天津市滨海盐碱地刺槐种植区水盐动态变化规律

[目的]通过对滨海地区盐碱土水盐动态变化规律的研究,为该地区的土壤利用以及植树造林提供科学依据。[方法]以天津大港地区刺槐林土壤为研究对象,研究不同土层的土壤水盐年份变化和盐分离子分布特征。[结果]试验地土壤全年含水量变化范围在11.9%~28.8%;含盐量变化范围在4.2%~18.4%。春(3—5月)秋(9—11月)季节土壤含水量低,含盐量高,土壤盐分含量随土层深度增加逐渐降低;夏季(6—8月),土壤含水量高,含盐量低,土壤盐分含量随土层深度的增加逐渐升高。pH值在7.37~8.39之间,土壤中K+,Na+,Ca2+,Mg2+和Cl-春季表层土壤(0—10cm)含量最高,分别为0.04,4.27,2.69,1.04和10.03g/kg。除SO2-4和HCO-3外,其他盐分离子在春季变异系数(29.99~162.98)明显大于夏秋季节(2.87~88.13)。[结论]不同土层的土壤含水量和含盐量随当地降雨量呈明显的季节性变化;试验地区土壤属于碱性土壤,随季节变化不明显;K+,Na+,Ca2+,Mg2+和Cl-与含盐量变化趋势保持一致,SO2-4和HCO-3随季节变化没有明显的规律性;春季各盐分离子在土壤中分布极为不均。     

不同土地利用方式下次降雨对土壤含水量深层变化的影响

[目的]黄土高原地区水资源短缺,探究不同土地利用方式下次降雨对土壤含水量变化的影响对区域水资源优化配置理论探索具有重要意义。[方法]基于甘肃省庆阳市南小河沟径流场自然降雨条件下的实测数据资料及4种土地利用方式(农、林、草、裸)覆盖下的降雨前后观测数据,分析了不同土地利用方式下5种不同次降雨等级的土壤含水量深层变化特征。[结果](1)土壤含水量的动态变化与土地利用方式关系较为密切。在4种土地利用方式中,林地比裸地的蓄水能力好,但裸地的土壤含水量在不同等级降雨影响下的波动最大。随着土层深度的增加,表层土壤含水量对降雨的响应比较明显,中间层和深层具有一定的滞后性。(2)特定降雨条件下,土壤不同深度的水分交换存在明显的水分活跃层分界点。大雨和暴雨条件下,在40 cm土层深度处出现明显的水分活跃层分界点;中雨条件下,除了农地雨后含水量差异较大之外,其他土地利用方式下,从60 cm处开始土壤含水量出现明显的水分活跃层分界点。(3)不同土地利用方式下降雨特征因子与表层土壤含水量的关联性都最小,与中间层和深层土壤含水量的关联性都较高;4种土地利用方式中相对于裸地,林地、草地和农地对土壤水分的调控作用较...     

闽北不同类型毛竹林土壤水分时空变化规律

[目的]揭示不同林分土壤空间和不同位点上的水分时空变化规律,旨在为毛竹林合理经营提供科学依据。[方法]采用野外定点观测法,以闽北地区竹杉混交林(Ⅱ)、毛竹纯林(Ⅲ)、竹阔混交林(Ⅳ)3种不同类型毛竹林为研究对象,杉木纯林(Ⅰ)和常绿阔叶林(Ⅴ)为对照开展试验。[结果]各林分的土壤含水量的季节变化基本与研究区域的降雨和蒸发季节变化一致,每月平均土壤含水量在22.98%~37.88%之间,年均土壤含水量排序为:常绿阔叶林(31.95%)竹杉混交林(30.46%)竹阔混交林(30.10%)杉木纯林(29.78%)毛竹纯林(29.31%)。空间垂直变化上,常绿阔叶林地各层土壤含水量之间差异显著(p0.01),随着土壤层深度的增加土壤含水量逐渐降低,但是其他林分不同土层土壤含水量之间的差异不显著。[结论]林分类型和土层深度对土壤含水量的共同作用有差异,但未达到显著水平,林内降雨量是影响土壤含水量的直接因子。     

