施用城市污泥对土壤生态系统影响的研究进展

城市污泥的合理处置已成为目前环境科学研究领域中的重要课题。因污泥富含有机质和有效营养成分,对土壤改良有积极的促进作用,所以污泥的土地利用普遍被认为是一种积极、有效的处置方式。鉴于此,本文就国内外施用城市污泥对土壤生态系统的．影响及相关的过程和机理进行了综述。结果显示,施用污泥可改善土壤理化性质,提高土壤有机质和氮、磷等养分元素的含量,其改良作用因污泥类型而异。污泥对土壤重金属的积累有所影响,特别是在酸雨频发地区或者长期施用污泥,可能会带来重金属Gu污染的环境风险。污泥普遍有利于提高土壤酶活性,譬如土壤淀粉酶、脲酶和蔗糖酶活性,但污泥施用过量或时间延长,则会抑制多酚氧化酶和磷酸酶的活性,而污泥对过氧化氢酶的影响则不大。污泥对土壤微生物特性短期内有积极的影响,但长期则有负面作用。施用污泥可导致土壤动物活性的增加,但也会对一些土壤动物产生毒性,譬如异壳介虫属和弹尾目昆虫,而且污泥毒性不仅取决于污泥用量,土壤类型也起着重要作用。基于上述分析和评述,提出了未来研究展望如下：（1）针对污泥施用后土壤生态系统生物、物理和化学过程和机理进行系统、综合的基础研究;（2）对污泥土地利用进行长期的系统定位试验和环境监测,并对之进行环境风险评价;（3）对污泥稳定化处理技术的创新及其应用研究。     

鄂西南亚热带常绿落叶阔叶混交林不同群落类型土壤特征分析

研究不同群落类型的土壤特征是了解植被-环境关系的基础,也是对生态系统进行科学管理的重要依据。论文以鄂西南两个自然保护区内亚热带常绿落叶阔叶混交林5个不同类型群落的土壤为对象,在测定10个理化指标的基础上,对不同群落类型的土壤特征及其差异性与相关性进行分析。结果表明：土壤含水量、孔隙度、全磷是影响鄂西南亚热带常绿落叶阔叶混交林土壤特征变异的主导因子。研究区土壤除了全磷和有效磷不足以外,其余养分含量均处于较高水平,和亚热带其他类型森林相比养分十分丰富。不同群落类型下土壤理化性质及其相关性均存在差异,与群落的组成和结构存在紧密的联系。     

三江源地区生态系统水源涵养功能分析及其价值评估

从凋落物层和土壤蓄水能力角度来定量评价三江源地区生态系统涵养水分功能;以三江源地区年径流量作为指标来评价其涵养水分功能;使用影子价格法评价其涵养水分功能价值。结果表明：三江源地区植被凋落物和土壤涵养水源能力总计为1.646 9×1010t,涵养水源能力总价值为1.103 4×1010元,其中,植被凋落物涵养水源能力为1.55×108 t,价值为1.039 8×108元;土壤涵养水源能力为1.631 4×1010t,价值为1.093 0×1010元。三江源地区年径流量为4.93×1010m3,价值为3.303 1×1010元。可见,三江源地区生态系统涵养水源功能巨大。     

三峡库区兰陵溪小流域养分流失特征

三峡库区蓄水后,库区部分支流速度变缓,小流域面源污染已经成为库区面临的重要环境问题.本文以兰陵溪小流域的一个封闭式集水区为研究对象,监测集水区尺度典型降雨条件下氮磷流失的过程和负荷,比较不同养分流失途径,结果表明:①TN的浓度随着径流量的增加的逐渐降低,降雨停止后缓慢上升,而TP的浓度随着径流量的增加而迅速升高,降雨停止后则迅速下降;②TN的负荷流失过程和降雨量关系较为密切,TP的负荷流失受降雨强度影响较大,N素的流失以溶解态为主,而P素则以颗粒态为主;③地表径流是研究区P素和N素流失主要途径,同时壤中流对N素流失的影响也非常大;④N和P各形态的流失负荷与径流量均呈显著的线性关系;⑤集水区TP的年流失负荷为28.94 kg·(a·km2)-1,TN的年流失负荷为1 040.41 kg·(a·km2)-1。     

