农田土壤N2O产生的关键微生物过程及减排措施

氧化亚氮(N2O)作为一种重要的温室气体,其全球排放总量仍然在持续上升.它不仅可以产生温室效应,还可以间接破坏臭氧层,使其在全球气候变化和生态环境变化研究中备受关注.土壤生态系统是大气中N2O的最重要排放源.本文详细论述了农田土壤中反硝化作用、硝化作用、硝化微生物的反硝化作用以及硝酸盐异化还原成铵作用等过程产生N2O的微生物学机制,并从土壤理化性质(土壤pH、氮素、有机质、土壤温度和湿度)和土壤生物等方面对农田土壤N2O排放的影响进行综述,在此基础上对农田土壤N2O的减排措施进行总结,并就今后农田土壤N2O排放的研究重点和方向进行了展望,为调控农田土壤温室气体排放、氮转化过程和提高氮素利用效率提供科学依据.     

中国油气系统甲烷逸散排放估算

为实现碳达峰碳中和目标,中国正致力于推动能源低碳化转型,这促进能源由煤炭向油气资源的转变.因此,中国石油和天然气系统（油气系统）的甲烷（CH₄）排放日益受到关注.逸散排放包括设备泄漏、排空和火炬燃烧,涉及油气资源的开发、生产、运输、储存和分配等过程.但目前油气系统CH₄逸散排放缺乏统一的核算方法,逸散排放量亦未被纳入国家温室气体清单统计之中.基于相关方法,评估了1980~2020年中国油气系统的CH₄逸散排放.结果表明,油气系统的CH₄逸散排放随着油气资源的生产和消费增长而快速增加,由1980年不足60万t增长至2020年的超过260万t.石油系统和天然气系统在2020年的CH₄逸散排放分别达到约60万t和200万t,是1980年的1.38倍和16.6倍.油气系统的CH₄逸散主要源于天然气生产、石油生产、天然气分配、天然气运输和储存,分别占总排放的41%、20%、18%和13%.天然气管道是主要的逸散设施.相比于常规油气资源开发,非常规油气资源开发的排放强度更高.研究完善了CH₄逸散排放清单,可为CH₄减排提供重要科学数据支持.     

北京市三种典型区域大气污染研究

2009年8月至2010年7月,对北京城区、城乡结合部和远郊区3种典型区域大气中的SO。CO、NO。0,浓度和气象因素进行了监测,并分析了其污染特征．结果表明,城区、城乡结合部的SO：、CO、NO。浓度在全年四季都呈双峰型日变化,与人类活动和交通尾气排放特征基本一致,而远郊区没有明显的日变化．SO,、CO、NO。浓度存...     

土壤微生物量和土壤呼吸对降雨的响应

本研究在北京门头沟龙凤岭水土保持科技示范园内进行,降雨前后连续测定土壤微生物量和土壤呼吸,探讨土壤微生物量和土壤呼吸对降雨的响应。结果表明：干旱的土壤降雨后土壤微生物量和土壤呼吸骤升随后逐渐衰减,第1场降雨后土壤微生物量碳、氮和土壤呼吸分别是干旱期的3.08、2.83、2.50倍,第2场降雨后土壤微生物量碳、氮和土壤呼吸分别是干旱期的1.08、1.63、1.68倍,降雨使土壤微生物量和土壤呼吸产生的激增效应仅持续1 d。第3场降雨量仅为0.40 mm,土壤微生物量和土壤呼吸增加的幅度不是很大。     

