施肥模式对砂姜黑土区土壤种子库影响的研究

通过对砂浆黑土区小麦-大豆轮作制地不同施肥模式的杂草土壤种子库（0～15 cm）进行调查,分析种子库的大小、组成、多样性等特征,探讨施肥模式与群落演替速率之间的关系。结果表明,施肥模式显著影响着土壤种子库的大小、组成、多样性、群落演替速率。土壤样品中共检出杂草种子18种,隶属于11科,且各处理优势种组成差异明显。种子库密度按NPK〉NP〉NK〉CK〉PK顺序依次递减且差异极显著（P〈0.01）。各处理物种组成不同,种数按CK〉NPK〉PK=NK〉NP顺序依次递减,群落均匀度指数按NP〉CK〉NK〉PK〉NPK顺序依次递减且差异显著（P〈0.05）,物种多样性指数按CK〉NP〉NK〉PK〉NPK顺序依次递减,群落优势度指数按NPK〉PK=NK〉CK〉NP顺序依次递减。我们初步认为适应与竞争机制影响土壤种子库的物种组成、密度的差异;施肥模式间土壤种子库的优势种变化尤为突出,引起均匀度的改变,导致施肥模式下土壤种子库多样性的差异。Whittaker指数按CK〈NPK〈PK=NK〈NP顺序依次增大,表明土壤种子库的群落演替速率依次加快,说明长期平衡施肥模式（NPK）对土壤种子库群落的影响明显小于PK、NP、NK施肥处理,群落结构较PK、NP、NK施肥处理更稳定。气候、取样时间、除草剂等因素导致年际间、种植季间的杂草土壤种子库特征差异明显。本研究认为长期平衡施肥既有利于作物的优质高产,也有利于农田土壤种子库群落的稳定,是建立合理、高效、稳定的农业生态系统以及取得良好的经济效益和生态效益的重要施肥方式。     

江苏省沿海地区耕地系统能值分析及高效持续利用评价

采用能值分析法,在对耕地资源高效持续利用内涵及评价指标界定的基础上,对江苏省沿海区域2000-2008年耕地生态经济系统的高效持续性水平进行了评价。研究结果表明:①2000-2008年江苏沿海地区耕地生态经济系统资源环境负载指数(A₁)呈上升趋势,由2000年的0.9上升至2008年的1.573。在时间序列上,系统生产要素投入能值具有较强的稳定性,而初级生产力稳定性较弱。②研究区域耕地生态经济系统具有经济效益,集约化水平不断提高。但生产要素投入结构不合理,存在集约不经济现象,且生产要素投入结构差异性呈上升趋势。2008年土地集约度(B₁)为1.85×10¹⁶sej/hm²,不可更新资源与不可更新工业辅助能值投入比例达61.13%,比2000年均有明显增长。而产出投入能效指数(B₂)则呈现下降趋势,2008年为1.036 4,比2000年降低了15.90%。③2000-2008年农民人均能值占有量保持逐年增长,2008年已达1.08×10¹⁶ sej/人,比2000年增长了92.81%,这说明农民生活水平(C₁)越来越高。但从历年环比增长率分析,存在一定的不稳定性。2000-2008年间,研究区域耕地生态经济系统能值产出密度较不稳定,总体呈现倒V字型,2005年以来研究区域耕地生态经济系统能值产出密度呈缓慢下降趋势并趋稳发展,粮食安全压力较大。     

重庆市耕地占补平衡体系构建

耕地数量的减少和耕地质量的退化成为目前为保护18亿亩(1.2×10⁸ hm²)耕地红线所必须关注的焦点领域,为此,如何在保证耕地质量不退化的前提下,实现区域耕地总量的动态平衡,不仅是一项紧迫的政府工作,也是严肃的科学问题。论文基于现有研究成果,借助定额指标预测、相关分析和双因子调控模型等方法,结合ArcGIS的空间分析功能,从耕地现有质量和建设用地需求预测两方面体现占用耕地的保有格局,从土地开发整理潜力和占补耕地数量质量折算分析补充耕地的主要来源,进而建立重庆市耕地占补平衡体系。结果表明:到2020年重庆因建设占用将减少耕地58 856.56 hm²,土地开发整理现实新增耕地潜力达89 961.06 hm²,考虑到新增耕地的质量折算因素,新增耕地的现实潜力可达84 239.54 hm²,即是说,按照现有经济发展对建设用地的需求预测,重庆完全有能力实现耕地的占补平衡。耕地占补平衡体系的建立按照建设占用耕地与补充耕地在数量和质量上相当的要求,采用按等折算方式将其真正落到实处,对掌握重庆市实现占补平衡的最大理论潜力,具有较强的实用性和可操作性。     