不同水文年气候和施肥对红壤剖面水分变化的相对影响

改善红壤剖面的水分库容及其稳定供应能力是提升红壤地力的一个重要方面。本文通过10年施用有机肥的淋溶池试验,研究了玉米连作红壤旱地剖面不同深度(30~100 cm)体积含水量的长期变化规律,利用集成推进树算法(ABT)定量评估了气象因素(降水和气温)和人为因素(施用有机肥)对红壤不同土层水分含量及其变异性的相对影响。研究结果表明:不同水文年份土壤剖面平均含水量变化顺序是丰水年(0.389 cm3/cm3)平水年(0.380 cm3/cm3)枯水年(0.377 cm3/cm3);除2005年和2009年外,其余年份月均降水均与土层(30~100 cm)平均含水量呈显著对数曲线关系(r0.582,P0.05);相同施肥处理下,在平水年和丰水年的不同季节(生长季和休闲季),不同土层中的土壤平均含水量存在极显著差异,而枯水年仅生长季表现出显著差异。不同土层土壤含水量与有机肥用量呈极显著负相关,说明长期施用有机肥提高了土壤水分的利用率。ABT分析显示,降水和气温是影响30~70 cm土层土壤水分变化的主控因子,其累计相对贡献率超过了80%。随着土层深度的增加,降水的影响逐渐减弱,施用有机肥的影响逐渐增强;在平水年和丰水年,施用有机肥是深层(100 cm)土壤水分变化的主要控制因子。     

玉米深松分层施肥和小麦限水灌溉对土壤微生物量碳、氮及酶活性的影响

小麦—玉米两熟为华北平原主要种植制度,以玉米季深松分层施肥和常规施肥定位试验为基础,研究小麦开花期土壤微生物量碳(SMBC)、微生物量氮(SMBN)及酶活性对玉米季不同施肥方式和小麦不同灌水处理的响应。以冬小麦开花期农田土壤为研究对象,采用裂区试验设计,玉米季常规施肥(F1)和深松分层施肥(F2)为主区,小麦季3个灌溉处理为副区,分别为春季不灌水(W0)、春1水(拔节期灌水75 mm,W1)、春2水(拔节期和开花期灌水150 mm,W2)。结果表明:(1)玉米季深松施肥有利于提高氮、磷、钾的供应,改善土壤肥力,对小麦开花期耕层土壤理化性状影响显著。0—20,20—40 cm土层,F2W2处理土壤含水量和硝态氮含量显著高于其他处理,含水量受深松施肥和灌水的共同影响,而且互作效应显著;硝态氮受水分处理影响显著大于深松施肥因素。(2)SMBC和SMBN同时受深松施肥和灌水处理的共同影响,小麦季灌水处理可显著提高0—20 cm土层SMBC和SMBN含量,土壤含水量具有极显著影响(p<0.05),贡献率为78.3%;20—40 cm土层,玉米季施肥方式和小麦季灌水处理对SMBC和SMBN含量均有显著影响,且二者交互作用对SMBN影响显著,土壤含水量贡献率为86.3%。0—20 cm F2W2处理SMBN含量为94.16 mg/kg,显著高于其他处理;20—40 cm F2W2处理SMBN和SMBC含量分别为57.57,243.77 mg/kg,显著高于其他处理;SMBC和SMBN与有机碳、速效钾和硝态氮含量呈显著正相关,与土壤含水量呈极显著正相关。(3)玉米季相同施肥条件下,0—20 cm各处理土壤蔗糖酶、过氧化氢酶活性均表现为W2＞W1＞W0,且差异显著;小麦季相同水分管理条件下,0—20 cm土层蔗糖酶、过氧化氢酶活性F2处理最高,显著高于F1;0—20 cm土层蔗糖酶、碱性磷酸酶和过氧化氢酶与速效钾和速效磷呈显著正相关,2个土层土壤蔗糖酶、脲酶、过氧化氢酶活性与土壤含水量呈显著或极显著正相关关系。(4)F2W2处理小麦产量最高,养分携出量较其他处理显著提高,小麦产量和养分携出量与土壤蔗糖酶、脲酶、过氧化氢酶活性和微生物量碳、氮含量均呈显著或极显著正相关。因此,小麦季灌溉拔节水和开花水结合玉米季分层深松施肥管理措施可有效促进土壤养分活化,提升土壤质量和保障土壤可持续生产。     

