施氮强度对不同土壤有机碳水平桉树林温室气体通量的影响

施氮或氮沉降对土壤温室气体通量影响已有比较深入的研究,但施氮对不同有机碳水平的土壤温室气体通量影响及其差异的研究较少.本研究以我国南方广泛种植的桉树人工林为对象,采用野外控制实验和室内分析,比较研究4种施氮处理(对照C:0 kg·hm-2;低氮L:84.2 kg·hm-2;中氮M:166.8 kg·hm-2;高氮H:333.7 kg·hm-2)对土壤有机碳水平存在显著性差异的2块桉树林样地土壤-大气界面温室气体(CO2、N2O和CH4)通量的影响.结果表明:1施氮对CO2和N2O排放通量有明显"激发效应",氮肥施用一个月后各个施氮处理土壤CO2和N2O排放通量出现最大值,随着时间推移至生长季后期CO2和N2O排放通量逐渐降低,差异逐渐缩小.施氮对CH4吸收通量的影响不显著(P>0.05).2施氮强度和土壤有机碳水平均显著促进了CO2和N2O排放(P<0.001),但对CH4吸收没有显著影响(P>0.05);高土壤有机碳水平样地CO2和N2O排放通量显著高于低水平土壤有机碳样地(P<0.01).3施氮和土壤有机碳水平对CO2和N2O排放通量的影响存在显著的交互作用(P<0.05).与低土壤有机碳水平样地比较,高土壤有机碳水平样地CO2和N2O排放通量对施氮更为敏感:低氮水平就能显著促进CO2和N2O的排放.上述结果表明:施氮对桉树林温室气体排放通量的影响既与施氮强度有关,也与土壤有机碳水平密切相关.估算不同施氮水平下的温室气体通量变化时,由土壤有机碳不同带来的温室气体通量差异不可忽视.     

氮肥管理措施对黑土玉米田温室气体排放的影响

采用静态箱-气相色谱法研究了不同氮肥管理措施(农民常规施肥、减氮20%、添加硝化抑制剂、施用控释肥)对黑土玉米田温室气体排放的影响.结果表明:黑土玉米田施肥(基肥和追肥)后1~3d出现N2O排放峰,施肥后16d内N2O排放量占生育期总排放量的28.8%~41.9%.减施氮肥20%显著降低土壤N2O排放,生育期内的N2O累积排放量减少了17.6%~46.1%,综合温室效应降低30.7%~67.8%,温室气体排放强度降低29.1%~67.0%.等氮量投入时,添加吡啶抑制剂土壤N2O排放量、综合温室效应和温室气体排放强度最低.玉米拔节~乳熟期出现了较强的土壤CO2排放,黑土玉米田是大气中CH4的一个较弱的“汇”,施氮和添加硝化抑制剂对黑土玉米田CO2排放和CH4吸收没有显著影响.添加硝化抑制剂和施用控释肥不影响玉米产量.在本试验条件下,减氮20%并添加吡啶抑制剂在保证玉米产量的同时, 减排增收效果优于其他施肥措施,适宜在黑土区玉米种植中推广使用.     

增氧对不同秸秆还田稻田田面水养分动态及温室气体排放的影响

秸秆还田对于改善土壤结构、培肥土壤和提高农作物产量与品质有着重要意义,但秸秆还田会增加甲烷排放和面源污染物排放等环境风险,如何减少秸秆还田带来的负面效应是亟需解决的难题.系统比较了增氧对不同碳氮比秸秆还田稻田水稻生长期内田面水碳氮含量和温室气体排放的影响.结果表明,不同秸秆还田均明显增加了稻田田面水中化学需氧量(COD),虽略微降低了N₂O排放,但显著促进了稻田甲烷的排放和全球增温潜势,大小表现为：麦秸还田>油菜秸秆>蚕豆秸秆还田;秸秆还田处理提高了水稻产量,但统计未达显著水平.增氧处理不显著影响水稻产量,使秸秆还田后田面水COD降低15%～32%,稻田甲烷排放显著降低10.4%～24.8%,稻田GWP显著降低9.7%～24.4%,其中麦秸还田处理下增氧效果最佳.结果发现增氧措施在秸秆还田稻田尤其是麦秸还田稻田温室气体减排与降低COD排放风险中的潜在作用及其应用可能性.     

