兰州土壤-蔬菜系统铅污染特征及全钾速效钾与pH对其富集特性影响

通过野外调查取样与实验测定相结合的方法,对兰州市农业生态系统土壤-蔬菜体系49个样点进行研究,分析探讨了研究区蔬菜与土壤的铅污染水平以及蔬菜铅富集效应特性。结果表明：①蔬菜种植地土壤铅平均含量为26.30 mg.kg-1,合格率为93.62%,在不同县区存在显著差异,其大小顺序为红古区〉榆中县〉永登县;②蔬菜铅平均含量为0.59 mg.kg-1,合格率为60.78%,在不同县区存在显著差异,其大小顺序为永登县〉榆中县〉红古区;③蔬菜铅富集系数为（1.69±2.99）%,永登县蔬菜的铅富集能力显著高于榆中县和红古区,不同种类蔬菜铅富集能力在不同县区具有差异性;④土壤全钾除与白菜和甘蓝有正相关性以外,与其他蔬菜均为负相关性,其中与白菜、番茄、土豆显著相关,与胡萝卜为极显著相关;⑤土壤速效钾与各种蔬菜的铅富集能力均为正相关性,其中与胡萝卜、甜菜、甘蓝为显著正相关,与番茄、土豆、菜花为极显著正相关;⑥土壤pH值与胡萝卜、甜菜铅富集系数呈显著负相关,与菜花呈极显著负相关。研究表明,兰州市不同蔬菜产区的各类蔬菜对土壤铅的富集具有明显的差异性,同时不同形态的钾元素及土壤pH值对蔬菜铅富集能力具有显著的影响。     

科尔沁沙地典型玉米农田土壤呼吸特征及其影响因素

以科尔沁沙地典型玉米农田为研究对象,采用动态密闭气室法(Li-6400,USA)测定分析了土壤呼吸速率日动态和季节动态变化及其影响因素。结果表明:(1)土壤呼吸速率日动态在晴朗天气条件下表现为平缓的单峰曲线,最大值和最小值分别出现在14:00~18:00和2:00~6:00;季节动态最高值出现在雨热同期的夏季,日平均值达到7.490μmolCO2·m-2·s-1。(2)指数模型能较好的描述温度对于土壤呼吸日动态和季节动态的影响。(3)土壤呼吸速率与近地表气温的相关性最强,对15cm土壤温度的变化最敏感。(4)生物因子对土壤呼吸的季节变化起着重要作用,根系生物量与土壤呼吸速率呈三次关系(R2=0.880,P0.05)。     

兰州土壤－蔬菜系统铅污染特征及全钾速效钾与ｐＨ对其富集特性影响

通过野外调查取样与实验测定相结合的方法,对兰州市农业生态系统土壤-蔬菜体系49个样点进行研究,分析探讨了研究区蔬菜与土壤的铅污染水平以及蔬菜铅富集效应特性.结果表明:①蔬菜种植地土壤铅平均含量为26.30 mg·kg-1,合格率为93.62%,在不同县区存在显著差异,其大小顺序为红古区>榆中县>永登县;②蔬菜铅平均含量为0.59 mg·kg-1,合格率为60.78%,在不同县区存在显著差异,其大小顺序为永登县>榆中县>红古区;③蔬菜铅富集系数为(1.69±2.99)%,永登县蔬菜的铅富集能力显著高于榆中县和红古区,不同种类蔬菜铅富集能力在不同县区具有差异性;④土壤全钾除与白菜和甘蓝有正相关性以外,与其他蔬菜均为负相关性,其中与白菜、番茄、土豆显著相关,与胡萝卜为极显著相关;⑤土壤速效钾与各种蔬菜的铅富集能力均为正相关性,其中与胡萝卜、甜菜、甘蓝为显著正相关,与番茄、土豆、菜花为极显著正相关;⑥土壤pH值与胡萝卜、甜菜铅富集系数呈显著负相关,与菜花呈极显著负相关.研究表明,兰州市不同蔬菜产区的各类蔬菜对土壤铅的富集具有明显的差异性,同时不同形态的钾元素及土壤pH值对蔬菜铅富集能力具有显著的影响.     

退化沙质草地菌根对细根分解过程中营养元素释放的影响

细根分解过程中的营养元素释放是低覆盖度植被区土壤物质循环的关键环节,菌根在该过程中的作用目前尚不明确。本研究以退化沙质草地植被恢复过程中的先锋灌木差不嘎蒿为对象,采用内生芯法,分别研究了活细根+菌根、菌根以及无根（对照）处理下其细根分解过程中的营养元素（氮、磷、钾）释放动态。结果表明：菌根对差不嘎蒿细根分解过程中营养元素含量的影响主要发生在分解后期（1 a以后）。当分解超过1 a,菌根的存在显著降低了细根氮含量,这种效应不受活的细根的影响,菌根+活细根以及菌根处理下的氮含量分别较对照低15.3%和9.5%;而对于磷和钾,菌根处理下的含量均显著低于对照（P<0.05）,但该效应受活根的影响,活细根+菌根处理下的差不嘎蒿磷含量与钾含量均与对照无显著差异（P>0.05）;从营养元素的物质残留动态分析发现,菌根显著促进了分解细根中氮素的释放（P<0.05）,这种促进效应主要发生在分解的中期;而对于磷和钾主要发生在分解的后期,且受活细根干扰。研究结果表明,菌根是影响根系分解过程中营养元素释放的关键要素,在植物根系分解及其与土壤物质周转关系的研究中应当重点关注。     

