消融期湿地水环境及其中铁和锰的变化特征

通过野外取样和室内分析,探讨了冻融期间中高纬地区芦苇沼泽湿地水环境的特征。结果表明,铁、锰元素的时空变化特征对湿地的水环境具有指征作用。冻结期整个湿地表层聚集大量水分,消融后土体的水分明显减少。冻结期低洼处湿地土壤表层含水率达0.8m·3m-（3过饱和状态）,洼地边缘土壤最高含水率为0.5m3·m-3,微高地土壤整个土层的含水率最小。pH随着地势逐渐下降而逐渐降低（都表现弱酸性）。低洼部位土壤有机质含量最高,且随着消融过程有机质的增加幅度达55%,随着地势的增高有机质的含量以及变化幅度逐渐减小。小尺度内不同地貌的湿地土壤水文特征影响湿地铁、锰空间分布格局以及迁移转化特征。从水平空间来看,铁的水平分布表现为随着地势的抬升含量逐渐降低;从土壤垂直剖面来看,一般表现为随着剖面的加深,铁、锰的含量逐渐增加,并且淀积层含量明显高于其他层次。湿地土壤中的铁和锰在消融过程中的含量发生明显的变化。消融期间,湿地土壤表层铁的增量达80%以上,洼地边缘的表层也有一定增加,微高处土壤表层的铁、锰含量增加幅度最小。沼泽土壤的铁和锰元素含量与土壤的含水率呈正相关,与土壤的pH值呈负相关,与土壤中有机质的含量还表现出正相关的特征。通过对湿地中铁、锰元素的时空变化规律可以对湿地水环境特征以及演变特征进行指征。     

湿地土壤重金属污染特征、来源及风险评价研究进展

湿地土壤重金属污染是当前湿地科学领域内的热点问题。论文较系统地总结了湿地土壤重金属在时间和空间上的污染特征,分析了湿地土壤重金属主要污染来源,总结了湿地土壤重金属形态的主要影响因素,评述了当前湿地土壤重金属在生态风险和健康风险评价方面的进展和不足。总体上,湿地土壤重金属含量在不同时间尺度上变化差异明显,在水平和垂直空间上的分布特征受人类活动方式和时间、湿地自然生态环境等因素影响。工农业活动、交通活动、人类生活废物排放、湿地商业开发等是湿地重金属的主要污染源。湿地水陆环境变化、氧化还原条件、人类活动等因素对湿地土壤重金属形态影响日益显著。最后,提出未来一段时间内湿地土壤重金属应加强研究尺度、手段和风险评价体系的研究。     

盐生荒漠植物群落土壤氮素含量及其组分特征

为了探讨盐生植物群落土壤氮素含量及组分特征,以新疆艾比湖流域盐生荒漠土壤为研究对象,分析了乔木、灌木和草本3种不同生长型盐生植物群落0～20、20～40和40～60 cm的土壤理化性质及各形态的氮素含量。结果表明,研究区不同生长型盐生植物群落土壤pH、电导率、有机质和C/N随土层深度增加而逐渐降低,而含水量与之相反。同一土层,土壤总氮、有机氮和氮密度呈现从乔木、灌木再到草本盐生植物群落逐渐增加的趋势。垂直分布方面,不同生长型盐生植物群落的土壤各形态氮素含量和氮密度均随着土层深度的增加而降低,表聚现象明显。除铵态氮以外,其他各种氮素间均表现为极显著正相关(P0.01),且与土壤有机质、含水量和容重呈极显著相关(P0.01)。土壤各形态氮素占总氮的比例对总氮的变化存在不同的响应,有机氮占总氮的比例相对稳定,有机氮与碱解氮占总氮的比例随总氮含量的增加而增加,无机氮、硝态氮和铵态氮占总氮的比例随总氮含量的增加而降低。     

纳帕海湿地不同退化状态下土壤氮素的分异特征

纳帕海湿地区4类主要土壤的退化程度由高而低为弃耕地-中生草甸土(AFMMS)、中生草甸土(MMS)、湿草甸土(WMS)和沼泽土(MS),对4类土壤0~10 cm、10~20 cm、20~30 cm采样,分析全氮(TN)、速效氮(RAN)、溶解有机氮(DON)、无机氮(IN)含量。结果表明:在剖面垂向,沼泽土TN和RAN含量中上层相对富集,而DON和IN含量由上而下逐渐降低、上层相对富集;其它三类土壤氮素含量总体由上而下降低、上层相对富集;4类土壤间,上层氮素含量为AFMMS相似文献   

