缙云山不同土地利用方式下土壤植硅体碳的含量特征

植硅体碳是长期封存土壤有机碳的一种形式,对土壤固碳有重要意义.以西南地区常见的6种土地利用方式(针阔叶混交林、竹林、果园、旱地、水田和荒草地)为研究对象,探讨了不同土地利用方式下植硅体碳含量在不同剖面上(0～20、20～40、40～60和60～100 cm)的分布规律,并估算了植硅体碳储量,分析了陆地生态系统碳汇特征.结果表明,在6种土地利用方式中,竹林土壤有机碳和植硅体含量在土壤剖面上的平均值均为最高,分别为16. 75 g·kg-1和59. 66 g·kg-1.在4个土层,竹林土壤植硅体含量均显著高于其他土地利用方式(P 0. 05).对植硅体碳而言,6种土地利用方式下的土壤植硅体碳平均含量变化范围在0. 55～1. 96 g·kg-1,其中竹林各土层的植硅体碳含量都高于其他土地利用方式.竹林土壤植硅体碳总储量(23. 45 t·hm-2)显著高于其他土地利用方式土壤植硅体碳总储量(P 0. 05).统计分析表明,土壤全硅与土壤植硅体、土壤植硅体碳均表现出极显著的正相关关系(P 0. 01).不同土地利用方式下土壤植硅体与植硅体碳的含量总体表现为随着土层深度的增加而下降,存在一定的表层富集现象.     

中国亚热带重要树种植硅体碳封存潜力估测

研究选取中国亚热带阔叶林、针叶林、竹林等3 种森林类型中常见的7 个树种,通过微波消解法提取其植硅体,并对其植硅体中碳含量进行测定,计算植硅体产量并估测碳封存量,结果表明:① 7个树种叶子植硅体碳占干物质含量分别为毛竹3.31±0.53 g·kg^-1、杉木0.30±0.06 g·kg^-1、马尾松0.40±0.11 g·kg^-1、苦槠0.19±0.04 g·kg^-1、青冈0.88±0.09 g·kg^-1、木荷0.49±0.18 g·kg^-1、枫香1.12±0.33 g·kg^-1;② 相关分析表明,硅与植硅体含量(P<0.05,R²=0.989 7)、植硅体与植硅体碳占物质含量(P<0.05,R²=0.881 6)、植硅体碳与植硅体碳占干物质含量(P<0.05,R²=0.354 4)之间的相关性达显著水平.③ 毛竹的植硅体碳封存速率最高,若以最高植硅体碳封存速率0.050 6t- e-CO₂·hm^-2·a^-1计算,面积为3.87×10⁶ hm²的毛竹林每年可封存约1.96×10⁵ t CO₂;④ 杉木、马尾松的植硅体碳封存速率分别为0.005 6 和0.010 8 t-e-CO₂ ·hm^-2 ·a^-1,面积分别为1.13×10⁷、1.20×10⁷ hm²的杉木林、马尾松林每年可封存约6.33×10⁴、1.30×10⁵ t CO₂;⑤ 阔叶林植硅体碳封存速率介于0.000 5~0.019 3 t-e-CO₂·hm^-2·a^-1之间,面积为2.49×10⁷ hm²的阔叶林每年可封存1.25×10⁴~48.15×10⁴ t CO₂.     

中国重要丛生竹硅储量研究

为了探明中国重要丛生竹的硅(Si)储量的大小及空间分布特征,在广东、福建、浙江、云南和四川等丛生竹的主产区选择了8 种重要丛生竹(青皮竹、粉单竹、麻竹、绿竹、黄竹、龙竹、缅甸竹和慈竹),通过测定不同丛生竹叶、枝、秆和现存凋落物中的硅含量和生物量,对我国重要丛生竹的硅储量进行了初步估算.结果表明:① 8 种丛生竹不同竹龄叶、枝、秆Si 含量大小依次表现为叶(12.47~62.71 g·kg^-1) >枝(7.66~29.26 g·kg^-1) >秆(1.12~11.77 g·kg^-1),且各器官中Si含量均低于凋落物(40.86 ~123.74 g·kg^-1);在不同竹种间,绿竹2、3 a 叶、枝Si 含量均显著高于其他竹种,粉单竹的1、2、3 a 秆中的Si 含量分别与1 a 麻竹、2 a 绿竹及3 a 缅甸竹存在显著差异;② 8 种丛生竹地上部分的总Si 储量为5 082.93 kg·hm^-2,其中,现存凋落物的贡献率可达51.18%,远大于叶、枝、秆.不同竹种Si 储量大小依次为:龙竹 >黄竹 >慈竹 >绿竹 >青皮竹 >缅甸竹 >粉单竹 >麻竹;③ 通过对竹种面积与地上部分总Si 储量计算可得,8 种重要丛生竹地上部分Si 总储量约为41.55×10⁴ t Si,目前全国丛生竹地上部分Si 总储量约为51.94×10⁴ t Si.论文对丛生竹生态系统硅储量的估算能为整个竹林系统以及亚热带森林生态系统硅储量的估测提供一定基础数据.     

