浅论土壤环境容量

介绍了土壤环境容量的含义以及静容量等相关知识,土壤环境容量的理论依据,土壤环境容量的确定,土壤环境容量模型的建立,土壤环境容量的应用.最后讨论了土壤环境容量未来的发展.     

新疆焉耆盆地农田土壤重金属环境容量分析

为进一步了解土壤环境容量状况,从焉耆盆地采集191个农田土壤样品,测定其中As、Ni、Cr、Cu、Pb、Cd和Zn 7种重金属元素的含量,基于GIS技术,采用综合容量指数法分析农田土壤重金属环境容量特征与空间分布规律。结果表明:1）焉耆盆地农田土壤中As、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb与Zn含量平均值均未超出GB 15618—2018《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准（试行）》中的土壤风险筛选值;2）农田土壤各重金属元素单项环境容量指数平均值由大到小依次为:As、Cr、Ni、Cu、Pb、Cd、Zn。As的环境容量指数处于高容量状态,Ni、Cr、Cu、Pb、Cd、Zn等元素环境容量指数均处于中容量状态;3）研究区7种重金属元素环境容量空间分布情况不同,研究区各容量区土壤面积顺序为:中容量区 > 高容量区 > 低容量区 > 超载区 > 警戒区。该结果可为研究区农田土壤环境保护和管理提供依据。     

基于生态承载力系统模型的旅游地环境容量分析研究

提出了一种基于生态承载力系统模型的旅游地环境容量分析方法,该方法在构建旅游地生态承载力模型和旅游地生态足迹模型的基础上,将旅游地环境容量划分为旅游地空间环境容量、旅游地生态环境容量、旅游地游览设施环境容量、旅游地社会环境容量分量,根据四个环境容量分量指标结果得到了旅游地环境容量综合计算公式,实现了旅游地环境容量评价。研究以某个生态旅游地2008年-2017年各个功能景区用地面积的实际考察结果作为基准数据,并利用SPSS15.0统计软件对基准数据做统计分析,考察了该旅游地生态系统压力和生态承载力变化趋势,造成生态赤字的原因,以及旅游地环境容量问题。     

土壤环境容量研究

环境容量这一概念,大约于七十年代引用到环境科学领域。当时,环境污染主要由制定的一些环境标准来控制。但是,由于对环境治理未考虑生态循环和区域平衡,缺乏环境容量的设想和防止污染的总体对策,因此,相继提出了环境容量和总体控制的设想,并主要在日本得到发展和应用。 在对环境容量的研究中,大气和水体容量研究较多,土壤容量研究较少。在国内,土壤环境容量的研究还处于开始探索的阶段。 土壤环境容量除能用于总量控制外口,还能用来制定土壤环境标准,农田灌溉水质标准、污泥使用标准,建立一套土壤环境指     

大亚湾沉积物中137Cs的环境容量研究

参照水、土壤环境容量研究方法，提出沉积物环境容量的定义，并根据系统中物质平衡理论建立模型，对大亚湾沉积物中的^137Cs环境容量进行了研究，计算了大亚湾内表层沉积物中^137Cs的静容量，并选择代表性生物，计算了近岸区的年动容量和总动容量。结果表明，计算得出的环境容量接近于目前沉积物中^137Cs年输入量，在控制年限内，将沉积物的输入量控制在该环境容量范围内，是大亚湾沉积物生态系统维持目前状态，不会出现明显恶化的保证。     

多源模型在确定区域SO2环境容量中的应用

大气扩散模型和容量测算工具有多种选择.一个关键的问题是对各种模型进行比较和检验,选择一种适合当地实际的模型或工具,进行参数选择和调整,得到相对比较准确、合理的大气环境容量测算结果.计算SO2环境容量是区域环境影响评价的重要组成部分.本研究对区域大气SO2环境容量测算进行了两种设计,针对这两种容量设计,选择了两种测算模式,比例模式和线性规划模式.分别计算出现状排放源布局及排放状况不变的条件下的SO2现状环境容量;以及对现状排放源进行合理分配的规划环境容量.     

