三峡消落带沉积物-大气界面汞交换通量及其影响因素

应用动力通量箱(Dynamic Flux Chamber,DFC)与高时间分辨率的RA-915+自动汞分析仪联用技术,在消落带沉积物出露期,野外现场监测沉积物-大气界面汞交换通量,同时对其影响因素进行了分析。结果表明:三峡库区消落带沉积物-大气界面汞交换通量范围为-6.80±12.35~28.17±36.17 ng/(m2·h)晴天库区消落带沉积物-大气界面汞交换通量表现出相同的变化趋势,即从早晨开始沉积物-大气界面汞的交换通量逐渐增加,到正午左右达到峰值,之后交换通量逐渐减小,但阴天这一趋势不明显。暖季白天沉积物-大气界面汞交换通量都以释放为主,冷季白天则以沉降为主。暖季晴天,沉积物-大气汞交换通量与气温、沉积物温度、光照强度呈显著正相关关系,与相对湿度呈显著负相关关系。无论晴天还是阴天,大气汞浓度都与沉积物-大气汞交换通量呈负相关关系。白天,光照强度和大气汞浓度是影响消落带沉积物/大气界面汞交换通量的主要因素,而在夜间,沉积物温度和大气汞浓度是其主要影响因素。     

不同沼灌年限稻田土壤微生物群落分析

为了探明不同沼灌年限稻田耕层土壤微生物群落多样性变化,明确稻田耕层土壤微生物群落多样性对不同沼灌年限的响应,本文原位系统采集了不同沼灌年限的稻田土壤,并采用高通量测序技术对不同沼灌年限稻田土壤的微生物群落结构进行了分析.结果表明,随着沼灌年限的增加,土壤pH值逐渐下降,有机质、硝态氮、磷酸盐等养分逐渐累积.沼灌不利于水稻产量的形成.高通量测序技术较全面和准确地反映了不同沼灌年限稻田土壤微生物群落结构在门、纲、目、科、属这5个水平上的分布,在沼灌稻田微生物群落多样性的表征方面具有明显的优势.随着沼灌年限的增加,稻田土壤微生物群落的物种丰富度逐渐降低,微生物群落的多样性也逐渐降低.典型对应分析的结果表明,土壤溶解性有机碳(F=2.67,P=0.09)是影响沼灌稻田土壤微生物群落结构的主要环境因子.     

三峡库区消落带沉积物-水界面汞的扩散特征

通过模拟实验研究了三峡库区消落带沉积物-水界面汞及甲基汞的扩散。结果表明,三峡库区消落带浅水沉积物中的甲基汞占总汞的比例为0.41%±0.29%,深水沉积物中的甲基汞占总汞的比例为0.74%±0.52%。深水沉积物比浅水沉积物具有更高的甲基汞产率。随着淹水时间的延长,沉积物中甲基汞的含量呈指数增长。沉积物中的甲基汞生成动力学方程符合零级反应方程。沉积物中无机汞的扩散以Freundlich修正式拟合效果最好,相对好氧的环境更有利于沉积物中无机汞的释放。相应地,甲基汞的扩散以抛物线扩散方程拟合效果最好,黑暗厌氧的环境更有利于沉积物中甲基汞的释放。三峡库区消落带沉积物-水界面无机汞的扩散通量为154.65±47.12~160.23±56.19 ng/(m~2·d),甲基汞扩散通量为7.61±3.39~7.79±4.56 ng/(m~2·d)。随着淹水时间的增加,孔隙水无机汞及甲基汞向上覆水体的释放通量均表现为先增加后减小的趋势。沉积物中的甲基汞对上覆水体甲基汞含量的贡献率为1.5%~14.3%,释放量为0.28~0.85 kg/a。而沉积物中的汞对上覆水体汞含量的贡献率为0.20%~1.70%,释放量为5.64~17.55 kg/a。     

亚热带可变电荷土壤磷素淋失临界点及其与土壤特性的关系

选取我国亚热带地区16种典型可变电荷土壤,通过室内模拟试验测定其磷素(P)淋失临界点的Olsen-P含量,以及可能对其构成有影响的8个化学性质指标(pH、CEC、粘粒、有机质、交换性钙、镁和铁铝氧化物含量),以探讨可变电荷土壤P淋失临界点的特点及其与土壤相关性质的关系,并评价当前的P淋失潜在风险.结果表明:可变电荷土壤P淋失临界点的Olsen-P含量(56 ～ 123 mg·kg-1)差异很大,旱地土壤临界点Olsen-P含量主要集中在低值区间(＜60 mg·kg-1),而水稻土临界点Olsen-P含量集中在高值区间(＞80 mg·kg-1);旱地土壤P淋失风险高于水稻土.主成分分析显示,可变电荷土壤的pH、粘粒、CEC、有机质、交换性钙镁、氧化铁铝等化学性质同时对其临界点Olsen-P含量构成正的或负的影响.因此,临界点Olsen-P含量与单一因素的回归分析不仅不能够确切地反映临界点Olsen-P含量与这些化学性质的关系(与pH、CEC、粘粒、交换性钙镁含量无显著相关),甚至与理论上的关联相违(与氧化铁铝含量呈负相关).与以往研究结果比较,可变电荷土壤在旱作和稻作下的P淋失临界点的Olsen-P含量都普遍高于永久电荷土壤,研究的16种可变电荷土壤的实际Olsen-P含量也远低于临界点Olsen-P含量,由此推断南方地区耕作土壤的P淋失风险仍较小.     