乌梁素海周围盐化潮土钠质化特征

以乌梁素海周围盐角草(CSE)、碱蓬(CSG)、盐爪爪(CKF)和苦豆子(CSA)群落的盐化潮土为研究对象,分别采集0～20,>20～40,>40～60和>60～80 cm共16个混合土样. 测定土壤pH,含水量,含盐量,钠吸附比(SAR)和交换性钠离子百分率(ESP)等指标,分析了土壤的碱化特征. 结果表明:CSE土壤剖面含盐量,SAR和ESP的平均值最高,其次为CSG,CKF和CSA土壤. CSE土壤金属离子总量最大,其次为CSG,CKF和CSA;阳离子以Ca2+和Na+为主,阴离子以Cl-和SO2-₄为主,而CO₃2-和HCO₃-含量极低. 土壤盐分主要以氯化物和硫酸盐为主,碳酸盐以碳酸钙形式存在. ESP与含盐量(R20.834,P0.000 8)和SAR(R20.862,P0.000 2)之间均呈现显著的正相关,ESP随着含盐量和SAR的增大而增大,SAR可以替代ESP的测量. 土壤剖面盐分的分布状况是在降水、蒸发、灌溉和地下水等因素的综合作用下形成的.      

选择试验模型法在耕地资源保护中的应用——以浙江省温岭市为例

选择试验模型法是目前国际上用于评估具有公共物品特性的自然资源和环境物品经济价值的一种相对较新的方法。论文以浙江省温岭市耕地资源保护为例,探讨选择试验模型法在耕地资源保护经济价值评估实践的可行性。在专家咨询和小组讨论的基础上,确定耕地景观、田间设施、土壤肥力和耕地保护费为温岭市耕地资源保护的4个属性。在对温岭市246名居民进行随机抽样调查的基础上,分析了温岭市耕地资源保护不同属性的价值以及耕地资源保护不同替代方案的相对价值。结果表明,对于温岭市全体居民来说,今后耕地资源保护的实施应该重点改善田间设施和提高土壤肥力,而耕地景观的改善也同样可以增加温岭市居民的福利水平。     

Earthworm Invasion as the Driving Force Behind Plant Invasion and Community Change in Northeastern North American Forests

Abstract:  Identification of factors that drive changes in plant community structure and contribute to decline and endangerment of native plant species is essential to the development of appropriate management strategies. Introduced species are assumed to be driving causes of shifts in native plant communities, but unequivocal evidence supporting this view is frequently lacking. We measured native vegetation, non-native earthworm biomass, and leaf-litter volume in 15 forests in the presence and absence of 3 non-native plant species ( Microstegium vimineum, Alliaria petiolata, Berberis thunbergii ) to assess the general impact of non-native plant and earthworm invasions on native plant communities in northeastern United States. Non-native plant cover was positively correlated with total native plant cover and non-native earthworm biomass. Earthworm biomass was negatively associated with cover of native woody and most herbaceous plants and with litter volume. Graminoid cover was positively associated with non-native earthworm biomass and non-native plant cover. These earthworm-associated responses were detected at all sites despite differences in earthworm species and abundance, composition of the native plant community, identity of invasive plant species, and geographic region. These patterns suggest earthworm invasion, rather than non-native plant invasion, is the driving force behind changes in forest plant communities in northeastern North America, including declines in native plant species, and earthworm invasions appear to facilitate plant invasions in these forests. Thus, a focus on management of invasive plant species may be insufficient to protect northeastern forest understory species.     