典型有色金属矿业城市零星菜地蔬菜重金属污染及健康风险评估

在铜陵惠溪河流域及铜陵有色金属冶炼厂周边零星菜地,选择35个点位采集8种蔬菜(226颗)及相应的土样,在对重金属As、Ni、Cu、Pb、Cd和Zn含量分析测试的基础上,开展蔬菜重金属污染评价、富集能力分析及健康风险评估.结果表明:①研究区土壤重金属污染严重,As、Ni、Cu、Pb、Cd和Zn平均含量分别达96.96、56.64、1 247.82、313.59、6.743和600.96 mg·kg-1,均显著高于铜陵市土壤元素背景值;②8种蔬菜重金属综合污染指数平均值,均超过重污染等级阈值3.0,达重污染水平;③蔬菜对Zn富集能力最强,其次是Ni和Cu,对As、Pb、Cd等的富集系数相对较小,蔬菜中6种重金属污染程度排序为Ni>Zn>Cu>Pb>As>Cd;④蔬菜重金属As、Ni、Cu、Pb、Cd和Zn相应的THQ值分别为17.92、1.01、10.14、0.73、0.21和1.93,其中As和Cu的非致癌风险贡献率最大,分别为56.10%和31.75%,是研究区蔬菜重金属危害的最重要元素;⑤成人经蔬菜途径进入人体的As、Ni、Cu、Pb、Cd和Zn,分别为324.38、1 211.25、24 326.25、176.25、12.75和34 800μg·d-1;⑥蔬菜中As的目标致癌风险TR达8.06×10-3,远超过美国环保署(US EPA)推荐的可接受风险10-6～10-4和国际辐射防护委员会(ICRP)推荐的最大可接受风险值5.0×10-5,表明长期食用这些蔬菜可能带来较高的健康风险.     

植物油改性纳米铁修复硝基苯污染地下水的研究

实验室条件下,液相还原法FeSO4·7H2O和KBH4反应制备纳米铁,用XRD、TEM对其性能进行表征,结果表明该纳米铁平均粒径为50 nm,主要成分为α-Fe0。实验室进一步制备植物油改性纳米铁,TEM表明油膜均匀包覆在纳米铁颗粒表面,且纳米铁粒子分布均匀,分散较好。厌氧条件下,纳米铁与硝基苯反应,研究纳米铁和植物油改性纳米铁对硝基苯的降解性能,以及不同初始铁投加量、植物油质量分数、初始 pH 对硝基苯降解的影响。研究表明,纳米铁和植物油改性纳米铁均对硝基苯有较强的降解能力,理论摩尔比下,1 h内纳米铁和改性纳米铁对硝基苯的降解率达99.85%和56.74%;油膜质量分数为1%和2%的改性纳米铁降解硝基苯效果较好;随着初始纳米铁投加量的增加,硝基苯的降解越快;初始pH对改性纳米铁降解硝基苯有一定影响,酸性条件有利于改性纳米铁降解硝基苯。     

施肥与不施肥措施下小麦田的CO2、CH4、N2O排放日变化特征

二氧化碳（CO2）、甲烷（CH4）、氧化亚氮（N2O）是对全球气候变化影响最大的温室气体。由于土壤与大气之间的水热交换需要一定的传导平衡时间,因此土壤温室气体与温湿度之间的关系存在不同的表现形式。目前,有关温室气体研究多集中于季节性排放特征,而关于CO2、CH4、N2O的日变化研究却少见报道。以北京小麦（Triticum aestivuml）农田土壤为研究对象,对施肥和不施肥条件下CO2、CH4、N2O交换通量和气温、土壤温度进行连续观测,来探讨3种温室气体的日变化特征。采用人工静态暗箱法对小麦田土壤进行连续48 h原位观测,每2 h测定1次,每次盖箱时间为30 min。气体样品中的CO2、CH4、N2O用气相色谱仪（Agilent 6890A,FID/ECD）测定。结果表明：施肥与不施肥条件下小麦生育后期麦田土壤CO2、CH4、N2O交换通量具有明显的日变化特征。土壤表现为CH4的吸收汇、CO2和N2O的排放源。CH4的吸收通量、CO2和N2O的排放通量均表现为施肥区＞对照区。CO2、CH4的交换通量的70%以上出现在白天,而施肥区和对照区的N2O白天排放通量分别达到全天的81.8%、91.1%。另外,相关性分析表明,CO2、N2O交换通量的日变化与气温和5 cm地温呈极显著（P＜0.01）或显著（P＜0.05）的正相关关系,且N2O交换通量日变化与10 cm地温呈现极显著的正相关关系,说明温度是影响CO2、N2O交换通量日变化的重要因素;而气温、5 cm地温、10 cm地温对CH4交换通量日变化不存在显著性影响。     

