长潭水库水体沉积物营养盐分布特征及其污染评价

探究长潭水库库区沉积物中碳(C)、氮(N)、磷(P)含量特征及其污染状况,可为区域水环境质量提升提供理论依据。研究于2021年9月在水库中心区及8条入库支流断面设置28个采样点,对表层沉积物中的总有机碳(TOC)、总氮(TN)、总磷(TP)含量进行测定,并采用单因子指数法、综合污染指数法和有机污染指数法对库区污染状况进行了评价。结果表明：库区表层沉积物中TOC,TN和TP含量分别为(13.67±3.81) g/kg,(1.46±0.37) g/kg,(0.43±0.17) g/kg;其中,以柔极溪(RJR)含量较高,其TOC含量显著高于库中心区与其余入库支流(p<0.05)。表层沉积物中C/N,C/P,N/P比值范围分别为7.72～15.07,15.28～63.20,1.66～6.26。由单因子指数法和综合污染指数法分析可知,整个库区水体沉积物TN污染严重,基本属于重度污染;有机氮评价结果进一步表明库区整体处于Ⅲ级污染水平(尚清洁),其中以库中心区和RJR污染较重,存在有机氮污染(等级为Ⅳ级)。长潭水库存在一定的内源污染,且以有机污染为主。未来应加强库区水体沉积物营养盐含量动态的...     

渭河陕西段河道沉积物中碳氮磷来源分析及污染评价

基于渭河陕西段及其支流河道16个采样点中沉积物的总氮(TN)、总磷(TP)和总有机碳(TOC)含量,运用C/N和N/P比值法研究沉积物中营养元素的可能来源,并采用有机污染指数法评价沉积物污染状况。结果表明,沉积物中TN含量为0.069~3.839g/kg,66.1%的样品含量低于平均值0.639g/kg;TP含量为0.453~1.841g/kg,62.7%的样品含量低于平均值0.713g/kg;TOC含量为0.772~25.221g/kg,62.3%的样品含量低于平均值5.609g/kg。渭河陕西段沉积物中有机质主要受内源影响,以藻类和浮游动植物为主;沉积物中磷的来源主要为外源输入。2014—2016年所有采样点的N/P值均小于Redfield比,这可能与沉积物中碳氮磷的生物地球化学过程有关。2016年11月,在局部河道如林家村、卧龙寺桥、常兴桥、兴平、草滩、清姜河入渭处可能受到外源有机质的影响。2015年内有机指数与有机氮指数变化一致,即汛前<汛中<汛后。在2014—2016年,渭河陕西段沉积物中有机氮污染和有机污染整体上得到有效控制,但在局部河道如咸阳铁桥、草滩、黑河入渭和灞河入渭处等距离城市较近区域存在污染反弹可能,需引起注意。     

闽江河口湿地沉积物生源要素含量及生态风险评价

对闽江河口区不同盐度短叶茳芏沼泽湿地沉积物C、N、P含量的空间变化进行研究,探讨影响生源要素含量变化的原因,并对其进行生态风险评价。结果表明,短叶茳芏沼泽湿地沉积物不同生源要素含量沿盐度梯度变异性较大,沉积物中TOC、TN、TP含量平均值分别为2.43%,1 686.00mg/kg,726.29mg/kg,含量变化趋势分别为下洋洲鳝鱼滩塔礁洲蝙蝠洲;塔礁洲下洋洲鳝鱼滩蝙蝠洲;鳝鱼滩塔礁洲下洋洲蝙蝠洲。沉积物中TOC、TP、TN含量间均存在极显著的相关关系(P0.01),变化具有同步性。沉积物的容重和含水率是影响短叶茳芏沼泽湿地沉积物生源要素变化的关键因子。单因子指数法结果表明,闽江口短叶茳芏沼泽湿地沉积物中TOC污染指数介于2.09~2.73,属轻度污染;TN污染指数介于2.84~3.29,属严重污染;TP污染指数介于1.01~1.35,属中度污染;盐度梯度下,不同深度沉积物污染指数变异性较大。闽江口短叶茳芏沼泽湿地沉积物生源要素污染较为严重,在向上覆水体的释放过程中,易引起河口近岸水域的富营养化。     

