伏牛山南麓山茱萸人工林土壤碳氮磷及化学计量特征

分析人工林土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)及其化学计量特征,对于了解森林土壤养分丰缺和养分平衡从而制定科学合理的经营管理策略具有重要意义.以伏牛山南麓西峡县2个林龄(26年和38年)各自4种林分密度(725、900、1 031、1 250株/hm~2)的山茱萸(Cornus officinalis)人工林为研究对象,测定0-30 cm土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)和全磷(TP)含量,计算C:N、C:P和N:P,分析林龄、林分密度对土壤SOC、TN、TP含量及其化学计量特征的影响,探索土壤SOC、TN、TP含量及其化学计量比相互间的关系.结果表明,山茱萸人工林整体土壤SOC和TN含量丰富,TP含量匮乏;C:P和N:P较高,元素比例严重失衡,P有效性低.林龄38年的土壤SOC、TN、TP含量及C:N、C:P、N:P均高于林龄26年,除C:N外,其他差异均达显著水平(P 0.05).林分密度对山茱萸人工林土壤SOC、TN、TP含量及其计量比均存在极显著(P 0.001)影响,林龄26年和38年的土壤C:P和N:P均以密度1 031株/hm~2的最高,表明该密度下土壤的C、P和N、P比例失衡严重.山茱萸人工林整体土壤TN与TP、C:N与C:P的最优关系可用二次函数表示,前者达极显著水平(P0.01),后者不显著(P 0.05),其他土壤C、N、P及计量比相互间呈显著或极显著线性关系;从关系强度来看,C:N和N:P主要受TN含量影响,C:P主要受TP含量影响.由此可见,在山茱萸人工林经营管理中,针对土壤P元素的不足应适量补充施加,调节各元素之间的计量比,进一步促进群落发展.(图2表4参40)     

杨树根际土碳氮磷生态化学计量特征与根序的相关性

林木细根不同生长发育等级形态特点及功能分异是根系生态学研究的新视角.为深入探索林木根际土壤养分循环过程及根土互作关系,以杨树(Populus×euramericana‘Neva’)人工林为研究对象,按照随机布点原则采集杨树人工林非根际土壤和不同根序细根的根际土壤,测定其全碳(TC)、全氮(TN)、全磷(TP)及速效N、有效P的含量,并计算土壤C、N、P化学计量比.结果显示:(1)杨树人工林根际土壤C、N、P含量与非根际土壤存在显著差异,但不同根序间速效N、有效P含量以及铵硝比(NH_4~+-N/NO_3~--N)未达到显著差异水平(P0.05).随着根序升高根际土壤TC含量显著下降,而TN含量逐渐增加.1-2级细根根际土壤TP含量显著高于4-5级根(P0.05).(2)杨树细根根际土壤C/N随着根序升高显著降低(P0.05);C/P随着根序升高逐渐下降,但在不同根序间差异不显著(P0.05).(3)基于细菌OTUs的非参数估计指数表明,根际土壤与非根际土壤细菌群落多样性存在显著差异;土壤TC和TN含量及C、N、P化学计量比均与细菌群落丰富性(Chao指数和ACE指数)呈显著相关(P0.05),TP含量与细菌群落相关性不显著.上述结果说明杨树根际土壤C、N、P养分循环呈现依赖于根序的变化特征,不同根序细根根际细菌群落组成和结构的差异性可影响土壤C、N、P循环过程.     

