2005年第42卷第3期文章目次
> 论述
2005, 42(3):353-359.
DOI: 10.11766/trxb200406020301
摘要:
林草植被深层土壤干燥化是黄土高原地区生态环境建设过程中面临的重大科学问题。采用人工降雨的试验方法,对黄土高原沟壑区荒草坡地不同水文年土壤水平衡进行了数值模拟,结果表明:当植被覆盖率较高时,WAVES模型可以应用于荒草坡地土壤水平衡的模拟;土壤储水量的模拟结果与实测值趋势很吻合,但有关参数的取值还有待于进一步研究;荒草地土壤水分收支基本平衡所需的雨季降雨量和年总降雨量分别为507.0mm和747.6mm,分别高于黄土高原地区多年平均的雨季降雨量和年总降雨量,预示黄土高原地区干旱年和平水年土壤水分易收支负平衡,从而形成土壤干层。
林草植被深层土壤干燥化是黄土高原地区生态环境建设过程中面临的重大科学问题。采用人工降雨的试验方法,对黄土高原沟壑区荒草坡地不同水文年土壤水平衡进行了数值模拟,结果表明:当植被覆盖率较高时,WAVES模型可以应用于荒草坡地土壤水平衡的模拟;土壤储水量的模拟结果与实测值趋势很吻合,但有关参数的取值还有待于进一步研究;荒草地土壤水分收支基本平衡所需的雨季降雨量和年总降雨量分别为507.0mm和747.6mm,分别高于黄土高原地区多年平均的雨季降雨量和年总降雨量,预示黄土高原地区干旱年和平水年土壤水分易收支负平衡,从而形成土壤干层。
2005, 42(3):360-366.
DOI: 10.11766/trxb200403220302
摘要:
尽管土壤水不饱和流问题的数值求解已经广泛地被采用,但要了解土壤水不饱和运动的内在机理,解析解仍然是无法被取代的。由于土壤水不饱和流的非线性使得解析解的获得非常困难,特别是当考虑重力作用的不饱和流问题时,情况将变得更加复杂。所以直到目前,人们还没有得到考虑重力作用下的不饱和流方程的完整的解析解。本文提出了一种坐标变换方法,将重力作用下的不饱和流方程变成了与无重力作用的不饱和流方程完全相同的形式,进而首次获得了该问题的一个可用初等函数表达的解析解。本文所提出的坐标变换方法和所获得的解析解在实验上都得到了较好的验证。
尽管土壤水不饱和流问题的数值求解已经广泛地被采用,但要了解土壤水不饱和运动的内在机理,解析解仍然是无法被取代的。由于土壤水不饱和流的非线性使得解析解的获得非常困难,特别是当考虑重力作用的不饱和流问题时,情况将变得更加复杂。所以直到目前,人们还没有得到考虑重力作用下的不饱和流方程的完整的解析解。本文提出了一种坐标变换方法,将重力作用下的不饱和流方程变成了与无重力作用的不饱和流方程完全相同的形式,进而首次获得了该问题的一个可用初等函数表达的解析解。本文所提出的坐标变换方法和所获得的解析解在实验上都得到了较好的验证。
2005, 42(3):367-372.
DOI: 10.11766/trxb200406070303
摘要:
水分亏缺指数(WDI)是建立在作物水分胁迫指数理论基础上,并假设陆地表面温度是冠层温度与土壤表面温度线性加权及土壤与植被冠层之间不存在感热交换的情况下,结合陆气温差与植被指数得到的区域干旱评价指标。本文利用MODIS Terra陆地表面温度和植被指数数据产品,采用NDVI-Ts空间法分别计算了2000年4月上旬和5月中旬气温空间分布的基础上,结合陆气温差和植被指数计算全国范围WDI,并与表层土壤含水量进行对比。结果表明:WDI能够比较合理地用来监测区域干旱,不仅适用于裸地条件,还能够有效地应用于完全植被或部分植被覆盖条件下的干旱监测,克服了CWSI只能应用于郁闭植被冠层的限制。
水分亏缺指数(WDI)是建立在作物水分胁迫指数理论基础上,并假设陆地表面温度是冠层温度与土壤表面温度线性加权及土壤与植被冠层之间不存在感热交换的情况下,结合陆气温差与植被指数得到的区域干旱评价指标。本文利用MODIS Terra陆地表面温度和植被指数数据产品,采用NDVI-Ts空间法分别计算了2000年4月上旬和5月中旬气温空间分布的基础上,结合陆气温差和植被指数计算全国范围WDI,并与表层土壤含水量进行对比。结果表明:WDI能够比较合理地用来监测区域干旱,不仅适用于裸地条件,还能够有效地应用于完全植被或部分植被覆盖条件下的干旱监测,克服了CWSI只能应用于郁闭植被冠层的限制。
2005, 42(3):373-378.
DOI: 10.11766/trxb200406040304
摘要:
2000年10月～2001年7月在西北农林科技大学灌溉实验站冬小麦田内,进行了利用作物冠层温度定量估算冬小麦田土壤含水量的试验研究。根据水分亏缺条件下作物蒸发蒸腾量计算公式及作物水分胁迫指标(CWSI)的定义,得到了基于CWSI和土壤水分修正系数Ks的不同生育阶段冬小麦田土壤含水量估算公式,其中Ks采用了康绍忠的幂函数形式(K-M)及Dooreboos的线性公式(D-M)。用该公式对冬小麦田土壤含水量在4个生育阶段进行了估算,并对估算值和实测值进行对比和误差分析。分析结果表明:在出苗越冬期和越冬-返青期K-M和D-M模型对土壤水分的估算偏高,其原因是由于麦田土地裸露导致CWSI观测中出现了较大误差;在返青-抽穗开花期和灌浆-成熟期K-M模型估算冬小麦根层土壤含水量较适宜,误差在15%以内,D-M模型误差较大达到30%。
2000年10月～2001年7月在西北农林科技大学灌溉实验站冬小麦田内,进行了利用作物冠层温度定量估算冬小麦田土壤含水量的试验研究。根据水分亏缺条件下作物蒸发蒸腾量计算公式及作物水分胁迫指标(CWSI)的定义,得到了基于CWSI和土壤水分修正系数Ks的不同生育阶段冬小麦田土壤含水量估算公式,其中Ks采用了康绍忠的幂函数形式(K-M)及Dooreboos的线性公式(D-M)。用该公式对冬小麦田土壤含水量在4个生育阶段进行了估算,并对估算值和实测值进行对比和误差分析。分析结果表明:在出苗越冬期和越冬-返青期K-M和D-M模型对土壤水分的估算偏高,其原因是由于麦田土地裸露导致CWSI观测中出现了较大误差;在返青-抽穗开花期和灌浆-成熟期K-M模型估算冬小麦根层土壤含水量较适宜,误差在15%以内,D-M模型误差较大达到30%。
2005, 42(3):379-385.