长寿湖水库沉积物有机碳的垂直变化特征

为揭示长寿湖水库沉积物有机碳的垂直变化特征,采用重力采样器采集水库沉积泥沙,测定了沉积物样品的容重、颗粒组成、总有机碳(TOC)等。结果表明:自1956年水库建成后,长寿湖水库采样点沉积物的厚度为92cm,年均沉积深度为1.59cm。沉积物颗粒粒径随深度减小呈现出先变细,再变粗,表层变细的变化趋势。沉积物中TOC平均含量为14.14g/kg,从建库开始,采样点沉积物中TOC的含量变化趋势是先减小;随着人类活动的加剧导致土地利用发生较大变化,如退耕还林、城市化进程加快等,特别是水面上肥水网箱养鱼等活动,使沉积物中TOC含量逐渐增加;在2004年长寿湖水库全面禁止肥水养鱼后,TOC含量逐渐减小。研究长寿湖水库沉积物有机碳的垂直变化,对认识水库沉积物物理性质、沉积历史及沉积物与人类活动的关系有重要的意义。     

白洋淀沉积物-沉水植物-水系统氮、磷分布特征

通过2015年4月份和9月份对白洋淀西部纳污区、中部生活水产养殖区以及淀边缘区优势沉水植物及对应沉积物和水中总氮(TN)、总磷(TP)含量测定,分析白洋淀水体氮磷营养分布规律,明确不同沉水植物对自然水体氮磷富集能力,为应用沉水植物修复富营养化水体提供理论依据。结果表明:白洋淀水体TN和TP浓度分别为0.77~13.65mg/L和0.05~1.21mg/L。受唐河和府河输入影响,纳污区水中TN和TP浓度最高,为IV~劣V类水,生活水产养殖区和淀边缘区水体TN和TP浓度差异均不显著(p0.05),水体氮磷主要受入淀河流输入影响;沉积物TN和TP含量分别为(3.16±1.86)g/kg和(0.72±0.20)g/kg。沉积物TN和TP标准指数变化范围为3.42~9.09和0.93~1.44,综合污染指数为2.19~5.26,白洋淀沉积物营养盐处于严重污染水平且受氮素影响更为严重。其中生活水产养殖区沉积物TN和TP含量最高,纳污区和淀边缘区差异不显著(p0.05);沉水植物对水中TN的富集能力表现为菹草金鱼藻篦齿眼子菜,对水中TP的富集能力表现为金鱼藻菹草篦齿眼子菜;水和沉积物中TN和TP之间均存在显著正相关(p0.05)。沉水植物体内氮磷含量与水体TN和TP浓度存在显著正相关,而与沉积物TN和TP含量无显著相关(p0.05)。总之,3种沉水植物均具有很强的修复水体氮磷污染的能力,建议适时收割地上部以有效去除水体氮磷污染。     

青海湖表层沉积物营养元素分布特征及相关性分析

以青海湖11个样点的表层沉积物为研究对象,测定分析其营养元素总磷（total phosphorus,TP）、总氮（total nitrogen,TN）、溶解性磷酸盐（no-apatite inorganic phosphorus,NAIP）和总有机碳（total organic carbon,TOC）含量,并对其分布特征及相关性进行分析。结果表明：TP含量在0.36~0.71g·kg-1之间,平均值为0.59g·kg-1,变异系数为15.42%;TN平均含量为1.74g·kg-1,变异系数43.02%;TOC含量为18.60g·kg-1,变异系数46.61%;TN、TP、TOC含量间呈极显著（P〈0.01）的直线线性关系,NAIP与TN、TP和TOC含量间呈显著（P〈0.05）的S型曲线线性关系。分析表明,水深度、扰动程度等内源因素可影响青海湖表层沉积物中TN、TP及TOC含量,河流补给、旅游活动等外源输入及自然扩散对溶解性磷酸盐分布有一定的影响。     

乌梁素海表层沉积物营养盐的分布特征及环境意义

采用现场采样及室内测试方法,对乌梁素海表层沉积物营养元素（TN、NH4＋-N、NO3--N、TP和TOC）的分布特征进行了分析,系统研究了沉积物碳-氮-磷两两之间的相互耦合关系及其环境意义,并对乌梁素海沉积物的有机污染状况进行了评价。结果表明,乌梁素海表层沉积物TOC/TN比平均值为12.70,反映出有机质来源可能是湖泊水生生物和陆源输入,其中外源输入略占主导;TOC/TP比值高于TOC/TN,沉积物中的有机质主导着TOC/TP比值的变化趋势;TN/TP比值的分布表现出与TOC/TP比值相似的变化特征。有机污染评价结果显示,全湖的有机指数均值为0.42,处于尚清洁状态,w（ON）的均值为0.17%,属于有机氮污染状态。     

