有机络合强化植物修复的环境风险研究I. EDTA对复合污染土壤中TOC和重金属动态变化的影响

采用盆栽试验研究了EDTA存在条件下的土壤溶液总有机碳(TOC)和重金属浓度的动态变化。结果表明,施用3 mmol/kg EDTA极显著地增加了土壤溶液中TOC的含量。土壤溶液TOC随培养时间呈指数曲线下降。在加入EDTA 52天后土壤溶液TOC仍然高于对照处理。施用EDTA大幅度地提高了土壤溶液Cu、Zn、Cd和Pb的浓度,这些重金属的浓度在一个月内迅速下降,以后趋向稳定。EDTA活化土壤重金属存在淋溶迁移的潜在环境风险。     

重金属污染土壤的植物修复研究Ⅰ.金属富集植物Brassica juncea对铜、锌、镉、铅污染的响应

用来修复污染土壤的理想植物应具有高的生物量并能忍耐和积累污染物.印度芥菜(Brassica juncea)能富集多种重金属且生物量较大.本文研究了Zn、Cd、Cu、Pb 4种重金属对印度芥菜生长的影响,特别是重金属对印度芥菜地上部生物量的影响.结果表明,在含Cu 250 mg/kg、Pb 500mg/kg或Zn 500mg/kg的污染土壤上,印度芥菜能够忍耐,正常生长.印度芥菜在含Cd 200 mg/kg的土壤上发生镉毒而出现失绿黄化症状,Cd与中等浓度的Zn、Cu、Pb共存时毒害更为严重.这种植物适合Cu、Zn、Pb中等污染土壤的修复.     

有机络合强化植物修复的环境风险研究：—Ⅰ．EDTA对复合污染土壤中TOC和重金属动态变化的影响

采用盆栽试验研究了EDTA存在条件下的土壤溶液总有机碳（TOC）和重金属浓度的动态变化。结果表明，施用3mmol/kg EDTA极显地增加了土壤溶液中TOC的含量。土壤溶液TOC随培养时间呈指数曲线下降，在加入EDTA52天后土壤溶液TOC仍然高于对照处理，施用EDTA大幅度地提高了土壤溶液Cu,Zn,Cd和Pb的浓度，这些重金属的浓度在一个月内迅速下降，以后趋向稳定。EDTA活化土壤重金属存在淋溶迁移的潜在环境风险。     

重金属污染土壤的植物修复研究Ⅰ.金属富集植物Brassica juncea对铜、锌、镉、铅污染的响应

用来修复污染土壤的理想植物应具有高的生物量并能忍耐和积累污染物。印度芥菜(Brassica juncea)能富集多种重金属且生物量较大。本文研究了Zn、Cd、Cu、Pb 4种重金属对印度芥菜生长的影响,特别是重金属对印度芥菜地上部生物量的影响。结果表明,在含Cu 250 mg/kg、Pb 500mg/kg或Zn 500mg/kg的污染土壤上,印度芥菜能够忍耐,正常生长。印度芥菜在含Cd 200 mg/kg的土壤上发生镉毒而出现失绿黄化症状,Cd与中等浓度的Zn、Cu、Pb共存时毒害更为严重。这种植物适合Cu、Zn、Pb中等污染土壤的修复。     