毛乌素沙地几种灌木生长季土壤水分动态特征

土壤水分是影响沙漠植物生长的主要因素之一,该文以毛乌素沙地3种灌木为研究对象,分析了其生长季土壤水分变化特点,并采用Brownl-Forsythe检验方法比较几种灌木覆盖下土壤表层(0-20 cm)水分含量与裸沙地的差异.结果表明:土壤水分的变化受到根系深度和降雨特征的影响较大.不同灌木地下30-50 cm处土壤水分含量波动明显,是由于根系吸水导致.2004年灌木地土壤含水量在8月最大,而2005年为7月底最大,是由于降雨特征不同导致.油蒿与裸沙地土壤表层含水量差异显著(sig=0.04<0.05),而沙地柏、杨柴与裸沙地土壤表层含水量差异不显著(Sig值分别为0.239和O.308,均大于0.05),即油蒿对保持沙地土壤表层水分含量效果显著.     

庐山不同海拔植物季节水分利用策略

为探讨在气候变化下不同海拔植物对水分的响应及植物适应性变化,选择庐山不同海拔自然演替中典型树种山鸡椒(Litsea cubeba)、蜡瓣花(Corylopsis sinensis)、山茶(Camellia japonica)和老鼠矢(Symplocos stellaris)为研究对象,采用氢氧同位素技术,基于Iso-source模型量化水源贡献比例。结果表明:(1)土壤水、植物水的δD值呈现不同的季节特征,表现为旱季δD值比雨季更加贫化;土壤水、植物水δD值的海拔效应不明显,土壤水δD值总体呈现出表层富集而深层贫化。(2)随着海拔升高,植物主要水分来源存在差异。在雨季,山鸡椒对表层(0—10 cm)土壤水分的比例呈现逐渐增加趋势,山茶对下层(30—50 cm)土壤水的比例逐渐增大,在旱季,蜡瓣花对表层土壤水的吸收比例逐渐降低。(3)植物的主要水分来源存在季节性差异,且不同海拔的同种植物表现不一。海拔1 287 m区,雨季表层(0—10 cm)土壤水分对蜡瓣花的贡献率为68.50%,旱季仅占9.00%,而对山茶的贡献率从3.10%变为76.50%;海拔1 078 m区,随雨旱交替,山鸡椒从均匀(0—50 cm)吸收土壤水变为优先利用表层(82.20%)给土壤水,蜡瓣花从主要吸收利用上层(0—20 cm, 74.40%)土层变为均匀用水,山茶主要从深层转为上层(66.18%),老鼠矢从下层转向表层(86.40%);海拔884 m区,在雨季,山鸡椒、山茶、老鼠矢主要水分来源分别是10—40 cm(88.20%),40—50 cm(91.80%)和0—50 cm,但旱季均优先利用表层。(4)土壤表层水对山茶具有一定贡献,但其贡献比例比山鸡椒、蜡瓣花、老鼠矢低,40—50 cm土壤水是其主要来源,与其他树种保持协调生长;但其他3种树种存在一定的水分竞争,且不同海拔的竞争程度不一。综上所述,植物水分来源存在海拔差异、季节效应以适应不同环境因子的限制,山茶具有与山鸡椒、蜡瓣花、老鼠矢协同的水分利用模式,山鸡椒、蜡瓣花、老鼠矢三者间存在水分竞争,且在各个海拔的竞争程度不一。本研究对亚热带地区生态系统树种配置及保护、庐山植被生态水文耦合模型的建立提供科学的理论参考。     

