摘要:由于城市化过程中人为活动的深刻影响,城市土壤的一些性质被强烈地改变。城市土壤有机质由于来源的多样性和受到不同程度人为活动的影响,其组成和分布特征表现出异质性和多样性。本研究以南京市为对象,研究了功能区之间土壤有机碳和黑碳含量的差异。与郊区土壤相比,城市土壤的有机碳含量普遍较高。通过对有机碳组成的分析发现其中稳定的黑碳含量较郊区土壤明显偏高,且在不同功能区之间呈现差异性,体现了人为影响过程和污染来源的差别。同时发现路边绿化带土壤正受到来自交通环境的强烈影响,其有机碳和黑碳含量与其他功能区存在显著差异。不同功能区之间因人为影响的差异,土壤中黑碳含量与有机碳含量的比值表现出明显的不同,可以指示黑碳的可能来源。城市土壤环境中黑碳可能构成了总有机碳中的很大部分,这与自然土壤有明显的差别。

摘要:采用粒级-标准偏差方法对黄土高原西部、河西走廊及河南西部等6个剖面末次间冰期-冰期旋回的黄土-古土壤粒度进行了系统分析,提取了对环境变化敏感的粒度组分。各剖面的环境敏感粒度组分主要分为粗细两个组分,并显示出一定的区域性差异和不同的沉积学意义。敏感组分主要受物源和沉积后成壤作用的影响:冰沟和罗家湾剖面可能受源区的影响更大而使敏感组分偏粗,暖和湾和扣马剖面可能由于后期风化的影响较大而使敏感组分偏细。对扣马剖面末次冰期旋回堆积的L₁和S₁的粒级-标准偏差分析表明,L₁的敏感组分与全剖面相似;而S₁的敏感组分与全剖面存在较大差异,可能与成壤作用有关。

摘要:以江汉平原后湖地区耕地为研究对象,将生态位适宜度方法引入到多宜性评价研究中,采用加权平均和限制因子模型对各评价单元水稻、小麦、棉花和油菜4种作物的生态位适宜度值及限制因子进行了定量分析。结果表明:研究区生态位适宜度值整体较高,最大值达0.958,生境条件基本能满足作物的需求;评价结果以1、2级为主,所占面积达75%;水稻的适宜性面积在该区最大,达65.54%,小麦次之;限制该地区耕地生产潜力的生态因子主要为:速效磷、CEC和道路通达度。该研究结果能直接指导农业生产实践,促进耕地的合理利用与管理。

摘要:稳态、饱和条件下,以速度v=0.214cm min^-1和0.470cm min^-1进行混合置换实验,研究大肠杆菌在砂质壤土中的运移,并根据平衡与非平衡假设下,对流-弥散方程数学模型进行数值模拟。结果表明,含非平衡的双点吸附、且含有不可逆滞留项的模型能够较好地模拟大肠杆菌在砂质壤土中的运移。模拟和实验结果均表明,大肠杆菌的BTC(Breakthrough Curve穿透曲线)与示踪剂相比峰值明显降低,拖尾明显,且出现延迟,总的流出量也明显少于示踪剂;当水流速度由0.214cm min^-1增至0.470cm min^-1时,大肠杆菌BTC峰值由0.05增至0.2,且随速度的增加,滞留系数减小。

摘要:Green-Ampt入渗模型应用广泛,是模拟坡面降雨入渗、产流过程常用的手段,湿润锋平均基质吸力Sf和表征导水率Ks是模型中的关键参数。对地表积水入渗过程中湿润区内平均含水率增量Δθ(t)进行了定义,对烟台棕壤土积水入渗试验分析表明,在入渗过程中Δθ(t)为一常量0.34。根据水量平衡原理得到了Green-Ampt入渗模型中概化湿润锋Z_f和实际湿润锋Z_f^a的定量关系,并通过对Green-Ampt入渗模型的分析,提出了利用i(t)~I(t)或i(t)~Z_f^a之间图形特征关系来确定湿润锋平均基质吸力Sf和表征导水率Ks的方法。同实测资料相比,利用基于i(t)~I(t)和i(t)~Z_f^a图形关系所获Sf和Ks预测的累计入渗量和湿润锋精度较高,整体相对误差小于6%。

