土壤中氮磷浸出对水库水质影响的模拟实验研究

水库建成蓄水后,库底土壤中氮、磷的浸出会对库水水质会产生一定影响。本文以南水北调中线工程的调蓄水库———瀑河水库为例,在现场调查基础上,使用蒸馏水和模拟水分别进行模拟实验,分析研究了土壤中氮、磷浸出对库水中总氮、总磷浓度的影响。实验结果表明,总氮、总磷的浓度均发生一定程度的变化,且模拟水中的浓度变化小于蒸馏水中的变化;但从整体趋势看,源于土壤的含量较低,对库水水质未产生明显不良影响。     

厦门坂头水库扩容对土壤氮磷浸出的模拟试验研究

水库建成蓄水后,库底大多不铺设或不全部铺设防渗衬垫层,库底土壤中氮、磷的浸出对库水水质产生一定影响。在现场调查的基础上,使用蒸馏水和水库原水组成各个不同水土组合分别进行连续性实验,分析研究了土壤中氮、磷浸出对库水中总氮、总磷浓度的影响。结果表明:总氮、总磷的浓度均发生一定程度的变化,引起变化的主要是表层土中氮、磷的浸出。从整体看,土壤氮磷的浸出量占水库水体氮磷总量比例较低,对库水水质不会产生明显的不良影响。     

水库淹没土壤中磷浸出的模拟实验研究

水库建成蓄水后,库底土壤中磷的浸出会对库水水质产生一定影响。以南水北调中线工程的调蓄水库——瀑河水库为例,在现场调查基础上,使用蒸馏水和不同组分的3种模拟水分别进行模拟实验,考察库水中总磷与钙离子浓度对土壤中磷浸出的影响。实验结果表明,蒸馏水与模拟水中总磷浓度均发生一定程度的变化,模拟水中的浓度变化比蒸馏水中的变化复杂;模拟水中总磷或钙离子浓度较高时,土壤中磷的浸出量较少,对库水水质未产生明显不良影响。     

沙化对高寒草甸土壤磷素组分的影响

[目的] 土壤磷素组分决定着土壤演变过程中磷素的迁移和可用性。探讨高寒草甸不同退化程度下土壤磷组分的空间分布特征,为沙化草甸植被恢复提供科学参考。[方法] 以青藏高原若尔盖沙化高寒草甸土壤为研究对象,采用修正后的Hedley磷素分级方法,探究未沙化、轻度、中度和重度沙化程度下高寒草甸土壤磷组分变化。[结果] ①随着沙化程度的加剧,土壤有机碳、全氮、全磷、速效磷及含水量显著降低（p<0.05）;pH值显著升高（p<0.05）。②土壤树脂态磷（Resin-Pi）、碳酸氢钠磷（NaHCO₃-P）、氢氧化钠磷（NaOH-P）、稀盐酸无机磷（D.HCl-Pi）和浓盐酸磷（C.HCl-P）含量随沙化程度的加剧均出现显著（p<0.05）下降,其中在中度和重度沙化下有机磷组分含量较无机磷下降更为明显。③相关性分析显示,在高寒草甸沙化过程中土壤磷素组分的转化主要发生在D.HCl-Pi,NaHCO₃-P与氢氧化钠有机磷（NaOH-Po）组分之间;而HCl-P,NaOH-P和Resin-Pi是植物生长重要的磷源。[结论] 沙化对土壤碳氮、水分、pH值和磷素组分有显著影响,沙化导致土壤碳氮、水分及pH值和磷素组分发生不同程度的变异,且多发生于沙化中后期;在高寒草甸沙化土壤中HCl-P,NaOH-P和Resin-Pi是植物生长重要的磷源。     

