植物塘-人工湿地复合系统基质与植物筛选及农田退水处理研究

通过等温吸附试验研究4组不同组合基质对水中氨氮和磷素的吸附效果,考察模拟农田退水中植物的生长状况及对化学需氧量(COD)、氨氮(Ammonia)和总磷(TP)去除率,并从6种水生植物中选取适宜的栽种植物,进而构建植物塘-人工湿地复合系统,以处理模拟农田退水.结果 表明,由Langmuir方程得到组合基质对氨氮的最大吸附量从大到小依次为M3、M1、M4、M2,对磷素的最大吸附量从大到小依次为M1、M3、M4、M2.选择M1为植物塘的最佳填充基质,M3为人工湿地的最佳填充基质.模拟农田退水中挺水植物和沉水植物生长状况迥异,4种挺水植物对氨氮和TP的去除效果差异显著,其中氨氮的去除率从大到小依次为菖蒲、千屈菜、泽泻、香蒲,TP的去除率从大到小依次为泽泻、千屈菜、菖蒲、香蒲;2种沉水植物中狐尾藻对COD、氨氮和TP的去除率均显著高于金鱼藻.选择狐尾藻为植物塘的栽种植物,“菖蒲+泽泻+千屈菜”为人工湿地的栽种植物.植物塘-人工湿地复合系统对COD去除率为96.05％～ 98.06％,氨氮去除率为98.07％～98.88％,TP去除率为95.14％～96.68％,去除效果均良好.     

禄劝县云龙水库水源区环境现状和环境保护探讨

阐述了云龙水库水源区概况、生态环境、水库及入库河道水质、污染源、管理等现状,对水源区内畜禽养殖、农田径流、水土流失、生活污水和固废污染等水污染问题和影响因素进行了分析,并提出了相应的对策建议.     

人工林与其紧邻农田中野生植物与土壤线虫群落特征对比

我国北方农耕区休耕地种植杨树现象较为普遍,但是人工林对农业生态系统中生物多样性的保护作用却鲜有关注.在山东省宁津县选取3块样地,均为休耕地种植杨树林且紧邻小麦玉米轮作田,对比人工林下、田埂及农田内的草本植物群落特征、土壤线虫群落特征及土壤化学性质,以探究人工林对农业生态系统中生物多样性的作用.结果表明:①植物样方总物种数和样方平均物种数均呈现农田 < 距田埂30 m人工林下 < 距田埂10 m人工林下 < 田埂 < 距田埂20 m人工林下 < 距田埂5 m人工林下的变化规律,其中,距田埂5 m人工林下植物样方总物种数为21种,农田内11种.人工林下草本植物群落多样性指数、丰富度指数均显著高于农田内杂草植物群落相应指数（P < 0.05）.②农田、田埂及距田埂5 m的人工林下的土壤线虫组成存在差异,农田和人工林下土壤线虫优势属为头叶属（Cephalobus）,而田埂中为真头叶属（Eucephalobus）.土壤线虫群落多样性指数、成熟指数、植物寄生线虫成熟指数及线虫通路比在人工林下、田埂和农田之间差异均不显著（P≥0.05）,土壤线虫均为耐环境压力类群.③人工林下与农田土壤中总氮（TN）、总碳（TC）含量差异不显著（P≥0.05）,而田埂和人工林下土壤碳氮比（C/N）显著高于农田内（P < 0.01）,表明林下和田埂土壤中有机物分解矿化速度低于农田内.土壤TN含量、TC含量、C/N和pH均与植物群落具有显著关联,而对土壤线虫群落均无显著影响.研究显示,在我国北方休耕地种植杨树林,对于农业生态系统中草本植物多样性保护具有积极作用,但是难以在几年内有效地改善土壤质量.      