太湖流域农村黑臭河流表层沉积物营养盐的污染特征

[目的]分析农村黑臭河道沉积物中营养盐的空间分布情况和形态构成特征并给予分析与评价,为认识河流污染现状、黑臭河流治理和太湖富营养化防治提供基础数据。[方法]以江苏省宜兴市周铁镇掌下浜(北段)为例,沿河流从上游到入河河口共采集了13个沉积物表层样,分析其总氮(TN)、总磷(TP)、氨氮(NH_4~+-N)、硝氮(NO_3~--N)、有机氮(Org-N)、有机碳(TOC)的空间分布特征,并对表层沉积物中碳(C)、氮(N)、磷(P)的组分分布进行耦合分析以及污染状况评价。[结果]Org-N是河流表层沉积物中氮素的主要成分,平均值为2 193.69mg/kg,占TN质量分数的90.86%;各采样点处TN,Org-N,TP和TOC含量从上游到下游总体呈现波动中上升趋势,最高值分别是最低值的2.98,3.46,6.29和1.59倍;NH_4~+-N含量的变化趋势是缓慢上升而后急速下降,而NO_3~--N含量呈现出缓慢下降而后急速上升;各采样点C/N均值为12.07,有机物以外源输入为主,TOC与TN含量具有极显著正相关(p0.01,n=13);C/P均值为2.04,TOC与TP具有显著正相关(p0.05,n=13);N/P均值为2.04,TN与TP具有极显著正相关(p0.01,n=13),N,P污染具有同源性。[结论]太湖流域农村黑臭河流沉积物环境状况属有机污染,其中氮污染程度属有机氮污染状态。     

我国湖泊沉积物营养盐和粒度分布及其关系研究

通过现场采样及室内理化性质分析,研究了我国不同区域6个不同特征湖泊表层沉积物营养盐和粒度的分布及其相互关系。结果发现,浅水富营养化湖泊杞麓湖、巢湖的沉积物营养盐含量和水体富营养化程度一致,而深水湖泊泸沽湖、程海和青海湖的沉积物营养盐含量和水体的营养状态没有关系,尤其是贫营养湖泊泸沽湖,沉积物中TN、TP含量远远高于东部富营养化严重的浅水湖泊。研究湖泊的表层沉积物中TOC与TN和Po表现出显著相关关系,表明沉积物中氮主要以有机氮的形式存在,有机质是有机磷的重要载体。表层沉积物粒径主要集中在64μm以下,不同的湖泊表层沉积物表现不同的粒度分布特征,沉积物营养盐含量较高的杞麓湖、程海、泸沽湖和巢湖的沉积物粒径更细,细颗粒所占比例高低与其污染程度相一致。沉积物中TOC、TN、TP、Pi、Po与小于4μm的细颗粒都呈现显著的正相关关系,而与16～64μm的粒径范围呈现负相关关系。     

工业污染土壤中不同粒径下的三种典型有机污染物的分布规律研究

采集六氯苯(HCB)、滴滴涕(DDT)、多环芳烃(PAHs)污染的工业场地土壤,筛分为六个粒径等级(500~1000μm、250~500μm、125~250μm、106~125μm、75~106μm、75μm),测定土壤各个粒径下比表面积(SSA),以及总有机碳(TOC)、溶解有机碳(DOC)和相应污染物的含量。HCB、DDT、PAHs土样SSA和TOC含量随粒径大小而变化,各土样中的SSA变化范围分别为31.1~49.1 m2g-1、43.2~52.1 m2g-1、29.7~43.3 m2g-1,TOC含量分别为5.7~10.7 g kg-1、3.5~11.4 g kg-1、7.4~9.2 g kg-1,DOC与TOC间有显著的一致性(R2=1,P0.05),DOC约占TOC 13%。HCB含量随粒径减小先降低后升高,在粗颗粒(500~1000μm)中分布最多,其含量为3.27 mg kg-1;与HCB分布规律相似,低环和高环PAHs的最大值也分布在500~1000μm粒径中,ΣPAHS最大值为650.03 mg kg-1。与HCB和PAHS相反,ΣDDT及其同系物(ppDDE(dichlorodiphenyl-dichloroethylene)、DDDs(dichloro-diphenyl-dichloroethane)、DDTs(dichlorodiphenyl-trichloroethane)含量均随粒径减小先升高后降低,ppDDE和DDDs在125~250μm粒径下含量最高,DDTs和∑DDT在250~500μm粒径下含量最高,∑DDT的最大含量为215.81 mg kg-1。相关性分析表明,土壤SSA仅与HCB间存在显著的正相关性,而土壤总有机碳的含量与污染物总量之间未显示出较强的相关性。     