摘要:两流区模型为描述优先流情况下的溶质穿透曲线提供了新的方法。但两流区模型的所有参数目前仅能通过反推参数法获得,限制了其应用。近年来,毛管理论和土壤水力特性模型的发展使得有可能从更加微观的角度来揭示土壤水分和溶质运动的机理,同时也为对流弥散模型参数的确定提出了新的思路。本研究在Brooks-Corey模型的基础上,推求了土壤中的孔隙流速分布;以平均孔隙流速为两流区的临界流速,得到了两流区模型参数与Brooks-Corey水分特征曲线模型形状系数之间的简单关系;提出了由土壤水分特征曲线确定两流区模型参数的方法。用实测资料对考虑和不考虑不动水体情况下这种方法的可靠性进行了验证。结果表明,不考虑不动水体,上述方法可靠性较差;考虑不动水体,用上述方法预测两流区模型参数有一定精度,不会对模型的预测结果产生太大的误差。

摘要:通过野外模拟实验,测定不同车速条件下草原交通便道相对起尘量,同时测定交通工具对草原土体结构的破坏,研究交通工具对干草原土壤物理性质的影响。研究结果表明,随着车速的增加,道路相对起尘量逐渐增加,且相对起尘量与车速之间呈现二次函数关系;在车轮的碾压作用下,土壤结构遭到破坏并形成直径在0.063~1.0mm之间的颗粒,随着碾压次数的增加,破碎颗粒的直径基本上都集中在0.125~0.18mm之间,且破碎土体总量也呈现增加趋势;车轮的碾压会导致土壤表面抗压强度增加,同时也使得土壤容重呈现增加趋势。

摘要:通过对香港地区46个代表性土壤表层样品的8种有机氯农药(OCPs)和6种多氯联苯(PCBs)含量及其组成的分析,初步揭示了香港土壤中有机氯化合物的分布及残留情况。研究结果表明:香港土壤中有机氯农药主要是一些相对难降解的化合物如β-HCH和p,p-'DDE,两者在土壤中的平均含量分别为6.12μgkg^-1和0.41μgkg^-1,远低于荷兰的土壤修复目标值。PCBs在土壤中的检出率很低,且含量基本均小于0.1μgkg^-1。此外,六六六(HCH)在目前的残留状态下,可能受到土壤pH(KCl)和总有机碳(TOC)的影响,而其他有机氯农药的含量并未呈现出与土壤的理化性质的相关性。

摘要:采用系列浓度菲芘进行盆栽试验,研究玉米对污染土壤菲芘的去除效果与累积机理。结果显示,玉米对菲芘的去除效果明显,60d试验完成后,玉米生长的土壤中平均大约有69.8%~91.2%的菲与77.0%~88.4%的芘被去除,平均去除率分别比对照1(加叠氮化钠)高63.6%和72.3%;比对照2(无叠氮化钠)高15.1%与38.2%。玉米能明显地吸收与累积污染土壤中菲和芘,并随土壤菲芘含量的增加而增大。生物富集因子(BCFs)随着土壤菲芘含量的增加而减小,芘的生物富集因子大于菲,不同种类多环芳烃以及植物不同部位间BCFs差异较大,菲的叶片BCFs(0.79~2.45)大于茎(0.17~1.76),根BCFs(0.42~1.21)最小,芘处理时叶片和茎的BCFs分别是1.03~3.31与0.2~2.17,明显低于根BCFs(2.07~6.40)。玉米能够在高浓度多环芳烃污染土壤中正常生长,并且能累积与去除污染土壤中的菲和芘,表明用玉米修复多环芳烃污染土壤是一种可行的方法。

摘要:采用盆栽试验,研究3种改良剂对减少烟草吸收土壤重金属的效应。烟草生长在外源添加重金属达Pb300mg kg^-1和Cd0.1mg kg^-1的污染土壤上,通过添加3种土壤改良剂,测定分析烟草在不同生长时期不同部位的生物量及重金属含量,探讨3种改良剂对减少烟草吸收土壤重金属的效果。结果表明:Pb的转移系数小于Cd,说明这两种重金属在烟草体内的迁移能力是Cd>Pb;与对照处理相比,所有修复剂处理的土壤重金属残留量较多;3种改良剂均在不同程度上减少了烟草不同部位重金属(Cd和Pb)的含量,且增加了烟草的生物量,都起到了一定的改良效果,本试验得到改良剂优劣顺序为:凹凸棒土>骨粉>活性炭。

