四川盆地丘陵区农田土壤对磷的吸附与解吸特征

研究了四川盆地丘陵区典型水田和旱地土壤对磷的吸附与解吸特征,并讨论了吸附-解吸参数与土壤基本理化性质的关系。结果表明,不同pH的农田土壤对磷的吸附和解吸均存在显著差异,土壤对磷的吸持能力表现为中性土壤〉酸性土壤〉石灰性土壤,中性有利于土壤吸附磷;水稻土对磷的最大吸附容量（Qm）和最大缓冲容量（MBC）高于紫色土,而临界平衡磷浓度（EPC0）和解吸率（b）低于紫色土。农田土壤对磷的吸附与解吸参数还受土壤理化性质的影响,Qm和MBC与有机质含量、无定形铁（Fe-ox）含量呈极显著正相关（P〈0.01,n=6）;吸附常数（K）与有机磷含量呈显著负相关（P〈0.05,n=6）;EPC0与土壤pH、CaCO3含量呈显著负相关,与有机磷含量呈显著正相关（P〈0.05,n=6）;b与Fe-ox含量呈显著负相关（P〈0.05,n=6）。     

三峡水库消落区土壤磷素释放与富营养化

三峡工程建成后,其独特的水库调度方式将在库周形成垂直距离为30m的消落区,淹没陆地面积632km2。消落区土壤受库水周期性的淹没、出露、冲刷、淤积,加上耕作和施肥影响,将形成一个脆弱生态系统。湖库消落区土壤是污染物的源或汇。消落区土壤磷素释放对水体富营养化有重要影响。研究消落区土壤磷负荷及其释放机制,可以为水库磷负荷提供基础数据,给消落区土地利用方式提供决策依据。淹水土壤磷素释放是与多个因子相关的复杂过程。本文分析了消落区土壤磷释放对富营养化的潜在影响,综述了土壤磷素释放的影响因素:磷形态、有机质、铁、铝、pH、温度和微生物。重点讨论了土壤在淹水—干燥—淹水条件下土壤性质变化和土壤磷素释放机制。一般认为,土壤淹水后,土壤氧化还原电位降低,提高了磷的有效性,促进了磷释放。干—湿交替比连续淹水释放磷是增加或减少,目前还存在争论。     

三峡水库消落区土壤磷素释放与富营养化

三峡工程建成后，其独特的水库调度方式将在库周形成垂直距离为30m的消落区，淹没陆地面积632km^2。消落区土壤受库水周期性的淹没、出露、冲刷、淤积，加上耕作和施肥影响，将形成一个脆弱生态系统。湖库消落区土壤是污染物的源或汇。消落区土壤磷素释放对水体富营养化有重要影响。研究消落区土壤磷负荷及其释放机制，可以为水库磷负荷提供基础数据．给消落区土地利用方式提供决策依据：淹水土壤磷素释放是与多个因子相关的复杂过程。本文分析了消落区土壤磷释放对富营养化的潜在影响，综述了土壤磷素释放的影响因素：磷形态、有机质、铁、铝、pH、温度和微生物。重点讨论了土壤在淹水-干燥-淹水条件下土壤性质变化和土壤磷素释放机制，一般认为，土壤淹水后，土壤氧化还原电位降低，提高了磷的有效性，促进了磷释放。干-湿交替比连续淹水释放磷是增加或减少，目前还存在争论。     

淹水条件下有机酸(糖)对土壤磷素固定的影响

以水田土壤剖面为对象,从磷素固定的角度研究了无定型铁等主要固磷基质在淹水加有机酸(糖)条件下的变化特征及其固磷能力变化特点。结果表明,剖面各层土壤淹水条件下添加有机酸(糖)培养后均可以与Langmiur方程很好拟合,淹水不添加有机酸(糖)与添加的处理相比,所有样品的最大固磷量均表现出降低的特点。淹水后土壤无定形硅含量与淹水前相比有所降低;无定形铁淹水前后变化不大但多数以含量增加为主,加酸(糖)处理中无定形铁含量表现出下降的趋势;络合态铁增加非常明显。无定性硅的变化与土壤固磷能力的变化相关性不显著,淹水前后无定形铁含量变化与最大吸磷量变化之间的相关性达到极显著水平,但淹水加酸(糖)后的最大吸磷量与淹水前相比多数样品有所降低;络合态铁氧化物主要表现为与磷素固定能力一定的负相关。     