螯合剂对大叶井口边草Pb、Cd、As吸收性影响研究

用室内土培试验方法,研究在采自田间的Pb、Cd、As、Zn和Cu复合污染土壤上种植大叶井口边草条件下,外源分别添加0、1.5、3、6、12 mmol/kg乙二胺二琥珀酸（EDDS）、氨三乙酸（NTA）和乙二胺四乙酸（EDTA）对大叶井口边草吸收Pb、Cd和As的影响。结果表明,3种螯合剂处理对大叶井口边草生物量没有显著影响,说明大叶井口边草对3种螯合剂耐性较强;6、12 mmol/kg EDTA处理能极显著提高土壤Pb有效态浓度,进而促进大叶井口边草对Pb的吸收。大叶井口边草地上部Pb吸收量最高达（47.4 ± 1.7）mg/kg,是对照的3.66倍。6、12 mmol/kg EDTA处理能极显著地提高土壤中Cd的有效性,但未促进大叶井口边草地上部对Cd吸收。6 mmol/kg EDDS和3 mmol/kg NTA显著提高了土壤中As有效态浓度,进而提高大叶井口边草地上部对As的吸收,大叶井口边草地上部吸收As最高达（276 ± 10） mg/kg。6 mmol/kg EDTA和6 mmol/kg EDDS处理下大叶井口边草提取的Pb、As量最大,分别为（317 ± 53） μg/盆和（873 ± 41）μg/盆,说明6 mmol/kg EDDS处理下大叶井口边草对复合污染土壤中As的修复具有较大的潜力。     

可降解络合剂及微生物调控对海州香薷修复污染土壤的效应

盆栽试验研究了海州香薷在Cu、Zn、Pb污染土壤上生长和对Cu、Zn、Pb的富集能力,以及调控剂EDDS、壳聚糖和微生物菌剂对海州香薷重金属吸收的影响。结果表明,Cu223mg/kg,Pb232mg/kg,Zn1068mg/kg的重金属复合污染土壤对海州香薷的生长发育没有明显影响。施用EDDS(3mmol/kg土) 微生物制剂处理组海州香薷叶片中Cu含量高达847mg/kg,Zn含量为745mg/kg;Cu吸收量高达6244μg/株,Zn吸收量为5670μg/株,叶片中Cu、Zn的含量和吸收量均极显著高于对照(p<0.01);3mmol/kg土EDDS处理海州香薷茎中Pb含量显著增加(p<0.05),茎中Pb的吸收量亦显著提高(p<0.05),茎秆中Pb的吸收量为274μg/株。微生物制剂或壳聚糖单独处理对海州香薷生长和金属元素吸收均没有明显的效果。     

EDTA和柠檬酸对污染土壤中重金属的解吸动力学及其形态的影响

利用批处理振荡解吸平衡法研究了0.05 mol/L的乙二胺四乙酸钠(EDTA)和柠檬酸对污染土壤中Cd,Pb,Cu,Zn的解吸动力学特征,并采用优化的BIER(European Community Bureau of Reference)连续提取法分析了EDTA和柠檬酸处理前后土壤中重金属形态和生物有效性的变化.结果表明,污染土壤中重金属Cd,Pb,Cu,Zn的解吸率随着解吸时间的延长而不断增加,但解吸速率随解吸时间的延长而不断降低.EDTA对Pb,Cu的解吸能力显著大于柠檬酸,柠檬酸对Zn的解吸能力显著大于EDTA,柠檬酸和EDTA对Cd的解吸能力相差不大.EDTA和柠檬酸对4种重金属解吸能力的顺序分别为:Pb＞Cd＞Zn＞Cu和CA＞Zn＞Pb＞Cu.双常数方程是描述污染土壤中Cd,Pb,Cu,Zn解吸动力学过程的最佳方程.EDTA去除的重金属主要以酸提取态和可还原态存在,柠檬酸去除的重金属主要以酸提取态存在.EDTA和柠檬酸处理后.污染土壤中Cd,Pb,Cu,Zn的生物有效性降低.     

柠檬酸对鱼腥草吸收累积铅锌矿区土壤中重金属的影响

采用矿区实地田间试验,通过外源添加柠檬酸(1mmol/kg,3mmol/kg,6mmol/kg和9mmol/kg)处理,研究鱼腥草对重金属复合污染土壤Pb、Zn、Cd、Cr和Cu 5种重金属元素的吸收累积特性,并确定最佳的柠檬酸调控浓度。结果表明,柠檬酸添加浓度为1mmol/kg时能显著促进鱼腥草生物量的提高,比对照增产11.64%,其他处理浓度的柠檬酸对鱼腥草生物量有抑制作用,但不显著;柠檬酸处理能显著提高鱼腥草对Pb、Zn、Cd和Cr这4种重金属元素的吸收累积能力,对Pb和Zn吸收累积能力大于Cd和Cr,对Cu的吸收累积无明显促进作用。但当柠檬酸添加浓度为1mmol/kg时每667m2鱼腥草提取Pb、Zn、Cr和Cu的量分别比对照增加了35.16%,34.39%,59.00%和18.93%,对Cd无明显促进作用。鱼腥草在矿区重金属复合污染土壤上能正常生长,并对多种重金属胁迫具有一定的耐受能力和吸收累积能力,可用于矿区重金属复合污染土壤的植物修复。     

