降水变化、氮添加对鼎湖山主要森林土壤有机碳矿化和土壤微生物碳的影响

全球变化对土壤有机碳(SOC)存贮与分解的影响在全球碳(C)循环中具有重要地位.分别通过室内土壤培养法和氯仿熏蒸法,研究了降水变化和氮(N)添加处理对鼎湖山3种不同演替阶段的季风常绿阔叶林、针阔混交林和马尾松针叶林SOC矿化和土壤微生物量碳(SMBC)的影响.结果表明:1)降水量增加能够提高森林演替晚期SOC累积矿化量和矿化速率,而对森林演替早期SOC累积矿化量和矿化速率没有显著影响(P>0.05).2)干旱条件(降水量减少)降低森林SMBC含量,且在鼎湖山季风林表层土壤(0～10 cm)中SMBC的减少达到显著水平(P<0.05).3)N添加处理对鼎湖山3种森林类型SOC累积矿化量、矿化速率以及SMBC都没有显著影响(P>0.05).未来关于SOC矿化对全球变化响应的研究,要综合考虑土壤有机质质量、C/N比例、外源性氮输入等因素的作用.图4表2参37     

矿化垃圾作回灌型准好氧填埋场日覆盖材料的适宜性研究

本文在对矿化垃圾的基本性质进行测定的基础上,将其作为填埋场覆盖材料进行室内模拟实验.结果显示:经过筛分后的矿化垃圾细料可作为回灌型准好氧填埋场的日覆盖材料,除了具有日覆盖材料的常规功能外,还有净化渗滤液的能力;矿化垃圾对渗滤液中污染物的净化能力优于普通砂土;矿化垃圾作日覆盖材料的最佳粒度为d≤3mm,最优厚度为13cm,双层结构对污染物的净化能力优于单层结构.所以矿化垃圾是一种性能良好的日覆盖替代材料.     

季节性雪被对青藏高原东缘高寒草甸土壤氮矿化的影响

依据自然雪被分布的差异,在青藏高原东缘高寒草甸中设置3条样带(即深雪、中等厚度雪被和浅雪),于2008年的秋冬过渡期,连续监测各样带中的雪被厚度和土壤温度,并采用原位培养法测定每月的土壤氮素氨化、硝化和矿化速率,以研究不同厚度雪被对高寒草甸土壤氮矿化的影响.结果表明,月均土温、每月日最高土温均值分别与雪被厚度极显著相关,二次函数关系拟合较好(R2=0.576,0.685),且根据每月日最高土温均值与雪被厚度的二次函数关系方程可知,25 cm厚的雪被可以起到较好的隔绝效果;土壤含水量受雪被厚度和土壤温差两个因素的显著影响.在秋冬过渡期末,浅雪梯度下土壤硝态氮含量显著降低,且雪被下的净氮矿化速率与月均土温、每月日最高土温均值、每月日最低土温均值都分别呈极显著相关,二次函数关系拟合较好(R2=0.589,0.541,0.601).研究表明,不同厚度的雪被对土壤温度和含水量影响显著,从而显著地影响着土壤氮的矿化,深雪更有利于氨化、硝化和氮矿化.图7表2参36     

温度和氮素输入对青藏高原三种高寒草地土壤碳矿化的影响

选取了海北高寒草甸、那曲高寒草原和当雄高寒湿地3种典型高寒草地生态系统类型为研究对象,采集了表层0~10 cm土壤,在实验室内进行可控温度下的碳矿化培养实验。结果表明,青藏高原土壤碳矿化在不同高寒草地类型间存在显著差异（P≤0.05）。在较低的温度下,高寒湿地土壤的碳矿化速率显著低于高寒草甸土壤,而温度在15℃左右时,高寒湿地土的碳矿化速率略高于高寒草甸土壤,当温度处于较高的水平时（〉20℃）,高寒湿地土壤碳矿化速率远高于高寒草甸土壤,高寒湿地土壤碳矿化的Q10显著大于高寒草甸。无论是低温还是较高的温度,高寒草原土壤碳矿化速率最低,数值范围也最窄。高寒草甸和高寒湿地土壤碳矿化均受温度的显著影响（P≤0.05）,其速率均跟温度呈现一级指数函数方程关系,而高寒草原土壤碳矿化速率与温度间未呈现明显的函数关系,但不同温度间的土壤碳矿化速率存在显著差异。氮素输入对高寒草甸和高寒湿地土壤碳矿化的影响不明显,但显著促进了高寒草原土壤碳矿化作用。     

微生物诱导碳酸盐沉淀技术强化生物炭固定铅的效果及机理研究

生物炭是一种极具潜力的低碳重金属固定材料,但受固定机理的制约,其长效稳定性往往不能满足实际工程需求.本研究提出通过微生物诱导碳酸盐沉淀(MICP)技术来强化生物炭对铅的固定,以期实现长效稳定.首先,从不同原材料、不同生产温度制备得到的5种农业废弃物生物炭中筛选出铅固定量较大但稳定性较差的水稻秸秆生物炭(700℃制备)(RSB700),其固定的铅成分中酸可溶态占比高达94.0%,具有潜在的环境风险.对固定了铅的RSB700进行MICP处理,试验以巴氏芽孢杆菌为试验菌株,控制尿素浓度为0.5 mol·L^-1,氯化钙设4个浓度梯度(0.05、0.1、0.3和0.5 mol·L^-1).微观和化学分析结果显示,MICP处理后,生物炭表面出现不规则的团簇型碳酸钙晶体(多为方解石,部分为球霰石),铅的稳定性也得到显著提升.氯化钙浓度对强化效果有一定的影响,当其浓度为0.3 mol·L^-1时,可交换态铅和酸可溶态铅占比分别降低约90.0%和92.7%,稳定态铅占比提升约19.6倍.MICP技术的强化机理主要是在生物炭表面形成一层由碳酸钙...     

