土壤有机碳时空变化研究进展与展望

土壤有机碳不但是土壤肥力形成、粮食生产和土壤健康的基础,而且在全球碳平衡中起着关键的作用,因此,明晰土壤有机碳时空变化规律对于保障土壤健康和粮食安全、发挥土壤生态系统服务功能和应对气候变化等均具有重要意义。本文首先介绍了土壤有机碳时空变化的主要驱动因素和估算方法,随后分析了全球及国家等相对较大尺度上土壤有机碳时空变化研究的主要进展,最后从土壤有机碳模型结构改进、驱动数据分辨率提升、不确定性量化评估等方面综合分析了未来土壤有机碳时空变化研究需亟待解决的重要科学问题。     

再生铝企业周边农田土壤与农作物重金属含量特征分析

为探究再生铝企业群周边农田土壤及作物的污染状况,通过现场采样及室内测试,对企业周边土壤及农作物中7种重金属元素的含量进行分析,应用空间插值法对土壤重金属的空间分布特征进行研究。结果表明,研究区域土壤中Cd含量相对较高,含量范围为0.11~1.86 mg·kg^-1,其平均值超过了我国土壤污染风险筛选值标准,Cu、Cr、Zn、Pb、Cd、Ni和As 7种元素的平均值分别达到河北省背景值的1.9、1.1、1.4、1.5、4.1、0.91倍和0.39倍,Cd元素存在强生态风险。从空间分布特征来看,土壤中Cd、Pb、Cu、Zn 4种元素均表现出以企业为中心向四周逐渐递减的分布趋势,且高值分布范围相对其他金属较广。小麦籽粒中Cu、Zn、Cd、Cr和Pb 5种元素存在不同程度的超标现象,最严重的为元素Pb,其含量范围为0.02~1.06 mg·kg^-1,与食品安全国家标准相比,最大超标倍数达到5.3倍,其高值样品分布在研究区北部。玉米籽粒也发现Cr、Zn、Ni超标的现象,Cr超标较其他重金属严重,其含量范围为0.16~1.32 mg·kg^-1。研究表明,再生铝企业活动对周边农田土壤和农作物造成多种重金属污染威胁,需要引起重视。     

南京地区斑点叉尾鮰养殖池塘水体微生物群落结构研究

微生物群落在水产养殖中起着重要作用,深入了解微生物群落组成及其构建机制对了解池塘生态功能具有重要意义。本研究采用高通量测序技术对南京地区斑点叉尾鮰(Ictalurus punctatus)养殖池塘水体中细菌群落结构特征进行了分析。结果显示,斑点叉尾鮰养殖池塘水体细菌群落结构呈现出明显的季节性变化,整个年度水体细菌群落呈现出连续的演替特征,冬季与春季、夏季与秋季的细菌群落结构较为相似。优势菌群主要为蓝藻门(Cyanobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、变形菌门(Proteobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes)。环境因子中,总溶解性悬浮物(TDS)、水温(Temp)、酸碱度(pH)、亚硝酸盐(NO_2~--N)和总有机碳(TOC)与斑点叉尾鮰养殖池塘水体细菌群落结构有显著相关(P0.05),对细菌群落结构的塑造影响也最大(r~20.6)。     

近32年来新疆地区植被覆盖的时空变化

基于拟合的长时间序列数据监测新疆植被时空动态变化。结果表明,近32年来,新疆植被总体呈现增加趋势,但存在明显的阶段变化和空间差异;植被生长季NDVI值西部和西北部高,东部和东南部低;1982-2013年间新疆植被改善面积大于退化面积,绿洲农田植被覆盖区改善明显、草原区退化严重;整个研究区域的植被重心从北向南移动,天山以北的植被重心呈现西南-东北方向移动,天山以南呈现近似东西方向的移动。     

氮添加对天山高寒草原土壤酶活性和酶化学计量特征的影响

为探究氮添加对高寒草原生态系统土壤酶活性的影响,于2018年在中国科学院巴音布鲁克草原生态系统研究站,选择4个氮添加水平(对照,N0,0 kg·hm^-2·a^-1;低氮,N1,10 kg·hm^-2·a^-1;中氮,N3,30 kg·hm^-2·a^-1;高氮,N9,90 kg·hm^-2·a^-1),开展土壤酶活性对氮添加响应的研究,分析土壤酶活性对氮添加的响应特点,土壤酶化学计量比以及土壤酶活性与土壤环境因子的关系。结果表明:与对照相比,氮添加在N3水平显著增加β-1,4葡萄糖苷酶(βG)、β-D-纤维二糖水解酶(CBH)和β-1,4木糖苷酶(βX)酶活性(P<0.05),N1和N3水平显著增加碱性磷酸酶(AKP)活性(P<0.05),N3水平显著降低多酚氧化酶(PPO)活性(P<0.05),氮添加对亮氨酸氨基肽酶(LAP)活性影响不显著,N3水平下显著增加N-乙酰-β-D氨基葡萄糖苷酶(NAG)活性(P<0.05)。相关分析表明,8种土壤酶活性均与土壤有机碳(SOC、NAG除外)和总磷(TP)显著相关,与土壤总氮(TN)不相关。研究区土壤酶活性C∶N∶P化学计量比为1∶1∶1.2,与全球生态系统的土壤酶活性C∶N∶P的比值1∶1∶1相偏离,表明该研究区土壤微生物生长受磷素限制。冗余分析(RDA)进一步揭示出土壤有机碳和土壤全磷含量是影响土壤酶活性的主要因子。     

