腐解黑藻生物量对高硝态氮水体氮素的影响

采用常见沉水植物黑藻为试验材料,引入太湖底泥并设定上覆水初始ρ(硝态氮)为15 mg/L,模拟初春沉水植物大规模腐烂时的温度,开展为期32 d的黑藻腐解试验研究. 结果显示,黑藻腐解对水体中ρ(氨氮)与ρ(硝态氮)之和的影响呈U字型,试验条件下黑藻腐解生物量为2.0 g(相当于0.111 kg/m2)时,水体中ρ(氨氮)与ρ(硝态氮)之和最低. 随着黑藻的腐解,释放进入水体的有机质和氮素增加,但同时也提高了水体中的ρ(TOC)/ρ(硝态氮)值,降低了Eh,提高了微生物的活性,因此有利于反硝化反应的发生.      

低温条件下生物陶粒反应器运行特性研究

针对官厅水库下游三家店水库水源进行生物陶粒预处理的现场试验,研究低温条件下生物陶粒反应器的运行效果及其特性.结果表明:当水温从10℃下降到0.5℃时,生物陶粒反应器对COD_Mn的去除率从20%左右下降到6%左右,氨氮的去除率从90%下降到65%.随温度降低生物陶粒反应器去除污染物的效果下降主要是由于微生物活性随温度的降低而下降造成的,陶粒表面的微生物量随温度的降低而减少,但是受影响的程度比活性小得多.陶粒表面的微生物活性与微生物量沿水流方向呈明显的下降趋势.     

降水变化对荒漠草原土壤呼吸的影响

全球气候变化使得降水格局发生显著改变.土壤呼吸作为土壤碳库向大气释放CO₂的重要途径,其对降水变化的响应可能会影响陆地生态系统碳循环进程,并对全球气候变化产生反馈作用,但目前关于土壤呼吸对降水变化的响应没有一致的结论.以黄土高原西部荒漠草原为对象,通过野外降水控制实验减水40%（-40%）、减水20%（-20%）、自然降水、增水20%（20%）和增水40%（40%）,探究降水变化对土壤呼吸动态的影响及其与土壤含水量、土壤温度、地上生物量、土壤有机碳、微生物量碳和碳氮比（有机碳总氮比）等因素的关系.结果表明,在3 a期间不同降水处理下土壤呼吸的日变化呈现较一致的单峰和双峰模式.土壤呼吸随降水量的增加均呈增加趋势,且相较对照,土壤呼吸在降水控制实验第二年（偏湿年份）和第三年（偏干年份）表现出显著差异,表明降水变化对土壤呼吸产生了遗留效应.同时,相比对照,偏湿年土壤呼吸在-40%处理下显著最低,在40%处理下显著最高,土壤呼吸对减水处理的负响应强于对增水处理的正响应;偏干年土壤呼吸在增水处理下显著高于对照,且对增水处理的正响应明显强于减水处理.此外,土壤含水量、地上生物量、土壤有机碳和碳氮比是显著影响土壤呼吸的环境因子,且随降水量的增加而增加;土壤呼吸随土壤含水量、地上生物量、土壤有机碳和碳氮比的增加而增加,随微生物量碳的增加而减少,其中土壤含水量对土壤呼吸的解释率最高,这表明土壤含水量是控制荒漠草原区土壤呼吸的主要环境因子.无论在偏湿或偏干年份,降水变化下,植物生物量输入幅度均低于土壤呼吸输出幅度,表明降水变化可能不利于土壤碳固存,尤其偏干年份降水变化对碳库输出的影响更强.因此,荒漠草原区不同干湿年份降水变化对土壤呼吸的影响可能对生态系统碳循环过程产生不同的影响,进而为区域碳预算评估提供参考.     

基于MODIS火点数据分析南北方省份生物质开放式燃烧与排放特征

利用2018年全国范围内的MODIS火点数据,结合土地利用数据信息,运用地理信息系统空间分析方法和统计分析方法,以火点数据、生物量及各污染物排放量为指标,分析了南北方省份生物质开放燃烧的时空特征.计算结果显示,北方省份森林火灾、草原火灾、秸秆露天焚烧生物量分别为107×10⁴、74×10⁴、498×10⁴ t,南方省份则分别为344×10⁴、106×10⁴、164×10⁴ t.研究结果表明：①地域因素及气象因素是影响生物质开放燃烧时空特征的主要因素.②北方省份生物质开放式燃烧以秸秆露天焚烧为主,森林火灾主要因气候导致.南方省份生物质开放式燃烧以森林火灾为主,高发于春季,主要因南方存在"炼山"整地的传统营林措施.③南方省份虽然整体生物质开放式燃烧活动水平较北方省份低,但污染物排放强度较北方省份要高.     