摘要:在中国科学院红壤生态试验站对红壤坡地不同林地进行6a(1991~1996)定位观测,对N、P、K养分动态循环进行了系统分析,建立了养分循环的分室模型。结果表明:不同林地N、P、K贮量绝大部分存在土壤分室中占97%以上,6年生阔叶林、针叶林N、P、K年总净积累量为正,分别为36.51kg hm^-2、29.70kg hm^-2,系统养分盈余,另外N、P、K各分量积累量均为正,表现为各营养元素系统内盈余;对照(自然荒坡)N、P、K年净积累总量为-9.59kg hm^-2,为养分流失状态,N、P、K各分量也为流失状态。同时对有林坡地和荒坡地进行了0~10a的系统N、P、K在各分室的运转状态模拟,模拟结果表明:N、P、K在阔叶林和针叶林系统均表现盈余,植株地上部分累积量较大,土壤分室N轻微流失,而P、K盈余,自然荒坡土壤养分有轻微流失。

摘要:以三江平原环型湿地作为研究对象,对其环带状植被区湿地土壤的有机碳、全氮、全磷和全钾的空间分布规律进行了初步研究。结果表明,环型湿地土壤有机碳、全氮、全磷和全钾具有明显的空间水平分异规律,有机质、全氮、全磷的含量由环型湿地中心向边缘逐渐减少,全钾的含量和碳氮比逐渐增加。土壤有机碳、全氮、全磷和全钾在垂直方向上具有明显的分层和富聚现象,自上而下,有机质的含量逐渐降低;全氮含量除漂筏苔草群落外,其他各群落土壤全氮含量呈先增加后减少的分布;大部分植物群落全磷含量呈先减后增的“V”型分布;全钾含量呈表层和底层较高、中间层较低的“中空”状分布。通过相关分析表明,环型湿地土壤有机碳与全氮具有相似的空间分布规律,全钾与有机碳、全氮具有相异的空间分布规律,而全磷具有自己独特的空间分布规律。环型湿地土壤的有机碳、全氮、全磷和全钾的空间分布主要受植物体元素含量、生物过程和水文地貌过程影响,它通过过程影响湿地的功能。研究环型湿地的有机碳、全氮、全磷和全钾的空间分布规律不仅有助于完善湿地土壤形成和发育的理论,探明湿地的生态过程和功能,而且为合理利用和保护湿地提供科学依据。

摘要:自然状态下灌溉稻田每年比旱地要多固氮27kg hm^-2,可以减少氮肥用量,既节约农本和资源,又缓解对环境的压力。太湖流域不同类型稻田在水循环中可吸纳氮素N2~20kg hm^-2,是氮素的汇。该区平原稻麦轮作田氮素的径流流失量平均小于当年施氮量的5%,对苏南太湖地区面源污染的相对贡献率仅为7.5%,不是该区氮素面源污染的主要组成。稻田氮素向下淋失迁移的量低于麦田;太湖地区井水中硝态氮的超标率自20世纪80年代中期至今没有变化,说明该区井水中硝态氮含量高低与农业上氮肥用量没有直接联系。尿素挥发损失量稻季达施氮量的6%~21%,麦季为3.1%~6.5%;稻季氨挥发损失高于麦季;湿沉降带入土壤或水体的氮也是夏(稻)季高于麦季。总体上看,稻田向环境输出的氮少,而固定、汇集的氮多,“稻田圈”是保护环境的重要生态单元。

摘要:采用砂培实验研究NH₄⁺N部分代替NO₃^--N对番茄的影响,结果表明:与全硝处理(100% NO₃^-)相比较,增铵处理(NH₄⁺:NO₃^-=25%:75%)下番茄鲜果重显著提高;同时叶片内NO₃^--N含量随增铵而显著降低,叶片与果实内NH₄⁺N含量及果实的可溶性蛋白含量随增铵而升高;增铵条件抑制了叶片和果实的硝酸还原酶(NR)活性,提高了叶片和果实的磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPcase)活性及叶片谷氨酰胺合成酶(GS)活性,但对果实的谷氨酰胺合成酶(GS)活性影响不大。上述结果表明,NH₄⁺N部分代替NO₃^--N可增加番茄产量,提高集约化基地的生产量。