湿润亚热带山地表土植硅体指示的垂直植被变化——以福建戴云山为例

表土植硅体组合与其上覆植被类型之间的关系研究是利用植硅体进行古气候和古植被重建的基础.选取位于湿润亚热带地区的戴云山作为研究对象,沿海拔梯度以50?—?100 m为间隔共采集21个表土样品,以探讨该地区表土植硅体组合对山地植被的指示意义.结果表明:戴云山表土植硅体含量丰富,类型多样,主要以禾本科类植硅体占优势;此外,随着海拔的升高,表土植硅体组合中哑铃型和短鞍型百分含量快速增加,而扇型和长鞍型,特别是木本类植硅体的百分含量则逐渐减少,指示了山地植被从温性针叶林向常绿灌丛林的过渡,说明戴云山表土植硅体组合能够反映山地垂直植被带变化的主要特征;植硅体类型主成分分析(PCA)结果显示位于湿润亚热带地区的戴云山表土植硅体组合变化可能主要受温度的控制.本研究为今后在湿润亚热带山地地区开展古气候和古植被重建研究提供了重要的基础资料.     

中国松嫩草原羊草植硅体对全球变暖和氮沉降模拟的响应研究

在松嫩草原应用红外线增温和人工施氮的方法对羊草群落模拟全球变暖和氮沉降,提取羊草中的植硅体,分析探讨植硅体的形态及数量变化规律.羊草中的植硅体可以划分为4个大类和12个亚类,以及较小的植硅体碎片,其中帽型植硅体含量高达70%.尖顶帽型和平顶帽型植硅体与刺帽型植硅体可能有不同的发育机制,并且尖型植硅体对施氮更为敏感;与对照相比,增温处理对羊草植硅体的发育有促进作用(长宽增加0.1～2.6μm),而施氮处理则有一定的抑制作用(长宽减小0.1～1.4μm),增温和施氮交叉作用,则施氮对羊草植硅体发育表现出的抑制作用明显减弱;施氮处理中出现其他处理中未见到的空心棒型(占棒型总量的46%),而且除棒型、帽型、尖型以外的植硅体含量增加到10%,从而推测,对于以羊草为优势植物的松嫩草原,施氮的影响可能要强于增温,如果两者同时作用,增温能在一定程度上缓解施氮的影响.实验中的羊草植硅体对模拟全球变化很敏感,说明植硅体对环境因子的改变很敏感,其作为古环境的代用指标应是可靠的.     

不同种植模式对土壤团聚体及有机碳组分的影响

结合在有机农场近10年的定位研究,通过同步采样分析,比较了有机种植和常规种植两种不同模式下土壤团聚体组成、分配及团聚体内有机碳组分的差异.结果表明,常规种植模式下随着团聚体粒级的减小,团聚体4个粒级(1 mm、1~0.5 mm、0.5~0.25 mm和0.25 mm)的含量均值分别为23.75%、15.15%、19.98%和38.09%,而有机种植模式下各粒级团聚体(1 mm、1~0.5 mm、0.5~0.25 mm和0.25 mm)的含量分别为9.73%、18.41%、24.46%和43.90%,0.25 mm微团聚体含量显著高于常规种植.有机种植模式提高了土壤有机碳和全氮含量,平均值分别为17.95 g·kg-1和1.51 g·kg-1.有机种植模式下相同粒级间,团聚体中重组有机碳平均含量显著高于常规种植,且重组有机碳在0.25 mm这部分稳定性有机碳主要储存场所的微团聚体中富集.有机种植模式下易氧化态碳在1 mm大团聚体中的含量显著高于常规种植,其它粒级间没有显著差异,易氧化态碳在1 mm大团聚体中富集.有机种植模式增加了土壤有机碳及其组分含量,缓解了耕作对团聚体的破坏,并增强了有机碳的稳定性.有机种植有利于土壤固碳,这为进一步加快我国有机农业的发展提供了理论依据.     

