利用海水资源直接农业灌溉的研究

2000～2002年在半干旱的山东莱州地区进行了海水直接灌溉鲁梅克斯(Rumexpatientia×R.Tianschanicus.cv.RumexK-1)、油葵(HelianthusannuusL.“G101B”)、菊芋(HelianthustuberosusL.)等耐盐植物的田间小区试验和室内模拟试验,结果表明:①试验期总降雨量212.9mm,灌溉定额每年为1500m³·hm^-2,海淡水比例0∶1、1∶9、1∶3、1∶1混合灌溉后的耕层土壤(0～40cm)盐分没有差异;室内模拟表明,降雨量为800mm,即使用1∶1的处理,1m土体脱盐率仍可达17%左右,表明海水适量灌溉可以缓解滨海盐土的土壤盐渍化;②海水灌溉大大减缓滨海盐土水分蒸发,1∶1处理灌溉30d后土壤水吸力仅为0∶1(全淡水)处理的50%左右;③1∶1海淡水灌溉处理的鲁梅克斯、油葵、菊芋产量与全淡水灌溉的没有显著差异,比不灌溉的增产1倍以上。     

淡水驯化对桐花树幼苗叶片生长生理指标的影响

在全光照条件下用恒定淹水位淡水培养处理红树植物桐花树(Aegiceras corniculatum)幼苗1 a,以人工海水(0.8%盐水)处理为对照,研究了淡水驯化对桐花树幼苗叶片生长和叶绿素含量及硝酸还原酶活性的影响。结果表明:两种处理下桐花树幼苗叶片的生长变化基本一致,随着生长时间的延长,叶片数持续增加,经方差分析,两种处理的幼苗叶片数没有显著的差异;在2008年10月与11月期间,淡水组幼苗叶片的最大叶面积显著大于人工海水组,但两种处理在其他月份并无显著差异,且两种处理的幼苗叶片长宽比没有显著差异;在360 d,淡水组幼苗叶片的鲜重和干重分别低于人工海水组的16.79%和19.01%,但两者没有达到显著差异;两种处理幼苗叶片的总叶绿素含量和硝酸还原酶活性的变化趋势基本一致,两种处理没有显著的差异。以上结果表明:淡水驯化对桐花树幼苗叶片的生长发育没有不利的影响,桐花树幼苗可以正常生长发育,表明桐花树对淡水环境具有较强的适应性。     

大气中O3、CO2浓度升高对蒙古栎叶片生长的影响

以4年生蒙古栎(Quercus mongolica) 幼树为实验材料,分别于2007,2008年6~9月采用开顶箱法,研究了高浓度CO2和O3及复合作用对蒙古栎叶片光合量变化和生长的影响.结果表明,高浓度O3处理下蒙古栎叶片日光合总量降低, 单叶鲜重、干重和单叶面积均有所下降,对蒙古栎叶片生长产生抑制.高浓度CO2处理下,蒙古栎叶片干、鲜重和单叶面积均高于对照,其中2007年差异显著,日光合总量总体高于对照.2种气体复合作用处理下,蒙古栎日光合总量、单叶鲜重、单叶干重、单叶面积均低于对照,且高于O3单独处理,说明高浓度CO2可以通过减缓O3对植物光合的抑制,进而减少O3伤害,缓解生长抑制.     

广西北仑河口红树植物叶片和土壤的碳氮磷生态化学计量特征

红树林湿地生态系统是兼具陆地和海洋生态特征的海岸生态关键区。本研究以广西北仑河口的天然红树林为研究对象,对4种红树植物(木榄、桐花树、秋茄和白骨壤)叶片和2个剖面土壤(0～10 cm和30～40 cm)的C、N、P含量及其计量特征进行了分析。结果表明:(1) 4种红树植物叶片C、N、P平均含量分别为492. 49 mg/g、13. 39 mg/g和1. 35 mg/g,其中C含量表现为桐花树秋茄木榄白骨壤,而N、P含量为白骨壤秋茄桐花树木榄,叶片C∶N、C∶P、N∶P值分别为39. 04、414. 63、10. 47,该结果表明北仑河口红树植物具有较高的碳汇能力,其生长更易受N限制;(2)土壤C、N、P平均含量分别为28. 65 mg/g、1. 04 mg/g和0. 22 mg/g,其中N、P含量表现为0～10 cm30～40 cm,而C含量表现为30～40 cm0～10 cm。N、P含量和C∶N、C∶P值在两个土壤剖面间存在极显著差异;(3)叶片N、P含量与土壤N、P含量的相关性不显著,而土壤P含量与叶片C含量、C∶P及N∶P值有显著或极显著的负相关关系,土壤N含量与叶片C∶P和N∶P值分别呈现显著正相关和极显著负相关关系,该结果可能与红树植物的生理生态特征以及河口海岸环境(潮汐、微地形等)有密切关系。     