吐鲁番盆地葡萄园土壤重金属环境容量评价与预测

土壤与农产品重金属污染风险评价是当前国内外研究的热点领域。从新疆吐鲁番盆地葡萄园采集101个代表性土壤样品，测定其中As、Cd、Cr、Ni、Pb和Hg等6中元素的含量。采用综合环境容量指数法（PI），分析葡萄园土壤重金属环境容量特征及其空间分布规律，估算静态和动态环境容量，并预测其近百年变化趋势。结果表明：（1）吐鲁番盆地葡萄园土壤中As、Cd、Cr、Ni、Pb与Hg含量平均值均未超出《农用地土壤污染风险管控标准（GB15618-2018）》中的土壤风险筛选值；（2）葡萄园土壤各重金属元素单项环境容量指数平均值由大到小依次为：Ni > Pb=Hg > As > Cr > Cd其中，Ni元素的环境容量指数处于高容量状态As、Cd、Cr、Pb与Hg等5种元素环境容量指数均处于中容量状态。研究区98.02%的葡萄园土壤处于中容量区，研究区中部葡萄园土壤重金属元素的PI值较高，研究区东部和西部葡萄园土壤重金属元素的PI值较低；（3）静态年容量和动态年容量排序相同大小依次为：Cr > Ni > Pb > As > Hg > Cd。20~40 年之内的静态和动态年容量变化速度大于其他年限的变化速度，各年限动态年容量均大于静态年容量。     

乌鲁木齐市沿城市化梯度带土壤重金属环境容量评估

文章为阐明新疆乌鲁木齐市沿城市化梯度带土壤重金属环境容量,从代表性城-郊-乡-荒地梯度带采集88个表层土壤样品,分析各梯度带土壤中Cd、Hg、As、Pb、Cu、Ni和Zn等重金属元素含量。基于GIS和综合环境指数（PI）,分析沿城市化梯度带土壤重金属环境容量特征及其空间分布规律。结果表明：研究区沿城-郊-乡-荒地梯度带表层土壤中各重金属含量有一定差异,各梯度带土壤中Hg明显富集。沿城市化梯度带土壤中重金属PI平均值从大到小依次为乡村、郊区、荒地、城区,各梯度带均表现为中容量区。土壤中各重金属单项环境容量指数空间分布规律不同,PI低值区主要分布于城区梯度带,表明城市化对土壤环境容量产生明显影响。各重金属在各年限内动态年容量和静态年容量从大到小依次为Zn、Ni、Pb、Cu、As、Hg、Cd。各梯度带土壤重金属动态年容量均呈现20 a>40 a>60 a>80 a>100 a的趋势。各梯度带土壤中各重金属元素在不同年限内平均动态年容量均大于静态年容量,土壤环境容量趋势好转。     

呼和浩特市城区大气环境容量模型研究

环境容量是指在特定的区域内，环境单元所允许承纳的污染物的最大量，是一种重要的环境资源。本文利用城市箱式模型分析研究大气环境中污染物质的浓度随时间和空间的变化规律，初步建立了呼和浩特市大气环境容量的计算模型，通过对研究区中SO2、TSP的环境容量的验证计算，表明利用该模型进行环境容量的计算与实际相符，具有一定的实用价值。     

针对大尺度区域的大气环境容量综合估算方法

针对大尺度区域的特点,提出了将箱模型法、模拟法与线性规划法相结合的大气环境容量估算方法.其基本思路是将大尺度区域划分为一系列小区域,将真实污染源简化为源单元,基于线性规划法寻求区域最大容量及其优化配置方案.采用箱模型以保证源单元尺度的环境质量要求,采用模拟法以考虑二次污染对前体物环境容量的制约,将箱模型容量与模拟法容量作为规划法的约束条件.新方法使3种传统方法相互取长补短,其显著特征表现为:兼顾了污染源的局地性和区域性的影响;兼顾了污染物的一次影响和二次影响;大气环境容量的规划布局具有区域优化特征.应用新方法对我国东南沿海某区域进行了大气环境容量的评估试验,结果表明该方法合理可行.     

荒漠生态系统服务功能及其价值研究

荒漠生态系统是整个生物圈中分布较广的一个系统，是陆地生态系统中的一个重要的子系统，对这一广大区域的生态系统服务功能的正确认识，是经济发展和生态环境建设的重要依据。本文从生态系统服务功能的角度归纳了荒漠生态系统类型以及荒漠生态系统服务功能，主要有旅游服务、涵养水分和水源、保持水土、净化水体和空气、营养元素循环、物质生产、污染物降解、有机质、截留降水、涵养水分、土壤C的积累、农田生态系统服务、单位面积及区域生态系统服务价值等，以及评价荒漠生态系统服务功能价值的模型和方法。为正确评价荒漠生态系统服务功能提供依据。     

