三峡库区消落带下部区域土壤氮磷释放规律模拟实验研究

三峡库区消落带形成后其下部区域（145~155 m）由于长期处于淹没状态,其表层土壤将类似底泥状态,研究选择嘉陵江江底沉积物模拟其在好氧及厌氧淹水条件下N、P向上覆水体的释放规律。结果表明：土壤处于淹水期间,均向上覆水释放N、P,其中好氧状态下上覆水中TN以硝态氮为主,厌氧环境下上覆水中TN以氨氮形式为主;淹水前期,N、P释放速率均较快,随时间增加逐渐减缓,且在厌氧环境下TP释放能力较好氧环境强。好氧淹水中曝气量对上覆水中TN平衡浓度无显著影响,但对氨氮、硝态氮释放过程有影响,从而影响TN浓度变化;底泥状土壤落干过程对N素释放有正影响,对P素释放有负影响;在短暂的落干期间,如果进行农业利用,将增加库区水环境污染和水体富营养化的风险.     

三峡水库消落带优势草本植物残体淹水后温室气体排放特征

三峡水库消落带淹水后植物腐烂分解，向水体释放碳、氮养分，可能导致二氧化碳（CO₂）、甲烷（CH ₄）和氧化亚氮（N₂O）等温室气体（GHGs）排放，消落带可能成为大气GHGs的排放源，但目前植物淹水腐解导致的GHGs排放还缺乏定量研究。选择三峡水库消落带优势草本植物狗牙根（Cynodon dactylon (Linn.) Pers.）、水蓼（Polygonum hydropiper）、鬼针草（Bidens bipinnata Linn.）和苍耳（Xanthium sibiricum Patrin ex Widder.）的茎叶，开展为期120 d的室内浸泡模拟淹水实验，测定植物残体干重、上覆水的水化学指标和养分浓度并监测其动态变化，同时测定水-气界面GHGs排放速率，旨在查明消落带植物残体淹水后的GHGs排放过程和通量及其植物种间差异。结果表明:植物残体淹水初期（前15 d）干重下降较快，随后下降变缓，其中苍耳干重损失最大，狗牙根干重损失最小；植物残体淹水初期（前15 d）水-气界面的GHGs快速排放，淹水第4~7 d达到峰值，中后期（第30 d起）平稳排放，鬼针草和苍耳淹水后水-气界面GHGs排放速率显著高于狗牙根和水蓼（P<0.05），鬼针草和苍耳淹水后CO ₂和CH₄累积排放量显著高于狗牙根和水蓼，苍耳、鬼针草和水蓼淹水后N₂O累积排放量显著高于狗牙根，总体而言，狗牙根淹水后GHGs排放量最低；消落带优势草本植物残体淹水后的CO₂和CH ₄排放速率随上覆水的DOC浓度升高而增加， N₂O排放速率与上覆水的NO^-₃-N浓度具有正相关关系，受NO^-₃-N浓度驱动。同时，植物形态和其碳氮含量影响植物淹水分解速率、进而影响养分释放和GHGs排放。     

风干和淹水过程对巢湖流域土壤和沉积物磷吸附行为的影响

巢湖湖滨带土壤和沉积物经历明显的干湿交替过程,其磷的迁移和转化方式亦有明显变化。风干作用能显著降低沉积物磷最大吸附量、提高吸附能并增加磷平衡浓度,从而对磷的吸附能力产生不利影响。淹水过程对土壤最大吸附量的影响取决于有机质的损失情况,好氧条件下有机质损失小,磷最大吸附量无明显变化,吸附能增强,磷释放量略有增加;而厌氧条件下土壤有机质含量与磷最大吸附量均显著降低,吸附能明显减小,磷释放量显著升高。因此湖滨带消落区干湿交替将明显促进底质生物可利用性磷的大量释放。在巢湖流域常见的土壤类型中,红壤对磷的缓冲能力最强。向底质中添加氯化铁和硝酸钙可有效控制磷释放,提高磷缓冲能力,增强底质对磷的保持和固定     