不同植被覆盖对养分在土壤水稳性团聚体中分布特征的影响

研究了重庆缙云山不同植被覆盖下土壤结构的稳定性,以及土壤有机碳和养分在水稳性团聚体中的分布特征.结果表明:不同植被覆盖对土壤水稳性团聚体的分布和土壤结构稳定性有显著影响.竹林土壤>0.25 mm水稳性团聚体含量以及土壤结构的稳定性显著低于马尾松林和草地土壤.植被覆盖对养分在土壤水稳性团聚体中的分布模式没有显著影响,在>2mm水稳性团聚体和<0.053 mm粒级的粉砂与粘粒组分中,有机碳、全氮、全磷以及交换性K~+、Na~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)的浓度最高;地表植被覆盖的变化对有机碳、全氮、全磷和交换性盐基离子在各粒级水稳性团聚体中的含量产生显著影响,草地和竹林土壤有机碳和全氮显著高于马尾松林土壤,主要表现在0.25-0.053 mm粒级水稳性团聚体中有机碳和全氮含量,草地和竹林土壤显著高于马尾松林土壤;而草地土壤>2 mm水稳性团聚体和<0.053 mm粒级的粉砂与粘粒组分中的磷显著高于马尾松林和草地土壤.不同植被覆盖下土壤水稳性团聚体中交换性盐基离子均以Ca~(2+)、Mg~(2+)为主,占交换性盐基总量(Total exchangeable bases TEB)的91.8%～92.9%.草地土壤各个粒级的TEB都要大于其他两种植被覆盖下的土壤.     

放牧及水文扰动对拉萨地区湿草甸湿地土壤特征的影响

通过定位观测和模拟试验,对不同放牧及水文扰动下湿草甸群落土壤表层土壤pH值、有机质含量、全量及速效氮、磷、钾含量进行了测定分析.结果表明:放牧调节与水文扰动对土壤特征的交叉影响复杂.禁牧加水提高土壤pH值、全氮含量,放牧加水则降低土壤有机质、全量氮磷钾及速效钾的含量;放牧干扰提高土壤速效氮含量及其占全氮的比例,且在放牧加水条件下最高,禁牧加水条件下最低;但放牧干扰降低土壤速效磷含量及其占全磷的比例,而不同放牧条件下,水文条件改善均提高土壤速效磷含量及其占全磷的比例.     

关中平原台塬区土壤养分空间格局研究——以西安市长安区为例

为研究关中平原台塬区土壤养分的空间分布情况,加强精准农业施肥管理,针对陕西省西安市长安区836.69 km²范围内的土壤养分元素进行空间格局研究。通过GPS定位选取研究区内3 231个土壤采样点,测定了土壤样品的有机质、碱解氮、有效磷、速效钾以及pH值,并利用地统计法对其空间变异结构及格局现状进行研究。结果表明:土壤养分元素的变异系数范围为0.09～0.84,其变异程度依次为有效磷>速效钾>碱解氮>有机质>pH值;土壤有机质、碱解氮、有效磷、速效钾及pH值的变异函数曲线均符合指数模型;在空间结构上,土壤有效磷和有机质属于弱相关性,速效钾和碱解氮为中等强度相关性,pH值具有强烈的空间相关性;采用Kriging插值方法,可直观得到研究区域的土壤养分空间格局情况。     

不同碱性条件对苏打盐碱土无机磷组分的影响

为了阐明不同碱性条件下苏打盐碱土无机磷各组分的含量及转化情况,通过室内模拟试验结合室内分析方法,以吉林省西部地区苏打草甸碱土为研究对象,对不同pH条件下土壤不同形态无机磷组分含量的动态变化进行了研究。结果表明,在一定范围内降低碱土pH值有利于增加土壤中Ca2-P、Fe-P、AlP及Ca8-P等形态磷的含量,其中pH值8.3处理比pH值9.2处理分别提高了44.8%,4.1%,45.9%,42.0%;比pH值10.2处理分别提高了81.5%,19.6%,39.3%,103.7%;O-P含量受土壤pH值的影响相对较小,改变土壤pH值短时期内不会导致其含量发生变化;Ca10-P的含量随着土壤中pH值的升高而增加,pH 10.2处理比pH 9.2处理和pH 8.3处理的Ca10-P含量分别提高15.6%和51.4%。研究表明,不同碱性条件可以影响土壤无机磷各组分之间的转化,碱土pH值降低有利于提高土壤中有效态磷组分的含量,但减少了潜在磷源的含量。     

模拟竹炭-微生物联合去除富营养水中磷的研究

利用竹炭-微生物联合试验,模拟去除富营养水中的磷,分别考察了厌氧时间、反应时间、竹炭用量、微生物活性液用量等因素对模拟废水中磷去除效果的影响,研究了竹炭-微生物联合去除总磷的反应动力学;同时进行了与单纯生物降解和竹炭吸附的对比试验,探讨了竹炭-微生物联合处理富营养水的交互效应。结果表明,厌氧时间、反应时间、竹炭用量、微生物活性液用量、进水TP浓度、pH值、DO等因素均不同程度地影响磷的去除效果,竹炭-微生物联合去除水中磷的最优条件推荐为:厌氧24 h、反应72 h,竹炭用量20.00 g.L-1,微生物活性液用量3%,pH值7.00,厌氧和好氧时溶解氧分别为0.09~0.21 mg.L-1和2.00 mg.L-1;竹炭-微生物法对磷的去除效果优于竹炭吸附和单纯的生物降解,协同作用为40.31%。     

