中国水稻土有机和无机碳的空间分布特征

农业土壤碳库对陆地生态系统碳循环的研究具有重要意义。水稻土是中国主要的耕作土壤,在土壤碳固定研究中具有现实意义。文章根据最近建成的中国1∶100万数字化土壤图和全国1490个水稻土剖面数据,估算我国水稻土碳密度和储量,并进一步分亚类和区域研究了水稻土碳库的分布特征。结果表明,中国水稻土面积为45.69×104km2,占我国土壤总面积的4.92%。中国水稻土无机碳的分布面积为5.93×104km2,仅占水稻土总面积的13%。水稻土碳密度具有高度的空间变异性,水稻土剖面0~100cm有机碳密度介于0.53kg·m-2~446.2kg·m-2之间,无机碳密度介于0.05kg·m-2~90.03kg·m-2。水稻土表层0~20cm有机碳密度介于0.17kg·m-2~55.38kg·m-2之间,无机碳密度介于0.01kg·m-2~21.85kg·m-2。中国水稻土剖面0~100cm和表层0~20cm碳总储量分别为5.39Pg和1.79Pg。水稻土碳储量以有机碳为主,约占水稻土碳总储量的95%,水稻土剖面0~100cm和表层0~20cm有机碳储量分别为5.09Pg和1.72Pg。水稻土无机碳储量较低,仅占水稻土碳总储量的5%左右,水稻土剖面0~100cm和表层0~20cm无机碳储量分别为0.30Pg和0.07Pg。     

污灌水稻土有机氯农药残留分析的样品净化

研究了不同样品净化方法和方法组合在长年污灌的水稻土有机氯农药残留分析中的效果 .采取高纯铜粉净化、浓硫酸磺化、 1 0 %脱活氟罗里硅土层析等一系列净化步骤 .用该方法测定α BHC ,β BHC ,γ BHC ,δ BHC ,p,p DDE ,p,p DDD ,o,p DDT ,p,p DDT等 8种有机氯农药的回收率达 4 2 5 %— 84 8% ,检出限为 3 2 1× 1 0 - 6— 1 34× 1 0 - 5μg·ml- 1.且方法的重现性较好 .     

三江平原泥炭沼泽土剖面P、K养分分布特征及影响因素分析

在三江平原湿地植物生长季节，选择具有代表性的毛果苔草-狭叶甜茅(Carex lasiocarpa-Glyceria spiculosa)湿地发育的泥炭沼泽土为研究对象，逐月分层采集土样，测定P、K含量，同时进行相关环境因子的测量。借助SPSS软件和灰色关联分析技术，探讨泥炭沼泽土P、K养分含量特征及影响因子的影响程度。结果表明：泥炭沼泽土P、K含量在剖面垂直方向具有明显的分层现象，P、K含量与土层的二次相关性均较好，相关系数除潜育层外均在0．94以上。泥炭沼泽土各土层速效P和速效K含量在植物生长季节内均呈明显的动态变化，一元三次非线性回归模拟均得到理想的模拟效果。同一环境因子对同一土层全P、全K、速效P或速效K的影响程度各异；同一环境因子对不同土层P、K的影响系数也不同；因此，不同环境因子对同一土层某一对象的影响系数更不相同。     

水稻土团聚体中Cu~(2+)的解吸动力学特征

用磁力搅拌法和平衡吸附法研究了水稻土的原土和团聚体颗粒吸附态Cu2+的解吸动力学特征.结果表明,原土和团聚体颗粒Cu2+的解吸率大小顺序为粗粉砂级粉砂级原土砂粒级粘粒级,与其有机质、游离氧化铁、氧化铝含量大小顺序相反.Cu2+解吸过程可分为快、慢两个解吸阶段,快解吸阶段属于非专性吸附态Cu2+的解吸,慢解吸阶段属于专性吸附松结合态Cu2+的解吸.用一级动力学方程、E lovich方程和双常数方程模拟Cu2+的解吸过程,相关性均达显著水平.磨细后的原土Cu2+的解吸速率和解吸进度均大于4个粒组团聚体颗粒.Cu2+的解吸速率和解吸量与土壤表面Cu2+的吸附形态有关.     

