设施农田土壤重金属污染评价及分区阈值研究

设施农田高强度的耕作模式使土壤重金属累积日益加重，因地制宜地确定其土壤重金属目标值与筛选值对设施农田可持续生产意义重大。本文以石家庄、衡水与唐山为研究区，基于土壤重金属污染风险和生态风险评价，用熵权法得出综合风险等级并确定重金属污染分区阈值。结果表明土壤Cd、Cu、Zn污染最严重，高风险区占比达40.57%。研究区设施农田土壤Cd、Cu、Pb、Zn全量与有效态的目标值分别为0.12、40.17、19.23、116.03 mg·kg^-1与0.02、4.19、0.59、8.80 mg·kg^-1；筛选值分别为0.40、90.27、38.33、170.68 mg·kg^-1与0.11、11.77、1.55、14.24 mg·kg^-1。基于综合评价结果反推分区阈值的方法简单便捷，重金属全量与有效态的目标值及筛选值的确定为研究区设施农田重金属污染的预防提供了多方位的指导。     

层状非均质包气带渗透性特征及其对降水入渗的影响

不同的岩性界面影响了降水在包气带中的入渗、运移与再分布过程,其影响机制仍是有待研究的学科前沿问题。针对上述问题,基于层状非均质包气带6 m×4 m×5 m样方,开展了多场次自然降水入渗过程的原位试验监测,研究结果表明层状非均质结构对降水入渗过程和速率影响明显:(1)地层分界面处土壤含水率呈现陡降变化特征;(2)220 cm深度以上包气带中土壤含水率对降水入渗响应变化敏感,呈含水率陡变的多峰谷式脉冲响应变化特征,其中20～100 cm地层土壤含水率变化幅度为22.58%～29.76%,120～200 cm地层土壤含水率变化幅度为13.74%～20.74%;220 cm深度以下包气带中土壤含水率对降水入渗响应滞缓,年内呈现平缓单峰响应变化特征,反映了多场次降雨的累积效应,其中220～400 cm地层土壤含水率变化幅度为2.3%～12.15%,430～460 cm地层土壤含水率变化幅度为2.5%～3.41%;(3)层状非均质结构阻滞了水分的运移(湿润锋通过亚砂土-粉砂界面时,平均运移速度由10.53 cm·d~(-1)下降为0.77 cm·d~(-1);湿润锋通过亚砂土-亚粘土界面时,平均运移速度由12 cm·d~(-1)下降为1.86 cm·d~(-1)),当岩性界面处水分不断蓄积克服阻力后才能向下运移;受上部界面水分蓄积的影响,下部层状非均质结构的阻滞作用将被减弱甚至不明显。     

芒果皮渣多糖提取工艺优化及其抗氧化活性研究

以芒果皮渣为原料,采用热水浸提法,在单因素试验的基础上,通过响应面法优化芒果皮渣多糖的提取工艺,同时分析芒果皮渣多糖的最佳沉淀条件,并利用清除ABTS+·、DPPH·和·OH能力评价其体外抗氧化活性。结果表明,芒果皮渣多糖的最佳提取及醇沉工艺条件为:浸提温度98℃,浸提时间4 h,料液比1∶40(g/mL),在此条件下芒果皮渣多糖提取率为9.29%。芒果皮渣多糖最佳醇沉工艺为:浸提次数3次,浸提液浓缩5倍,4倍体积95%乙醇醇沉6 h。体外抗氧化试验表明,芒果皮渣多糖对ABTS+·、DPPH·和·OH均有一定的清除效果,随着芒果皮渣多糖质量浓度的增加清除能力逐渐增强,当多糖浓度为1.0 mg/mL时,其对ABTS+·、DPPH·和·OH的清除率分别达到42.58%、92.37%和41.59%,此时还原力为1.49。     