DOI: 10.11766/trxb200406150305
摘要:
运用多元线性回归、泛克里格和回归克里格三种方法,结合由DEM获取的地形属性因子预测了河北省土壤有机碳密度的空间分布。多元线性回归预测的残差较大,模型对总方差的解释仅18.6%,采用泛克里格方法后,预测残差降低,预测结果的极差范围变宽,低碳密度区的局部变异得以体现,模型对总方差的解释程度提高到53%。而回归克里格方法应用后预测残差和均方根预测误差进一步降低,模型对总方差的解释程度提高到65%,回归克里格方法也能更好地反映碳密度与地形的关系以及局部变异。三种方法中回归克里格预测效果最好,泛克里格次之,而多元线性回归方法最差。
运用多元线性回归、泛克里格和回归克里格三种方法,结合由DEM获取的地形属性因子预测了河北省土壤有机碳密度的空间分布。多元线性回归预测的残差较大,模型对总方差的解释仅18.6%,采用泛克里格方法后,预测残差降低,预测结果的极差范围变宽,低碳密度区的局部变异得以体现,模型对总方差的解释程度提高到53%。而回归克里格方法应用后预测残差和均方根预测误差进一步降低,模型对总方差的解释程度提高到65%,回归克里格方法也能更好地反映碳密度与地形的关系以及局部变异。三种方法中回归克里格预测效果最好,泛克里格次之,而多元线性回归方法最差。
2005, 42(3):386-389.
DOI: 10.11766/trxb200403120306
摘要:
城市空间扩展主要受水系以及道路、桥梁建设制约,而水系、道路、桥梁都占有一定空间位置,因此,对城市扩展的空间模拟可以转化为分析城市扩展与水系、道路和桥梁的空间关系来解决。本研究以地理信息系统的距离分析为基础,通过分析区域内各个栅格单元与水系、道路、桥梁(可达性)以及原城区的空间距离,确定一定区域内各个栅格单元扩展的优先次序,再按该次序填充,并利用实际面积作为控制,确定城市的空间范围。通过对宜兴城区1984～2000年的空间扩展模拟研究发现,该方法模拟结果与实际城区吻合率可以达到80%以上;通过考虑更多影响因素可望提高空间模拟精度。
城市空间扩展主要受水系以及道路、桥梁建设制约,而水系、道路、桥梁都占有一定空间位置,因此,对城市扩展的空间模拟可以转化为分析城市扩展与水系、道路和桥梁的空间关系来解决。本研究以地理信息系统的距离分析为基础,通过分析区域内各个栅格单元与水系、道路、桥梁(可达性)以及原城区的空间距离,确定一定区域内各个栅格单元扩展的优先次序,再按该次序填充,并利用实际面积作为控制,确定城市的空间范围。通过对宜兴城区1984～2000年的空间扩展模拟研究发现,该方法模拟结果与实际城区吻合率可以达到80%以上;通过考虑更多影响因素可望提高空间模拟精度。
2005, 42(3):390-396.
DOI: 10.11766/trxb200404050307
摘要:
河漫滩上沉积物的沉积伴随着与沉积物相结合的营养和污染物质的沉积。已有研究表明,河漫滩是与沉积物相结合的磷的沉积地。采用137Cs技术,并结合河漫滩沉积物中全磷(TP)含量的剖面信息,可以调查近年河漫滩沉积物中的TP含量,计算TP储量。本文根据英国Devon郡Culm河8个河漫滩采样环沉积物中的数据,重建了在过去40～50年内TP储量和含量的变化。结果表明,在Culm河河漫滩沉积物中,在1963～2000年间TP平均含量为0.60～1.96gkg-1,该值自河流上游向下游和自过去到现在有逐渐增加的趋势;在相同的河漫滩沉积物中,在相同的时期内TP储量为18.62～435.48gm-2,即0.49～11.46gm-2a-1,最大值出现在河流的中游。
河漫滩上沉积物的沉积伴随着与沉积物相结合的营养和污染物质的沉积。已有研究表明,河漫滩是与沉积物相结合的磷的沉积地。采用137Cs技术,并结合河漫滩沉积物中全磷(TP)含量的剖面信息,可以调查近年河漫滩沉积物中的TP含量,计算TP储量。本文根据英国Devon郡Culm河8个河漫滩采样环沉积物中的数据,重建了在过去40～50年内TP储量和含量的变化。结果表明,在Culm河河漫滩沉积物中,在1963～2000年间TP平均含量为0.60～1.96gkg-1,该值自河流上游向下游和自过去到现在有逐渐增加的趋势;在相同的河漫滩沉积物中,在相同的时期内TP储量为18.62～435.48gm-2,即0.49～11.46gm-2a-1,最大值出现在河流的中游。
2005, 42(3):397-403.
