湿地生态系统硅生物地球化学循环研究进展

硅在地壳中的丰度仅次于氧,是地球表面大多数土壤和岩石的一种基本成分,也是水生植物（特别是硅藻类）以及多种作物生长所必需的营养元素,还是控制陆地、海洋、沿海和内陆水生态系统机能的重要营养元素。目前关于全球硅的生物地球化学循环的研究多集中在陆地和海洋两大生态系统,而湿地生态系统中硅的循环过程、储存量尚不清楚。虽然在河口湿地开展一些关于硅的相关研究,但是硅在湿地的循环机制研究不够全面,尤其相比碳、氮、磷等元素,硅素研究甚少。而且,国内关于硅的相关研究更为匮乏。本文在总结国内外关于湿地生态系统硅素研究的基础上,综述硅在湿地生态系统的存在形态与分布特征,阐述硅在湿地生态系统中的基本循环过程,列举影响硅在湿地生态系统中循环的主要因素,如：湿地类型、水淹时间、季节变化、人类干扰等;提出在今后研究工作中应进一步探索硅在湿地生态系统中迁移、转化的机制,加深研究人类活动对湿地生态系统硅循环的影响,特别是应该加强研究河口潮汐湿地和沿海湿地生态系统硅的生物地球化学循环过程和储存量,有助于明确湿地生态系统对于硅的截留量;并弄清湿地中碳与硅含量之间的关系,从水文学角度分析湿地中排水、蒸发、洪期及滞留时间等因素对硅循环的影响,从而试图建立湿地硅循环模型,有助于预测湿地生态系统硅循环对沿海地区赤潮等富营养化现象和全球气候变化的影响。     

海洋镉生物地球化学循环研究进展

镉是一种重要的有毒重金属元素,对生态系统和人体健康造成严重威胁.目前已有学者对土壤、大气、植物等介质中镉的环境行为进行了综述,而对海洋镉循环的系统梳理较少.本文综述了海洋中镉的来源、浓度分布与影响因素、镉生物地球化学循环过程及镉同位素在海洋中的示踪应用,并对海洋镉循环未来研究方向进行了展望.在现有研究的基础上,未来应在镉全球海洋大尺度循环、迁移转化及微观动力学机制方面开展更深入研究.海洋镉及其同位素生物地球化学循环的研究可为深入理解镉的环境行为与风险和发展有效的镉污染风险防控技术提供科学依据和数据支撑.     

小流域森林生态系统土壤发生与元素地球化学特性

本文研究了广东五华县牛角塘综合治理试验区几种典型森林生态系统土壤的物质迁移、肥力特性及元素迁移与富集传性，结果表明，生态类型的差异不仅会影响到土壤的肥力状况，同时由于水土流失等因素的影响，还会造成土壤机械组成、元素迁移富集特点以及其它发生学特性的差异，林地、半林地及光山地之间在这些方面也存在着明显的差异性．     

杉木人工林生态系统的生物地球化学循环——I.养分归还动态

在福建南平地区,对要龄和密度不同的两片杉木人工林的调落物和森林降水化学进行了３ａ（１９９４－１９９６）的定位研究,株密度ｎ＝２３７０ｈｍ＾－２的１６ａ生林分（标记为ＦＦＣ）和株密度ｎ＝１１８０ｈｍ＾－２的４１ａ生林分（标记为ＸＱＦ）的年调落量分别为６２１０．７ｋｇｈｍ＾－２和３１４６．２ｋｇｈｍ＾－２,其中落叶分别占总重要的７６％和６８％,凋落物中５种主要营养元素的年归还量别为１７３．９２ｋｇｈｍ     

