辽河保护区不同土地利用方式下土壤的有机碳含量特征

基于野外调查采样和室内分析,研究辽河保护区3种土壤类型(草甸土、潮土和沼泽土)、4种土地利用方式(旱田、水田、林地和草地)下土壤总有机碳、溶解性有机碳和微生物生物量碳的含量特征。结果表明,辽河保护区不同土地利用方式下土壤的总有机碳、溶解性有机碳和微生物生物量碳含量差异显著(P0.05),旱田和水田土壤的总有机碳和微生物生物量碳含量均显著高于林地和草地的,草地土壤溶解性有机碳含量显著高于旱田、水田和林地的。草甸土不同土地利用方式下土壤的总有机碳含量、溶解性有机碳含量和微生物生物量碳含量均随剖面深度(0~60 cm)的增加呈逐渐降低的趋势。相关性分析结果表明,土壤总有机碳含量与微生物生物量碳含量呈极显著正相关(P0.01),二者与土壤溶解性有机碳含量的相关性无统计学意义。结果表明土地利用方式的改变将影响到辽河流域土壤有机碳的存在形态和含量。     

辽东山地水源林土壤的有机碳与植被生物多样性关系

以辽东山地蒙古栎山杨林、槭树蒙古栎林、落叶松人工林、山杨林和白桦山杨林5种水源林为研究对象,分析物种组成、多样性、丰富度等因素对土壤有机碳、微生物量碳和土壤可溶性有机碳含量特征的影响。结果显示:土壤有机碳和可溶性有机碳含量均表现为落叶松人工林最高,山杨林最低,微生物量碳含量表现为落叶松人工林最低;从土层上看,0~10 cm土壤有机碳、可溶性有机碳和微生物量碳含量均显著高于10~30 cm土层的含量;土壤微生物量碳含量与多样性和丰富度呈正相关,并且乔木多样性和丰富度对土壤微生物量碳含量的影响大于灌木和草本;土壤有机碳和可溶性有机碳含量与灌木多样性和丰富度均呈显著负相关,并且影响随土层的加深逐渐减弱。     

科尔沁沙地樟子松疏林草地土壤有机碳及其稳定性特征

[目的]探讨科尔沁沙地半干旱区樟子松疏林草地土壤有机碳及其稳定性。[方法]通过分析林内0～5、5～10、10～20和20～30cm层土壤有机碳(SOC)、土壤微生物量碳(MBC)以及土壤易氧化有机碳(Clab)含量,揭示樟子松疏林草地SOC含量及其稳定性。[结果]樟子松疏林草地SOC含量随土层深度的增加而降低,由表层(0～5 cm)的6.77 g/kg降到深层(20～30 cm)的3.51 g/kg,下降了约48%;MBC在土壤空间分布上表现为先降低后增加,Clab含量呈相同的变化趋势。[结论]随着土层深度的增加,樟子松疏林草地Clab含量升高,表明樟子松疏林草地SOC的稳定性随土壤深度的增加而降低。     

融雪剂对3种冷季型草坪草种子萌发和幼苗生长的影响

以早熟禾(Poa pratensis cv.Merit)、黑麦草(Lolium perenne cv.Green Emerald)和白三叶(Trifolium repens cv.Riverdel)3种冷季型草坪草为材料,探讨2种典型融雪剂(1号融雪剂含NaCl 45.2%,2号融雪剂含NaCl 54.6%)对其种子萌发、幼芽和幼根生长的影响,并测定幼苗生长过程中含水量、质膜相对透性、丙二醛含量及过氧化物酶(POD)活性。结果表明:随着融雪剂浓度的增加,3种草坪草种子萌发和幼苗生长受到的抑制作用增强,2号融雪剂对草坪草种子萌发和幼苗生长的抑制作用比1号融雪剂强;3种草坪草对融雪剂胁迫的耐受能力大小依次为黑麦草、早熟禾、白三叶,耐受临界值分别为6.25~9.61、4.99~6.17和1.97~3.11 g/L,极限值分别为12.89~16.85、9.79~12.62和5.71~8.26 g/L;融雪剂胁迫主要通过渗透效应和离子毒害,抑制草坪草对水分的吸收,破坏质膜结构,增加MDA的积累,但3种草坪草幼苗的POD酶均能起到一定的保护作用。     

