贵州省云台山喀斯特森林土壤性状特征研究

以贵州省云台山森林土壤为研究对象,在保证采样点具有典型性和代表性的基础上,采集混合样和土壤剖面(0～60 cm)样品,并对样品土壤性状特征及颗粒态有机碳和黑碳分布特征进行研究.结果表明,次生林地和草地土壤具有较高的水源涵养和水土保持功能;自然林地土壤的平均非毛管孔隙度最大;土壤毛管持水量变化为自然林地＞草地＞次生林地＞耕地.土壤有机质表现为自然林地＞耕地＞草地＞次生林地;不同林下土壤平均碱解氮含量表现为耕地＞自然林地＞草地＞次生林地;速效磷的含量表现为耕地＞草地＞次生林地＞自然林地.土壤中颗粒态有机碳含量及其占总有机碳的比值随剖面深度的增加而下降,其中颗粒态有机碳占总有机碳的比例耕地土壤明显低于林地土壤.     

Soil Organic Carbon,Black Carbon,and Enzyme Activity Under Long- Term Fertilization

The present study aims to understand the effects of long-term fertilization on soil organic carbon （SOC）, black carbon （BC）, enzyme activity, and the relationships among these parameters. Paddy field was continuously fertilized over 30 yr with nine different fertilizer treatments including N, P, K, NP, NK, NPK, 2NPK （two-fold NPK）, NPK＋manure （NPKM）, and CK （no fertilization）, N, 90 kg urea-N ha^-1 yr^-1; P, 45 kg triple superphosphate-P205 ha^-1 yr^-1; K, 75 kg potassium chloride-K20 ha^-1 yr^-1; and pig manure, 22 500 kg ha^-1 yr^-1. Soil samples were collected and determined for SOC, BC content, and enzyme activity. The results showed that the SOC in the NPKM treatment was significantly higher than those in the K, P, and CK treatments. The lowest SOC content was found in the CK treatment. SOC content was similar in the N, NP, NK, NPK, 2NPK, and NPKM treatments. There was no significant difference in BC content among different treatments. The BC-to-SOC ratios （BC/SOC） ranged from 0.50 to 0.63, suggesting that BC might originate from the same source. Regarding enzyme activity, NPK treatment had higher urease activity than NPKM treatment. The urease activity of NPKM treatment was significantly higher than that of 2NPK, NP, N, P, K, CK, and NPKM treatment which produced higher activities of acid phosphatase, catalase, and invertase than all other treatments. Our results indicated that long-term fertilization did not significantly affect BC content. Concurrent application of manure and mineral fertilizers increased SOC content and significantly enhanced soil enzyme activities. Correlation analysis showed that catalase activity was significantly associated with invertase activity, but SOC, BC, and enzyme activity levels were not significantly correlated with one another. No significant correlations were observed between BC and soil enzymes. It is unknown whether soil enzymes play a role in the decomposition of BC.     

改性纳米黑碳应用于钝化修复重金属污染土壤中的问题探讨

通过有关文献资料调研,综述纳米黑碳在钝化修复污染土壤中的应用,分析其应用于钝化修复重金属污染土壤时尚待弄清的几个问题。结果表明：（1）由于纳米黑碳是疏水的非极性吸附剂,选择纳米黑碳作为土壤重金属钝化修复剂时,需对其进行氧化改性,以进一步提高其钝化能力。目前常用的氧化剂为氧化性无机酸、酸性高锰酸钾、双氧水、臭氧等,强烈的氧化过程,会破坏纳米黑碳微孔结构,一定程度上降低其吸附量。（2）为了明确其应用的可能性和适用范围,需揭示改性纳米黑碳对土壤中重金属的钝化机理及其影响因素。土壤CEC、pH、重金属离子的性质等可能是影响改性纳米黑碳对土壤中重金属吸附性能的主要因素。（3）充分利用改性纳米黑碳在土壤修复中的有益作用的同时,还需考虑其可能存在的生态环境负面效应,研究其在土壤中的径流迁移、渗漏等,明确其污染地表水和地下水的可能性,研究其生物效应和将吸附钝化后的纳米黑碳从土壤中移除的可能性,明确其潜在的生态环境风险。     

天津市APEC期间黑碳气溶胶观测研究

利用AE-31型黑碳仪在APEC期间对天津进行了黑碳气溶胶浓度监测 ,分析了APEC期间气象因素对黑碳气溶胶的影响结果 ,监测结果表明APEC期间天津市黑碳气溶胶平均浓度为4 .8μg/m3 ,占同期PM2 .5浓度的7 .1% ,并通过数据对比说明APEC期间天津市采取的最高级别应急减排措施对保障环境空气质量起到了积极作用.     