CENTURY模型在不同生态系统的土壤有机碳动态预测研究进展

CENTURY模型是国际上著名的生物地球化学模型之一。本研究系统介绍了CENTURY模型的运行机理及过程,分析和总结该模型在草地、农田、森林生态系统中土壤有机碳(SOC)的研究成果,并归纳了影响其模拟精度的主要因素。结果表明,土壤质地和土壤养分是影响CENTURY模型在草地生态系统应用的关键因素,且该模型在荒漠草原生态系统的适应性较高;不同农业管理模式是影响SOC模拟精度的因素之一,间作农业模式下模拟SOC的精度较高;CENTURY模拟森林生态系统的枯枝落叶层的有机质时存在结构缺陷,这导致CENTURY模型在草地和农田系统的模拟效果优于森林生态系统。由于CENTURY模型最初是基于草地生态系统而开发,其模型参数在不同地域的草地生态系统的普适性较高;过多的人为干预增加了CENTURY模型在农田生态系统模拟的不确定性,从而会出现模拟结果不稳定的现象;通过调查掌握详细的农田历史管理制度和方式,准确控制模拟进程,可以有效提高模拟精度;森林生态系统的模拟结果可以服务于管理措施的制定,CENTURY模型结合GIS可以实现单点模拟向区域模拟的转变。     

植物根系分解及其对生物和非生物因素的响应机理研究进展

植物根系在生态系统物质循环和能量流动过程中具有重要意义,其分解是固定于植物体内的物质返回土壤和大气环境的重要过程,受生物和非生物等多重因子影响。其中:生物因素方面,根系化学特征是影响根分解的主要因素,根系寿命、直径、菌根及物种差异等生物因素主要是通过改变根系化学性质产生作用,根系分泌物、土壤微生物等主要通过改变分解者的数量和活性影响根系分解。非生物因素方面,水热因子是影响根分解的关键。另外,在全球变化背景下,大气氮沉降、CO₂浓度增加等因素也对植物根系分解产生影响。本文从植物根系分解过程和影响根分解的因素两方面,综述了植物根系分解过程中物质释放规律,总结和归纳了主要生物和非生物因素对植物根系分解的影响机理,并对根系分解的研究进行展望。     

科尔沁不同沙地类型植被动态特征及其与凋落物的关系研究

为探究科尔沁不同沙地类型植被动态特征及其与凋落物的关系，本试验以科尔沁沙地不同类型样地（流动沙丘、固定沙丘和封育草地）为研究对象，测定了2005-2016年生长季高峰期（8月中旬）植被特征和整个生长季（4-9月）凋落物量的动态，分析了二者的年际动态及关系。结果表明：不同类型样地植被特征差异极显著，植被密度、盖度和生物量均有明显的年际动态，且年际动态和样地类型间存在显著交互效应；凋落物量受样地类型、年、月3因素及其交互效应的影响；回归分析表明，植被特征与凋落物量呈极显著线性关系，但小区域范围内，植被特征与凋落物量关系不显著。综上，植被生长显著影响凋落物产生，但植被特征与凋落物量关系不显著，凋落物量可能还受其他因素的影响。     

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。     

CENTURY模型在不同生态系统的土壤有机碳动态预测研究进展

CENTURY模型是国际上著名的生物地球化学模型之一。本研究系统介绍了CENTURY模型的运行机理及过程,分析和总结该模型在草地、农田、森林生态系统中土壤有机碳(SOC)的研究成果,并归纳了影响其模拟精度的主要因素。结果表明,土壤质地和土壤养分是影响CENTURY模型在草地生态系统应用的关键因素,且该模型在荒漠草原生态系统的适应性较高;不同农业管理模式是影响SOC模拟精度的因素之一,间作农业模式下模拟SOC的精度较高;CENTURY模拟森林生态系统的枯枝落叶层的有机质时存在结构缺陷,这导致CENTURY模型在草地和农田系统的模拟效果优于森林生态系统。由于CENTURY模型最初是基于草地生态系统而开发,其模型参数在不同地域的草地生态系统的普适性较高;过多的人为干预增加了CENTURY模型在农田生态系统模拟的不确定性,从而会出现模拟结果不稳定的现象;通过调查掌握详细的农田历史管理制度和方式,准确控制模拟进程,可以有效提高模拟精度;森林生态系统的模拟结果可以服务于管理措施的制定,CENTURY模型结合GIS可以实现单点模拟向区域模拟的转变。