培养基质对印度芥菜Cd、Pb、Zn富集效果的研究

通过温室土培和砂培盆栽对比试验,研究了外源Cd、Pb、Zn复合污染对印度芥菜富集重金属的效果。结果表明,印度芥菜Cd、Pb和Zn的富集量分别与土培和砂培Cd、Pb、Zn的添加量呈极显著正相关。砂培印度芥菜Cd、Pb和Zn的富集量分别远大于土培,前者印度芥菜地上部Cd、Pb、Zn的最高富集量分别达311.3,248.0,2760mg/kg,分别为土培的10.4,12.9,4.67倍;砂培条件下印度芥菜地上部Cd、Pb、Zn的提取量均大于土培,分别为土培的1.29～8.96倍、1.02～8.58倍和1.68～5.62倍;印度芥菜Cd、Pb、Zn的富集系数砂培较土培明显增大,其中富集系数的变化为CdZnPb,对Pb的富集系数除个别处理外均小于1,说明印度芥菜对Cd、Zn具有很强的富集能力,对Pb的富集能力较弱。研究表明,土培条件下Cd、Pb、Zn的生物有效性较低,直接制约着印度芥菜对土壤重金属污染的修复效果。     

重金属Cd、Zn、Cu、Pb复合污染对土壤微生物和酶活性的影响

通过野外土样采集及室内测定,研究了云南东川铜矿区土壤酶和微生物特征,并采用盆栽试验研究了重金属Cd、Zn、Cu、Pb复合污染对土壤微生物和酶活性的影响。结果表明,距离矿口越近,土壤有机质、有效N、P、K的含量、土壤pH值亦越低,土壤酶活性和土壤微生物数量、微生物生物量C和N受到的抑制程度也增强,其中土壤酶中的酸性磷酸酶和过氧化氢酶,土壤微生物中的细菌对重金属污染较为敏感。盆栽试验中,Cd、Zn、Cu、Pb复合污染使白菜(Brassica rapapekinensis)生物量明显下降,且随复合污染程度的增加,白菜生物量下降幅度增加。Cd与Zn、Cu、Pb,Zn与Cd、Cu、Pb,Cu与Cd、Zn、Pb的复合效应机制为协同效应,而Pb与Cd、Zn、Cu的复合效应机制为拮抗效应。重金属Cu、Zn、Pb、Cd复合污染使土壤酶活性显著降低,但低量的Cd、Zn、Cu、Pb复合污染刺激了细菌、真菌、放线菌、微生物生物量C和N。重金属Cd、Zn、Cu、Pb对土壤酶活性和土壤微生物数量及微生物生物量C和N的复合效应机制表现出协同和拮抗效应。     

论水土、水土生态与水土生态保持

在论述水土在陆地生态系统中的地位和作用的基础上,提出了水土生态的概念,认为植被与水土不可分割的整体观念是水土生态的重要特征。同时,对水土生态保持的含义作了新的定义,并将水土生态保持划分为四大类型,即生态型、自然型、生产型、建设型。从水土生态的高度,从源头上、要素的联系中去认识和防治水土流失,是一种主动的、有机的、整体的水土保持观念,是水土保持认识观的深化和发展,将使水土生态保持事业进入一个崭新的时代。     

我国滑坡、崩塌的区域特征、成因分析及其防御

论述了我国滑坡、崩塌的区域分布特征,滑坡和崩塌的危害程度,滑坡和崩塌类型和成因分析,并且提出了灾害的防御措施,以期达到环境保护成为社会发展过程中的一个重要组成部分。     