摘要:以Langmuir曲线测出的X_m值(最大吸磷量)为指标,对不同施肥条件下红壤旱地土壤的吸磷能力变化特征及影响磷素吸附的主要因素进行了研究。结果表明:施用磷肥能显著降低土壤的最大吸磷量,其中,施用厩肥的土壤X_m值最小。有机质是影响土壤吸磷能力的一个重要因素,随着有机质含量的升高,土壤吸磷能力减小;活性铝也是影响磷素吸附的重要因素,随活性铝含量增加,磷素吸附能力增加;活性铁的影响不显著;pH对红壤旱地吸磷能力影响也不显著。通过因子分析得到,有机质含量对土壤吸附磷素的能力影响最大。在生产上,磷素最大吸附量X_m值可以作为初步判断土壤需施磷肥量大小的依据。这些可为红壤地区的磷素施用研究提供理论依据和实践指导。

摘要:在田间条件下利用埋设玻璃滤纸包法研究了绿肥翻压后的分解规律及其翻压绿肥对烟叶品质的影响。结果表明,经过13周的分解,苜蓿中有机C的矿化率高达81%,N素矿化率为54%;黑麦草有机C的矿化率为63%,N素矿化率为22%。这些矿化N中约92%的N(苜蓿)和74%的N(黑麦草)是在翻压后的前6周释放的。在烟株的整个生长期内,由苜蓿释放的N素约为N 43kg hm^-2,为了防止后期N素供应过多而导致上部烟叶烟碱含量过高,苜蓿宜提前翻压并从总N肥施用量中扣除由苜蓿矿化出的N。黑麦草因N素含量低和N素矿化量少,整个生长季中约释放了N 10.5kg hm^-2的N素,所以在黑麦草生长量不大的情况下,可将黑麦草全部翻压并忽略其释放的N素。在没有减少化肥施用量的情况下,翻压苜蓿提高了上部烟叶中烟碱含量,降低了总糖和还原糖含量。而翻压黑麦草对烟叶中烟碱含量有所降低,总糖和还原糖含量适中,因而烟叶的品质得到了改善。

摘要:2003年7月和9月对吉林省中西部平原区农田、居民点园地和“三北”防护林等典型农业土地利用生境进行土壤甲虫调查,了解农业土地利用差异对土壤甲虫群落的影响。研究区共捕获土壤甲虫26科955只,优势类群为金龟甲科(Scarabaeidae)幼虫、步甲科(Carabidae)和步甲科幼虫,共占全部总捕获个体数65.03%。研究结果表明:土壤甲虫类群空间分布的广狭与个体数量的多寡在吉林省中西部平原区呈现出明显的一致性;中部平原区与西部平原区土壤甲虫群落特征差别显著;土地利用类型差异影响土壤甲虫个体密度和多样性分布,其中农田和居民点园地减少了土壤甲虫个体密度和多样性,防护林的存在对于农业生境土壤甲虫生物多样性保护具有重要意义。

摘要:本文探讨了酰胺类除草剂苯噻草胺对水稻土微生物群落功能多样性的短期影响。本研究采用微生物群落基质利用潜力测定(Biolog法)评估生物群落。结果表明,苯噻草胺污染引起了水稻田微生物群落功能多样性的下降,降低了微生物对单一碳源底物的利用能力,但这种影响是短暂的,在试验最终没有导致土壤微生物群落功能多样性下降。多食鞘氨醇杆菌Y1(Sphingobacteriu mmultivorum)的添加有利于提高水稻土微生物群落的功能多样性。3个处理土壤的群落代谢剖面值与培养时间之间呈非线性关系,其变化过程符合微生物种群生长动态模型(S形)。模型模拟分析表明,动力学参数a和x0能更灵敏地表征苯噻草胺和Y1菌株处理对水稻土微生物群落功能多样性的影响。在本实验研究中,多样性指标指数Shannon(H)能灵敏而有效地指示污染环境的微生物学变化,但群落丰富度指标颜色变化孔数(S)提供的信息较片面。

