Effects of nitrogen application rate and a nitrification inhibitor dicyandiamide on methanotroph abundance and methane uptake in a grazed pasture soil

Methane-oxidizing bacteria (methanotrophs) in the soil are a unique group of methylotrophic bacteria that utilize methane (CH₄) as their sole source of carbon and energy which limit the flux of methane to the atmosphere from soils and consume atmospheric methane. A field experiment was conducted to determine the effect of nitrogen application rates and the nitrification inhibitor dicyandiamide (DCD) on the abundance of methanotrophs and on methane flux in a grazed pasture soil. Nitrogen (N) was applied at four different rates, with urea applied at 50 and 100 kg N ha^?1 and animal urine at 300 and 600 kg N ha^?1. DCD was applied at 10 kg ha^?1. The results showed that both the DNA and selected mRNA copy numbers of the methanotroph pmoA gene were not affected by the application of urea, urine or DCD. The methanotroph DNA and mRNA pmoA gene copy numbers were low in this soil, below 7.13?×?10³ g^?1 soil and 3.75?×?10³ μg^?1 RNA, respectively. Daily CH₄ flux varied slightly among different treatments during the experimental period, ranging from ?12.89 g CH₄ ha^?1 day^?1 to ?0.83 g CH₄ ha^?1 day^?1, but no significant treatment effect was found. This study suggests that the application of urea fertilizer, animal urine returns and the use of the nitrification inhibitor DCD do not significantly affect soil methanotroph abundance or daily CH₄ fluxes in grazed grassland soils.     

污水灌溉区土壤肥力及酶活性特征研究

通过野外调查和采样分析,研究了石家庄栾城县不同污水灌溉时间（0-52a）和不同层位（0-100cm）耕地土壤肥力及酶活性的分布特征。研究结果表明：与清灌对照点相比,污水灌溉区表层（0-20cm）土壤有机质含量、全氮含量、全磷含量、蔗糖酶活性、脲酶活性和磷酸酶活性、亚表层（20-40cm）蔗糖酶活性、磷酸酶活性和下层（40-60cm）蔗糖酶活性均相对较高,而下层有机质含量、全氮含量和底层（60-100cm）全氮含量均相对较低。4层土壤阳离子交换量和过氧化氢酶活性较对照点均无明显的变化规律。表层土壤全氮含量、蔗糖酶活性和磷酸酶活性、亚表层有机质含量、蔗糖酶活性和磷酸酶活性、下层蔗糖酶活性与污灌时间之间均存在显著相关性沪〈0．05）。上述特征反映了土壤肥力及酶活性对污灌的响应具有明显的层位效应和非同步性,而这些响应是由于污水中的营养物质输入土壤后引发微生物活性提高的“激发效应”所致。     

近30a气候变暖对宁夏植被的影响

研究气候变暖对中国北方农牧交错带植被活动的影响,将有助于地方政府在气候变化背景下科学开展植被恢复和生态保护。利用1982—2013年NOAA-VHP数据,基于Mann-Kendall检验、重新标度极差分析和集合经验模态分解等方法,研究了气候变暖对宁夏植被活动的影响。结果表明,宁夏近30 a的辐射亮温增温趋势明显,温度状态指数在1995年前后发生突变,由气候波动期转向持续增暖期;归一化植被指数的线性增长趋势显著(P0.01),上升幅度为0.012/10 a,植被状态指数在1990年前后发生突变,由植被退化转向持续恢复。植被状态指数与温度状态指数的相关性分析得出,在1995年之前气候变暖对宁夏植被活动的影响不明显,但1995年之后气候变暖对宁夏植被活动有明显促进作用,影响强度由强到弱依次是秋季、冬季、春季和夏季;引起这一变化的原因有两点,一是1995年为气候转向暖干的突变点,二是宁夏从20世纪90年代中后期开始实施了一系列的扬黄灌溉开发和生态治理工程,明显地改变了区域植被的分布格局与类型。     