植物微体遗存分析在第四纪环境研究中的应用:综述与展望

以孢粉、植硅体等为代表的植物微体遗存由于其分布广泛,容易保存,可反映母体植物类型的优点,在第四纪环境研究中得到了广泛应用。本文介绍了植物微体遗存的概念、常见类型,以及它们的提取方法和原理,综述了利用植物微体遗存重建古环境的传统方法和近年来发展的几种古植被与古气候定量重建方法,最后简述了植物微体遗存在年代测定、稳定同位素分析研究上的应用进展与实例。文末指出了现有研究方法的问题与不足,并对今后的多代用指标的综合研究提出了展望。     

成渝经济区陆地植被碳储量动态及碳汇战略研究

利用卫星遥感数据,对2000年-2007年间成渝经济区耕地、森林和草地等陆地植被的碳储量进行了估算.结果表明:(1)7年间耕地和草地分别减少了2 388.89 km2和1 231.05 km2,林地增加了2 908.70 km2,其中耕地主要转出为林地和建设用地,草地转出主要为林地和耕地;(2)7年间成渝经济区碳储量呈逐渐增加的趋势,共增加了625.16万tC/a,年增长率为0.21%.其中耕地、草地碳储量分别减少了165.79万tC/a和933.87万tC/a,林地碳储量增加了1 724.81万tC/a.(3)结合碳储量变化的趋势,提出了以打造低碳城市为目标的成渝经济区碳汇战略.     

贵州高原红枫湖水体理化特征与碳氮硅的时空分布研究

通过分析贵州红枫湖不同水文期水体理化特征与碳氮硅含量的时空分布,以期揭示西南山区深水性湖库水环境质量的周期性变化规律。结果表明,在平水期和枯水期,红枫湖水温、pH值、溶解氧、叶绿素a含量等水体上下层变幅较小,丰水期水深6 m左右有明显的分层现象,以溶解氧最为典型,分层期底层水中溶解氧降至1.0 mg/L以下。受外源有机物大量输入和湖内藻类生长的双重影响,丰水期湖泊中DOC含量较平水期和枯水期高。NO_3~--N和DON分别占TDN的23.3%~89.4%、7.4%~26.7%。夏季湖水底层滞水带缺氧条件有利于NH_4~+-N和NO_2~--N的生成,并导致溶解态硅的含量增高。相关性分析表明,贵州高原深水性湖库的季节性水质恶化事件与夏秋季节水体分层结构失稳密切相关。     

赣南经济林种植对土壤团聚体及有机碳的影响

为了探索经济林发展对土壤的影响,为区域经济林可持续发展、防止土壤退化提供科学依据,文章以赣南丘陵地带为研究区,选取具有代表性的3种经济林:脐橙林、茶林与竹林,并以无人为干扰的针阔混交林为对照,研究了不同植物种植条件下土壤团聚体及有机碳的变化规律:(1)针阔混交林和茶林土壤团聚体组成主要是大团聚体和中间团聚体,脐橙林和竹林土壤团聚体组成主要是中间团聚体和微团聚体。(2)针阔混交林与茶林的土壤团聚体平均重量直径(MWD)和几何平均直径(GMD)显著高于脐橙林与竹林,针阔混交林的>0.25 mm水稳性团聚体含量(WSA0.25)显著高于脐橙林(86.17%)、竹林(84.01%)与茶林(81.86%),针阔混交林的团聚体破坏率(PAD)显著低于脐橙林(4.58%)、竹林(12.44%)与茶林(12.70%)。(3)针阔混交林和茶林土壤各粒径团聚体有机碳含量均显著高于脐橙林和竹林。针阔混交林开发成为经济林后,会导致大团聚体破碎化,阻碍土壤有机碳的积累,增加水土流失风险。人工管理下的茶林虽然有机碳含量、MWD和GMD与针阔混交林相近,但WSA0.25和PAD较差,表明茶林土壤的水土流失风险...     