高寒草甸非生长季土壤表层水汽传输阻抗的变化特征和水热驱动

土壤表层水汽传输阻抗是估算区域蒸散的关键参数之一,但其与土壤水热参数的数量关系的研究在高寒系统中十分薄弱。利用涡度相关系统观测的2014/2015年度高寒草甸非植被生长季(11月-翌年4月)的土壤蒸发数据,基于Penman-Monteith方程反推得出非生长季土壤表层阻抗的昼(9:00-18:00)变化特征,并研究其与土壤5cm温度和土壤5cm含水量的关系。结果表明,非生长季土壤表层阻抗表现出单峰型日变化特征,其最大值一般出现在15:00前后。逐时土壤表层阻抗与土壤5cm温度呈极显著幂函数阈值关系(R2=0.38,P0.01,N=115),即土壤温度为–4.25℃时土壤表层阻抗最大;与土壤5cm含水量呈极显著指数负相关(R2=0.12,P0.01,N=115)。非生长季逐日土壤表层阻抗的变化无明显季节规律,与土壤5cm温度(R2=0.69,P0.01,N=10)和土壤5cm含水量(R2=0.27,P0.01,N=10)均表现为极显著指数负相关。相关分析表明,非生长季土壤蒸发主要受太阳总辐射(R20.50,P0.01)的控制。研究结果表明土壤温度而非土壤含水量主导着高寒草甸非生长季土壤表层阻抗的变化。     

红壤侵蚀地植被恢复后土壤水分特征及其凋落物碳归还模式

[目的]研究退化恢复地土壤水分物理性质和凋落物碳归还的关系,理解不同植被恢复措施的理水调水功能。[方法]采用野外调查与室内分析相结合的方法,研究了南方红壤侵蚀地典型植被恢复模式(柑橘林、封育林、木荷×马尾松林混交林、阔叶林)土壤(0—80cm土层)水分特征及其凋落物碳归还。[结果](1)不同植被恢复模式土壤含水量随土壤水吸力的增大而减小,其剖面平均含水量在15与2.5kPa水吸力条件下相比,下降幅度的大小依次为:柑橘林(45.92%)封育林(45.10%)木荷×马尾松林混交林(38.79%)阔叶林(31.20%);(2)土壤含水量随土层深度的增加而降低,各植被恢复模式在不同水吸力条件下底层(60—80cm)土壤含水量与表层(0—10cm)的相比,柑橘林的变化幅度为30.11%~9.72%,封育林为31.81%~24.46%,木荷×马尾松林混交林为24.46%~5.49%,阔叶林为8.21%~0.24%;在不同土层或不同水吸力条件下,阔叶林土壤含水量下降的幅度均最小;(3)不同模式凋落物碳归还总量大小依次为:木荷×马尾松林混交林(1 915.79kg/hm2)阔叶林(1 414.84kg/hm2)封育林(1 212.32kg/hm2)柑橘林(633.88kg/hm2),阔叶林阔叶碳归还量和饱和含水量均大于木荷×马尾松林混交林,阔叶碳归还量和饱和含水量表现出更大的一致性。[结论]阔叶林土壤保水持水性能最佳,且阔叶碳归还对土壤饱和含水量的影响大于其他组分。     

道路边坡土壤水分空间和季节变异性分析

采用野外定位观测法,对柽柳、胡杨、骆驼刺和沙拐枣林地土壤水分状况进行监测,并通过实测数据对农田区和荒漠区0—100cm土层土壤水分特征曲线进行拟合。结果表明,各林地0—250cm土层土壤含水量均随深度增加逐渐增大,生长季内9月和10月份土壤表层含水量明显大于其它月份。一次强降雨对土壤表层含水量有所补给,对深层土壤影响较小。总体而言,土壤蓄水量(0—250cm)在月季间差异不大,均维持在120—140mm之间,但各林地有所差异,表现为:胡杨>柽柳>骆驼刺/沙拐枣。对整个生长季而言,4种植物蒸散强度呈现出:胡杨>沙拐枣>柽柳>骆驼刺,且6月份蒸散强度最大。农田区和荒漠区0—100cm土壤含水量与土壤基质势间幂函数拟合效果好。研究成果可为该区今后植被保育及生态用水提供理论参考。     

稀土铽对辣根的生态毒性

研究了稀土铽(Tb)对辣根生理毒性的影响。结果表明,Tb在低浓度范围内,可以诱导叶绿素的合成,高浓度时对其产生破坏作用;对于辣根过氧化物酶,酶活性先升后降;质膜透性、丙二醛含量则呈现先减后增的变化趋势。TbCl3浓度为3mg/kg时各指标达到最值;辣根中毒阈限为10mg/kg左右。通过分析,辣根过氧化物酶对Tb反应敏感,这表明过氧化物酶可能成为研究稀土毒理的生物监测手段。     

