香溪河流域不同介质中碳、氮、磷的分布特征及相关性研究

为了解香溪河流域碳、氮、磷的分布情况及水、陆生态系统中这些生源要素间的相互关系,对流域内河岸带土壤、河流水体及沉积物中总有机碳(TOC)、总氮(TN)、总磷(TP)含量进行调查,分析它们在流域内的分布特点,探讨各要素在3种介质间的相关性及随河流级别的变化规律。研究发现,超过60%的样点土壤中TOC、TN含量处于"较丰富"或"丰富"等级,耕地附近样点的TOC、TN和磷矿区附近样点的TP普遍偏高。河流水体及沉积物中各要素的含量都与土壤中的含量紧密相关,但水、陆介质间TP的相关性较TOC、TN强。低级别河流样点土壤中TOC、TN、C/P、N/P值和沉积物中C/P及N/P值整体较高级别河流样点高。结果表明:以磷矿开发和农业施肥为代表的人类活动,对香溪河流域内生源要素的含量及分布产生了显著影响;水体中P元素含量与陆源关系最强,在水体污染控制中应予以重视。     

长江徐六泾黑碳的季节变化及环境意义

2009年8月~2010年7月,每月在长江口徐六泾对水中悬浮颗粒物进行了采样,分析悬浮颗粒物中有机碳及黑碳含量,研究它们的季节变化特征,并计算出相应的输送通量。结果显示,水体中颗粒有机碳（Particulate organic carbon,POC）含量在034~092 mg/L,黑碳（Black carbon,BC）含量在0035~0096 mg/L;POC含量与水中总悬浮颗粒物（Total suspended material,TSM）含量有显著的正相关,但POC％随着TSM浓度的增加而减小;此外,水体中BC含量与人类的燃烧活动密切相关。观测期间长江的POC通量为234×106 t/yr,BC通量为277×105 t/yr,且BC通量占到颗粒有机碳通量的129%     

向家坝水电站不同修复模式下根际土壤微生物化学计量特征

为探究水电站扰动区人工植被恢复后土壤质量及肥力的变化,以向家坝植被混凝土、厚层基材和框格梁3种典型边坡下优势物种荩草根际与非根际土壤为研究对象,对土壤的养分和微生物生态化学计量比进行研究。结果表明：（1）植被混凝土、厚层基材样地的养分平均含量均显著高于框格梁样地;植被混凝土、框格梁样地下土壤养分含量在根际存在一定的富集,以有机碳的富集作用最为明显,而厚层基材样地则表现为土壤全量养分在根际土壤中存在亏缺;（2）植被混凝土和框格梁修复模式样地的土壤微生物量为根际土壤较高,MBC/MBN、MBC/MBP表现为非根际土壤较高,3种样地下根际与非根际土壤微生物生态化学计量比差异性显著（P＜0.05）;（3）相关性分析表明,土壤微生物碳、微生物氮、有机碳和全氮之间具有显著的正相关性（P＜0.01）,微生物量磷与土壤有机碳和全磷具有极显著的正相关性（P＜0.01）。综合评价十数年后向家坝水电站工程扰动区人工修复土壤技术,植被混凝土和厚层基材修复措施对该区土壤全量养分含量的累积作用较好,框格梁样地的植物生长发育受到磷素营养的限制较大。     

洞庭湖区不同利用方式下农田土壤有机碳含量特征

土地利用方式是影响土壤有机碳含量和动态的重要因子之一。其利用方式的改变必将引起土壤有机碳含量发生相应的变化。在洞庭湖腹地选取典型样区,通过调查走访和密集取样,分析了不同土地利用方式（旱地、水旱轮作地、一季稻水田和双季稻水田）下623个农田耕层土样有机碳含量。结果表明,研究区内土壤有机碳含量高低顺序为双季稻水田（28.12 g/kg） > 一季稻水田（27.03 g/kg） > 水旱轮作地（24.79 g/kg） > 旱地（17.96 g/kg）,其差异均达到极显著水平（P < 0.01）。土地生产力、秸秆还田量和土壤水文状态是导致不同利用方式下耕层土壤有机碳含量差异的主要原因。进一步分析表明：加强作物秸秆还田（土）、提高土地复种指数、增加地表覆盖是维持和提高洞庭湖区耕作土壤有机碳含量的可行措施,尤其是旱作土壤。     