干湿交替过程中水稻土铁形态和磷吸附解吸的变化

采用室内培养试验 ,经过连续 3次淹水 落干处理 ,研究了干湿交替过程中土壤中氧化铁形态的变化以及对土壤磷吸附和解吸的影响。结果表明 ,淹水使土壤中结晶态氧化铁含量明显减少 ,无定形氧化铁和土壤对磷的吸附量急剧增加 ,磷解吸下降 ;落干则使之发生相反的变化。土壤中的无定形氧化铁含量与土壤对磷的吸附之间存在着密切的相关关系。因此 ,淹水 落干过程中无定形氧化铁的变化是影响水稻田磷有效性的一个主导因子。     

三种铁氧化物的磷吸附解吸特性以及与磷吸附饱和度的关系

采用三种人工合成铁氧化物(针铁矿、赤铁矿和水铁矿)比较了结晶态和无定形铁氧化物对磷的吸附—解吸特性以及与磷吸附饱和度的关系。结果表明,三种铁氧化物的磷吸附特性均可用Langumir方程来描述,相关系数均大于0.9,达到极显著水平。从磷最大吸附量(Qm)、吸附反应常数(K)和最大缓冲容量(MBC)三项吸附参数综合考虑,水铁矿(无定形)对磷的吸附无论在容量还是强度方面均比结晶态铁氧化物针铁矿和赤铁矿大得多。水铁矿吸附的磷比针铁矿和赤铁矿所吸附的磷更难解吸;水铁矿的大量活性表面并没有表现出增加磷释放的作用。磷吸附饱和度有望作为评价土壤或铁氧化物磷吸附—解吸的强度和容量因子的一个综合指标。     

氧化还原条件对土壤磷素固定与释放的影响

为探讨水稻土由氧化环境转为还原条件时对土壤磷素固定与释放的影响,选择18种水稻土样品进行室内模拟实验,通过测定不同条件下磷的等温吸附曲线和采用氧化铁试纸测定法进行多次提取以对比淹水前后土壤磷的累计解吸量,发现大部分供试样品的固磷能力在淹水条件下有了显著的提高,全部样品在淹水后磷的释放量都有不同程度的减少。进一步的研究表明淹水条件下土壤对磷的固定与释放的变化主要与淹水后土壤Eh的降低和pH的升高而导致的大量无定形铁的形成有关。     

三峡库区消落带土壤对磷的吸附和淹水下磷的形态变化

三峡水库建成后在库区周边形成落差30m的消落带,消落带土壤对磷的吸附固定和磷的去向直接影响到周围的水环境。通过批处理和模拟培养法研究了三峡库区小江流域沿岸消落带的黄壤、紫色土在淹水期间铁的形态变化,磷的吸附及形态转变,结果表明：（1）供试黄壤和紫色土在淹水后,晶形铁氧化物含量明显下降,非晶形铁含量有增加趋势,土壤对磷的吸附量增加;(2)淹水期间土壤Olsen-P含量呈下降趋势,而Fe-P和Al-P含量增加,模拟显示黄壤和紫色土在淹水15d后的磷吸附容量增加70.8%和9.5%;（3）用pH 5和pH 9的0.1mol L-1CaCl2、KCl、NH4Cl溶液培养的黄壤,其Olsen-P、Fe-P、Al-P含量均明显增加,意味着消落带土壤中若施加K、Ca或尿素时,土壤有效磷可能增加,这可导致CaCl2提取磷的增多并影响库区水的含磷量,从而影响库区水质。     

三峡库区澎溪河流域消落区土壤氮磷释放研究

通过模拟试验研究了温度和施肥对三峡库区澎溪河流域消落区冲积土、紫色土和水稻土氮磷释放的影响,估算了这3种土壤氮磷的释放量。结果表明,淹水后消落区土壤氮的释放潜力为水稻土冲积土紫色土,不同温度下消落土壤氮的释放潜力表现为20℃略高于10℃,明显高于30℃;消落区土壤间磷释放的差异因温度的不同而异,10℃时3种土壤间上覆水磷浓度相近,20℃和30℃时,土壤磷的释放潜力为冲积土紫色土水稻土,土壤磷的释放随淹水温度的提高而升高。按云阳县耕地平均施肥量(N0.21g/kg和P0.15g/kg)向消落区土壤施入氮磷肥,冲积土、紫色土和水稻土向水体释放的氮分别提高7.05～17.27,10.03～25.41,5.84～13.70倍,释放的磷分别提高1.47～4.88,4.99～16.49,1.18～3.03倍。根据澎溪河流域水温、水位变动情况及消落区土壤面积,估算出未施肥条件下澎溪河流域消落区冲积土、紫色土和水稻土的氮释放负荷为19.36,29.45,236.07t/a,磷释放负荷分别为0.49,0.94,1.91t/a。     