大庆龙凤湿地土壤理化性质与硒元素分布关系研究

为了解大庆龙凤湿地土壤理化性质对硒的含量、形态与分布的影响,对大庆龙凤湿地保护区4个样区20个样点4个不同层次土样中硒的含量、形态、分布以及部分理化性质进行了研究。结果表明:大庆龙凤湿地土壤全硒含量为121～150μg/kg,由于硒淋溶流失的影响,随土壤深度的增加,全硒含量无明显变化;有效硒总量为22～28μg/kg,包括水溶态硒、交换态硒与富啡酸态硒三种形态。影响土壤硒的主要因素包括土壤有机质、土壤黏粒含量及pH值,其中土壤有机质、黏粒含量与硒含量之间存在正相关关系,土壤pH值与硒含量存在极显著的负相关关系。     

吉林省向海沼泽湿地土壤中氮素分布特征及生产效应研究

本文对由吉林省向海沼泽湿地采集的土壤样品进行了四种形态 (铵态氮、硝态氮、碱解氮和全氮 )氮素分析 ,结果表明 ,该区四种形态的氮素含量都相对较低 ,除硝态氮含量最高值出现在腐殖质层外 ,其它形态氮素含量均以草根层最高 ;各形态氮素随土壤深度的总体变化趋势是由上到下逐渐减少 ,且在腐殖质层附近均出现一累积峰 ,消长趋势基本一致 ;氮素对湿地生态系统的生产效应显著。     

东平湖湿地土壤不同形态无机硫含量及其时空分布特征

  目的  了解东平湖湿地土壤不同形态无机硫含量水平与分布特征。  方法  采集东平湖湿地表层土壤样品（0 ~ 5 cm）和不同植被区（芦苇区、菹草区、植被混生区和对照区）土壤柱样（0 ~ 10 cm）,分析样品中总无机硫（TIS）及其各形态（水溶性硫、吸附性硫、盐酸溶解性硫及盐酸挥发性硫）的含量,探讨了不同形态无机硫含量的时空分布特征及其影响因子。  结果  东平湖湿地表层土壤总无机硫含量范围为31.26 ~ 117.36 mg kg?1,均值为75.85 mg kg?1;各形态的平均含量占比为水溶性硫（43.49%）> 盐酸溶解性硫（27.37%）> 吸附性硫（26.78%）> 盐酸挥发性硫（2.36%）;其含量的空间分布总体表现为湖区码头附近显著升高,大汶河入湖口较低。柱状土壤总无机硫、水溶性硫、吸附性硫与盐酸溶解性硫含量总体表现为夏季和芦苇区最高,且随土层深度的增加逐渐降低;菹草区总无机硫、吸附性硫、盐酸溶解性硫由于受季节与植被区的交互作用影响而无显著季节变化。表层土壤和柱状土壤不同形态无机硫含量间存在一定的正相关关系,且与有机质多呈显著正相关;柱状土壤中各形态无机硫含量（除盐酸挥发性硫外）与pH显著正相关,而与Eh显著负相关。  结论  东平湖湿地土壤不同形态无机硫的时空分布主要受到人类活动、植被分布和水动力条件的影响,且土壤有机质、温度、pH和Eh为其关键影响因子。     

黄河口不同类型湿地土壤中钒和钴含量的空间分布特征

为研究不同植物群落下湿地土壤钒和钴含量的空间分布特征,利用ICP-MS对2009年5月在今黄河入海口北部的新生湿地区域依据不同植物群落设置9个采样区的土壤进行土壤钒和钴含量的分析。结果表明,尽管钒和钴含量在不同湿地土壤中差异较大,但二者在由陆向海方向潮滩湿地中的分布特征相似,且在水平方向上的变异均为中等变异。在垂直方向上,尽管钒和钴含量在不同类型湿地土壤中大多呈相似波动变化特征,但在同一类型湿地土壤中二者含量的变化趋势基本一致。相关分析表明,湿地土壤的钒钴含量在与铁锰、有机质、粘粒和粉粒含量均呈极显著正相关(P0.01),与砂粒含量呈极显著负相关(P0.01)。研究区表层湿地土壤的钒含量范围为72.77~118.40mg/kg,均值为93.06mg/kg;表层钴含量范围为8.94~16.91mg/kg,均值为12.54mg/kg。尽管研究区土壤的钒钴含量低于其全国背景值(112mg/kg和19mg/kg),但明显高于华北克拉通钒钴含量背景值(78mg/kg和12mg/kg)。黄河口新生湿地区土壤钒钴的富集系数分别为1.19和1.01,为弱程度的富集。研究表明,成土母质决定了湿地土壤中钒和钴含量的空间分布,土壤有机质含量、粒度组成和铁锰含量是影响二者空间分布的主导因素,而植被类型和潮汐对其分布亦具有重要影响。     