沸石、鸡粪对番茄生长及土壤养分变化研究

沸石和鸡粪添加可有效改善土壤理化性质及养分状况,为作物提供适宜的生长环境。该研究选择沸石、鸡粪等作为改良土壤的功能性材料,为土层贫瘠地区筛选土体改良材料,提升耕地质量提供依据。在前期研究基础上选取占黄土不同质量配比(5%、10%、20%)的沸石(A1、A2、A3)、鸡粪(B1、B2、B3)及其混合物(1∶1配比,C1、C2、C3)添加到土壤中,通过分析番茄株高、SPAD及鲜重,土壤上层(0～5 cm)和下层(5～1 5cm)p H、有效磷、速效钾和有机质变化进行研究。结果表明,相较CK(黄土),A、B、C处理番茄在各生长期内株高、SPAD及鲜重均有所增长,且随添加比例增加三者平均涨幅为CKACB。鸡粪添加量相同时,添加相同量沸石抑制番茄生长;沸石添加量相同时,添加相同量鸡粪可促进番茄生长,且10%～20%鸡粪添加最有利于番茄生长。相较CK,添加后土壤上层(0～5 cm)和下层pH(5～15 cm)均有所下降,依次为CKABC;有效磷和速效钾均有所上升,变化趋势均为CKACB,且各处理随添加比例增加养分增大,B3(鸡粪20%)提升效果最显著;B、C处理土壤上、下层有机质含量均随添加比例增加所上升,而A处理上下层土壤有机质变化不显著,且随比例增加有机质有所下降。综上,鸡粪添加比例介于10%～20%时,有利于番茄生长及土壤养分的提升与持留。研究成果对于土层贫瘠地区耕地质量提升及农业废弃物资源化利用具有参考意义。     

长期施肥和耕作下紫色土坡耕地土壤C、N、P和K化学计量特征

阐明长期施肥和耕作对坡耕地土壤C、N、P和K含量及其化学计量比的影响,将有助于深刻理解土壤C和养分元素循环过程及其相互作用机制,对施肥管理及农业面源污染防治具有重要意义.在紫色土坡耕地(坡度为15°)建立15个小区(长8 m×宽4 m),设置5个处理(每个处理3次重复):顺坡无施肥处理(对照,CK)、顺坡复合施用有机肥和化肥处理(T1)、顺坡单施化肥处理(T2)、顺坡单施化肥增量处理(T3)和横坡单施化肥处理(T4),比较各处理0～10 cm及10～20 cm土层的C、N、P和K含量及其化学计量变化特征.结果表明,各处理土壤C、N和P差异显著(P 0. 05),均表现为T1 T3 T4 T2CK,施肥处理下K含量差异不显著(P 0. 05),但均显著高于对照处理(P 0. 05),表现为T4 T3 T2 T1 CK.各处理土壤的C∶N在10～20 cm土层中差异显著(P 0. 05),表现为T4 T3 T1 CK T2;而C∶P则在0～10 cm土层差异显著(P 0. 05),表现为T1 T3 CK T4 T2;各处理土壤的C∶K、N∶P、N∶K和P∶K在不同土层中均差异显著(P 0. 05),其中C∶K、N∶K和P∶K表现为T1 T3 T4 T2 CK,N∶P表现为T1 CK T4 T3 T2.土壤的C、N、P和K含量及其化学计量比均随土层加深而递减.试验区土壤C、N和P含量属中等变异,变异系数(CV)分别为37. 50%、38. 91%和25. 35%,K含量属弱变异,CV为5. 03%.化学计量比中,C∶N和C∶P属弱变异,CV分别为7. 52%和14. 38%,C∶K、N∶P、N∶K和P∶K属中等变异,CV分别为35. 62%、17. 01%、37. 24%和44. 78%.土壤C、N、P和K含量及化学计量比之间存在显著正相关(P 0. 05).试验区土壤N∶P平均值为2. 09,低于中国土壤平均水平(9. 3).研究表明紫色土坡耕地土壤N为养分限制因子,而复合施用有机肥和化肥可有效缓解紫色土坡耕地N缺乏的状况.     