Scott McArt对最新蜂学研究成果概述(二)

正近期有传闻说,全球范围内的传粉者数量正在下降。但是,到底是传粉者自身原因导致的下降,还是全球变化这个内因引起的下降?本文为"实验室记录"第2篇,主要讲述"在过去27年里,保护区域内有超过75%的飞行昆虫数量正在下降",该文章由Caspar     

沼气发酵等对长江下游典型规模化畜牧养殖业污染排放特征的影响

为了探究沼气发酵、氧化塘曝气和堆肥发酵对长江下游典型规模化畜牧养殖业污染排放特征的影响,本研究选取长江下游规模化生猪养殖场和奶牛养殖场,采集新鲜畜类(猪/牛)粪便和尿废液以及粪污后续处理的样品,并进行相应的理化指标检测与分析。结果表明,畜类养殖场中的尿废液在经过沼气发酵和氧化塘处理后,化学需氧量(COD)可降低85%以上;而全氮和全磷含量在经过同样处理后,数值大幅下降,其中全氮含量逐渐与氨态氮含量接近;在夏季采集样品时,多西环素和金霉素等抗生素在同样处理条件下可完全降解,但在冬季气温降低时,沼气发酵和氧化塘曝气处理的效果下降,样品中最终仍会有少量抗生素残留;此外,Cu、Zn、Pb、Cd、Cr、As和Hg等7种金属含量检测结果表明,在氧化塘液体样品中,江苏生猪养殖场夏季样品中Pb、Cd、Cr、As和Hg,冬季样品中Cr,安徽奶牛养殖场样品中As,上海奶牛养殖场样品中As和Cr的含量超过了农田灌溉水标准。表明,沼气发酵和氧化塘曝气处理能有效降低长江下游粪污中COD、全氮、全磷、抗生素和部分重金属,但是,金霉素和多西环素在冬天处理后仍有残留,部分液体样品处理后个别重金属仍然超标。     

硅酸盐解钾菌对含钾矿物的选择性风化机理

从棉花根际土壤中筛选、分离、纯化了硅酸盐解钾菌,进行了硅酸盐解钾菌与7种含钾矿物在厌氧密闭系统中的生物风化解钾试验,探讨了硅酸盐解钾菌对不同含钾矿物生物风化作用的规律。试验结果表明,生物风化反应释放出K+最多的前3个组合是白云母和QY17、黑云母和QY19、白云母和QY19,反应释放出K+的量分别为1 235.76、1 010.71、916.61μg/g。生物风化反应固定K+最多的4个组合是黑云母和QY4、蒙脱石和QY3、黑云母和QY10、高岭石和QY17,反应中含K矿石固定K+的量分别为78.35、39.92、32.71、22.56μg/g。形成差异的原因可能是硅酸盐解钾菌(包括其次生代谢物)与含钾矿物的晶体结构之间的双向选择过程。硅酸盐解钾菌浓度越大,硅酸盐解钾菌类群对矿物生物风化作用有选择性倾向越明显。造成硅酸盐解钾菌的解钾数量、速率的差异的原因是界面交换过程的不同,机理是硅酸盐解钾菌(次生代谢物)与含钾矿物之间空间构效关系(CQSAR)。风化作用是硅酸盐细菌剥蚀作用、机械破碎、次生有机酸解钾过程交替循环所产生的。腐殖酸的加入促进了硅酸盐解钾菌解钾的过程,延长了解钾时间,同时向硅酸盐解钾菌提供C、N养分。     

二月兰与杜鹃花共建百里杜鹃景区景观时空观赏性

百里杜鹃景区花期过于集中,花期大多在4—5月,旅游期短。现以二月兰与优势种马缨杜鹃为试材,通过在马缨杜鹃树下配种二月兰,研究二月兰是否增加景区的观赏效果,同时,研究引种二月兰是否对马缨杜鹃的生长造成不良影响。结果表明:在马缨杜鹃树下种植二月兰并不影响其生长;二月兰的花期为3—5月,株高多分布在50~100cm,与马缨杜鹃相比,在群落上属于下层景观;这使得景区的可观赏时间提前了将近1个月,同时增强景区空间上的观赏效果。