DOI: 10.11766/trxb200406070308
摘要:
粪大肠菌群(Fecal Coliform,FC)是判定污泥土地安全利用的重要指标之一。通过实地调查取样,收集了长江三角洲地区的南京、苏州、上海、杭州等15个城市的污水处理厂的48份污泥样品,测定了其粪大肠菌群数,旨在了解污泥中FC的数量与潜在污染风险;并在污泥自然风干过程的第7、14、21、28天分别取样测定了FC的数量和水分含量,以观察风干过程中FC和水分的动态变化及其与风干时间的关系。研究结果表明,污泥中FC的最大可能数(MPN)的范围在0～3.41×106(MPNg-1,DW),平均为3.79×105(MPNg-1,DW),检出率达89.6%。不同类型污泥中FC的数量差别较大,“河流”污水处理厂污泥和污泥制品的FC数量最低,以生活污水为主的污泥和混流污水污泥中FC数量较高。污泥风干过程中FC数量和水分含量均随风干时间的延长而减少,但FC数量有回升现象。总之,污泥样品的FC数量差异较大,部分污泥样品的数量超过了污泥农用的病原物标准,为了保护生态环境和人类健康,防止二次污染,污泥土地利用时需考虑FC数量,采取相应控制措施。
粪大肠菌群(Fecal Coliform,FC)是判定污泥土地安全利用的重要指标之一。通过实地调查取样,收集了长江三角洲地区的南京、苏州、上海、杭州等15个城市的污水处理厂的48份污泥样品,测定了其粪大肠菌群数,旨在了解污泥中FC的数量与潜在污染风险;并在污泥自然风干过程的第7、14、21、28天分别取样测定了FC的数量和水分含量,以观察风干过程中FC和水分的动态变化及其与风干时间的关系。研究结果表明,污泥中FC的最大可能数(MPN)的范围在0～3.41×106(MPNg-1,DW),平均为3.79×105(MPNg-1,DW),检出率达89.6%。不同类型污泥中FC的数量差别较大,“河流”污水处理厂污泥和污泥制品的FC数量最低,以生活污水为主的污泥和混流污水污泥中FC数量较高。污泥风干过程中FC数量和水分含量均随风干时间的延长而减少,但FC数量有回升现象。总之,污泥样品的FC数量差异较大,部分污泥样品的数量超过了污泥农用的病原物标准,为了保护生态环境和人类健康,防止二次污染,污泥土地利用时需考虑FC数量,采取相应控制措施。
2005, 42(3):404-410.
DOI: 10.11766/trxb200406020309
摘要:
基于香港地区51个剖面土壤和44个表层土壤中总硒量的分析,对香港土壤硒含量、分布及其影响因素进行研究。分析结果表明,香港土壤总硒量变幅在0.07～2.26mgkg-1,平均含量为0.76mgkg-1,在湿润铁铝土中的硒含量最高,平均为1.05mgkg-1,含量最低的为旱耕人为土,平均为0.45mgkg-1;在土壤剖面中硒主要分布在心土层和底土层。林地土壤硒含量(1.36mgkg-1)较高,农业土壤较低(0.36mgkg-1)。影响香港土壤硒含量及其分布的因素主要是成土母质。土壤pH值、有机质、粘粒和Fe、Al的含量也是影响土壤硒富集与分布的因素。
基于香港地区51个剖面土壤和44个表层土壤中总硒量的分析,对香港土壤硒含量、分布及其影响因素进行研究。分析结果表明,香港土壤总硒量变幅在0.07～2.26mgkg-1,平均含量为0.76mgkg-1,在湿润铁铝土中的硒含量最高,平均为1.05mgkg-1,含量最低的为旱耕人为土,平均为0.45mgkg-1;在土壤剖面中硒主要分布在心土层和底土层。林地土壤硒含量(1.36mgkg-1)较高,农业土壤较低(0.36mgkg-1)。影响香港土壤硒含量及其分布的因素主要是成土母质。土壤pH值、有机质、粘粒和Fe、Al的含量也是影响土壤硒富集与分布的因素。
2005, 42(3):411-418.
DOI: 10.11766/trxb200406220310
摘要:
对北京市平原农区481眼深层井硝态氮含量进行了分析。结果表明,北京市平原农区深层地下水硝态氮(NO3--N)含量平均为5.74mgL-1,其中48.4%的调查机井受到人类活动的影响(NO3--N≥2mgL-1),21.0%的机井超过国际安全允许上限(NO3--N≥10mgL-1),8.1%的机井超过我国饮用水上限(NO3--N≥20mgL-1)。地下水位在120～200m的饮用水质量总体较好,硝态氮平均含量为5.16mgL-1,超标率为13.8%;而地下水位在70～100m的农灌水质量相对较差,硝态氮平均含量为5.98mgL-1,超标率为24.1%。近郊地下水质量劣于远郊,其中近郊饮用水超标率为38.7%,远郊为3.0%;近郊农灌水超标率为52.6%,远郊为15.3%。地下水硝态氮超标区域主要集中在老菜区。总体来看,北京市平原农区地下水硝态氮污染程度已超过欧美国家,必需及早采取有效措施加以控制。
对北京市平原农区481眼深层井硝态氮含量进行了分析。结果表明,北京市平原农区深层地下水硝态氮(NO3--N)含量平均为5.74mgL-1,其中48.4%的调查机井受到人类活动的影响(NO3--N≥2mgL-1),21.0%的机井超过国际安全允许上限(NO3--N≥10mgL-1),8.1%的机井超过我国饮用水上限(NO3--N≥20mgL-1)。地下水位在120～200m的饮用水质量总体较好,硝态氮平均含量为5.16mgL-1,超标率为13.8%;而地下水位在70～100m的农灌水质量相对较差,硝态氮平均含量为5.98mgL-1,超标率为24.1%。近郊地下水质量劣于远郊,其中近郊饮用水超标率为38.7%,远郊为3.0%;近郊农灌水超标率为52.6%,远郊为15.3%。地下水硝态氮超标区域主要集中在老菜区。总体来看,北京市平原农区地下水硝态氮污染程度已超过欧美国家,必需及早采取有效措施加以控制。
2005, 42(3):419-427.