长期轮作与施肥对农田土壤磷素形态和吸持特性的影响

通过对黄土旱塬地区长期定位施肥(26a)条件下的不同轮作系统的土壤磷素形态和吸持参数的测定,研究了轮作和施肥对土壤磷素吸持特性和磷素形态的影响,以及土壤磷素吸持参数与磷素形态之间的关系。结果表明,长期轮作与施肥都可以减低土壤磷素的最大吸附量（Qm）,相对于其它轮作和连作,在氮磷（NP）施肥下,小麦-玉米-豌豆轮作可以减低土壤的Qm,在氮磷有机肥（NPM）施肥下,小麦-玉米轮作可以减低土壤的Qm。在施肥相同的条件下,小麦-玉米轮作和小麦-豌豆轮作可以显著增加土壤中各形态无机磷的含量,长期轮作比连作可以增加土壤中的有效磷养分,尤其对Ca2-P的提高效果更为显著。相关分析表明,Qm和磷吸持指数（PSI）与全磷（T-P）、Olsen-P、CaCl2-P、Ca2-P、Ca8-P、Fe-P、Ca10-P和有机磷呈极显著负相关（p＜0.01）,与闭蓄态磷（O-P）呈显著负相关（p＜0.05）,与Al-P关系不显著。土壤有机质（SOM）与Qm、PSI和磷最大缓冲能力（MBC）之间存在极显著负相关关系,与磷吸持饱和度（DPSS）存在显著正相关。通径系数和逐步回归分析表明,在石灰性黑垆土土壤的无机磷形态中,Ca2-P对Olsen-P的贡献最大。     

基于IBBO-DP模型的水电机组负荷分配优化

针对水电机组传统负荷分配模型在运行时所面临的机组穿越振动区次数多、机组出力波动大的问题，该研究建立水电机组多目标多约束双层智能寻优模型。外层模型基于动态规划方法，构建多约束下机组组合优化模型；内层模型基于改进生物地理学算法，从种群个体适应度关系提出动态迁移模型，将混合交叉思想引入迁移算子自适应更新策略，同时以机组组合是否发生变化为判断条件建立机组出力波动约束，构建机组负荷分配优化模型。实例计算结果表明，与传统方法相比，所提模型收敛、寻优能力有明显提高，在负荷分配过程中可节省10.56%的耗水量，同时可有效平抑60.24%的机组平均出力波动幅度，并避免24次振动区穿越，大幅提升机组避振能力以及运行稳定性、可靠性，在水电机组实际运行过程中具有广泛的工程应用价值。     

青溪水电厂库区水土流失及其综合治理措施

青溪电站水库为新建中型日调节水库,因水库前期淤积较严重,直接影响了水库寿命及电厂经济效益.从1994年开始,该电厂对库区水土流失进行了综合治理,取得了明显效果.     

狗牙根与空心莲对水库消落带土壤氮磷释放影响的模拟

通过水库水位涨落室内模拟试验,探究丹江口库区消落带优势物种狗牙根和空心莲2种草本植物对土壤氮磷释放过程影响。结果表明:(1)水淹结束后(32天),空心莲子草土壤TN、TP分别降低11.75%,25.28%,狗牙根分别降低3.62%,25.77%。(2)干湿交替环境主要影响土壤中NH_4~+-N、NO_3~--N和AP的含量的变化,对土壤中的TN、TP含量的影响较小。(3)狗牙根的死亡增加土壤TN、NH_4~+-N、TP量,即不耐淹植被过滤带虽然能净化径流中N、P等污染物,但截留的污染物和植物吸收的养分随着植物体的分解再次进入水体或土壤,无法达到有效防控农业面源污染的目的。该研究为丹江口水库利用植被缓冲带防控水体富营养化提供一定理论依据。     

重庆笋溪河流域河岸带水体-土壤-植物的氮磷特征及影响因素

为明晰重庆笋溪河流域河岸带水体、土壤和植物的氮磷特征及其影响因素,采用描述性统计、聚类分析、相关分析和冗余分析的方法,探讨三峡库尾小流域河岸带水体、土壤和植物的氮、磷含量特征、空间分布和各圈层氮磷的相关性及水体氮磷的影响因素.结果表明:(1)河岸带受河流区段影响,从上游到下游,水体氮磷与土壤全氮的含量先减小后增大,下游...     