3种地被竹对重金属复合污染农田土壤的修复潜力

选用菲黄竹、箬竹和鹅毛竹这3种地被竹在Cu、Zn、Cd和Pb复合污染农田上进行为期2 a的田间试验,分析其在污染条件下的生长富集特征,并结合土壤中重金属含量变化情况,对比3种地被竹对重金属复合污染的修复潜力.结果表明,菲黄竹在重金属复合污染农田上适应性最好,生长株数为种植时的63.8倍.3种地被竹体内重金属含量均集中在根部,且对Cd的富集效果最好,对Pb的富集能力最差.3个竹种的根部和鞭部的Cd富集系数均远大于1,其中菲黄竹和箬竹根部富集系数分别为17.68和14.63.重金属累积量则主要集中在根部和鞭部,其中菲黄竹对Cu、Zn和Cd的累积量分别为157.14、363.3和7.18 g·hm^-2,高于鹅毛竹和箬竹.种植2 a后,地被竹周围表层土壤中重金属含量较种植前均有下降,其中Cd含量下降最多,为39.6%~40.4%.此外,菲黄竹和鹅毛竹根际土壤中Cu、Zn和Cd含量均显著小于表层土壤（P<0.05）.试验证明,3种地被竹对Cd均有较强富集能力,可作为Cd修复植物继续深入研究;菲黄竹在生长状况、重金属富集量和累积量等方面均优于箬竹和鹅毛竹,对土壤重金属复合污染修复潜力最高.     

不同土壤水分条件下三个速生用材树种幼树的耗水特性比较

试验采用盆栽控水的方法,分析、比较了巨桉、竹柳和桤木3个速生用材树种幼树在3种水分条件下(土壤含水量分别保持在田间持水量的85%~80%、55%~50%、35%~30%)的耗水特性。结果表明:①相同天气和水分条件下,蒸腾速率、各时段耗水量、日耗水量和总耗水量绝大多数均表现为巨桉>竹柳>桤木;②相同处理下,巨桉与竹柳的日耗水速率并无显著差异(P>0.05),但都明显高于桤木;③巨桉明显较大的整株叶面积及其在水分亏缺时采取的不同避旱策略是其耗水量高于其它2个树种的重要原因;④树木的耗水能力是与其同化能力、生长速率密切相关的,随土壤含水量下降,各树种的净光合速率、叶面积、株高和地径生长量下降,蒸腾耗水也随之降低,但巨桉同化与耗水能力更不易受到干旱的影响;⑤巨桉和竹柳更适宜于在雨量充沛且季节分布均匀的地区发展,而在水分不足或季节性干旱频繁的地区则适合发展耗水量最小的桤木。     

氨基酚对不同生物细胞微核率影响的比较观察

氨基酚类化合物属于有毒有机化合物 ,在环境中对动物和人类造成潜在的危害。为了全面评价其遗传毒理学效应 ,采用不同的生物材料 ,不同的组织细胞 ,对 3种氨基酚类化合物进行微核试验。试验结果表明 ,3种氨基酚类化合物均能引起 3种细胞微核率的增加 ,高剂量组与对照组相比有显著性差异 (P <0 .0 5 ,P <0 .0 1 ) ,且有明显的剂量 效应关系。提示 3种氨基酚类化合物具有较强的致突变效应。     

浙江省海岛海域环境生态特征：Ⅰ浮游动物种类优势度与水体生态性质

浙江近海洋域地处暖温带和亚热交汇区，在不同季节受不同性质水系的影响，呈现出不同程度的交汇和混合。通过对１９９０年春，秋两季浙北，中、南三区及７个重点岛群浮游动物及不同生态类型种类优化势度的计算和分析，探讨其栖息区域的群落生态特征，并从生物效应的角度判别栖息海区的水体性质。     

3种生物处理方式对污泥减量效果的比较及优化

通过间歇试验得到3种生物方式(污泥好氧消化、厌氧消化以及颤蚓摄食)对污泥的比减量速率、污泥减量速率和污泥减量比例.当初始污泥浓度为2 500mg·L^-1时,经过24h减量,颤蚓摄食、厌氧消化和好氧消化3种方式对污泥的比减量速率R分别为0.13 mg·(mg·d)^-1,0.09 mg·(mg·d)^-1和0.03 mg·(mg·d)^-1,对污泥的减量速率分别为315 mg·(L·d)^-1,263mg·(L·d)^-1和65 mg·(L·d)^-1.通过细菌荧光染色和脱氢酶活性检测证实颤蚓摄食在短时间内对污泥中细菌细胞膜的破坏程度最大,可以将颤蚓摄食和厌氧消化相组合强化对污泥的减量.对于初始浓度为2 500mg·L^-1的污泥,颤蚓摄食12h后再厌氧消化36h,可以在2d左右使污泥减量的比例达到30%,减量比速率为0.25 mg·(mg·d)^-1.当初始污泥浓度增加到4 240mg·L^-1,颤蚓摄食时间需要延长到24h方能保证组合工艺对污泥最大程度地减量.     