DOI: 10.11766/trxb200405250311
摘要:
喀斯特土壤石漠化是我国西南喀斯特地区诱发重要地质灾害的生态环境问题,是制约区域社会经济发展的关键因素。通过分析贵州喀斯特地区土壤的机械组成、物质成分、理化性质和微生物特性,探讨了土壤石漠化的本质。结果表明:土壤侵蚀,细粒物质减少,表层土壤消失,岩土界面缺少风化母质的过渡层,或者被裸露基岩取代;土壤质地出现砂化,颗粒变粗;土壤有机质及养分含量减少,保水保肥性能减弱;土壤微生物功能多样性降低;超载的社会经济压力等是导致喀斯特地区土壤石漠化最重要的驱动力。
喀斯特土壤石漠化是我国西南喀斯特地区诱发重要地质灾害的生态环境问题,是制约区域社会经济发展的关键因素。通过分析贵州喀斯特地区土壤的机械组成、物质成分、理化性质和微生物特性,探讨了土壤石漠化的本质。结果表明:土壤侵蚀,细粒物质减少,表层土壤消失,岩土界面缺少风化母质的过渡层,或者被裸露基岩取代;土壤质地出现砂化,颗粒变粗;土壤有机质及养分含量减少,保水保肥性能减弱;土壤微生物功能多样性降低;超载的社会经济压力等是导致喀斯特地区土壤石漠化最重要的驱动力。
2005, 42(3):428-433.
DOI: 10.11766/trxb200403160312
摘要:
通过对岩溶山区贵州修文县2年的土壤水分定点观测,系统分析了研究区不同坡度下土地利用方式对土壤水分的影响。分析结果表明,在不同坡度之间,土壤水分的变化差异极为显著;在不同的土地利用方式条件下,蔬菜地的土壤水分变化与其他两种用地的差异极为显著,而裸地与小麦—玉米轮作地之间却没有显著差异。同一时间径流深虽然16°坡地>9.5°坡地>6.5°坡地,但土壤水分却存在9.5°坡地>16°坡地>6.5°坡地的关系,初步分析这是由土壤剖面质地差异所致,从剖面分布来看,土壤水分含量都随着深度的增加而增大。坡度和土地利用方式对土壤水分的影响主要集中在BC层以上,而在C层这种影响较弱,坡度因素的影响深度比土地利用方式小。
通过对岩溶山区贵州修文县2年的土壤水分定点观测,系统分析了研究区不同坡度下土地利用方式对土壤水分的影响。分析结果表明,在不同坡度之间,土壤水分的变化差异极为显著;在不同的土地利用方式条件下,蔬菜地的土壤水分变化与其他两种用地的差异极为显著,而裸地与小麦—玉米轮作地之间却没有显著差异。同一时间径流深虽然16°坡地>9.5°坡地>6.5°坡地,但土壤水分却存在9.5°坡地>16°坡地>6.5°坡地的关系,初步分析这是由土壤剖面质地差异所致,从剖面分布来看,土壤水分含量都随着深度的增加而增大。坡度和土地利用方式对土壤水分的影响主要集中在BC层以上,而在C层这种影响较弱,坡度因素的影响深度比土地利用方式小。
2005, 42(3):434-439.
DOI: 10.11766/trxb200406140313
摘要:
通过温室盆栽试验,开展了天然蒙脱石和沸石处理对黑麦草在铜矿尾矿砂上生长影响的研究。结果表明:蒙脱石和沸石改良对黑麦草的地上部生物量没有显著影响,但改变了黑麦草的根重;而施用肥料促进了黑麦草生长。蒙脱石的加入使尾矿砂的有效态锌含量显著降低,但对有效态铜的含量影响不明显;而沸石的加入均显著降低了尾矿砂的有效态铜和锌的含量;另外,矿物的加入降低了尾矿砂的pH值,但其变化与尾矿砂重金属有效态含量变化之间无相关性。矿物的加入降低了黑麦草根中的铜锌吸收,但蒙脱石增加了第一茬黑麦草地上部铜锌吸收,对第二茬黑麦草地上部铜锌吸收无影响;而沸石对两茬黑麦草地上部铜锌含量均无显著影响。不同生长期黑麦草对铜锌吸收量有差异,第二茬黑麦草的地上部锌含量明显高于第一茬,而铜含量则变化不大。
通过温室盆栽试验,开展了天然蒙脱石和沸石处理对黑麦草在铜矿尾矿砂上生长影响的研究。结果表明:蒙脱石和沸石改良对黑麦草的地上部生物量没有显著影响,但改变了黑麦草的根重;而施用肥料促进了黑麦草生长。蒙脱石的加入使尾矿砂的有效态锌含量显著降低,但对有效态铜的含量影响不明显;而沸石的加入均显著降低了尾矿砂的有效态铜和锌的含量;另外,矿物的加入降低了尾矿砂的pH值,但其变化与尾矿砂重金属有效态含量变化之间无相关性。矿物的加入降低了黑麦草根中的铜锌吸收,但蒙脱石增加了第一茬黑麦草地上部铜锌吸收,对第二茬黑麦草地上部铜锌吸收无影响;而沸石对两茬黑麦草地上部铜锌含量均无显著影响。不同生长期黑麦草对铜锌吸收量有差异,第二茬黑麦草的地上部锌含量明显高于第一茬,而铜含量则变化不大。
2005, 42(3):440-446.
DOI: 10.11766/trxb200404050314
摘要:
利用矿化培养与田间试验的方法,探讨了太湖地区长期施氮条件下,氮肥用量对土壤供氮、水稻吸氮与环境的影响。初步试验结果表明:多年施用氮肥能够提高土壤的供氮能力,并随施N量的增加而增加。增加氮肥用量能够提高稻株含氮量和吸氮量,但氮素向谷粒的转移率降低,试验区水稻氮肥用量以225～270kghm-2左右为佳。稻田田面水和渗漏液的N素养分动态变化显示,施N会造成田面水NH4+-N和NO3--N含量的短暂升高,但不同施N量之间相差并不显著。稻田渗漏液中的氮以硝态氮为主,通常在淹水泡田后的7d内有一个NO3--N含量的峰值期,NO3--N含量在1.62～2.75mgL-1之间,约10d后降至0.5mgL-1以下;NH4+-N含量变化有随施N量而增加的趋势,高峰期通常出现在分蘖末期,其余时间NH4+-N含量在0.2mgL-1以下。
利用矿化培养与田间试验的方法,探讨了太湖地区长期施氮条件下,氮肥用量对土壤供氮、水稻吸氮与环境的影响。初步试验结果表明:多年施用氮肥能够提高土壤的供氮能力,并随施N量的增加而增加。增加氮肥用量能够提高稻株含氮量和吸氮量,但氮素向谷粒的转移率降低,试验区水稻氮肥用量以225～270kghm-2左右为佳。稻田田面水和渗漏液的N素养分动态变化显示,施N会造成田面水NH4+-N和NO3--N含量的短暂升高,但不同施N量之间相差并不显著。稻田渗漏液中的氮以硝态氮为主,通常在淹水泡田后的7d内有一个NO3--N含量的峰值期,NO3--N含量在1.62～2.75mgL-1之间,约10d后降至0.5mgL-1以下;NH4+-N含量变化有随施N量而增加的趋势,高峰期通常出现在分蘖末期,其余时间NH4+-N含量在0.2mgL-1以下。
2005, 42(3):447-452.