杉木人工林生态系统的生物地球化学循环Ⅱ:氮素沉降动态

在福建南平地区 ,对两片杉木人工林 (标记为FFC和XQF)的氮素沉降进行了为期 3a(1994～ 1996 )的定位研究 .结果表明 ,降水通过林冠后 ,穿透雨的氮素含量没有发生明显变化 ,但树干径流的养分富集现象则十分显著 .降雨、穿透雨和树干径流中的氮素含量表现出明显的季节变化 ,均以夏季最低 ,冬季最高 ,春秋季居中 ,这种格局强烈受降雨量的控制 .在FFC和XQF监测场 ,每年从降雨中输入的NH 4 N分别为 8.73kghm-2 和 4.6 2kghm-2 ,NO-3 N分别为 9.36kghm-2 和 6 .83kghm-2 ,总计氮素输入分别为 18.0 9kghm-2 及 11.45kghm-2 ,其中16 .4% (2 .97kghm-2 )和 4.9% (0 .5 6kghm-2 )在降水过程中直接被两林分的林冠所吸收 .吸收行为主要出现在春、夏两季 ,这是杉木生长旺盛的阶段 ,而在秋、冬季则主要表现为淋溶 .林龄和密度是影响林冠对氮素吸收量的两个主要因子 .图 3表 1参 2 2     

杉木人工林生态系统的生物地球化学循环Ⅰ:养分归还动态

在福建南平地区 ,对林龄和密度不同的两片杉木人工林的凋落物和森林降水化学进行了 3a(1994～1996 )的定位研究 .株密度n =2 370hm-2 的 16a生林分 (标记为FFC)和株密度n =1180hm-2 的 41a生林分 (标记为XQF)的年凋落量分别为 6 2 10 .7kghm-2 和 3 146 .2kghm-2 ,其中落叶分别占总重量的 76 %和 6 8% .凋落物中 5种主要营养元素的年归还量分别为 173.92kghm-2 和 84.2 0kghm-2 ,其数量大小顺序均为Ca >N >Mg >K>P ,并在 4月份和 11月份出现两次峰值 .在两监测样地 ,降水通过林冠后养分富集现象均十分明显 .降雨、穿透雨和树干径流中养分浓度呈现显著的季节变化 ,均以夏季最低 ,冬季最高 ,春秋季居中 ,这种格局强烈受降雨量的控制 .在两林分中降水引起的 5种元素的年淋溶量分别为 173 .33kghm-2 和 10 7.5 3kghm-2 ,大小顺序为K >Ca >Mg ,而N(及FFC的P)出现负值 ,表明其被林冠层直接吸收 .林龄和密度对生态系统的养分归还具有重要影响 .图 5表 4参 15     

桉树人工林生态系统养分循环与平衡研究Ⅰ. 桉树人工林生态系统的养分贮存

采用田间试验和定位方法，在标准样地中研究养分的输入、输出和贮存。桉树人工林生态系统的养分贮存，包括土壤、桉树林分和凋落物三者贮存的养分。在田间试验的基础上，获得了大量的分析数据。论述了刚果W5桉树人工林生态系统土壤养分的贮存量、林分的养分贮存量和凋落物层的养分贮存量以及上述分系统内大、中量元素的含量比例。土壤养分的贮存量，全量养分以K最多，其次为N、P；有效养分贮存量大小的顺序为N，K，Ca，P，Mg，Mn，Zn，Cu，B。桉树林分的总养分贮存量，是逐年增加的，但以第2年的增量最大；各元素贮量大小，则每年不同。凋落物层的养分贮存量，总体上逐年增长，但以第4年最多；各元素贮存量大小的顺序为N，Ca，Mg，K，P。这些结果，对于指导桉树施肥，有重要的参考价值。     

陡河水库鱼体汞的生物积累初探

为了解陡河燃煤电厂大气汞释放对毗邻的陡河水库水生生态系统中鱼体汞含量、生物积累和放大等的影响,本研究采集陡河水库野生鱼、虾和螺蛳,分别测定了鱼样等生物样品中的总汞和甲基汞,并对部分代表性样品测定稳定碳氮同位素比值。鱼汞分布特征和δ13C‰和δ15N‰同位素比值分布特征显示:鱼体(鲜样)中总汞和甲基汞平均含量分别为56.4±26.7和15.5±8.4 ng·g-1,总汞含量最高的是杂食性的白条鱼为133 ng·g-1。不同食性的鱼体δ13C和δ15N稳定同位素值变化范围分别为-28.1‰~-24.4‰和12.0‰~16.1‰,Log10[Hg]与δ15N的线性相关斜率值为负值。以上结果表明:陡河水库鱼体汞总体偏低,没有发现高生物积累和生物放大,其主要原因在于陡河水库水环境中汞含量较低,且陡河水库靠近市区,过度捕捞使可以捕获的鱼样种类和数量偏少,且鱼龄较低。     

沉积物中汞的生物可利用性研究进展

沉积物是汞在水体中的主要分布相,同时也被认为是许多水生生物摄取汞的主要途径,本文综述了近年来在沉积物中汞的生物可利用性领域所取得的最新研究进展,包括体外消化液萃取法估测沉积物中汞的生物可利用性、可能影响汞生物可利用性的生物地球化学因素(汞在沉积物中的浓度、沉积物的组成、汞与沉积物的接触时间、汞与沉积物的结合形式,以及沉...     