旱季不同土地利用类型下岩溶碳汇效应差异

为研究不同土地利用类型下碳酸盐岩溶蚀对土壤CO2消耗量的差异,在2013年11月至2014年5月选取了柏树湾泉、兰花沟泉和后沟泉这3个岩溶泉进行水化学分析及野外监测.结果表明,在上覆植被为林地的柏树湾泉域,泉水的HCO-3浓度最高,草地与耕地下的兰花沟泉次之,耕地为主的后沟泉最低.柏树湾泉的HCO-3主要来自于碳酸对碳酸盐岩的溶蚀,Ca2++Mg2+与HCO-3的摩尔比接近0.5,而兰花沟泉和后沟泉的HCO-3则主要来源于硫酸和硝酸对碳酸盐岩的溶蚀,Ca2++Mg2+与HCO-3的摩尔比远远大于0.5.柏树湾泉域由于凋落物的输入以及土壤透气性差,土壤CO2更容易溶于下渗水并与碳酸盐岩反应,而兰花沟泉和后沟泉的耕地由于土壤疏松,土壤CO2更容易以土壤呼吸的形式返回到大气中.因此,为准确评估岩溶碳汇作用,需要研究不同土地利用类型下碳酸盐岩对CO2消耗量的差异.     

中美淡水生物区系中汞物种敏感度分布比较

通过收集无机汞对中国与美国淡水水生生物的毒性数据,构建了脊椎动物(包括鱼类)、无脊椎动物(包括节肢动物和非节肢无脊椎动物)及所有物种对汞的物种敏感度分布(SSD:species sensitivity distributions)曲线,并在此基础上对中国和美国不同类别生物对汞的敏感性分布进行了分析.结果表明:中国与美国各类生物及所有物种对汞的SSD敏感性分布曲线没有显著差异.然而,中国淡水水生物种对汞短期暴露的HC5(hazardous concentration for 5% of the species)较美国淡水物种的阈值小,尤其是非节肢无脊椎动物,汞对美国非节肢动物的HC5值是我国对应物种的7.4倍.在保护95%的物种水平下,中国不同类别试验生物对汞的敏感性排序为无脊椎动物>脊椎动物,其中节肢动物>非节肢无脊椎动物>鱼类;而对应的美国生物对汞的敏感性排序无脊椎动物>脊椎动物,其中节肢动物>鱼类>非节肢无脊椎动物.另外,中美所有节肢动物对汞的敏感性要强于所有鱼类和所有非节肢无脊椎动物.所以在使用所有物种推导水质基准时应考虑其中各类别物种敏感度分布的影响,且需要注意采用美国淡水水生物种推导的水质基准可能会对我国淡水水生物种造成"保护不足".     

三种生活垃圾填埋场渗滤液处理工艺比较

介绍了国内目前应用最广泛的三种生活垃圾填埋场渗滤液处理工艺,并对这三种工艺从设备投资、运行成本、操作难度、技术风险等方面进行了综合比较,旨在为我国新建及改扩建渗滤液处理工程的工艺选择提供参考。     

湿润亚热带典型白云岩流域不同土地利用下的试片溶蚀速率及岩溶碳汇

土地利用对石灰岩溶蚀速率的影响已有较多研究报道,但白云岩溶蚀速率对于土地利用的响应研究却罕见相关报道.因此,探究不同土地利用对白云岩溶蚀速率的影响具有一定的意义,并可为评估白云岩地区的岩溶碳汇效应积累基础数据.本文以湿润亚热带典型白云岩小流域——贵州施秉黄洲河白云岩小流域为研究区,利用白云岩溶蚀试片对流域内不同土地利用...     

沉积物磷的分级提取方法及提取相的共性分析

磷是湖泊营养状况的重要指标。文章综述了沉积物磷形态分级提取的经典方法,根据提取相的性质特点,将不同方法提取到的不同形态的磷综合归纳为几大类别,包括活性磷(Ⅰ)(可交换磷、松结态磷、不稳性磷及弱吸附性磷)、活性磷(Ⅱ)(铝结合态磷与铁结合态磷)、相对稳态磷和有机磷等,从而改善不同方法、不同研究对象在沉积物磷形态分析方面缺乏可比性的现状。