庐山不同森林植被类型土壤碳库管理指数评价

土壤碳库管理指数(CPMI)是表征土壤碳库变化的一个重要量化指标,能够反映土壤的碳库变化和碳库质量。选取庐山8种森林植被类型土壤为研究对象,对其土壤有机碳库特征及碳库管理指数进行系统研究。结论表明:(1)土壤有机碳(SOC)主要分布于0~20 cm土层中,随着土层深度增加,不同森林植被类型下SOC含量急剧下降;在0~60 cm土层中,不同森林植被类型下SOC含量的平均值排序为:马尾松林常绿阔叶林灌丛针阔混交林常绿-落叶混交林黄山松林落叶阔叶林竹林。(2)不同森林植被类型下活性有机碳(ASOC)含量为0.24~0.57 g·kg–1,总有机碳(TOC)含量为9.72~14.74 g·kg–1,土壤碳库指数(CPI)为1.63~2.48,碳库活度(A)为0.019~0.062,碳库活度指数(AI)为0.388~1.265。不同森林植被类型下ASOC含量排序:落叶阔叶林黄山松林常绿-落叶阔叶混交林灌丛针阔混交林常绿阔叶林竹林马尾松林;不同森林植被类型下ASOC/TOC(%)排序:落叶阔叶林黄山松林常绿-落叶阔叶混交林竹林灌丛针阔混交林常绿阔叶林马尾松林;不同森林植被类型下CPMI排序为:落叶阔叶林黄山松林常绿-落叶阔叶混交林灌丛针阔混交林常绿阔叶林竹林马尾松林。     

盐沼枯落物碳氮和有色溶解有机物淋溶过程研究

盐沼枯落物的短期淋溶过程对东滩沿岸的水质有重要影响.采用东滩3种典型盐沼植物的茎和叶的枯落物为材料进行为期48h的室内浸泡模拟实验.利用有机碳探测分析仪测定不同时间的可溶性有机碳(DOC)和总可溶性氮(TDN)浓度然后转换为累积释放量,通过紫外可见光光谱参数表征有色溶解有机物(CDOM)浓度,结合三维荧光光谱(EEMs)和平行因子(PARAFAC)分析推断CDOM的荧光组分的变化特征.结果 表明在淋溶释放的最初48 h,DOC、TDN、CDOM、两个类腐殖质荧光组分和两个类蛋白荧光组分的释放过程呈对数曲线状,最初8h增长迅速,8～48 h则增幅减缓或出现小幅下降趋势.不同种类的植物以及同种植物的不同部位的初始基质对枯落物的DOC和TDN释放量有显著影响.TDN最大累积释放量与初始基质有机碳和氮含量呈显著的正相关.枯物体中的氮比有机碳更容易淋失.各个荧光组分的贡献率变化不大,但不同植物种类之间存在显著差异,由此可以推断枯落物的初期淋溶以物理性过程为主.我们的研究结果表明,盐沼枯落物的淋溶对潮滩水水质有着显著的影响.     

鄱阳湖生态区长期施肥对稻田土壤碳汇效应与固碳潜力的影响

在施肥条件下确定平衡状态时,土壤有机碳含量水平对于正确评价土壤的固碳潜力和制定合理的有机物质分配措施具有重要意义。分析了前人研究的江西省有机碳储量数据并采用Jenny模型对长期不同施肥下有机碳动态数据进行模拟。结果表明,鄱阳湖生态区有机碳储量占全省的46%,以鹰潭地区最高,九江地区最低。施肥明显增强了土壤的碳汇作用,单施有机肥或有机无机肥配施（70F+30M、50F+50M、30F+70M、NPKM、NPK+S、NPK+P和NPK+C）处理的土壤有机碳含量明显高于施化肥处理,以南昌县的30F+70M、进贤县的NPKM和余江县的NPK+P处理最高,其平衡时有机碳含量和固碳潜力分别较施化肥处理提高了3061%和6115%、3017%和5496%、3826%和7479%。因此,提高鄱阳湖生态区农田有机碳密度和固碳潜力最有效方法是有机无机肥配施,其配施方式以猪粪配施化肥相对最好,配施比例以70%有机肥配施30%化肥为宜     