关帝山云杉次生林土壤的空间异质性及其与地形相关性

为揭示森林土壤空间变异特征及其变异机制,参照CTFS样地土壤采样方案,在关帝山4 hm2云杉次生林样地199个采样点进行土壤取样和测定,运用经典统计方法分析寒温性云杉林土壤pH值、有效氮、有效磷、有效钾和有机质的水平和垂直空间分布特征,应用地统计学和ArcG IS插值的方法,重点分析了0～ 10 cm层土壤性质的空间异质性及其分布格局,并基于RDA排序和方差分解定量评价地形因子对土壤各指标空间变异的影响程度和解释量.结果表明:云杉次生林土壤的pH值、有效氮、有效磷、有效钾和有机质含量呈明显的水平及垂直空间变异,0 ～ 10 cm层土壤上述5个指标的变异系数分别为8.78％、41.15％、58.36％、46.60％和48.38％;土壤变异的空间自相关范围为4.9～58.8 m,pH值和有效氮呈中等程度的空间自相关,有效磷、有效钾和有机质呈强烈的空间自相关变异;有效氮、有机质和有效钾呈相似的空间斑块状分布格局,即样地有效氮含量高的斑块中有机质和有效钾含量也高.pH值和有效磷则表现出相反的斑块分布格局;地形因子中,pH值、有效氮和有效磷受海拔影响最大,其中,海拔与pH值、有效磷呈正相关,分别解释其空间变异的40.43％和28.81％,而与有效氮呈负相关,能单独解释其空间变异的19.48％.凹凸度对有效钾和有机质的影响最大,可分别解释9.37％和6.88％的有效钾和有机质的空间变异,与这2个土壤性质指标为负相关.研究可为深入认识华北地区植物分布和物种共存提供基础依据.     

南方山丘区水源地土地利用结构对河库水质的影响——以珊溪水库流域为例

[目的]探明珊溪水库流域土地利用结构与河库水质的相关性,为南方山丘区土地开发利用和水源地保护提供依据。[方法]在库区以及河流入库点设置23个监测断面,于2017年7月及2018年1月进行实地取样监测,利用2016年TM影像数据对研究区用地类型进行划分,并通过ArcGIS水文、空间分析功能将整个流域分为8个子流域,分析每个子流域土地利用结构。选取高锰酸盐指数(COD_(Mn))、总氮(TN)、总磷(TP)、溶解氧(DO)4个水质指标分析其时空变化特征,探讨子流域不同坡度下土地利用结构对河库水质的影响。[结果]珊溪水库流域土地以林草地、耕地为主,两者面积比例总和达到80%以上。枯水期河库水质整体优于丰水期。各水质指标与林草地比例呈现负相关,而与耕地、建设用地呈正相关,丰水期土地利用结构与水质相关性相比枯水期更为明显。河库水质与不同坡度土地利用类型的相关性有差异,低坡度带(15°)COD_(Mn)与耕地比例呈显著正相关;中坡度带(15°～25°)TN,TP与林草地比例呈显著负相关,TN与耕地比例呈显著正相关。[结论]库区水体质量良好。在流域尺度上林草地和耕地是影响水体污染物浓度的主要土地利用类型。丰水期耕地是氮磷元素的主要输出源,林草地在一定程度上削减了氮磷元素的入河量,具有一定的正效应。     

不同土地利用方式下紫色土磷吸附-解吸动力学特征

[目的]研究川东紫色丘陵区旱耕地、林地、果园、荒草地、茶园、水稻田6种土地利用方式下土壤磷吸附与解吸特征及其影响因素,以期为四川低山丘陵区不同土地利用方式下紫色土磷潜在流失风险评估提供理论依据。[方法]采取研究区内6种土地利用方式下的0—20cm土层土壤样品,通过土壤磷吸附解吸试验,计算土壤磷吸附—解吸参数,测定土壤相关理化指标,利用主成分分析和旋转因子分析法评估土壤磷素流失风险及其主要影响因子。[结果]土壤pH值,有机质,水溶性磷,速效磷,全磷,CaCO3,有效锌是影响磷吸附的重要因子,主因素分析得出速效磷、全磷、CaCO3有效锌对紫色土吸附磷能力贡献率分别为86.9%,89.2%,89.4%,96.9%。通过因子分析法分析土壤磷吸附解吸参数,得出可用最大吸磷量Qm,最大缓冲量MBC,易解吸磷RDP,拟合吸附量与解吸量的相关关系式中的截距值b这4个参数来综合预测紫色土磷素流失风险。[结论]研究区域6种土地利用方式下,果园与旱耕地土壤磷素流失风险较大,水稻田及茶园磷素流失风险较低。     