小兴安岭天然林不同林分汞含量分布特征与生物质汞库估算

植被主要通过叶片气孔吸收大气气态单质汞,森林植被是大气汞重要的汇.量化森林生物质汞库对了解全球汞循环至关重要.为揭示森林乔木层（乔木层分为树干、树叶、树枝、树根和树皮）、灌木层、草本层和凋落物层（凋落物层分为未分解层（Oi）、半分解层（Oe）和已分解层（Oa））汞含量和汞库分配,本研究选取黑龙江省凉水自然保护区小兴安岭原始林阔叶红松林、次生原始林云冷杉林和次生原始林白桦林3种原始林开展植物和凋落物汞含量和汞库调查.结果表明,乔木层各组织中汞含量遵循树皮 > 树叶 > 树枝 > 树根 > 树干的规律,云冷杉林乔木层汞含量总体上高于阔叶红松林及白桦林乔木层汞含量.凋落物中汞含量排序为Oa > Oe > Oi,原始林阔叶红松林凋落物汞含量高于次生原始林白桦林凋落物汞含量,但低于次生原始林云冷杉林凋落物汞含量.进一步估算生物质总汞库发现云冷杉林、阔叶红松林和白桦林分别为212、192和163 μg·m^-2.乔木层地上部分是森林生物质汞库的主体,其树皮汞库占总汞库的37.4%~43.5%,灌木层和草本层仅占总汞库的1%左右.本研究可为进一步评估森林生态系统在大气汞循环中的作用及预测森林火灾发生时生物质燃烧汞释放潜势提供基础数据.     

人工湿地植物量及其对净化效果影响的研究

人工湿地污水处理系统中,植物对污水净化效果起着非常重要的作用,而植物量是植物生长的关键参数之一。为了明确植物量对污水处理效果的影响,在2002--2008年期间,详细测定了芦苇（Ph．australisTrin）、再力花（Thaliadealbata）、荻（M．sacchariflorus）和美人蕉（Cannaindica）4种典型湿地植物不同年度的生物量、不同生长阶段的生物量、生物量年产率,以及同期湿地COD、BOD5、TN和TP等的去除率。结果表明：湿地植物在栽植成活、稳定生长以后,至少要再经过1个以上的生长周期才能完全适应湿地环境,达到生物量的最大值,其中芦苇根系和茎叶生物量显著高于其他植物;同种植物的植物量与COD、BOD5、TN去除率呈显著正相关,与TP相关性不强;植物量随生长周期的变化对湿地净化能力的影响显著,确定合理收割期有利于湿地的稳定运行;不同种类植物生物量年产率与各种污染物的去除率均显著相关,芦苇、再力花和美人蕉均具有较高的生物量年产率,污染物去除能力较好。在试验范围内,芦苇湿地的运行稳定性最好,再力花湿地具有最强的脱氮能力,美人蕉湿地能快速形成规模、实现稳定运行,这些为构建不同特点和不同需要的湿地提供了重要参考。     

镁碱化对土壤微生物活性和水解酶的影响

研究了镁碱度对土壤微生物生物量及其活性的影响,研究地点位于甘肃河西走廊疏勒河中游昌马洪积冲积扇缘。从10个具有不同镁碱化程度的采样点,采集土壤样品30个,测定了土样的pH、镁碱度、Mg2＋/Ca2＋、HCO3-＋CO32-、钠碱度、有机碳、全氮、微生物生物量碳、微生物熵、精氨酸氨化率、β-葡萄糖苷酶、磷酸酶、蛋白酶-casein、蛋白酶-BAA、脲酶等指标。结果表明：土壤pH和钠碱度没有明显的相关性,而和镁碱度、Mg2＋/Ca2＋、HCO3-＋CO32-显著正相关,相关系数分别为0.70、0.69和0.72。镁碱度和Mg2＋/Ca2＋显著正相关,相关系数为0.84。有机碳、全氮、微生物生物量碳、微生物熵、精氨酸氨化率的变化范围分别是6.4-18.5 g·kg-1、0.28-1.20 g·kg-1、23.1-351.9 mg·kg-1、0.37-2.52%、0.77-1.83μmol.g-1.d-1,和Mg2＋/Ca2＋之间显著负相关,相关系数分别是-0.52、-0.50、-0.59、-0.62、-0.65。β-葡萄糖苷酶、磷酸酶、蛋白酶-casein、蛋白酶-BAA、脲酶的变化范围分别是6.68-27.79μmol.g-1.h-1、7.03-25.99μmol.g-1.h-1、0.11-0.76μg.g-1.h-1、0.05-0.48μmol.g-1.h-1、0.07-0.61μmol.g-1.h-1吗,和微生物生物量碳之间显著正相关,相关系数分别是0.73、0.71、0.78、0.87、0.81,和Mg2＋/Ca2＋之间显著负相关,相关系数分别是-0.59、-0.58、-0.60、-0.56、-0.54。可见,镁碱化会造成土壤有机质含量下降、微生物生物量变小、微生物活性降低、水解酶活性低下,镁碱化是导致土地生产力低下的原因之一。     

