红壤中镉的竞争吸持动力学

本文采用流动法研究了竞争性Zn~(2+),Ca~(2+),Mg~(2+),Na~+离子对红壤中镉吸持动力学特性的影响.实验结果表明:与Cd~(2+)离子等浓度的竞争性Zn~(2+),Ca~(2+),Mg~(2+)离子的存在,使红壤中镉的吸持量降低,解吸量增加,影响的顺序为:Zn~(2+)≥Ca~(2+)>Mg~(2+)。大量竞争性Na~2+离子的存在,使红壤中镉的吸持量大大降低,解吸量亦降低.用一级反应动力学方程拟合实验数据,结果表明:竞争性Zn~(2+),Na~2+离子对红壤中镉吸持动力学特性影响明显;红壤中镉的吸持为多种化学吸持(高能)与物理吸附(低能)共存,高能吸持的主要贡献来自红壤中游离氧化铁组分对镉的专性化学吸持.     

氮沉降影响下酸性森林土壤中水溶性有机氮的分布特征

选取贵州雷公山（LGS）和重庆铁山坪（TSP）两个氮沉降量具有明显差异的森林小流域,对土壤中水溶性有机氮（WSON）的分布特征进行了对比研究.在氮沉降较低的LGS流域土壤水中WSON占总氮的比例可达30%—60%,显著高于氮沉降高的TSP流域.TSP流域土壤浸提液中WSON的比例相较于土壤水有显著增加,说明该流域中WS...     

模拟氮沉降对森林土壤化学性质的影响

大气氮沉降的增加对森林土壤的影响是近来生态学研究的重要课题。以鼎湖山季风常绿阔叶林（以下简称为“阔叶林”）、马尾松（Pinus massoniana）林、针阔叶混交林（以下简称为“混交林”）和增城木荷（Schima superba）人工幼林等4种林型土壤为研究对象,采用野外原位模拟大气氮沉降的方法,设置3种模拟氮沉降量,即N0（对照,N：0 g·m-2·a-1）、N5（N：5 g·m-2·a-1）、N10（N：10 g·m-2·a-1）,在模拟氮沉降时间分别为42个月（阔叶林）、31个月（马尾松林）、50个月（混交林）、20个月（人工幼林）后,采集0~20 cm土层的林地土壤,分析土壤的化学性质,探讨不同氮沉降量对不同林型土壤化学性质的影响。结果表明,（1）模拟氮沉降对鼎湖山阔叶林、马尾松林、混交林土壤pH值的影响基本一致,均使pH值下降。其中,当氮沉降量达到N10时,阔叶林土壤pH值降为3.97,与对照相比下降了0.11 pH单位,差异达显著性水平（p〈0.05）。而人工幼林土壤pH值未随着氮沉降量的不同而有明显的变化。（2）模拟氮沉降在近2年至4年的时间内,对阔叶林、混交林、人工幼林的土壤有机质、全氮、全磷、全钾、水解性氮、速效磷、速效钾含量的影响均不明显,马尾松林土壤有机质、全氮、全磷、速效磷、速效钾含量也没有明显变化,但模拟氮沉降导致了马尾松林土壤水解性氮含量明显下降,从95.12 mg·kg-1降至84.39 mg·kg-1,差异达显著性水平（p〈0.05）。（3）模拟氮沉降对鼎湖山阔叶林、马尾松林、混交林等3种林型土壤盐基饱和度、盐基离子Ca2＋、Mg2＋、K＋含量的影响未达显著水平,而对这3种林型土壤交换性Na＋含量的影响则较明显且影响趋势基本一致,即氮沉降的增加导致了土壤交换性Na＋含量明显下降。在N10处理下,与对照相比,这3种林型的土壤交换性Na＋含量分别下降了40.0%、68.4%、50.0%,差异达显著性水平（p〈0.05）。氮沉降对人工幼林土壤盐基离子含量无明显的影响。由此可得出结论：在近2年至4年的时间内,氮沉降的增加能引起鼎湖山3种林型土壤尤其是阔叶林土壤加速酸化,引起交换性Na＋明显淋失,以及马尾松林土壤水解性氮含量明显下降;但氮沉降的增加对木荷人工幼林土壤化学性质暂无明显的影响。后者可能与该林型模拟氮沉降时间较短、林龄较轻而处于快速生长期等因素有关。     