Rayleigh波入射下建筑群-隧道群相互作用特性研究∗

采用一种高精度间接边界元方法(IBEM),研究了 Rayleigh 波入射下地上建筑群?地铁隧道群的动力响应。研究发现：地上建筑群与邻近地铁隧道群之间存在显著的相互作用,系统响应规律与入射波的频率、建筑物的数量与高度、隧道数量和位置等因素密切相关。参数分析表明：考虑不同因素影响后,地面运动幅值最大可放大约 25%。 当入射波频率较低时,地上建筑群结构顶部位移幅值会较单一建筑顶部位移幅值显著降低,这尤其体现在位于建筑群中部的建筑响应中,最大可降低约 88%;当入射波频率较大时,这一现象变得不再明显。高频入射波作用下, 地上建筑群与地铁隧道群的相互作用会使隧道衬砌产生较大环向应力,其峰值可较单一地上建筑的情况放大约 60%。     

动水压力和PSI对深水高墩桥梁抗震性能的影响∗

以我国西部地区某库区一深水高墩大跨连续刚构桥梁为工程背景,考虑动水压力、桩-土相互作用以及二者联合作用的影响,确定了六类不同的分析工况,利用OpenSEES源代码分析平台分别建立有限元模型,通过输入两组空间地震波进行非线性时程分析,讨论了动水压力和桩-土相互作用对深水高墩大跨桥梁动力特性和抗震性能的影响。研究结果表明,考虑动水压力和桩-土相互作用会降低高墩大跨桥梁的振动频率,且二者的影响主要体现在下部结构振型参与率较高的高阶模态;动水压力效应会增加高墩在地震作用下的动力响应,但桩-土相互作用对非线性分析结果的影响没有明显的规律;同时考虑动水压力和桩-土相互作用时,深水高墩桥梁的地震响应并不是简单的相互促进或相互抵消,而与地震动的大小、频谱特性等相关;强地震作用下桥梁结构的桩顶水平位移较大时,抗震设计中更适合采用"p—y曲线"法模拟桩-土相互作用效应。     

连续4 a施有机肥降低紫泥田镉活性与稻米镉含量

商品有机肥由于可能含镉(Cd),并在施入后对水稻土中Cd的有效性具有"抑制"和"激活"的双重作用,导致施有机肥的稻米降Cd效应目前仍存在较大不确定性.通过选取湘东地区典型水稻土(紫泥田土种),连续4 a定位监测了大田施用商品有机肥对双季稻稻米的降Cd效应,探索稻米Cd含量与双季稻不同生育期土壤Cd有效性、土壤因子(pH、土壤活性有机碳组分与铁氧化物)的关系.结果表明,施有机肥降低双季稻糙米Cd含量28%～56%,且晚稻糙米Cd含量降幅(43%～56%)高于早稻糙米Cd含量的降幅(28%～45%),降幅的年际波动小.一方面,施有机肥也导致双季稻某些生育期(分蘖盛期自齐穗期)土壤有效态Cd含量平均下降6%～7%;土壤交换态Cd含量降低11%,土壤有机结合态Cd含量提高14%,直接反映土壤Cd有效性的降低.另一方面,施有机肥也稳定提升土壤pH值0.1～0.3个单位,促进土壤环境由酸性向微酸性发展,土壤活性有机碳组分(轻组有机碳、粗颗粒有机碳和细颗粒有机碳)含量大幅提升(53%、 77%和107%),间接反映土壤Cd有效性的降低.本研究表明,紫泥田连续施有机肥后,土壤Cd有效性下降是双季稻米C...     