桉树人工林生态系统养分循环和平衡研究Ⅱ. 桉树人工林生态系统的养分循环

根据大量的观测分析资料,论述了刚果W5桉树人工林生态系统养分的地球化学循环和生物小循环。研究结果表明,每公顷每年通过地表径流和地下渗漏从生态系统输出的养分质量以K最多,达21.25 kg/(hm2a);其次为N,达17.21 kg/(hm2a)。桉树人工林生态系统养分流通质量的净变化值f(K)、f(Ca)为负值,f(N)、f(P)、f(Mg)为正值;桉树人工林生态系统养分的生物小循环研究表明,在一个轮伐期内,每公顷桉树吸收养分的质量,依次为Ca 429.03 kg/hm2,其次为N 277.01 kg/hm2和K 208.12 kg/hm2。而在一个轮伐期中归还的养分质量,Ca只有99.78 kg/hm2,K为113.04 kg/hm2。在养分循环率方面,与热带半落叶季雨林比较,桉树人工林生态系统的养分循环率要小得多,说明桉树人工林土壤养分趋向于减少。     

除草剂对土壤氮素循环的影响

土壤微生物参与土壤氮素循环的生物学与生物化学过程,对氮素形态转化与去向产生很大影响。在现代农作物生产上农田普遍施用除草剂,除草剂进入土壤生态环境中影响土壤微生物种群数量、活性和土壤氮素循环过程,在一定程度上改变氮素各去向的比例。因此,除草剂的施用对植物氮素吸收利用和土壤氮的环境释放具有一定效应。文章综述了除草剂对生物固氮、土壤氮矿化与转化、氨挥发、硝化反硝化、温室气体N2O排放、植物的氮吸收利用、土壤氮损失等方面的影响,并提出了今后进一步研究的方向,为减少氮素损失和温室气体排放以及除草剂使用的安全性评价提供参考。     

森林净生态系统生产力及其生物影响因子研究进展

在全球大气二氧化碳浓度上升的背景下,陆地生态系统碳循环及碳汇功能研究得到了广泛的关注,日益成为今后的政治和外交的重大议题之一.净生态系统生产力(net ecosystem production, NEP)是生态系统光合固定的碳与生态系统呼吸损失的碳之间的差值;或者为生态系统净的碳积累速率.NEP 的研究整合生态系统地上和地下部分,把生态系统碳循环的影响因子有机地联系了起来.当NEP为正值时,说明生态系统为碳汇,NEP为负值则表明生态系统为碳源.随着植物和土壤相互联系及其对生态系统过程研究的深入,NEP已经成为生态系统碳循环研究的核心概念之一.以森林NEP为出发点,综述了国内外的最近的 NEP 研究进展,分析了 NEP 研究的科学意义;探讨了植物群落组成/生物多样性、土壤微生物群落、大型/土壤动物和人为的管理或干扰等生物因子对NEP的影响.根据综述研究提出未来研究应在:(1)土壤生物过程、土壤食物网及其与地上部分植物/动物相互作用对NEP的影响;(2)自然林生物多样性的竞争/共存机制与生态系统碳吸存稳定性;(3)人工林固碳潜力和不同植物功能群(灌草层)对生态系统碳动态影响等方面加强,以期为全面认识生物因子对森林生态系统系统固碳现状、机制和潜力提供理论基础.     