氮沉降对森林土壤碳收支机制的影响

森林土壤储存着全球陆地生态系统大约45%的碳,在维持全球碳平衡方面具有重要的作用。不断加剧的全球氮沉降对森林生态系统碳循环和碳吸存产生了深刻的影响,进而改变了森林生态系统的生产力和生物量积累。本文以欧洲和北美温带地区开展的有关氮沉降对森林生态系统影响的研究为基础,提炼出最可能决定加氮影响碳输入、输出效应方向和大小的因素：凋落物分解、细根周转、外生菌根真菌、土壤呼吸及可溶性有机碳淋失,并探讨了森林生态系统碳动态对氮沉降响应的不确定性。陆地生态系统碳氮循环密切相关,由于氮循环的复杂性,尽管以往碳循环研究都考虑了氮对碳循环的限制作用,但在碳氮循环耦合机理方面的研究还比较少见。在未来研究中,应通过探寻森林土壤碳氮相互作用特征,及土壤微生物、土壤酶等与土壤碳氮过程的互动机制,来增进氮沉降对森林碳储量和碳通量的理解。     

凋落物和氮添加对亚热带森林土壤浸提氮组分的影响

土壤不同氮组分对氮素循环和转化过程具有不同程度的调节作用。为了准确评价和理解氮添加和凋落物对土壤氮动态的影响,以亚热带罗浮栲(Castanopsis fabri)天然林和杉木(Cunninghamia lanceolata)人工林土壤为研究对象,在保留凋落物(留凋)和去除凋落物(去凋)情况下,模拟氮沉降试验,采用不同浸提剂(水、K_2SO_4、2.5 mol·L~(-1)和13 mol·L~(-1) H2SO4)逐步浸提土壤氮组分,研究氮添加[对照(CK,0 kg·hm~(-2)·a~(-1))、低氮(LN,75 kg·hm~(-2)·a-1)和高氮(HN,150 kg·hm~(-2)·a-1)]对亚热带红壤浸提组分氮含量的影响。结果表明:硫酸钾浸提的NH_4~+-N和可溶性有机氮(SON)高于水浸提的,而水浸提的NO_3~--N含量高于硫酸钾浸提的,酸水解性氮高于水溶性氮和盐溶性氮。林分显著影响不同组分氮含量,对水溶性氮含量的影响最显著,而阔叶天然林土壤氮组分对氮添加的响应更明显。留凋处理增加水溶性氮,且有利于惰性氮的分解,而去凋处理有利于惰性氮积累。氮添加对酸解性氮组分的影响不显著,氮添加显著降低2种林分土壤的惰性氮指数,降幅为64.7%～82.2%,去凋处理的降幅更大。土壤水溶性、交换性和弱酸浸提的SON与微生物生物量氮呈显著正相关,土壤水溶性和交换性SON可能是参与土壤氮矿化的重要组分。不同浸提组分氮之间呈显著正相关,说明组分之间存在相互影响。可见,从不同氮组分角度研究氮动态,更能反映其内在机理。     

土壤环境中重金属元素的相互作用及其对吸持特性的影响

本文用正交试验法研究了Cd,Pb,Cu,Zn、As五种元素复合作用时土壤颗粒的吸附解吸特性.结果表明:供试元素的吸附过程均符合Langmiur方程,其吸持能力依次为Pb>As>Cu>Zn>Cd,而最大吸附量顺序正好相反.Cd,As为复合污染的主要因子,同时还显著地影响其它元素的吸附解吸过程.土壤对重金属元素的吸附和解吸量不仅与平衡溶液中元素浓度有关,而且还明显地受共存元素及其交互作用的影响,交互作用的结果与元素间的相对浓度及其比例有关.AsO_4~(3-)的存在使Cd,Pb,Cu,Zn的吸附解吸过程变得极为复杂,这可能与产生重金属盐沉淀和次级吸附和解吸有关.     