荒漠生态系统服务功能及其价值研究

荒漠生态系统是整个生物明中分布较广的一个系统,是陆地生态系统中的一个重要的子系统,对这一广大区域的生态系统服务功能的正确认识,是经济发展和生态环境建设的重要依据.本文从生态系统服务功能的角度归纳了荒漠生态系统类型以及荒漠生态系统服务功能,主要有旅游服务、涵养水分和水源、保持水土、净化水体和空气、营养元素循环、物质生产、污染物降解、有机质、截留降水、涵养水分、土壤C的积累、农田生态系统服务、单位面积及区域生态系统服务价值等,以及评价荒漠生态系统服务功能价值的模型和方法,为正确评价荒漠生态系统服务功能提供依据.     

土壤微生物多样性的主要影响因素

土壤微生物是土壤生态系统的主要组成部分。而且不同的土壤具有不同的土壤微生物群落。影响土壤微生物多样性的因素很多,主要可以分为自然因素和人为因素。本文将从土壤微生物多样性的影响因素的两个方面阐述目前国内外土壤微生物多样性的研究现状。     

土壤微生物多样性的主要影响因素

土壤微生物是土壤生态系统的主要组成部分,而且不同的土壤具有不同的土壤微生物群落。影响土壤微生物多样性的因素很多,主要可以分为自然因素和人为因素。本文将从土壤微生物多样性的影响因素的两个方面阐述目前国内外土壤微生物多样性的研究现状。     

Modelling soil organic carbon dynamics in two long-term experiments of north-eastern Italy

Simulation models are widely used to assess the impacts of management and environmental variables on soil organic matter dynamics, to address questions on ecosystem sustainability and carbon cycling under global change. We tested the Century ecosystem model for two long-term experiments in north-eastern Italy: one (SF) comparing nutrient management treatments in small confined plots containing widely contrasting soil types (i.e., sandy, clay and peat) and the other (CR) involving a field study with crop rotation, nutrient, and management intensity variables. The organic matter changes in the SF experiment, showed a strong, linear relationship with C inputs from crop residues and added manures in the sand and clay soils, which was closely mimicked by the model. There was a net loss of soil C for all treatments in the peat soil, but the rate and overall magnitude of C losses were accurately simulated by the model, which suggested that treatment effects on soil C inputs was the major determinant of SOC dynamics in all three soils. In the CR experiment the model reasonably simulated the large initial decline (averaging about 30% of initial levels) in SOC observed in all treatments, as well as mean treatment effects over the course of the experiment. The model predicted a general pattern of higher SOC in the high management intensity, high fertility treatment combinations and lower SOC in the low management intensity, low fertility treatments; however, observed soil C did not show a clear pattern related to the treatments. Simulated soil C contents were linearly related to C input levels in the different treatments while there was no significant relationship between measured soil C and C inputs based on observed data.     

北京地区土壤重金属容量的研究

本文通过重金属对农作物、土壤微生物、土壤动物的影响试验,探索了重金属污染对土壤生态系统的综合影响,并以土壤生产力(农作物产量)的降低作为土壤生态系统稳定性受到破坏的主要标志拟定土壤容量。 在建立土壤容量的数学模式上,利用图论工具建立了土壤容量的结构模型,将已有的等比级数的模型作为一个特例包括在内,为土壤容量模型的研究探索了一条新途径。 本文以As为重点,提出了北京地区农田土壤中As、Hg、Cd、Cr的土壤容量范围值,并对污染发展趋势进行了预测,为北京地区环境质量的控制与治理提供依据。     

三江平原沼泽湿地污水处理的实地模拟研究

现场模拟发现，沼泽湿地生态系统对污水中N、P的净化速度随时间的延长呈指数规律下降，初期净化效果与污水中N、P的含量为正相关关系。毛果苔草（Carex lasiocarpa）生态系统和乌拉苔草（Carex meyeriana）生态系统对N、P的去除量大于纯沼泽水，毛果苔背系统又高于乌拉 苔草，表明植物各类和重量、泥炭土厚度等都影响净化效率。通过统计显示，毛果苔草生态系统不同组分对N的净化能力大小的排列次序为：茎叶＞泥炭＞根系＞枯落物；对P的净化能力排列次序为：根系＞泥炭＞茎叶＞枯落物。按单位质量组分对P的去除量由小到大对比，泥炭：茎叶：枯落物：根第为1.00:1.81:2.95:3.84；而对N的净化效果由小到大对比，泥炭：枯落物：根系：茎叶为1.00:1.62:2.00:5.11。毛果苔果地上部分单位干重对N的吸附量是地下部分的大约2.6倍，表现出N具有从根系向茎叶传递积累的特性；相反，毛果苔草地下部分单位干重对P的吸量是地上部分的大约2.1倍，显示P主要积累于毛苔草的根系中。     