分体式膜-生物反应器在废水处理中的工艺条件

对分体式膜-生物反应器(RMBR)处理废水进行了研究.进水COD_Cr:312～584mg/L,RMBR的出水CODCr在运行4d后＜15 mg/L并稳定.向生物反应器添加0.5g/L(混合液)的粉末活性炭(PAC)后出水COD_Cr＜4.22mg/L.膜侧污水流速在0.9～1.9m/s范围内,临界膜通量随膜侧污水流速的增大而增大.添加PAC,组合添加PAC和Al₂(SO₄)₃·18 H₂O均可有效提高临界膜通量.在膜侧流速1.9m/s的条件下,临界膜通量从72L/(m²·h)分别增至76L/(m²·h)和81 L/(m²·h)在22℃～30℃范围内,每升高1℃可提高膜通量1.9%.在连续运行100d中,RMBR可在无任何物理,化学清洗的条件下运行14d而透膜压力无增大,膜通量不降低.对于已污染的膜,水清洗、水碱共间清洗、水碱酸共同清洗可分别恢复至新膜膜通量的47%、83%、94%.     

企业建设项目竣工环境保护自主验收工作初探

简述了企业建设项目竣工环境保护自主验收政策的出台背景,介绍了自主验收目前取得的成效。针对现阶段工作中存在的自主验收缺乏有效监管及配套的技术支撑、企业主体责任意识不强等问题,提出了完善监督管理制度、提高企业主体责任意识、加强第三方验收监测机构管理、开展验收技术培训、规范建设项目变动认定管理等建议。     

池杉在三峡水库消落带生态修复中的适应性

冬季淹没和夏季干旱的交替作用会导致三峡水库消落带生态系统质量下降. 为了探索有效的生态系统修复方式,选用池杉树种开展了消落带林泽工程试验,并采用统计分析和RDA(冗余分析)排序对水淹胁迫下池杉的生长响应进行了研究. 结果表明:种植在海拔169 m以上的池杉经历两轮冬季淹水后成活率约为84.52%;树高、冠幅和枝叶密度平均变化量较小,分别为0.10 m、0.04 m和-0.11%,而胸径和枝下高变化明显,平均改变量分别为0.78 cm和-0.64 m;树高、胸径、冠幅和枝叶密度等指标变化率在没顶和部分淹水情况下存在显著差异. 部分淹水时,池杉对水淹胁迫的适应能力较强,随着淹水深度的增加,各生长指标变化量均呈下降趋势,部分植株有枯梢,没顶和部分淹水情况下枯梢率分别为43.56%和11.76%. RDA结果表明,水力条件和初始生长特征共同对淹水后池杉生长变化产生影响,二者对池杉生长指标变化的总体解释率为31.20%,独立解释率分别为11.90%、14.40%,共同解释率为4.90%. 池杉作为适应三峡水库消落带水位变动的本土耐淹树种,其经历水淹后的生长变化不仅与水位变动有关,同时也与其淹水前的生长状态有关. 研究结果有助于三峡水库消落带类似生态修复工程的进一步深入开展.      

重污染天气下电力行业排放对京津冀地区PM2.5的贡献

利用CAMx(区域空气质量模型)中的PSAT(颗粒物源示踪技术),分析了重污染天气下分区域、分行业的污染物排放对京津冀地区PM_2.5的贡献,设计了分行业排放的环境影响效率系数(EESCR)计算方法,并对“电能替代”(以电力行业产能替代民用能源消耗)情景方案下的排放进行模拟分析. 结果表明:在重污染天气背景下,电力行业排放对京津冀地区ρ(PM_2.5)的贡献率较低,各地均低于10%,并且区域排放的贡献次序为京津冀以外地区>京津冀其他城市>当地,这与电力行业高架源排放的特征有关,而工业和民用行业对区域排放的贡献次序相反. PM_2.5主要组分和前体物的分行业EESCR计算结果表明,电力行业ESSCR值均在y=1/2x趋势线之下,远低于其他行业,因此优先控制其他行业排放才是改善京津冀地区空气质量的关键.电能替代的情景模拟结果表明,电能替代是有效降低京津冀地区ρ(PM_2.5)的可行方式. 研究显示,充分利用电力行业高架源排放的特点和便于集中处理的行业优势,尽力降低因产能增长带来的排放增量,实施电能替代可成为改善区域空气质量的有效途径之一.      

