氮沉降增加对青藏高原林地氮淋溶通量的影响

森林生态系统对大气氮沉降升高的响应机制是国内外学者研究的热点问题之一,近年来中国学者相继在温带森林和热带森林建立了氮沉降增加影响的野外实验平台,但关于氮沉降增加对青藏高原地区森林土壤氮素淋溶通量影响的野外原位研究匮乏。基于此,该研究于2012-2013年生长季,在青藏高原林芝地区云冷杉林通过野外模拟试验,研究了3种水平(0、15和30 kg/(hm~2·a)(以N为计,下同))及3种形态((NH_4)_2SO_4、NH4Cl和KNO_3)氮沉降增加对土壤可溶性氮素淋溶通量的影响。结果表明:林芝地区不同形态氮素的淋溶通量均存在显著的季节和年际变化特征,铵态氮(NH4+-N)、硝态氮(NO_3~--N)的生长季月淋溶通量为0.02～0.6 kg/hm~2,可溶性总氮(TDN)、可溶性总有机氮(DON)月淋溶通量为0.07～2.0 kg/hm2,不同形态氮淋溶通量峰值均出现在7-9月;森林穿透雨中硝态氮沉降通量的增加,对氮素淋溶通量具有明显的促进作用,造成NO_3~--N显著淋失(p0.05),且这种促进作用在施加低剂量硝态氮肥的处理上更为明显(p0.01);大气氮沉降增加对DON和TDN淋溶通量有显著的抑制作用,且随着氮沉降量的增加其抑制作用也随之增加。     

黄土塬区土地利用变化对硝态氮累积和淋溶的影响

为了分析黄土塬区土地利用变化对土壤中NO₃--N迁移规律的影响,在陕西长武黄土塬区沿东西方向设置6个样地,每个样地内均选择耕地、由耕地转变来的果龄10 a和20 a左右的苹果园(下称耕地、10 a果园和20 a果园)3种土地利用方式采集土壤样品,分析土地利用变化对NO₃--N迁移的影响,并初步评估其对地下水污染的潜在风险. 结果表明:不同土地利用方式下土壤中NO₃--N均出现累积现象,达到累积峰时的土层深度表现为果园＞耕地,NO₃--N最大累积量表现为20 a果园＞10 a果园＞耕地. 耕地、10 a果园和20 a果园土壤w(NO₃--N)平均稳定深度分别为300、400和500 cm,平均稳定值分别为2.4、2.5和2.6 mg/kg. 地下水中ρ(NO₃-)为15.3 mg/L,而3种土地利用方式下土壤中ρ(可移动态NO₃-)分别为14.2、26.2和26.3 mg/L,可见,与耕地相比,果园土壤中NO₃--N淋溶至地下水的风险更大. 但由于土地利用变化导致的土壤水分运动和地下水补给存在差异,各土地利用方式对地下水中NO₃--N的贡献率尚需进一步量化.      

硝化速率测定和硝化细菌计数考察脱氮效果的应用

通过对闵行污水处理厂、某石化厂污水处理厂生物脱氮系统硝化段活性污泥的硝化速率测定和硝化细菌计数，并结合其运行水质数据，分析了两污水处理的脱氮效果差异及其原因。结果表明，生物脱氮系统化段的硝化速经和硝化细菌数量是判断生物脱氮效果的重要依据。     

控释掺混肥对菜田土壤脲酶和氮转化功能基因影响及硝酸盐淋溶削减研究

以西蓝花为对象,研究了露地菜田不同施肥方式下土壤氮转化酶、氮转化功能基因及氮吸收量的差异,监测了西蓝花生育期内不同时期0～100 cm 土壤硝态氮含量动态变化.结果表明:①施氮处理(CF、CU80％和CU60％)土壤脲酶活性是缺氮处理(PK)的1.78～3.11倍,差异显著(p＜0.05),并且其AOA、AOB、nir...     