DOI: 10.11766/trxb200406030315
摘要:
详细介绍了用双阻离子选择性微电极活体测定小白菜叶片活体细胞中硝酸根离子的活度的方法原理及注意事项。微电极与溶液中硝酸根离子的浓度呈对数曲线的关系,斜率为48～58mV,对硝酸根离子浓度有较低的检出限,是一种选择性高、灵敏、经济的测定植物活体细胞中离子活度的方法。小白菜生长至六叶期时,用含有5molm-3NO3-的营养液诱导48h。测定结果表明,叶片细胞中硝酸根离子活度分布在活度高低明显不同的两个区间内,在细胞质中是0.24～10molm-3,液泡中20～110molm-3,且两个区间在细胞跨膜电位上也有差异。液泡占整个细胞体积的90%,所以,植物所吸收的硝酸根离子都集中在液泡中。
详细介绍了用双阻离子选择性微电极活体测定小白菜叶片活体细胞中硝酸根离子的活度的方法原理及注意事项。微电极与溶液中硝酸根离子的浓度呈对数曲线的关系,斜率为48～58mV,对硝酸根离子浓度有较低的检出限,是一种选择性高、灵敏、经济的测定植物活体细胞中离子活度的方法。小白菜生长至六叶期时,用含有5molm-3NO3-的营养液诱导48h。测定结果表明,叶片细胞中硝酸根离子活度分布在活度高低明显不同的两个区间内,在细胞质中是0.24～10molm-3,液泡中20～110molm-3,且两个区间在细胞跨膜电位上也有差异。液泡占整个细胞体积的90%,所以,植物所吸收的硝酸根离子都集中在液泡中。
2005, 42(3):453-459.
DOI: 10.11766/trxb200404270316
摘要:
研究了外源Ca2+对盐胁迫下耐盐性不同的两个水稻品种(武育粳3号和IR36)几种抗氧化酶活性及膜脂过氧化的影响。结果表明:适量的Ca2+供应能有效提高水稻叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)以及抗坏血酸过氧化物酶(APX)的活性,使之维持在较高的水平上,并降低了丙二醛(MDA)含量和细胞膜透性。此外,外源Ca2+还增加了抗坏血酸(AsA)的含量,增强了水稻幼苗的根系活力。这表明适量的外源Ca2+供应提高水稻耐盐性的原因之一,在于其增强了植株的活性氧清除能力以及对细胞膜的稳定作用。
研究了外源Ca2+对盐胁迫下耐盐性不同的两个水稻品种(武育粳3号和IR36)几种抗氧化酶活性及膜脂过氧化的影响。结果表明:适量的Ca2+供应能有效提高水稻叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)以及抗坏血酸过氧化物酶(APX)的活性,使之维持在较高的水平上,并降低了丙二醛(MDA)含量和细胞膜透性。此外,外源Ca2+还增加了抗坏血酸(AsA)的含量,增强了水稻幼苗的根系活力。这表明适量的外源Ca2+供应提高水稻耐盐性的原因之一,在于其增强了植株的活性氧清除能力以及对细胞膜的稳定作用。
2005, 42(3):460-467.
DOI: 10.11766/trxb200405050317
摘要:
通过对转Bt基因棉(苏抗103)和受体棉(苏棉12)在不同浓度盐胁迫条件下的钾钠离子的转运、累积分布以及它们SOD活性和H2O2含量变化的比较,证明了Bt抗虫基因的导入一方面导致棉花植株地上部钾累积增多,根部钾含量降低,从根往地上部的钾转运能力增强,而且根吸收能力也有增强趋势;然而另一方面,受盐胁迫时转Bt基因棉对钾的向上运输选择性减弱,地上部钠积累偏多,盐耐性减弱;SOD活性受盐胁迫影响,下降显著,超氧自由基的清除能力可能受到影响。结果表明,与常规棉有所不同,转Bt基因棉可能不太适宜在盐碱土壤上种植。
通过对转Bt基因棉(苏抗103)和受体棉(苏棉12)在不同浓度盐胁迫条件下的钾钠离子的转运、累积分布以及它们SOD活性和H2O2含量变化的比较,证明了Bt抗虫基因的导入一方面导致棉花植株地上部钾累积增多,根部钾含量降低,从根往地上部的钾转运能力增强,而且根吸收能力也有增强趋势;然而另一方面,受盐胁迫时转Bt基因棉对钾的向上运输选择性减弱,地上部钠积累偏多,盐耐性减弱;SOD活性受盐胁迫影响,下降显著,超氧自由基的清除能力可能受到影响。结果表明,与常规棉有所不同,转Bt基因棉可能不太适宜在盐碱土壤上种植。
2005, 42(3):468-472.