三种草坪草对石油烃污染土壤修复效应的模拟研究

以红壤、黑土、棕壤、灰潮土和黄棕壤5种自制石油烃(TPH)污染土壤为研究对象,设置不同培养时间和TPH浓度进行了狗牙根、黑麦草、高羊茅对TPH的修复模拟实验。研究结果表明:种植草坪后土壤TPH的降解率较对照更高,且生物量较大的高羊茅和黑麦草处理TPH降解率高于生物量较小的狗牙根处理;随着培养时间增加,所有处理TPH降解率和降解菌数量呈先增加后降低的趋势,但低浓度TPH污染土壤TPH降解率和降解菌数量及植物生物量高于高浓度TPH污染土壤;土壤TPH降解率与茎鲜重和总鲜重呈极显著正相关,与茎干重和总干重呈显著正相关,但与根鲜重和根干重无相关性;此外,受土壤C/N、C/P的影响,不同供试土壤TPH的降解率由大到小顺序为黑土黄棕壤≈灰潮土棕壤红壤。     

康苏风化煤对荒漠盐渍土的改良效果分析

通过盆栽试验比较了施用不同剂量的康苏风化煤(0%、2%、4%、6%、8%、10%)对荒漠盐渍土改良的效果和对小麦生长的影响。结果表明,康苏风化煤能降低盐渍土壤的pH值,增加土壤中有机质、全氮、速效氮和速效磷等的含量;小麦根系长度、株高和地上部分的生物量均有增加,其中4%、6%风化煤处理区为最佳,其根系长度、根鲜重、干重、高生长、地上部分鲜重、干重依次比对照增加58%、74%、89%、60%、73%和77%;各处理中以施入4%、6%风化煤的改良及对小麦生长效果较好。     

臭氧污染、氮沉降和干旱胁迫交互作用对杨树叶和细根非结构性碳水化合物的影响

快速城市化和工业化进程,导致植物生长季常暴露于高浓度地表臭氧（O₃）、干旱和氮（N）沉降的环境中.为探究植物非结构性碳水化合物（NSC）及其组分（可溶性糖和淀粉）对多重环境因子胁迫的响应格局,本实验设置2个O₃处理（对照,以过滤空气计;增加O₃,未过滤空气+40 nmol·mol^-1 O₃）、2个水分处理（充分灌溉;干旱,60%灌溉）和2个N添加处理［不加氮;加氮,50 kg·（hm²·a）^-1尿素］,研究三因子交互作用对杨树叶片和细根NSC及其组分的影响.结果表明,O₃胁迫显著增加杨树叶片可溶性糖和细根淀粉含量,降低叶片淀粉和总NSC含量.干旱胁迫显著降低叶片淀粉和总NSC含量,增加细根可溶性糖和总NSC含量.氮添加对叶和细根NSC及其组分无显著影响.叶片和细根NSC及其组分与光合速率、生物量存在显著正相关关系.随着胁迫因子数量的增加,叶片NSC呈现下降趋势,而细根NSC呈现上升趋势.本研究发现环境胁迫可促使植物叶片中的淀粉转化为可溶性糖,并将叶片中的NSC转移到根部储藏,这可能是植物抵御胁迫环境的一种应对策略.     

黄土高原纬度梯度上的植物与土壤碳、氮、磷化学计量学特征

选取陕西省延安市的富县、甘泉县、安塞县和榆林市的靖边县、横山县、榆阳区为研究区域,测定和分析研究区植物叶片和不同土层土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)含量,阐明植物叶片和土壤化学计量学特征随纬度梯度的变化模式,为预测黄土高原植物营养元素的限制情况和生态系统的土壤养分状况提供依据.结果表明:1在35.95°~38.36°N的纬度范围内,植物叶片C、N、P含量的变化范围分别是336.95~477.38、18.09~33.17和1.07~1.73 mg·g-1,平均值分别为442.9、25.79和1.37 mg·g-1,变异系数分别为11.9%、17.4%和13.3%;植物叶片C、N、P含量与纬度之间存在显著的相关关系,但植物叶片C含量与叶片N、P含量随纬度的变化存在差异:随着纬度的升高,植物叶片C含量随之降低;而叶片N、P含量随之升高.植物叶片C∶N、C∶P均随着纬度的升高,呈现减小趋势;而植物叶片N∶P与纬度的相关关系并不显著.20~10、10~20和20~40 cm这3个土层土壤C和N的空间分布具有一致性,均随着纬度的升高呈指数减小的趋势,且含量随着土层的加深逐级递减;土壤P的空间分布与C、N不同,随着纬度的升高呈现先增加后减少的趋势.0~10 cm、10~20 cm土层土壤C∶N随纬度的升高变化不显著,20~40 cm土壤C∶N随纬度的升高明显下降;3个土层的土壤C∶P、N∶P均随纬度的升高呈指数减少.3植物C、C∶N和C∶P与不同土层的土壤C、N、P均呈现显著的相关关系,植物N、P与土壤C、N呈现显著的相关关系,而叶片N∶P与不同土层土壤的C、N、P相关关系均不显著.研究表明,植物C、N、P含量与纬度之间存在一定的相关性,而植物与土壤的C、N、P含量之间的相关性并不一致,且与全球尺度相比,黄土高原地区草本植物生长更易受磷限制.     

