高原山地城市农田氮、磷表观平衡演变特征——以昆明市为例

氮、磷平衡是影响农田污染潜势和农业生产的主要因子.农田化肥过量施用导致的氮、磷大量流失已成为我国非点源污染的重要来源.本研究基于农田氮、磷表观平衡模型,以高原山地城市昆明市为例,评估了1980—2015年农田的氮、磷输入、输出与平衡演变特征.结果表明:①1980—2015年,昆明市农田氮平衡始终处于盈余的状态,盈余量以4070 t·a~(-1)的速度上升,而农田磷从1981年开始转变为盈余状态,盈余量以590 t·a~(-1)的速度上升,农田氮盈余量增长速度高于磷盈余量增长速度,未来农田氮污染潜势可能高于磷;②化肥和有机肥是昆明市农田氮、磷输入的主要来源,自1995年化肥取代有机肥成为氮输入的主要来源,自1983年起化肥成为农田磷的最大输入项;③氮、磷输出量均呈现逐年增长趋势,其中,氮输出量增长速度为3430 t·a~(-1),磷输出量增长速度为100 t·a~(-1),农田氮、磷输出量远低于输入量;④昆明市农田氮、磷平衡特征在不同海拔区域呈现显著异质性,1980—2015年海拔2400 m以下的农田氮、磷表观平衡情况变化最为明显,平均增长了12.48倍,2400 m农田变化次之,2400 m以下农田变化较小.     

湖南锡矿山周边土壤-农作物系统锑迁移转换特征及污染评价

为了解湖南锡矿山周边土壤与农产品锑(Sb)含量特征和污染状况,为锑矿区土壤锑污染防治和农田安全利用提供科学依据.以湖南锡矿山为研究区,采集周边不同区域农田土壤及相应农产品,共计193对,通过分析土壤锑含量、基本理化性质和农产品锑含量,研究锑在土壤-农产品系统中迁移和转换特征,并且对土壤及农产品进行安全评估.结果表明,矿...     

多氯联苯复合污染农田土壤的植物协同修复效应

采用田间微域试验,初步研究了紫花苜蓿与海州香薷、伴矿景天在不同栽培模式下对多氯联苯(PCBs)复合污染农田土壤的协同修复作用.结果表明,紫花苜蓿与海州香薷、伴矿景天混作对PCBs复合污染土壤的修复效果明显高于紫花苜蓿单作,其中紫花苜蓿-海州香薷混作、紫花苜蓿-海州香薷-伴矿景天混作种植120d后,土壤中PCBs含量比紫花苜蓿单作时分别降低43.0%和47.8%,强化效果显著.与紫花苜蓿单作相比,紫花苜蓿与海州香薷、伴矿景天混作可有效提高植株总生物量,增强植物对土壤中PCBs的吸收富集能力.土壤PCBs同系物分析结果表明,种植植物可有效降低土壤中低氯代PCBs含量,植物混作栽培模式可以促进高氯代PCBs组分向低氯代PCBs组分的转变.可见,紫花苜蓿与海州香薷、伴矿景天混作对多氯联苯复合污染农田土壤具有较好的协同修复作用.     

基于过程的河北平原农田生态系统稳定性评价

论文旨在探讨河北平原区农田生态系统稳定性的概念及内涵,构建稳定性评价指标体系并进行定量评价实证研究。首先,在总结生态系统领域有关稳定性研究相关成果的基础上,结合农田生态系统稳定性的特点,给出了农田生态系统稳定性的概念,并分析了其稳定性内涵。然后,以县域为研究单元构建了一个包括产量形成、投入产出、土壤生态等主导过程及生态环境效应4个方面22个具体指标的评价指标体系。最后,构建了区域农田生态系统稳定性评价的数学模型;并以雄县为例,运用所建模型进行评价,发现1995~2005年该区农田生态系统稳定性水平变化较大且呈阶段性发展,1995~1999年呈直线式逐年下降,2000~2005年呈波浪式发展,且投入产出过程对该区农田生态系统稳定性影响最大。     

安徽省宿州市煤矿周边农田土壤重金属含量及污染评价

首先对宿州市朱仙庄矿、芦岭矿、祁南矿和桃园矿以100m、300m和500m为步点进行采样,利用X-Ray荧光光谱仪对Zn、Cr、Cd、Pb、As、Cu等六种重金属元素进行测定。针对多数综合评价研究中存在的信息遗漏和主观问题,采用物元分析法和主成分方法对宿州市煤矿周边农田土壤重金属污染程度进行评价。结果显示:1)在距矿100m处,Cr元素只有在朱仙庄矿属于中度污染,其余三矿均属于严重污染;Cd和As元素都属于轻度污染。距矿区300m处,Cr元素在祁南矿属于严重污染,其余三矿属于中度污染;As元素都属于轻度污染。在距矿500m处,除Cr和As元素外,其余元素大多属于清洁等级。2)对于区域综合关联度,各矿区在100m处均隶属于轻度污染,而在300m和500m处均属于清洁等级。3)在随着距矿距离增大时,土壤污染程度都在下降,即使属于同一等级,隶属度也在减弱。     