长期施肥对石灰性潮土氮素形态的影响

采用Bremner1 965年提出的土壤氮素分级方法 ,对 1 6年肥料长期定位试验中的耕层以及剖面各层次土壤的氮素形态进行了分级。结果表明 ,施用化肥不能提高耕层土壤各形态氮的含量 ,对土壤氮素的组成也无明显的影响 ;有机肥和化肥配合施用 ,耕层土壤各形态氮的含量都有不同程度的提高 ,其中氨基酸态氮的增加最为明显。有机无机肥配合施用 ,可提高土壤氮素的储量和质量 ,不仅对耕层土壤氮素的含量和组成有影响 ,而且对耕层以下土壤各形态氮的含量也有一定的影响。一般随着有机肥用量的增加 ,下层土壤各形态氮含量的增加幅度也越大 ,而且影响深度也更深。在本试验条件下 ,施肥对氮素形态的最大影响深度为 30cm左右。     

黄河口典型湿地土壤氮素的季节动态及转化过程研究

于2008年10月、2009年5月和8月对黄河口湿地进行了3次野外调查和室内及野外模拟实验,研究了湿地土壤中各形态氮素的季节变化及转化过程,结果表明:农业种植区表层土壤氮素含量明显高于自然湿地,自然湿地全氮的含量低于1 000 mg/kg,铵态氮含量小于10 mg/kg,硝态氮含量小于3 mg/kg,研究区土壤氮素含量处于低营养水平。土壤中氮素的含量8月份最低,其中无机氮的季节变化较有机氮明显;0-10 cm表层土壤氮素含量明显高于下层土壤,10 cm以下氮含量无显著垂直变化。在氮素的转化过程中,氮的反硝化能力最强,硝态氮的最大损失量达到23.44 g/(m3.d),这与研究区域土壤中硝态氮含量较低相吻合;矿化能力较弱,有机氮的最大转化量仅为0.91 g/(m3.d);氮的硝化过程中铵态氮的最大转化量为12.77 g/(m3.d)。芦苇枯落物在分解过程中发生了氮素的净释放,夏季淹水环境芦苇枯落物氮素的日均归还量最高,达到0.039 g/(m2.d),冬季最低,芦苇枯落物分解对土壤氮库的储量有一定影响。     

黄河口滨岸潮滩不同类型湿地土壤氮素分布特征

对黄河口滨岸潮滩不同类型湿地土壤氮分布特征进行了对比研究。结果表明,湿地土壤氮以有机氮为主,无机氮所占比例较低且以铵态氮为主。土壤氮水平分布特征明显,TN、NH4+-N和NO3--N含量较高的分别是芦苇湿地、碱蓬-柽柳湿地(过渡带)湿地和芦苇湿地;土壤氮垂直分布特征亦明显,表现为表层土壤氮含量大于下层,其中,TN、NH4+-N和NO3--N含量垂直变化最明显的分别是三棱蔗草-朝天委陵菜湿地、碱蓬湿地和芦苇湿地。影响土壤氮分布的主要因素有水分条件、植被类型及微生物活动等。相关分析表明TN与有机氮、有机质呈极显著正相关(P<0.01),NH4+-N与TP呈显著负相关(P<0.05)。研究发现,植被对调整湿地氮的空间分布有一定作用,从而为湿地生态修复提供了理论依据。     

祁连山哈溪林区移植前后土壤氮对比研究

研究不同海拔梯度森林土壤氮的分布特征,对于合理利用森林资源、改善森林的生态功能都有重要意义。采用封顶埋管法,对祁连山东段哈溪林区不同海拔梯度和不同植被类型的土壤氮进行了研究。结果表明:(1)海拔2 650m青海云杉林土壤的初始TN,NH_4~+-N和NO_3~--N含量均最低,海拔2 950 m青海云杉林土壤的初始TN,NH_4~+-N和NO_3~--N含量均最高;各海拔梯度青海云杉林土壤经培养后,其TN,NH_4~+-N和NO_3~--N含量均减小。(2)就不同植被类型而言,青海云杉林土壤TN,NH_4~+-N和NO_3~--N含量均最高,草地和灌丛土壤TN,NH_4~+-N和NO_3~--N含量较低,且二者差异不大。草地和灌丛土壤培养后TN和NH_4~+-N含量显著升高,NO_3~--N含量变化不大。(3)某一海拔青海云杉林土壤移植到其他海拔青海云杉林培养后,土壤TN,NH_4~+-N和NO_3~--N含量变化不大;不同植被类型之间土壤相互移植培养后,土壤TN,NH_4~+-N和NO_3~--N含量变化明显,不同植被类型对土壤氮的含量差异显著。     