DOI: 10.11766/trxb200403250318
摘要:
通过室内等温培养试验,研究了施用富里酸和胡敏酸对耕地棕壤钾素释放和固定作用的影响。结果表明,施用腐殖酸可以促进土壤钾素的释放,并有随腐殖酸用量提高而增高的趋势。其中,施用富里酸4%,在25℃条件下培养21d,土壤的钾素释放量增加了6.25%,而在相同条件下,施用胡敏酸土壤钾素的释放量仅增加了2.26%;施用腐殖酸可以降低土壤对外源钾的固定量,在施用外源钾400mgkg-1土条件下,与对照比较各处理的固钾量差异均达到了极显著水平。外源钾施用方式对腐殖酸降低土壤固钾作用的影响不同,腐殖酸与土壤恒温培养7d以后施用钾素的固钾量低于钾素与腐殖酸同时施用处理的。腐殖酸对土壤钾素释放和固定的影响是通过对含钾矿物的溶解和层间堵塞以及对钾素的吸附作用实现的。
通过室内等温培养试验,研究了施用富里酸和胡敏酸对耕地棕壤钾素释放和固定作用的影响。结果表明,施用腐殖酸可以促进土壤钾素的释放,并有随腐殖酸用量提高而增高的趋势。其中,施用富里酸4%,在25℃条件下培养21d,土壤的钾素释放量增加了6.25%,而在相同条件下,施用胡敏酸土壤钾素的释放量仅增加了2.26%;施用腐殖酸可以降低土壤对外源钾的固定量,在施用外源钾400mgkg-1土条件下,与对照比较各处理的固钾量差异均达到了极显著水平。外源钾施用方式对腐殖酸降低土壤固钾作用的影响不同,腐殖酸与土壤恒温培养7d以后施用钾素的固钾量低于钾素与腐殖酸同时施用处理的。腐殖酸对土壤钾素释放和固定的影响是通过对含钾矿物的溶解和层间堵塞以及对钾素的吸附作用实现的。
2005, 42(3):473-478.
DOI: 10.11766/trxb200405280319
摘要:
三峡移民工程中土地资源的合理规划利用需要建立在查清区域土壤营养元素背景及分布特征的基础之上,作者利用多目标地球化学调查方法,通过野外实地调查、大面积系统性采集土壤表层样品、测试分析、数理统计,探讨了三峡库区表层土壤中N、P、K、Ca、Mg、S、B、Fe、Mn、Mo、Cl等植物生长必需元素在不同土壤类型中的含量分布特征,以紫色土为例探讨了不同分布高度、不同坡度、不同植被条件对其元素含量分布的影响。结果表明:石灰土是营养元素最丰富的土壤,黄壤是营养元素最低的土壤。母岩对土壤元素分布影响明显,灰岩母岩区土壤营养元素最丰富,砂岩母质区土壤养分元素含量最低;同为碎屑岩类的泥岩、粉砂岩、杂砂岩、砂岩母岩区的土壤相比,泥岩类母岩区的土壤养分元素含量相对较高,粉砂岩母岩区土壤养分元素含量居于泥岩与砂岩母岩区土壤之间。随紫色土分布区地形坡度变化,紫色土Ca、Mg、K元素含量无规律性变化,但随地形坡度变缓,N、S、Mo含量明显增高,Fe、Mn、P含量有增高的趋势;随海拔高度降低,紫色土P、S含量增高,Mn、Mo含量有增高的趋势,而其他元素含量无规律性变化。紫色土在相同的母质、气候及相似的地貌条件下,植被覆盖类型不同,土壤中不同元素分异特征差异明显。总体来说,土壤类型是土壤元素分布的主要控制因素,不同土壤类型的元素含量差异十分显著;不同母质来源的土壤元素差异性显著;紫色土的元素分布除受土壤类型控制外,还受地形坡度、高度、植被条件等其他因素的影响,但不同元素受影响的因素及程度不同。
三峡移民工程中土地资源的合理规划利用需要建立在查清区域土壤营养元素背景及分布特征的基础之上,作者利用多目标地球化学调查方法,通过野外实地调查、大面积系统性采集土壤表层样品、测试分析、数理统计,探讨了三峡库区表层土壤中N、P、K、Ca、Mg、S、B、Fe、Mn、Mo、Cl等植物生长必需元素在不同土壤类型中的含量分布特征,以紫色土为例探讨了不同分布高度、不同坡度、不同植被条件对其元素含量分布的影响。结果表明:石灰土是营养元素最丰富的土壤,黄壤是营养元素最低的土壤。母岩对土壤元素分布影响明显,灰岩母岩区土壤营养元素最丰富,砂岩母质区土壤养分元素含量最低;同为碎屑岩类的泥岩、粉砂岩、杂砂岩、砂岩母岩区的土壤相比,泥岩类母岩区的土壤养分元素含量相对较高,粉砂岩母岩区土壤养分元素含量居于泥岩与砂岩母岩区土壤之间。随紫色土分布区地形坡度变化,紫色土Ca、Mg、K元素含量无规律性变化,但随地形坡度变缓,N、S、Mo含量明显增高,Fe、Mn、P含量有增高的趋势;随海拔高度降低,紫色土P、S含量增高,Mn、Mo含量有增高的趋势,而其他元素含量无规律性变化。紫色土在相同的母质、气候及相似的地貌条件下,植被覆盖类型不同,土壤中不同元素分异特征差异明显。总体来说,土壤类型是土壤元素分布的主要控制因素,不同土壤类型的元素含量差异十分显著;不同母质来源的土壤元素差异性显著;紫色土的元素分布除受土壤类型控制外,还受地形坡度、高度、植被条件等其他因素的影响,但不同元素受影响的因素及程度不同。
2005, 42(3):479-487.