溶液pH对红壤吸持磷机理的影响

本文研究了湘南红壤对磷酸盐的吸附机理。结果表明，在通常ｐＨ范围内，第四纪红粘土母质对Ｈ２Ｐ０４＾－的吸附等温式以Ｌａｎｇｍｕｉｒ方程式最好；而且吸附量远远大于旱地红壤。当介质ｐＨ很低时，红壤磷酸盐吸附量随ｐＨ的升高而增加，至ｐＨ２．９附近时出现最大吸附值，然后随介质ｐＨ的升高，吸附量逐渐减少。说明磷酸盐最大吸附ｐＨ的产生是由土壤交换性铝的含量及水解、土壤电荷零点及磷酸盐水解常数等因素决定。     

鼎湖山5种森林土壤的无机氮和有效磷含量

研究了鼎湖25种森林--马尾松林(PF)、针阔叶混交林(混交林,MF)、季风常绿阔叶林(季风林,BF)、沟谷雨林(RF)和山地常绿阔叶林(山地林,MMF)下土壤无机氮(铵态氮NH4+-N+硝态氮NO3--N)和有效磷含量的垂直分布情况.5种森林分4个土层(0～10 cm、10～20 cm、20～40 cm和40～60 cm)进行比较.结果表明,无机氮、有效磷含量因不同森林类型而异.但都表现为:随着土层的加深,无机氮、有效磷呈减少的趋势,但无机氮与有效磷之比呈增加的趋势.随着森林的演替(马尾松林→混交林→季风林),4个土层中无机氮在逐渐积累,而有效磷仅在2个土层(0～10 cm和10～20cm)表现为此趋势;土壤无机氮的组成形式也发生变化,铵态氮占无机氮的比例表现为马尾松林>混交林>季风林.沿着海拔梯度分布的沟谷雨林、季风林和山地林土壤的无机氮和有效磷含量与海拔高度无明显的相关关系,但铵态氮占无机氮的比例大致表现为季风林<沟谷雨林<山地林的趋势.此外,在4个土层中,无机氮与有效磷之比分别与森林演替或是海拔高度都无明显的相关关系.图6表1参40     

离子交换树脂袋法研究森林土壤硝态氮及其对氮沉降增加的响应

用离子交换树脂袋法，研究了鼎湖山三种森林（马尾松林、马尾松针叶阔叶混交林和季风常绿阔叶林）土壤硝态氮对外加氮的响应特征。结果表明，土壤硝态氮显著地受森林类型、季节和氮处理的影响。整体而言，阔叶林土壤硝态氮极显著高于马尾松林和混交林，而马尾松林和混交林之间的差异则不显著。三种森林土壤硝态氮的季节变化均表现为春季和夏季极显著高于冬季和秋季，而冬季又显著高于秋季。外加氮处理提高土壤硝态氮水平，其中在马尾松林和阔叶林氮处理效应显著。所得结果与直接采集土壤或土壤水测定的硝态氮含量的结果一致，表明离子交换树脂袋法是评价土壤硝态氮水平行之有效的手段之一。     

陪伴阴离子对土壤专性吸持铜的影响

本文采用流动法研究了陪伴阴离子对红壤、黄棕壤专性吸持铜的影响。实验结果表明:陪伴阴离子不同时,土壤专性吸持铜的机理亦不同,用一级动力学方程拟合吸持实验数据,结果表明:土壤专性吸持铜过程较为复杂,为多种吸持机理并存。     