气候变化下西北地区农田水分平衡的模拟与分析

在全球变暖的背景下,系统分析气候变化及其对农田水分平衡的影响,对西北地区,乃至全国的生态环境和社会经济可持续发展具有重要的现实意义。论文从水分平衡的角度出发,以县域为基本单元,在10a尺度下,通过构建农田水分平衡模型,全面刻画了气候变化下近40年来西北地区天然状态下农田水分平衡的基本特征及演变态势。结果表明:水分亏缺是西北地区天然状态下农田水分平衡的主要特征,全区亏水量呈现由东南向西北、由高山向盆地递增的空间分布格局;40年来,西北地区农田水分平衡呈现西降东升的态势,新疆大部及河西走廊西部的部分县市,农田亏水量显著降低;西北中部及东部地区大部分县市,40年间农田亏水量呈"W"状波动,近10年亏水最为严重;河西走廊以及新疆大部分县域农田水分平衡年际间变幅较小,中东部地区变幅较大;西北地区降水与农田水分平衡呈显著的正相关,最高温度、最低温度与农田水分平衡的相关性不明显,蒸散量与农田水分平衡呈显著的负相关。     

有色多金属矿山砷污染对生态环境的影响及其治理分析

砷是一种易使人致癌和对动、植物生长有较大危害的有毒微量元素。我国的砷矿资源主要以伴生砷矿赋存于有色多金属矿床中,含砷有色多金属矿床的采、选、冶加工等,是砷污染的最主要来源,含砷废石尾矿的大量堆积被氧化和淋滤溶解,砷对矿区下游水体、农田和生态环境都造成不同程度的污染危害。针对砷的污染危害,从废水治理、土壤生态治理、生物修复及综合利用等方面提出了治理砷污染的对策。     

气候和土地利用变化对上海市农田生态系统净初级生产力的影响

以上海市主要植被类型农田为研究对象,利用大气-植被相互作用模型(AVIM2)模拟的近50年上海市农田净初级生产力(NPP)以及1987、1997和2004年上海市的TM遥感影像数据,分别计算了气候变化和土地利用变化对上海市农田生态系统NPP总量变化的影响.研究结果表明,如果只考虑气候变化,1961～2006年上海农田年平均NPP值增加了64.37g·m-2(以C计),平均每年增长1.43g·m-2.年平均温度和降水量均与NPP显著正相关.另一方面,上海农田面积占总面积的比例由1987年的76%递减到2004年的43%.在土地利用变化和气候变化双重因素的驱动下,自20世纪80年代以来,上海农田NPP总量减少了42%;相对于气候变化影响,土地利用变化对农田NPP总量影响较大,其中,20世纪80年代到90年代,土地利用变化对NPP总量变化的贡献率占78%;20世纪90年代到21世纪初土地利用变化的贡献率达92%.     

微生物诱导微细粒硫化矿的絮凝浮选工艺研究

从湖南有色金属研究院采集的硫化金属矿渣中筛选出氧化亚铁硫杆菌,并将其应用于微细粒硫化矿的絮凝浮选实验研究。借助动电测定、微生物电镜观察研究了T.f菌与微细粒硫化矿在絮凝浮选实验中的作用形态。Zeta电位测定和微生物电镜观察结果表明,T.f菌在微细粒硫化矿表面形成了特效吸附;絮凝浮选数据表明,T.f菌作用后的微细粒硫化矿,Zn的品位提高到34%,回收率达到68.56%。这一研究为微细粒矿物废渣的资源回收提供了一条新的工艺路线。     

矿集区农业土壤剖面地球化学元素分布特征研究

对尤溪铅锌矿集区的重金属矿开发区、冶炼区的土壤重金属进行剖面状况研究和评价。结果表明:尤溪矿集区土壤重金属剖面含量较高,尤其Cd、As、Zn的含量分别是表层土壤重金属的1.74,1.33,1.50倍。文章采用了传统经典的地累积指数评价法对矿集区进行了评价,发现金属矿山开采区重金属污染程度较为严重,而金属冶炼厂附近人为污染程度较重。本研究发现矿集区农田的主要污染物来源为矿产开发、废岩、尾矿泥、选矿废水以及大气飘尘等。     