生物炭施用对稻田氮磷肥流失的影响

针对宁夏引黄灌区稻田过量施肥导致土壤养分利用效率低的问题,通过田间小区试验,在优化施氮条件下(240kg·hm~(-2)),设4个生物炭水平(0、4500、9000、13500kg·hm~(-2)),研究施用外源生物炭对稻田氮磷流失和土壤养分含量的影响。结果表明:生物炭对稻田田面水氮素动态产生影响,表现为田面水中全氮、硝态氮含量随生物炭用量的增加而降低,铵态氮表现则相反;全氮和铵态氮的最大峰值出现在第1次追施氮肥后的第2天,最大值为34.86、8.28mg·L~(-1);硝态氮最大峰值3.31mg·L~(-1)出现在第2次追施氮肥后的第2天。随后均迅速下降,全氮含量在施氮肥后10d回到第1次追氮前的含量水平,并趋于稳定,铵态氮和硝态氮则在7d后。生物炭对田面水全磷未产生显著影响,全磷含量在第1次施氮肥后3d达到峰值,为3.69mg·L~(-1),之后迅速下降,6~7d后降至追氮前的含量水平,并趋于稳定。生物炭处理显著降低了稻田全氮流失量8.03%~13.36%,高量炭处理(13500kg·hm~(-2))显著提高了土壤全氮和有机质含量,提高幅度分别为41.2%和27.5%(P0.05)。说明生物炭对稻田磷流失、土壤全磷和速效磷含量无显著影响,对降低稻田氮素淋失表现出积极效果。     

控灌条件下稻田田面水含氮量、土壤肥力及水氮互作效应试验研究

通过田间试验,研究了不同控制灌溉模式下不同氮素用量稻田田面水铵态氮、硝态氮的变化特征,综合评价了试验区稻田土壤肥力等级,并分析了水分与氮素用量对水稻产量和产量构成因素的互作效应。结果表明:在水稻整个生长过程中,过量施肥对土壤最后残留的氮含量影响较大;土壤肥力等级的高低、每次施氮后所取水样铵态氮与硝态氮浓度的均值同相应的施氮水平有较高的因果效应。施返青肥后田面水铵态氮浓度最高值在施氮后第3天出现,施穗肥后田面水铵态氮浓度最高值在施氮后第2天出现,田面水硝态氮浓度出现最高值的时间要滞后于铵态氮1天。氮肥对水稻产量及其构成因子均表现为正效应,且高施氮量的正效应大于中施氮量的。控水效应和土壤水分胁迫与氮素互作效应对产量及其构成因素的影响多数为负效应,表明进行水分胁迫会影响产量构成因素进而降低水稻的产量。     

长沙市蔬菜地土壤有效养分的空间变异性分析

在长沙市宁乡超大蔬菜基地,以面积为239.5 hm2的蔬菜地为试验区,随机采集了329个土壤耕层(0~20 cm)样品,应用地统计学分析了土壤铵态氮、硝态氮、有效磷的空间变异特征,并应用克里格插值方法绘制了土壤三种有效养分的空间分布图。为了使数据更好地符合正态分布,我们对它们进行了logit转化。通过趋势分析,我们发现铵态氮不存在明显的空间趋势,硝态氮和有效磷存在二阶空间趋势。地统计分析结果表明,数据经logit转化和必要的趋势去除后,铵态氮和硝态氮表现为中等空间自相关性,有效磷表现出较强的空间自相关性。铵态氮的半方差函数图符合Matérn模型,硝态氮和有效磷的半方差函数图符合Stein的Matérn模型。它们的变程分别为144 m、592 m、168 m。研究区铵态氮空间分布破碎化程度较高,硝态氮和有效磷的空间分布具有明显的阶梯状趋势。     