摘要:采用国产硅胶GF254(60型)代替进口Glass bead的改良方法抽提土壤微生物DNA,然后设计了一对扩增木聚糖酶基因片段的新简并引物,对抽提的土壤微生物DNA进行PCR扩增。扩增片段连接pMD18T载体,转化大肠杆菌,重组片段通过酶切进行RFLP分析后,测序分析得到10个木聚糖酶基因片段。对所得片段翻译的氨基酸序列进行BLAST分析表明有8个片段与来自放线菌的木聚糖酶具有较高的同源性,2个与假单胞菌的木聚糖酶具有较高的同源性。所得10个木聚糖酶片段的氨基酸序列同源性比较显示,第27个氨基酸均为天冬酰胺(N),暗示这些来自土壤微生物DNA的基因片段编码耐碱的木聚糖酶。通过构建系统进化树,发现扩增的木聚糖酶片段之间的相似性均在70%以上。

摘要:采用土培试验对玉米植株残体施入后土壤理化性质及有机质组成的变化进行了分析。结果表明,土壤加入玉米植株残体后,土壤微生物生物量碳和氮含量提高,土壤的阳离子交换量增强,松结合态、联结合态和紧结合态腐殖质的含量增加,稳结合态腐殖质的相对含量下降,土壤中五碳糖和六碳糖的含量升高,土壤胶体活性变强。玉米秸秆和根茬对土壤的培肥作用存在差异。

摘要:细菌和病毒等致病微生物广泛存在于化粪池、污水污泥、废水等源头。由于病毒比细菌和原生动物包囊小得多,在通过多孔土壤时不容易被过滤净化,地下水资源的病毒污染已引起各国科学家的高度关注,在过去的几十年间已经进行了较多的研究工作。也有了一些有关病毒在土壤中迁移行为及其影响机理的文献报道。本文的主要目的是在对过去国内外的一些研究结果作一综述,重点探讨影响病毒在土壤中迁移的主要因素,包括(1)影响病毒迁移的水动力学因素;(2)病毒吸附机理及其影响因素;(3)影响病毒生存或死亡的因素。土壤物理性质的不均一性是导致微生物和非反应物质之间的迁移行为差异的主要因素。影响病毒在土壤中吸附和死亡的因素很多,比如:土壤类型、病毒类型、pH、离子强度和多价阳离子、有机质、温度、土壤含水量、微粒、微生物活动等,对它们的影响机理进行了一一描述和解释。在指示病毒的选择上,噬菌体(比如MS2、PRD1、ΦX174)已经被广泛用来研究病毒在土柱和田间条件下的迁移行为,并认为它们比较吻合指示病毒所需的各种条件。根据上述综述资料,在文章的最后对病毒迁移的进一步研究提出了一些建议。

摘要:土壤动物是陆地生态系统重要的组成部分,是物质循环和能量流动正常运行的关键环节。近年来,土壤动物研究越来越受到人们的重视,研究主要包括土壤动物生态特征和生态功能两个方面。本文概括了土壤动物的定义和分类,阐述了土壤动物的数量、种类、分布格局及影响因素等主要生态特征,着重论述了土壤动物的分解、生态指示等功能。认为,目前土壤动物研究发展缓慢,基础研究差,生态特征研究仍处于定性与半定量水平;功能研究单一,缺少土壤动物多样性功能研究。对今后研究提出展望。本文旨在加深对土壤动物的了解,为生物多样性保护、合理开发利用土壤资源、健全生态指标和实现农业、生态可持续发展提供必要的理论支持。

摘要:土壤侵蚀预报是进行水土流失监测、指导水土保持措施合理配置、优化水土资源高效利用的重要工具,自20世纪60年代以来,国内外学者对此进行大量研究,建立一系列经验统计模型^[1,2]和物理成因模型等^[3,4]。以上模型复杂性及适用性各异:如经验统计模型主要从侵蚀产沙因子角度入手,建立径流产沙与降雨、植被、土壤、土地利用、耕作方式、水保措施等之间的多元回归因子关系式,一般比较简单,便于应用,但模型中经验参数适用范围有限,模拟精度难以控制;物理机理模型主要以土壤侵蚀物理过程为基础,利用水文学、水力学、土壤学及其他相关学科基本原理,根据降雨、径流条件来描述土壤侵蚀过程,预报给定时段内的土壤侵蚀量,具有一定,但其限制因素较多,应用不便^[5];人工神经网络(ANN)中的BP网络模型具有较强的自学习能力和处理非线性问题能力,近年来已在有关工程领域得到广泛应用^[6～9]。本文以土壤侵蚀较为严重的陕西淳化县泥河沟流域坡耕地为例,引入BP网络模型这一新的定量研究方法对坡面土壤侵蚀产沙规律进行研究。