硫酸铵、稀土钇对蚯蚓急性毒性研究

针对稀土钇矿原地浸矿工艺对农田土壤环境的影响,采用自然土壤法研究了稀土钇和硫酸铵(浸矿剂)污染对蚯蚓的急性毒性效应。结果表明:稀土钇及硫酸铵单一染毒均为低毒性,14 d对蚯蚓的LC_(50)值分别为1 216.57 mg/kg、4 293.53 mg/kg;在硫酸铵浓度高于4 400 mg/kg的条件下,稀土钇毒性明显增加并产生协同作用;于食物链底端的蚯蚓对稀土钇具有富集性,可能造成食物链的逐级富集。     

铁合金矿热电炉大气污染控制对策研究

根据重庆市某县锰矿资源、环境实际情况,在分析12500kVA铁合金矿热电炉生产硅锰合金所产生的大气污染物状况和特性的基础上,着重就大气污染防治的工艺技术路线和效果进行了深入的分析研究,提出了有效减轻环境空气污染影响的大气污染控制对策措施。     

岷江中下游生态景观格局变化

以生态景观理论为基础,地理信息与遥感技术为支撑,对三期遥感影像数据,1990年和2002年TM数据、2014年ETM+数据进行土地覆被变化监测,景观格局指数定量分析,面积转移矩阵统计,对9种社会与自然驱动力因素降维转化,分析景观格局变化主要驱动力因素,研究结果表明:(1)研究区内景观类型面积排序:林地草地农田水域居民地裸地。1990—2014年期间林地所占比例由78.03%下降到68.97%,农田比例由6.85%上升到10.91%。居民地所占比例升高了4.1%。(2)农田发生变化的区域主要分布在岷江、大渡河两侧以及西南山地附近。林地减少的区域主要在岷江、青衣江、大渡河交汇的西北部。1990—2002年,林地分别向草地和农田转化了14061.0 hm~2和13891.0 hm~2;此外,水域向裸地转化了214.3 hm~2。2002—2014年,林地向草地、农田、居民地分别转化了3932.0 hm~2、3240.0 hm~2、801.0 hm~2;同时草地景观向农田、居民地进行了转化,分别为10164.0 hm~2、826.0 hm~2。(3)PC1和PC2主成分载荷超过0.8的变量中,导致区域景观发生变化的主要驱动力因子是农业耕作面积扩大和城市化进程。     

模拟酸雨对不同pH值土壤农田系统暗呼吸的影响

为研究酸雨对不同pH值土壤农田系统呼吸的影响,选择酸性(pH 5.48)、中性(pH 6.70)、碱性(pH 8.18)水稻土,以冬小麦为实验对象在2005~2007年期间进行了盆栽实验.种植期间利用雨水T1(pH 6.0)、T2(离子浓度为T1的2倍,pH 6.0)、T3(离子浓度为T1的2倍,pH 4.4)进行喷淋,并采用静态暗箱-气相色谱技术测定农田系统暗呼吸速率.结果表明,酸雨通过影响农作物的呼吸过程而对农田系统暗呼吸产生影响,且农田系统可适应酸雨污染.2005~2006年,酸雨提高了碱性土壤(S3)农田系统平均暗呼吸速率,S3T3分别比S3T1、S3T2高23.6%2、7.6%(p<0.05),但对酸性土壤(S1)和中性土壤(S2)农田系统平均暗呼吸速率无显著影响(p>0.05).在3~4月,雨水离子浓度升高可促进酸性土壤农田系统暗呼吸,雨水pH值降低可抑制酸性土壤农田系统暗呼吸.结果证实,在酸雨对农田系统暗呼吸影响过程中,土壤酸碱性、农作物发挥了重要作用.     

川渝地区农业生态系统氧化亚氮排放

基于县级农业活动水平数据及区域氮循环模型IAP-N方法,并根据地理特征、环境气候条件及地区行政区划将川渝地区划分成4个亚区,详细估算了1990~2004年川渝地区农业生态系统氧化亚氮(N2O)的排放及其时空分布状况.结果表明,川渝地区1990~1994、1995~1999、2000~2004年农业生态系统N2O年平均排放量(以纯氮量计)分别为52.3、58.2、62.0 Gg/a,其中55%来自农田直接排放.3个时期农田直接排放量分别为29.6(7.6~63.3)、33.0(8.4~71.8)、34.0(8.5~75.8)Gg/a,农田直接排放通量分别为4.73、5.39、6.11 kg/(hm2.a).农田旱作是农田N2O直接排放的主要源,水旱轮作对农田N2O直接排放的贡献也很大.川渝地区农业生态系统N2O排放量以及农田N2O排放通量,1995~1999年期间比1990~1994年期间增长幅度较大;2000~2004年期间,农田N2O排放通量增长速度未呈现减缓趋势,但由于耕地面积减少,农田N2O排放量增长呈现停滞状态.川渝地区农业生态系统N2O主要排放地区分布在成都平原和重庆地区,各区域的N2O排放源贡献各...     