宿州市沱河段水质时间变化及影响因素研究

通过对宿州市沱河段沿岸实地调查,以沱河东关闸断面为采样点,分时段采集样品,并以沱河东关闸断面2004-2009年的连续监测资料为基础,对水质污染物主要指标进行了分析。监测的水质指标包括溶解氧(DO)、生化需氧量(BOD)、化学需氧量(COD)、氨氮(NH₃-N)、总氮(TN)、总磷(TP)。采用单因子评价,基于直观图解、线性趋势分析和季节性Kendall检验法,探究了沱河水质污染的年内及年际变化趋势,并分析影响水质变化的主要因素,提出了相关保护对策。结果表明:(1)年内水质变化显著,DO,NH₃-N和TP在冬季含量偏高,TN和COD在春、秋季含量较高,BOD在夏季含量偏高。(2)年际变化方面,BOD,NH₃-N和TN均呈显著下降趋势,COD呈不明显下降趋势,DO和TP无明显变化趋势。总体来说,宿州市沱河段水质状况处于不断改善之中。     

沣河流域土地利用格局与水质变化的关系

以沣河流域为研究对象,综合运用遥感影像解译和相关分析方法分析了沣河流域的土地利用空间格局及主要水质指标[生化需氧量(BOD₅)、高锰酸盐指数(COD_Mn)、氨氮(NH₃-N)含量及溶解氧(DO)]含量的变化特征,探讨了土地利用状况对沣河水质的影响。结果表明,沣河流域土地利用类型以林地和耕地为主,两者占全流域面积的90%以上;沿河不同宽度的缓冲区(分别向两岸划分100,600,1 500 m)范围内,建设用地、耕地与水质变化呈正相关关系,而林地与水质变化呈负相关关系,表明建设用地及耕地对水质的改善有负效应,而河流沿岸林对改善水质有正效应,并且这种影响在距河岸100 m缓冲区范围内达到最大。随着缓冲距离的增大土地利用变化对水质的影响逐渐减弱,说明沣河流域近岸带的土地利用方式对河道水环境质量的影响最大。     

Cr3+污染对稻田土壤的反硝化细菌种群数量及其活性影响的研究

在实验室条件下,对黄松稻田土壤、紫色稻田土壤和红壤稻田土的反硝化细菌(DenitrifyingBacteria,DNB)种群数量及其反硝化活性,以及Cr2(SO4)36H2O处理4周后Cr3+污染对DNB种群数量及其反硝化活性影响进行了研究。结果表明,紫色稻田土壤、黄松稻田土壤和红壤稻田土的DNB种群数量每克干土分别为(59.04～157.59)104cfu、(42.89～108.97)104cfu和(32.14～75.30)104cfu。在每千克干土中加入200mgCr3+时,对稻田土的DNB种群数量及其活性有明显的抑制作用,但稻田土壤还能通过自身的能力,在培养3周后完全恢复稻田土壤的DNB种群数量及其活性。随着Cr3+加入量的增加,Cr3+对DNB的毒性越来越大,稻田土壤通过自身来恢复DNB种群数量及其活性越来越困难,但可通过外界力量(如调节土壤pH)逐渐恢复稻田土壤的生物活性。     

养殖水中总有机碳与化学需氧量和生化需氧量相关性的研究

总有机碳能较全面地反映水体有机物的污染程度,总有机碳的测定具有操作简单、分析快速、结果准确等特点。研究了养殖水中的总有机碳与化学需氧量和生化需氧量相关性,总有机碳与化学需氧量的相关系数为０.９９１８,总有机碳与生化需氧量的相关系数为０.９３６２,可以用总有机碳来估算和衡量水体的污染情况。     

