天津市郊区菜地土壤重金属通量的研究

[目的]为了掌握天津市郊区菜地土壤中重金属元素的输入输出特征和变化规律,促进土地资源的可持续利用。[方法]在2个调查区,配套采集大气干湿沉降、灌溉水、化肥、蔬菜样品,并且进行相关研究。[结果]工矿企业较多的地区重金属大气干湿沉降输入通量大。土壤重金属富集程度高的地区蔬菜重金属输出通量更高。大气干湿沉降是天津市近郊土壤主要的重金属输入途径。天津市城郊菜地的4种重金属元素处于持续累积的过程中。[结论]修复污染土壤、降低重金属大气干湿沉降通量是保障郊区菜地可持续利用的重要措施。     

生草免耕桃园生态系统的碳交换动态变化特征

植物固碳是减缓全球气候变暖的有效途径。然而,农田尺度果园固碳能力目前还不清楚。该文采用涡度相关技术,研究粗砂土立地条件下12a生树龄生草免耕桃园生态系统碳交换和能量平衡各分量的动态变化。结果表明,在盛花期存在明显的固碳能力,日峰值为-0.33mg/(m2·s)(以CO2计)。在旺盛生长期波文比值在0.3以下,日净固碳值最高为-25.1g/(m2·d)(以CO2计)。落叶期存在明显的高CO2排放,日峰值为0.60mg/(m2·s)(以CO2计)。监测期内桃园生态系统日平均波文比值和净固碳量分别为(1.22±1.56)和(-2.90±6.63)g/(m2·d)(以CO2计),年净生态系统碳交换量(net ecosystem exchange,NEE)为-1052g/(m2·a)(以CO2计)。以上结果揭示粗砂土12a生树龄生草免耕桃园生态系统有较强的固碳能力。该文为评价果园碳汇功能提供基础数据。     

2种固化剂对重金属和砷复合污染底泥的稳定化处理效果

通过底泥交换态重金属和砷含量的分析以及毒性浸出测试,考察磷酸氢二铵和碳酸钙对底泥中重金属和砷的稳定化处理效果。结果表明,随着磷酸氢二铵添加量的增加底泥pH值逐步降低,随着碳酸钙添加量的增加底泥pH值逐步升高。磷酸氢二铵对底泥中Pb的稳定有良好效果,然而对Zn、As却产生了极大的活化作用。碳酸钙对底泥中Pb、Cd、Zn的稳定有良好效果,但对As的稳定没有明显作用。相对而言,碳酸钙更适合用来稳定化处理重金属和砷复合污染底泥。     

氨基木粉的制备与吸附性能研究

通过碱化、环氧化、胺化等反应制备了 3种氨基木粉 ,进行了红外光谱和元素含量分析 ,并讨论了各种因素对环氧值、氨基含量的影响 ,同时 ,还考察了它们对Cu2 的吸附性能。试验表明 :该类木粉具有吸附容量高、吸附速度快、易解吸、重复使用性能好的特点 ,可作为一种阴离子交换剂使用     

几种耕作措施对华北潮土活性有机碳的影响

以河北省栾城长期耕作定位试验田为研究对象,研究了翻耕秸秆不还田(F1)、翻耕秸秆还田(F2)、旋耕(X)和免耕(M)4种耕作处理对土壤活性有机碳含量、土壤含水量、土壤温度、秸秆分解速率及CO2排放通量的影响.结果表明:土壤活性有机碳含量随季节呈动态变化,6～7月份的土壤活性有机碳含量显著低于4～5月和8～9月,土壤活性有机碳含量在不同耕作措施情况下表现为:X＞M＞F2＞F1,旋耕处理的活性有机碳含量高于其它处理11.27％～91.46％.土壤活性有机碳分别与土壤质量含水量、土壤温度和CO2排放通量呈显著负相关,与秸秆分解速率呈显著正相关.4种耕作处理中旋耕处理的土壤活性有机碳含量最高,而免耕处理的土壤活性有机碳含量低于旋耕是由秸秆还田深度决定的.     

低分子量有机酸对可变电荷土壤铝活化动力学的影响

从动力学角度研究了几种低分子量有机酸对2种酸性土壤中铝的活化和活化铝在土壤固/液相之间分配的影响。结果表明:对于络合能力弱的醋酸和乳酸,主要通过质子作用活化铝,且活化作用明显小于盐酸。而络合能力较强的苹果酸、草酸和柠檬酸,主要通过络合作用促进铝的释放,且这种作用随有机酸根阴离子络合能力的增强而增加。在氧化铁含量较高的砖红壤中,苹果酸、草酸和柠檬酸通过专性吸附增加土壤表面负电荷,从而增加土壤交换态铝;但在氧化铁含量较低的红壤中,草酸和柠檬酸主要通过形成可溶性铝络合物降低交换态铝。活化铝在土壤固/液相间的分配主要决定于溶液中有机阴离子与土壤固相表面对铝离子的竞争。醋酸和乳酸活化的铝主要以交换态铝存在;而草酸和柠檬酸活化的铝主要以有机酸-铝络合物存在于溶液中,特别是在氧化铁低的红壤中,这将促进铝在土壤-水体中的迁移。     

