两类木本植物对岸带土壤氮素的去除作用

为了解植物对水体岸边过渡带土壤氮素去除作用的差异和机理,以及为构建生态岸堤带、防治水体富营养化提供理论依据,选用太湖地区常见且适合岸带生长的两类木本植物——乔木马尾松(Pinus massoniana)、广玉兰(Magnolia grandiflora)、香樟(Cinnamonum campora)和灌木火棘(Pyracantha fortuneana)、构骨冬青(Ilex cornuta)、大叶黄杨(Euonymus japonicus Thunb.)、扶芳藤(Euonymus fortunei)、迎春(Jasminum nudiflorum)为试材,采用盆栽试验方法模拟不同氮素水平土壤,研究土壤氮素水平对两类木本植物叶绿素质量比、叶绿素荧光反应、叶片总氮质量比、硝酸还原酶活性(NRA)的影响,反映植物对氮素利用的差异,并比较不同植物对土壤中氮素去除作用的强弱。结果表明,火棘、构骨冬青、大叶黄杨、扶芳藤、迎春、香樟、马尾松的叶绿素质量比、叶片总氮质量比、NRA在3个氮素水平下均增大,且高氮质量比处理最大;广玉兰的上述指标在中氮质量比下增量最大,低氮质量比下增量较小,而高氮质量比下叶绿素质量比和NRA下降。其中对土壤中氮素去除效果最优的灌木是火棘,乔木是香樟。在乔、灌两种类型植物比较中,灌木对土壤中氮素的利用及去除作用明显优于乔木,显现了较强的氮素污染土壤修复能力。因此,在构建具有生态净化作用的岸带、利用植物修复岸带氮素污染的土壤时,灌木应成为优势型。     

非饱和带强化反应层脱氮的试验研究

自然堆肥过程中,畜禽养殖产生的粪污渗滤液入渗土壤非饱和带.高浓度有机氮在微生物作用下经由复杂的地球化学过程转化为各种含氮物质,其中硝酸盐迁移能力较强,在降雨条件下入渗地下水,造成区域性地下水硝酸盐污染.在非饱和带中构建由木屑和壤土组成的强化反应层,通过间歇性的原位淋溶脱氮试验,系统地研究了非饱和带含水量及COD、硝态氮、亚硝态氮和氨氮的浓度变化规律,评价了强化反应层的脱氮能力.研究结果表明:①反应层中木屑材料的强吸水特性使得灌水后短时间内反应层含水量大幅提升,形成有利于反硝化进行的厌氧环境.木屑通过水解作用释放大量溶解性有机碳,供给反硝化微生物进行脱氮.②在入渗硝态氮浓度为170.00 mg·L~(-1)条件下,反应层对硝态氮去除率最高可达97.63%.反应层脱氮量随处理水量增加而提升,当上层为砂土时脱氮量最高,可达24.61 g·m~(-3).③反应层中的NO~-_3-N发生了完全反硝化,出水中NO~-_2-N浓度低于0.5 mg·L~(-1),几乎不发生积累.同时,反应层中发生的DNRA过程使氨氮浓度小幅升高.强化脱氮反应层可阻控硝酸盐污染地下水.     

采空区冒落带内破碎岩体的渗流特征与渗透性试验研究

为探索采空区冒落带内破碎岩体中地下水的渗流特征,建立采空区冒落带内破碎岩体渗透系数与空隙率的相关关系,确定采空区冒落带内破碎岩体的渗透系数值,并基于采空区冒落带内破碎岩体的空隙分布特征与大孔隙非均质多孔介质的水流特征,设计了一套一维渗流柱,采用常水头稳态渗透法对采空区冒落带内破碎岩体的渗透性能以及不同空隙率破碎岩体的渗...     

湖滨带氧化还原环境的时空变化及其环境效应

在太湖梅梁湾,沿开阔水体至湖滨带方向,对植被型湖滨带(A区)、裸露型湖滨带(B区)和开阔水体(D区)水体中DO和水/沉积物Eh进行为期1a的现场观测.结果发现,梅梁湾水体DO时空变化明显.B区和D区水体中DO常年饱和,而A区DO浓度较低(年均(5.5±1.7)mg·L-1).在植物生长季,从开阔水体至湖滨植被区溶解氧浓度从12.7 mg·L-1降到4.5 mg·L-1;在非植物生长季则从9.7 mg·L-1降到6.2mg·L-1.湖滨带水体Eh在150 mV左右波动,空间变化趋势与溶解氧变化同步.沉积物Eh也表现出明显的时空变化,在植物生长季,各区沉积物均处于较强的还原状态(-158～-101 mV);而在非植物生长季,由开阔水体向植被型湖滨带Eh逐渐升高.在沉积物的垂直剖面上,开阔水体Eh自表层沉积物向下逐渐降低,而在A区的植被覆盖区则是先降低,大概在5 cm深处开始逐渐升高,于20 cm深左右达到峰值.根据上述植被型湖滨带氧化还原环境的特点,可以推知进行湖滨带生态修复,有利于去除湖泊氮污染.     