城市污泥改良沙地土壤过程中氮磷的淋溶特征与风险分析

针对城市污泥组成成分的特点,以科尔沁沙地土壤为研究对象,分析其应用于沙地土壤改良的可行性及对地下水的潜在风险.室内土柱淋溶模拟试验研究结果表明,不同的污泥施入量可明显增加沙化土壤表层中氮磷养分含量,提高沙化土壤质量,同时污泥施用量对淋出液中氮磷养分含量存在显著影响,且氮素的淋溶风险大于磷素.当污泥施用量为30 t/hm2时,淋出液中总氮(TN)、总磷(TP)含量与不施用污泥的对照处理间未存在显著差异,且随淋洗次数的增加,TN含量呈现先下降后趋于稳定的变化趋势,TP含量呈现逐渐下降,而硝态氮(NO3--N)含量较不施用污泥的对照处理增加11％～33％,但与其差异不显著(P＞0.05).当污泥施用量为60,90 t/hm2时,淋洗液中TN和TP含量显著增加(P＜0.01),随淋洗次数的增加,TN和NO3--N含量呈现先上升后趋于稳定的变化趋势,而NO3--N含量在第3次淋洗后均超出地表水环境质量标准中Ⅲ类水质标准限值(20 mg/L),对地下水体污染风险增加.合理控制污泥施用量不仅可以实现城市污泥的资源化利用,同时也可控制其对地下水的影响.     

基于大型底栖动物群落生物指数的清河水环境模糊综合评价

为评价不同水期清河流域水环境状态,采用模糊综合评价法以大型底栖动物Shannon-Wiener多样性指数、Margalef丰富度指数、Simpson多样性指数、Pielou均匀度指数、FBI(Family Biotic Index)指数和敏感性指数6个生物指数为评价因子进行水体等级隶属度计算,综合比较得到枯水期和丰水期各点位的水体状态等级。清河流域大型底栖动物群落结构组成及生物指数在枯水期和丰水期之间发生变化,整体表现为丰水期生物物种丰度、多样性、丰富度及敏感性指数大于枯水期,清河及主要支流上游生物多样性及敏感性类群比例较大,下游、乡镇及城区附近的生物类群多样性降低,耐污值高的生物比例增加。模糊综合评价结果表明,枯水期和丰水期水体呈清洁、轻度污染、中度污染的样点比例分别为12.5%、12.5%、75%和18.75%、43.75%、37.5%,清河流域干流及支流上游点位多为清洁和轻度污染,下游点位多呈中度污染状态。     

生物质材料与营养物配施对石油污染土壤的修复

为研究营养物质、玉米秸秆碎屑和生物炭材料对石油污染土壤修复效果的影响,对4个处理组修复后土壤理化性质、修复中和修复后土壤生物特征和石油烃类物质的去除率,以及上述指标的相关关系进行分析。结果表明:添加玉米秸秆碎屑和生物炭能够显著降低土壤容重,增加土壤孔隙度,并提高土壤田间持水量(P0.05)。在石油污染土壤中添加营养物和两种疏松材料均能提高土壤中微生物数量,其中生物炭与营养物联合处理组效果最佳,修复90 d微生物数量达到7.24×107CFU·g~(-1)。修复后玉米秸秆碎屑与营养物联合处理组和生物炭与营养物联合处理组总石油烃和不同组分烃类物质明显减少,尤其是生物炭联合处理组,明显高于单独营养物处理组和对照组。土壤理化性质、微生物数量、石油烃去除率三者之间多呈显著相关,其中土壤孔隙度和总氮对微生物影响较大,微生物对石油烃类的去除作用明显。因此,添加生物炭材料并配施营养物质既可以改善土壤物理性质又能够为微生物提供充足的养分,进而增强石油污染土壤的修复效果。     