野生植物汁液对作物营养效应的研究

采用土培试验与化学分析方法研究了３种野生植物汁液对绿豆和玉米生长的营养效应。结果表明，野生植物汁液提高绿豆植株干重、根系活力、磷含量和叶绿素含量，以Ｃ汁液对植株干重提高量最大，达１６５％～２６０％；Ｂ、Ｃ汁液提高绿豆根系活力２５４％～１１０２％。３种野生植物汁液处理的玉米植株干重差异不明显，但却显著提高根系活力和过氧化氢酶活性。     

北京地区渗灌条件下冬小麦田间土壤水分动态及节水机理的研究

根据对渗灌条件下冬小麦田间土壤水分、冬小麦生长发育状况及产量的观测 ,研究了渗灌条件下冬小麦田间土壤水分动态及节水机理。试验结果表明 ,渗灌条件下田间土壤水分动态变化与灌溉、冬小麦生长发育状况及气象条件密切相关 ;渗灌用于冬小麦灌溉可以明显起到节约灌溉用水的作用 ,并有利于冬小麦的生长发育及产量形成。在冬小麦的整个生育期 ,采用渗灌比喷灌田间耗水量减少了44 4mm ,灌溉用水节约了1200m3/hm₂ ,而最终产量提高了714kg/hm₂ ,渗灌条件下作物水分利用效率为21 11kg/(hm₂·mm) ,比喷灌条件下高4 49kg/(hm₂·mm)。渗灌用于冬小麦灌溉的节水机理主要表现为两个方面 :①每次灌溉后 ,地表湿度较喷灌条件下要小得多 ,减小了土壤水分的无效物理蒸发 ;②渗灌利于冬小麦根系向地中供水层 (20～120cm )延伸 ,提高了冬小麦根系对灌溉供水层的水分利用     

典型污灌区土壤中多环芳烃的垂直分布特征

研究了有污水灌溉历史的沈抚灌区、浑浦灌区和清原对照点3个土壤剖面多环芳烃(PAHs)含量的分布特征.结果表明,在美国EPA优先控制的16种PAHs中,沈抚灌区土壤剖面中检测出10种,浑浦灌区检出12种,清原检出8种.PAHs总含量峰值随着土壤深度的增加呈下降趋势,但最高值均未出现在0～2 cm土层,而是分布在2～5和5～10 cm土层.各剖面单组分分布以4～5环PAHs为主,主要污染物是荧蒽、苯并[a]蒽和苯并[k]荧蒽,低环PAHs含量峰值多集中在0～2 cm土层,中、高环PAHs大部分分布在5～10 cm土层.从单组分比值和母体多环芳烃比值可以看出,3个剖面的PAHs污染源来自于汽油、原油、煤的不完全燃烧,或通过污水灌溉,或以烟尘颗粒为载体通过大气干、湿沉降和风力输送进入到土壤环境中.      

某污灌区污水-土壤-地下水污染物分布特征

通过对某污灌区灌溉水、土壤及地下水的取样分析,研究了灌区污染物的分布特征。结果表明:灌区主要污染物为重金属Zn、多环芳烃和农残六六六。不同污染物分布特征不同。重金属主要富集于土壤表层,如Zn大部分富集于耕植层中(0～30cm),但浓度过高,其可向深部迁移。多环芳烃按分子量可分为三类,小分子量芳烃迁移过程中降解转化显著;中分子量芳烃迁移至深部土壤和地下水,土壤各深度吸附量几乎相同;大分子量芳烃化学性质稳定,易吸附沉积于表层土壤和底泥中。农残六六六迁移深度至少可达50m。     

MBR工艺处理高盐度废水试验

采用MBR工艺对高盐度废水处理的影响因素进行研究。试验条件如下:污水中海水比例为50%,COD为700~800 mg/L,氨氮为80~100 mg/L,HRT为12 h,污泥浓度为7~8 g/L。试验结果表明:在高盐度条件下,采用低溶解氧(DO为1~2 mg/L),COD和氨氮的平均去除率可分别达到91.91%和91.44%;但氨氮负荷提高到0.4 kg/(m3.d)左右时,其平均去除率仅为62.47%。通过降低DO浓度和提高进水氨氮浓度可以使亚硝化率达到50%以上,但不能保持稳定的亚硝酸盐积累。     

