青藏高原冬、春季沙尘暴频次时空分布特征及其环流背景

利用1961-2002年青藏高原29个气象台站的沙尘天气资料,分析了冬、春季沙尘暴频次的时空分布和变化,并结合欧洲中心再分析资料的200 hPa高度场数据,分析了冬、春季沙尘暴异常年份对应的环流特征。结果表明:青藏高原的沙尘暴主要集中发生在12月至次年5月,1961-2002年间其发生频次呈显著减少的趋势;阿里高原、柴达木盆地、三江源区和雅鲁藏布江中游地区为沙尘暴的高发区域;沙尘暴高发中心随季节的推移由藏南逐渐北移至羌塘高原及塔里木盆地;冬、春两季200 hPa高度场在沙尘暴强年均表现出纬向西风气流增强,传输到地面的能量增加,利于沙尘暴天气的形成,而在沙尘暴弱年均表现为经向环流增强,阻碍了能量的向下传输,不利于大风天气的形成。     

南方城市近郊农村生活垃圾现状调查与处理模式研究

随着生活水平的提高,农村生活垃圾的数量和种类正趋向于城市垃圾,基于农村人口居住地较为分散,经济发展水平也低于城市水平,农村生活垃圾的处理技术与模式是建设新农村的重要技术课题。本文在湖南省长沙县、安徽省巢湖市等地近郊农村生活垃圾调查的基础上,对可腐熟降解类生活垃圾的养分含量进行检测,并对农村生活垃圾的处理模式进行了探讨,通过分类处理模式可使农村生活垃圾在村级水平减量60%~70%。     

北京市温榆河沉积物的重金属污染风险评价

河流沉积物是水环境的基本组成部分,其重金属含量常被作为水环境质量的重要指标之一.本研究探讨了北京市温榆河流域沉积物中重金属的累积特征,并采用沉积物富集系数、H(a)kanson潜在生态风险指数等方法评估了几种重金属的环境风险,简要分析了其主要来源.研究结果表明,温榆河流域沉积物中Ni和Cd的含量分别为19.9～41.4 mg·kg-1和1.19～1.67 mg·kg-1,其值介于LE-L值(最低效应水平)与SE-L值(严重效应水平)之间.根据SQG标准,温榆河表层沉积物中的重金属含量处于中度污染水平,可能会对水域生物产生一定的负面影响;而高毒元素As的含量已非常接近LE-L值,应成为下一步重点防控的对象.采用沉积物富集系数法分析,发现80%以上的样点出现了重金属的富集,且毒性强的重金属As、Cd的富集累积较为严重,根据Fe与重金属含量间的相关性,可知沉积物中Zn、Cu、Cr主要为天然地球化学来源,而Cd、As、Ni则主要来源于人为污染.以北京市土壤背景值作为参比进行分析,发现各取样点的表层沉积物均呈现出强至极强的生态风险,参与评价的5种重金属生态风险由强到弱的顺序依次为Cd、As、Cu、Cr、Zn.     

官厅水库及上游河流表层水中水溶态多氯萘的污染现状与分布特征

为探究官厅水库及上游河流表层水中水溶态多氯萘(PCNs)的污染状况与分布特征，采用同位素稀释-高分辨气相色谱-高分辨质谱法对官厅水库及上游河流28个点位的表层水样75种PCNs进行分析.结果显示，22种PCN同类物被检出，其中PCN-1的检出率为100%,PCN-5/7、PCN-14/24、PCN-42、PCN-37/33/34、PCN-44/47、PCN-45/36、PCN-27/30、PCN-38/40的检出率均高于80%.不同氯代同类物的浓度百分含量依次为：一氯萘占34.2%，二氯萘占35.9%，三氯萘占20.1%，四氯萘占9.7%，五氯萘占0.1%.表层水样中∑PCNs的浓度为0.31—30 ng·L^-1，中值为7.5 ng·L^-1，且中值呈现西库区(9.0 ng·L^-1)>中库区(8.4 ng·L^-1)>东库区(6.7 ng·L^-1)>上游河流(5.6 ng·L^-1)的趋势.与国内外相关文献报道值相比较，官厅水库及上游河流表层水...     

