基于秸秆材料的生物基质系统对养殖废水污染物去除效果研究

采用人工湿地处理养殖废水具有良好的去除效果和资源化利用优势,但畜禽养殖废水浓度较高,直接排入人工湿地易导致湿地植物死亡,采取措施适度降低废水污染物浓度是生态治理的重要前提。因此,本研究选取稻草和芦苇两种秸秆材料,设置稻草、芦苇和对照三个处理,利用三级生物基质消纳系统,开展为期6个月的野外控制试验,对比分析稻草和芦苇对养殖废水主要污染物的去除效果及其自身的降解特征,探讨生物基质系统对养殖废水中主要污染物的去除效果。结果表明,稻草和芦苇对主要污染物指标化学需氧量(COD)、氨氮(NH_4~+-N)、总氮(TN)和总磷(TP)均有良好的去除效果,其中稻草对NH_4~+-N、TN和TP的去除率相对较高,分别为44.9%、39.2%和39.6%,去除负荷分别为17.38、19.84和3.02 g/(m~3·d);芦苇对COD的去除率相对较高,为50.6%,去除负荷为87.28 g/(m~3·d)。NH_4~+-N和TN的去除效果与Eh呈显著正相关(P0.05),而与pH值呈显著负相关(P0.05);TP的去除则受环境因素的影响较小。稻草的降解速率显著快于芦苇,半年内的月平均降解率分别为8.0%和3.6%。稻草总体去除效果好于芦苇的原因可能与其主要成分纤维素、半纤维素和木质素的降解速率相对较快有关,但是芦苇作用的持续时间则相对较长。     

亚热带丘陵小流域土壤碳氮磷生态计量特征的空间分异性

了解土壤碳氮磷生态化学计量特征的空间变异有助于土壤养分管理。以湖南省长沙县金井镇脱甲河小流域(52 km2)为研究区,系统分析了亚热带丘陵小流域表层(0~20 cm)土壤碳氮磷的生态化学计量特征及其空间变异性。该流域土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)和全磷(TP)平均含量分别为13.09、1.50和0.51 g kg-1,C∶N、C∶P和N∶P平均值分别为10.42、72.71和7.19,均具有高等变异水平和中等程度的空间自相关性。土壤C∶N、C∶P、N∶P高值区域主要分布在海拔高、人为干扰少和肥料使用少的林地区,而低值区主要分布在海拔较低、人类活动频繁以及化肥施用量大的农田区。菜地、茶园、林地和稻田等不同土地利用方式下,土壤C∶N∶P差异显著;在高海拔和陡坡地区,土壤C∶N∶P均明显偏高。这表明研究区域表层土壤碳氮磷比率的空间分异与土地管理措施和地形有着密切的关系。     

侵蚀条件下坡地土壤水分与有效磷的空间分布特征

坡地的水土流失及磷素在泥沙中的富集不仅导致土地生产力下降、环境恶化 ,也对下游水体的环境造成严重危害。以不同施磷时间的黄绵土为试验材料 ,通过人工模拟降雨试验观察了坡地侵蚀土壤水分含量 (SM)与有效磷含量 (APC)的空间变化特征。结果表明 :自坡顶向下侵蚀土壤表层 0～ 5 cm与 5～ 10 cm的土壤水分 (SM)呈现出完全一致的波浪状递增趋势。有效磷含量 (APC)的空间变化虽然也为波浪状 ,但其节奏要较水分变化快一倍 ,而且 0～ 5 cm与 5～ 10 cm两层间并不同步 ,下层略有滞后。磷向 2 0 cm以下土层的迁移量极少 ,不同坡位间差别不大。施磷 2 4d以前从坡顶向下有效磷含量 (APC)呈降低趋势 ,而施磷 2 4d以后在坡下则略有富集 ;施磷 6 d以前坡地 0～ 5 cm土层有效磷含量 (APC)较 6 d以后低 8%左右     

新构造运动对黄土高原土壤侵蚀的影响

新构造运动是影响黄土高原土壤侵蚀的主导性因素.第四纪以来,受青藏高原阶段性强烈隆升的影响,黄土高原的形成与演化也具有阶段性.黄土高原地质时期土壤侵蚀的相对强烈期为更新世早期(2.5～2.4MaB.P.)、更新世中期(1.67～1.43MaB.P.)、更新世中晚期(0.85MaB.P.)、更新世晚期(0.10～0.07MaB.P.)和全新世5个时期,其中前4个时期为自然侵蚀期,全新世为人为加速侵蚀期.新构造运动是黄土高原重力侵蚀的主要影响因素,构造弧形隆升和断隆带是黄土高原的强烈侵蚀产沙中心.     

