半干旱黄土丘陵区土壤水分生长季动态分析

土壤水分是半干旱地区植被生长的重要水分来源,尤其是深层土壤水分对黄土高原人工植被恢复起着至关重要的作用,阐明深层土壤水分的季节动态对揭示人类活动影响下的植被与水分的相互作用关系、维持黄土高原植被恢复的可持续性有重要的科学意义。文中基于半干旱黄土丘陵区8种典型植被0-1.8m土壤水分动态监测和0-5m深度土壤水分季节比较,研究发现:1)植被类型对土壤水分及其剖面分布具有显著影响,且不同植被土壤水分季节变化均随深度增加而减弱;2)生长季中不同植被土壤水分都呈现出先减少再增加的变化,不同植被在不同生长阶段中降雨对土壤水分的补充有所不同;3)人工植被深层土壤水分没有显著的季节变化,表明人工植被深层土壤水分已难以受到当季降水补充,维持植被生长的功能可能在逐渐减弱,黄土高原现阶段植被恢复需要平衡维持植被生长与土壤水分可持续利用。     

微生物砷甲基化及挥发研究进展

砷(As)是一种全球关注的有毒元素。在自然环境中,砷主要以无机形态存在。环境微生物对无机砷的甲基化及挥发对砷的生物地球化学循环有重要影响。利用微生物砷挥发来削减土壤砷浓度,是具有应用前景的土壤修复技术。本文综述了砷甲基化机理、砷甲基化基因起源和进化的最新进展,不同物种之间砷甲基化基因的水平转移是该基因传播的主要途径;阐述了目前报道的砷甲基化过程的几种可能机制。鉴于微生物砷甲基化在生物地球化学循环及环境健康方面的重要作用,该综述对未来该领域研究有重要指导意义。     

河北坝上地区植被覆盖演化特征及其风险评估北大核心CSCD

坝上地区作为京津冀阻滞风沙入侵的生态屏障和水源涵养地,是构筑首都经济圈生态安全,维持地方经济、社会和环境协调发展的重要保障。基于MODIS NDVI遥感数据,采用趋势线性分析、稳定性分析、变标度极差分析等数理方法,反演2005—2015年坝上地区植被覆盖时空演变趋势和稳定性,在此基础上预测植被演化趋势并进行风险评估。结果表明：（1）11 a间坝上地区植被覆盖度区域差异性比较明显,整体表现为从坝西到坝东依次递增的空间分布特征。（2）坝上地区植被覆盖度极显著改善区域和显著改善区域的面积最大,占研究区总面积的65.89%,未显著改善区域占32.28%,退化区域占1.82%。（3）坝上地区植被覆盖稳定性整体表现为东高西低。高稳定度区域和较高稳定度区域占比最大,为61.32%,中稳定度区域占24.35%,低稳定度和较低稳定度的区域占14.33%。（4）坝上地区未来植被覆盖持续改善区域占59.48%,潜在退化占38.67%,持续退化占1.04%,潜在改善占0.82%。     

环芳烃芘对拟南芥的生物毒性效应

[目的]研究多环芳烃（PAHs）对植物生理生化的影响。[方法]以模式植物拟南芥为试验材料,研究4环PAHs芘胁迫对拟南芥生长的影响及抗氧化酶活性及叶片超微结构的变化。[结果]芘胁迫下拟南芥根长呈现低浓度促进生长、高浓度受抑制的现象,叶片香毛簇随着芘浓度的增加发生畸变。0.25mmol/L的芘胁迫28d后,叶绿素含量显著降低,拟南芥的光合作用过程受到抑制。随胁迫浓度的升高,拟南芥叶片中过氧化物酶（POD）、超氧化物歧化酶（SOD）和抗坏血酸过氧化物酶（APX）的活性显著增强;过氧化氢酶（CAT）的活性先上升后下降,不同浓度芘胁迫下,拟南芥叶片中过氧化氢的平均含量都高于对照。在亚细胞水平上的观察也证实芘处理的拟南芥叶片中叶绿体的数量相对减少,出现肿胀现象,叶肉细胞受到严重损伤,光合作用受阻。[结论]该研究可为PAHs对植物的致毒机理以及PAHs污染土壤的植物修复材料筛选提供一些参考。     

基于水生态服务功能的门头沟煤矿采空区水生态补偿研究

以门头沟为例,在水生态服务功能理论基础上,进行门头沟煤矿采空区水生态补偿研究。阐述了水生态补偿的必要性,提出了基于水生态服务功能的水生态补偿理论,通过效益—代价分析,得出煤矿开采在带来经济效益的同时付出了很大的生态效益为代价,对这些代价要予以补偿。指出水生态补偿不仅要有费用形式的经济补偿,还要有生态服务功能的补偿,才能确保水生态服务功能水平的恢复和可持续利用,同时还要有相应的政策补偿,出台相应的补偿政策,健全完善的生态补偿机制,加强相关的法律建设,使生态补偿行之有效、发挥作用。     

自动索氏-固相萃取-GC/MS测定土壤中多环芳烃方法的建立

为获得一种较为快捷、方便、准确的土壤多环芳烃分析方法,探讨了使用自动索氏-固相萃取-GC/MS的联用技术在土壤多环芳烃检测中的提取效果,并对比了前处理过程中使用分析纯溶剂与色谱纯溶剂对结果的影响,对固相萃取方法和GC/MS条件进行了优化.结果说明分析纯溶剂不适合作为萃取溶剂,选用硅胶小柱并使用正己烷,二氯甲烷(1:1)作为淋洗溶剂时效果最好,MS离子源温度在300℃以上时可以大幅度的提高对高环多环芳烃的检测限.MS检测限在0.49μg到2.53μg/kg之间,方法回收率除了萘为63.8%以外均在86.4%～119.1%之间.该方法比传统方法更为快捷,方便,更适合大量土壤样品的多环芳烃检测.     