卧龙自然保护区华西箭竹（Fargesia nitida）生态学特征随海拔梯度的变化

海拔梯度由于包含了温度、水分、光照等环境因子的剧烈变化而成为研究植物的环境适应性及其对全球气候变化响应的理想区域。在卧龙自然保护区沿海拔梯度研究了华西箭竹（Fargesia nitida（Mitford）T.P.Yi）分株的丛结构,比叶面积（SLA）、基径、株高、枝下高、单株地上部生物量及各器官生物量的分配。结果表明：华西箭竹丛结构表现为平均单丛面积和丛密度随着海拔升高呈先增大后降低的趋势,而单丛分株数先减少后增大;华西箭竹分株生长特征除SLA和枝下高线性降低,其他各调查变量随着海拔升高,总体呈先增大后减小的单峰变化趋势,高峰值在2 800 m附近。反映了环境因子随海拔升高的非线性变化。分析认为,高海拔地区的华西箭竹对温度较为敏感,气候变暖将有利于它的生长,因此其分布上限可能会提高。本研究结果拓展和丰富了海拔梯度上植物对异质性环境的适应和响应的规律研究,也可对地震后保护区植被的恢复与重建提供科学参考。     

免耕覆盖对土壤微生物量碳的影响

通过设置在甘肃省定西县李家堡镇甘肃农业大学旱农实验站的用间定位试验,研究连续3年春小麦(Triticum aestivum)-豌豆(Pisum sativum Linn.)双序列轮作后6种不同处理土壤微生物量碳的变化情况,结果表明:免耕条件下表土层土壤微生物量碳总是显著地高于翻耕土壤;秸秆覆盖表土层和亚表层土壤微生物量碳明显高于不覆盖;不同处理对表土层和亚表层土壤微生物量碳的影响差异达极显著;表土层土壤微生物量碳有明显的季节动态变化;土壤微生物量碳随土层加深而递减.     

电子废物不当处置的重金属污染及其环境风险评价 Ⅴ. 电子废物焚烧迹地土壤金属污染对土壤微生物生物量和土壤呼吸的影响

在广东省清远市龙塘镇电子废物焚烧区附近分别设置了主要受电子废物焚烧造成的重金属近距离沉降影响的污染区(U)和距离焚烧活动核心区约1km的水平迁移污染区(L),并在焚烧活动核心区非主风向一侧山丘的反向坡地设置了对照区(CK),探讨了不同程度的重金属污染对土壤微生物生物量碳(MBC)和土壤呼吸(SR)的影响.结果表明,土壤Cu、Pb、Cd的含量平均值均呈U区>L区>CK区,在污染严重的U区,Cu、Pb、Cd、Ni、Cr和Zn的含量平均值分别是对照区的52.2倍、5.1倍、3.2倍、2.1倍、1.9倍和1.5倍.相应地,U区土壤MBC、土壤基础呼吸(BR)和基质诱导呼吸(SIR)的平均值分别只有对照区的48.0%、28.4%和15.3%,而在污染程度相对较轻的L区则分别为对照区的97.0%、70.1%和60.7%.土壤MBC和SIR均与土壤中Zn、Cu、Pb含量呈极显著负相关(p<0.01).以上结果表明,土壤微生物的生长和土壤生物活性受到了电子废物焚烧排放物(特别是重金属)生物毒性的严重影响,土壤SIR是响应最为敏感的指标.