三峡库区干湿交替消落区土壤磷形态

结合三峡水库“蓄清排浊”、反季节调度模式,通过对消落区首次自然干湿交替土壤中磷的赋存形式、含量变化的分析,揭示了新生消落区土壤中磷的分布特征和释放规律。结果表明：水库夏季低水位运行时上覆水总磷含量远高于冬季枯水期高水位时上覆水总磷含量,且由于汛期径流量大,上下游上覆水总磷含量波动明显。自然干湿交替状态下土壤中不同形态磷分布规律一致,活性磷、有机磷含量变化程度剧烈,成为新生消落区上覆水内源磷负荷的主要来源,且库区首次蓄水至175 m后新生消落区土壤有机磷是土壤内源磷贡献的主要承担者。覆水初期干湿交替土壤各形态磷含量没有显著差异。覆水后消落区土壤总磷释放程度与本底土壤的总磷、有机磷、活性磷呈现出显著线性相关关系。新生消落区土壤作为潜在磷源,在成库初期对库区水质影响不大。
     

百花湖入库河流麦西河河口消落带土壤磷形态及其分布特征研究

应用磷形态标准测定方法（SMT）对百花湖（水库）入库河流麦西河河口消落带土壤不同形态的磷进行了分级测定,分析了各形态磷及与有机质、pH之间的相关性。结果表明：消落带A区(岸边土壤)总磷含量平均为1 298.8 mg/kg,B区(交界面土壤)平均为1 1712 mg/kg,C区(淹没区土壤)平均为1 0762 mg/kg。各种形态的磷在消落带分布特点不同：（1）各点OP含量A区>B区>C区,OP/TP的平均值为592%、607%、633%;（2）各点IP以Fe/Al P为主,消落带A区Fe/Al P占无机磷的比例平均为789%,B区为642%,而C区则为546%;（3）Ca P含量C区（1017 mg/kg）>B区（849 mg/kg）>A区（621 mg/kg）;（4）消落带A区土壤中活性磷组份（OP+Fe/Al P）占TP百分数为738%,B区为744%,C区为771%。消落带土壤活性磷组份较高,在适宜的条件下容易引起水体的二次污染,加快水体富营养化的进程     

三峡库区消落带农用坡地氮素流失特征及其环境效应

三峡库区消落带坡地的自发农用较为常见,消落带的这种利用方式可能加剧养分流失并对库区水环境造成影响。通过对库区2011~2013年3个落干期消落带农用坡地的地表径流、壤中流中氮素形态与浓度进行定位监测,研究消落带农用坡地氮素流失特征及其环境效应。结果表明：常规施肥下,消落带农用坡地侵蚀模数为1 443 kg/（hm2·a）,落干期内坡地平均径流量为230 mm,径流系数为0.58,其中壤中流流量占总径流量的77%。历次降雨产流事件中常规施肥处理时,地表径流、壤中流中TN平均浓度分别是4.85±0.85、20.73±2.05 mg/L,落干期地表径流（泥沙）和壤中流的TN流失量分别为6.63±1.19、35.22±3.38 kg/hm2,分别占当季施肥量的2.2%、11.7%。可见,随壤中流流失是三峡库区消落带农用坡地氮素流失的主要途径。与常规施肥处理相比,减量施肥处理使地表径流（泥沙）、壤中流TN流失通量分别显著降低了25%、48%,表明减少氮肥用量可以显著降低消落带农用带来的环境风险,建议消落带农用地氮肥进行减量施肥,使其既不影响作物产量,也显著降低氮流失。 关键词： 三峡水库;消落带;地表径流;壤中流;氮负荷;减量施肥     

三峡库区消落带农用坡地氮素流失特征及其环境效应

三峡库区消落带坡地的自发农用较为常见,消落带的这种利用方式可能加剧养分流失并对库区水环境造成影响.通过对库区2011～2013年3个落干期消落带农用坡地的地表径流、壤中流中氮素形态与浓度进行定位监测,研究消落带农用坡地氮素流失特征及其环境效应.结果表明:常规施肥下,消落带农用坡地侵蚀模数为1 443 kg/(hm2·a),落干期内坡地平均径流量为230 mm,径流系数为0.58,其中壤中流流量占总径流量的77％.历次降雨产流事件中常规施肥处理时,地表径流、壤中流中TN平均浓度分别是4.85±0.85、20.73±2.05 mg/L,落干期地表径流(泥沙)和壤中流的TN流失量分别为6.63± 1.19、35.22±3.38 kg/hm2,分别占当季施肥量的2.2％、11.7％.可见,随壤中流流失是三峡库区消落带农用坡地氮素流失的主要途径.与常规施肥处理相比,减量施肥处理使地表径流(泥沙)、壤中流TN流失通量分别显著降低了25％、48％,表明减少氮肥用量可以显著降低消落带农用带来的环境风险,建议消落带农用地氮肥进行减量施肥,使其既不影响作物产量,也显著降低氮流失.     