基于田块尺度的农田土壤和小麦籽粒镉砷铅污染特征及健康风险评价

以典型镉(Cd)、砷(As)和铅(Pb)复合污染农田为主要研究对象,在田块尺度上(纵向上受周边冶炼厂和污灌河流影响,横向上受道路交通影响)重点调查分析了农田土壤和小麦籽粒中Cd、As和Pb污染特征,并采用化学致癌物和化学非致癌物模型对小麦籽粒Cd、As和Pb含量进行了人体健康风险评价.结果表明,该农田土壤为中度污染水平,土壤Cd、As和Pb含量均有不同程度超标(GB 15618-2018),点位超标率分别为100%、 100%和36.7%;小麦籽粒中Cd和Pb含量超标率分别为76.7%和13.3%,As含量未超过食品安全国家标准(GB 2762-2017).在纵向上距冶炼厂和污灌河流不同距离土壤Cd、As和Pb含量无显著差异,但小麦籽粒中Cd和As含量差异显著,近组Cd和As含量比远组分别高14.9%和41.8%(P0.05).在横向上土壤和小麦籽粒Pb含量主要受道路交通影响,最近组土壤和籽粒Pb含量分别比最远组高78.9%和471%(P0.05).该典型污染农田中小麦籽粒Cd和As对成人和儿童均存在致癌风险(致癌风险值R_i1×10~(-4)),风险值CdAs,儿童成人,小麦籽粒Pb尚未产生健康风险.     

亚热带农田和林地大气氮湿沉降与混合沉降比较

本研究在位于我国亚热带区域的湖南省长沙县金井河流域,设置一个农田监测点和一个林地监测点,开展了完整的2a(2011年3月至2013年2月)大气氮素(N)湿沉降和混合沉降(湿沉降+部分干沉降)的监测,评价两种方法监测的大气氮素沉降的差别,并建立一种采用氮素混合沉降来估算氮素湿沉降的方法.结果表明采样点氮素湿沉降和混合沉降以NH_4~+-N沉降量最高,其中农田点大气氮湿沉降、混合沉降量分别为26.2 kg·(hm~2·a)~(-1)、28.9 kg·(hm~2·a)~(-1),湿沉降、混合沉降NH_4~+-N、NO_3~--N和可溶性有机氮(DON)分别占湿沉降、混合沉降总氮(TN)的49.7%、31.3%、19.0%和48.7%、31.6%、19.7%.林地点大气氮湿沉降、混合沉降量分别为23.6 kg·(hm~2·a)~(-1)、27.8 kg·(hm~2·a)~(-1),湿沉降、混合沉降NH_4~+-N、NO_3~--N和DON分别占湿沉降、混合沉降TN的53.9%、34.8%、11.4%和49.6%、31.6%、18.9%.研究区域降雨量与湿沉降、混合沉降雨水中NH_4~+-N、NO_3~--N和TN浓度均有极显著负相关关系,而与沉降量有显著正相关性.两监测点湿沉降与混合沉降的雨水中N素浓度具有极显著线性相关性(决定系数大于0.82),根据二者之间建立的回归方程,农田点采用混合沉降估算湿沉降中NH_4~+-N、NO_3~--N和TN沉降的系数值分别为0.875、0.774和0.852;林地点相应的系数值分别为0.859、0.783和0.819,该系数值主要与监测点的氮素湿沉降量及大气颗粒态氮的污染水平有关.亚热带区域采用大气氮素混合沉降替代氮素湿沉降,将导致氮素湿沉降被高估10%~18%,利用氮素混合沉降和氮素湿沉降之间的回归方程,可以较好实现采用混合沉降来估算湿沉降.     