亚热带常绿阔叶林土壤活性有机碳组分季节动态特征

作为土壤质量的重要指标,活性有机碳(SLOC)在土壤物理、化学和生物特性中发挥着重要作用。本研究依托中国科学院会同森林生态试验站,于2016年12月-2017年12月,通过对亚热带常绿阔叶林(烤林)不同季节土壤进行采样和分析,系统地研究和比较了亚热带常绿阔叶林土壤活性有机碳组分季节动态特征。结果表明,(1)不同季节亚热带常绿阔叶林土壤养分和有效养分均大致表现为夏季秋季春季冬季,其中不同季节土壤全磷含量差异不显著(P0.05)。(2)土壤易氧化有机碳(EOC)、颗粒有机碳(POC)、轻组有机碳(LFOC)和水溶性有机碳(WSOC)具有明显的季节动态,均表现为夏、秋季较高,春、冬季较低。(3)亚热带常绿阔叶林土壤微生物量碳(SMBC)和微生物量氮(SMBN)均大致表现为夏季秋季春季冬季,其中夏季和秋季差异不显著(P0.05),春季和冬季差异不显著(P0.05),夏季和秋季显著高于春季和冬季(P0.05),而不同季节SMBC/SMBN差异不显著(P0.05)。(4)土壤活性有机碳与土壤总有机碳均呈显著线性关系,说明土壤活性有机碳依赖于土壤总有机碳含量,各自从不同角度表征了土壤中活性较高部分碳的含量。(5)亚热带常绿阔叶林土壤EOC、POC、LFOC、WSOC和SMBC与SOC、TN均呈显著或极显著相关性,与TP相关性不显著;活性有机碳各组分之间相互影响和密切联系,其中SOC、TN是亚热带常绿阔叶林土壤活性有机碳变化的重要影响因素。     

九寨沟国家自然保护区不同森林类型土壤养分特征

土壤性状与植被演替间存在复杂的相互关系,探究不同森林类型间土壤养分差异有助于了解植被演变过程中地上与地下的关系以及生态系统养分循环机制.本文研究了九寨沟国家自然保护区内黄果冷杉(Abies ernestii)林、油松(Pinus tabulaeformis)林、青杄-辽东栎(Picea wilsonii-Quercus wutaishanica)混交林和红桦(Betula albo-sinensis)林4种典型森林类型表层土壤养分特征及其季节动态.结果显示:1)土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)、可溶性有机碳(DOC)、水解氮(HN)和有效磷(AP)在不同林型间均存在极显著差异(P0.01),大小关系为红桦林青杄-辽东栎混交林油松林黄果冷杉林.2)SOC与TN和TP间存在极显著正相关关系(P0.01,r≥0.88),而土壤p H与SOC、TN和TP间存在极显著负相关关系(P0.01,r≤-0.83).3)土壤养分存在极显著的季节差异,且与林型间存在显著的交互作用(P0.01).红桦林SOC和TN在10月最大,而其他3种林型在12月最大;可溶性养分在各林型中均在10月达到最大值.本研究表明,红桦林土壤肥力较其他3种林型好,但存在秋冬季节可溶性养分流失的风险;青杄-辽东栎混交林具有较好的养分循环效率和土壤肥力保持能力;森林枯枝落叶层在土壤养分循环过程中具有重要意义.     

滆湖入湖河口区叶绿素a时空变化特征及相关环境因子分析

2018年1月—2020年1月对滆湖13个入湖河口区的叶绿素a浓度[ρ(Chl-a)]和理化因子进行逐月监测,分析滆湖入湖河口区水体ρ(Chl-a)的时空变化特征及其与水温、pH值和营养盐等主要环境因子的相关性。研究表明:(1)ρ(Chl-a)随时间变化明显,夏季最高,秋冬季次之,春季最低;(2)在空间分布上,滆湖西北入湖河口区水域的ρ(Chl-a)明显高于滆湖南部入湖口水域;(3)ρ(Chl-a)与水温、pH值、高锰酸盐指数呈极显著正相关,与ρ(DO)呈负相关,与ρ(TN)、ρ(NH_4~+-N)、ρ(NO_3~--N)、ρ(PO_4~(3-)-P)和ρ(DOC)相关性不显著。ρ(Chl-a)的对数与ρ(TP)的对数呈显著正相关,与N/P比的对数呈显著负相关;(4)P是滆湖入湖口水域ρ(Chl-a)的主要影响因子。     

