广东省农业氮足迹.研究发现,该省农业氮足迹的主要来源是化肥施用和养殖业饲料,2010年,两者合计占约81%以上.近20年来,农业氮足迹总量上升了45%,按用地平均更增长了88%,增速最快的是来自非农业部门的大气沉降氮,年增速8.5%,农业能源氮足迹是另一增长较快的项目,增幅为107%.污染氮足迹已占到总足迹的31%,主要是因为土壤的氮素流失.另外,2010年,与农业活动相关的其他部门的农业隐含氮足迹为207209.79t,约为农业氮足迹的17%.     

东北北部温带森林和干草地土壤养分分布及影响因素

土壤是陆地生态系统碳储存的重要场所,其养分变化与全球陆地碳循环密切相关。土壤养分是植物生长的重要保证,而土壤各养分之间是紧密联系的。理解土壤养分变化与环境因素的关系有助于更好地了解陆地生态系统碳、氮、磷循环。本研究以东北北部自东向西沿降水量梯度变化纬度带上的温带森林与干草地生态系统为研究对象,利用气象数据和野外土壤实测数据,分析了纬度带上不同植被类型土壤的有机碳、全氮、碳氮比、速效磷的空间分布格局及其与环境因子（年降水量、年均温、土壤pH值）的关系。研究纬度带上降水量自东向西逐渐减少,植被类型从温带森林过渡到干草原,与降水量和植被类型对应,植被生物量也自东向西呈现从高到低的分布梯度。研究结果表明：从整个研究带上来说,降水量与土壤pH值是土壤养分空间分布的决定因素,沿纬度带从东到西,随着降水量逐渐减少,土壤pH值逐渐增加,而土壤有机碳、全氮、碳氮比、速效磷含量逐渐减少。但如果将森林和草地分别讨论则发现,森林和草地生态系统的土壤养分环境控制因素有较大差别。对于草地生态系统而言,降水量和土壤pH值仍然是其土壤养分含量的控制因子,但森林生态系统由于所处区域降水量充足,降水量不再是其土壤养分的控制因子,降水量只与森林土壤碳氮比呈显著正相关。研究还发现森林土壤的速效磷含量与温度呈正相关,与土壤pH值呈负相关,说明温度对东北北部温带森林的土壤养分含量具有一定的控制作用。     

基于改进麻雀搜索算法优化BP神经网络的土壤有机质空间分布预测

土壤有机质是衡量土壤肥力的重要指标,提高区域有机质空间分布预测精度十分必要.利用黄河流域卫宁平原采集的1 690个土壤表层（0~20 cm）有机质及自然环境、人类活动数据,通过1 348个点采用经典统计学、确定性插值、地统计插值和机器学习的方法分别建立了土壤有机质空间分布预测模型,以342个样点数据为测试集检验分析不同模型预测精度.结果表明,卫宁平原土壤表层ω（SOM）的平均值为14.34 g·kg^-1,1 690个采样点土壤有机质变异系数为34.81%,为中等程度变异,呈现出东北部、西南地区含量低,中间黄河左右岸和地势平缓的黄河阶地相对含量高的空间分布趋势.4类方法的预测精度大小为：机器学习法>地统计插值方法>确定性插值方法>经典统计学方法.通过对比,基于改进麻雀搜索算法优化的BP神经网络预测精度最好,改进后的麻雀搜索算法具有更优的收敛精度,避免了陷入局部最优,防止了数据过拟合,具有较好的预测能力,该优化算法可以提高土壤有机质含量预测精度,在土壤属性预测上有良好的应用前景.     

玛瑙河多环境介质和铜锈环棱螺体内微塑料的赋存特征

微塑料污染对水生态系统及人类健康危害大,为探究微塑料在不同环境介质中的赋存特征,选择长江一级支流玛瑙河为研究区域,通过现场采样、显微镜观察和傅里叶红外光谱测定等,对玛瑙河表层水体、沉积物、河岸带土壤和底栖动物铜锈环棱螺中微塑料的丰度、粒径、形状、颜色和组成类型进行了分析.结果表明,玛瑙河表层水体的微塑料平均丰度为（5.9±0.26）n·L^-1;上层沉积物中微塑料丰度（以干重计）为（1.35±0.1）n·g^-1,下层沉积物中微塑料丰度（以干重计）为（0.93±0.12）n·g^-1;近河岸带土壤中微塑料丰度（以干重计）为（0.68±0.16）n·g^-1,远河岸带土壤中微塑料丰度（以干重计）为（0.69±0.14）n·g^-1;铜锈环棱螺体内微塑料丰度为（2.06±0.25）n·g^-1.分析发现,上层沉积物和下层沉积物中微塑料丰度呈正相关;铜锈环棱螺体内微塑料丰度分别与上、下层沉积物中微塑料丰度呈正相关;近、远河岸带土壤中微塑料丰度具有相关性.各环境介质和铜锈环棱螺体内微塑料粒径大多<0.1mm,主要形态为纤维状和碎片状,颜色以蓝色和黑色为主,成分主要是聚丙烯（PP）和聚乙烯（PE）.研究发现,河岸带土壤中微塑料主要来源于农用塑料薄膜的破碎和分解.通过多环境介质调查和铜锈环棱螺体内微塑料的分析,探明了大型底栖动物体内微塑料的累积效应,可为全面了解微塑料潜在生态风险提供依据.     