三峡库区腹心地带消落区土壤氮磷含量调查

消落区土壤中氮磷是上覆水体营养物质的潜在来源之一。在2008年底三峡蓄水至172 m之前,采样分析了小江（澎溪河）等库区5条典型支流淹没前的消落区土壤氮磷含量分布情况。在研究样区范围内,消落区土壤全氮均值为1317±0484 mg/g,变化范围在0459~2735 mg/g,而土壤全磷均值为0676±0282 mg/g,变化范围在0314~2799 mg/g。不同的土地利用方式消落区土壤全氮含量有明显差异,耕地消落区和园林地消落区的全氮值明显高于河滩地消落区。不同流域之间氮素差异也达到极显著水平,朱衣河和大宁河流域消落区土壤氮素要明显高于其他3条支流。但是,不同土地利用方式的消落区之间全磷差异不显著,不同流域之间磷素差异也不显著。相比长江中下游一些浅水湖泊的底泥,库区消落区土壤中全氮和全磷含量水平已处于偏高状态,向上覆水体释放的风险较大。小江流域的丰乐镇和养鹿镇、朱衣河的胡家坝地区是研究范围内释放风险高的区域.     

三峡库区万州段不同类型消落带土壤磷形态贮存特征

三峡水库成库以来,消落带土壤磷流失已成为水体富营养化的重要来源。通过对三峡水库消落带万州段长江干流及回水区苎溪河和密溪沟土壤磷形态分析,研究了不同水力特征和人类活动对消落带土壤理化性质及土壤磷形态分布的影响。结果表明：万州段消落带土壤pH值、有效磷(A P)含量分布特征为长江干流>苎溪河>密溪沟,阳离子交换量(CEC)分布特征为苎溪河>长江干流>密溪沟,有机质(SOM)含量分布特征为密溪沟>苎溪河>长江干流,总氮(TN)含量分布特征为苎溪河>密溪沟>长江干流,总磷（TP）分布特征为密溪沟>长江干流>苎溪河。土壤水溶态磷（H2O P）、盐酸提取态磷（HCl P）、氢氧化钠提取态磷（NaOH P）、碳酸氢钠提取态磷（NaHCO3 P）、残渣态磷（Residual P）分布特征为：Residual P(65514 mg/kg)> H2O P（5177 mg/kg)>HCl P(3999 mg/kg)> NaOH P(2588 mg/kg)> NaHCO3 P(2224 mg/kg),以Residual P和H2O P为主,在干湿交替的条件下H2O P将继续向水体迁移。人类农业及旅游开发活动或将影响土壤理化性质进而影响保肥性能,土壤氢氧化钠提取态有机磷（NaOH Po）和碳酸氢钠提取态有机磷（NaHCO3 Po）所占比例大小顺序为长江干流>苎溪河>密溪沟。消落带土壤磷各形态中氢氧化钠提取态无机磷（NaOH Pi）、碳酸氢钠提取态无机磷（NaHCO3 Pi）、NaHCO3 Po、H2O P均与有A P存在极显著相关性,其来源具有同源性。密溪沟氮磷污染不同源,密溪沟有农村居民且开发旅游,人类生活废水是磷素的主要来源,而氮素主要来源于农业施肥的流失。     