沈阳市城市表土中微生物区系变化的初步研究

在沈阳市远郊-近郊-市区等不同城市化水平区内选取林地、草地和路边土几种不同利用方式下的表层土壤,对土壤中的微生物状况进行了初步分析。结果表明,随着城市化水平的提高,土壤中微生物的数量表现为明显的减少趋势。其中变化较大的是细菌,而真菌和放线菌的变化不明显。     

中国华北地区近40年物候春季变化

根据华北地区7个观测站物候资料,分析了华北地区1963-1996年及北京1963-2005年物候春季的变化特征及其与气温的关系。结果表明:华北地区的物候春季有明显提早来临的趋势,而造成这一变化的主要因素是本地区近40 a来冬春季气温的明显上升。其中1963-1996年间华北地区1-3月及4月的平均气温分别上升了2.3℃与1.7℃,物候春季起止日期分别提前了9d和4d,因而使得春季长度也延长了5d;北京1963-2003年间1-3月及4月的平均气温分别上升了3.5℃与2.6℃,物候春季的起止日期分别提前了11d和10d,但春季长度没有明显变化。     

闽北不同土地利用方式径流量动态变化特征

采用定位研究方法和小集水区试验技术方法,通过两年的降雨量数据观测,对闽北地区木荷林地、杉木林地、封山育林地和对照等不同土地利用方式的小集水区进行坡面径流动态规律研究。研究结果表明:试验小区地表径流的产生主要是受降雨量的影响,而与降雨强度的关系不大,地表径流量与降雨量之间呈现出极显著的非线性二次抛物线关系(P<0.01)。4种不同土地利用方式的月平均径流量一般随月降雨量的增大而增大,并且在同1月份间其平均地表径流量的大小趋势为:对照>封山育林>杉木>木荷,均是在6月份达到最大值,9月份出现最小值。对照比木荷林地、杉木林地、封山育林地更容易产生地表径流,林地具有较好的涵养水源和保持水土作用。     

不同种植模式下菜地土壤腐殖质组分特性的动态变化

通过在南京普朗克有机农场开展的9年长期定位监测,研究了有机(露地和大棚)和常规种植模式下蔬菜地耕层土壤有机碳和土壤腐殖质组分特性的动态变化。结果表明,有机露地、有机大棚和常规露地种植土壤有机碳含量分别从11.41、9.29、9.00 g k g-1提高至15.35、20.90、10.00 g kg-1;胡敏酸碳(CHA)分别从1.79、1.23、1.14 g kg-1提高至2.11、3.11、1.31 g kg-1;富里酸碳(CFA)分别从2.19、1.88、1.73 g kg-1提高至2.44、2.68、1.91 g kg-1。两种有机种植模式的土壤有机碳及腐殖质组分含量增加达到显著水平,而常规种植模式下的变化不显著。两种有机种植模式下表征土壤腐殖质品质的胡/富比(CHA/CFA)、胡敏酸占总腐殖物质的比例(PQ值)均高于常规种植模式,土壤富里酸的E4/E6值、色调系数(ΔlogK)值随着种植时间增加的幅度较常规种植模式更大,土壤胡敏酸芳化度呈现先降低后增高的趋势,但在常规种植下变化不明显。说明土壤在长期有机种植模式下不仅更有利于土壤有机碳的积累,而且能促进土壤腐殖化进程。     

