土壤中苯并[a]芘对白符跳(Folsomia candida)的生态毒性研究

苯并(a)芘（B[a]P）是一种典型的多环芳烃（PAHs）,在油田周边和污灌区土壤中有较高的检出率。在污染土壤生态风险评估和制定土壤生态基准时,常用土壤跳虫作为敏感生态受体,但已有研究表明,目前常用的成虫生长率、死亡率和繁殖率等指标特征往往仅对土壤中高剂量B[a]P产生毒性响应。采用白符跳（Folsomia candida）的生态毒理试验筛选可用于较低剂量B[a]P下新的敏感指标特征,并比较其在两种典型地带性土壤天津潮土和鹰潭红壤之间的敏感性差异。结果表明,幼虫的生长指标最敏感,能对土壤较低浓度B[a]P产生毒性响应,可作为指示土壤B[a]P毒性的指标。四个指标的敏感度依次为：幼虫体长>成虫体长>繁殖数>存活数。B[a]P对白符跳的毒性效应在两种土壤类型间存在显著差异（红壤和潮土中幼虫体长的最低效应浓度（LOEC）值分别为1和500 mg kg^-1）,可能受土壤理化性质,特别是有机质含量和pH的影响,在制定土壤生态基准时需对不同土壤的毒性数据进行归一化校正。     

苏南地区农田表层土壤中多环芳烃和酞酸酯的污染特征及来源

采用气相色谱质谱（GC-MS）法测定了苏南地区13个农田表层土壤样品中的多环芳烃（PAHs）和酞酸酯（PAEs）污染物,分析比较了不同区域农田表层土壤,尤其是来自钢铁企业周边的表层土壤中PAHs和PAEs的污染特征及其来源。结果表明,苏南地区农田土壤中总PAHs和总PAEs的浓度分别在147～40300μg·kg-1和0.575～762μg·kg-1之间,其中钢铁厂周边的平均浓度分别为6130μg·kg-1和47.4μg·kg-1。土壤样品中苯并（a）芘的浓度与总PAHs的浓度显著相关,高分子量PAHs在钢铁厂周边表土中含量较高,钢铁冶炼焦化和烧结等工序是其污染来源。酞酸正丁酯（DBP）和酞酸乙基己基酯是苏南地区农田土壤中含量最高的两种PAEs类物质,钢铁厂周边有较高的DBP检出可能与炼钢、冷轧和炼铁等工序有关。本研究将为经济高速发展地区农田土壤环境质量评价、农产品安全生产及土壤污染防治对策的制定提供科学依据。     

广州石化工业区周边农业土壤重金属污染现状与潜在生态风险评价

采集广州石化工业区周边包括菜地、果园和林地表层土壤(0~20 cm),分析土壤Zn、Cu、Pb、Cd、Hg和As的含量,利用污染指数和潜在生态风险指数评价了土壤污染状况和潜在生态风险。结果表明,土壤Zn、Cu、Pb、Cd、Hg和As的含量分别为158.6 mg kg-1(19.6~386.1 mg kg-1),33.6 mg kg-1(3.6~294.3 mg kg-1),67.1 mg kg-1(25.4~182.1 mg kg-1),0.22 mg kg-1(0.02~1.00 mg kg-1),0.61 mg kg-1(0.03~2.40 mg kg-1)和4.40 mg kg-1(0.01~15.50 mg kg-1)。参照中国土壤环境质量二级标准,土壤受到了不同程度的Hg、Zn、Cu和Cd的污染,其中Hg污染最为严重;土壤重金属元素的潜在生态危害性为Hg>Cd>Cu>Pb>Zn>As,其中Hg和Cd是主要的生态风险的贡献因子。不同土地利用方式下土壤污染程度和潜在生态风险均为菜地>果园>林地。     