马兰黄土对铜的吸持及其形态变化的影响

采用谐振式紊动模拟装置,模拟了均匀紊动条件下马兰黄土与铜的相互作用及其垂向浓度分布,测定了铜的形态和含量,并用模型ＭＩＮＴＥＱＡ２对平衡形态进行计算分析,投沙量(Ｓ０)范围为５－８００ｋｇ·ｍ３．结果表明,黄土吸持铜的量和水相铜浓度均随投沙量的增加而快速下降．在投沙量１００－２００ｋｇ·ｍ３处,固液两相铜的浓度发生突变．黄土上的铜以碳酸盐结合态为主,达９２%以上,表明铜的吸持过程可能以沉淀为主．模型计算结果进一步证实,无论是高浓度还是低浓度泥沙,黄土吸持铜的过程主要以沉淀为主,但高浓度和低浓度的沉淀组成及其比例不同,Ｓ０＜１００ｋｇ·ｍ３时为Ｃｕ４(ＯＨ)６ＳＯ４,Ｓ０＞１００ｋｇ·ｍ３时为Ｃｕ２(ＯＨ)２ＣＯ３．实验分析和模型计算都表明,由于马兰黄土富含１０%以上的碳酸钙而使体系的ｐＨ值升高,高浓度泥沙因此具有更强的以沉淀为主的吸持铜的能力。     

模拟生物质炭老化前后对菲吸持作用的影响

通过实验室培养实验模拟生物质炭的老化过程,探索不同材料制备的生物质炭老化前后对多环芳烃(菲)吸持作用的影响,利用扫描电镜与傅里叶变化红外光谱等技术探究生物质炭老化前后的结构变化.结果表明,生物质炭老化过程中会形成老化层,550℃热解条件下,两种材料制备的生物质炭老化后含氧量增加、CEC增加,对菲的吸附能力均增强,主要与老化后表面羧基减弱和脂肪族官能团增加有关,而老化后稻壳炭的吸附能力更强与醚键的显著增加有关.     

鼎湖山典型森林土壤苯系物通量对模拟氮沉降的响应

苯系物(BTEX)是一类重要的挥发性有机化合物(VOCs),能参与大气光化学反应,并对人体健康有重要影响。土壤能释放或吸收BTEX,氮沉降会影响土壤生态过程,从而可能影响土壤BTEX通量。有关森林土壤BTEX通量对氮沉降响应的研究十分有限。运用静态箱采样、利用大气预浓缩仪-GC-MS研究了鼎湖山两种典型森林——马尾松林(Pine forest,PF)和季风常绿阔叶林(Monsoon evergreen broadleaf forest,BF)土壤BTEX通量对模拟氮沉降增加的响应。结果表明:自然氮沉降条件下,PF土壤吸收BTEX,乙苯吸收速率最大(-51.52±10.94)pmol·m-2·s-1,低氮抑制了PF土壤对BTEX的吸收,中氮主要使土壤由"汇"变为"源";BF土壤释放BTEX,甲苯释放速率最高(7.11±0.12)pmol·m-2·s-1,施氮降低了BF土壤BTEX释放量或使土壤由"源"变"汇",且低氮和高氮的影响效果更显著。施氮条件下,PF土壤甲苯与乙苯、间/对二甲苯、邻二甲苯通量显著相关,BF土壤苯与甲苯、间/对二甲苯、邻二甲苯显著相关。土壤BTEX通量无明显日变化规律,对照和高氮样地最大释放均出现在7:00,最大吸收出现在19:00(对照样地)和13:00(高氮样地)。自然氮沉降条件下,BF土壤CO2通量(29.46±3.27)mg·m-2·h-1显著高于PF土壤(11.02±0.96)mg·m-2·h-1,两个水平氮处理均促进了两种林型土壤CO2的释放。土壤BTEX通量与土壤温度、大气温度和CO2浓度无显著相关性;邻二甲苯和乙苯通量与土壤湿度呈显著相关。     