2013年我国种植业化肥施用状况分析

【目的】我国农用化肥消费量大,数据来源不同,统计口径各异,行业内大多引用国家统计局公布的数据,但该数据无法推算出氮肥、磷肥、钾肥分类消费量。我国区域间、季节间、作物间化肥消费情况的报道很少,在调节化肥供需、指导化肥行业健康发展时显得依据不足。调查种植业化肥施用状况可以为指导肥料生产、供应提供重要依据。【方法】以农业部339个国家级基层肥料信息网点为依托,根据我国农业生产习惯和我国政府部门统计习惯,将一年分为三个用肥季,1 5月份为春耕季,6 8月份为夏播季,9 12月份为秋冬种季。在三个季节,每个网点随机调查30个农户的主要种植作物施用氮肥、磷肥、钾肥、复合(混)肥(包括配合式)量,经两级土壤肥料部门审核后,采用省份、相似种植区域、全国三级逐级加权平均的方法,推算了不同区域、不同季节、不同作物单位面积施肥量;再用作物单位面积施肥量、该作物全国种植总面积、样本中施肥面积占该作物种植面积的比例推算了作物全年、不同季节化肥施用量。同时,分析了主要作物、不同季节化肥施用状况以及供需平衡情况,不同季节、不同区域供肥情况和农民的购肥习惯。【结果】2013年我国种植业化肥施用量5498万吨(折纯下同),其中,氮肥(实物量)3382万吨,磷肥1175万吨,钾肥941万吨。粮食作物化肥总用量为2782万吨,占种植业化肥总用量的50.6%;其次是果树和蔬菜,三类作物占种植业化肥施用总量的82.8%,经济、园艺作物单位面积化肥施用量大于粮食作物。春耕、夏播、秋冬种化肥施用量分别占全年化肥施用量的34.2%、35.6%、30.2%。复混肥料和尿素是农民最常购买的两种肥料,从全年来看,农民施用复混肥料和尿素的样本数分别占总样本数的72.5%和71.6%,春耕、夏播、秋冬种农民购买尿素和复合(混)肥的样本数分别占该阶段样本数的70.9%和62.9%、84.9%和78.1%、56.6%和83.9%。春耕和夏播时期农民多数选用尿素,秋冬种多数选用复混肥料,东北、西北、华中南地区农民多选用尿素,华北、西南、华东地区农民多选用复混肥料。另外,我国氮肥、磷肥供应分别过剩1080万吨、680万吨,钾肥缺口370万吨,供需矛盾突出。氮、磷、钾养分配合式为15-15-15的复混肥样本数占农民选购复混肥总样本数的33.3%,说明复混肥养分结构不尽合理。【结论】建议国家进一步遏制氮肥、磷肥过剩产能,优化产品结构,大力推广科学施肥技术。     

红壤区不同肥力水稻土根际硝化作用特征

通过根际培养箱(三室)——速冻切片技术研究了红壤地区高、低两种肥力下水稻苗期根表、根际和土体土壤矿质态氮含量和硝化强度,以及水稻生长、氮素积累的差异。结果表明,肥力水平对水稻根表和根际土壤铵态氮(NH4+-N)含量无显著影响,但高肥力显著提高土体土壤NH4+-N含量,以及根表、根际和土体土壤硝态氮(NO3--N)含量及硝化强度。两种肥力水稻土硝化强度最大值均出现在距根表2 mm处,分别为0.20和0.31μmol kg-1 h-1。土体土壤硝化强度随距根表距离增加而降低,低肥力土壤在距根表10～40mm处时硝化强度接近本底值,而高肥力土壤在距根表20～40 mm处时接近本底值。与不种水稻的CK相比,种植水稻显著提高根际土壤硝化强度。高肥力能显著改善水稻生长,增加植株氮素积累量,尤其显著促进根系生长及通气组织发育。由于红壤稻田肥力水平的差异造成水稻根际硝化强度以及水稻吸收NO3-的差异,导致高肥条件下水稻显示出更强的生长势和氮素吸收利用能力。因此,合理提高红壤稻田肥力水平对改善红壤区水稻根际土壤硝化作用及水稻氮素营养具有重要意义。     