甲氰菊酯在土壤中的降解及对蚯蚓的毒性效应研究

拟除虫菊酯作为全球第三大杀虫剂品种，在农业生产中广泛使用，同时也带来了一系列不利的环境影响。然而，目前有关拟除虫菊酯在土壤环境中的残留行为和风险评估报道较少。以典型拟除虫菊酯类杀虫剂甲氰菊酯(FEN)为研究对象，重点探究其在不同性质土壤中的降解行为以及对典型土壤生物蚯蚓的毒性效应。结果表明，甲氰菊酯在碱性土壤中的降解速度快于酸性土壤，同时在非灭菌土壤中的降解速度为灭菌土壤的4倍。因此，土壤酸碱度和微生物是影响FEN在土壤中降解快慢的主要因素。此外，在降解过程中检测到甲氰菊酯主要代谢物3-苯氧基苯甲酸(3-PBA)的生成。蚯蚓富集结果表明，FEN在蚯蚓体内的含量先升高后降低，最大生物富集因子为0.3。亚急性毒性结果表明，高剂量（5 mg?kg-1）甲氰菊酯暴露14 d后，蚯蚓体内蛋白质含量显著降低（P<0.05），细胞色素P450（CYP450）、羧酸酯酶（CarE）、谷胱甘肽-S-转移酶（GST）、超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）活性和丙二醛（MDA）含量均显著增加（P<0.05），同时存在剂量效应，证实土壤中残留的FEN对蚯蚓具有毒性效应。本文对甲氰菊酯在土壤环境中的降解行为研究以及生态毒性风险评估具有重要的指导意义。     

甘肃省武山县土壤养分特征及综合肥力评价

针对甘肃省武山县施肥管理粗放、土壤养分不均、土壤肥力下降、作物产量不稳等问题,研究评价其土壤养分和土壤肥力状况,为科学施肥及土壤养分诊断提供依据。通过采集和检验分析典型土壤样品,对武山县62个耕层(0～20 cm)土样进行取样监测,用频数分布分析了土壤养分特征,从土壤养分盈缺入手,采用改进的内梅罗综合指数法评价了土壤综合肥力状况。结果表明:武山县土壤pH在7.81～8.67之间,平均值为8.35,属弱碱性。有机质含量在10.55～23.38 g·kg-1之间,平均值为14.82 g·kg-1,处于缺乏范围。全氮含量在0.67～1.69 g·kg-1之间,平均值为 1.04 g·kg-1,处于中等范围。碱解氮在44.4～166.3 mg·kg-1之间,平均值为 85.41 mg·kg-1,处于缺乏范围。全磷含量在0.69～3.17 g·kg-1之间,平均值为1.01 g·kg-1,处于丰富范围。有效磷含量在13.1～248.2 mg·kg-1之间,平均值为45.07 mg·kg-1,处于丰富范围。全钾含量在23.0～28.0 g·kg-1之间,平均值为25.04 g·kg-1,处于丰富范围。速效钾含量在111.0～510 mg·kg-1之间,平均值为248.77 mg·kg-1,处于丰富范围。综合肥力评价的结果是大量元素综合肥力指数为2.28,肥力评价状况处于一般等级。可见,该地区土壤综合肥力处于中等偏上,具体表现为有机质和氮素含量缺乏、磷素和钾素丰富。建议采取增加有机肥投入,适当增氮降磷限钾的化肥施用原则,这一研究结果可为武山县农业生产中科学平衡施肥提供依据。     

杭州城区蔬菜地农药残留现状与评价

采用加速溶剂萃取,气相色谱-质谱法测定了杭州市城区蔬菜地中农药残留量,并进行了评价。结果表明:杭州市城区蔬菜地中有机氯类、有机磷类、拟除虫菊酯类农药残留量为ND～0.19mg·kg-1、ND～0.238mg·kg-1、ND～0.013mg·kg-1,检出率为52.4%、33.3%和28.6%。其中有机氯类农药达到国家土壤环境质量标准(GB15618—1995)二级以上,符合无公害蔬菜产地环境要求;根据加拿大残留限量标准评价有机磷类农药,超标率为14.3%;拟除虫菊酯类农药对土壤造成的污染不论是残留量还是检出率都小于前2类农药。     

宁波市鄞州区农业土壤重金属含量变化及评价

为发展无公害农产品基地提供科学依据,2005年对浙江省宁波市鄞州区100个农业土壤样品中重金属含量进行了测定和评价。结果表明:耕层全砷、镉、铬、汞和铅的平均含量分别为8.1mg·kg-1、0.163mg·kg-1、100.1mg·kg-1、0.257mg·kg-1和43.6mg·kg-1,与1983年宁波市的耕层土壤背景值相比,分别增加了12.5%、32.5%、61.2%、0.8%和55.2%,土壤已受到镉、铅和汞的轻微污染,而汞的污染已得到遏制。从总体上来说,鄞州区农业土壤环境质量良好,区内有98个点(占总样点数的98%)符合无公害农产品产地土壤环境质量要求,但有2个点(占总样点数的2%)分别受到镉和汞的污染。     