贵州高原喀斯特流域浅层地下水化学特征及质量评价——以普定后寨河为例

为研究贵州典型喀斯特流域浅层地下水化学特征及水质状况,于2015年5月—12月对贵州普定后寨河流域进行现场调查并采集浅层地下水样品28个,测定K~+、Na~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)、HCO_3~-、NO_3~--N、NH_4~+-N等20种指标,利用Duncan差异显著性检验法进行水化学特征分析,用水质质量综合评价法对水质进行评价.结果表明,浅层地下水呈微碱性,主要阴离子为HCO_3~-、SO_4~(2-)、Cl~-,主要阳离子为Ca~(2+)、Mg~(2+).从季节变化来看,Cl~-、SO_4~(2-)、K~+、TN是春季夏季秋季,在冬季时其含量升高,HCO_3~-是春季≈夏季秋季冬季.NO_3~--N是夏季春季秋季冬季.Na~+、Mg~(2+)是秋季和冬季较低.pH、NH_4~+-N是春季和秋季较低,4个季节中呈"N"型分布,可见,在喀斯特山区浅层地下水具有明显的季节变化特征.水质综合评价表明,在喀斯特山区秋、冬季节水质较春、夏季节好,总体质量较好.而从单项组分来看,部分地区有的指标已超过Ⅳ类水的限值,主要是总Fe和NH_4~+-N质量浓度较高影响水质.总Fe的最高质量浓度为1.2948 mg·L~(-1),NH_4~+-N的最高质量浓度为0.71 mg·L~(-1),这与当地人类生产生活活动有关,对浅层地下水质量具有潜在的影响.综上,研究贵州高原喀斯特流域浅层地下水化学特征及水质,可为喀斯特山区水资源的保护和管理提供科学依据.     

青藏高原不同年限日光温室中高寒草甸土壤机械组成、养分与微生物活性变化

选取青藏高原东部种植年限分别为5、10和15 a的日光温室以及天然草地为研究对象,探讨了大棚蔬菜栽培对高寒草甸土壤机械组成、养分含量以及微生物活性的影响。结果表明:(1)随着种植年限的延长,土壤粒径呈变细的趋势。与对照相比,种植5、10和15 a后,温室土壤10!m粒径颗粒质量分数分别提高8.5、19.3和20.3百分点;(2)除铵态氮(NH_4~+-N)外,土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、碱解氮(AN)、硝态氮(NO_3~--N)、全磷(TP)、有效磷(PO_4~(3-)-P)含量和阳离子交换量(CEC)随着种植年限的延长而升高,表现出显著积累趋势。种植10 a的温室土壤TP和PO_4~(3-)-P含量达到最大值,分别为1.4 g·kg~(-1)和80.8 mg·kg~(-1)。与对照相比,种植15 a的温室土壤SOC、TN、AN、NO_3~--N含量和CEC分别增加55.1%、93.8%、48.5%、138.3%和81.8%;(3)温室土壤微生物活性随种植年限的延长而增强。与对照相比,种植5 a的温室土壤脲酶和酸性磷酸酶活性分别升高46.2%和41.7%,种植10 a的温室土壤微生物生物量氮(MBN)含量和蔗糖酶活性分别升高66.7%和26.6%,种植15 a的温室土壤微生物生物量碳(MBC)含量和过氧化氢酶活性分别升高50.3%和100.0%。可见,日光温室栽培改善了高寒草甸土壤理化性质,提高了土壤微生物活性。     