Changes in proteolytic bacteria in paddy soils in response to organic management

Proteolytic bacterial communities, which mineralize organic nitrogen, play a key role in agricultural systems. In this study, alkaline metalloprotease (apr) gene fragments from proteolytic bacteria were investigated in bulk and rhizosphere paddy soil from four fields under organic management (for 2, 3, 5, and 9 years), and from one field under conventional management (for 2 years). We analyzed the abundance and structure of the proteolytic bacterial communities using real-time quantitative PCR and denaturing gradient gel electrophoresis. Our results showed that the abundance of proteolytic bacteria ranged from 1.57?×?10⁸ to 8.02?×?10⁸?copies/g of soil. In addition, the abundance of the proteolytic bacteria in the paddy soils under organic management was significantly higher than those in the paddy soil under conventional management. Moreover, the gene copy numbers in the rhizosphere soils were significantly higher than those in the bulk soils. The abundance of proteolytic bacteria tended to increase with the duration of organic management, with the highest abundance being found in the soil that had been under organic management for 5 years. However, the proteolytic bacteria communities in the paddy soils were not significantly affected by management practices. Phylogeny analysis showed that all gel bands obtained represented genes from Pseudomonas. Additionally, correlation analysis and canonical correspondence analysis showed that C/N, C, and N were important factors that influenced the abundance and community structure of the proteolytic bacteria. These results suggest that proteolytic bacteria are indicators in organic management systems, depolymerize organic N and hence maintain soil sustainability.

Abbreviations: CM: conventional management; OM: organic management; DGGE: denaturing gradient gel electrophoresis; qPCR: real-time quantitative PCR detecting system; COFCC: China organic food certification center; CCA: canonical correspondence analysis     

Current trends in conservation education in Japan

Conservation education (CE) is an important component of environmental education. Its goal is to teach the theory and practice of preservation and restoration of biodiversity affected by human activities so that people can increase their awareness of conservation issues and change their attitudes and behavior to promote environmental conservation.This paper describes two successful case studies to highlight trends in CE in Japan. One case is a project implemented to create “agricultural wetlands” that resulted in the establishment of a Ramsar Convention site comprised of a restored wetland and its adjacent rice paddy in a rural area near Sendai City in northern Japan. Rice paddy fields are a major component of Satoyama, which are traditional agricultural ecosystems in Japan and occupy 40% of the undeveloped landscape in Japan (Ministry of the Environment Government of Japan, 2007. Third National Biodiversity Strategy of Japan. Ministry of the Environment Government of Japan, Tokyo). Restoration of Satoyama and wetlands by local citizens is a key component of CE practices in Japan, where practical, hands-on, community-based learning is important. The second CE project, geared toward university students and citizens in Yokohama, restored degraded dragonfly ponds and created butterfly biotope in the second largest city in Japan. Restoration of habitat that is centered around highly visible, popular species such as dragonflies and butterflies also benefits other, less prominent species that share these habitats, yet allows residents to easily monitor the benefits of the project.     

Bacteria-grazing amoebae in situ in the rhizosphere

Summary An ultrastructural investigation of amoebae in situ in the rhizosphere showed that the protozoa are closely associated with soil aggregates and produce long pseudopodia that penetrate micropores. This could partly explain why bacteria are generally confined to the interiors of microaggregates. The presence of cytologically intact and partly digested bacteria in the food vacuoles indicates that rhizosphere bacteria are both ingested and digested by the amoebae. This digestion could lead to the recycling of P and N immobilized in rhizosphere microorganisms.     

我国主要梨园施肥现状分析

以国家梨产业技术体系为平台,对全国18个梨综合试验站744个主要梨园施肥种类、施肥时期、施用量和施用方式等进行调查。结果表明,全国范围内梨树施用的有机肥以猪牛羊杂粪为主,商品有机肥施用很少或几乎不施;施用的化肥以尿素和三元素复混肥为主,有的地区偏施尿素或三元素复混肥,复混肥中氮磷钾的比例较混乱,高磷高钾肥多。从施用时期看,以化肥作为部分基肥、果实膨大期追肥的现象较为普遍,而萌芽前追肥和花芽分化期追肥状况各地区差异较大。有机肥单位面积施用量和单株施用量差异较大,大多数梨园有机肥施用量不足,其中有4个试验站30% 左右的梨园不施有机肥;化肥的用量差异较大,盲目施肥或经验施肥现象严重。施肥方式以穴施和条施为主,施肥的深度差异较大。通过分析,指出各地梨树施肥存在的问题,以期为梨优质高产提供科学的施肥依据。