上覆水中碳氮浓度对黄河沉积物反硝化速率的影响

通过室内培养测定泥水界面N₂通量,研究了黄河沉积物的反硝化速率,分析了沉积物反硝化速率与上覆水碳、氮浓度和耗氧速率的响应关系。结果表明,对照处理（CK）平均反硝化速率为14.81±9.43 μg N/m2/h。碳、氮添加处理中,N1（4.5 mg N/L）和C1（2.4 mg C/L）沉积物反硝化速率最高,均值分别为21.99±12.45和24.33±14.38 μg N/m2/h。理论上,NO₃-N和溶解性有机碳添加浓度分别为9.8和4.0 mg/L时沉积物反硝化作用最大,且反硝化作用的最佳碳氮比为2.3。不同碳、氮水平上沉积物反硝化速率与耗氧速率的响应关系并不一致。低碳氮水平下反硝化速率与耗氧速率显著正相关;低碳、高氮水平下反硝化速率与耗氧速率不相关;而高碳、低氮水平下反硝化速率则与耗氧速率显著负相关。     

AOA系统厌氧时间和溶解氧对内源反硝化脱氮速率的影响

为了探索提升基于内源反硝化的厌氧/好氧/缺氧(Anaerobic/Oxic/Anoxic,AOA)工艺脱氮效率的方法,本研究分别考察了前置厌氧时间和好氧阶段溶解氧(DO)对内源反硝化脱氮速率的影响.结果表明:在进水COD浓度为155.1mg/L时,厌氧时间为60min,缺氧阶段内源反硝化速率(EDNR)最高;在不同的进水COD条件下,控制适当的厌氧时间,当内碳源中的聚羟基烷酸酯(PHAs)积累量达到峰值时,EDNR最高;EDNR受到好氧阶段DO过量或不足的影响,当DO控制为1mg/L时,EDNR最高.通过厌氧时间优化与DO控制可将EDNR分别提高31.7%,18.4%.本研究为AOA工艺提高后置缺氧阶段EDNR提供了可行策略,有利于AOA工艺设计与运行策略优化.     

曝气量和盐度对硝化型颗粒污泥脱氮速率及粒径分布的影响

采用SBR反应器,在交替缺氧/好氧模式下处理低C/N生活污水,考察曝气量、盐度对短程硝化好氧颗粒污泥脱氮速率及粒径分布的影响.结果表明,在25℃、pH为7.5～8.0条件下,当进水NH4+-N为65 mg·L-1时,控制曝气量分别为8.75、12.50和16.25 L·h-1·L-1,在第35、24和23个周期时NH4...     

分段进水A／O脱氮工艺反硝化速率的测定

采用分段进水A/O脱氮工艺中试装置,对活性污泥的反硝化速率进行测定,结果表明:反硝化过程存在3个速率明显不同的阶段,且随着反应时间的延长,反硝化速率逐渐降低.根据试验结果,提出城市污水厂缺氧选择池和生化反应池缺氧区设计计算时反硝化速率、水力停留时间的参考值.     

非甲烷总烃废气排放执行标准的探讨

从标准的制定依据、非甲烷总烃的定义及分析方法、分析原理等方面入手,结合实际监测情况,对现有非甲烷总烃标准中的最高允许排放浓度限值和最高允许排放速率限值进行剖析,提出了在监测过程中对排气筒非甲烷总烃污染物仅按排放速率标准进行评价并对最高允许排放速率限值进行适当从严调整的建议供探讨。     

珠江口海域总无机氮的遥感提取研究

利用珠江口海域2个航次36个站位的实测遥感反射率和总无机氮(TIN)数据,基于偏最小二乘回归思想,建立了珠江口海域无机氮浓度估算的遥感模型.建模中考虑了6种比值法.结果发现,不同波段与第6波段比值所建立的模型精度最高,故选用该比值法所建立的模型作为珠江口海域无机氮遥感提取模型.利用该模型得到的珠江口海域18站位无机氮浓度和实测值相比,其总体平均相对误差为9.06%,相对误差最大值为18.2%.将该模型用于1998年12月31日的SeaWiFS资料,得到了较好的估算结果.与1998年12月31日的实测资料进行对比分析,实测值与估算值的平均相对误差为31.9%,说明该模型的稳定性较好,能够适用于不同时相的SeaWiFS图像,可为珠江口海域无机氮含量的分布以及富营养化问题研究提供了实时监测的依据.     