氮沉降形态对西南岩溶区森林土壤有效磷来源的影响

森林生态系统氮和磷之间具有密切的耦合关系,阐明氮沉降形态对中国西南岩溶区森林土壤有效磷不同来源的影响,对推动全球环境变化条件下岩溶区退化森林植被恢复具有重要意义。以广西桂林岩溶区典型森林为研究对象,在野外模拟不同形态氮沉降(无氮沉降(CK)、氧化态氮沉降(Oxi)、还原态氮沉降(Red)和氧化还原态氮沉降(RO)),在模拟氮沉降1.5a后通过连续监测各季节凋落物、植物根系和雨水磷输入量,结合土壤全磷和有效磷的季节变化特征,探究氮沉降形态对中国西南岩溶区森林土壤有效磷不同来源的影响。结果表明：Oxi和Red处理显著提高了土壤有效磷含量,而RO处理对土壤有效磷含量的影响因季节不同而存在差异,所有氮沉降处理对土壤全磷含量的影响均不显著;CK处理凋落物磷年输入量为10.64kg·hm^-2,植物根系磷年输入量为12.65 kg·hm^-2,雨水磷年输入量为0.78 kg·hm^-2;所有氮沉降处理均显著增加了凋落物磷年输入量,而Oxi和Red处理均显著降低了植物根系磷年输入量,RO处理对植物根系磷年输入量没有显著影响。结构方程模型表明...     

川西亚高山森林土壤有机层碳、氮、磷储量特征

同步研究了川西亚高山云杉林、冷杉林和白桦林生态系统土壤有机层(OL)和矿质层(MS)的有机碳、全氮及全磷储量特征.所有土壤剖面上的有机碳和易氧化有机碳含量均随土壤深度增加而降低,即未分解层<半分解层<完全分解层<腐殖质层<淀积层<母质层.云杉林、冷杉林和白桦林土壤有机层的有机碳储量分别为29.38(±1.28)thm-2、22.70(±1.20)thm-2和8.63(±0.95)thm-2,矿质土壤中分别为17.84(±1.92)thm-2、19.74(±1.76)thm-2和14.92(±1.64)thm-2.冷杉林和白桦林土壤剖面上的全氮和全磷含量大小顺序为半分解层<完全分解层<腐殖质层,但腐殖质层>淀积层>母质层.云杉林、冷杉林、白桦林土壤有机层的全氮储量分别为0.85(±0.11)thm-2、0.68(±0.06)thm-2和(0.36±0.03)thm-2,全磷储量分别为0.29(±0.03)thm-2、0.22(±0.03)thm-2和0.06(±0.02)thm-2.图2表2参22     

土壤固相不同组分对镉,锌吸持的研究

本文选用三种不同类型的土壤，用连续提取法依次去除土壤固相中碳酸盐（石灰性土壤）、锰、有机质、无定型氧化铁和晶型氧化铁组分，制得分离某一组分或某几个组分后的土壤钙饱和的样品，藉此研究土壤固相各组分对重金属Ｃｄ和Ｚｎ吸持的影响，研究结果表明，不同土壤去除某一组分或多个组分后对Ｃｄ和Ｚｎ吸持的影响是不同的，土壤固相中组分的相互作用可能是其主要原因。     

公路重金属污染的形态特征及其解吸、吸持能力探讨

以宁-杭公路南京段为例,对公路环境土壤介质中重金属污染叠加的研究表明,研究区已形成污染的元素为Pb,Co和Cr,污染晕带沿公路延伸方向展布,自公路起向其两侧强度逐渐减弱,扩散范围为140—150m,污染重金属元素有效态占其总含量的3.4—60.6％,主要以交换态和Fe-Mn氧化物态存在。土壤对研究区重金属元素的吸持能力:Pb>Co>Cu>Mn>V>Ni,Cr;重金属在土壤中的解吸能力:V>Co>Pb,污染叠加重金属来源主要为公路机动车辆燃料和轮胎中和所含微量重金属成份。     

药物在碳基材料上的共吸附和竞争吸持动力学

本研究考察了两种药物磺胺甲恶唑(SMX)和卡马西平(CBZ)在活性炭(AC)、单壁碳纳米管(SC)和氧化石墨烯(GO)上的单一吸附、共吸附和竞争吸持动力学特性,用拟一级动力学(PFOM)和修正后的拟二级动力学(PSOM)两种模型对实验数据进行了拟合.研究结果表明,单一吸附体系中SMX和CBZ在3种吸附剂上的吸附速率为G...     