DOI: 10.11766/trxb200406180320
摘要:
采用四元二次回归正交旋转组合设计,以氮(N)、磷(P)、钾(K)、硼(B)肥为主要探讨因子进行田间试验,建立N、P、K、B4因素与黄籽油菜籽粒产量、含油量、产油量以及蛋白质含量的施肥模型。对模型解析发现,在供试条件下N、P、K、B单因子对产量和产油量的影响均是X1(N)>X2(P2O5)>X4(B)>X3(K2O),对含油量的影响是X1(N)>X4(B)>X2(P2O5)>X3(K2O),对蛋白质的影响为X1(N)>X4(B)>X3(K2O)>X2(P2O5)。施肥模型寻优结果表明施N163.7～179.2kghm-2、P2O585.0～95.0kghm-2、K2O100.7～124.3kghm-2、B6.7～8.3kghm-2,可使黄籽油菜产油量达到1000kghm-2,饼粕蛋白质含量达40%以上;饼粕蛋白质含量大于45%时,各养分因子的取值区域分别是施N236.6～255.4kghm-2、P2O580.3～99.7kghm-2、K2O103.2～126.8kghm-2、B8.9～10.3kghm-2。
采用四元二次回归正交旋转组合设计,以氮(N)、磷(P)、钾(K)、硼(B)肥为主要探讨因子进行田间试验,建立N、P、K、B4因素与黄籽油菜籽粒产量、含油量、产油量以及蛋白质含量的施肥模型。对模型解析发现,在供试条件下N、P、K、B单因子对产量和产油量的影响均是X1(N)>X2(P2O5)>X4(B)>X3(K2O),对含油量的影响是X1(N)>X4(B)>X2(P2O5)>X3(K2O),对蛋白质的影响为X1(N)>X4(B)>X3(K2O)>X2(P2O5)。施肥模型寻优结果表明施N163.7～179.2kghm-2、P2O585.0～95.0kghm-2、K2O100.7～124.3kghm-2、B6.7～8.3kghm-2,可使黄籽油菜产油量达到1000kghm-2,饼粕蛋白质含量达40%以上;饼粕蛋白质含量大于45%时,各养分因子的取值区域分别是施N236.6～255.4kghm-2、P2O580.3～99.7kghm-2、K2O103.2～126.8kghm-2、B8.9～10.3kghm-2。
2005, 42(3):488-494.
DOI: 10.11766/trxb200406090321
摘要:
选择贵州省三种典型的植烟土壤——中性紫色土、黄壤和黄色石灰土为对象,研究了烤烟根际微生物群落结构及其动态变化。结果表明,在烤烟生长过程中,根际细菌的数量在团棵期最低,然后逐渐增加,现蕾期达到峰值,进而又逐渐减少;放线菌和真菌数量从团棵期到成熟期呈增长趋势。土壤类型不同,根际细菌和放线菌的数量不一样,黄壤>黄色石灰土>中性紫色土;真菌数量,中性紫色土>黄壤>黄色石灰土。烤烟根际微生物的种群多样性及其变化在不同土壤中表现也不一样,相对于黄壤和黄色石灰土,在中性紫色土中,根际微生物的优势种群数目较多,根际细菌和放线菌种群更具多样性,而且较稳定,表明其群落结构更为合理,这可能与中性紫色土上的烟草青枯病发生率较低有一定关系。
选择贵州省三种典型的植烟土壤——中性紫色土、黄壤和黄色石灰土为对象,研究了烤烟根际微生物群落结构及其动态变化。结果表明,在烤烟生长过程中,根际细菌的数量在团棵期最低,然后逐渐增加,现蕾期达到峰值,进而又逐渐减少;放线菌和真菌数量从团棵期到成熟期呈增长趋势。土壤类型不同,根际细菌和放线菌的数量不一样,黄壤>黄色石灰土>中性紫色土;真菌数量,中性紫色土>黄壤>黄色石灰土。烤烟根际微生物的种群多样性及其变化在不同土壤中表现也不一样,相对于黄壤和黄色石灰土,在中性紫色土中,根际微生物的优势种群数目较多,根际细菌和放线菌种群更具多样性,而且较稳定,表明其群落结构更为合理,这可能与中性紫色土上的烟草青枯病发生率较低有一定关系。
> 综述与评论
2005, 42(3):495-503.
DOI: 10.11766/trxb200406220322
摘要:
δ13C方法是近年来用于土壤有机质动力学研究的一种新方法,该方法除了具有14C标记法的优点外,还具有无放射性,可以提供长期的标记,并能使所有的土壤有机质组分都能被均匀标记,相对经济、在实验地采样后直接进行研究等特殊优点,从而在土壤有机质及其组分的来源、周转和C3/C4植被的历史变化研究中得到广泛应用。随着该方法的迅速发展以及各种分析δ13C值技术的不断改进,δ13C方法在研究土壤过程特别是土壤碳循环中显示出新的活力。为了推动δ13C方法在国内土壤有机质研究中的应用,本文对影响土壤有机质δ13C值的因素、国内外近年来该方法在土壤有机质研究中的应用和δ13C值的分析方法作了较全面的综述。
δ13C方法是近年来用于土壤有机质动力学研究的一种新方法,该方法除了具有14C标记法的优点外,还具有无放射性,可以提供长期的标记,并能使所有的土壤有机质组分都能被均匀标记,相对经济、在实验地采样后直接进行研究等特殊优点,从而在土壤有机质及其组分的来源、周转和C3/C4植被的历史变化研究中得到广泛应用。随着该方法的迅速发展以及各种分析δ13C值技术的不断改进,δ13C方法在研究土壤过程特别是土壤碳循环中显示出新的活力。为了推动δ13C方法在国内土壤有机质研究中的应用,本文对影响土壤有机质δ13C值的因素、国内外近年来该方法在土壤有机质研究中的应用和δ13C值的分析方法作了较全面的综述。
> 研究简报
2005, 42(3):504-507.
DOI: 10.11766/trxb200312090323
摘要:
结皮是土壤表面普遍存在的致密层,厚约数毫米至几厘米,其表面强度较大,孔隙较细,且导水性较差[1～3]。土壤结皮在坡面侵蚀过程中占据重要的地位,其直接导致入渗量的减少和地表径流量的增加,从而极大地增加了诱发细沟侵蚀的可能性,导致侵蚀量剧增[2]。也有研究表明,结皮形成对土壤具有一定的保护作用,在一定程度上可以减少溅蚀量、抑制风蚀、降低土壤表面水分蒸发速率[4,5]。土壤结皮是在物理分散力和化学分散力作用下形成,而且土壤质地是影响其形成的最重要因素。
结皮是土壤表面普遍存在的致密层,厚约数毫米至几厘米,其表面强度较大,孔隙较细,且导水性较差[1～3]。土壤结皮在坡面侵蚀过程中占据重要的地位,其直接导致入渗量的减少和地表径流量的增加,从而极大地增加了诱发细沟侵蚀的可能性,导致侵蚀量剧增[2]。也有研究表明,结皮形成对土壤具有一定的保护作用,在一定程度上可以减少溅蚀量、抑制风蚀、降低土壤表面水分蒸发速率[4,5]。土壤结皮是在物理分散力和化学分散力作用下形成,而且土壤质地是影响其形成的最重要因素。
2005, 42(3):508-512.