太子河源头水源涵养林不同植被类型矿质态氮流失特征及其对环境因子的响应

以太子河源头水源涵养林为研究对象,分析不同植被类型地表径流和壤中流的氮流失特征,运用冗余分析和偏冗余分析对氮流失特征与环境因子之间的关系进行分析,并对其主要影响因子进行定量分解,探寻太子河源头水源涵养林氮流失特征的关键影响因子。结果表明:不同植被类型地表径流和壤中流硝态氮是氮流失的主要形态,地表径流硝态氮的浓度是铵态氮浓度的1.5倍,壤中流硝态氮的浓度是铵态氮浓度的20.5倍。无论是地表径流还是壤中流铵态氮和硝态氮流失浓度的大小顺序均为人工林杂木林次生林。受径流量和壤中流量的影响,铵态氮流失量表现为次生林最大,硝态氮流失量表现为人工林最大。土壤物理性质和土壤化学性质是影响氮流失浓度的关键因子,分别能解释氮流失浓度总变异的46.36%和16.42%。地形水文因子和植被特征是影响氮流失量的关键因子,分别能解释氮流失量总变异的22.85%和15.09%。而地形水文因子、植被特征、土壤物理性质、土壤理化性质4者混合作用在对氮流失特征中也起到了重要影响,分别能解释氮流失浓度和流失量总变异的36.03%和51.36%。     

辽东山溪河岸林群落特征对降雨再分配及其养分特征的影响

为明确不同物种组成和群落结构的河岸林对降雨再分配及其养分特征的影响,于2014年5—10月对辽东山地典型河岸林群落(落叶松林、蒙古栎林和槭树林)大气降雨、穿透雨和树干茎流过程及其水质特征进行研究。结果表明:落叶松林、蒙古栎林和槭树林穿透雨量分别占大气降雨量的81.9%,77.9%,73.1%,树干茎流量分别占大气降雨量的1.2%,4.4%,4.3%。与大气降雨相比,穿透雨和树干茎流中铵态氮、氯离子、硝态氮和总磷的浓度较高,不同林型铵态氮、氯离子、硝态氮和总磷的浓度和输入量差异显著。不同物种组成和群落结构的河岸林通过树木的形态特征及群落的结构特征对降雨进行再分配,通过林冠表层的物理特征、化学特征和生理特性等改变降雨理化性质,加之雨量、雨强的影响共同作用使铵态氮、氯离子、硝态氮和总磷的浓度和输入量发生改变。     

大伙房水库流域不同植被类型枯落物层和土壤层水文效应

为了研究大伙房水库流域森林生态系统枯落物层和土壤层水文效应,以流域内3种不同植被类型为研究对象,采用浸泡法、环刀法对其枯落物层和土壤层水文功能进行定量研究。结果表明:(1)3种植被类型枯落物蓄积量为23.20～39.11t/hm~2,表现为刺槐天然次生林油松人工林落叶松人工林,且阔叶林枯落物半分解层蓄积量大于未分解层,而针叶林则相反。(2)枯落物层最大持水量为50.24～109.19t/hm~2,有效拦蓄量为41.70～90.71t/hm~2,均表现为刺槐天然次生林油松人工林落叶松人工林,刺槐天然次生林枯落物层持水功能较好。(3)枯落物未分解层、半分解层分别在浸水10,8h基本达到饱和,持水量与浸水时间呈明显对数关系(R20.91);枯落物在浸水1h内吸水速率变化最大,4h左右吸水速率明显减缓,吸水速率与浸泡时间呈明显幂函数关系(R20.93)。(4)3种植被类型土壤容重均值变化范围为1.10～1.25g/cm~3,总孔隙度变化范围为27.96%～30.19%,土壤有效持水量变化范围为21.11～29.39t/hm~2,不同植被类型土壤层持水能力表现为刺槐天然次生林油松人工林落叶松人工林,土壤入渗速率与入渗时间呈明显幂函数关系(R20.90)。综合3种植被类型枯落物层及土壤层水文功能表明刺槐天然次生林的水源涵养功能较强,建议在该流域加强天然次生林的保护和恢复。