基于AnnAGNPS模型的三峡库区秭归县生态服务价值

利用三峡库区秭归县统计和调查资料,并基于AnnAGNPS模型获取秭归县1985、1990、2000、2007年径流、土壤侵蚀和养分流失等数据,客观计量秭归县年际生态服务物质量,进而估算各年际生态服务价值量.结果表明,1985~2007年,秭归县生态服务物质量均发生了变化.2000年径流、泥沙、总氮、总磷和有机碳的年输出量最高,分别为473mm、68.6t/km2、133kg/km2、33kg/km2和684kg/km2,而2007年上述指标最低,分别为419mm、40.6t/km2、112kg/km2、20kg/km2和445 kg/km2,分别下降了12.8%、68.9%、18.7%、65.4%和53.5%;1985~2007年秭归县生态服务价值也发生了变化,2000年最低,为45.1亿元,2007年最高,为54.2亿元,增加了20.1%.利用调查统计和模型输出的方法进行生态服务价值量的计量较为客观准确,避免了一些计算上的不确定性,但该方法所需数据量庞大,可能会限定其他地区的应用.     

臭氧对几种楠木气体交换参数的影响

为研究不同臭氧处理对刨花楠(Machilus pauhoi)、桢楠(Lindera setchuenensis)、闽楠(Phoebe bournei)、宜昌楠(Phoebe chekiangensis)和红楠(Machilus thunbergii)光合特性的影响,在中国科学院千烟洲生态试验站开展开顶式气室(open-top chambers,OTCs)熏气实验,测定了4种臭氧环境下不同楠木的气体交换参数:净光合速率(net photosynthetic rate,Pn)、气孔导度(stomatal conductance,Cond)、蒸腾速率(transpiration rate,Tr),并对结果进行统计分析.结果表明,臭氧胁迫改变了所有供试植物的Pn、Cond变化趋势,不同楠木表现出不同的反应.臭氧对光合作用的影响随着臭氧浓度、处理时间、季节因素的不同呈现动态变化,且并非只有抑制效果,短期内臭氧暴露甚至可以促进多数实验植物Pn达到峰值,且该值高于对照组,而且低、中浓度的臭氧处理使红楠和宜昌楠的光合作用明显增强;此外臭氧还使Pn峰值时间提前,破坏了Pn和Cond之间的正相关关系;从光合特性角度发现抗性最强的是红楠,其次闽楠,比较敏感的是宜昌楠、刨花楠和桢楠.     

云南松林燃烧过程中飞火的研究

飞火是高能量火中最复杂、最危险的现象,是在燃烧过程中由火焰热对流带出的未燃尽的木屑、炭块等可燃物,散布在火区外形成新的火点现象。飞火被看成除了传导、对流和辐射之外的第四种热量传递的方式。飞火的出现增加了新的火源,使火场的扩散由连续变成跳跃,大大加快了火灾的蔓延,有时还改变蔓延的方向。以＂3.29＂昆明安宁市森林火灾为研究对象,调查火烧迹地并取样,分析可燃物特征,并对飞火发生的距离进行模拟计算。结果表明,由于云南松林立地干燥,林内可燃物多,连续性好,地形复杂,小气候明显,易发生飞火;引发飞火的可燃物主要是云南松的球果;经验公式和模型计算的飞火距离与实际距离比较接近。     

1954-2010年西南高山地区土壤碳储量时空动态及对气候变化的响应

西南高山地区生态系统类型丰富、地形复杂, 是响应全球气候变化的重点区域,对全球气候变化具有重要的指示作用。研究应用生态系统模型CEVSA(Carbon Exchange betweenVegetation, Soil, and the Atmosphere)估算了1954-2010 年西南高山地区土壤有机碳(Soil Organic Carbon, SOC)的时空变化,分析了其对气候变化的响应。结果表明:①西南高山地区1954-2010 年平均土壤有机碳密度为14.16 kg C·m^-2,在空间分布上,SOC密度自东南向西北递增,与温度显著负相关(r=-0.447,P<0.01),而与降水量相关性不显著;②西南高山地区1954-2010 年SOC 总量变动范围为6.95~7.64 Pg C,增加趋势显著(P<0.05),平均每年增加0.013 Pg C,土壤有机碳密度平均增加26.94 g C·m^-2;③常绿针叶林、常绿阔叶林和草地SOC密度增加趋势均显著,除常绿阔叶林SOC密度与温度相关性不显著外,其他两种植被类型SOC都与年平均温度显著正相关(草地:r=0.527, P<0.01; 常绿针叶林:r=0.501, P<0.01),且3 种植被类型SOC与年降水量均相关性不显著;④由于作为土壤有机碳输入的凋落物产生量对温度不如异养呼吸敏感,所以未来升温条件下,土壤有机碳储量的增速减缓或者呈下降趋势。     