赣南稀土尾矿山土体硝态氮累积特征研究

稀土开采会造成大量浸矿剂（硫酸铵）残留在土壤中，高浓度铵态氮（NH4+-N）可能在生物化学作用下转化为硝态氮（NO3--N）。为探明NO3--N在稀土尾矿山土体内的含量及影响因素，明确硝酸盐污染程度，本研究选择赣南地区一个离子型稀土原地浸矿尾矿山，由表土分层采样至基岩面，并分析土壤NO3--N及相关的理化性质。研究结果表明，尾矿山土体NO3--N含量变异范围非常大（2.80~193.99 mg·kg-1），其平均值为46.30±55.16 mg·kg-1，表层土壤NO3--N含量均值为5.16 mg·kg-1，与自然土壤相近；含矿层土壤NO3--N含量均值为48.64 mg·kg-1，是自然土壤的10倍。尾矿山土体深部含矿层土壤NO3--N含量明显高于表层， NO3--N含量随深度的分布规律与自然土壤相反，这是矿体部分残留大量浸矿剂造成的。土壤NH4+-N含量主导了NO3--N的产生量，但NO3--N在土体不同深度、山体不同部位的累积量还受降雨淋溶及NO3--N迁移过程的控制。开采结束4年后，尾矿山内累积的NO3--N仍不断向环境中释放。长期来看，尾矿山土壤中富集的NH4+-N将不断转化为NO3--N并随水迁移，持续威胁生态环境及人类健康。本研究可为稀土原地浸矿场地土壤及下游水体污染的评价和治理提供理论基础与科学支撑。     

浙北平原土壤有效磷的农学-环境综合分级研究

通过调查试验,拟订了浙北土壤有效磷的农学-环境综合分级指标体系。按照不施磷对照处理产量占施磷肥处理产量的相对比例大小和土壤磷素发生明显流失时的土壤磷状况,把土壤有效磷由低至高分为低、较低、中、较高、高和环境危险等6级。其中,水稻生产的土壤有效磷分级标准依次为<6、6～10、10～15、15～20、20～50和>50mg·kg-1;蔬菜生产的土壤有效磷分级标准依次为<10、10～20、20～28、28～40、40～50和>50mg·kg-1。提出了不同磷素状况的土壤管理看法:对当土壤有效磷超过15mg·kg-1的水稻田或有效磷超过28mg·kg-1的蔬菜地可实施"减量、隔年施磷"的施肥方法;当水稻田土壤有效磷超过20mg·kg-1或蔬菜地土壤有效磷超过40mg·kg-1时,应实施动态优化施磷方法,即减少磷肥施用量,保持施磷量相当或略高于作物吸磷量即可。在施用有机肥或长期施用一定量化学磷肥的条件下,可以不施用磷肥或少施用磷肥,充分发挥磷肥的后效特性。     

石灰对土壤中Cu、Zn污染的钝化及对蔬菜安全性的影响

采用盆栽试验,按照土壤环境质量二级、三级标准,外源加入Cu、Zn污染物于黄泥土上,平衡2个月后,施加石灰,种植小白菜,观测石灰对土壤中重金属的钝化作用及对小白菜生物量和Cu、Zn含量的影响。结果表明,施用石灰能有效地降低土壤中重金属有效态含量,提高蔬菜的生物量,降低蔬菜对重金属的吸收。施入石灰后土壤有效Cu含量降低了81%,有效Zn降低了64%;土壤添加Cu400mg·kg-1时,施用石灰使小白菜中Cu含量降低了55%;Zn在添加量250mg·kg-1和500mg·kg-1时,小白菜中Zn含量分别降低了82.4%和87.6%。尤其是在重金属污染土壤二级水平下,施用石灰能够使得蔬菜中的重金属含量符合卫生标准。因此,石灰可以用来钝化污染土壤的重金属,减少重金属对蔬菜的毒害,确保蔬菜食用的安全性。     