鄱阳湖滨岸土壤磷素吸附特征研究

分层采集鄱阳湖近水滨岸土壤进行磷的吸附动力学及等温吸附试验,探讨不同位置滨岸土壤的总磷(TP)含量及其对磷吸附解吸特性的差异。结果表明:不同滨岸带土壤TP差异极显著(F=7. 103,p 0. 01),赣江入湖口滨岸土壤总磷含量显著高于其他滨岸土壤,且0～20 cm土层TP含量(635 mg·kg~(-1))20～40 cm土层(393 mg·kg~(-1))。各滨岸土壤的磷素动力学过程相似:即分为"快速吸附(0～2 h)"、"缓慢吸附(2～24 h)"与"吸附平台( 24 h)"3个阶段,平衡吸附量(Q_e)最大值为216. 0 mg·kg~(-1); Langmuir模型对磷的等温吸附拟合度为0. 951～0. 995,表层土壤最大吸附量(Q_(max))高于下层土壤,饶河(629. 12 mg·kg~(-1))吸附量最大,康山大堤(340. 72 mg·kg~(-1))最小。滨岸表层土壤吸附解吸平衡浓度(EPC0)小于0. 1 mg·L~(-1),磷流失风险较小,东部滨岸土壤对外源磷的缓冲能力优于西南滨岸土壤,最大吸附量与TP呈现极显著正相关。     

三峡库区典型土壤酸碱缓冲性能及其影响因素研究

受酸沉降和化肥施用等外源性酸输入的影响,三峡库区土壤面临着严重的酸化威胁。通过选取三峡库区两种典型土壤(紫色土和黄壤)作为研究对象,采用酸碱滴定法对土壤酸碱缓冲性能及其影响因素进行了研究。结果表明:在一定的p H范围内,紫色土(p H 6.5~2.5、6.2~11.5)和黄壤(p H 5.6~2.8、5.5~10.7)的p H变化与外源性酸、碱加入量均呈线性相关关系。通过分段拟合获取的缓冲容量结果显示,紫色土酸、碱缓冲容量分别为101.3、34.6 mmol/kg;而黄壤酸、碱缓冲容量分别为105.3、38.0 mmol/kg。黄壤和紫色土主要受碳酸钙与阳离子交换的缓冲作用;缓冲体系及初始p H、机械组成等土壤理化性质的不同是导致库区典型土壤酸碱缓冲容量差异的主要原因,总体表现为黄壤酸、碱缓冲性能略优于紫色土。此外,由于近年来酸沉降和氮肥用量的增加,使得库区土壤面临的酸化威胁呈上升趋势。该结果对库区土壤环境容量和典型土壤酸化潜势等研究具有参考价值,还可为区域外源性酸临界值评估以及应对策略制定提供理论依据。     

三峡库区土壤中硒、碘、氟分布特征与规律研究

利用土壤表层样分析成果,研究了三峡库区土壤中硒、碘、氟等生命元素在不同土壤中的含量分布特征,探讨了不同地貌、植被覆盖条件下对其元素分布的影响,结果表明：三峡库区土壤的硒、碘含量较低,而氟含量较高,是低硒、低碘、高氟地区。地质背景是土壤硒、碘、氟的主要来源,灰岩分布区土壤中硒、碘、氟含量均高于其它类母岩分布区土壤,泥岩分布区硒、碘含量最低,砂岩分布区的氟含量最低。除受地质背景控制外,碘、氟还受土壤分布高程、植被等因素的影响。土壤分布高程越低,地形坡度越小,土壤中碘、氟含量越低。针叶林覆盖对土壤碘、氟起富集作用。土壤硒含量受其它因素的影响较土壤碘、氟小。     

三峡库区坡地果园间植草篱的水土保持效应

坡地果园水土流失对三峡库区生态环境和农业可持续性发展构成双重压力。以皇竹草篱为纽带间植于坡地果园营建复合生态模式,对草篱拦蓄泥沙、径流的效应进行了长期观测。结果表明：草篱间植的应用能有效减少坡地果园的水土流失,尤以侵蚀量减少更为显著,与传统果园经营模式相比,径流量减少了5871%~6574%,侵蚀量减少了7070%~7792%。同时,草篱间植的应用对减少养分的流失总量效果也相当显著,对减少库区面源污染,保持和提高坡地果园的土地生产力具有重要作用,为三峡库区坡地果园的利用与保护提供了技术与模式支撑。     