摘要:对应分析,又称对应因子分析(Correspondence Factor Analysis,CFA),是由法国学者Jean-Paul Benzecri在20世纪70年代提出的一种几何分析技术^[1~4],是主成分分析技术的拓广^[2]。CFA依靠主成分分析的降维手段,使高维问题变为低维问题;采取独特的数据预处理方式使样本矩阵Q和变量矩阵R呈对称性,并从数学上证明了R与Q具有正交关系,有相同的特征值,从而可以在相同标度的因子轴坐标系中同时标度变量和样本^[1~7]。CFA依据被标注点群的聚散状况,解释与判断变量之间、样本之间以及变量与样本之间的多重内在联系,已在众多领域得到了广泛的应用。

摘要:尽管我国从1983年就开始禁用有机氯农药,但环境中仍有大量残留存在。土壤中污染物的残留是吸附、降解和迁移等各种理化作用和生物作用的综合结果,其中降解是制约其残留量的关键过程^[1~5]。大量研究表明,影响土壤中农药降解的主要环境因素包括土壤有机质、土壤温度、土壤pH和土壤含水量等^[6~8],因为这些因素显著影响着土壤微生物的数量和活性。微生物代谢所需的营养物质有一部分来自农药和土壤有机质,土壤中微生物对其降解起着重要作用。胡敏酸(HA)是土壤有机质的主要组分,因此以HA代表土壤有机质对农药降解的影响是合理的,也有很多关于HA对农药在土壤中吸附等环境行为影响的研究报道。

摘要:横断山北部是我国地理环境独特和生物多样性最丰富的地区之一^[1~3],其生态恢复与重建对整个长江流域的水土流失治理及生态安全具有重要的现实意义,故一直受到国内外学术界的高度关注^[4,5]。但由于近40年来人类活动和气候环境的变化,其林木蓄积量大幅度减少,水土流失日趋严重,生态环境破碎化,部分野生动植物资源已濒临灭绝,已有研究表明属生态脆弱区^[6]。尽管该区实施退耕还林工程和天然林保护工程已四年,但因该区域有关生态环境(包括土壤钾素养分等)的基础研究资料较少,生态重建进度仍很缓慢。

摘要:土壤对疏水性有机污染物的吸附实际上是土壤中矿物和有机质两部分共同作用的结果。土壤有机质的作用相当重要,因为与矿物相比,它通常对疏水性有机污染物具有较大的热力学亲合力。因此,土壤吸附有机污染物机理的研究主要是从土壤有机质的角度进行的^[1~5]。土壤有机质组成复杂,主要包括非特异性有机质和腐殖质^[6],其中腐殖质约占有机质总量的50%~80%,包括胡敏酸、富里酸和胡敏素。早期的实验研究认为疏水性有机污染物在土壤有机质相中表现为线性分配,可以用平衡分配系数来描述^[4]。

摘要:稻草在分解过程中产生有机酸。高浓度的有机酸一方面对水稻生长产生毒害作用^[1,2],另一方面,有机酸可通过酸溶、螯合和竞争吸附等机制活化土壤难溶态磷,提高磷的生物有效性^[3,4]。所以,研究稻草分解过程中有机酸和有效磷的动态变化,对于评价稻草还田在水稻营养中的作用,指导秸秆管理具有十分重要的意义。在以往的土壤有机酸研究工作中,大多采用水提取法来获得土壤有机酸溶液^[2,5]。这一方法改变了土壤溶液原来的化学平衡和化学环境,因而在一定程度上影响了有机酸分析结果的可信度,而且也不适合土壤有机酸的动态测定。Al-berto等^[6]设计了一种适用于原位动态取样的方法(多孔聚酯管溶液采集器采样法)。