土壤时空变化研究的进展与未来

理解和表征土壤的时空变化是土壤学的基本任务,也是评估和合理发挥土壤功能的重要前提。土壤的时空变化与气候环境变迁、岩石圈风化、地表物质迁移、生物地球化学循环等圈层变化过程相耦合。围绕土壤时空变化研究的新近进展,本文综述并展望了土壤形成和演变过程、土壤形态学、土壤调查、土壤分类、数字土壤制图与土壤退化的发展态势。未来土壤时空变化研究的关键科学问题主要包括:地球表层系统中土壤与环境要素之间的多过程耦合机理与模拟、多尺度土壤-环境关系与模拟、多元土壤信息的融合机理与数据同化。未来重点研究领域将涉及到关键带科学引领的土壤形成和演变研究、多尺度数字土壤制图与时空变化预测、基于多传感器的土壤综合观测原理与技术、完整和详尽的国家和全球土壤资源清单及共享平台建设、区域土壤资源退化机理及其功能恢复。     

Soil indicator systems ‐ the basis for soil conservation decisions to control soil erosion and soil compaction

The efficiency and acceptance for erosion and compaction control management is not high and therefore not a guarantee for sustainable land use and soil functionality. The best method for increasing acceptance is a regional soil indicator system combined with an environmental indicator system (McRae et al. 2000). Like the concept of “critical load inputs”; for chemical pollutants, this system would make it possible to quantify the soil state and soil condition for decisions concerning the soil carrying or load capacity. The next step is the assessment of the land use pressure on soil in terms of the soil load capacity and the driving forces for land use. These results may determine the response level required: In a balanced situation, Best Management Practices may help ensure sustainability is maintained, slightly disproportional results suggest additional special agricultural management techniques may be needed, while significant differences may indicate the need for additional land use adjustments or changes in technical management. The indicator system is ideal for application in north‐eastern Germany for all moraine areas and the areas at risk to water and wind erosion and soil compaction.     

四种土壤管理方式对李园土壤微生物和土壤酶的影响

通过2003~2004两年的试验发现,刈割覆盖、刈割压埋、畜粪还园三处理纤维分解菌和硅酸盐细菌的数量均明显高于清耕处理(对照),且两种微生物数量均以夏季最多,秋季次之,春季再次,冬季最少。前三处理蔗糖酶、脲酶、过氧化氢酶、纤维分解酶、多酚氧化酶的酶活性都较清耕有显著或极显著提高;各处理酶活性也以夏季最高、秋季次之,春季再次,冬季最低。2004年刈割覆盖、刈割压埋两处理蔗糖酶、脲酶、过氧化氢酶活性较2003年有显著或极显著增加,畜粪还园、清耕两处理三种酶活性两年间差异很小。经相关性分析还发现,纤维分解菌除与脲酶相关性不显著外,它与其余的酶均显著或极显著正相关;硅酸盐细菌与所有的酶均极显著正相关。     

慈溪市土壤系统分类研究

本文对浙江省慈溪市第二次土壤普查土壤分类系统进行了修订,并建立了慈溪市土壤系统分类,依据浙江省土系建立的原则和要求,初步建立了慈溪市土壤的土族和土系。     

土壤动物在农业生态系统中的研究进展

近些年来随着对生态学的深入研究,人们认识到土壤动物的群落结构、功能以及在生态过程中积极的不可替代的作用,土壤动物逐渐成为生态学研究的热点之一。本文分析评价了国内关于土壤动物的研究进展。同时对国外土壤动物在土壤环境评价、凋落物分解、土壤健康的指示作用、与污染环境的关系、二氧化碳浓度对其的影响、在农业生态系统中的作用、在城市生态系统研究中的作用、在废弃物处理及土壤改良中的应用、在N循环中的作用、湿地土壤动物研究等10个方面的研究动态进行了综述。并提出了对土壤动物研究工作的几点建议。     

