Adsorption behavior of condensed phosphate on aluminum hydroxide

Sodium pyrophosphate （pyro-P, Na4P2OT）, sodium tripolyphosphate （tripoly-P, Na3P3O10）, and sodium hexametaphosphate （meta-P, （NaPO3）6） were selected as the model compounds of condensed phosphate to investigate the adsorption behavior of condensed phosphate on aluminum hydroxide. The adsorption was found to be endothermic and divisible into two stages： （1） fast adsorption within 1 h; and （2） slow adsorption between 1 and 24 h. The modified Freundlich model simulated the fast adsorption stage well; the slow adsorption stage was described well by the first-order kinetics. The activation energies of pyro-P, tripoly-P, and meta-P adsorption on aluminum hydroxide were determined to be 20.2, 22.8 and 10.9 kJ/mol P adsorbed, respectively, in the fast adsorption stage and to be 66.3, 53.5 and 72.5 kJ/mol P adsorbed, respectively, in the slow adsorption stage. The adsorption increased the negative charge of the aluminum hydroxide surface. Transmission electron microscopy and energy dispersive X-ray analysis analyses provided evidence that the adsorption was not uniform on the surface and that the small crystals contributed more to the fast adsorption than the normal sites did. The results from X-ray fluorescence spectrometry and X-ray photoelectron spectroscopy tests also revealed the uneven adsorption of condensed phosphate as a function of the penetration depth. More condensed phosphates were adsorbed on the outer surface of aluminum hydroxide than in its inner parts.     

南方红壤地区水稻土的肥力评价

本文在系统分析土壤肥力结构的基础上，运用模糊隶属函数及主成分分析的原理和方法生成了反映水稻土肥力状况的综合肥力指数（ＩＦＩ），以此对江西省临川县４３个水稻土种（属）的肥力状况进行了分析与评价，划分了水稻土的肥力等级，并考察了不同肥力级别水稻土各肥力指标的状况。     

有机无机氮配施对不同程度盐渍土硝化和反硝化作用的影响

以内蒙古河套灌区轻度盐渍土S₁（EC=0.62 dS·m^-1）及中度盐渍土S₂（EC=1.17 dS·m^-1）为对象,研究硝化和反硝化进程对盐渍化程度和有机无机氮配施比例的响应及其影响因素.本试验设置了6个处理,包括不施氮（CK）、单施无机氮（U₁）以及用有机氮（U₃O₁、U₁O₁、U₁O₃和O₁）替代25%、50%、75%和100%的无机氮.结果表明,盐度升高会降低土壤硝化势而提高土壤反硝化能力,同一处理S₁土壤硝化潜势较S₂土壤高出28.81%~69.67%,而反硝化能力降低17.16%~88.91%.盐度升高会降低AOB丰度及硝化贡献率,但会增加AOA丰度和硝化贡献率;盐度增加会提高土壤nirK和nirS型菌丰度,同时会增加N₂O/（N₂O+N₂）产物比,但会抑制nosZ丰度.S₁土壤,以U₁O₁处理硝化势和反硝化能力最大,较单施化肥增幅分别达到18.59%和15.87%;S₂土壤,各施肥处理之间土壤硝化势差异不显著,反硝化能力以O₁处理最大,较单施化肥提高88.26%.S₁和S₂盐渍土分别以U₁O₁及O₁处理获得较高的AOB基因丰度及硝化贡献率,且增大了nirS和nosZ基因丰度,并显著降低N₂O/（N₂O+N₂）产物比.综上,相比单施无机氮,轻度盐渍土以有机无机氮各半配施,中度盐渍土以单施有机氮更加利于土壤硝化反硝化过程进行.     

成都平原区水稻土有机碳剖面分布特征及影响因素

了解环境因素对土壤有机碳剖面分布的影响,是准确拟合土壤有机碳在垂直方向上的连续变化、开展其三维空间分布模拟和估算区域土壤有机碳储量的基础.基于171个土壤剖面采样数据,利用指数递减函数拟合土壤有机碳剖面分布,分析成都平原区水稻土有机碳剖面分布的空间变异特征,并探讨成土母质、土壤类型(亚类和土属)、海拔、与河流距离和土地利用方式对其空间变异的影响作用,进而揭示环境因素对土壤有机碳剖面分布的影响.结果表明,0~20、20~40、40~60和60~100 cm土壤有机碳均值分别为19.42、9.59、5.99和5.20 g·kg-1,表现出显著的剖面递减趋势.土壤有机碳含量主要集中在40 cm以上,占整个土壤剖面的质量分数为72.17%,是研究成都平原区水稻土碳源/汇的关键部分.拟合土壤有机碳剖面分布的指数递减函数的2类参数呈现出一致的空间分布格局,具有空间相关性;参数C和k的块金系数分别为55.400%和47.671%,表明成都平原区水稻土壤有机碳剖面分布受结构性因素和随机性因素共同影响.回归分析揭示,成土母质和土属是影响研究区土壤有机碳剖面分布的主控因素,但海拔、与河流距离和土地利用的作用不容忽视.在拟合成都平原区水稻土有机碳剖面分布、构建其三维空间预测模型和估算土壤有机碳储量时,应重点考虑成土母质和土属的作用.     