长江三角洲水田保护性耕作制度的碳收集效应估算

耕作制度对农田土壤有机碳的稳定和积累作用显著,探讨耕作制度演变下农田土壤碳库动态,将有助于农田土壤碳收集的技术选择及政策制定。利用已发表的田间定位试验数据,构建不同耕作制度下长江三角洲水田耕层土壤有机碳密度的估算模型。依据该区近20多年来耕作制度演变动态,对保护性耕作制度的土壤碳收集效应进行了初步估算。结果表明,油菜面积的扩大、小麦的少免耕和作物秸秆的还田分别约增加土壤耕层有机碳0.94 Tg、2.76 Tg和3.95 Tg,其中以麦稻复种转向油稻复种的单位面积碳收集效应为最高。最后,就碳收集效应估算的方法进行了相关讨论,并就土壤碳收集研究和如何提高土壤碳收集潜力提出了一些建议。     

崇明东滩盐沼表层沉积物有机碳空间分布特征及其来源示踪研究

沉积物有机碳空间分布特征及其来源是盐沼碳循环研究的一个关键问题。该研究分析了长江口崇明东滩盐沼表层沉积物样品总有机碳(TOC)、总氮(TN)和稳定碳同位素(δ13C)等参数。研究表明:东滩表层沉积物TOC和TN的平均值分别为7. 70±3. 74和0. 74±0. 32 g/kg,两者均表现为自北向南减少的分布趋势。沉积物δ13C平均值为-25. 05±1. 21‰,三元混合模型模拟计算结果表明东滩沉积物有机碳主要来源于悬浮颗粒物(43. 53±22. 44%)和植被(43. 29±24. 82%),底栖微藻贡献率较低(13. 20±8. 40%)。东滩北部沉积物表现为高悬沙贡献-低植被贡献-高有机碳含量特征,中南部表现高植被贡献-低悬沙贡献-低有机碳含量的特点。     

水布垭水库水体碳时空变化特征及其影响因素分析

为了评估大型水库对河流碳循环的拦截作用,选择清江流域最上游水布垭水库为典型案例,采用德国元素公司vario TOC分析仪对定期采集水样进行分析,研究新建大型水库水体碳时空分布特征及其影响因素。结果表明,水布垭水库表层水体总碳、总无机碳、溶解有机碳和颗粒有机碳平均含量分别为26.665、24.089、2.141和0.438 mg/L,在水库年内蓄水阶段呈现显著的峰值,其空间分布格局在支流库湾和坝前典型断面表现出显著的差异,在水体碳中总无机碳占据主导地位,与湖泊水体碳时空分布特征极为相似。由于受到人类活动和自然环境的双重影响,水体无机碳则与水体电导率指标具有较强的相关性,溶解有机碳则与水体温度具有直接的关系,而数量最少的颗粒有机碳则与水体叶绿素含量具有弱相关关系。研究成果可以为理解水库碳循环过程机制提供数据支持,对于开展大坝建设的河流碳循环影响评估具有重要参考意义。     

空间异质性下农户水土保持耕作技术采用行为研究 ——基于黄土高原3省6县的实证

利用黄土高原山西、陕西和甘肃3省的1 237户农户的调查数据，分析了农户采用水土保持耕作技术的空间差异，运用Heckman样本选择模型，研究了3省农户水土保持耕作技术的采用行为及其影响因素的差异。结果表明：（1）农户所采用的水土保持耕作技术在3省之间存在明显的区域差异，山西省农户秸秆还田技术和深松耕技术采用率较高，陕西省农户对少免耕和沟垄种植技术采用率相对较高，甘肃省农户采用较多的技术分别为秸秆还田、残茬覆盖、地膜覆盖和深松耕技术。（2）家庭收入对3省农户水土保持耕作技术的采用和采用程度都有显著的正向影响；非农收入占比对3省农户水土保持耕作技术的采用有显著的正向影响；家庭养殖对3省农户水土保持耕作技术的采用程度有显著的负向影响。（3）降水量对3省农户水土保持耕作技术的采用有显著的负向影响；地块类型对山西和陕西两省农户水土保持耕作技术采用和采用程度有显著的负向影响，对甘肃省的农户影响不显著。（4）社会网络对3省农户水土保持耕作技术的采用程度有显著的正向影响；技术推广促进了农户水土保持耕作技术的采用；政府补贴对山西和甘肃两省的水土保持耕作技术的采用程度有显著的正向影响，对陕西省农户水土保持耕作技术的采用程度影响不显著。     