江苏省水资源利用与经济增长关系研究

利用水足迹的研究方法对江苏省真实的水资源利用情况进行识别,同时结合相对“脱钩”“复钩”系统耦合理论,从水资源消耗与水环境压力两个方面对江苏省2000~2009年的水资源利用情况与经济增长间的关系进行评价.研究表明,2009年江苏省的水足迹为773.77亿m3,总体呈缓慢增加趋势,其中农业用水与工业用水是水足迹的主要组成;同时,水资源利用效率不断提高,10年间增长了2.77倍;全省经济增长与水资源消耗评价结果中有1/3的年份为强“脱钩”状态,2/3的年份呈弱“脱钩”状态,经济增长与水环境压力的评价结果中强弱“脱钩”交替出现,水环境的压力依然存在.江苏省水资源利用还没有达到理想水平,在水资源利用与经济增长协调发展方面应采取更有效措施.     

SBAR中同步脱氮好氧颗粒污泥的菌种特性

采用气提式内循环间歇反应器进行好氧颗粒污泥培养,用分批培养法对好氧颗粒污泥中具有脱氮作用的菌种进行分离纯化.对各菌种进行了鉴别,通过培养过程中对氧气条件的控制,考察了各菌种反硝化生长特性和需氧性.结果表明,好氧颗粒污泥纯化培养可得到异养硝化-好氧反硝化菌以及兼性亚硝化菌和硝化菌,分离得到的反硝化菌在有氧反硝化条件下能够生长,因此好氧颗粒污泥中微生物具有多样性和较强的适应性,从侧面体现出好氧颗粒污泥微观结构的复杂性.     

进水碳源对好氧颗粒污泥特性的影响

采用气升式内循环间歇反应器对好氧污泥颗粒化过程进行了研究,考察了反应器分别以蔗糖和乙酸钠为进水碳源时好氧颗粒污泥的特性.实验结果表明:好氧颗粒污泥的形成特性与进水碳源有很大的关系;以蔗糖为碳源时,好氧污泥颗粒化速度快,好氧颗粒污泥表面被丝状物包裹,颗粒中w(VSS)为92%;以乙酸钠为碳源时,污泥颗粒化速度慢,好氧颗粒污泥表面光滑,w(VSS)只有55%左右;不同碳源下形成的好氧颗粒污泥沉降性能差别不大,但好氧颗粒污泥胞外多聚物的含量有很大差别.结果表明,由于进水碳源不同,好氧颗粒污泥特性和废水处理能力有一定的差别.      

城市污泥植物处理系统与污泥中转处理场建设

目前城市污水处理厂污泥处理利用的主要障碍是污泥中过多的水分和重金属,增加运输、处理成本,造成二次污染问题.文章首先回顾了城市污泥的主要处理处置方法及其特点;接着介绍了污泥农用的作用和限制;主要阐述了用污泥干化床同时种植重金属超富集植物、低累积作物或钾高累积植物,通过植物提取降低城市污泥重金属含量,同时生产植物产品,并使污泥干化和稳定化的城市污泥特种植物处理系统;最后,针对一种处理方法难以消化一个大城市全部污泥的现状,提出城市污泥中转处理场的设想,把植物处理系统、堆肥、太阳能干燥、有机肥和复合肥生产、建材制造等多项技术集成,建立城市污泥专用处理和集散基地,解决日益增多的城市污泥的处置问题.其成本应低于目前采用的填埋、焚烧、制砖等处理方法,具有显著的社会、经济和环境效益.     

施肥对花红苋菜吸收和积累土壤中PAHs 的影响

施用农业生产中广泛使用的无机氮肥和有机肥,以花红苋菜为典型叶菜类蔬菜,研究了不同施肥方式对蔬菜吸收和积累土壤中多环芳烃(PAHs)的影响.结果表明,蔬菜根部积累的PAHs 总浓度显著大于其地上部分积累的浓度.有机肥处理下,低环PAHs 在蔬菜根中的生物富集因子(RCFs)显著小于其余处理的对应值,表明添加有机肥更有利于降低低环PAHs 的生物有效性.土壤低环PAHs 的RCFs 值显著大于高环PAHs 的RCFs 对应值.种植蔬菜后,根际土壤PAHs 的总浓度显著降低;有机肥处理比无机氮肥处理有利于根际土壤中PAHs 的消解.     

铝胁迫下大豆根系分沁有机酸和氨基酸的特性

采用水培法,以2个大豆（Glycine max）品种（浙春2号和浙春3号）为材料,研究铝胁迫下大豆根系分泌有机酸和氨基酸的特征。大豆根系分泌大量柠檬酸呈现低铝促进高铝抑制的现象,同时还分泌少量草酸和琥珀酸,表明大豆根系分泌有机酸与其耐铝机制有关。氨基酸分泌总量随着铝质量浓度的增大而增加。中低铝质量浓度下,大豆根系分泌的氨基酸随铝质量浓度的增大而增加。高铝浓度下,氨基酸的种类减少,各种氨基酸分泌量变化不一致。实验结果还显示,随着铝处理时间延长,铝毒害作用明显。