两株海洋异养好氧硝化-反硝化细菌的筛选、鉴定及能力测试

通过对近海沉积物进行微生物培养,分离鉴定了两株好氧反硝化细菌MD5和MD8,研究其在有氧条件下的反硝化能力及其相关影响因子.菌株形态、16S rRNA序列比对、系统发育分析及亚硝酸盐还原酶基因(nirS)结果显示,菌株MD5为一株盐单胞菌属Halomonas细菌,菌株MD8为一株产碱杆菌属Alcaligenesx细菌,其Gen Bank注册号分别为KM362826和KM406394.MD5和MD8在有氧条件下都具有硝化和反硝化的能力,在以NH_4~+-N作为唯一氮源的能力测试中,可分别达到81%和88.3%的去除能力;在以NO_3~--N为唯一氮源的能力测试中,可分别达到85.3%和92.1%的去除能力;在NH_4~+-N和NO_3~--N都存在的条件下,总无机氮(DIN)的去除率达到72%和76.8%.pH值、盐度和碳氮比(C/N)等因子对菌株MD5和MD8的DIN、NH_4~+-N和NO_3~--N的去除能力具有不同程度的影响.如低pH值(5.5-6.5)条件下,MD5和MD8的NH_4~+-N和NO_3~--N去除率受到显著抑制(P0.05),其最佳pH值范围为7.5-8.5;在盐度为10-30 g/L的范围内,MD5对NH_4~+-N和NO_3~--N的去除率随着盐度的增长而增加,而MD8的最佳盐度范围稍低于MD5(20-25 g/L);在C/N低于6的条件下,MD5和MD8的NH_4~+-N和NO_3~--N的去除率都显著降低(P0.05),但MD5比MD8表现出较低的C/N适应范围(8-10).以上研究表明,MD5和MD8在有氧培养条件下具有较强的硝化-反硝化能力,可应用于海水养殖池塘养殖废水的处理,具有良好的应用潜力.     

退耕土壤的碳、氮固存及其对CO2、N2O通量的影响

采样分析陇中黄土高原地区农田退耕种植苜蓿3 a、5 a、8 a后0～5、5～10、10～20 cm土层土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、活性有机碳(SAOC)及矿质氮(NO3-N、NH4-N)含/储量的变化,并用静态箱-气质联用法对样地的COO2、NO2O排放通量进行了测定,研究碳氮变化对土壤CO2、N2O排放通量的影响.结果表明:(1)SOC、TN基础含量很低的贫瘠土壤退耕后表现出明显的碳、氮固存效应,有很强碳、氮固存潜力.与未退耕休闲农田相比,退耕3 a、5 a、8 a后0～20 cm SOC储量分别提高了9.12%、20.18%、34.39%,SOC平均固存率分别为0.17、0.23、0.25mg/(hm2·a).TN储量在5～10、10～20 cm增加不明显,在0～5 cm退耕3 a、5 a、8 a后储量分别提高14.29%,35.71%和64.29%,各退耕年限0～20 cm TN平均固存率均为0.2 mg/(hm2.a);(2)退耕后各年限草地土壤活性有机碳(SAOC)含量有所增加,但各层含量变化不明显,其增加量远小于SOC的增加,说明退耕初期阶段积累了较多的土壤惰性碳;NO3-N含量增加明显,0～5、5～10 cm土壤各退耕年限含量达5%的显著性差异,但退耕前后NH4-N含量无明显变化.(3)土壤CO2通量与SOC含量、SAOC含量、TN含量及N2O通量显著正相关;N2O通量与SOC含量、矿质氮含量及CO2通量显著正相关.说明在环境因素稳定的条件下,退耕后土壤碳、氮含量的增加会导致CO2、N2O排放的加剧,表现出大气CO2、N2O的"源"效应.     

四川盆地西缘都江堰大气氮素湿沉降特征

大气氮沉降已成为全球性环境问题,对陆地生态系统结构与功能产生显著影响.于2015年8月-2016年7月,在都江堰灵岩山森林生态系统开展定位观测,分析大气降水中各形态氮素浓度;结合都江堰全年降水数据,估算当地湿氮沉降量的季节动态特征.结果显示,观测期间全年降水量为1 073.4 mm,降水中可溶性总氮(TDN)、可溶性有机氮(DON)、铵态氮(NH_4~+-N)和硝态氮(NO_3~--N)平均浓度分别为5.9、2.9、1.6和1.4 mg/L,各形态氮浓度具有明显的季节变化特征,均表现为冬春季高于夏秋季.湿氮沉降中各形态氮沉降量与降水量和降水频次呈显著正相关(P0.05).全年TDN湿沉降量为36.2 kg hm~(-2) a~(-1),其中NH_4~+-N、NO_3~--N和DON分别为16.4、10.0和9.8 kg hm~(-2) a~(-1).可溶性无机氮(DIN)沉降量占TDN沉降量的72.8%,DIN中有62.1%来自NH_4~+-N.综上所述,都江堰地区湿氮沉降显著,且以无机氮为主,这可能对区域植被生长有一定促进作用.     