聚丙烯酸钠(SP)保水剂对不同基质氮、磷、钾、钠淋溶的影响

保水剂正逐步运用于干旱半干旱地区的水土保持和节水农业中,而聚丙烯酸钠(SP)是其中一种重要的保水剂.为了弄清保水剂对元素淋溶的影响,进行了水解污泥、湖泊底泥、山地黄壤3种基质,4种SP添加比例(0、1.0%、2.5%、4.0%)的淋溶试验,并分析测定了淋溶液中的氮、磷、钾、钠.结果表明,添加SP使水解污泥、湖泊底泥和山地黄壤的氮总淋溶量分别增加了67.8%、37.0%和95.7%,磷总淋溶量分别增加了151%、436%和219%.3种基质氮淋溶量的分配相同,而磷淋溶量的分配不同,说明不同基质中淋溶氮的类型相同,淋溶磷的类型不同.添加SP使水解污泥钾的总淋溶量增加了大约19%,而对湖泊底泥钾的总淋溶量无显著影响,却使山地黄壤钾的淋溶量降低了约67%,SP对钾淋溶的影响效果受基质类型和SP本身所含钠的影响.不同基质钠淋溶量都随SP添加比例的增加而显著增加,但它们淋溶量的分配模式各不相同,说明不同基质钠的来源不同.水解污泥淋溶的钠主要来自基质本身钠的活化,湖泊底泥淋溶的钠主要来自基质的活化和SP中的钠,而山地黄壤淋溶的钠主要来自SP中的钠.总之,SP保水剂处理下的元素淋溶量及其分配受SP比例、基质类型和元素类型影响,使用SP保水剂既能活化基质的氮、磷等养分,有利于植物生长,也具有增加钠离子从而导致土壤碱化的风险.     

莫氏马尾藻(Sargassummcclurei)对氮和磷的吸收

采用单因子和正交实验方法,研究了温度、盐度和光照度对莫氏马尾藻(Sargassummcclurei)氮和磷吸收速率的影响。结果表明,温度、盐度和光照度对莫氏马尾藻氮吸收速率有显著影响(P0.05);莫氏马尾藻氮吸收最适温度范围在20~25℃,光照度为(60~140)mol/(m2s),盐度为20~30。温度和光照度对莫氏马尾藻磷的吸收速率有显著影响(P0.05),莫氏马尾藻对磷吸收最适温度范围30~35℃,光照度为(60~100)mol/(m2s)时;盐度对莫氏马尾藻磷吸收速率影响不显著(P0.05)。正交实验结果显示,影响莫氏马尾藻氮和磷吸收的主要因子为温度和光照度,在温度20~25℃、光照度100 mol/(m2s)和盐度30条件下,莫氏马尾藻氮和磷的吸收速率最大。结果说明通过控制栽培的深度来调节光照度,可有效地提高莫氏马尾藻对海水中氮和磷等营养盐的吸收速率。因此在亚热带海域大量栽培莫氏马尾藻能够有效地降低海水的富营养化程度。     

巢湖滨岸水塘洼地沉积物反硝化速率及对外源碳氮的响应

2018年10月至2019年8月,在巢湖西半湖北侧滨岸筛选3个典型水塘洼地,采集表层沉积物及上覆水样,开展外源碳氮浓度梯度培养实验,解析底质反硝化速率对碳氮的限制性,并识别主要环境影响因素.结果表明:①洼地蒲草、水塘芦苇、水塘蒲草等3种植物丛沉积物对照样的反硝化速率[mg·(kg·h)^-1]分别为2.15～10.87(均值为6.47)、 2.08～10.65(均值为6.97)、 2.06～10.88(均值为6.76),彼此间差异性不显著;②总体上,外源氮(硝态氮)的添加可以明显提高沉积物的反硝化速率,表明硝态氮为反硝化过程的限制性因素;③外源碳(葡萄糖)的添加导致植物丛沉积物反硝化速率明显下降,表明有机碳对沉积物反硝化产生了抑制作用;④外源碳氮同时添加明显提高了沉积物反硝化速率,除10月洼地蒲草丛和6月水塘蒲草丛低碳氮浓度沉积物反硝化速率相对较高以外,其它情形均表现为高碳氮浓度沉积物反硝化速率更高.     