土地利用变化对松花江下游湿地土壤真菌群落结构及功能的影响

本研究通过分析土地利用变化对沿江湿地土壤真菌群落结构与功能的影响,识别受损滨江湿地的自然恢复潜力,以期为松花江湿地资源管理和保护提供理论依据.于2018年7月,通过采集松花江下游自然湿地、水稻田、采砂迹地和恢复湿地的土壤,对土壤真菌ITS间隔区定向酶扩增,并使用Illumina MiSeq PE300二代高通量测序平台进行测序,分析不同类型样地土壤真菌群落组成和功能的差异及其影响因素.结果表明,沿江湿地开垦为稻田或进行采砂活动可造成土壤真菌α多样性指数显著降低（P<0.05）,采砂迹地被修复为人工湿地后可显著提高土壤真菌Ace和Chao1指数（P<0.05）.稻田与其它3种土地利用类型的土壤真菌群落结构差异显著（P<0.05）.沿江湿地土壤真菌划分为16个菌门,子囊菌门（Ascomycota）、担子菌门（Basidiomycota）、被孢菌门（Mortierellomycota）和隐真菌门（Rozellomycota）为沿江湿地的主要真菌门类（相对丰度>1%）.自然湿地和恢复湿地的真菌功能群以外生菌根真菌为主,辅以苔藓寄生真菌、地衣寄生真菌和杜鹃花类菌根真菌,稻田和采砂迹地的主要功能菌群以凋落物腐生菌和土壤腐生菌为主.动植物病原菌群在稻田中的相对丰度显著高于其它样地（P<0.05）.土壤pH、总碳、有机碳、总氮和总磷是土壤真菌群落多样性的主要影响因子.由此可见,在自然湿地进行资源开发增加了潜在的生态风险,降低了生态系统稳定性.     

郑州市夏季大气VOCs污染特征及来源解析

采用GC5000在线气相色谱仪,于2019年和2020年夏季6~8月分别对郑州市城区中大气环境挥发性有机化合物（VOCs）进行监测,探究了VOCs的污染特征,并重点利用比值分析,PMF受体模型和条件概率函数（CPF）模型对比研究了其来源贡献.结果表明,2019年和2020年夏季ρ（VOCs）平均值分别为65.7 μg·m^-3和71.0μg·m^-3.2019年烷烃占比逐月变化幅度不大,占比在55%左右,芳香烃整体呈上升趋势,烯烃呈下降趋势;前10物种占总VOCs的65.5%,主要物种依次为异戊烷、乙烷、丙烷、甲苯、正丁烷和间/对-二甲苯等.2020年烷烃和烯烃占比呈逐月升高趋势,芳香烃呈逐月降低趋势;前10物种占总VOCs的71.1%,主要物种依次为乙烷、乙烯、丙烷、异戊烷、正丁烷、甲苯和间/对-二甲苯等.2019年夏季OFP平均值为224.9 μg·m^-3,其中芳香烃对OFP贡献率逐月升高,烯烃逐月降低;对OFP贡献的物种主要为间/对-二甲苯、异戊二烯、反式-2-丁烯、甲苯和乙烯等.2020年夏季OFP平均值为243.6 μg·m^-3,其中芳香烃对OFP贡献逐月降低,烯烃逐月升高;对OFP贡献的物种主要为乙烯、间/对-二甲苯、异戊二烯、甲苯和间-乙基甲苯等.PMF和CPF模型解析表明,2019年对VOCs贡献较大的是溶剂使用源和油气挥发源,贡献率分别为36.7%和25.1%,其对OFP贡献也较大,分别为39.9%和23.3%,需重点关注西南部区域.2020年对VOCs贡献较大的仍为溶剂使用源和油气挥发源,贡献率分别为24.9%和22.5%;对OFP贡献较大的为溶剂使用源和机动车尾气排放源,贡献率分别为33.6%和22.9%,需重点关注北部和南部区域.因此,今后应重点关注溶剂使用、机动车尾气排放和油气挥发源的排放,尤其监测点位的西南部、北部和东南部区域污染源.     