高硝氮酒厂废水生物反硝化体系的构建及细菌群落特征

白酒生产过程中伴随高氮废水的产生,其中包含氨氮(NH_4~+-N)、硝氮(NO_3~--N)和亚硝氮(NO_2~--N),企业基于现有的曝气等工艺可以去除NH_4~+-N,但却难以有效去除NO_2~--N和NO_2~--N,导致总氮(TN)含量无法达到新标准(TN 20 mg/L),因此高效去除废水中的NO_3~--N和NO_2~--N成为当下的研究热点.采用上流式厌氧污泥床(up-flow anaerobic sludge blanket,UASB)生物反应器驯养活性污泥,形成稳定的微生物群系;筛选得到最佳碳源,构建了生物厌氧反硝化脱氮体系,并通过三代全长16S rRNA测序分析了体系的细菌群落结构.结果显示,在甲醇、乙酸钠、丁二酸钠、葡萄糖、酒厂原水、柠檬酸钠和MicroC多种碳源中,MicroC效果最佳,在处理高硝氮废水(NO_3~--N=531 mg/L)时,添加量为C/N=1.0,出水的NO_3~--N含量小于1 mg/L,NO_3~--N去除率达98%,COD去除率超过90%.该体系中,反硝化前期斯氏假单胞菌(Pseudomonas stutzeri)和硫杆菌(Thioclava sp.)是优势种,还原大量的NO_3~--N,而细菌多样性较低;反硝化后期微嗜酸寡养单胞菌(Stenotrophomonas acidaminiphila)变成优势种,还原残留的NO_3~--N.本研究表明以MicroC为碳源的厌氧反硝化体系可实现酒厂高硝氮废水低成本且高效率的脱氮处理,物种Pseudomonas stutzeri发挥主要的反硝化作用,结果对反硝化工程有重要的指导意义.(图8表3参30)     

长期种植紫花苜蓿对复垦土壤碳氮磷养分转化的影响

为研究长期种植紫花苜蓿对复垦土壤质量改善和生物改土的效果,以种植作物地和撂荒地为对照,分析建筑复垦地多年种植紫花苜蓿土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)和全磷(TP)含量的化学计量特征变化。结果表明,长期种植紫花苜蓿显著降低土壤电导率(EC),对表层土壤保水效果较好,显著提升土壤有效养分含量(P<0.05);与作物地和撂荒地相比,苜蓿地土壤SOC和TN含量显著提高(P<0.05),但0～20 cm土壤TP含量显著低于作物地。3种土地利用类型0～20 cm土壤化学计量差异显著,苜蓿地土壤C/N显著低于作物地和撂荒地(P<0.05),而土壤C/P和N/P则表现为苜蓿地显著高于作物地和撂荒地(P<0.05)。种植紫花苜蓿有助于提升土壤有机碳氮活性组分,0～20 cm土层苜蓿地颗粒有机碳(POC)、易氧化有机碳(ROC)和微生物生物量碳(MBC)含量较作物地分别提高88.38%、17.24%和39.16%(P<0.05),苜蓿地颗粒有机氮(PON)、微生物生物量氮(MBN)和酸解有机氮组分含量最高,PON和MBN比作物地显著提高135.29%和17.39%,较撂荒地...     