温带典型草原土壤总有机碳及溶解性有机碳对模拟氮沉降的响应

2008年5月～2011年10月,以内蒙古温带典型草原为研究对象,利用小区模拟控制试验,设置对照[0 g·(m2·a)-1]、低氮[5 g·(m2·a)-1]、中氮[10 g·(m2·a)-1]、高氮[20 g·(m2·a)-1]这4个净氮输入量处理,模拟研究了大气氮沉降水平变化对土壤总有机碳(TOC)以及溶解性有机碳(DOC)含量、年际变化及其垂直分布格局的影响,并分析了两者之间的关系.结果表明,除个别年份外,土壤TOC与DOC含量均随土壤深度增加而递减,4 a的连续施氮并未改变土壤TOC与DOC的垂直分布规律,但施氮降低了土壤TOC的垂直变异,增加了土壤DOC的垂直变异;施氮4 a对于草地表层0～20 cm土壤TOC与DOC含量的变化并未表现出显著影响(P>0.05).不同氮输入水平处理0～20 cm土层有机碳密度在3.9～5.6 kg·m-2之间变动,试验前两年不同氮处理0～20 cm土壤有机碳密度均低于对照或与对照接近,试验后两年,施氮对土壤总有机碳密度逐渐呈现出一定的促进作用,但与对照的差异仍不显著(P>0.05);不同处理0～20 cm土层DOC/TOC约为0.32%～1.09%,氮输入增加普遍降低了DOC在整个TOC中所占的比例;草地土壤TOC与DOC的变化呈显著正相关(P<0.01).不同处理草地土壤DOC随时间的变异均远大于TOC,与TOC相比,草地土壤DOC的变化更为迅速,是研究草地土壤碳库对氮沉降变化响应的重要敏感性指标.     

江西省不同农田利用方式对土壤碳、氮和碳氮比的影响

基于江西省16582个农田耕层(0~20 cm)土壤样点数据,运用实地调查、数理统计与地统计学等分析方法,探讨了不同农田利用方式(水旱轮作、一季旱地、两季旱地、一季水田和两季水田)对土壤有机碳(SOC)、氮含量(TN)和碳氮比(C∶N)的影响.结果表明,江西省耕层土壤SOC、TN含量和C∶N比分别为5.22~34.56 g·kg~(-1)、0.26~3.06 g·kg~(-1)和2.98~52.67,均处于中等偏上水平.经半方差函数分析,江西省土壤SOC、TN和C∶N比的空间变异主要是由随机性因素引起的;方差分析显示,不同土地利用方式下耕地土壤中SOC、TN和C∶N比存在显著差异,土壤SOC和TN含量表现为两季水田水旱轮作一季水田一季旱地两季旱地,而土壤C∶N比则表现为两季水田两季旱地一季水田水旱轮作一季旱地,土壤C∶N比对估测区域土壤有机碳储量具有良好的指示作用,因此,从土壤C∶N比角度考虑,水田更有利于SOC的贮存,有利于增加土壤汇集碳氮的能力.Pearson相关性分析表明,5种利用方式下经度、纬度和海拔与土壤SOC、TN含量和C∶N比具有显著的相关关系.     

1985—2016年南漪湖湖泊面积变化对沉积速率及泥沙输移通量的影响

通过测试南漪湖2008年、2014年和2015年沉积物柱芯中的环境放射性核素²¹⁰Pb_ex和¹³⁷Cs,辅以相互印证的²¹⁰Pb CRS计年模式和¹³⁷Cs定年时标方法,定量估算了南漪湖过去百余年间的沉积速率变化;基于遥感目视解译方法获得了南漪湖1985—2016年湖泊面积时空变化,结合构建的湖泊泥沙输移模型,定量估算了南漪湖出湖河流的年均泥沙输移量;基于此,进一步分析了湖泊沉积速率和泥沙输移通量与湖泊面积变化之间的相关关系。结果表明:南漪湖同一湖区不同年份沉积物柱芯剖面中²¹⁰Pb_ex和¹³⁷Cs比活度分布特征相近,²¹⁰Pb_ex比活度遵循随深度增加而减小的趋势,¹³⁷Cs则在24和16 cm左右分别记录了1954年首次沉降和1963年最大沉降蓄积峰值;南漪湖沉积速率整体呈现波动变化趋势,在20世纪50年代前后沉积速率出现极大值,随后至采样年份该沉积速率呈缓慢上升趋势,这种变化可能与不同历史时期的自然因素和人类活动密切相关;过去31年间,南漪湖湖泊面积整体上呈缩小趋势,减少了57.37 km²,主要集中于西北、东北和东南部等区域,湖泊周边过度围垦是影响湖泊面积变化的主导性因素;南漪湖出湖河流的年均泥沙输移量约为1 904.60 t/a,湖泊沉积速率和泥沙输移通量受湖泊面积变化影响较大,随着湖泊面积的增加,湖泊沉积速率和泥沙输移通量分别呈指数降低和线性增加的趋势。     