河道堤防滩地的水土流失及其防治

平原地区河道堤防滩地的水土流失,直接淤积河床,影响行洪安全。堤防滩地的水土流失是自然因素和人为因素共同作用的结果,以新修堤防的水土流失最为严重,对其防治须实行工程措施、植物措施和人为预防相结合。     

城镇开发区建设中的人为水土流失及防治措施

简析了婺源县城镇开发区建设过程中造成水土流失的状况、危害、原因后,提出了其防治措施,并阐明开展城市（镇）水土保持的紧迫性。     

建设类与建设生产类开发建设项目水土保持方案的异同分析

20世纪末,开发建设项目水土保持方案的编报工作已经实现了规范化和制度化,但有不少的编制者在编制建设类和建设生产类项目的水土保持方案时往往出现失误.建设类和建设生产类项目的水土保持方案在很多方面都存在很大区别.根据多年编制两类水土保持方案的实践经验,总结出了这两类项目水土保持方案的编报工作在水土保持要求、服务年限、预测时段划分、防治目标等方面的异同,以防止在编报过程中出现水土流失量预测、水土保持措施体系以及水土保持监测等方面产生较大的偏差.     

Sodium and potassium effects on cation concentration and yield of lucerne and phalaris grown separately and together

Abstract

Lucerne (Medicago sativa L.) and phalaris (Phalaris aquatica L.) were grown separately and together in a pot trial on a yellow‐brown pumice soil with three rates of sodium (Na) and two rates of potassium (K) in factorial combination. Lucerne alone had a low Na concentration but growing phalaris as a companion grass produced herbage with a Na concentration adequate for stock. Na application increased the Na concentration in phalaris and the mixture of phalaris and lucerne much more than in lucerne alone; had little effect on K concentration; slightly reduced Mg concentration; and greatly reduced Ca concentration but not as much in lucerne as in phalaris or the mixture with lucerne. K application increased K concentration and reduced Na, Ca and Mg concentrations throughout. Yield of phalaris grown alone and in combination with lucerne was increased significantly by Na application when K concentration in the plants was low. Yield of lucerne was not affected by Na application and it is concluded that Na did not substitute for K in this species. It is concluded that field trials are warranted to investigate the possibility of growing a special purpose mixture of lucerne and phalaris on New Zealand yellow‐brown pumice soils to provide feed that has adequate Na for grazing animals.     

分布式移动农业病虫害图像采集与诊断系统设计与试验

为了便捷地采集和实时诊断农业病虫害图像,设计了一个分布式移动农业病虫害图像采集与诊断系统。该系统由多个便携式图像采集终端和一个图像处理服务器组成;其中,图像采集终端包括嵌入式相机、可伸缩的手持杆和装载控制App的手机;图像处理服务器包括农业病虫害诊断、信息记录和反馈模块等。手持杆可将安装在其前端的嵌入式相机送到人手或视觉难以企及的病虫害区域,手机可实时预览前端相机的拍摄画面和实现控制相机完成农业病虫害图像采集等功能;系统通过HTTP协议实现多个采集终端与图像处理服务器的数据交互,协同进行分布式计算,可以减少网络移动资费和服务器的负载。利用该系统对水稻纹枯病图像采集与诊断测试结果表明,该系统的图像采集终端可以便捷地采集到水稻纹枯病图像,手机端视频预览画面延时低,对相机控制命令无误,图像采集终端与服务器通信稳定,服务器端对水稻纹枯病图像处理和诊断实时,基于图像的水稻纹枯病为害等级诊断准确率为83.5%。如果服务器端加载不同的农业病虫害图像处理和诊断算法,该系统可广泛应用于各种农业病虫害图像的采集与诊断。     

Forest soil respiration and its heterotrophic and autotrophic components: Global patterns and responses to temperature and precipitation