桤-柏带状改造对川中丘陵区柏木林土壤碳氮磷化学计量特征的影响

川中丘陵区高密度柏木防护林存在林分结构单一、土壤地力退化、生物多样性低等问题.为揭示桤木-柏木带状改造对土壤碳、氮、磷分配格局和土壤物理性质的影响,采用典型样地法分析桤-柏带状混交林和柏木纯林0-20 cm(M1)和20-40 cm(M2)土壤物理性质、有机碳(OC)、全氮(TN)和全磷(TP)含量及化学计量比.结果表明:经桤-柏带状改造后,M1和M2土层OC分别增加46.80%和77.01%,TP分别降低67.98%和60.20%,TN无显著变化,土壤C:N、C:P和N:P比值以及土壤总孔隙度、毛管孔隙度、土壤自然含水量和最大持水量均显著增加;随着土层加深,桤-柏混交林的土壤OC、TN、C:P、N:P和最大持水量显著降低,C:N和容重显著升高,TP无显著性变化,柏木纯林的土壤OC、TN和TP显著降低,C:N:P化学计量比、容重、总孔隙度、毛管孔隙度、非毛管孔隙度、自然含水量和最大持水量无显著变化;同时,桤-柏带状改造还减弱了土壤容重、孔隙度和最大持水量对碳氮磷含量和化学计量比的影响,加剧了表层土壤磷的限制.因此,桤-柏带状改造能够有效改善柏木纯林土壤的理化性质,增强柏木林土壤涵养水源的功能;在后期的经营过程中,建议在桤木—柏木混交林中补施磷肥以缓解土壤磷元素缺乏现象.(图4表3参50)     

石灰氮对土壤NH3、N2O排放的影响

为了研究石灰氮对土壤氨(NH_3)挥发和氧化亚氮(N_2O)排放的影响,本研究采用室内模拟方法,共设置石灰氮(LN)、尿素(Ur)、碳酸氢铵(AB)和对照(CK)等4个处理,分别采用原位通气和静态箱法测定NH_3和N_2O排放速率.结果表明,与AB处理氨挥发速率逐渐降低的特征相比,LN与Ur处理氨挥发速率均呈先增加后降低的特征,且LN处理的氨挥发速率高于Ur处理.Ur、AB处理的N_2O排放为单峰,LN处理先后出现两个排放峰.培养前期(2—12 d),LN处理土壤NH_4~+-N显著高于Ur和AB处理,与该处理前期NO_3~--N含量增幅较小、随后增长速率加快相吻合.AB和Ur处理的N_2O、NH_3排放速率均与土壤NO_3~--N和NH_4~+-N显著相关,但LN处理仅NH_3挥发速率与土壤NO_3~--N、NH_4~+-N显著相关.LN、AB和Ur处理NH_3挥发系数分别为5.9%、5.3%和2.5%,N_2O排放系数分别为0.52%、1.13%和0.76%.综上,施用石灰氮可显著降低N_2O排放,但增加了NH_3挥发风险,因此施用石灰氮时应综合考虑其氮素损失及环境风险.     

苏南丘陵地区森林土壤酶活性季节变化

研究了苏南丘陵区不同林分土壤养分、酶活性的剖面分布以及酶活性的季节动态变化特征。研究结果表明,研究区土壤偏酸性,土壤中TN质量分数较高,有机质、TK、AK质量分数中等,TP、AP质量分数较低,土壤TN、有机质、AK、AP的质量分数及蔗糖酶、脲酶、H2O2酶、磷酸酶活性随着土壤深度的增加而逐渐降低。土壤酶活性在不同季节也存在差异,蔗糖酶活性的季节变化表现为：秋季〉夏季〉春季〉冬季,脲酶活性为：夏季〉春季〉秋季〉冬季,毛竹林土壤的磷酸酶活性为：秋季〉春季〉夏季〉冬季,其它3种林分土壤的磷酸酶活性为：秋季〉夏季〉春季〉冬季,H2O2酶活性在马尾松、麻栎、毛竹林土壤内表现为：春季〉秋季〉夏季〉冬季,在杉木内林土壤内表现为：春季〉夏季〉秋季〉冬季。在α=0.01或α=0.05水平下,土壤酶活性与土壤TN、AP、AK、有机质及重元素Pb、Cu、Zn、Cr、Ni呈显著或极显著相关,与土壤容重呈显著或极显著负相关,冬季蔗糖酶与其它3个季节的蔗糖酶呈现极显著或显著正相关;秋季磷酸酶与其它3个季节的磷酸酶呈现极显著或显著正相关;夏季脲酶与其它3个季节的脲酶呈现极显著正相关;夏季H2O2酶与其它3个季节的H2O2酶呈现极显著正相关。     