退牧还草前后鄂尔多斯市生物资源产品消费的生态影响

为了明晰退牧还草工程前后生物资源产品消费结构变化对生态环境的影响差异,以内蒙古自治区鄂尔多斯市为例,通过对传统生态足迹计算中的“全球公顷”进行本地化处理,采用“省公顷”生态足迹法分析该地区1995年(退牧还草前)、2012年(退牧还草后)生物资源产品消费特点及其生态影响. 结果表明:与1995年相比,2012年鄂尔多斯市生物资源产品消费结构呈现多元化特征,由以粮食油料和肉蛋奶为主向多种食物种类转变,化石能源的大量使用使薪柴消费量相对减少;与此同时,2012年鄂尔多斯市粮食油料和薪柴消费的生态足迹消耗量均呈降低趋势(降幅分别为53.23%和86.49%),而蔬菜瓜果和肉蛋奶的生态足迹均有所增加(其中蔬菜瓜果增幅达到44.97%). 各种生物资源产品的消费主要是对耕地生态足迹的消耗,粮食油料对耕地生态足迹消耗量的贡献率由1995年的40.17%降至2012年的21.74%,而蔬菜瓜果和部分肉蛋奶的贡献率均有所增加. 2012年鄂尔多斯市生态赤字(2.738 4 hm2/人)低于1995年(3.438 2 hm2/人),生态效率亦明显较高,表明人类活动对自然资源的扰动、占用和对生态环境的影响均有所缓解,并且资源环境利用效率得到显著提升. 但该市生态赤字率仍然很高,伴随着外来人口的迁入,还需548.83×104 hm2的生物生产性土地面积才能满足2012年鄂尔多斯市常住人口对生物资源产品消费生态足迹的总需求. 研究显示,鄂尔多斯市生物资源产品消费结构的多元化转变在一定程度上可有效缓解其所产生的生态压力,生态效率的提高有助于进一步调解人地关系、改善生态环境.      

生物炭对土壤中重金属铅和锌的吸附特性

利用固定床热解实验装置在不同热解温度(300~700℃)下制备了3种生物炭[杨树枝炭(PBC)、水葫芦炭(WHC)和玉米秸秆炭(CSC)],以南京市铅锌银矿区周边的菜园土为对象,研究了生物炭种类、热解温度和生物炭添加量对土壤重金属(Pb和Zn)吸附特性的影响,并结合生物炭的孔隙度、XRD和FTIR等分析,初步探讨了生物炭对土壤重金属的吸附机制.结果表明,生物炭的添加均不同程度地降低了土壤中Zn和Pb的浸出含量,水葫芦炭对土壤重金属的吸附效果最佳,在热解温度为500℃和生物炭添加量为5%的条件下,水葫芦炭对土壤中Zn和Pb的吸附率分别为21.83%和44.57%,相应的单位吸附量分别为227.65μg·g~(-1)和363.76μg·g~(-1).随着热解温度的升高,生物炭对土壤中Zn和Pb的吸附率逐渐增大,且在热解温度为500℃和700℃下制备的水葫芦炭对土壤中Zn和Pb的吸附能力相差不大,这表明中等温度热解有利于水葫芦炭形成较好的理化特性.随着生物炭添加量的增加,水葫芦炭对土壤中Zn和Pb的吸附率逐渐增大,但单位吸附量却逐渐减小,当水葫芦炭添加量为10%时,其对土壤中Pb的吸附率可达93.93%.结合生物炭的理化结构和土壤重金属吸附实验的结果,可以推测离子交换和络合作用是水葫芦炭修复重金属污染土壤的主要作用机制.