中国东部典型森林生态系统蒸散及其组分变异规律研究

森林蒸散包括植被蒸腾、土壤蒸发、冠层截留蒸发三个组分,在陆地生态系统水分循环及能量流动研究中占有重要地位。论文基于Priestley-Taylor Jet Propulsion Laboratory Model （PT-JPL）模型,估算温带针阔混交林、人工常绿针叶林、亚热带常绿阔叶林三个典型森林生态系统2003-2008年蒸散（组分）;在模拟结果基础上揭示了蒸散（组分）的季节变异规律及主控因子。结果表明：①PT-JPL模型在中国东部森林生态系统蒸散及其组分估算中具有较高的稳定性和可靠性;②蒸散（组分）季节变化特征明显,不同森林生态系统类型变化规律差异较小,但主控因子存在较大差异：温带针阔混交林蒸散和植被蒸腾季节变异主要由净辐射和增强植被指数（EVI）共同控制,而亚热带人工常绿针叶林和亚热带常绿阔叶林主要受净辐射影响;EVI和饱和水汽压差（VPD）是土壤蒸发季节变异的主控因子,截留蒸发的季节变化则主要受VPD影响。     

不同生态修复模式下土壤水文性质及其对溶质运移的影响

煤矿区生态修复过程中不可避免地改变了土壤水和溶质运移过程.土壤水是溶质运移的主要载体,溶质运移受土壤水文性质与植被状况影响.以我国北方典型半干旱区山西古交矿区草本、灌草和乔灌草3种不同生态修复区和撂荒地的土壤为研究对象,揭示不同生态修复模式下土壤水文性质变化规律及其对溶质运移的影响.结果表明,土壤持水性从大到小依次为乔灌草地灌草地草地撂荒地,草本、灌草和乔灌草3种植被修复区的土壤持水量相对于撂荒地分别增加了33.79%、59.19%和62.71%,植被修复有助于增加土壤层蓄水能力.土壤饱和导水率由大到小依次为草地(1.736 mm·min~(-1))灌草地(1.678 mm·min~(-1))乔灌草地(1.564 mm·min~(-1))撂荒地(1.012 mm·min~(-1)),非饱和导水率随吸力增大而呈指数下降,植被修复过程中降低容重的同时提高了土壤持水性,改善土壤持水性能.不同生态修复区土壤中溶质穿透时间呈草地灌草地乔灌草地撂荒地的趋势.CDE、SC和TRM模型均可对矿区不同生态修复模式土壤的溶质运移过程进行较好的表达,其中CDE模型拟合效果最好.结果表明研究区溶质运移方式以对流为主,而且土壤容重和砂粒含量是影响溶质运移的主要因素.     

遥感数据结合Biome-BGC模型估算黄淮海地区生态系统生产力

植被净生态系统生产力(NEP)和净第一性生产力(NPP)作为表征植被活动的关键变量,在全球变化研究及区域生态环境评价中起着很重要的作用。Biome-BGC是一个模拟生态系统植被和土壤中的能量、水、碳、氮的流动和存储的生物地球化学循环模型。论文利用2004年时间序列MODIS LAI遥感产品和气象数据,对黄淮海地区的NEP和NPP进行了模拟估算,由于Biome-BGC模型没有农作物生理生态参数,农作物模拟通过修改草地生理生态参数,并在增加施肥、灌溉和收割代码基础上实现。结果表明,2004年黄淮海地区NEP、NPP呈现南部大于北部的空间分布特征;不同植被类型平均NEP和NPP大小顺序分别为:混交林>落叶阔叶林>常绿针叶林>农作物>灌木>草地、混交林>农作物>落叶阔叶林>常绿针叶林>灌木>草地;与观测数据、MODIS NPP产品和统计数据进行对比,表明Biome-BGC模型可较好用于区域植被生产力的模拟,农作物模拟结果与统计数据的决定系数达到0.612 3,且模拟得到的黄淮海地区农作物NPP比MODIS NPP产品更接近统计值。