土壤微生物生物量及多样性测定方法评述

土壤微生物作为土壤中重要的分解者,在养分的循环与转化中起着重要的作用。另外,由于其与土壤理化性质相比,对外界环境的变化更为敏感,因此,土壤微生物性质常被用作表征土壤质量的灵敏性指标,而土壤微生物生物量与微生物多样性是土壤微生物学研究中应用最广泛的指标。土壤环境复杂,微生物种类丰富多样,需要合适的研究方法才能真正打开土壤系统这个黑箱,自19世纪60年代以后,土壤微生物学在研究方法上取得了重要的进展,本文综述了微生物生物量及多样性的概念及微生物生物量和多样性研究方法的发展状况,重点就已有应用比较多的研究方法如测定微生物生物量的熏蒸法,测定微生物多样性的平板计数法、Biolog微平板计数法、磷脂脂肪酸法及分子生物学等研究方法进行了详细介绍及优缺点分析。结合现有微生物生物量及多样性的测定方法,在未来的研究中,一方面应该引入更多的新技术,发展新方法,以期探索更多的未知微生物种群;其次应该根据实验要求,完善和改进现有研究方法,使其更为统一和准确;再者,在微生物数据的分析上应该探索和借鉴更多的分析方法和手段,从而更深入更全面的解读实验当中所得到的微生物的信息。     

土壤微生物生物量及多样性测定方法评述

土壤微生物作为土壤中重要的分解者,在养分的循环与转化中起着重要的作用。另外,由于其与土壤理化性质相比,对外界环境的变化更为敏感,因此,土壤微生物性质常被用作表征土壤质量的灵敏性指标,而土壤微生物生物量与微生物多样性是土壤微生物学研究中应用最广泛的指标。土壤环境复杂,微生物种类丰富多样,需要合适的研究方法才能真正打开土壤系统这个黑箱,自19世纪60年代以后,土壤微生物学在研究方法上取得了重要的进展,本文综述了微生物生物量及多样性的概念及微生物生物量和多样性研究方法的发展状况,重点就已有应用比较多的研究方法如测定微生物生物量的熏蒸法,测定微生物多样性的平板计数法、Biolog微平板计数法、磷脂脂肪酸法及分子生物学等研究方法进行了详细介绍及优缺点分析。结合现有微生物生物量及多样性的测定方法,在未来的研究中,一方面应该引入更多的新技术,发展新方法,以期探索更多的未知微生物种群;其次应该根据实验要求,完善和改进现有研究方法,使其更为统一和准确;再者,在微生物数据的分析上应该探索和借鉴更多的分析方法和手段,从而更深入更全面的解读实验当中所得到的微生物的信息。     

土壤水蚀的环境效应:影响因素、研究热点与评价指标的评述

针对土壤水蚀过程,从其影响因素和环境效应产生的基本原理角度进行了分析,认为土壤水蚀是一个"受动"或"次生"过程,受到自然和人类活动因素的影响和制约;土壤水蚀的发生、发展也会影响本地和异地环境系统,表现出一系列环境效应.针对土壤水蚀环境效应的研究主要集中在水蚀过程对土壤质量、植物生产力与植被恢复、非点源污染风险、碳循环及全球变化的影响等方面.土壤水蚀环境效应评价的指标体系可以从"水"、"土"、"气"、"生"4大方面构建,由于地球表层固有的地域差异性以及研究目标的不同,很难形成能够适用于所有地理环境条件和情境的标准化指标体系.相比之下,基本指标加可选指标的模块化建构方式更具可操作性.具体指标及其数据获取和分析方法具有尺度性.     

京津冀电子废弃物回收利用潜力预测及环境效益评估

电子废弃物是京津冀区域重要的"城市矿山"之一,全面系统地评估该地区电子废弃物产生量及其回收利用的资源环境效益,可为该区域通过电子废弃物协同精准管理来解决资源环境问题提供科学依据和方法支撑.基于改进的保有量系数法、物料系数法、市场价值法及污染系数法,通过估算废弃电视、电冰箱、空调、洗衣机和计算机5类主要产品（"四机一脑" ）的产生量、资源可回收量、资源回收价值及资源环境效益等,对2010~2025年京津冀电子废弃物的回收利用潜力及环境效益进行预测和评估.结果表明,2010~2025年京津冀废弃"四机一脑"产生量不断增加,2010~2018年期间年均增长率为7.75%,此后预计将以年均3.07%的速度递增,2025年废弃"四机一脑"总量将达到1861.74万台,可回收普通金属27.19万t、塑料12.75万t和贵金属19.45 t.2019~2025年期间,废弃空调和计算机的资源回收经济价值较高,二者之和占年回收总价值的77.22%;铜和金的回收经济价值贡献比分别为43.37%和19.82%,显著高于其他资源.预计2025年资源回收总价值达50.24亿元,是2010年的3.13倍,其中普通金属、贵金属和塑料的回收价值分别为28.68、13.27和8.29亿元.若2025年产生的电子废弃物全部被规范回收利用,能够减少原生矿石开采913.23万t,减少标准煤利用122.71万t,减少废水、废气、废渣及重金属排放量分别为1231.19、473.89、785.10和6.08万t,减少温室气体排放32.92万t （以CO₂-eq计）.废弃空调的回收利用潜力最大,但资质处理企业废弃空调回收处理能力亟待提高.为高效回收利用京津冀电子废弃物,未来应尽快完善基金补贴制度,加强对非正规拆解部门的监督与管理,通过建立区域信息共享平台,实现电子废弃物全生命周期区域协同管理.     