DOI: 10.11766/trxb200406210324
摘要:
由富营养化导致的地表水和地下水水质的恶化是当今全球关注的主要环境问题之一。富营养化主要是由于磷在地表径流、生活污泥和流向地表水和地下水体的土壤渗滤液中的迁移。近年来随着大量的有机废弃物在土壤中的应用,磷在土壤表层和亚表层中的活动性显著增加[1～3]。这不仅归结于有机废弃物中的有机磷和无机磷[4,5],也归结于由植物根系所分泌的和土壤中植物残体分解所产生的可溶性有机大分子和低分子量有机酸与磷的相互作用[6～9](1)、有机配位体与钙的络合作用[10,11]以及有机分子对土壤表面电荷的影响等[12]。
由富营养化导致的地表水和地下水水质的恶化是当今全球关注的主要环境问题之一。富营养化主要是由于磷在地表径流、生活污泥和流向地表水和地下水体的土壤渗滤液中的迁移。近年来随着大量的有机废弃物在土壤中的应用,磷在土壤表层和亚表层中的活动性显著增加[1～3]。这不仅归结于有机废弃物中的有机磷和无机磷[4,5],也归结于由植物根系所分泌的和土壤中植物残体分解所产生的可溶性有机大分子和低分子量有机酸与磷的相互作用[6～9](1)、有机配位体与钙的络合作用[10,11]以及有机分子对土壤表面电荷的影响等[12]。
2005, 42(3):513-517.
DOI: 10.11766/trxb200406220325
摘要:
在城市生态系统中,城市土壤重金属积累状况对城市绿地建设、城市区域环境质量及人类健康都有十分重要的影响[1]。国外研究证明城市土壤中重金属元素已有不同程度积累[2～6]。我国也有这方面的研究报道,但这些研究大都集中在研究重金属含量和单个污染物污染程度方面[7～10],一些研究也涉及到重金属的分布[8]、城市重金属的影响因子分析[11]。但对城市不同功能区重金属元素的分布特性、重金属与环境之间以及重金属相互之间关系的研究报道甚少。然而这些研究又是城市土壤质量研究的基础[1],只有认清不同重金属元素在城市各功能区土壤的地球化学过程,才能有效地控制和降低城市土壤的重金属含量和活性,提高城市土壤质量。
在城市生态系统中,城市土壤重金属积累状况对城市绿地建设、城市区域环境质量及人类健康都有十分重要的影响[1]。国外研究证明城市土壤中重金属元素已有不同程度积累[2～6]。我国也有这方面的研究报道,但这些研究大都集中在研究重金属含量和单个污染物污染程度方面[7～10],一些研究也涉及到重金属的分布[8]、城市重金属的影响因子分析[11]。但对城市不同功能区重金属元素的分布特性、重金属与环境之间以及重金属相互之间关系的研究报道甚少。然而这些研究又是城市土壤质量研究的基础[1],只有认清不同重金属元素在城市各功能区土壤的地球化学过程,才能有效地控制和降低城市土壤的重金属含量和活性,提高城市土壤质量。
2005, 42(3):518-522.
DOI: 10.11766/trxb200404020326
摘要:
随着三峡工程的顺利进行,库区的文物保护、考古发掘愈加紧迫,处于三峡库区腹地的忠县中坝遗址始得以发掘,因其文化层包含了新石器时代、夏商周时期、直到唐、宋、明、清,而被誉为地下“二十四史”。遗址延续时间之长,遗迹和遗物之丰富在中外遗址中实属罕见,可以说中坝遗址是重庆三峡库区5000a来历史的缩影。
随着三峡工程的顺利进行,库区的文物保护、考古发掘愈加紧迫,处于三峡库区腹地的忠县中坝遗址始得以发掘,因其文化层包含了新石器时代、夏商周时期、直到唐、宋、明、清,而被誉为地下“二十四史”。遗址延续时间之长,遗迹和遗物之丰富在中外遗址中实属罕见,可以说中坝遗址是重庆三峡库区5000a来历史的缩影。
2005, 42(3):523-527.
DOI: 10.11766/trxb200310300327
摘要:
漂白湿润淋溶土,存在一障碍层次——白浆层,是山东省的主要低产土壤之一。小麦是该土壤上种植的重要粮食作物。影响小麦生长和产量的因素数量多,且相互关联[1～3]。对这类问题的统计分析,以往多使用回归分析和相关分析。这些方法往往事先指定待考察的因素,对其他因素则进行严格控制[3～6],如此得到的相互关系由于舍弃了某些因素以及固定了某些指定因素的作用而存在局限性。近年来在生物科学中应用较多的主成分分析方法为探索和阐明这类问题提供了手段[7～12]。植物生长需要养分的支持,不同养分对植物生长的影响不同;即使同一养分,在不同的层次,影响也不同。
漂白湿润淋溶土,存在一障碍层次——白浆层,是山东省的主要低产土壤之一。小麦是该土壤上种植的重要粮食作物。影响小麦生长和产量的因素数量多,且相互关联[1～3]。对这类问题的统计分析,以往多使用回归分析和相关分析。这些方法往往事先指定待考察的因素,对其他因素则进行严格控制[3～6],如此得到的相互关系由于舍弃了某些因素以及固定了某些指定因素的作用而存在局限性。近年来在生物科学中应用较多的主成分分析方法为探索和阐明这类问题提供了手段[7～12]。植物生长需要养分的支持,不同养分对植物生长的影响不同;即使同一养分,在不同的层次,影响也不同。
