天津市典型污灌区冬小麦各生育期的重金属分析

通过对天津市冬小麦生长的各个阶段的各个部位及土壤中重金属含量的分析,评价了污灌区农田土壤-植被系统的污染状况,运用转运系数和富集系数表征了重金属元素在作物中迁移和积累的能力.结果表明,冬小麦田土壤质量属2级尚清洁标准,土壤中Cd污染最严重,Hg污染次之.返青期、拔节期、抽穗期和成熟期,同一时期冬小麦不同部位的重金属含量整体呈现自下至上递减的趋势,即根>茎>叶>果实,而同一部位冬小麦的不同时期的重金属含量各有特点.从转运系数和富集系数上看,根富集重金属的能力要大于茎、叶和果实;重金属由土壤向根迁移的过程中,迁移能力顺序为:Pb>Cd>Hg>Cr>As,Pb迁移能力最强.冬小麦果实中As,Cd,Cr,Hg,Pb和Se含量均超过《食品中污染物限量》中规定的限值,说明研究区域目前已经不宜再种植冬小麦.     

中国北方冬小麦播种期底墒干旱模型

用统计方法分析了中国北方地区冬小麦播种期0-100cm土壤底墒与当年7-9月的降水量、可能蒸散量,水分盈亏量和年降水量和前一年10月至当年9月降水量、多年平均降水量、径流量以及径流率等8个影响因子的相关关系,建立了计算冬小麦播种期土壤底墒的各单因子统计模型和不同F检验水平下的多因子统计模型,并对各统计模型进行了精度比较。选取其中一个模型,计算了北方冬小麦区94个站点1961-2000年历年冬小麦播种期的土壤底墒值,初步得到了北方冬小麦播种期土壤底墒的变化规律,并为北方冬小麦播种期土壤底墒的计算和预测提供了一个实用的方法。     

安徽省冬小麦渍涝灾害损失评估模型研究

将安徽省冬小麦种植区划分为淮北、沿淮、江淮3个区域,采用根据大面积多种农作物平均单产求算小面积作物趋势产量的方法,计算了各区域冬小麦的减产率。分析了各区渍涝对冬小麦产量影响的最大时段,确定了主要危害因子和指标,探讨用主要因子法和Q值法构造减产率和危害因子间的相关函数,建立了安徽省各区域冬小麦渍涝灾害损失模型和综合评估模型。     

冠层辐射温度对冬小麦生态系统碳通量的影响

用箱式法在太原盆地对冬小麦的碳通量进行了两年的测定,对比分析了气温(T_a)、土壤温度(T_s)和冠层辐射温度(T_c)的日、季节变化与冬小麦碳通量日、季节变化的关系.结果表明,在日、季节尺度上T_c与T_a具有较好的一致性,相关系数在0.90以上;日尺度上,净生态系统碳交换量(NEE)、总初级生产力(GPP)、生态系统呼吸(Reco)与T_s的相关系数在绝大部分测定日都小于与T_a和T_c的相关系数,但它们与T_a和T_c的相关系数差异不大;季节尺度上,冬小麦的GPP、NEE和Reco与3个温度(T_a、T_s和T_c)都呈显著的二次抛物线关系.生态系统光合作用的最适温度T_c略低于T_a的,差异约1℃左右.Reco与T_a的关系均好于与T_s的关系,与T_c、T_a关系的决定系数差异不大(0.95~0.96).研究结果可以为基于遥感方式观测的冠层辐射温度在估算碳通量中的应用提供依据.     

川中丘陵地区冬水田甲烷排放特征研究

以川中丘陵地区典型冬水田为对象,设置了有水稻常规施肥(RF)、无水稻常规施肥(NP)、有水稻无氮肥(NN)3种处理,以静态暗箱-气相色谱法对甲烷(CH_4)排放进行了原位观测.结果表明,RF、NP和NN处理下CH_4排放通量分别为-0.0042~18.29、0.03~16.78和0.10~26.76mg·m~(-2)·h~(-1),平均排放通量分别为10.22、4.25和14.15 mg·m~(-2)·h~(-1)(以每平方米每小时消耗/产生的C量(mg)计),水稻生长季是主要排放期,但休闲季CH_4排放量仍占全年CH_4总排放量的14%.没有水稻处理的CH_4排放量显著低于有水稻处理(p0.01);而不施氮肥处理的CH_4排放量显著高于施肥处理(p0.01).CH_4排放通量与5 cm深土壤温度呈显著正相关(p0.01),随着温度的升高,甲烷排放量呈指数增加.CH_4排放通量与1~4 cm的稻田水深呈显著负相关(p0.01),随着水深的增加,甲烷的排放呈指数迅速下降;而与4~8 cm的稻田水深无相关性,甲烷的排放也变化缓慢.由此表明,土壤温度和水深在很大程度上调控着CH_4的排放.此外,研究结果也显示将冬水田休闲期改为旱作可减少CH_4排放,对环境有利.     