亚热带典型农业小流域井水水质季节 变化与空间分布特征

井水是亚热带农业区域农民的饮用水源,其水质状况直接影响到当地农民的身体健康。本文选取亚热带典型农业小流域中井水铵态氮(NH4+-N)、硝态氮(NO3--N)、总氮(TN)和总磷(TP)为研究对象,采用地统计学方法,分析其季节变化和空间分布特征。结果表明,研究区农户井水中NH4+-N、NO3--N、TN和TP含量在全年4个季节的平均值分别为0.05~0.10 mg(N)·L-1、3.0~4.9 mg(N)·L-1、3.4~5.1 mg(N)·L-1和0.03~0.17 mg(P)·L-1,超标率分别为2.3%、10.4%、9.5%和7.9%。在季节动态变化上,NH4+-N在全年变化不显著(P0.05),这主要与土壤的吸附有关;而NO3--N、TN和TP均在夏季达到最高,春季最低,并且两个季节之间的变化具有显著性(P0.05),这主要与农业施肥活动和降水条件有关。在空间变异性上,NH4+-N、NO3--N、TN和TP含量在各季节的块金值与基台值的比值都为0,并且各变量在各季节的变程各不相同,说明这4个变量在各季节分别在不同尺度范围内表现出较强的空间自相关性。在空间分布上,NH4+-N、NO3--N、TN和TP含量都具有斑块状分布,而斑块的位置、大小和形状各不相同。NO3--N和TN在全年的空间分布与研究区地形和土地利用方式有关,在东南部和西南部地势较低的水稻种植区含量较高,而在北部地势较高的林地含量较低。而NH4+-N和TP的空间变异系数高于NO3--N和TN,这主要是由于NH4+-N易被土壤吸附,而磷素在土壤中易被固定,迁移较困难,导致NH4+-N和TP在不同地方的含量差异比较大。地形、水文气候条件、土壤类型、土地利用方式和农业施肥等是造成亚热带农业区域井水水质季节动态变化和空间分布格局差异的主要因素。     

向海洪泛湿地土壤对氮和磷的滤过截留作用及影响因素分析

通过野外采集土壤样品,利用自行设计的有机玻璃柱对向海国家级自然保护区内霍林河典型洪泛湿地土壤对配制溶液中的N和P的滤过截留作用进行了实验模拟研究。结果表明向海洪泛湿地土壤在垂直方向上对N和P具有很强的滤过截留作用,经过60cm厚土层的滤过截留后,配制溶液中的总N(TN)、总P(TP)、NO3--N、NH4 -N、PO43--P的浓度均减少90%以上。对遴选的洪泛土壤对N和P滤过截留作用的影响因子进行了灰色关联分析,得出了洪泛湿地土壤对N和P滤过截留作用的影响因子的强弱排序。     

灌排调控的稻田排水中氮素浓度变化规律

基于农田排水氮素浓度及湿地进出口断面总氮（TN）、氨态氮（NH4+-N）、硝态氮（NO3--N）浓度的监测,研究了灌溉排水措施以及沟塘湿地对农田排水中氮素浓度变化的影响。结果表明,控制灌溉的水稻全生育期稻田排水中TN、NH4+-N和NO3--N浓度分别较常规灌溉处理低12.08%、20.33%和13.51%;控制排水处理下稻田排水中TN、NH4+-N和NO3--N浓度分别较常规排水处理低2.21%、7.08%和20.92%;湿地出口水体中TN、NH4+-N和NO3--N浓度分别比入口降低了16.8%、14.4%和50.9%,湿地水体中TN、NH4+-N、NO3--N浓度随时间近似服从指数函数衰减趋势。控制灌溉、控制排水及沟渠塘湿地系统的调控措施对农田排水中氮素的净化效果比较显著。     

冻融作用对农田土壤可溶性氮组分的影响

为了解非生长季农田土壤氮素转化过程,采用室内冻融模拟培养试验研究了不同冻融温度和冻融循环次数对东北4种典型农田土壤(棕壤、褐土、草甸土、黑土)可溶性氮组分含量的影响。结果表明:随着冻结温度降低,4种农田土壤可溶性无机氮(DIN,NO_3~–-N+NH_4~+-N)、可溶性有机氮(DON)和可溶性全氮(DTN)含量均显著增加。随着融化温度升高,除NH_4~+-N含量显著升高外,4种农田土壤NO_3~–-N、DON和DTN含量的变化行为受冻结温度和土壤类型的协同影响。随着冻融循环次数增加,棕壤和褐土NO_3~–-N、NH_4~+-N、DON和DTN含量均显著增加;草甸土NO_3~–-N、DON和DTN含量均显著增加,而NH_4~+-N含量显著降低;黑土NO_3~–-N和NH_4~+-N含量均显著降低,而DON和DTN含量则先升高后降低。不同类型土壤受冻融作用影响的响应能力不同,其大小顺序为褐土棕壤、草甸土黑土。可见,冻融作用促进了土壤氮素转化,有利于土壤有效氮的累积,为春季作物生长提供足够的氮素,但同时也增加了土壤氮素流失风险。