粤港澳大湾区土壤污染问题计量及可视化分析

土壤污染问题已经成为粤港澳大湾区迈向国际一流湾区的桎梏,对标纽约、旧金山和东京三大世界一流湾区可以为应对大湾区土壤环境压力提供方向指引.以Web of Science核心数据库中相关文献为研究对象,运用文献共被引分析、关键词共现分析和关键词突现检测的文献计量定量分析方法,对世界三大湾区土壤污染领域的研究现状进行了分析.结果表明,目前世界湾区土壤污染的研究主题主要集中在土壤污染物来源、空间分布、修复处理研究,以及土壤污染的生物可利用度、对海洋生物的不利影响、海洋生物指标在土壤污染评估的作用;土壤污染物研究的热点集中在重金属污染和有机污染上,海洋生物关联研究则对土壤污染的毒性、引发的生物性畸变和生物标志物讨论较多.通过对比国内外湾区土壤污染研究状况,发现我国湾区土壤污染研究相比世界三大湾区起步较晚,且现有国内文献成果的研究区域和主题分布不均衡,特别是在湾区土壤污染的海洋生物关联研究方面热度较低.因此,开展粤港澳大湾区海陆一体化研究、扩展考察领域至土壤污染的相关海洋生物研究,对完善我国粤港澳大湾区土壤污染研究、应对大湾区土壤环境问题至关重要.     

洋河流域万全段重金属污染风险及控制对策

洋河流域是北京官厅水库重要的入库水源,通过对洋河流域万全段采集地表水和沉积物样品,研究重金属空间特征及其生态风险,结果表明,地表水中所监测的Cu、Ni、Cd、Zn、Cr、Pb、Hg、As含量分别为1.28~24.13、1.13~16.84、0.08~0.11、1.80~10.65、1.40~19.12、0.13~2.05、0.06~0.99、0.46~4.22μg·L-1,不同点位各重金属含量均低于国家Ⅳ类水质标准,仅满足一般工业用水和农业灌溉用水要求.沉积物中Cu、Ni、Cd、Zn、Cr、Pb、Hg、As含量分别为5.90~110.11、17.34~56.04、0.07~0.31、38.71~116.74、40.39~85.77、18.65~22.74、nd~0.047、0.85~9.98 mg·kg-1.沉积物中各重金属平均潜在生态风险均表现为轻微等级,但有部分点位Cd、Hg的潜在生态危害指数达到中等,危害指数由高到低分别为Cd>Cu>Hg>Ni>As>Pb>Cr>Zn.监测点重金属的累积生态风险由高到低分别为:YH-07>YH-03>YH-09>YH-02>YH-06>YH-04>YH-05>YH-01,平均潜在生态危害累积指数处于轻微级别,但点位YH-07潜在生态风险累积指数已达到中等级别.整个万全河段区域中,风险较高区域集中在农业耕作较密集的YH-02~YH-03点位和人工化程度较高的YH-07~YH-09点位.基于研究结果,提出了具体的重金属生态风险管理对策及建议,并明确了农业耕作控制区、河道改造控制区以及洋河水源保护缓冲区等3个污染风险调控功能区.