少花蒺藜草在中国北方地区的不同种群遗传多样性分析

少花蒺藜草为入侵中国北方农牧交错带干旱半干旱地区的一年生恶性杂草,具有极强的耐旱、耐贫瘠、抗寒等特性,其产生的刺苞还对人畜造成伤害,严重破坏了入侵地的生态系统结构和功能,影响了农牧业的健康发展。探究少花蒺藜草的分类学地位及入侵途径对揭示其入侵机制具有重要意义。采用ITS、rbcL、trnH-psbA等DNA条形码比对分析,研究了中国北方地区两种表型的蒺藜草属杂草的种群遗传性状差异,明确了其分类学地位。同时采用RAPD技术对来源于不同地理区域的少花蒺藜草种群遗传多样性进行了分析,揭示了其在中国北方地区的主要扩散传播路径。ITS序列的测序和比对结果表明,广泛分布于中国北方农牧交错带干旱半干旱地区的两种表型的蒺藜草属植物序列相似度为99%,均为少花蒺藜草(Cenchrus spinifex),其形态差异为同一种的不同表型变异造成的。根据RAPD结果构建的构建亲缘进化遗传图谱分析表明,入侵中国东北三省及内蒙古地区的少花蒺藜草有两条传播主线,即凌海-易县-彰武-通辽市左翼后旗-通辽市左翼中旗,以及通辽市左翼中旗-开鲁县-奈曼旗-赤峰市敖汉旗。研究结果为揭示少花蒺藜草入侵的生态学机制奠定了基础,为相关生态治理技术的研发提供了理论依据。     

利用高通量测序对封存CO2泄漏情景下土壤细菌的研究

全球CO2浓度不断升高的背景下,地质封存CO2为控制大气CO2浓度上升提供了全新的思路,但封存CO2潜在的泄漏风险也对生态系统产生重大威胁.土壤微生物与土壤健康密切联系.鉴于目前地质封存CO2泄漏对土壤微生物影响的研究鲜有报道,本研究通过模拟地质封存CO2泄漏情景,利用Miseq平台Illumina第二代高通量测序土壤细菌16S rRNA基因,结合相关生物信息学分析,初步探讨了封存CO2泄漏情景下农田土壤细菌群落丰富度、多样性和群落结构的变化.试验共获得15个土壤样本的43 017个OTU共486 645条读数,生物学分析结果表明,封存CO2泄漏通量和时间不同的情景下,农田土壤细菌丰富度和细菌群落多样性的变化存在差异,初步推测CO2泄漏量增大和泄漏时间持续更长的情景下,土壤细菌丰富度和多样性下降幅度较大,土壤细菌群落中优势菌群向若干细菌集中,其中土壤酸杆菌门细菌相对增多可能作为地质封存CO2泄漏对土壤生态系统影响的生物监测指标.     

笼养肉鸡生长过程NH3、N2 O、CH4和CO2的排放

为确定规模化笼养肉鸡生产过程NH3、N2O、CH4和CO2的排放因子,并探讨不同生长阶段排放特征,本研究选择山东某商业化肉鸡养殖场,利用INNOVA 1312多气体分析仪-连续采样测试系统和风机风量现场测定系统(FANS),对肉鸡舍NH3、N2O、CH4和CO2的排放进行为期42 d的测定,确定了肉鸡整个生产过程气体的平均排放因子和累积排放因子.结果表明,整个肉鸡生产过程中NH3排放因子呈现出先升高后降低的趋势,变化范围在8.5～342.1 mg·(d·bird)-1,平均为137.9mg·(d·bird)-1[48.6 g·(d.AU)-1],CH4和CO2排放因子随着日龄的增加而增大,CH4排放因子的变化范围在19.5～351.9mg·(d·bird)-1之间,平均为154.5 mg·(d·bird)-1[54.4 g·(d.AU)-1],CO2的排放因子在2.2～152.9 g·(d·bird)-1之间变化,平均为65.9 g·(d·bird)-1[23.2 kg·(d.AU)-1],整个生产过程没有监测到N2O的排放;肉鸡的NH3累计排放因子为(5.65±1.02)g·(bird·life cycle)-1,第1阶段(0～17 d)、第2阶段(18～27 d)和第3生长阶段(28～42 d)氨气排放占总排放的比例分别为33.6%、36.4%和29.9%,第2阶段的NH3累计排放因子显著高于第1和第3生长阶段;CH4和CO2的累计排放因子分别为(6.30±0.16)g·(bird·life cycle)-1和(2.68±0.18)kg·(bird·life cycle)-1,第3阶段的CH4和CO2累计排放因子显著大于1和2阶段,占总排放量的50%以上.研究结果为控制气体排放提供了数据基础.     

