黄土高原林草地覆盖土壤水量平衡研究进展

黄土高原地处干旱半干旱区,水是地区生态环境改善的主要限制因子,严重阻碍了当地的植被恢复和生态重建.黄土高原林草地覆盖土壤蓄水量既有收入,又有支出,始终处于一种动态平衡但相对亏缺的状态.以黄土高原降雨时空变化、林草地土壤水分入渗、土壤水分蒸发蒸腾、土壤干层的形成以及水量平衡模型模拟等几个关键因素为切人点进行详细阐述,对其国内外研究进展进行回顾.提出关于黄土高原土壤水量平衡的研究,应在成熟林草地水源涵养功能及林草地水文生态过程的尺度扩展方面加大力度.     

开顶式气室的内外环境差异及其对小麦生长的影响

为探究开顶式气室（Open top chamber,OTC）内外环境差异及其对植物生长的影响,通过对比观测OTC内外的温度、湿度、光合有效辐射以及小麦的净光合速率、生物量、产量,评价了OTC对小麦生长的环境条件及叶片光合速率和产量的影响程度。结果表明：实验通气时间段（9：00-17：00）,OTC内部温度比外部高4.8 ℃（P<0.05）,相对湿度低0.6个百分点（P<0.05）,光合有效辐射低 32.3%（P<0.05）。OTC内小麦的净光合速率显著高于 OTC外（P<0.05）,且最大影响出现在小麦灌浆阶段。OTC内的小麦单株生物量增加了 13.3%,其中穗生物量增加最多（35.2%）;小麦单株产量增加了 49.2%,其中籽粒数和千粒质量均增加了 34.5%。实验结果不仅表明 OTC增温能够促进农作物生产并提高产量,而且也提示,若采用 OTC开展空气 CO₂和 O₃等浓度增加对植物影响模拟实验时,应该尽量减少OTC内外的微气候差异,并考虑OTC增温可能对实验结果的影响。     

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.     

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。     

江西省土地利用变化及其驱动力定量研究

土地利用变化的驱动机制研究是探讨土地利用与土地覆盖变化研究的重点。以中部地区的江西省为例,利用土地利用变更数据与社会经济统计资料,通过分析土地结构变化、土地利用地域分布的特点,分析其工业化、城市化进程中的土地利用变化态势及土地利用变化驱动因素。通过主成分分析,得出江西省从1996年到2004年间,土地利用变化的主要驱动因素为人口、经济发展和农业科技进步。同时提出相应的土地管理对策,为区域土地可持续利用提供科学依据。     

环渤海地区景观格局动态变化轨迹分析

对变化轨迹的目标、特征等进行了总结、归纳,提出变化轨迹斑块的意义,通过轨迹斑块将复杂的时空动态现象用二维图谱表示出来。同时,基于变化轨迹方法,对环渤海地区土地覆盖时空动态变化进行分析,并选取占所有发生变化面积91.25%的30种主要的变化轨迹,生成变化轨迹空间分布图谱,并结合格局指数进行分析。结果表明,(1)"耕地"属于人类干扰最为剧烈的地类,其变化主要表现在耕地的流失上;(2)"耕地"向"人工表面"的转换是研究区最大的变化类型,其中2005-2010年变化面积远大于2000-2005年,占用耕地进行开发建设现象更加严重;(3)"海域"向"人工表面"的转换主要发生在2005-2010年间,主要由人工围填海造成;(4)湿地面积总体上变化不大,但其转入、转出比例均较大,证明湿地内部变化剧烈,湿地的破坏和人工湿地的补充同时进行;(5)研究区内主要变化轨迹类型大都来源于人类的开发利用活动,人类干扰起了至关重要的作用。研究结果为研究区景观格局提供了清晰的时空动态刻画与分析,为有关部门在土地合理利用、耕地和生态用地保护等方面提供了基础数据和理论支撑。     