宁夏河东沙地生物土壤结皮及其下伏土壤养分的空间分布特征

为了揭示沙地生物土壤结皮的生长发育情况及其下伏土壤养分的空间分布特征,选择宁夏河东沙地为研究区,通过野外采样和室内实验,应用经典统计学、地学统计学和地理系统预测,分析了藻类和藓类结皮及其下伏0-5、5-10 cm土层土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)含量以及结皮层厚度的空间分布特征。结果表明：(1)SOC、TN、TP质量分数的变异系数(CV)呈中等变异,CV_TN (57.1%)>CV_SOC (48.7%)>CV_TP (30.5%),生物土壤结皮对下伏土壤养分影响显著,其中藓类结皮对SOC和TN的影响更显著,藻类结皮则对TP的影响更显著;(2)藻类结皮下5-10 cm土层TN质量分数呈现强烈空间自相关性,块金系数(N/S)为20.3%,其余土层的SOC、TN、TP质量分数空间自相关性中等,TP质量分数空间变异由随机因素主导,SOC和TN则由结构因素主导;(3)在区域尺度和剖面尺度上,生物土壤结皮及下伏土壤的养分空间分布特征差异显著,结皮层土壤SOC质量分数中部和北部高、南部低,TN质量分数中南部高...     

黑麦草在模拟人工湿地中对奶牛场污水高浓度氮的吸收转化

以土壤为基质,黑麦草(Lolium multiflorm)为植被,通过模拟间歇性人工湿地净化系统处理不同质量浓度的奶牛场污水试验,研究黑麦草对高质量浓度畜牧场污水中氮的吸收转化效果.结果表明,黑麦草在间歇性进水的污水质量浓度高达TN(816.8±125.1) mg·L~(-1),NH_4~+-N(443.6±97.9) mg·L~(-1),NO_3~--N(141.5±51.7) mg·L~(-1)都能较好的适应,生长良好.在不同浓度处理的净化系统中,水力停留时间为8d的条件下,NH_4~+-N的去除率为75.9%～88.3%;NO_3~--N的去除率平均为69.3%;TN的去除率74.5%～83.1%.该试验黑麦草对污水中氮的吸收转化在系统对氮净化中的贡献率平均为20.03%.     

不同施肥水平下菜地耕层土壤中氮磷淋溶损失特征

采用负压式土壤溶液取样器采集不同施肥水平(常规、减量20%和减量30%施肥处理,即N1、N2和N3)下城郊菜地耕层土壤(10、20和30 cm)的淋溶液,分析了总氮(TN)、硝态氮(NO_3~-)、铵态氮(NH_4~+)、总磷(TP)和溶解态磷(DP)浓度,旨在研究不同施肥水平下菜地不同耕层土壤中氮素与磷素的淋溶损失特征。研究结果:(1)不同施肥水平下,菜地耕层土壤TN、NO_3~-、NH_4~+、TP和DP淋溶质量浓度范围分别为5.24~292、3.47~271、0.16~9.47、1.66~20.6和1.63~17.7mg·L~(-1),平均质量浓度分别为38.9~113、36.0~105、1.01~2.13、3.75~12.7和3.55~11.8 mg·L~(-1);(2)氮素主要以NO3-形式发生淋溶损失,作物生长初期是菜地耕层土壤氮素淋溶损失的主要时期;减量施肥30%能有效降低耕层土壤氮素的淋溶损失,其TN和NO_3~-的淋溶质量浓度较常规施肥处理分别显著降低了58.4%和59.0%(P0.05);不同深度耕层土壤中TN和NO3-淋溶质量浓度没有显著性差异(P0.05);(3)磷素主要以DP形式发生淋溶损失,耕层土壤中TP和DP的淋溶质量浓度为20 cm10 cm30 cm(P0.05);减量20%和减量30%施肥均能有效降低耕层土壤中磷素的淋溶损失,减量20%施肥处理TP和DP的淋溶质量浓度分别显著下降了27.8%和27.6%(P0.05),而减量20%施肥处理TP和DP的淋溶质量浓度分别显著降低了44.6%和43.8%(P0.05)。结果表明,城郊菜地耕层土壤中氮素和磷素养分存在一定的淋失风险,减量施肥措施能有效降低菜地耕层土壤中氮素与磷素的淋溶损失,是降低耕层土壤氮磷淋失风险的有效措施。     