1981-2015年神农架林区森林生态系统净初级生产力估算

湖北省神农架林区是全国唯一以林区命名的行政单位,拥有全球中纬度地区唯一一块保存完好的原始森林,量化其森林生态系统NPP（net primary productivity,净初级生产力）对县域生态系统评估工作十分重要.基于CEVSA2（carbon exchange between vegetation,soil and atmosphere 2）模型模拟1981-2015年神农架林区森林生态系统NPP,并利用中国生态系统研究网络神农架站观测数据和野外调查数据进行验证,进而分析其NPP时空变化特征及其主要环境影响因子.结果表明:①1981-2015年神农架林区森林生态系统年均NPP为628.27 g/m2（以C计）,空间分布表现为中部较低、东部以及周边较高,具有明显的空间异质性.②1981-2015年神农架林区年均NPP的增长速率为2.58 g/（m2·a）（R2=0.65,P < 0.001）;运用Mann-Kendall突变检验法发现,1998年前后是NPP增长速率变化的突变点,虽然1998年前后两个时段NPP均呈上升趋势,但1999-2015年NPP增长率较1981-1998年下降了7.01%;从空间上来看,林区中部和北部NPP增长率[4~6 g/（m2·a）]相对较高,南部和东部部分地区NPP呈下降趋势,其变化速率在-3~0 g/（m2·a）之间.③神农架林区NPP年际变化与年均温、总辐射年际变化均呈正相关,与年降水量年际变化呈负相关,其中年均温年际变化对NPP年际变化的解释率最高,为43%（P < 0.01）;在空间尺度上,林区森林生态系统约67.83%区域的NPP年际变化由年均温年际变化控制,主要分布在林区中部和东南部,可见年均温是该地区森林生态系统NPP的主要影响因素.      

脱甲河农业流域土壤沉积物氮素时空分布与N2O释放

为研究脱甲河农业小流域氮素输出特性,运用流动注射仪法和顶空平衡-气相色谱法于2015年4月—2016年1月对流域内4级河段(S1、S2、S3和S4)稻田-岸坡-河底沉积物土壤铵态氮(NH_4~+-N)、硝态氮(NO_3~--N)及水体溶存氧化亚氮(N_2O)浓度进行了连续10个月的监测,并利用双层扩散模型法对水系N_2O排放通量进行了估算.结果表明:脱甲河流域稻田-岸坡-河底沉积物NH_4~+-N含量逐渐升高,NO_3~--N含量逐渐降低,其中,岸坡及河底沉积物土壤中的氮主要以NH_4~+-N形式为主,均值分别为(7.38±0.62)mg·kg-1和(16.49±1.70)mg·kg~(-1);稻田土壤和脱甲河水体中的氮主要以NO_3~--N为主,均值分别为(7.40±0.81)mg·kg~(-1)和(1.55±0.03)mg·L~(-1).水体溶存N_2O浓度范围在0.005~7.37μmol·L~(-1)之间,均值为(0.54±0.05)μmol·L~(-1);扩散通量在-1.11~1811.29μg·m~(-2)·h~(-1)之间,均值为(130.10±12.04)μg·m~(-2)·h~(-1),每年向大气输出的N_2O量为11.40 kg·hm-2.其中,在早稻生长初期和早晚稻收割、栽种交替时段N_2O输出量达到高峰.空间上,N_2O扩散通量表现为S1S4S3S2,S1级河段显著低于其他3级河段(p0.01).相关分析表明,脱甲河表层水体N_2O扩散通量与NH_4~+-N(r=0.87,p0.01)、NO_3~--N(r=0.80,p0.01)和水温(r=0.57,p0.01)呈显著正相关,流域内稻田-岸坡-河底沉积物及水体NH_4~+-N和NO_3~--N浓度间相关性不显著.脱甲河农业小流域氮素流失主要包括稻田-岸坡-河底沉积物中铵态氮、硝态氮及水体中N_2O,在水稻栽种期间出现高峰,存在较大氮素流失风险,因此,开展农业小流域氮素流失研究对区域氮素周转及农业生产活动具有重要的指导意义.     

国外农业清洁生产政策法规综述

农业清洁生产已经从一种理念转变为多元化实践行动,正在对世界各国农业可持续发展、食物安全和环境保护产生积极、深远而广泛的影响。而这一显著成效的取得与世界各国政府制定并颁布实施的一系列政策法规不无关系。概括起来主要包括鼓励性政策法规、限制性政策法规和禁止性政策法规三个方面。随着时代的需求和农业的发展,这些政策法规依然在不断地修订与完善之中。