常用肥料对作物重金属积累的影响及其机理研究进展

我国肥料用量和种类均日益增多，其重金属含量及对作物重金属积累影响复杂，亟待全面开展肥料重金属安全性评价工作。从常见肥料重金属含量、肥料对作物积累重金属的影响及影响机理三方面阐述了肥料重金属安全性评价的研究进展。有机肥和固废堆肥重金属污染问题严重，无机化肥和其他新型肥料中重金属污染问题也不容忽视。肥料一方面可以作为重金属污染源对土壤和作物造成重金属污染，另一方面也可能通过改变土壤中重金属的赋存形态、影响作物根对重金属的吸收和根向地上部分的转运等生化机理而影响作物中重金属含量。在比较了常见肥料中重金属污染特征、生物积累行为及机理基础上，对肥料重金属安全性评价的研究前景进行了展望。     

青海省海东市不同等级降水和旱涝关系研究

青海省海东市是青海省重要的粮食生产基地,干旱直接影响着农业的有序发展。利用1961—2015年青海省海东市5个气象站逐日降水资料,笔者分析各级雨量和雨日及Z指数的变化趋势,并研究各级雨量和雨日对旱涝的影响。结果表明：（1）夏（冬）半年降水以小雨（雪）和中雨（雪）为主;夏半年小雨和大到暴雨（中雨）的雨量及雨日呈减小（增加）趋势,冬半年各级雨量及雨日均呈减小趋势;（2）夏、冬半年Z指数均表现为不显著的减小趋势;（3）采用偏相关系数和相对贡献率分析,夏半年中雨和大到暴雨雨量及雨日对Z指数有显著的影响,冬半年小雪的雨量和雨日对Z指数变化影响最大;（4）采用合成分析法的标准化值,在偏涝年,各级雨量和雨日基本都为正值,夏半年差异主要表现在大到暴雨和中雨雨量和雨日,而冬半年差异主要表现在小雪雨量和雨日;在偏旱年,各级降水雨量和雨日基本都为负值,夏半年差异主要表现在中雨雨量和雨日,冬半年差异主要表现在小雪和中雪雨量和雨日。     

湘西不同植被类型土壤重金属分布及相关性研究

【目的】探讨湘西地区不同植被下土壤环境的状况,揭示土壤富集重金属元素的规律。【方法】以湖南湘西地区针叶林、针阔混交林、阔叶林和灌木林4种森林土壤不同层次(0~15 cm和15~30 cm)的Cd、Cu、Ni、Pb、Zn为研究对象,采用单因素分析法和主成分分析法分析重金属分布及相关性。【结果】不同植被下土壤中5种重金属含量的变异系数为0.18%~0.69%,由大到小的排列顺序为Cu>Zn>Ni>Pb>Cd。主成分分析表明Cu和Cd在PC1中有较大的荷载值,在PC2中有中等的荷载值。各因素相关性分析结果显示,灌木林土壤容重与Zn之间存在显著的负相关性,针叶林土壤容重与Cu之间存在显著的正相关性;灌木林土壤有机质与Cd之间有显著的正相关性,针叶林土壤pH值与Ni和Zn之间有显著的正相关性;针阔混交林土壤pH值与Pb、Cu和Ni之间存在显著的正相关性,灌木林土壤重金属含量之间的相关性较显著。【结论】湘西地区不同植被类型土壤重金属含量的垂直分布规律存在差异,表现为针阔混交林的上层土壤中重金属含量均低于下层土壤,常绿阔叶林的上层土壤中重金属含量均高于下层土壤,而针叶林和灌木林土壤中重金属含量无差异性变化;湘西地区土壤容重、有机质、坡度、pH值、土层厚度对Cd含量的影响较大,海拔对Pb、Ni和Cu的影响较大,坡度对Ni的影响较大;湘西地区灌木林中重金属来源相同的可能性相较于其他3种植被类型更大。     

芥菜吸收积累重金属研究进展

指出了土壤重金属污染状况和由此导致的蔬菜重金属污染风险不容忽视。针对不同品种芥菜吸收和积累重金属的特性、吸收机制以及应用方面进行了综述,为研究芥菜吸收积累重金属的机理和应用提供参考。     