藻液浓缩方法的改进与浓缩过程水体性质特征

为制作生物燃油提出了一种藻液浓缩方法。对湖泊水华过程生成的藻液进行浓缩研究,浓缩过程表明:在温度为21.5~22.9℃时,沉降装置上清液的理化性质为:溶解氧浓度为19.91~4.39 mg/L,p H为9.98~10.54,电导率为1 321~1 459μS/cm,氧化还原电位为-23.6~113.1 m V,浓缩倍数为26.58~28.95倍。藻液初始浓度为0.94 g/L,沉降后的高浓度藻液干重均值为25.47 g/L。结果显示:沉降系统能长时间保持稳定,适宜藻液长期浓缩。     

绿洲浅层地下水位与水质变化对人为驱动LUCC的响应——以三工河流域为例

以新疆三工河流域绿洲为例,应用遥感、地理信息系统、空间插值和统计分析的方法,初步分析干旱区绿洲土地利用/土地覆被变化对绿洲浅层地下水位水质变化的影响。研究数据包括1978、1987和1998年三期遥感数据和近25年8口常年观测井水位数据及1987和1998年两期20口观测井水质数据。结果表明,绿洲随着城市、工矿用地为主的非农业用地和以耕地为主的农业用地的持续增加,浅层地下水水位与水质发生了显著性的时空变化。冲洪积扇绿洲主要城镇聚居区地下水位以年均45cm的速率下降,冲积平原下部绿洲地下水位以年均7cm的速率呈现缓慢的上升趋势;绿洲地下水水质趋于恶化,矿化度总体呈现上升的态势,且冲积平原绿洲地下水矿化度上升的幅度普遍大于冲洪积扇绿洲,这与地形、水文地质条件、土地资源开发、灌排强度、地表蒸发、化学肥料和农药的使用密切相关。     

新疆盘羊种群结构与资源现状

１９９０～１９９４年，结合国际狩猎场规划，对新疆６个代表区域盘羊Ｏｖｉｓａｍｍｏｎ种群作了专题研究。涉及盘羊准噶尔亚种Ｏ．ａ．ｓｅｉｒｅｓｉｓ、南天山亚种Ｏ．ａ．ｋａｒｅｌｉｎｉ和阿尔金山亚种Ｏ．ａ．ｄａｌａｉ ｌａｍｏｅ。调查面积８３４６ｋm₂，约占新疆盘羊分布总面积的１１．１％。共统计到８６６只个体。集群类型中，母子群占总群数３１．９％，混合群占２１．７％，雄性群占４６．４％。根据不同区域统计７５群计算，平均每群８．８９（３．９５～１１．６）头，其中１～１０头群占７３．３％；１１～２０头群占１７．３％；２１～３０头群占２．７％；３１～４０头群占４％；４１～５０头群占２．７％。集群规模与栖息密度呈正相关。不同区域性比组成差异显著，雄雌比从１∶０．５４～１∶３．５４不等，平均为１∶１．７８。栖息密度以若羌阿尔金山最高，达１．６７±０３３头／ｋm₂，其次为玛依力山、艾尔宾山等，推算考察区共有盘羊３８３２～６３５４头。     

绿地再生水灌溉土壤盐度累积及风险分析

和常规水源相比,再生水常含有较高的盐分,因而再生水灌溉下土壤盐分的风险引起学者的广泛关注.以再生水利用程度较高的北京市为研究区域,分层采集了不同再生水灌溉历史城区公园绿地与城郊农田表层土壤样品,测定并分析了土壤电导率（EC）和钠吸附比（SAR）等盐分相关指标,探讨再生水灌溉下土壤盐分的累积特征,分析了长期再生水灌溉下土壤盐分累积的风险.结果表明,再生水灌溉下城市绿地和农田土壤EC1：5值和SAR1：5值均显著高于其对照灌区,这种差异在农田中更加显著.公园与农田中再生水灌区土壤EC1：5值较对照灌区分别上升了12.4%和84.2%;土壤SAR1：5值上升幅度分别为64.5%和145.8%.调查区土壤0～10 cm与10～20 cm土层间EC1：5值和SAR1：5值差异不显著.长期再生水灌溉会使盐分累积在土壤表层,同时土壤孔隙度有轻微的减小.在北京地区再生水用于城市绿地灌溉引起表层土壤盐渍化的风险不容忽视.