双峰驼骨质疏松症的流行特点及其与生物地球化学因子之…

研究了双峰驼骨质疏松症的流行特点及与生物地球化学之间的关系，结果表明，在从腾格里沙漠西南端开始向巴丹吉林沙漠的西北方向延伸形成大约长６００ｋｍ，宽１６０ｋｍ的狭长发病区域内，该病发病率为２８．８％，致死率达６０％，该区土壤、牧草中Ｃｕ、Ｐ含量极显著低于正常值，牧草中ｍ（Ｃａ）：ｍ（Ｐ）为５０：１；病驼全血和被毛Ｐ含量亦低于健康驼，因此认为该病主要是由双峰驼食物链中Ｐ缺乏所致的一种骨营养不良症。     

森林生态系统生态资产核算的模式与方法

全球变化背景下.植被对CO2的减排作用得到了广泛关注.森林生态系统具有诸多功能,不同功能的货币化基准难以统一,是进行总体生态资产价值定量核算的制约要素.在资源、环境与生态经济原理指导下,分析相关方法评估生态系统生态资产的可行性,选择量化评估参数,并通过多种模式与方法进行估算乌鲁木齐城市2004年森林生态系统的生态资产.森林生态系统涵养水源类、生物多样性维持类、净化空气类、保护土壤类以及大气调节类生态资产分别为0.224 8×108元、10.608 8x108元、0.630 8×108元、0.2592×108元及12.9653×108元,乌鲁木齐市森林生态总资产为24.6889×108元.各类生态资产具有一定的时空差异性.城市森林生态系统生态资产估算模式及方法的研究具有重要的理论价值与现实意义.     

桉树人工林生态系统养分循环和平衡研究Ⅲ. 桉树人工林生态系统的养分平衡

在当地现行的生产技术规程和营林措施的条件下，刚果W5桉树人工林生态系统中，N和K的收支帐为亏损，P、Ca、Mg为盈余。在一个轮伐期内，每公顷养分质量的收入中，N为327．13kg／hm^2，P为110．48kg／hm^2，K为206．13kg／hm^2。，Ca为679．53kg／hm^2，Mg为173．72kg／hm^2；每公顷养分质量的支出中，N为366．59kg／hm^2，P为35_3lkg／hm^2，K为212．22kg／hm^2，Ca为452．77kg／hm^2，Mg为79．52kg／hm^2。但这仅仅是一种表观数字。桉树人工林生态系统养分不平衡的主要原因，是桉树凋落物和采伐剩余物不能回归土壤，以及严重的水土流失。解决问题的关键是转变思想认识，制定有效的措施，使桉树凋落物和采伐剩余物回归土壤，同时在桉树行间间种豆科绿肥牧草。     

中药中汞的形态分析方法、生物有效性与毒性效应研究

朱砂作为许多传统中药的有效成分,在我国已有数千年的应用历史.然而,这些中药中超标的汞含量已成为近年来中药出口的最大壁垒.研究中药中汞的赋存形态及不同形态的毒性效应和生物有效性,有助于辩证地理解中药中汞含量与毒性效应的关系,为科学地制定中药中汞的限量标准提供有力的依据.     

农业生态系统中生物多样性的功能--兼论其保护途径与今后研究方向

重点论述了农业生态系统中生物多样性的功能 ,其功能主要表现在害虫控制、土壤侵蚀防治、退化环境恢复、消除污染和促进养分循环等方面。探讨了农业生态系统中生物多样性的保护途径及今后应开展的研究重点。     

生物炭对土壤氮循环及其功能微生物的影响研究进展

生物炭是生物质材料在部分或完全无氧条件下,经热裂解形成的高度芳香化的难溶固体。施用生物炭可改变土壤理化性质,强烈影响土壤微生物的栖息环境,影响土壤固氮微生物、硝化微生物和反硝化微生物的群落结构及活性,进而影响土壤氮循环的主要过程(固氮、硝化、反硝化等)。该研究综述了施用生物炭对土壤氮循环主要过程及微生物功能基因的影响,结果表明,施用生物炭改善了土壤的透气性,提高了土壤pH值,增加了土壤碳和养分的有效性,可使土壤固氮量提高15%～227%,土壤硝化速率提高28%～200%,但土壤氨挥发累积量减少20%～73%,土壤N₂O排放累积量减少11%～78%。此外,生物炭的施用提高了nifH、amoA的基因丰度,进而促进土壤的固氮作用和硝化作用。生物炭的施用还提高了土壤nosZ等基因的丰度以及N₂O还原酶的活性,有利于土壤反硝化作用(N₂O最终转化为N₂),抑制N₂O的排放,且这种效应随着生物炭施用量的增加而增强。此外,生物炭对土壤氮循环及其功能微生物的影响取决于生物炭原料和试验条件,不同...