黑碳在土壤有机碳生物地球化学循环中的作用

黑碳是化石燃料或生物有机体不完全燃烧形成的一种含有芳香环的高聚物,碳元素含量在60%以上,另含有氢、氧、氮、硫等元素。新近的研究证实,黑碳通过在缓慢的土壤有机碳库中的循环,对全球碳和氧的地球生物化学循环起到极其重要的作用。本文对黑碳的基本概念、理化性质、在土壤中的作用及测定方法进行了综合评述,提出了开展土壤黑碳研究的重要性和必要性。以期为我国开展土壤黑碳的相关研究提供理论参考。     

生物降解对黑碳及土壤上苯酚脱附行为的影响

农业土壤和黑碳(BC)两种不同的吸附剂吸附苯酚平衡后分离,每组一部分不做处理,另一部分通过加入无酚灭菌溶液脱附平衡后分离,制备得到在不同吸附位点上吸附有苯酚的两类不同类型的4种吸附苯酚的吸附剂,研究了在不同Pseudomonasputida ATCC 11172菌密度条件下吸附在这4种吸附剂上的苯酚的脱附行为.结果表明,土壤及BC对苯酚的吸附均呈现明显的非线性,可用Freundlich模型描述.吸附态的苯酚能否被微生物利用取决于微生物及吸附剂的性质,BC具有发达的微孔结构,微孔小于假单胞菌细胞尺寸,导致假单胞菌无法直接利用吸附在BC上的苯酚;土壤基本无微孔结构,微生物较易与吸附的苯酚发生表面接触,直接利用吸附态苯酚.BC和土壤上的吸附态苯酚的脱附行为能用三元位点模型很好地描述,模型计算结果表明BC上的苯酚脱附主要受慢速脱附和极慢速脱附控制,微生物降解速率受脱附控制,降解可加速BC上的慢速脱附和极慢速脱附;土壤上的苯酚脱附主要受快速脱附控制,微生物降解不受脱附速率限制,对土壤上的脱附行为基本无影响.     

黑碳吸附汞砷铅镉离子的研究

由玉米秸秆燃烧物提取黑碳，测定了黑碳阳离子交换量，研究了黑碳对汞（Hg^2＋、砷（As^3＋）、铅（Pb^2＋）和镉（Cd^2＋）离子的等温吸附、吸附及解吸动力学特征。结果表明，黑碳阳离子交换量为0．15cmol·kg^-1，远低于矿物和腐植酸。黑碳对Hg^2＋、As^3＋、Pb^2＋和Cd^2＋的等温吸附是非线性表面吸附，可用Langmiur方程拟合；黑碳对Pb^2＋最大吸附量远大于对Hg^2＋、As^2＋和Cd^2＋的；黑碳对Hg^2＋、As^3＋、Pb^2＋和Cd^2＋吸附约5h达平衡；吸附动力学过程包括吸附快反应阶段和慢反应阶段，可用动力学一级方程和双常数速率方程描述：黑碳对Hg^2＋、As^3＋、Pb^2＋和Cd^2＋吸附速率、吸附亲和力和最大吸附量有：Pb^2＋〉As^3＋〉Hg^2＋〉Cd^2＋；黑碳吸附的Hg^2＋、As^3＋、pb^2＋和Cd^2＋易解吸，30min内洗脱率高达85％以上。     

灌溉方式对蔬菜栽培设施土壤黑碳的影响

采集连续13年定位灌溉试验的蔬菜栽培设施0~20 cm和20~40 cm两层土壤样品,测定总有机碳、黑碳和腐殖酸含量,探讨沟灌、滴灌和渗灌处理对土壤黑碳含量的影响及黑碳与其他形态土壤有机碳的关系。结果表明,各种有机碳组分含量均以0~20 cm土层最高;3种灌溉处理间0~20 cm和20~40 cm土层总有机碳、黑碳含量差异明显,总体上呈滴灌最高、渗灌次之、沟灌最少分布趋势;腐殖酸含量则为沟灌滴灌渗灌。在0~20 cm土层,总有机碳、黑碳、腐殖酸含量变化范围分别为21.15~25.53、5.30~7.59和3.64~5.75 g/kg;在20~40 cm土层,三者含量范围分别为11.62~17.55、3.39~5.40和3.54~3.83 g/kg。0~40 cm土层黑碳、腐殖酸占总有机碳的比例分别在22.81%~30.85%和16.60%~33.03%之间。土壤中黑碳与总有机碳之间具有极显著的相关性,而与腐殖酸不具有相关性。     

林地土壤中黑碳的出现及分布特点

黑碳是生物质不完全燃烧残留于自然界的碳形态,是土壤中高度稳定的有机碳,对土壤碳库形成具有重要贡献。为了解森林土壤中黑碳的分布特点,以浙江省为例,采样分析了亚热带林地土壤中黑碳的数量、对土壤碳库的贡献及其在土壤剖面中的分布特征。结果表明,林地土壤中普遍存在黑碳,枯枝落叶层、表土层（0-10cm）和亚表层（10-20cm）黑碳质量分数分别为0.27-67.63,0.83-22.42和0.27-8.72g·kg^-1,分别占有机碳总量的0.12%-13.14%,1.87%-21.40%和3.31%-27.13%。火灾发生对林地表层土壤黑碳数量有较大的影响,近期（40a内）发生过火灾的样区枯枝落叶层和表土层黑碳质量分数明显高于近期没有发生过火灾的土壤（P〈0.05）。因此,表层土壤中黑碳数量在一定程度上可反映林地火灾发生的情况。黑碳在地表可发生侧向迁移,但垂直迁移相对较小,土壤中黑碳的积累量在山坡坡脚区域明显高于坡顶和上坡。残积母质发育的土壤中,黑碳主要集中分布在表层土壤;但坡积母质发育的土壤中,剖面中下部也有较多的黑碳积累。土壤中黑碳颗粒大小呈随剖面深度增加而减小的趋势。