帽峰山森林土壤碳氮随雨季月及土壤深度的时空变化特征

采用森林生态系统定位观测及对比试验方法,对广州帽峰山常绿阔叶林和杉木人工林（16年）土壤（0~90 cm）有机碳、无机碳、总氮及有机氮的雨季月（5—10月）含量动态、垂直梯度变化特征及土壤湿度影响进行了对比观测研究。结果表明：常绿阔叶林及杉木林土壤有机碳、无机碳雨季月的剖面权均含量变化趋势均为倒S型,常绿阔叶林土壤有机碳剖面权均质量分数较相应杉木林大0.14%、土壤无机碳则小0.12%。常绿阔叶林土壤表层0~10、10~30 cm有机碳雨季月含量变差较杉木林分别高出1.83%、0.61%,土壤30~90 cm雨季月含量变差相对较小;常绿阔叶林土壤70~90 cm无机碳含量在5—8月份较高、杉木林则以土壤30~50 cm在5、6及10月含量较高;常绿阔叶林群落土壤0~20 cm的总氮雨季月含量均大于相应杉木林,植被吸收作用影响使土壤20 cm以下层的雨季各月总氮相对较低;常绿阔叶林土壤剖面雨季月无机氮含量随土层深度递减变化显著,即表层0~30 cm受矿化作用影响较大、深层30~90 cm则受植被吸收作用影响较大;而杉木林土壤剖面层无机氮含量则随雨季的月变化显著,5—7月份含量相对较小、8—10月份含量相对较大。常绿阔叶林土壤有机碳、总氮含量随土壤深度的增加均呈幂函数规律的递减,而杉木人工林土壤有机碳随土壤深度的增加呈对数函数规律的递减、土壤总氮含量则随土壤深度的增加呈二次函数规律的递减。在0~10 cm处,土壤有机碳和有机氮含量与土壤湿度呈负相关。     

蚂蚁筑巢定居活动对热带森林土壤氮库及组分分配的影响

蚂蚁作为生态系统工程师,其筑巢定居活动能调控土壤微生物活动及理化环境,进而驱动热带森林土壤氮库动态及其组分分配过程。以西双版纳白背桐群落为研究对象,设置蚁巢和非蚁巢2种处理,分析蚂蚁筑巢活动引起土壤温度、水分、容重、pH及碳库（总有机碳、微生物生物量碳、易氧化有机碳）的改变对氮库（全氮、铵氮、硝氮及水解氮）及其分配（水解氮/全氮、铵氮/全氮、硝氮/全氮）的影响特征。结果表明：（1）蚂蚁筑巢显著提高了土壤氮库各组分含量（P=0.008）,蚁巢全氮、水解氮、铵氮、硝氮含量分别是非蚁巢的1.26、1.2、1.13、1.37倍;（2）蚂蚁筑巢显著影响土壤氮库组分的时空变化（P=0.019）,湿季与干季蚁巢全氮、水解氮、铵氮、硝氮含量,分别是非蚁巢的1.13-1.37倍,且沿土层减幅（53.9%-64.3%）显著低于非蚁巢（60.5%-76.4%）;(3)蚂蚁筑巢显著改变了各氮组分分配的时空格局,蚁巢各月份氮组分占比（1.94%-11.0%）显著高于非蚁巢（1.60%-9.78%）,蚁巢氮组分分配最大值在5-10 cm(4.83%),而非蚁巢却在0-5 cm土层（4.53%）;(4)蚂蚁筑巢显著...