佛山市冬夏季非甲烷烃污染特征研究

2014年冬季和2015年夏季在佛山市采集了30个非甲烷烃(NMHCs)的样品,定量分析了多种化合物.结果表明,采样期间佛山市冬季和夏季NMHCS的浓度分别为122.30μg·m~(-3)和56.22μg·m~(-3).其中冬季和夏季NMHCs中浓度最高的5个物种由大到小依次为:甲苯(25.12μg·m~(-3))、间/对-二甲苯(13.76μg·m~(-3))、丙烷(9.17μg·m~(-3))、乙苯(7.25μg·m~(-3))、乙烯(6.77μg·m~(-3))和甲苯(6.18μg·m~(-3))、间/对-二甲苯(5.21μg·m~(-3))、邻-二甲苯(4.15μg·m~(-3))、β-蒎烯(3.75μg·m~(-3))、丙烷(3.29μg·m~(-3)).相比2008年,NMHCs有大幅度下降.冬季芳烃、烷烃、烯烃和炔烃所占比例分别为51.20%、34.70%、10.04%和4.05%;夏季芳烃、烷烃、烯烃和炔烃所占比例分别为43.93%、33.99%、19.20%和2.88%.因为NMHCs/NOx的冬、夏季值分别为0.90和1.88,表明采样期间佛山市大气臭氧峰值浓度都是受NMHCs控制,还应继续加强NMHCs的控制.佛山市NMHCs冬季和夏季的丙烯等效浓度和臭氧生成潜势分别为45.09μg·m~(-3)和40.64μg·m~(-3)、392.77μg·m~(-3)和207.77μg·m~(-3).间/对-二甲苯、甲苯和间/对-二甲苯、异戊二烯分别对冬季和夏季的臭氧生成潜势起到很重要的贡献.采样期间佛山市冬季和夏季的苯/甲苯的值为0.15和0.20,表明佛山市冬夏季NMHCs的主要来源是工业过程.相对2008年,本研究中异戊烷不属于佛山市NMHCs中浓度最高的5种污染物,说明佛山市在防止汽油挥发对环境造成影响方面的措施取得了明显成效.     

北偏西大风对北京冬季生物气溶胶的影响

生物气溶胶对大气成云过程、生态系统演化和人体健康都有着重要的影响,目前对生物气溶胶浓度、组成和活性的变化规律认识不足.因此,在2013年1月和2015年1月在北京市清华大学校园内进行了采样和观测,以分析气象条件对生物气溶胶浓度和组成的影响.生物气溶胶浓度用生物气溶胶在线检测器WIBS-4A(waveband integrated bioaerosol sensor)测定,生物气溶胶中细菌群落的组成用16S rDNA测序的方法来测定.结果表明,北京冬季生物气溶胶数浓度范围在2~150 L~(-1).风是影响生物气溶胶的浓度和组成的重要因素.主导风向为北偏西30°,风速大于4 m·s-1的大风天气时,生物气溶胶的数浓度升高1个数量级,生物气溶胶中细菌群落的组成也发生急剧的变化.大风天气过后,生物气溶胶中细菌群落的组成缓慢恢复到大风前的状态.     

麦田O3浓度的长期变化及其对冬小麦干物质和产量损失的估算

近地层臭氧污染及其对作物产量和粮食安全的负面效应已成为国内外广泛关注的焦点之一.利用2014~2016年冬小麦主要生长季期间臭氧浓度和气象因子观测资料,分析了麦田臭氧浓度、AOT40的变化特征.根据Pleijel等2007年修正的气孔导度模型,模拟了冬小麦气孔导度的变化,并与实测值进行对比验证,同时结合通量模型,计算了冬小麦气孔臭氧通量.此外,利用前期课题组建立的模型,估算了臭氧对冬小麦干物质累积和产量的影响.结果表明:臭氧浓度在冬小麦生长季期间从前期到后期逐渐增加,并呈现明显的单峰型日变化特征.从2014~2016年的每年3月1日~5月31日,平均臭氧浓度分别为36.2、37.7和33.6 n L·L~(-1),AOT40值分别为17.08、17.90和11.84μL·(L·h)~(-1).Javis气孔导度模型可以用来模拟本地区冬小麦的气孔导度,模型解释了实测气孔导度81%的变异性.2014~2016年冬小麦气孔臭氧吸收通量分别为9.36、9.32和8.65 mmol·m~(-2).在近3年臭氧浓度平均水平下,近地层臭氧会使冬小麦产量减少18.03%,干物质累积减少19.31%.     

Effects of As on As uptake,speciation, and nutrient uptake by winter wheat （Triticum aestivum L.） under hydroponic conditions

A hydroponic experiment was conducted to investigate the effects of arsenic （As） stress on growth, nutrition and As uptake, and speciation in shoots and roots of winter wheat （Triticum aestivum L.）. Winter wheat has high tolerance to As. Most As is accumulated in the roots, and an As concentration of 4,421 mg/kg was observed at a solution concentration of 20 mg/L As. Arsenic concentrations in roots were approximately 40-100 times greater than those in shoots. Arsenic in winter wheat roots and shoots occurred as both As^3＋ and As^5＋ species, although As^3＋ was the main species in winter wheat tissues. Arsenic significantly decreased the biomass of winter wheat shoots and roots and affected absorption and transport of micro- and macro-elements in winter wheat tissue. Arsenic treatment significantly increased the concentrations of total Magnesium （Mg） and calcium （Ca） in shoots and enhanced the transport of Mg and Ca from roots to shoots but decreased potassium （K）, nitrogen （N）, and phosphorus （P） concentrations in both shoots and roots, particularly the concentration of P. Concentrations of iron, copper, and zinc in winter wheat shoots were negatively related to As rates, with correlation coefficients （R^2） of 0.93, 0.94, and 0.97, respectively.