丹江口库区坡耕地柑桔园不同覆盖方式下地表径流氮磷流失特征

以坡耕地柑桔园为研究对象,地表覆盖方式采用对照、秸秆覆盖和地膜覆盖3个处理,实验采用完全方案。结果表明,在本实验条件下,坡地地膜覆盖处理一定程度增加了径流量,而秸秆覆盖处理与对照每次降雨径流量基本相当;各处理土壤氮磷养分均有一定程度的流失,以氮素流失量较高,磷素流失量相对较低;在地膜覆盖条件下,柑桔园地表径流中N、P流失量较高,其总氮和总磷流失系数分别达0054%和0064%,而秸秆覆盖总氮和总磷流失系数最低;对不同地表覆盖方式柑桔园地表径流水体氮素形态特征分析表明,可溶性氮素占总氮的比例较高,可溶性氮素中又以NO-3 N为主,而NH+4 N所占的比重较低。以上结果说明,在丹江口库区,氮素污染风险要高于磷,防控的主要矛盾是氮,而秸秆覆盖是减少坡耕地养分流失较好的管理措施     

滨海盐碱地改良对绿地碳汇效益影响的研究

以小叶栀子（Gardenia jasminoides‘prostrata’） 、中华常春藤（Hedera nepalensis 〖WTBZ〗var.〖WTBX〗sinensis）、紫鸭跖草(Setcreasea purpurea)、红花酢浆草（Oxalis corymbosa）4种植物为研究对象,探讨了土壤盐碱地改良对绿地碳汇功能的影响。结果表明：碎石铺设、有机肥和粉碎秸秆3种土壤盐碱地改良方法中,有机肥的施入对土壤有机碳含量和植物生长的影响最大,该措施有利于土壤和植物碳储量的增加;不同土壤处理的有机碳矿化规律表现出很好的一致性,前期碳释放量大,后期释放量少,当埋入4 cm厚的碎石隔离层,施入20 kg/m2有机肥和2 kg/m2粉碎秸秆,其CO2总的释放量最多;总体而言,土壤盐碱改良处理仅施入粉碎秸秆1 kg/m2后,绿地碳汇能力最低,处于碳亏损状态,通过施入有机肥20 kg/m2和粉碎秸秆3 kg/m2的改良措施,其外源碳汇最大,整体绿地碳汇效益也最好。〖     

不同麦秸还田方式对周年稻麦轮作农田碳足迹的影响

为明确麦秸不同还田方式对稻麦轮作农田碳足迹的影响,该研究通过开展两年的大田试验,设计了3种麦秸还田方式（麦秸旋耕还田、麦秸翻耕还田和麦秸沟埋还田）,并以麦秸不还田为对照,采用静态箱-气相色谱法连续两年对农田温室气体排放进行监测,并对不同麦秸还田方式的生产资料投入和生产过程碳排放及温室气体排放进行全面分析。结果表明：(1）与不还田相比,麦秸还田显著增加了稻季日均CH4排放,稻麦周年全球增温潜势95%来自稻田CH4排放;（2）在水稻季,农田CH4排放占碳足迹总量比例最大,3种麦秸还田方式中,麦秸沟埋还田处理下碳足迹最小,且能比麦秸旋耕还田处理减少4.9%;(3）在小麦季,化肥投入造成的碳足迹所占比例最大,为64.5%~77.4%,其次是土壤N2O的排放;（4）从整个稻麦周年轮作系统来看,与麦秸旋耕还田和麦秸翻耕还田处理相比,麦秸沟埋还田处理能分别减少4.6%和3.6%的周年碳足迹及8.7%和4.9%的周年单位产量的碳足迹。因此,对于稻麦轮作地区,采用麦秸沟埋还田能在一定程度上降低农业生产过程中的碳足迹。     

Soil and soil water studies at the HUMEX site

Changes to natural organic compounds by acid deposition and subsequent effects on Al mobilization are not well understood. The HUMEX catchment-scale acidification experiment in western Norway offers a unique possibility for an integrated assessment of these interactions. In this report, the soil and soil water chemical data from the HUMEX site, from before and after the onset of experimental acidification, are used to characterize the catchment. Changes in soil water chemistry are discussed and controls on dissolved organic carbon are addressed in relation to Al mobilization. Decreases in the concentration of dissolved organic carbon (DOC) and organic Al fractions were found in soil water after the treatment started. These changes were related to an increase in soil water sulphate concentrations. The sulphate levels showed a significant increase (on a 95% level) in four of ten soil horizons while nitrate remained nearly unchanged. In organic soils, where the dissolved organic carbon content was high, the major control for monomeric aluminum concentration appeared to be the amount of exchangeable aluminum in the soil. In mineral soils, the gibbsite dissolution may govern inorganic Al concentrations in soil water, though substantial undersaturation was found when DOC was high.     