新疆喀什地区东部地下水“三氮”空间分布特征及影响因素

本文对新疆喀什地区东部地下水"三氮"空间分布特征及影响因素进行了研究.结果表明,该地区地下水"三氮"含量总体较低;NO_3-N含量范围为ND(未检出)—8.02 mg·L~(-1)、样点均值1.17 mg·L~(-1);NO_2-N含量范围为ND(未检出)—0.15 mg·L~(-1)、样点均值0.006 mg·L~(-1);NH_4-N含量范围为ND(未检出)—至0.28 mg·L~(-1)、样点均值0.04 mg·L~(-1);仅个别监测井NO_2-N和NH_4-N含量超标.水平分布特征表现为:NO_3-N含量总体呈南高北低,NO_2-N和NH_4-N含量总体呈南低北高.垂向分布特征表现为:潜水中NO_3-N含量(均值3.14 mg·L~(-1))高于浅层承压水(均值0.50 mg·L~(-1))和深层承压水(均值1.28 mg·L~(-1)),浅层承压水中NO_2-N(均值0.008 mg·L~(-1))和NH_4-N含量(均值0.05 mg·L~(-1))高于深层承压水(NO_2-N均值0.002 mg·L~(-1);NH_4-N均值0.02 mg·L~(-1))和潜水(NO_2-N均值0.001 mg·L~(-1);NH_4-N未检出);NO_2-N和NH_4-N超标点全部集中在浅层承压水中.该地区地下水"三氮"迁移和转化主要受氧化还原条件、地表水水质、包气带岩性、地下水径流条件、潜水埋深、土地利用类型和生活污染等因素的影响.     

冰封期乌梁素海不同形态氮、磷和叶绿素a的空间分布特征及其响应关系

湖泊水体中氮、磷和叶绿素a空间分布特征及其响应关系对辨识水环境质量具有重要意义。尤其对于冰封期典型的水文气候条件,将表现出特殊的环境地球化学行为,冰封期结冰过程使水体不同形态的氮、磷由冰层向水体迁移,导致冰下水体中营养盐浓度、叶绿素a浓度大于冰层,冰下水体污染物浓度增加。为量化不同污染物质在冰-水介质中迁移规律,于2020年1月14日采集乌梁素海12个样点的冰样和冰体,检测了各采样点不同形态氮磷和叶绿素a浓度。结果表明:冰样中高值ρ_((TN)) 0.838 mg·L~(-1)、ρ_((NH_4~+-N)) 0.109 mg·L~(-1)、ρ_((NO_3~--N)) 0.347 mg·L~(-1)分别位于湖心区的Q8采样点和北湖区的J11采样点。TN、NH_4~+-N、NO_3~--N集中分布在中层冰、下层冰和上层冰,冰下水体中北湖区的ρ_((TN))、ρ_((NH_4~+-N))、ρ_((NO_3~--N))、ρ_((NO_2~--N))出现高值。在冰样和冰下水体中总磷(TP)和溶解性总磷(DTP)的分布规律均为北湖区最高,南湖区最低。并且TP和DTP集中分布在下冰层。冰样中Chl-a在北湖区、湖心区和南湖区的平均质量浓度分别为2.455、1.407和1.210 mg·L~(-1),41.6%采样点的中层冰和下层冰中含有高浓度的Chl-a。冰下水体中Chl-a的质量浓度范围是1.530—12.280mg·L~(-1),均值为7.874mg·L~(-1)。冰封期乌梁素海的氮、磷和叶绿素a集中分布在冰下水体中。线性回归分析表明冰层和冰下水体中不同形态的氮、磷对叶绿素a的响应存在不同程度的差异。研究结果可为乌梁素海进一步的污染治理提供参考和借鉴。