酸雨作用下中亚带森林冠层淋溶规律研究

2001年1月～2002年6月对韶山亚热带常绿阔叶林4个采样区进行了酸雨的监测,以监测数据为依据,分析研究了林内穿透水中主要离子的淋溶规律。结果表明:大气降水经过森林冠层后pH值明显升高,韶山亚热带常绿阔叶林对SO42-、NO3-、Mg2+、NH4+离子具有吸收作用,特别是NH4+和NO3-离子。SO42-、Ca2+和Mg2+离子的冠层淋溶百分率随降雨量的增加有明显减少的趋势。Ca2+、K+和Cl-随着pH的增加,其冠层淋溶百分率呈增加趋势。韶山地区在常年酸沉降作用下,森林冠层对酸性离子SO42-、NO3-的吸收作用最强。根据18个月离子浓度平均值来计算,韶山地区森林冠层离子的淋溶序列为:K+>Ca2+>Cl->Mg2+>SO42->NO3->NH4+>Na+。     

污染物在下包气带非饱水条件下迁移转化的研究

一、前言 城市污水施于农田,其中的污染物可能潜入地下水中造成危害,为了控制这种现象的发生,有必要开展污染物在地下包括下包气带的迁移转化规律研究,以供制订有关标准的依据。     

农田包气带土层的脱氮防护探讨

施用氮肥是农业增产的重要手段,广施氮肥易引起包气带土层和地下水中的氮素污染,开展有关包气带土层中的氮素转化、消散以及脱氮防护的相关工作具有重要意义.选择河北山前平原较典型的包气带土层,依托野外试验田区构建的原状渗透土层系统和室内构建的一系列移位原状土柱系统,探索采用向这些土层中施入一定的硝态氮溶液,及配合同步测定土壤的...     

岩溶关键带微量元素运移的时空变化:以豫西鸡冠洞为例

为探索岩溶关键带元素运移时空变化特征及过程,自2009年10月至2015年5月对我国北方典型岩溶关键带——河南西部鸡冠洞相互作用带中各组分(大气降水、土壤、基岩、洞穴滴水、洞穴现代沉积物)进行了连续定点监测及取样分析,共获得650个实验数据.对比了Ca、Mg、Ba、Sr、δ~(13)C及元素比值在不同组分中的变化情况及运移规律.结果表明:(1)土壤与基岩是滴水的主要物质来源,Mg、Ba、Sr符合"土壤-基岩"二元物源模型,但各自所占比例并不相同.(2)在空间上,洞穴系统相互作用带中各元素迁移相互联系.滴水继承了土壤及基岩的信号,现代沉积物又能延续滴水各元素的信息.元素在土壤纵剖面中表现出了明显的淋溶和淀积作用,最下层土壤较好地继承了基岩中微量元素的信息.(3)在时间上,洞穴系统相互作用带中各元素迁移复杂多变.土壤及滴水受降水淋滤作用影响皆表现明显的季节差异,然在岩溶水运移路径、PCP作用、极端干旱和年降水雨型的影响下,滴水元素浓度旱、雨季差异明显较土壤小.而PCP作用及元素选择性淋滤等因素又改变了沉积物中元素对滴水元素的延续特性.     

渭北黄土高原苹果优质气候层带分析

本文利用元帅系苹果定位试验的品质测定资料,分析研究了苹果品质(含糖量、含酸量、硬度等)与海拔高度及其垂直气候层带的关系,认为我国渭北黄土高原海拔1000—1500m 范围的半湿润、半干旱地区,是全国苹果品质最佳的优质气候区。这一层带的气候-土壤生态条件,适宜于发展优质苹果生产和建立商品生产基地。     

“一带一路”沿线国家粮食生产的时空格局分析

“一带一路”倡议是新时代下全球化发展的必然结果。粮食作为一种重要的战略资源,其生产对“一带一路”沿线国家乃至全球粮食安全意义重大。通过对沿线国家粮食生产数量、结构等方面的深入剖析,揭示了“一带一路”沿线国家近40年来粮食生产的时空格局。结果表明：（1）“一带一路”沿线国家是世界粮食的重要产区,粮食产量占全球比例50%~60%左右,1977-2016年粮食产量呈增长趋势,单产是其粮食总产增长的主要影响因素。1995-2016年人均粮食产量有所提高但国别差异显著,人粮关系逐步改善,区域粮食保障程度整体增强。（2）“一带一路”沿线国家粮食生产存在明显的地域差异,空间格局相对稳定,中国、印度、俄罗斯是其主要粮食生产国,东南亚和南亚国家的粮食产量普遍较高,阿拉伯半岛国家的粮食产量相对较低。（3）稻谷、小麦和玉米是“一带一路”沿线国家主要粮食作物,稻谷对粮食总产变化的贡献最大,1977-2016年玉米占比不断增加,三大作物区域分布特征明显。