广西某赤泥堆场周边土壤重金属污染风险

为考察广西典型赤泥堆场周边农田土壤重金属污染环境风险,采集194个表层土壤样品,运用内梅罗综合指数法、Harkanson潜在生态危害指数法分析重金属污染状况,利用空间插值法、主成分分析法等对8种重金属元素进行源解析.结果表明,除V、Cu,其他元素的平均含量均超过广西区背景值,Cr、Ni、Zn、As、Pb、Co平均含量超过广西区土壤背景值倍数,分别为1.69、1.35、2.45、11.83、4.17、1.95,其中As为首要污染物;农田土壤呈现出"中度"生态风险,As的贡献率高达68%.8种重金属空间分布特征整体有一定相似之处,均在赤泥库东北方向和西南方向浓度较高,而在东南方向整体浓度较低,并非下风向的西北方向,仅Cr在西北角出现明显富集,可能受到赤泥库影响.农田重金属污染源不同,As污染主要受人为因素影响,V、Ni、Cu、Zn、Pb、Co主要受到自然成土母质的影响,Cr同时受到成土母质和人为因素的影响.     

区域农田当量供需能力分析及其政策启示——以浙江舟山市为例

“以粮为纲”的食物安全观,使中国在实施耕地占补平衡政策过程中,片面追求耕地占补的数量平衡对食物安全的保障作用,而忽视了耕地以外的用地类型对区域食物安全的作用,不仅导致补充耕地的质量与占用耕地的质量不可同日而语,而且由于盲目对草地、林地、滩涂湿地等进行开发而付出了沉重的生态环境代价。论文从食物安全的内涵出发,引入农田当量与食物当量概念,选取浙江省舟山市为研究区,对研究区农田当量的供需能力进行实证分析,并为耕地占补平衡政策的改进提出相应的政策启示。研究结果表明：1）采用农田当量与食物当量的计算方法,可以较好地统一粮食产量和养殖水产品产量的食物当量,进而统一耕地与养殖水面的农田当量供给。2）受耕地面积减少和耕地抛荒比例较高等因素影响,近年研究区来自耕地的农田当量下降了37.3%;与此同时,尽管研究区养殖水面面积也在不断缩减,但受标准养殖塘建设、养殖技术进步以及品种改进等因素的影响,来自养殖水面的总农田当量上升了18.3%。来自耕地和养殖水面的总农田当量的比例,由2009年的46:54变为2015年的31:69。3）在温饱、小康和富裕3个不同生活水准下,研究区本地耕地和养殖水面提供的农田当量,都难以满足常住人口的需求,但是,通过改善农田基础设施、提高耕地复种指数,建设高标准养殖塘、提高养殖水面单产等措施,可以提高耕地和养殖水面的农田当量至19 771.22 hm²,进而降低约35%的农田当量缺口。在此基础上,论文得到转变食物安全观念,重视耕地以外的用地类型的食物供给能力;推进高标准农田和高标准养殖塘建设,提高耕地和养殖塘的农田当量供给能力;加大耕地保护力度,探索耕地占补平衡的多样化实现形式等政策启示。     

坡耕地垄作区田技术的应用

坡耕地垄作区田技术是东北农业大学著名耕作学教授沈昌蒲和黑龙江省水土保持科学研究所经过8年人工模拟降雨田间试验。天然小区测试、计算机辅助设计而应用在坡耕地上的一项水土保持耕作技术成果。现已建立了数学模型,并在黑龙江省哈尔滨市各县（市）进行了多年生产实践验证。该技术简单易行、省工省时、投资少、当年应用当年见效,体现了水土保持的经济、生态和社会效益三结合原则,短期和长期效益的统一,是一项适合我国小型农户和大型国营农场的水土保持耕作措施。1坡耕地垄作区田的基本原理垄作是黑龙江省农业的一大特点,垄作区田就是…     

湘南水田施用硝态氮肥的土壤生态学效应

水田施用硝态氮肥，长期以来被人们视为禁区．我们于１９９０—１９９１年在中国农业科学院红壤实验站的田间试验结果表明：和铵态氮肥（氯化铵）相比，水田施用硝态氮能够提高土壤ｐＨ及速效磷和有效钾的含量，有利于晚稻收获后冬季绿肥作物的生长。但在水稻生长期间，钾和氮的流失较多，易于污染生态环境，也不利于土壤肥力的进一步提高．