长期施肥稻田土壤胞外酶活性对底物可利用性的响应特征

土壤中碳(C)和氮(N)等底物的可利用性决定着微生物生长代谢,同时影响土壤胞外酶活性.为探讨土壤酶活性对土壤原有有机质变化的响应,本试验选取了长期定位试验田的4种施肥处理水稻土[无肥对照(CK)、单施化肥(NPK)、有机肥+化肥配施(OM)和秸秆还田+化肥配施(ST)],通过0、 4、 8和12个月的分段培养获取了具有不同可利用性C、N含量梯度的土壤,分析参与土壤碳氮转化过程的关键酶β-1,4-葡萄糖苷酶(BG)和β-1,4-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶(NAG)活性与可溶性有机碳(DOC)、铵态氮(NH⁺₄-N)、土壤微生物生物量碳(MBC)和微生物生物量氮(MBN)含量的关系.结果表明,OM和ST处理对土壤中DOC含量的提高更显著(P<0.01),是CK和NPK处理的2～3倍.NPK、OM和ST处理的MBC含量、BG和NAG酶活性高于CK处理.所有施肥处理中,随着可利用性底物(DOC和NH⁺₄-N)含量的升高,BG和NAG活性整体呈稳定或下降趋势,MBC和MBN含量变化趋势与BG和NAG相同.施...     

水稻不同生育期土壤微生物区系对模拟Cr(Ⅵ)污水灌溉的响应

通过盆栽试验,分析模拟Cr(Ⅵ)污水灌溉对水稻不同生育时期土壤微生物区系特征的影响.结果表明:(1)土壤细菌数量在低浓度Cr(Ⅵ)(10 mg·L-1)灌溉条件下明显增加而在高浓度Cr(Ⅵ)(50 mg·L-1)灌溉条件下明显降低,土壤真菌、放线菌及钾细菌数量随着Cr(Ⅵ)灌溉浓度的增加而明显降低,而土壤磷细菌数量随着Cr(Ⅵ)灌溉浓度的增加而明显增加;(2)水稻不同生育时期土壤微生物对Cr(Ⅵ)处理的敏感性不同,土壤细菌敏感性生育前期高于生育后期,而土壤真菌及放线菌正好相反;(3)加Si处理对土壤细菌有明显的刺激作用,明显缓解高浓度Cr(Ⅵ)在水稻拔节期和抽穗期对土壤放线菌的抑制作用.与之相反,加Si处理使Cr(Ⅵ)对土壤无机磷细菌数量的刺激作用消失,甚至使抽穗期和成熟期无机磷细菌数量明显低于对照.     

基于可视角度下重金属污染物在介质中的迁移规律

介质中污染物迁移的可视化研究有助于厘清污染物及介质间微观作用机制。依托透明土的可视化理念,以Cu(Ⅱ)、Cr(Ⅵ)污染土为研究对象,分析电场及温度场驱动作用下重金属污染物在透明土及实际土体中的迁移分布规律,探讨可视化研究的可靠性并建立重金属污染物的界面迁移机制。结果表明,透明土可用于研究多孔介质中重金属污染物的迁移扩散性,电场及温度场作用下同点位污染物质量分数的波动率均在10%以内;电场作用下污染物的迁移由离子赋存状态所带电荷决定,Cu(Ⅱ)、Cr(Ⅵ)分别以阳离子、酸根阴离子状态存在,迁移方向相反。Cu(Ⅱ)因铜胶体絮凝物生成易产生聚集效应,迁移受阻;温度场作用下污染物的迁移取决于温度梯度,因土颗粒高低温处结合水厚度的差异及水分子间的吸力会促使孔隙流体迁移以达平衡,重金属污染物在对流和分子扩散的协调作用下,均表现为向低温处迁移趋势。在同外力驱动作用下,重金属污染物间的迁移存在差异性,Cr(Ⅵ)的迁移性均强于Cu(Ⅱ)的,化学沉淀物质的产生及重金属阳离子静电吸附作用是影响迁移效率的内在关键。本研究结果可为土壤污染预测及修复研究提供参考。