我国农作物秸秆资源化利用现状及农户对秸秆还田的认知态度

为了了解我国秸秆利用现状,实施了全国性问卷调查,并结合国家统计数据进行分析,研究结果表明:2011年我国9种主要作物(水稻、小麦、玉米、高粱、马铃薯、油菜、向日葵、棉花和甘蔗)的秸秆总产量为778 Mt,其中焚烧27%、还田38%、燃料17%、饲料14%、其他用途4%;山东、河北和河南的还田量之和占全国的一半;还田方式主要是机械粉碎还田,还田量占全国全部还田量的67%。农户支持还田的原因是改善土壤质量和提高作物产量,反对原因是机械成本增加、病虫害加重和影响下季作物种植。因此,应因地制宜发展不同的秸秆资源化利用模式和还田方式,加强技术研发、宣传培训和政策扶持等。     

土壤微生物群落结构对凋落物组成变化的响应

凋落物分解是陆地生态系统养分循环的关键过程,明确凋落物多样性如何影响土壤微生物群落构成和多度,继而潜在地改变凋落物分解的微生物学机制有助于认识生物多样性和森林生态系统功能的关系。通过小盆模拟试验,应用磷脂脂肪酸谱图的方法研究了我国南方红壤丘陵区典型物种马尾松和湿地松的凋落物分别与白栎和青冈的凋落物混合,与单一针叶凋落物分解时相比,针阔混合凋落物分解过程中土壤微生物群落结构的变化,结果显示:(1)针阔混合凋落物分解时土壤微生物群落磷脂脂肪酸(Phospholipidfatty acids,PLFA)总量低于单一针叶处理,细菌和放线菌的相对多度高于单一针叶处理,真菌则相反,群落真菌/细菌低于单一针叶处理,土壤微生物生物量的差异主要来自于真菌;(2)主成分分析表明:针阔混合凋落物分解与单一针叶凋落物分解的土壤微生物群落结构差异显著,两个时期(分解9个月和18个月)主成分一分别可以解释65.74%和89.63%的变异,第一主成分主要包括18∶2ω6,9、18∶1ω9c、17∶0和10Me18∶0等磷脂脂肪酸;(3)土壤微生物群落结构受凋落物初始C/N和木质素/N调控,土壤微生物群落细菌的相对多度与凋落物初始C/N和木质素/N显著负相关,真菌则与凋落物初始C/N和木质素/N显著正相关,群落真菌/细菌与凋落物初始C/N和木质素/N显著正相关。针阔凋落物混合分解通过改变凋落物C/N和木质素/N,提供了对分解者更为有利的微环境。     

长江上游重庆段流域生态风险评价———基于RRM 模型

通过建立长江重庆段流域相对风险模型(RRM),探讨了快速城市化化对长江重庆段流域生态环境的影响. 结果表明:2010年相较于2006年,长江重庆段流域的综合生态风险有所减小.综合生态风险的结果表明,尽管城 市工业用地的潜在风险不断加大,但是环境保护措施,对风险防范意识的加强对缓解风险起到了显著的作用.尤其 是在重庆市主城区所处的风险单元流域第3区,其生态风险值在2010年显著降低.但是相较2006年,2010年长江 重庆市主城区下游流域的生态风险压力明显升高.     

三江源地区高寒草地不同退化程度土壤特征研究

为了解区域尺度上不同退化程度高寒草地的土壤特征,在对三江源地区进行多样点采样和室内分析的基础上,研究草地退化对高寒草地不同土层的土壤物理和化学等特征的影响。结果表明:随着退化程度加剧,不仅草地群落组成出现明显变化,地上/地下生物量显著下降,而且土壤各理化性质也受到不同程度的影响。土壤容重随草地退化程度的加剧和土壤深度的增加而增大;土壤有机碳随草地退化程度的加剧而显著下降,尤其是0～10cm土层;草地退化加剧导致土壤总氮和硝态氮含量呈逐渐下降趋势,且对0～10cm土层影响更为显著;土壤铵态氮含量在草地轻度退化阶段最高,且受草地退化影响不显著。相关性分析表明,不同土层的土壤有机碳和总氮与生物量之间均呈显著正相关,多元逐步回归分析也显示土壤有机碳和总氮含量与绝大部分草地演替阶段的生物量显著相关,表明土壤有机碳和总氮可作为衡量三江源地区草地退化程度的重要土壤性状指标。人工草地的建植可明显增加地上/地下生物量,但短期内对土壤的改良效果并不显著,极度退化草地的土壤恢复将是一个缓慢的过程。