基于外部性理论的区域耕地保护补偿机制研究——以山东省潍坊市为例

论文通过研究认为耕地保护收益区域分配不平衡是我国耕地快速减少的主要原因之一,构建区域耕地保护补偿机制有利于提高地方耕地保护积极性,抑制耕地减少趋势。论文以经济外部性理论为依据,建立了区域耕地保护补偿机制的理论模型和经验模型,理论模型重点模拟区域耕地保护外部性的影响及对策,而经验模型则探讨了补偿的主体、补偿标准的计算、补偿方式、制度保障和机构设置;最后以潍坊市为例,计算了2005年潍坊市各区市县的区域耕地保护补偿标准,将潍坊市12个县级行政单元划分为7个保护区和5个补偿区,模拟构建了潍坊市2005年区域耕地保护补偿机制。结果表明:在耕地保护外部效益得到补偿后,保护区的土地利用效益得到提升,其保护耕地的积极性也将随之提高,区域耕地保护外部性带来的耕地资源浪费和耕地保护效率缺失问题得到有效解决。     

不同形态氮对洋河水库螺旋鱼腥藻和惠氏微囊藻生长的影响

利用室内培养试验比较研究了硝酸盐氮和氨氮对洋河水库螺旋鱼腥藻和惠氏微囊藻生长的影响. 结果表明:ρ(氨氮)和ρ(硝酸盐氮)均在0.05～10 mg/L内时,螺旋鱼腥藻的生长曲线无显著性差异,氨氮更有利于螺旋鱼腥藻的生长;在0.05～10 mg/L内,ρ(氨氮)和ρ(硝酸盐氮)的升高能明显促进惠氏微囊藻的生长,但高浓度的氨氮可能会抑制其生长. 当ρ(硝酸盐氮) 为0.05 mg/L时,螺旋鱼腥藻比生长速率(0.239 d-1)大于惠氏微囊藻(0.166 d-1); ρ(氨氮)为0.05和0.5 mg/L时,螺旋鱼腥藻的比生长速率分别为(0.266±0.012)和(0.303±0.005)d-1,大于惠氏微囊藻的比生长速率(0.096±0.004)和(0.272±0.008)d-1. 提示在ρ(氨氮)和ρ(硝酸盐氮)较低的培养条件下,螺旋鱼腥藻比生长速率更高,更易成为优势藻种. 洋河水库近2年优势种逐渐从螺旋鱼腥藻转变为惠氏微囊藻,可能是水体中ρ(氮)的变化所致.      

基于粗糙集和支持向量机的标准农田地力等级评价

标准农田是耕地的精华,是确保国家粮食安全的关键。科学评价标准农田地力等级对标准农田培肥和土壤改良有着重要意义。将粗糙集(Rough Set,RS)理论和支持向量机(Support Vector Machine,SVM)相结合,提出了基于RS和SVM的标准农田地力等级评价方法,同时,利用遗传算法的并行搜索结构和模拟退火的概率突跳特性,提出了GASA优化SVM参数算法。该方法首先在确定标准农田地力等级评价指标的基础上,利用地力调查样本数据及传统的指数和法评价结果构建RS决策表,应用RS穷尽算法对决策表进行约简,剔除冗余的评价指标,然后用约简后的评价指标作为SVM的输入,运用GASA优化SVM参数算法对SVM进行训练,建立标准农田地力等级的RS-SVM评价模型。应用该方法对温州市鹿城区标准农田地力等级进行评价,与未用RS约简的SVM模型和BP神经网络模型评价结果进行对比,SVM模型和BP神经网络模型的输入指标数均为15个,其评价正确率分别为100%和90%;RS-SVM模型的输入指标数为14个,其评价正确率分别为100%,结果表明,该方法通过RS约简评价指标后,SVM评价精度并没有降低,但降低了SVM输入向量维数和计算复杂度,提高了训练效率;SVM 用于标准农田地力等级评价,具有比BP神经网络更高的评价精度,可有效用于标准农田地力等级评价,为耕地地力评价提供了新方法。