辣椒/玉米间作条件下作物对氮、磷和钾的吸收利用特征研究

摘 要：通过辣椒/玉米间作田间试验,研究辣椒/玉米间作条件下,作物对氮、磷和钾的吸收利用特征。结果表明：（1）间作辣椒第1行土壤碱解N和速效P低于单作,间作辣椒中间行碱解N、速效P和速效K含量与单作接近;（2）间作辣椒第1行叶片含N、P量低于单作辣椒,间作3、5行辣椒叶片含N、P量显著高于辣椒单作,从第1行到第5行逐渐增加。间作辣椒叶片含K量在前期低于单作辣椒,后期则高于辣椒单作;（3）间作玉米含N量高于单作玉米。前期间作玉米叶片P、K含量与单作玉米前期接近,后期低于单作;（4）辣椒/玉米间作条件下,辣椒和玉米的产量显著高于单作时的产量。关键词：辣椒;玉米;间作;氮;磷;钾     

基于差分GPS技术的淤地坝泥沙淤积量估算

淤地坝是黄土高原水土流失治理中的一项重要措施。但是早期建设的淤地坝缺乏监测资料,对现已淤满坝地拦截泥沙量的估算成为当前研究中的一个难点问题。该文选取延安宝塔区羊圈沟小流域1979年修建的淤地坝为研究对象,采用高精度差分GPS技术,测量坝地淤积面平均高程和淤地面积,结合1977年1︰10 000地形图,建立高程—面积/淤积量曲线,得出羊圈沟淤地坝淤积泥沙方量为155 849.2 m3,并通过计算得到建坝至淤满期内（1979－2004年）年平均土壤侵蚀模数4 052.1 t·km-2·a-1,属于中度侵蚀。差分GPS技术的应用为准确估算淤地坝泥沙淤积量提供了技术支撑,可以弥补历史上侵蚀产沙数据,而且对定量评价水土流失及其治理效益提供了依据。     

地表粗糙度对黄土坡面产流机制的影响

为探明地表粗糙度对坡面产流机制的影响,该研究通过室内与室外径流小区模拟降雨试验相结合,分析在3种雨强(60、90、120 mm/h)下粗糙坡面与平整坡面(坡度5°、10°、15°、20°)产流点位空间分布和坡面产流时间特征,阐明地表粗糙度对坡面产流机制的影响。结果表明:粗糙坡面与平整坡面产流点位沿径流方向的变异系数分别为34.4%~52.9%、15.5%~31.1%,即粗糙坡面产流点位较平整坡面更为分散。相较于平整坡面,地表粗糙度具有推迟坡面产流效应,且推迟效应随坡度、雨强增大而逐渐减弱。表明地表粗糙度在小坡度、小雨强条件下具有较强延迟坡面产流能力。地表粗糙度影响坡面产流一方面通过地表填洼的直接作用;另一方面通过增加降水入渗水头,增强坡面入渗能力的间接作用。通过坡面地表填洼量预测的初始产流时间与实测坡面产流时间比值范围为2.2%~36.2%,表明地表粗糙度间接作用为延迟坡面产流的主导作用。因此,该研究结果阐明了粗糙坡面的点状产流与坡面产流特征,进一步为粗糙坡面产流机制的揭示及地表粗糙度对坡面土壤侵蚀机理的影响提供了科学依据。     

黄土高原不同退耕还林植被土壤干燥化效应

土壤水分是黄土高原植被恢复的主要限制因子,退耕还林工程在恢复生态环境的同时也造成了区域土壤含水量下降和土壤干燥程度的加剧,土壤干燥化正日益威胁到土壤水资源的持续利用和人工植被建设的成效。选取黄土高原退耕还林试点县吴起境内刺槐、杏树、柠条和沙棘4种分布广泛的退耕植被类型,对照撂荒草地,分析了不同林龄和不同植被类型样地0—500cm的土壤水分特征和土壤干燥化效应,并根据作物耗水量估算土壤干层水分的恢复时间。结果表明:不同退耕还林植被类型样地土壤含水量由表层向深层呈降低趋势,随林龄增加,各植被类型样地土壤含水量、有效储水量逐渐减少。刺槐林土壤含水量较同龄沙棘和柠条林低,而杏树林则较同龄柠条林高。各植被类型样地土壤剖面均不含渗透重力水与极易效水层,随林龄增加,土壤相对湿度及易效水土层厚度占比逐渐减少,中效水、难效—无效水土层厚度逐渐增加。随林龄和土层深度的增加,各植被类型样地土壤干燥化强度、土壤干层厚度逐渐增加,土壤湿度恢复到土壤稳定湿度所需要的时间及难度呈上升趋势。