人工纳米材料对植物—微生物影响的研究进展

随着纳米科技的快速发展和纳米产品的广泛使用,人工纳米材料(ENMs)的环境生态效应研究逐渐成为国内外关注的热点。本文整合了ENMs的毒性机制,综述了ENMs对植物和微生物影响方面的研究进展。此外,鉴于植物与微生物之间存在的密切联系,进一步概述了植物和微生物对ENMs生态效应的反馈作用,揭示了植物和微生物的相互作用可影响ENMs对植物-微生物体系的生态效应。因此,将植物-微生物以及土壤作为一个整体是全面评价ENMs生态效应的关键,也是未来研究的发展方向。最后分析了目前研究中方法和技术等方面中存在的不足,提出了以后研究中应关注的重点。     

Cs对菠菜叶片光合作用影响的研究

为了揭示Cs对植物光合作用的影响机理,本文采用不同浓度的CsCl(0、1、5、10、20 mmol·L-1)和石英砂培处理菠菜幼苗15 d,分析测定了Cs在菠菜中的积累分布以及Cs对菠菜叶片叶绿素含量、光合气体交换参数、叶绿素荧光参数、类囊体膜电子传递速率、类囊体膜吸收光谱和77k低温荧光光谱的影响.结果表明:Cs处理显著降低菠菜叶片的叶绿素含量;随着Cs处理浓度的增加,尤其在处理浓度大于10 mmol·L-1时,叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)以及蒸腾速率(Tr)显著下降;叶片叶绿素荧光参数分析表明,Cs处理浓度大于10 mmol· L-1时,光系统Ⅱ(PSⅡ)反应中心遭到破坏;类囊体膜电子传递活性分析表明高浓度Cs处理抑制PSⅡ放氧侧的电子传递活性;类囊体膜室温吸收光谱和77K低温荧光光谱分析表明高浓度Cs会破坏类囊体膜的结构,导致叶绿素的结合状态受损,从而使类囊体膜光能的吸收、传递和分配受到抑制,并且会导致类囊体膜上PSⅡ和PSⅠ的色素蛋白发生不同程度的降解.本研究可为Cs污染的植物修复提供一定理论依据.     

农膜污染的防治对策

论述了我国残膜污染的原因、现状及残膜给环境和农业带来的危害 ,并针对目前存在的问题提出了治理对策。     

基于InVEST模型评估土地整治对生境质量的影响

土地整治通过对土地资源及其利用方式再组织和再优化影响生境斑块之间物质流、能量流的循环过程,从而改变区域生境质量和分布格局。该文以大安市土地整治重大项目为例,采用InVEST模型分析了土地整治对生境质量的影响。研究表明:1)土地整治前(2008年)、整治中(2011年)、整治后(2014年),耕地、草地和盐碱地均为项目区的主要土地利用类型;2)土地整治后,大量的盐碱地和草地转变为耕地,耕地面积由整治前的14.43%上升到71.19%;3)土地整治中,项目区的生境质量得分由整治前的0.194下降到0.189,整治后又上升到0.214;4)土地整治工程改善了项目区的生境质量,但整治完成后生境质量改善效果经历了先下降后上升的过程,在整治完成3~4 a时,生境质量仅比整治前提高了0.06左右,整治完成4 a之后,生境质量开始逐渐好转。研究结果可为土地整治工作中的生境及生物多样性保护工作提供科学依据。     

基于IHA-RVA法的生态治理对径流演变情势的影响评估

研究流域径流演变情势及其对生态治理的响应,可为流域水资源合理利用和水生态治理提供重要指导。该文依据北洛河上游1964—2014年逐日平均流量和年降水量资料,采用双累积曲线法、双滑动平均法(MASH)和Mann-Kendall趋势检验法对径流过程变化进行了分析研究,采用水文指标变化范围法(IHA-RVA)对5组30个径流指标及其改变度进行了评估,对径流演变成因做了初步分析。结果表明：研究期内年径流呈现减少趋势,且以1979年和2002年为界可划分为基准期、水土保持治理期和生态恢复影响期;汛期流量下降较非汛期明显,减少幅度为35.6%;生态治理影响下径流指标整体水文改变度为74.35%,属于高度改变;5组30个径流指标中发生高度改变的指标占比增加,其中年极端流量组变化度最大,为94.77%。人类活动使得流域河川径流显著减少且波动性减弱,而水土保持、退耕还林(草)措施是核心驱动力。     