不同养殖模式池塘沉降颗粒营养物质组成特征

2012年4~10月采用自制沉降颗粒收集装置收集主养草鱼和黄颡鱼池塘生态系统中沉降颗粒物,开展了颗粒物质的垂直沉降量以及沉降颗粒中碳氮磷等营养物质的组成及沉降通量的季节变化特征的研究。结果表明:养殖可以显著提高池塘颗粒物质的垂直沉降量,主养草鱼池塘中颗粒物质垂直沉降量显著高于主养黄颡鱼池塘(p0.01),且两种养殖模式池塘颗粒物质沉降量随着养殖时间推进有显著增加的趋势。主养草鱼的池塘中颗粒物质垂直沉降量在100.39~414.66g/(m2·d)之间变化,平均为224.46g/(m2·d),主养黄颡鱼池塘中沉降颗粒物质垂直沉降量在34.14~272.91g/(m2·d)之间变化,平均为155.18g/(m2·d)。两种养殖模式沉降颗粒的碳氮磷成分在养殖周期内的变化规律不明显但具有相似的变化趋势,主养黄颡鱼池塘沉降颗粒中TN、TC、TOC和TON的含量均比同时期主养草鱼高,且均随着养殖时间的推进,沉降颗粒中碳氮磷的总量呈增加趋势。两种养殖模式池塘沉降颗粒中的C/N比值与沉积物中的C/N比值较为接近,表明沉降颗粒与沉积物营养物质来源具有一定的相似性,同时养殖系统内养殖对象与其所处环境的相互依存和相互影响对颗粒物质的产生以及沉降具有重要作用。     

Simultaneous biological removal of endosulfan (alpha+beta) and nitrates from drinking waters using wheat straw as substrate

Nitrate and endosulfan (alpha+beta) removal was studied in an upflow biological denitrification reactor packed with wheat straw as carbon source and support particles for microorganisms. While almost complete nitrate elimination and between 65% and 70% endosulfan (alpha+beta) elimination occurred when the temperature was higher than 20 degrees C; below that value, nitrate removal efficiency decreased to about 10%. Nitrate, dissolved organic carbon (DOC), and endosulfan (alpha+beta) removal efficiencies decreased considerably at 1500 microg/l endosulfan concentration in the batch experiments. Although a high removal efficiency was observed for endosulfan (alpha+beta) and nitrate in the biological denitrification continuous reactor, the effluent water could not be used for drinking purpose because of the unacceptable levels of endosulfan (alpha+beta), colour and dissolved organic content. During the continuous study, 23.4% of the initial weight of wheat straw was lost and 24 g was consumed per gram of nitrogen removed. The results of the continuous study showed that 21.3% of the endosulfan removal was achieved by adsorption onto the wheat straw and 68.2% of the endosulfan removal occurred by biological activity and the remaining portion was detected in the effluent water.     

江西省耕地土壤氮素空间变异特征及其影响因素

为定量探讨省域尺度下土壤氮素空间变异特征及其影响因素。以江西省2012年测土配方施肥项目采集的16 582个耕地表层(0~20 cm)土壤样点数据,运用普通克里格、单因素方差分析与回归分析方法,对土壤氮素空间变异特征及其影响因素进行分析。结果表明：（1）江西省土壤全氮(TN)含量在026~375 g/kg之间,平均值为158 g/kg,变异系数为3101%;碱解氮(AN)含量值域范围为1160~39970 mg/kg,平均值为16431 mg/kg,变异系数为3460%;二者均呈中等程度的变异性。（2）经半方差分析,TN与AN的变程分别为31489和3030 km,TN的空间自相关范围大而AN较小。（3）在空间分布上,高值区主要分布在新余市、抚州市与景德镇市。（4）回归分析与单因素方差分析结果表明,地形因子、耕地利用方式、成土母质、土壤类型和秸秆还田方式对土壤氮素空间变异影响极显著(P<001)。秸秆还田方式对土壤TN与AN空间变异的独立解释能力最高,分别为271%与42%,是影响江西土壤氮素空间变异的主要因素。