墨汁鬼伞对重金属铅离子的耐受与富集作用及其在铅离子胁迫下的差异表达蛋白鉴定

铅是已知毒性最大的重金属污染物之一,具有极强的积累性和不可逆性.生物修复环境重金属污染以其成本低、能实现对重金属回收等特点被认为是最有前景的修复技术.墨汁鬼伞被认为具有富集重金属离子的能力,本文首先通过在含Pb~(2+)的固体培养基上培养墨汁鬼伞分析了墨汁鬼伞对不同浓度Pb~(2+)的耐受能力,结果表明当Pb~(2+)浓度低于50 mg·L~(-1)的情况下,墨汁鬼伞的生长不会受到影响;随着Pb~(2+)浓度提高,墨汁鬼伞生长缓慢,菌丝稀疏,菌落形状不规则;当浓度高于500 mg·L~(-1)时,墨汁鬼伞生长明显被影响,并产生色素.进一步分析墨汁鬼伞对不同浓度Pb~(2+)的富集能力表明即使在Pb~(2+)浓度高达800 mg·L~(-1)的情况下,墨汁鬼伞仍然可以富集培养基中的94.7%的Pb~(2+).此外通过分析墨汁鬼伞的差异蛋白,鉴定到一个受Pb~(2+)诱导的14-3-3类蛋白.以上研究表明墨汁鬼伞可以用于环境重金属污染的生物修复.     

三峡库区土壤重金属污染评价及其来源

三峡库区由于特殊的地理位置及生态脆弱性，其重金属污染状况备受关注。以三峡库区重庆段为研究区域，利用多目标调查数据，在分析土壤中As、Cd、Cr、Cu、Ni、Hg、Pb和Zn等8种重金属积累特征的基础上，运用多元统计分析、污染指数法、潜在生态风险评估法以及层次分析法与加权平均评价模型法等方法进行了重金属来源分析和污染评价。研究结果表明: 三峡库区重庆段表层土壤中8种重金属的平均含量顺序为：Cr（8145 mg·kg-1）>Zn（716 mg·kg-1）>Ni（3154 mg·kg-1）>Pb（2527 mg·kg-1）>Cu（2353 mg·kg-1）>As（739 mg·kg-1）>Cd（021 mg·kg-1）>Hg（006 mg·kg-1）；多元统计分析表明Cd和Cr含量主要受到人为活动的影响，Ni、Zn和Cu含量则主要受到区域地质背景的影响，Hg、Pb和As则受到两者的共同影响。各综合评价方法结果趋于一致，均表明大部分样品（>849%）的重金属污染水平属于清洁或轻度污染水平，只有少数样品（<151%）达到中度或重度污染水平，这些样品主要采集于巫山、涪陵、忠县境内。综合分析，认为忠县和涪陵境内土壤出现中度或重度重金属污染主要受其工业生产的影响，巫山境内则主要受到其成土母质的影响。研究结果可为三峡库区土地可持续利用和生态发展提供基础数据与理论依据     

稻田保护性耕作的生态效应研究进展与发展建议

首先阐述了保护性耕作的国内外发展现状,指出我国保护性耕作存在的主要问题：关键技术创新研究不够,具有中国南方特色的稻田保护性耕作制度、模式及其技术体系尚未形成;与南方独特的自然地理条件、复杂的稻田耕作制度相匹配的保护性耕作机具研究亟待加强;技术推广保障体系薄弱,适合农村实际的推广机制有待进—步探索。其次,从土壤理化性状、土壤生物学特性、节能减排效应和病虫害生态调控等4方面综述了稻田保护性耕作的生态效应最新研究进展。最后,针对我国南方稻区特别是西南丘陵山区稻田保护性耕作的发展提出了3点建议：加大政策扶持力度,建立政策优惠、财政补贴、生态补偿等多元化长效投入机制;重点开展技术攻关,深入研究中稻-再生稻优质、高产、高效保护性耕作关键技术;丘陵山区稻田周年高效农作制度创新与配套保护性耕作技术,以及以水旱轮作为中心的稻田保护性耕作技术节能减排效应的技术机理;进一步强化现有技术集成,扩大技术成果的示范,加快技术成果向生产力的转变。