中天山典型内陆河流域水化学时空特征分析

基于2011—2013年不同季节乌鲁木齐河流域6个站点52组地表水化学的测试结果,结合流域气象水文资料,利用水化学分析方法和SPSS统计软件分析了乌鲁木齐河流域地表水化学时空变化特征、地表水各离子间相关性以及流域水化学特征的控制因素。结果表明:(1)乌鲁木齐河流域地表水总体矿化度较低,水体呈弱碱性。(2)流域地表水化学具有明显的季节变化趋势即早春融雪季、春末夏初季和秋季融雪季TDS值偏高,夏季TDS值低;同时也表现出较明显的年际差异性:多雨的年份地表水TDS值较低,少雨的年份地表水TDS值较高。(3)控制地表水体的主要离子为HCO_3~-,Ca~(2+),SO_4~(2-),离子质量浓度大小依次为HCO_3~-Ca~(2+)SO_4~(2-)Cl-Na+Mg~(2+)K+CO_3~(2-);不同季节控制水体的主要离子具有差异性:枯水期河水呈Ca~(2+)-HCO_3~-型;丰水期河流离子浓度受降水、冰川水的稀释影响离子浓度低,呈Ca~(2+)-HCO_3~--SO_4~(2-)型。(4)站点1到站点2河水中SO_4~(2-)浓度突然升高,主要是由于此段河水的含水层中分布有石膏夹层,石膏夹层释放了大量硫酸和氯酸。(5)通过对地表水水化学过程的分析显示控制流域地表水化学过程的主要影响因素为水岩交互运动。     

气候变化下的塔里木盆地西南部内陆河流域径流组分特征分析

气候变化对中亚高山区水循环影响显著,加剧了区域水资源供需矛盾.认识区域内陆河径流组分特征对于水资源管理具有重要意义.基于塔里木盆地西南部提孜那甫河流域过去60a(1957-2016年)的气象、径流数据,分析了区域气候变化特征及径流组分的响应.结果 表明:(1)过去60 a来,流域气温及山区降水呈现出明显的上升趋势,自2...     

大气O_3升高对小麦根际土壤微生物量和氮素转化酶活性的影响

通过开放式臭氧浓度升高试验平台(FAOE)对扬麦16(臭氧耐受品种)和烟农19(臭氧敏感品种)根际土壤氮转化相关酶活性进行研究。结果表明:臭氧熏蒸5年后,小麦根际蛋白酶活性未发生显著变化;敏感品种根际脲酶活性增高4.01%;氨氧化酶活性在敏感和耐受品种根际土壤中分别提高19.38%和203.66%,土壤NH_4~+和NO_3~-显著升高,但微生物量氮显著下降;硝酸还原酶和亚硝酸还原酶活性分别呈现下降和升高的趋势,这种变化在臭氧敏感品种土壤中更显著。冗余分析表明,全氮、臭氧和pH是显著影响这5种酶活性的最主要因素。试验的结果表明,在大气臭氧浓度升高条件下,小麦根际氮循环会在酶的调节下发生变化,可能会增加土壤氮素以温室气体N_2O和硝酸盐形式损失的风险,且臭氧敏感品种根迹土壤变化更显著。     

苦荞根系分泌有机酸对低氮胁迫的响应机制

通过对两种不同低氮耐受性苦荞品种{迪庆苦荞(DQ,耐低氮)及黑丰1号(HF,不耐低氮)}的盆栽试验,研究了苦荞根系分泌有机酸(丙二酸、丙酸、草酸、酒石酸、乙酸)对低氮胁迫(尿素,80 mg kg~(-1))的响应机制。分析结果表明:幼苗期时,低氮处理(尿素,80 mg kg~(-1))与常氮处理(尿素,160 mg kg~(-1))相比,HF和DQ土壤含水量分别减少24.2%和14.32%,且这一时期低氮胁迫下DQ耗水量显著高于HF。DQ根际土壤pH值在幼苗期和开花期分别比HF低1.44%和8.44%。裂区分析显示,氮处理对苦荞根际土壤有机酸含量有显著的影响。低氮胁迫下苦荞根系分泌有机酸含量在品种间具有差异,根际土壤中丙二酸与其他有机酸相比含量较多但并未在品种间产生显著差异,DQ根际土壤中草酸含量在各个生育期分别显著高于HF 40.16%、25.24%和41.31%,酒石酸也在开花期和成熟期表现出相同的趋势。综上所述,苦荞可能通过根系有机酸的分泌来调节根际土壤养分有效性以应对低氮胁迫环境,对于未来贫瘠土壤上苦荞的种植应考量其耐瘠性的差异,选育耐瘠性强的品种来增加效益。     

基于遥感影像的黄土高原沟壑区生态效应评价

水土流失和生态退化是当今黄土高原面临的主要生态问题,已严重制约区域经济发展。该文基于Landsat TM和OLI数据,估算了黄土高原沟壑区的遥感生态指数(remote sensing ecological index, RSEI),定量分析了2002、2009、2017年甘肃、陕西、山西3个主要塬区的生态安全特征,并指出了需要重点治理的区域。研究结果表明:与2002年相比,2017年甘肃塬区的遥感生态指数呈微弱增长(增加0.04),陕西塬区总体呈现改善的趋势,遥感生态指数由0.45(2002)增加至0.56(2017),山西塬区遥感生态指数由0.54(2002)减少至0.46(2017)。与2002年相比,2017年甘肃塬区中生态条件差、较差区域减少,良好、优秀的区域增加;陕西塬区中生态条件差、较差区域减少,中等、良好的区域增加,优秀的区域保持稳定;山西塬区中生态条件差、较差和中等的区域增加,良好、优秀的区域减少。甘肃塬区的蒲河和洪河流域,陕西塬区的沮河、三水河、泔河和漆水河流域以及山西塬区的州川河和鄂河流域目前的生态环境仍呈现退化趋势。3个塬区中,甘肃、陕西塬区生态条件得到不同程度的改善,山西塬区生态条件虽有下降,但生态条件改善趋势已初现端倪,随着各项水土保持和生态恢复措施不断实施深入,3个塬区生态环境将会有效改善。该研究结果对黄土高原塬面地区生态恢复、水土流失综合治理具有重要指导意义。     