安徽省土壤氟含量及其赋存特征

氟是生态系统中一种重要微量元素,过量和不足都会影响人和动物健康,人体氟主要来自饮水和食物,土壤氟含量、形态以及土壤理化性质等影响着水和食物氟含量。以安徽省主要类型土壤为材料,采用连续化学提取的方法,测定了安徽省主要类型土壤全氟、水溶氟以及不同形态氟含量,分析了土壤氟形态与土壤理化性质的关系。结果表明：安徽土壤全氟含量1066～1 2367 mg/kg,平均为4852 mg/kg,全氟含量高低排序为菜地土＞潮土＞石灰土＞黄棕壤＞黄褐土＞水稻土＞砂姜黑土＞黄红壤,成土母质是影响土壤全氟含量的主要因素。土壤水溶氟含量042～2248 mg/kg,平均为338 mg/kg,水溶氟含量高低排序为菜地土＞砂姜黑土＞潮土＞黄棕壤＞黄褐土＞水稻土＞石灰土＞黄红壤,北高南低。土壤氟主要赋存形态是矿物态氟,占土壤全氟95%以上,水溶氟、交换态氟、铁锰氧化物结合态氟和有机结合态氟占土壤全氟5%左右。土壤水溶性氟含量与土壤pH呈极显著正相关,与土壤全磷含量呈显著正相关,相关系数分别为0660 2和0353 9,土壤交换态氟与土壤小于0001 mm土粒含量和土壤阳离子交换量呈显著正相关,相关系数分别为0338 4和0345 8,有机结合态氟与土壤有机含量呈极显著正相关,相关系数为0526 8     

三峡库区地方性氟中毒病区与非病区土壤氟地球化学

巫山、奉节是三峡库区最典型的地方性氟中毒区（简称地氟病区）。利用多目标地球化学调查方法,通过野外实地调查,大面积系统采集土壤深层、表层土壤样品、分析测试、数理统计,探讨了三峡库区沿长江各区县土壤氟含量、典型地氟病区与非病区深层、表层土壤氟的含量特征与差异。发现三峡库区沿长江各区县深、表层土壤氟含量均表现为：巫山＞奉节＞涪陵＞丰都、万州、开县、云阳、忠县、长寿。巫山、奉节表层土壤氟含量分别为全国土壤氟含量均值的2.598倍、1.883倍,丰都等6区县深、表层土壤F含量与全国均值基本相当。各地区表层土壤明显继承了深层土壤氟的地球化学特征。地氟病最严重的巫山县表层土壤氟富集程度最高,而最轻的长寿县表层土壤则表现出明显的氟淋失。地氟病区深层、表层土壤F含量均远高于非病区,土壤F含量与地氟病发病率间具极显著正相关,土壤F含量对发病率具有明显的影响。土壤F与土壤中造岩元素具显著正相关,主要来自于成土母质。     

南京地区农田土壤和蔬菜重金属污染状况研究

采集了南京市5县4郊5个环境单元（矿冶区、交通干线、工厂周边、污灌地、农产品基地）共100个样点的农田土壤及部分蔬菜样品,测定了重金属（Pb、Cu、Zn、Cd）的质量分数。结果表明,土壤Pb、Cu、Zn、Cd 质量分数的变化范围分别为26.1~4 138.8、16.5 ~3 375.1、46.0~3 587.6、0.09~17.61 mg/kg。不同功能区土壤重金属含量存在明显差异,以矿区周边农田污染最为严重,其次为污灌地和公路沿线农田, 部分农产品基地存在轻度Cd污染,工厂周边农田土壤污染相对较小。19个样点的青菜地上部重金属Pb、Cu、Zn、Cd质量分数的变化范围分别为0.11~7.11、5.04~76.42、36.8~364.3、0.04~2.96 mg/kg,同样以矿区周边污染农田的青菜样本重金属含量最高。青菜重金属含量与土壤重金属生物有效性含量和总量之间呈极显著相关。不合理的矿业开采和冶炼是导致南京地区农田土壤和蔬菜重金属污染的重要原因。     

江汉平原中低产土壤及其改良利用

在分析江汉平原中低产土壤形成原因的基础上，将其分为涝渍、漏瘠和粘结三种类型，提出了五条改良利用措施：１、渔农复合，增强调蓄能力；２、抗旱治渍、协调水气；３、增肥调养，增肥地力；４、选择适当作物品种和优良耕作栽培模式；５、综合治理、系列配套。