陕西省丹汉江流域面源污染现状及防治对策

面源污染是丹江口水库水质安全的主要威胁。为了探寻陕西省丹汉江流域面源污染的总量及其组成,采用统计调查、参数计算、对比分析的方法,对目前陕西省丹汉江流域主要面源污染物的入河量及其贡献率等方面进行了研究。结果表明,丹汉江流域CODcr、氨氮、总氮、总磷的年入河量分别为103 053,19 851,213 453和39 838t。生活污水及人粪尿是产生CODcr污染的最主要来源,水土流失是产生氮磷污染的最主要来源。面源污染物入河量与污染源的基数、污染物含量、污染物分散程度等因素有关。建议在治理面源污染过程中采取加大水土流失治理力度,开展新农村建设和推广生态清洁小流域治理模式等措施。     

Dynamics of dissolved oxygen (DO) in ponded water of a paddy field

The transfer of heat and dissolved oxygen (DO) through water is important to understand the phenomenon of ponded water in a paddy soil. The heat from solar radiation is absorbed at the soil surface and transferred into the ponded water by convection. This study clarified the dynamics of DO, as well as the role of convection in water in DO transfer in the ponded water of a paddy field. DO concentration in the ponded water of a paddy field was measured in situ in the daytime and during the night. The results were confirmed in lab-scale model experiments. The DO concentration and temperature profiles in the ponded water of a lab-scale paddy field model were investigated under convective and non-convective conditions using solar radiation and infrared radiation, respectively. Under the ponded condition, solar radiation was absorbed at the soil surface whereas infrared radiation was absorbed at the water surface and thereby convective and non-convective conditions were generated, respectively. The diurnal variation in DO concentration was closely related to the intensity of solar radiation. Oxygen generation by micro-algae and its subsequent circulation by convection resulted in uniform DO concentration profiles, with super-saturated values in the ponded water in the daytime. Eventually oxygen was released to the atmosphere by deaeration until DO in water was depleted to the saturated level. During the night the oxygen moved from the atmosphere into the water surface by reaeration which depends on the oxygen deficit related to saturation. The oxygen deficit is caused by the respiration of microorganisms. The oxygen, that moved from the atmosphere to the water surface, was transferred to the soil surface by convection in the water layer. Thus convection plays an important role in the DO transfer in the ponded water of a paddy field. The DO dynamics is correlated with biological processes in the ponded paddy soil.     

密云水库上游流域水体营养物质现状及来源分析

密云水库作为北京地区最重要的地表饮用水水源地,其水质优劣直接关系到首都的社会经济发展,开展密云水库水污染监测和治理研究具有重要的现实意义。以密云水库上游流域为研究区,通过不同尺度流域水体营养物质监测,分析了水库上游河流水体营养物质现状;通过分割流量过程线,划分了水体营养物质来自点源和非点源污染的比例。研究结果表明,依据标准(GB3838-2002)要求,密云水库上游河流水体TN含量几乎全部超标,且15.9%样本的TP含量超标。密云水库的营养物质平均40.3%来自点源污染,59.7%来自非点源污染;入库水体中50.1%的TN,49.1%的NO₃^--N,39.0%的NH₄⁺-N,26.5%的TP和36.8%的COD_Mn来自点源污染;49.9%的TN,50.9%的NO₃^--N,61.0%的NH₄⁺-N,73.5%的TP和63.2%的COD_Mn来自非点源污染。     

土壤理化性质和微生物活性对水田改果园的动态响应

[目的]探讨土壤微生物特性及环境因子对水田改果园的动态响应规律,为进一步研究土地利用变化对土壤生态环境的影响,预测水田改果园后土壤质量的长期变化趋势提供科学依据。[方法]在浙江省范围内选择1个代表性的水田改果园土壤系列,采用后切时间序列法,分析水田改果园后土壤理化性质、土壤微生物生物量及酶活性等指标的动态响应规律。[结果]水田改果园后,土壤含水率、0.25 mm水稳定性团聚体、pH值、有机质、盐基饱和度、全氮、碱解氮含量显著(p0.01)下降,全钾、有效钾、全磷和有效磷含量分别增加了21.9%,54.7%,42.0%和6.65倍,并且这些指标都与植树年限呈极显著(p0.01)相关。改果园后,土壤微生物生物量碳和氮平均含量分别下降了74.4%和73.3%,土壤脲酶和酸性磷酸酶活性平均值分别增加了40.0%和41.8%,土壤过氧化氢酶活性平均值下降69.3%,并都与植树年限呈极显著相关(p0.01)。[结论]水田改果园后土壤环境因子发生阶段性变化,且土地利用方式的影响要大于利用年限的影响。水田改果园后土壤综合肥力下降,并对生态环境和土地可持续利用带来不利影响。