低氮胁迫下不同苦荞品种开花前土壤养分含量特征

为了揭示耐低氮苦荞品种在胁迫环境下的优势,以耐低氮的迪庆苦荞(DQ)和不耐低氮的黑丰1号(HF)为材料,采用盆栽试验研究了开花前低氮胁迫下不同苦荞品种种植后造成的土壤养分含量差异。结果表明:低氮处理下两品种差异显著,HF土壤的含水量、pH值以及全氮含量分别比DQ高33.78%,1.43%,50%,而DQ土壤的NO~-_3-N含量、氨氧化酶活性显著高于HF 49.2%,97%。因此,迪庆苦荞可能通过吸收较多的水分、养分来适应低氮胁迫,并且通过提高氨氧化酶活性,加速硝化作用转化出更多的有效态氮供植物吸收利用。所以,对于未来贫瘠土壤上苦荞的种植应考量其耐瘠性的差异,选育耐瘠性强的品种来增加效益。     

亚洲中部高山降水稳定同位素空间分布特征

为了揭示中亚高山地区大气降水稳定同位素的时空分布特征，开展不同尺度下干旱区水文循环的研究，分析了亚洲中部天山、昆仑山、祁连山地区18个站点的降水氢氧稳定同位素资料。结果表明：天山、昆仑山和祁连山地区降水稳定同位素季节变化较为明显，表现出夏半年高、冬半年低的变化趋势。3个地区降水稳定同位素的空间分布也呈现出显著的季节差异。除昆仑山外，天山和祁连山大气降水线方程的斜率均低于全球大气降水线，说明这些地区的降水受到较强的蒸发影响。研究区各站点降水稳定同位素均呈显著的温度效应，区域内降水量效应不明显。春、夏季昆仑山地区3站点的降水δ¹⁸O高程效应较明显，降水δ¹⁸O随海拔上升而降低，其余地区没有明显的高程效应。除昆仑山地区西合休外，亚洲高山地区氘盈余(d值)总体表现出冬半年高，夏半年低的变化趋势。     

低氮对苦荞苗期土壤碳转化酶活性的影响

为探究不同耐氮性苦荞在苗期土壤碳转化相关酶活性对低氮胁迫的响应，采用盆栽试验，选用迪庆苦荞（耐氮能力强，DQ）和黑丰1号（耐氮能力弱，HF）两个不同耐氮性苦荞品种，设不施氮（CK）、低氮处理（N1）和正常供氮（N2）3种不同施氮量处理，对苦荞苗期土壤理化性质和3种碳转化酶活性进行研究。结果显示：（1）低氮胁迫下迪庆苦荞具有一定的品种优势，其株高、茎粗、叶面积、土壤有机碳、速效氮（铵态氮和硝态氮）均明显高于黑丰1号，土壤含水量和pH值低于黑丰1号。（2）氮肥处理和品种均对苦荞土壤碳转化相关酶活性产生显著的影响。低氮处理下迪庆苦荞土壤中的单糖酶（β-葡糖苷酶）活性和二糖酶（蔗糖酶）的活性显著高于黑丰1号，迪庆苦荞的单糖酶比黑丰1号高了58.3%，二糖酶为黑丰1号的3.3倍；而在常氮处理下则为迪庆苦荞低于黑丰1号，分别低了19.7%和42.8%。在不同氮处理下迪庆苦荞分泌更多的多糖酶（纤维素酶），3种氮处理下酶活性分别比黑丰1号高66%、40%和22%。综上分析，耐低氮能力强的苦荞品种可以通过调节土壤酶活性来适应低氮的生长环境，并可能通过此种方式来改变其对碳源的偏好。     

黄土残垣沟壑区坝地土壤重金属含量特征及潜在生态健康风险评价

【目的】探明黄土残垣沟壑区坝地土壤重金属污染特征并进行生态健康风险评价。【方法】选取黄土残垣沟壑区山西省乡宁县西廒沟淤地坝坝地土壤作为研究对象，于2021年8月采集70个点位0～20 cm土壤样品并测定土壤Cd、Cu、Pb、Zn、Ni、As、Hg、Cr 8种重金属元素的含量。采用ArcGIS 10.4进行插值分析土壤重金属在空间上的分布状况，采用单因子指数(P_i)、内梅罗综合指数(P_综)、潜在生态风险指数(RI)评估8种土壤重金属元素的风险程度，并采用PMF模型解析土壤重金属来源。【结果】(1)研究区土壤表层，8种土壤重金属含量均未超过农用地土壤污染风险管控标准，但是土壤表层Cd、Pb、Zn、As、Hg均值高于山西省土壤背景值，而Cd、Pb、Zn、Hg均值高于黄土的土壤背景值。研究区土壤Cd、Cu、Pb、As、Hg在坝内耕地及南北靠近村庄、交通干道处含量较高，土壤Zn的高值主要分布于北部，低值分布于中部及南部，土壤Ni、Cr含量呈南北高、中部较低的规律，表现出一定程度的条带状分布特点。(2)单因子指数法表明研究区Cd、Hg污染程度较高，为中度...