宁夏六盘山8种木本植被的叶片水分利用效率

为了解宁夏六盘山地区主要树种的叶片水分利用效率（WUE）的种间和水分生境差异及季节变化,2010年6-9月份在宁夏六盘山具有半湿润气候和较多树种的香水河小流域和具有半干旱气候及较少树种的叠叠沟小流域,选择8个主要树种测定其叶片的 WUE。结果表明,（1）在香水河小流域,树种叶片 WUE 大小排序为油松 Pinus tablaeformis＞山桃 Prunus davidiana＞沙棘Hippophae rhamnoides＞辽东栎Quercus liaotungensis＞华北落叶松Larix principris-rupprechtii＞华山松Pinus armandii＞少脉椴Tilia paucicostata＞白桦Betula platyphylla;在不同生活型之间,叶片WUE的大小排序基本上呈现出灌木＞小乔木＞常绿针叶树＞落叶针叶树＞落叶阔叶树的变化规律;所有8个测试树种的叶片WUE的季节变化均为生长季初期较高,在中后期持续降低,但季节变幅随树种而异。（2）对2个小流域共有的测试树种（华北落叶松、山桃和沙棘）的叶片WUE进行了比较,结果表明存在着明显的水分生境差异,即在半干旱区极显著（p＜0.01）大于半湿润区,前者为后者的2.03倍以上。（3）对于沙棘、山桃、油松和华北落叶松,它们在较干旱气候类型立地和较干旱季节条件下都具有较高的叶片WUE,属抗旱能力较强的生态型节水树种,可选为干旱缺水区主要造林树种。此外,树种叶片WUE同时具有保守性和变异性,说明可采取适度抗旱锻炼来在一定范围内提高造林树种的WUE。     

阿尔泰山小东沟林区植被随地形分布规律

在高度异质性的山区景观中,地形通过不同生态因子时空分布的影响而成为植被分布的决定性因素.在野外调查的基础上,将植被遥感影像分类图基本像元分别与由DEM推算出来的坡度、坡向、海拔和剖面曲率图相叠加,定量分析新疆阿尔泰山小东沟林区不同植被类型分布与地形因子之间的关系.通过遥感影像并结合地面调查数据,可将阿尔泰山小东沟林区的植被划分为针叶林、阔叶林、针阔混交林、灌木林和草地5种类型.该区域的地形特征如下:坡度以斜陡坡为主,占总面积的64.32%;坡向以西南坡最多,其次是东北坡,分别占总面积的15.02%和14.78%,东南坡和南坡所占面积较少,分别占总面积的9.30%和10.20%;海拔以1 200-2 000 m居多,占总面积的87.19%,是整个研究区的主要海拔分布范围;剖面曲率以5-10°面积最多,占总面积33.31%,其次是剖面曲率3-5°和0-3°,分别占总面积的22.84%和22.44%.剖面曲率>10°的区域占总面积比例较小.各植被类型分布频率最高的地形生境因子组合分别为:针叶林是坡度15-35°的斜陡坡,西北坡,海拔1 800-2 000 m,剖面曲率0-3°;阔叶林是坡度15-35°的斜陡坡,西北坡,海拔1 400-1 600 m,剖面曲率5°-10°;针阔混交林是坡度15-35°的斜陡坡,北坡,海拔1 600-1 800 m,剖面曲率5-10°;灌木林是坡度15-35°的斜陡坡,西坡,海拔1 400-1 600 m,剖面曲率5-10°;草地是坡度15-35°的斜陡坡,南坡,海拔1 200-1 400 m,剖面曲率5-10°.研究不同植被类型随地形生境的变化规律可为生物多样性保育宏观规划和森林可持续经营提供重要科学依据.