汾河河岸带土壤氮、磷的时空分布规律及其影响因素研究

为明晰汾河临汾段河岸带土壤氮、磷时空分布规律及其影响因素,采用现场检测、空间分析及数理统计方法,探讨了自然河岸带及强人工干扰河岸带土壤氮、磷的化学计量学特征、时空分布特征及其与土壤、水文特性的相关性。结果表明:(1)各水期强人工干扰河岸带土壤TN、TP储量及其变异系数均大于自然河岸带,自然河岸带土壤氮、磷元素的生态化学计量存在弱稳态性;(2)汾河临汾段河岸带土壤TN、TP含量随枯水期—平水期—丰水期表现为先减小后增大的趋势,横向来看河岸带近岸土壤TN、TP含量大于远岸部分,土层深度方向上TN、TP含量随土层深度增加而减小;(3)河流水质、土壤容重和土壤孔隙度是影响汾河河岸带土壤TN含量的相关因子,土壤容重、土壤孔隙度和N/P是影响河岸带土壤TP含量的相关因子。研究结果表明汾河河岸带土壤氮分布与河流水文特性有一定的响应关系,土壤磷分布与河流水文特性无明显的响应关系。     

聚丙烯酰胺对磷素在土壤中吸附-解吸的影响

聚丙烯酰胺（PAM）在农业上作为扰侵蚀剂、保水剂被广泛应用，但施用后对土壤养分保持和释放的影响研究较少。本文采用向土壤（塿土）中添加不同比例（0．1％，0．2％，0．4％占土壤的比例）的PAM溶液，通过磷素等温吸附解吸试验，探讨了PAM对磷素在土壤中吸附和解吸的影响。结果表明。和原土样相比．土壤经PAM处理后抑制了土壤对磷的物理吸附，导致吸附量减小．最大吸附量（Xm）降低，而对磷素在土壤中的化学吸附影响较小．被吸附磷尤其是物理吸附磷的解吸率升高。     

外源磷在三峡库区典型土壤中的活性演变及形态转化

三峡库区消落带土壤周期性淹水—出露对磷素迁移循环和水体负荷具有重要影响。以三峡库区消落带广泛分布的紫色潮土和灰棕紫泥土为对象,通过室内模拟培养实验,探讨不同饱和度外源磷在两种土壤中的活性变化与形态转化特征。结果表明:(1)外源磷进入土壤后,表征土壤磷活性的有效磷(Olsen-P)含量及磷素释放能力呈指数型衰减,可用指数方程C_t=ae~(-kt)+b拟合,拟合度均在94%左右。(2)外源磷在灰棕紫泥土中较在紫色潮土中能够保持更高的活性,同时也具有更高的渗漏淋失与释放风险。50%Q_m(最大吸附量)是两种土壤Olsen-P与磷素平衡解吸量的突变点,当磷素吸持饱和度≥50%时,土壤磷活性与渗漏淋失风险将明显增大。(3)Olsen-P与磷释放量在p0.01水平上呈显著正相关,两者可用线性方程良好拟合,因此可用Olsen-P含量表征土壤磷素释放潜势。(4)外源磷进入土壤后,主要转化为活性较高的Ca_2-P和Ca_8-P,约占施入量50%~60%;其次是Al-P和Fe-P,约占施入量的30%左右,闭蓄态磷(O-P)和Ca_(10)-P变化不明显。(5)Ca_2-P是决定Olsen-P和磷素解吸能力的主要形态,对两者均起正向直接作用。     

三峡库区消落区表层土壤重金属污染评价及源解析

三峡库区是我国重要的水源地, 研究库区水陆交错带消落区内土壤重金属污染程度并解析其来源,对水库的水环境和土壤环境具有重要意义。本研究采用地质累积指数, 对三峡库区消落区175 m 水位蓄水前12 个采样区表层68 个土样的土壤重金属Cu、Pb、Zn、Cd、Hg、As 和Cr 污染进行评价, 结果表明: 整个研究区不受Cr 污染, 研究区70%以上面积不受Pb、Cu 和Zn 污染; 研究区As 污染最严重, 其次为Cd 和Hg。利用因子分析法对这7 种重金属来源进行解析的结果表明, 库区消落区土壤重金属源可分为2 大类别:“自然因子”类别元素(Cr、Pb、Cu 和Zn)和“工业污染因子”类别元素(Hg、As 和Cd)。消落区表层土壤重金属污染评价及源解析可为消落区生态环境的综合治理提供参考。     

水电站工程水土流失防治效果评价研究——以金安桥水电站为例

选取林草植被恢复率、林草覆盖度、治理措施合格率、拦渣率、土壤侵蚀减少率、土壤流失控制比、河流含沙量、水土流失治理度、扰动土地整治率等9项与水土流失防治效果紧密相关的评价指标,构建了金安桥水电站工程水土流失防治效果评价的指标体系。用层次分析法和综合指数法,对金安桥水电站工程水土流失防治效果进行评价。结果表明,金安桥水电站工程水土流失防治效果处于5个评价等级(极差、较差、一般、良好、优良)的"一般"等级,存在着林草恢复率和林草覆盖度偏低、河流含沙量较大等问题。该评价结果,可为金安桥水电站工程水土流失控制措施的进一步完善提供依据,为类似工程的水土保持评价研究工作提供借鉴。