养殖环境对小龙虾体内的重金属水平及其分布的影响研究

本实验研究小龙虾各部位重金属的分布规律以及环境对小龙虾影响,并探索小龙虾在富集和去除重金属方面的潜在价值。选择泰州与连云港的小龙虾及养殖底泥和水体进行取样,利用AAS和ICP-AES检测了样品中Zn、Cu、Pb、Cr、Ni和Cd的浓度。实验表明：小龙虾肉可以放心食用,但虾头(含虾黄)与虾壳中重金属均严重超标；龙虾按不同周期检测出来的重金属数据相差不大,按雄雌来分也无明显变化规律。Pearson 相关性分析表明小龙虾体内重金属与底泥高度相关(r>0.8)。人工饲养小龙虾实验结果显示小龙虾体内重金属和水体内的浓度总体上具一定的相关性。     

Changes in the relationship between species richness and belowground biomass among grassland types and along environmental gradients in Xinjiang,Northwest China

The association between biodiversity and belowground biomass (BGB) remains a central debate in ecology. In this study, we compared the variations in species richness (SR) and BGB as well as their interaction in the top (0-20 cm), middle (20-50 cm) and deep (50-100 cm) soil depths among 8 grassland types (lowland meadow, temperate desert, temperate desert steppe, temperate steppe desert, temperate steppe, temperate meadow steppe, mountain meadow and alpine steppe) and along environmental gradients (elevation, energy condition (annual mean temperature (AMT) and potential evapotranspiration (PET)), and mean annual precipitation (MAP)) based on a 2011-2013 survey of 379 sites in Xinjiang, Northwest China. The SR and BGB varied among the grassland types. The alpine steppe had a medium level of SR but the highest BGB in the top soil depth, whereas the lowland meadow had the lowest SR but the highest BGB in the middle and deep soil depths. The SR and BGB in the different soil depths were tightly associated with elevation, MAP and energy condition; however, the particular forms of trends in SR and BGB depended on environmental factors and soil depths. The relationship between SR and BGB was unimodal in the top soil depth, but SR was positively related with BGB in the middle soil depth. Although elevation, MAP, energy condition and SR had significant effects on BGB, the variations in BGB in the top soil depth were mostly determined by elevation, and those in the middle and deep soil depths were mainly affected by energy condition. These findings highlight the importance of environmental factors in the regulations of SR and BGB as well as their interaction in the grasslands in Xinjiang.     

1959-2017年安徽省夏季降水的时空变化及其影响因素研究

【目的】探究安徽省区域水热动态变化趋势,对区域水旱灾害发生的夏季降水时空分布变化特点、分配特征及变化规律进行分析。【方法】利用1959―2017年安徽省16个气象站逐月降水资料,采用气候倾向率法、滑动平均法、Mann-Kendall突变检验法并基于克里金插值法,对安徽省1959-2017年夏季降水的时空分布特征及影响因素进行分析。【结果】研究区年均夏季降水540.1 mm,占年均降水总量45.9%,夏季降水量变幅为275.7~1 137.0 mm;1959-2017研究区年均降水量和夏季降水量总体上都呈增加趋势,其中夏季降水量变化率为23.01 mm/10 a,略高于年均降水变化速率(21.31mm/10a);夏季降水作为年降水极值的重要构成,在1975年存在显著突变点,20世纪70年代末到20世纪90年代中期突变情况复杂多变,存在多个突变年份,突变年份与厄尔尼诺年具有较强关系。安徽省夏季降水与年降水在空间分布上都呈现出南多北少的同步趋势;年降水量呈现237.0~753.2 mm的降水梯度,夏季降水出现426.4~1 045 mm的降水梯度。【结论】安徽省夏季降水变化特点表现为集中性和突变性共存的特点,降水呈现增多趋势是全球气候变暖背景下复杂的水热响应关系以及以厄尔尼诺现象为代表的异常气候事件共同作用的结果;安徽省区域气候过渡性和复杂下垫面地形条件造成了区域降水显著分异。