分形理论在土壤肥力研究中的应用与前景

分形理论的提出对于定量描述复杂的、高度不规则的系统特征与机理提供了方法.本文从土壤腐殖质、土壤微生物、土壤团聚体等方面回顾了分形理论在土壤肥力研究中的主要结果:土壤腐殖质胶体在不同条件下形成不同分形特征的聚合物;同一种微生物可能形成具有不同分形特征的结构;土壤中的有机无机胶体在不同条件下凝聚成不同的团聚体,从而形成不同的土壤结构并对其肥力功能产生影响.我们认为分形理论在探索土壤的形成过程和肥力功能上将具有重要的应用前景:如团粒结构体的形成可能是由土壤胶体分形凝聚而成;土壤中的活性有机质有逐渐老化的现象,可能和腐殖质胶体由结构疏松的分形结构向普通团聚体过渡的过程有关;土壤微生物在不同微环境下具有不同的分形特征,可以推测在各种土壤过程(包括物理、化学以及生物化学过程)中它们的功能也可能是不一样的.此外,土壤结构的开放程度决定孔隙、水分以及空气的分布,从而决定了微生物的生存空间.所以土壤结构体对微生物空间分布的影响也是将来该领域值得研究的内容之一.     

城市化过程对土壤资源影响研究进展

世界范围内的快速城市化过程对土壤资源的质与量都产生了深刻影响.作为一种不可再生性自然资源,土壤在我国快速城市化过程中的强烈人为活动影响下发生功能上的转化、弱化甚至消失.城市及其周边地区的土壤景观、各种土壤过程都明显异于传统的土壤质量演变规律.与农业生态系统相比,城市生态系统更加复杂,城市化过程中土壤演变研究的挑战性也更大.深入开展城市化过程中土壤质、量响应及其生态环境效应的系统研究意义重大.     

面向土壤系统分类的土壤调查制图方法的初步研究

我国的土壤系统分类方案已经基本形成,但还没有相应的土壤调查方法技术研究。按照传统土壤调查的主要剖面、检查剖面、定界剖面的思想与办法,采用空间内插技术,在研究区的4条实验路线上共挖掘了64个剖面点,通过这些剖面点的诊断层和诊断特性确定了研究区的土壤类型并勾绘了土壤类型界线。再用1条检验路线对勾绘的土壤图进行检查,结果表明,在检验路线上设置的20个检查剖面点中,其中19个剖面点与实际情况相符,正确率95%,说明使用内插法进行面向土壤系统分类的土壤调查制图是可行的。再结合土壤景观可以辅助土壤调查工作者更高效地确定土壤类型、勾绘土壤界线。     

磺胺类兽药对土壤生化功能及氮素的影响

研究了磺胺类药物对土壤呼吸作用、硝化作用、氨化作用、铵态氮、硝态氮、亚硝态氮及全氮的影响。结果表明,相对较低浓度药物残留(10 mg/kg土)对土壤呼吸作用的影响呈现"激活-抑制"循环的规律,而相对较高浓度药物残留(50 mg/kg土)对土壤呼吸作用的影响则呈现"抑制-激活-抑制"的规律,因此,磺胺类药物残留会抑制土壤呼吸作用。相对较低浓度药物残留(10 mg/kg土)对土壤硝化作用、氨化作用呈现"激活-恢复"的规律,而相对较高浓度药物残留(50 mg/kg土)对土壤硝化作用、氨化作用则一直呈现"激活"的状态,因此,磺胺类药物残留会刺激土壤的硝化作用与氨化作用。土壤氮素是生物圈内氮循环的重要指标,磺胺类药物残留对土壤氮素有一定的抑制作用,若长期保持着较高残留水平,则会破坏土壤的氮循环。     

Relationships between soil respiration and soil moisture

The interaction of soil microbes with their physical environment affects their abilities to respire, grow and divide. One of these environmental factors is the amount of moisture in the soil. The work we published almost 25 years ago showed that microbial respiration was linearly related to soil-water content and log-linearly related to water potential. The paper arose out of collaboration between two young researchers from different areas of soil science, physics and microbiology. The project was driven by not only our curiosity but also the freedom to operate without the constraints common to the current system of science management. The citation history shows three peaks, 1989, 1999 and from 2002 to the present day. Interestingly, the annual citation rate is as high as it has ever been. The initial peak is due to the application of the work to studies on microbial processes. The second peak is associated with the rise of simulation modelling and the third with the relevance of the findings to climate change research. In this article, our paper is re-evaluated in the light of subsequent studies that allow the principle of separation of variables to be tested. This re-evaluation lends further credence to the linear relationship proposed between soil respiration and water content. A scaled relationship for respiration and water content is presented. Lastly, further research is suggested and more recent work on the physics of gas transport discussed briefly.