酸性土壤环境石油烃生物降解效应

污染场地酸性土壤环境和生物修复土壤酸化,使得酸性土壤环境石油烃生物降解效应影响与有效调控成为污染土壤修复的重要内容.本文通过监测酸性和偏碱性土壤中微生物数量、活性以及石油烃含量变化,探讨酸性环境对除油微生物及烃降解效率的影响.通过投加富集菌液和生物载体,调控酸性土壤微生态环境,揭示微环境调控对于烃生物降解效应影响.研究结果表明,pH为5.4～5.7的酸性土壤,对土著除油微生物活性和数量具有显著抑制性,烃降解处于停滞状态.投加富集菌液未能有效地减弱酸性环境对除油微生物的强烈抑制作用.微生物数量在14d内从10⁶个/ g减至0,微生物FDA(FluoresceinDiacetate)活性很低,约0.10Abs/g .生物载体的投加,能有效改善介质界面微生态环境,明显减弱酸性环境的抑制效应,减缓除油微生物死亡速率.19d时土壤中降解微生物由原来的2×10⁶个/g下降到2.2×10²个/g ,第49d石油烃的生物降解率为13.02%.     

萘和菲在黄土上的吸附动力学

研究了萘和菲在天然黄土和阳离子表面活性剂改性黄土上的吸附动力学过程。结果表明,萘和菲在阳离子表面活性剂改性黄土上吸附速率比在天然黄土上的快,同时吸附数据都能很好的符合一级动力学方程;吸附速率与起始浓度、温度及黄土本身的性质有关;萘和菲的吸附速率常数k与温度T成负相关。吸附反应的活化能分别为:-6.196~-1.172kJ/mol和-28.86~-15.70kJ/mol;萘和菲在天然黄土和阳离子改性黄土上的吸附速率由膜扩散和孔扩散过程控制,实验数据可以用扩散动力学方程拟合。本研究为理解多环芳烃在土壤中的迁移规律提供了理论基础,同时有助于理解土壤环境中石油污染物的迁移。     

不同生态区土壤溶磷微生物的分布特征及影响因子

研究了盐渍区、重金属污染区和磷矿区土壤中溶磷微生物的数量、组成及与部分土壤化学因子的关系。结果表明,溶磷微生物在不同生态区土壤中的分布各不相同,磷矿区土壤中溶磷微生物数量和种群丰度普遍高于重金属污染区和盐渍区,但优势种属间数量差异不明显。重金属污染土壤中溶磷细菌比例较高,但种群单一,主要以巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium)为优势种,重金属污染区溶磷细菌比例与土壤重金属综合污染指数呈显著正相关(P<0.01),溶磷细菌丰度与有机质含量呈显著正相关(P<0.05)。盐渍土中溶磷细菌比例小,优势种群为巨大芽孢杆菌、假单胞杆菌属(Pseudomonassp.)和黄单胞杆菌属(Flavobacteriumsp.),其数量和种群丰度分别与有机质和有效磷含量呈显著相关关系(P<0.05)。     

Element mobility and partitioning along a soil acidity gradient in central Ontario forests, Canada

The potential environmental risk posed by metals in forest soils is typically evaluated by modeling metal mobility using soil-solution partitioning coefficients (K(d)), although such information is generally restricted to a few well-studied metals. Soil-solution partitioning coefficients were determined for 17 mineral elements (Al, As, Be, Ba, Ca, Cr, Cu, Fe, Ga, K, Li, Mg, Rb, Sr, Tl, U and V) in A-horizon (0-5 cm) soil at 46 forested sites that border the Precambrian Shield in central Ontario, where soil pH(aq) varied from 3.9 to 8.1. Sites were dominated by mature sugar maple (Acer saccharum Marsh.), white birch (Betula papyrifera Marsh.), balsam fir (Abies balsamea (L.) Mill.) or white pine (Pinus strobus L.). Log K(d) values for all elements could be predicted by empirical linear regression with soil pH (r (2) = 0.17-0.77) independent of forest type, although this relationship was greatly affected by positive relationships between acid-extractable metal concentration and pH(aq) for 13 of the 17 elements. Elements that exhibited strong or moderate (r (2)> 0.29; p < 0.001) relationships with soil pH(aq) in soil water extracts include Al, Ba, Fe, Ga, K, Li, Rb, Tl, V (negative) and Ca (positive). Elemental partitioning in mineral soil was independent of forest type; tree species differed in their response to chemical differences in mineral soil. For example, Rb, Ba, and Sr concentrations in foliage of sugar maple and white birch significantly increased with increasing soil acidity, whereas Rb, Ba, and Sr concentrations in balsam fir and white pine foliage exhibited no response to soil pH(aq). While K(d) values can provide useful information on the potential mobility and bioavailability of mineral elements in forest soils, care must be used when interpreting the relative contribution of solid and aqueous phases to this relationship and the differing responses of vegetation in elemental cycling in forests must also be considered.