汞在泥炭上的吸附动力学研究

采用批次法研究了汞在三江平原泥炭和吉林双阳泥炭上的吸附动力学特征及温度、pH值对吸附的影响,实验表明:在相同的实验条件下,三江平原泥炭对汞的吸附速率小于吉林双阳泥炭;温度升高加快泥炭吸附汞的反应速度;两种泥炭对汞的吸附速率受pH值的影响明显且都在pH6.0左右具有最大的吸附量;在酸性介质内,介质的pH值升高,利于泥炭对汞的吸附;两种泥炭对汞的吸附动力学用Hill方程描述最为合适。湿地泥炭土壤较高的吸附容量,以及湿地低温和适当的pH都利于湿地对汞的累积。     

玉米花粉多糖对猪瘟免疫效果的研究

本研究采用醇沉淀法从 350 g玉米花粉提取得粗提复合物 38.3 g。经用蒽酮反应、α萘酚反应、间苯二酚反应、碘化反应及高效液相色谱法鉴定 ,证实为多糖。用上述多糖作为免疫增强剂按剂量 50、 1 0 0、2 0 0 mg分别与猪瘟弱毒细胞冻干苗共同免疫猪 ,测定其免疫效果。结果表明 ,各剂量组的 IHA抗体效价均高于对照组 ;T细胞活性 E花环试验测得各剂量的活性 E花环百分率分别为 2 1 .84 %、2 5.4 6%、2 1 .92 % ,均高于对照组 1 5.91 % ;T淋巴细胞转化试验显示 ,各试验组的 T淋巴细胞转化率分别为 55.32 %、 56.39%、54.2 7% ,均高于对照组 4 7% ,上述三种方法测定的结果均显示显著差异。对 T淋巴细胞亚群的测定结果为 ,各试验组的 CD3、CD4、CD8T淋巴细胞的测定平均值均明显高于对照组 ,但 NK细胞的变化不显著。根据试验结果选取 1 0 0 mg剂量组在两个猪场进行田间扩大试验 ,测得的 IHA抗体效价亦高于对照组。研究结果表明 ,玉米花粉多糖既可增强体液免疫 ,又能增强细胞免疫。     

城市尺度生态足迹模型应用中不同参数选择的影响分析

针对生态足迹模型在城市尺度上应用中的均衡因子、产量因子和平均产量3个参数的不同取值方式,分别对不同参数应用模式下城市生态足迹核算的内涵和结果进行影响分析。基于对参数的应用条件和效果的解析,指出传统生态足迹模型的应用中存在误差模糊化处理和全球可比性差的问题,＂国家公顷＂生态足迹模型进行消费来源分解更贴切的体现区域特征。基于参数的尺度效应分析,指出生态足迹模型存在空间可比性和体现区域特征的悖论。通过对参数内涵和模型缺陷分析,探讨均衡因子和产量因子核算中的问题,空间可比性来源于平均产量的引入,并指出模型应用中的贸易调整过程存在缺陷,进而为生态足迹理论及方法论的进一步完善提供依据。     

果胶对脂类和类胡萝卜素消化利用影响研究进展

果胶已经被证实可以影响脂类的消化,脂溶性的类胡萝卜素在消化阶段需要被脂滴包裹才能进入小肠形成胶束,因此果胶对类胡萝卜素的消化利用也会存在潜在影响。该文综述了近年来果胶对脂类和类胡萝卜素消化利用影响研究进展,主要分为果胶对消化液黏度的影响、对消化酶的影响、与钙离子的相互作用、与胆盐的结合作用以及对脂滴的包裹作用这5个方面。该文为后续分析如何提高果蔬中类胡萝卜素生物利用度提供理论依据。