太湖梅梁湾磷化氢气体浓度和通量日变化

以太湖梅梁湾湖区为研究对象,考察水面上空磷化氢浓度和水-气界面磷化氢释放通量的习变化.结果表明,白天大气中磷化氢浓度(7.39±7.00)ng·m-3显著低于夜间(37.05±22.74)ng·m-3,光照是影响大气中磷化氢浓度的主要因素.磷化氢通量全天正负交替,白天平均通量(11.41±23.76)ng·m-2·h-1,水体为磷化氢的释放源;夜间平均通量为(-37.62±26.45)ng·m-2·h-1,水体表现为磷化氢的汇;一天内平均日变化为(-13.11±35.04)ng·m-2·h-1,磷化氢总体为从大气向水体迁移的过程.磷化氢通量与水温显著正相关,而与大气中磷化氢浓度显著负相关.相关性分析表明磷化氢与温室气体(甲烷、二氧化碳和氧化亚氮)均呈现负相关.     

土壤理化特性对冬季菜地N2O排放的影响

选取7种具有10 a以上种植史的菜地土壤,通过室外盆栽试验研究施尿素条件下影响冬季菜地N2O排放的主要土壤因素.结果表明,不同土壤间N2O排放具有显著差异.对照菜地的季节性N2O-N排放总量为2.74～4.37 mg·盆-1,排放量与土壤本底的铵态氮、硝态氮含量及pH值呈弱线性相关.施尿素不仅促进了N2O的排放,而且加大了土壤间N2O排放的差异,季节性排放总量为6.39～29.38 mg·盆-1.与2000-2001年麦田相比,虽然菜地施尿素量低于麦地,但是N2O排放量无明显减少,菜地和麦地土壤的N2O排放均与土壤有机碳含量、全氮含量、C/N比值呈显著负相关.此外,施尿素菜地的N2O排放与土壤粘粒含量呈显著负相关,与土壤砂粒含量呈显著正相关.进一步研究表明,化肥氮的N2O-N转化系数主要受土壤碳、氮含量的影响.     

农田温室气体净排放研究进展

农业是温室气体排放的主要排放源之一,农业温室气体减排对全球温室气体排放具有重要贡献,研究农田温室气体净排放潜力亦具有重要现实意义.本文阐述了农田温室气体净排放的涵义,并归纳总结了耕作方式、施肥、水分管理、间套作等农业措施对农田土壤有机碳(SOC)含量、农田土壤N2O和CH4、农田生产物资的使用所造成的温室气体(主要为CO2、N2O和CH4)排放的影响,结果表明:保护性耕作总体能提高表层SOC含量,减少CH4排放,但减少农田土壤N2O排放的研究尚存在一定的争议,耕作方式亦影响投入,从而影响温室气体的排放;施肥(特别是配施)能提高SOC含量.施氮肥越多,N2O排放量越大,而CH4主要受有机物料的影响较大;水分对减少N2O和CH4排放有相反作用,需综合进行平衡管理;不同的作物品种、间套作模式或促进或减少温室气体排放.此外,本文指出了国外在该领域的研究注重从系统角度考虑农田温室气体排放,而国内的研究则非常少,提出我国农田温室气体净排放可作为未来研究的一个重点,并对未来研究内容进行了初步归纳总结.     

施氮对植物生长、硝态氮累积及土壤硝态氮残留的影响

施用N肥可提高叶类蔬菜的产量,但施用过量也会造成土壤N污染。为了研究当年施肥量对作物硝态氮累积及土壤无机氮残留量的影响,采用土壤盆栽试验,研究了5个施氮水平下3种叶类蔬菜(油菜、小白菜、菠菜)的生长、硝态氮累积和土壤硝态氮残留的变化。结果表明,施氮过高抑制了植物的生长,其中对菠菜的抑制作用最强。3种蔬菜硝态氮累积对施N的反应不同,油菜在施N0.40g时硝态氮含量达到最高,为N1742.2μg·g-1FW;小白菜在0.60g最高,为N1635.6μg·g-1FW;而菠菜则在0.80g最高,为N865.2μg·g-1FW。施N量与土壤硝态氮残留量之间呈显著正相关关系,说明施氮量越高土壤中硝态氮的残余就越大,对土壤的污染就越严重。