磷输入对湿地土壤有机碳矿化及可溶性碳组分的影响

采用室内培养试验,研究了土壤非淹水(土壤含水量为田间最大持水量60%)和淹水条件下,外源磷输入对沼泽湿地土壤有机碳矿化和土壤可溶性有机碳(DOC)及可溶性无机碳(DIC)含量的影响.结果表明,不同土壤水分条件下,土壤有机碳的矿化速率和累积矿化量均随着外源磷输入量的增加而增大;培养65d 后,土壤DOC 含量表现为先降低后升高,而DIC 含量则逐渐增大.不同磷处理下土壤有机碳的累积矿化量与土壤DOC 含量之间的相关关系并不显著,但是与土壤DIC 含量之间呈显著的正相关关系[R 为0.98 (淹水),0.99 (非淹水);P<0.05].相同磷输入水平下,淹水处理时土壤有机碳的累积矿化量、DOC 和DIC 含量均高于非淹水处理.外源磷输入沼泽湿地后,会通过提高土壤有机碳的矿化速率和土壤可溶性碳组分的淋失,加快土壤有机碳的损失速率及土壤CO2 的排放量.     

生活垃圾堆放场和填埋场矿化垃圾中磷的形态及其磷素活化

采用修正的Hedley磷素分级方法研究了生活垃圾堆放场和填埋场矿化垃圾中磷的形态分布,同时研究了鸡粪(含磷较高)和稻草(含磷较低)两种典型有机物料对矿化垃圾中不同形态磷的活化效应.结果表明,生活垃圾堆放场和填埋场矿化垃圾中,不同形态磷的含量表现出相似的趋势,仅树脂交换态磷和浓盐酸磷的含量存在明显差异;以氢氧化钠磷和磷灰石型磷构成的中度活性磷均为生活垃圾堆放场和填埋场矿化垃圾中磷的主要赋存形态,分别占各自总磷的78%和74.9%,表明矿化垃圾中磷素具有高效利用的潜能.鸡粪和稻草均能显著活化矿化垃圾中的磷,而且鸡粪的磷活化效果优于稻草;氢氧化钠磷、磷灰石型磷和浓盐酸磷是矿化垃圾中活化磷的主要来源.     

用铬渣作水泥矿化剂

介绍了铬渣作水泥矿化剂的原理和生产控制条件,通过经济和环境效益分析证明,铬渣作水泥矿化剂确实是一种处理和利用铬渣的好方法。     

矿化垃圾生物反应床处理渗滤液技术

针对矿化垃圾筛分后<15mm组分性质进行研究,并以该组分为填料设计制造矿化垃圾生物反应床处理渗滤液,研究表明,矿化垃圾具有较大的吸附比表面积,较强的离子交换容量,较高的有机质含量,含有种类和数量可观的微生物种群可供生物降解作用,是很好的污水处理生物介质。工程应用表明:渗滤液经过三级矿化垃圾生物反应床串联处理后,CODCr和NH4+-N的总去除率达到90%和95%以上,可稳定达到国家二、三级渗滤液排放标准。     

Topsoil organic carbon mineralization and CO2 evolution of three paddy soils from South China and the temperature dependence

Carbon mineralization and its response to climatic warming have been receiving global attention for the last decade. Although the virtual influence of temperature effect is still in great debate, little is known on the mineralization of organic carbon （SOC） of paddy soils of China under warming. SOC mineralization of three major types of China＇s paddy soils is studied through laboratory incubation for 114 d under soil moisture regime of 70% water holding capacity at 20℃ and 25℃ respectively. The carbon that mineralized as CO2 evolved was measured every day in the first 32 d and every two days in the following days. Carbon mineralized during the 114 d incubation ranged from 3.51 to 9.22 mg CO2-C/gC at 20℃ and from 4.24 to 11.35 mg CO2-C/gC at 25℃ respectively; and a mineralizable C pool in the range of 0.24 to 0.59 gC/kg, varying with different soils. The whole course of C mineralization in the 114 d incubation could be divided into three stages of varying rates, representing the three subpools of the total mineralizable C： very actively mineralized C at 1-23 d, actively tnineralized C at 24--74 d and a slowly mineralized pool with low and more or less stabilized C mineralization rate at 75-114 d. The calculated Q10 values ranged from 1.0 to 2.4, varying with the soil types and N status. Neither the total SOC pool nor the labile C pool could account for the total mineralization potential of the soils studied, despite a well correlation of labile C with the shortly and actively mineralized C, which were shown in sensitive response to soil warming. However, the portion of microbial C pool and the soil C/N ratio controlled the C mineralization and the temperature dependence. Therefore, C sequestration may not result in an increase of C mineralization proportionally. The relative control of C bioavailability and microbial metabolic activity on C mineralization with respect to stabilization of sequestered C in the paddy soils of China is to be further studied.