西北干旱区绿洲葡萄园净碳交换及其影响因素

研究干旱区绿洲农业生态系统碳收支动态和其碳源汇形成机制对于指导绿洲农业固碳减排至关重要。基于敦煌干旱绿洲葡萄园涡度相关系统观测的CO_2通量和相关环境因子数据,估算2019年生长季(5—10月)葡萄园的碳收支总量,同时探究净生态系统碳交换(NEE)的日、季动态及其对叶面积指数(LAI)、光合有效辐射(PAR)、水汽压差(VPD)和空气温度(Ta)等的响应。结果表明:(1)生长季期间,葡萄园净生态系统碳交换(NEE)、生态系统呼吸(Re)和总初级生产力(GPP)的累计量分别为-647.3、883.2 g C·m~(-2)和1530.5 g C·m~(-2),Re/GPP值为57.7%,表明其碳消耗强度较低,为强烈的碳汇过程。(2)生长季NEE量变化呈单峰型(7月峰值),与空气温度的季节变化相似。这表明在水分供应充足的基本条件下,空气温度对于NEE具有显著影响。(3)生长季NEE受到LAI、PAR、VPD、Ta等生物物理因素的综合作用,在整个生长季PAR是与其相关性最高的环境因子,通过驱动光合作用增加固碳量;生长季LAI先增加后减少,光合固碳量也相应受到影响,进而造成NEE呈先下降后上升趋势。同时,保持VPD处于适宜的范围(20～35 hPa),可有效地提高其固碳能力。     

利用探地雷达低频天线监测滴灌棉田盐渍化土壤盐分迁移研究

盐渍化问题严重制约着新疆地区农业经济的发展,而掌握土壤盐分迁移情况是防治土壤盐渍化的前提。为更好地了解滴灌棉田盐渍化土壤盐分的迁移情况,本文选用一典型滴灌棉田为研究对象,采用探地雷达低频天线（250 MHz）进行土壤剖面的探测,由探地雷达图像中的信息,推测土壤盐分在垂直方向上的迁移情况,再用土壤剖面水盐动态、盐分通量变化等实际观测数据进行验证。结果表明:（1）当土壤盐分浓度具有一定梯度时,采用探地雷达低频天线收集的雷达图像中可以划分出盐分积累带、包气带和蒸发面。（2）在整个研究阶段盐分实际运移情况为先整体向上再整体向下。通过水盐动态和盐分通量等方式的验证,发现探地雷达图像中的蒸发面变化情况与实际盐分运移情况一致。因此,使用探地雷达低频天线监测滴灌棉田土壤盐分在垂直方向上的迁移情况是可行的,并且可以使用探地雷达中蒸发面的变化情况表征盐分的整体运移情况。探地雷达低频天线对蒸发面快速无损的识别,为防治盐分迁移导致的土壤盐渍化问题提供了新思路。     

红壤坡地油茶林及自然恢复植被下土壤水势动态变化特征研究

利用野外定位观测数据，研究了红壤坡地油茶林及其自然恢复植被下土壤水势的时空动态变化规律。结果表明，土壤水势及其变异系数随深度的增加而增大，旱季土壤水势低于雨季；再分布过程中土壤水势动态变化主要受降雨量影响，油茶林30～110cm土壤水势变化幅度、变化速度大于同深度恢复区；随着裸地自然恢复成草丛，恢复区土壤水势变化强度较大的层次从0～10，0～20，0～30cm逐渐加深；降雨人渗及再分布过程中零通量面从表层至深层经历了发散与聚合型相互转换的循环过程，表明了不同层次土壤水分的上下交替运移规律；油茶林具有比恢复区复杂的零通量面类型及发生与迁移转变规律。     

贺兰山油松林冠层的辐射能量截获及传输利用特征

油松作为我国北方地区典型的森林植被类型,研究辐射能量在其冠层中的分配、收支及传输,是构建森林冠层辐射传输模型和生态过程模型的理论基础,对阐明森林植被群落中能量流动和物质循环机理具有重要意义。基于贺兰山生态站油松林通量塔定位观测获取的上、下行长短波辐射、光合有效辐射(photosynthetically active radiation, PAR)以及气象数据,分析2021年4—9月不同天气和季节条件下油松林冠层的辐射能量截获及传输特征。结果表明：(1)晴天条件下太阳总辐射的日变化表现为光滑的“单峰”曲线,但多云条件下则呈现不规则的“多峰”曲线,且减弱48.3%的太阳总辐射能量到达冠层顶部。(2)太阳总辐射以下行短波辐射为主,晴天的上行短波辐射日变化虽也呈“单峰”形态,但仅占下行短波辐射的8.1%,上行和下行长波辐射随昼夜交替略有波动。(3)太阳短波辐射的季节动态特征表明,上行和下行短波辐射在6月最高,而上行和下行长波辐射在7月最高。(4)在冠层上方(25 m处)呈规则“单峰”形态的PAR日动态曲线,经过冠层截获和传输作用后,在冠层下方(7 m处)变为不规则曲线;PAR的透过率为32.2...