地貌在城市建设用地生态适宜性分区中影响研究——以浏阳河流域为例

在地理信息系统的支持下，在对影响区域生态过程的因素进行综合分析基础上，重点探讨了地貌因素在城市建设用地生态适宜性分区中的作用以及对分区结果的影响．研究结果显示：浏阳河流域中长沙市最适宜用地、适宜用地、基本适宜用地、不适宜用地、不可用地分别占总用地的1．95％，8．12％，23．96％，42．72％和23．25％，结果与实际城市建设发展基本一致．研究结果表明，将地貌因素作为一个重要指标进行城市建设用地生态适宜性分区研究，更具有针对性，分区结果更加合理．     

中国的农业环境问题与农业发展战略

通过分析我国农业环境的气候、资源、环境和生态平衡等方面存在的问题之后，提出了我国农业的发展战略：完善农村政策体系，实行多种形式的土地经营体制；资源管理法制化，遏制恶化态势；贯彻“科教兴国”方针，提高人口素质；改善生态环境，实现农业可持续发展。[编者按]     

亚热带区稻田土壤氮磷淋失特征试验研究

土壤氮磷淋失是农业面源污染的一种重要形式.以亚热带稻田为研究对象,采用陶土头定位观测法比较研究了施肥对稻田土壤氮(N)磷(P)淋失特征的影响.2010-2011年连续近2年的试验结果表明,与不施肥对照(CK)相比,施肥会显著增加稻田土壤N、P的淋失.稻田土壤N的淋失形态有显著差异(P＜0.05),水稻生长期(4-10月)淹水条件下淋失形态主要为NH4+-N,而闲田期(10-翌年3月)非淹水条件下则主要为NO3-N.这与土壤通气状况的变化有密切关系.研究区10-12月(闲田期)稻田P的淋失明显高于其他时期,是稻田土壤P淋失的主要阶段.控制土壤N、P累积是降低稻田土壤N、P淋失的重要途径.     

亚热带主要耕作土壤硝态氮淋失特征试验研究

本文选取红壤、水稻土、潮土、黄棕壤和紫色土等我国亚热带地区的主要耕作土壤为研究对象,采用土柱模拟试验,研究了在这些土壤中,氮素累积与硝态氮迁移的动态特征,并对氮素的淋失风险进行了定量评价和预测。结果表明,硝态氮在土壤中的淋失过程可分为两个明显的阶段:高浓度快速降低阶段和低浓度缓慢降低阶段。硝态氮淋失过程存在明显的拐点,该点对应的累积入渗量（拐点入渗量）变化范围为38.1 - 219.7 mm,且随土壤硝态氮含量的增加呈幂函数关系增加,表明随硝态氮含量的增高,其淋失风险呈加速增大的趋势。硝态氮淋失强度随土壤硝态氮含量的增加呈显著的线性变化趋势。初步估测,我国亚热带地区年降水入渗量700 mm和土壤硝态氮累积水平为N 20 mg /kg条件下,表层土壤（0-20cm）的硝态氮年平均淋失量为N 484.9 kg /hm2,土壤间的变异系数（CV）分别为26.5%。土壤硝态氮含量是影响硝态氮淋失强度的决定性因素,其它土壤性质的影响均相对较小,因此,控制土壤氮素累积和化肥施用水平是降低其淋失风险的关键环节。     

亚热带小流域土壤氮磷分布及其环境效应

土壤氮磷积累是引起农业面源污染的主要原因。为探讨土壤氮磷含量的分布状况及其对环境的影响,选取位于长沙县金井镇的小流域为研究区域,以表层土壤(0-20cm)为采样对象,按不同的土地利用方式共采集样品1 118个。以土地利用类型为分析单元,分析说明了土壤全氮、全磷的分布特征及其环境效应。结果表明:土壤全氮和全磷含量的平均值分别为1.66,0.54g/kg,变异系数分别为34.9%和46.3%,均属于中等变异。菜地土壤全氮含量主要分布在1.8～2.4g/kg区间,旱地和水田为1.2～1.8g/kg,林地和茶园为0.6～1.2g/kg;菜地土壤全磷含量主要分布在大于1.0g/kg区间,旱地为0.6～0.8g/kg,水田为0.4～0.6g/kg,林地和茶园为0.2～0.4g/kg。结合地下水氮磷含量分析表明,土壤氮素含量与地下水铵态氮含量增加有关,对地下水水质产生影响,其中水田的影响尤为突出;土壤磷素的淋失可能具有季节性差异,还有待进一步验证。     

绿狐尾藻生态湿地处理污染水体的研究评述

当前,解决我国农业农村日趋严峻的水污染问题是美丽乡村建设重中之重的任务。本文总结了近年来中国科学院亚热带农业生态研究所研发的农业农村水污染生态处理与资源化利用综合技术体系的研究进展。其中,以绿狐尾藻湿地技术为核心,重点介绍了绿狐尾藻的生理生态特征和生态竞争力,从绿狐尾藻的氮磷吸收能力及绿狐尾藻湿地系统中功能微生物群落结构特征等方面阐明了绿狐尾藻湿地中氮磷和有机污染物的主要去除机理;结合绿狐尾藻的营养特征及动物(鸡、鸭、猪等)生长试验,分析了其饲料化技术的可行性,并探讨了其肥料化和能源化等途径的发展前景;最后,对后期的研究工作包括绿狐尾藻和附生微生物的协同作用机理、绿狐尾藻湿地治理技术的集成与优化以及资源化利用设备研发等进行了展望。