不同轮作休耕下潮土细菌群落结构特征

本研究旨在明确不同轮作休耕方式对潮土细菌群落的影响,为推动黄河下游冲积平原农田生态修复和促进农业绿色发展提供参考依据.以2018年开始的长期轮作休耕定位试验农田土壤为研究对象,采用Illumina MiSeq高通量测序技术,通过Tax4Fun细菌功能预测工具,分析4种轮作休耕方式（长期休耕、冬小麦-夏休耕、冬休耕-夏玉米和冬小麦-夏玉米周年轮作）定位条件下,土壤细菌群落结构与功能差异,并探究影响农田土壤细菌群落结构及功能变化的环境因子.结果表明,不同轮作休耕方式的土壤样本中共检测到细菌44门、146纲、338目、530科、965属和2073种;在0~20 cm和20~40 cm土层中,主要优势菌群同为放线菌门（Actinobacteria）、变形菌门（Proteobacteria）、酸杆菌门（Acidobacteria）和绿弯菌门（Chloroflexi）,但各主要优势菌群的相对丰度在不同轮作休耕方式中存在差异.0~20 cm土层季节性休耕（冬小麦-夏休耕和冬休耕-夏玉米）较麦玉周年轮作或连续两年休耕的土壤细菌群落更丰富且多样性程度更复杂,20~40 cm土层则表现出冬小麦-夏休耕的土壤细菌群落更丰富、多样性程度更复杂.通过Tax4Fun功能预测发现,不同轮作休耕土壤细菌具有一级功能代谢通路（pathway level 1）6类,二级功能代谢通路（pathway level 2）40类（其中18类相对丰度大于1.0%）,三级功能代谢通路（pathway level 3）264类;季节性休耕可提高参与新陈代谢、环境信息处理和遗传信息处理等有益细菌代谢通路的相对丰度.根据RDA分析,0~20 cm土层的土壤细菌群落受土壤含水率、全磷、有效磷、速效钾、pH和碳氮比影响显著（P<0.05）,20~40 cm受土壤全磷和有效磷影响显著（P<0.05）.由此可见,不同休耕方式可以改变土壤细菌群落结构、多样性及代谢功能,季节性休耕可以促进农田土壤生态系统的健康与稳定.     

近20年渔子溪流域土地利用变化的环境影响

采用渔子溪流域1986、1994及2002年的遥感影像资料,对流域土地利用变化导致的生态系统服务价值及景观格局指数的变化进行了定量分析.结果表明,在1986～2002年间,流域土地利用变化导致其总体生态系统服务功能增加了0.42%,其中产品供给功能、生态调节功能、生命系统支持功能、文化娱乐功能的相对变化率分别为1.15%、0.36%、0.16%和-0.94%,它们对总体生态系统服务功能变化的贡献率分别为62.95%、46.82%、6.33%和-16.1%.从景观格局变化来看,渔子溪流域的斑块密度指数在1986-2002年间从0.0016减小到0.0013,而景观破碎度指数从0.00307增大到0.00474,表明渔子溪流域的景观粒度减小而景观破碎化的程度提高.研究结果还表明,流域不同土地利用类型景观破碎度的变化趋势并不一致,其中耕地、疏林地、高覆盖度草地、低覆盖度草地和居民建设用地的破碎度指数有所增加,而有林地、灌木林、中覆盖度草地和永久性冰雪覆盖的破碎度指数有所下降,这主要是由于一些零散分布的灌木林被开垦为耕地或转变为居民建设用地及气候变暖使得部分永久性冰雪覆盖转变为中覆盖度草地等原因造成的.     

流域水生态功能区概念、特点与实施策略

我国正处在从传统的水质管理向水生态管理转变的关键阶段,水生态功能区是实施流域水生态系统管理的基本单元. 结合区划理论的发展,对国内外区划研究进展进行了系统总结,界定了水生态功能区的基本概念,提出了水生态功能区的基本特点及其在环境管理中的主要作用,辨析了水生态功能区与水功能区、生态功能区和主体功能区的关系,提出了水生态功能区实施的政策保障体系. 结果表明,水生态功能区是开展水生态系统健康评估、识别水生态功能和确定水生态保护目标的基本单元,具有基于流域单元进行划分、以水生态系统等级结构为主线、区域区划与类型区划相统一、陆地与水体保持一致性等特点;不同功能区在基本概念、法律和政策依据、分区目的、分区体系、分区指标和方法及其在管理中的作用等方面差异显著,水生态功能区是对上述功能区的发展、补充和完善;作为一个崭新概念,水生态功能区的实施需要从法律、机构、政策和技术等方面全面保障,在此基础上构建流域水环境综合管理技术体系,支撑流域生态文明建设.      

黄河三角洲生物多样性分析

黄河三角洲是我国东部最年轻的陆地,保存着中国暖温带地区最广阔、最完整、最年轻的湿地生态系统。鉴于已有的研究工作对黄河三角洲地区生物多样性通过黄河与周边地区的联系方面的研究相对薄弱,以现有研究工作为基础,以黄河的廊道作用为主线,并结合2003年9月和2004年10月两次实地地面植被调查,主要对黄河三角洲自然保护区的植物区系组成状况进行统计分析,总结出黄河三角洲地区生物多样性状况、植物区系组成的特点及其与周边地区的相互关系。黄河三角洲地区生物多样性主要表现出如下特点:植被结构简单、覆盖度低、生态系统年轻性特点和湿地生态系统特点明显;植物种类少、常具有抗盐、抗旱特性;旱生、中旱生植物以及与内蒙古共有植物种类多,充分体现了黄河的生物廊道作用;主要保护动物种类多,生物多样性保护意义重大。这些特征既反映了黄河三角洲新生陆地的盐化生境特点,同时也深刻揭示了河流通道对区域生物多样性形成的重要作用。