Quantifying global patterns of forest soil respiration (SR), its components of heterotrophic respiration (HR) and belowground autotrophic respiration (AR), and their responses to temperature and precipitation are vital to accurately evaluate responses of the terrestrial carbon balance to future climate change. There is great uncertainty associated with responses of SR to climate change, concerning the differences in climatic controls and apparent Q₁₀ (the factor by which respiration increases for a 10 °C increase in temperature) over HR and AR. Here, we examine available information on SR, HR, AR, the contribution of HR to SR (HR/SR), and Q₁₀ of SR and its components from a diverse global database of forest ecosystems. The goals were to test how SR and its two components (AR and HR) respond to temperature and precipitation changes, and to test the differences in apparent Q₁₀ between AR and HR. SR increased linearly with mean annual temperature (MAT), but responded non-linearly to mean annual precipitation (MAP) in naturally-regenerated forests. For every 1 °C increase in MAT, overall emissions from SR increased by 24.6 g C m⁻² yr⁻¹. When MAP was less than 813 mm, every 100 mm increase in MAP led to a release of 75.3 g C m⁻² yr⁻¹, but the increase rate declined to 20.3 g C m⁻² yr⁻¹ when MAP was greater than 813 mm. MAT explained less variation in AR than that in HR. The overall emissions in AR and HR for every 1 °C increase in MAT, increased by 12.9 and 16.1 g C m⁻² yr⁻¹, respectively. The AR emissions for every 100 mm increase in MAP, increased by 44.5 g C m⁻² yr⁻¹ when MAP less than 1000 mm. However, above the threshold, AR emissions stayed relatively constant. HR increased linearly by 15.0 g C m⁻² yr⁻¹ with every 100 mm increased in MAP. The Q₁₀ value of SR increased with increasing depth at which soil temperature was measured up to 10 cm and was negatively correlated with HR/SR. Our synthesis suggests AR and HR differ in their responses to temperature and precipitation change. We also emphasized the importance of information on soil temperature measurement depth when applying field estimation of Q₁₀ values into current terrestrial ecosystem models. Q₁₀ values derived from field SR measurements including AR, will likely overestimate the temperature response of HR on a future warmer earth.     

低山丘陵区开发建设项目水土保持与生态建设

边坡植被恢复是解决高速公路建设所造成的环境破坏问题的重要手段之一,已受到人们的普遍重视.但是,对坡面植被恢复质量的评价尚没有统一、公认的指标体系.基于恢复生态学和美学的理念,在分析坡面植被功能的基础上,参考道路工程、植物生态学、恢复生态学、草地生态学、水土保持学、景观学等理论.提出了绿期、盖度、多度、截流量、综合抗性、根系稳定效果、景观优美度、管理水平8个重要评价指标,并给出了各指标的量化计算办法.利用AHP评判矩阵计算了各评价指标的权重.根据坡面植被群落的演替规律,提出了建议的评价时间,得出了坡面植被恢复质量的评价值,确定了质量等级.结合2008年奥运公路--济南至青岛高速公路南线工程,进行了实例分析.     

论生态恢复与水土保持

 生态恢复是研究生态整合性的恢复和管理过程的科学,现已成为世界各国的研究热点。目前,恢复已被用作一个概括性的术语,包括重建、改建、改造、再植等含义,一般泛指改良和重建退化的生态系统,使其重新有益于利用,并恢复其生物学潜力。生态恢复的原则包括自然法则、社会经济技术原则和美学原则。我国的水土保持小流域治理是通过工程的手段进行生态恢复的典范。水土保持小流域治理应以生态经济系统理论作指导,正确处理好人口再生产、自然再生产和经济再生产三者之间的关系,才能真正做到人与自然的和谐共处。水土保持小流域治理的方法是系统工程方法,包括综合调查与系统诊断、模型开发与治理规划、防治体系与模式设计、组织机构与运行机制等方面的内容。我国的水土保持工作亟需开拓创新,创新是水土保持工作的灵魂。只有认真纠正目前水土保持工作中存在的2种偏向,全面贯彻人与自然和谐共处的发展方针,把当地人民群众的社会需求与水土保持工作有机结合起来,才能实现“山川秀美”的宏伟目标。