川中丘陵地区近55年来农田生态系统植被碳储量动态研究——以四川省盐亭县为例

通过农田样方观测与实验分析获得主要农作物的含碳率、经济系数、果实水分系数,再根据盐亭县近55年来(1949~2004年)农作物产量与耕地面积的相关数据,估算了该区农田生态系统植被碳储量与碳密度的动态变化。结果表明,近55年来该区农田植被碳储量和植被碳密度都有一定程度的提高,具有碳汇效应;但植被碳储量和碳密度很不稳定。植被碳储量以大春作物为主(占总碳储量的70.80%);近期大春作物的比重略有下降,而小春作物所占比重则略有上升。今后该区应加强农田基本建设,维持农业生产和农田植被碳储量的稳定;改进农业生产技术和管理水平,提高作物单产、农田植被碳储量和碳密度;适度扩大水稻、马铃薯和油菜等作物的种植面积,稳定小麦播种面积。     

干旱区绿洲内城市(镇)扩展的空间辐射效应

近几十年来,干旱绿洲区城镇村居民用地的增加加剧了相邻区域土地利用/覆被的变化。以甘州区、临泽县城和高台县城1985年的城市(镇)空间域为辐射核心,在辐射半径不相交的条件下,以间隔2 km为辐射半径,采用GS技术中的缓冲分析对黑河中游张掖绿洲1985、1995和2006年3个时期的土地利用/覆被时空变化进行了分析。结果表明:张掖绿洲的土地利用/覆被变化以农田和城镇村居民用地增加、草地和未利用土地减少为主要特点。在空间尺度上,农田和城镇村居民用地随离核心城镇区的距离的增加而减少,而草地和未利用土地则相反。在时间尺度上,农田和城镇村居民用地在不同的时间段都呈增加的趋势,其中农田的增加主要在辐射距离10 km的范围,城镇村居民用地的增加主要在辐射距离4 km的范围;而林地、草地、水域和未利用土地基本呈降低的趋势,但是在1985—1995年间林地、水域和未利用土地在距离核心区6~8 km和12~14 km内也有增加。从土地流转特点来看,绿洲内部城镇扩展是以农田、草地和林地转换为城镇村居民用地为主,这一变化趋势随距离城市核心区的距离增加而逐渐降低。     

长江中游地区生态系统格局动态演变特征

利用3期(2000、2005、2010年)遥感分类数据为基础数据源,对长江中游地区2000~2010年生态系统格局动态变化特征进行了分析。结果表明:长江中游地区主要存在6种生态系统类型,其中以森林生态系统和农田生态系统为主,二者面积约占全区域总面积的58%和31%。各生态系统面积大小依次为:森林生态系统农田生态系统湿地生态系统城镇生态系统草地生态系统其他生态系统。森林生态系统、草地生态系统等绿色生态空间主要呈环状结构分布。农田生态系统主要分布在中部江汉平原地区。湿地生态系统则主要分布在洞庭湖地区和鄱阳湖地区。10年间,区域内生态系统均发生明显变化,以城镇生态系统变化幅度最大,增长约25.45%。湿地生态系统变化幅度最小,约为0.03%。空间转移最显著特征为农田生态系统转为城镇生态系统,呈现极端非平衡态势。     

佛山市畜禽污染空间分布及预警分析

根据佛山市2012年畜禽饲养情况、有效农田面积等统计资料和各种参数估算,以区为单位,详细分析了佛山市2012年畜禽粪尿产生及养分总量空间变化特征,并以此为基础分析有效农田畜禽粪尿的猪粪当量的负荷量,并对各区的耕地畜禽粪便承受程度进行了风险评价和预警分析,结果显示,佛山市2012年畜禽粪便年产生量达201万t;畜禽粪便农田平均负荷量50.81 t/(hm~2·a);5个区的农田畜禽粪尿负荷预警级别平均已经达到Ⅳ级,特别是顺德区已达到较高级别的预警,亟需进一步采取措施加强畜禽养殖业粪尿染物治理。     

浅谈重金属污染农田的修复方法——以黑麦草治理花垣铅锌矿区农田土壤重金属污染为例

本文以黑麦草修护湘西花垣铅锌矿区农田土壤重金属污染为例,阐述了我国及湖南省重金属污染农田现状,综述了国内外有关农田重金属污染土壤修复技术的原理及其优缺点。同时分析了黑麦草在花垣铅锌矿区农田土壤重金属区的治理情况及其黑麦草修复方法的优缺点,在此基础上提出了一些综合治理的建议。