模拟淹水条件下三峡库区消落带土壤重金属形态变化

采集三峡库区小江流域消落带土样,通过室内模拟试验和化学分析,考察土壤理化性质和消落带土壤淹水前后重金属(Fe、Mn、Cu、Zn)形态变化。结果表明:淹水导致Fe2+、Mn2+、有效铜等重金属含量增加,平均含量分别从58.88、35.26、0.96mg/kg增加到1 383.8、782.7、1.73mg/kg;淹水15d后,部分样品有效锌含量增加10.15%~12.18%,部分样品有效锌含量减少3.69%~7.12%;淹水30d后,有效锌的含量增加10.9%~46.6%。土壤基本理化性质对土壤重金属含量也有影响。     

重复淹水对三峡库区消落带菖蒲植被生长发育的影响

[目的]研究重复淹水对三峡库区消落带菖蒲植被生长发育的影响。[方法]分别于2009年9月和2010年9月在无光条件下将菖蒲植株完全淹水,并分别于翌年3、4月将植株露水(分别记为S1、S2、S’1、S’2),统计植株数,并于5月7日统计各组植株的叶片数,测定叶长、叶宽及叶片的快速光响应曲线。[结果]无光、重复淹水显著抑制了植株的萌发,与对照相较,S’1和S’2组萌发形成的植株数分别降低了38.9%、33.3%,差异显著;并显著降低了植株的存活率,与第1次淹水相较,S’2组植株露水时,植株数降低了16.7%(P0.05)。2次淹水均促进了植株叶片的伸长,抑制了植株叶宽的增加,除S1和S’1组外,2次淹水均显著抑制了植株叶片的形成。再次淹水后,植株的株叶长显著降低,S’1和S’2组的株叶长分别比上年低50.6%、36.9%,差异显著;总叶片数显著减少,S’1和S’2组总叶片数分别仅为对照的63.1%、38.5%,差异显著;与第1次淹水相较,对照总叶长显著增加,而S’2组总叶长显著降低。S’1组相对电子传递速率(rETR)的光响应能力与对照差异不显著,S’2组rETRmax显著低于对照,且S’1和S’2组热耗散系数(NPQ)显著降低,表明菖蒲植株具有较强的光响应恢复能力,但是热耗散能力恢复较慢。[结论]在无光条件下,重复淹水会抑制菖蒲植株的生长及种群恢复。     

三峡库区消落带土壤氮矿化及影响因素研究进展

三峡库区消落带"冬水夏陆"的水文生态过程形成了典型的淹水-落干的干湿交替环境,在这种独特的环境变化下,土壤氮矿化也独具特色。综述了库区消落带在淹水-落干条件下土壤氮矿化特征,并分析了主要影响因素(包括土壤理化性质、生物因素、外源性有机物),提出了三峡库区消落带土壤氮矿化今后应关注的重点,主要从加强野外原位监测、分析不同类型消落带不同土壤类型时空变化特征、揭示土壤氮矿化影响机理及氮转化过程等方面深入开展研究。     

三峡库区消落带云阳段土壤理化性质分析

为了探讨三峡库区消落带土壤理化性质分布特征,对三峡库区消落带云阳段不同高程土壤的部分理化 指标进行测定和分析。结果表明院研究区域内土壤pH 值介于5~6 之间,呈弱酸性,为酸性紫色土;氧化还原电位均低 于200 mV,不利于植被生长;土壤的电导率介于0.2~0.5 ms/cm 之间,电导率和含水率均有随高程增加而逐渐降低的 趋势;表层土壤的有机质含量介于29.92~111.77 g/kg 之间,均值为79.40 g/kg,总磷含量介于0.2985~0.6623 g/kg,均 值为0.4782g/kg,其含量均有随高程增加逐渐增加的趋势;表层土壤总氮含量介于0.0540%~0.1605%之间,均值为 0.010%,其含量有随高程增加而逐渐降低的趋势。     

三峡库区消落带不同淹水期土壤可溶性碳氮的研究

以位于涪陵区珍溪镇王家沟的三峡库区消落带不同淹水期土壤为研究对象,设置180 m高程为永不淹水对照点,175m(短期淹水,90d),165m(中期淹水,175d)和155m(长期淹水,260d)高程消落区内不同淹水期取样点,研究消落带不同淹水期土壤可溶性有机碳(DOC)和可溶性有机氮(DON)的变化特征.结果表明,对照点土壤有机碳(SOC)及全氮(TN)均无明显的季节变化,而短期淹水则表现为春夏季显著高于秋冬季(p0.05);对照点和短期淹水的DOC及DON季节变化明显,DOC表现为春夏季显著高于秋冬季(p0.05),而DON则表现为冬夏季高于春秋季(p0.05).在相同时间段内(2011年5月22日至2011年9月3日),与对照点相比,中短期淹水的SOC质量分数显著增加(p0.05),而长期淹水处的SOC,TN,DOC及DON均显著降低(p0.05),表明消落带高程越低,淹水时间越长,越容易造成土壤碳氮及可溶性碳氮的损失.消落带3个淹水期的DOC分配比及SOC/TN与对照点相比差异不明显,中长期淹水的DON分配比显著低于对照点(p0.05),而DOC/DON则显著高于对照点(p0.05),表明淹水对土壤有机碳氮矿化作用和土壤有机碳的周转速率不明显,但中长期淹水抑制土壤氮周转速率和可溶性氮的矿化作用.相关分析表明,土壤可溶性碳氮主要受SOC、TN、土壤湿度、地下5cm温度以及pH的影响和调控.     

三峡库区消落带淹水后土壤性质变化的动态模拟

[目的]为三峡库区消落带生态环境的有效保护提供参考。[方法]以三峡库区消落带土壤-水体系统为研究对象,采用模拟试验装置研究消落带土壤淹水后土壤-水体系统中重金属的迁移行为及土壤pH值等理化性质的变化情况。[结果]三峡水库蓄水时,江水浸泡对消落区土壤环境具有较大影响,各层（0～10、10～20、20～30cm）土壤中重金属含量及土壤pH值呈现出基本相同的变化趋势。淹水后,各层土壤的pH值均有一定程度的下降,土壤中重金属Zn、Cd、Zn、Cr和Cd均不同程度的溶出而进入江水。[结论]三峡库区消落带土壤淹水后,土壤与水体之间发生了一系列复杂的交互作用。     

淹水落干对巢湖圩堤消落区土壤营养成分的影响

通过多次采样,分析巢湖西北部圩堤消落区土壤中有机质及氮磷在自然区域和人工修复区域的含量特征,研究巢湖西北部不同区域消落区土壤中有机质及氮磷的分布规律,探索人工修复措施对消落区生态环境改善的效果。结果表明:淹水落干过程有利于消落区土壤有机质的积累和对氮素的吸附,同时增强消落区土壤中有机质、全氮、有机磷的空间异质性,并且减小消落区内不同样点之间土壤全磷含量差异。在自然区域中,氮素较高的农业耕作区土壤在淹水条件下会向上覆水释氮,无植被覆盖的天然崩岸区土壤磷素会富集,在下次淹水时可能会向上覆水释磷;在人工修复区域,挺水植物能够有效拦截由于湖水冲刷引起的消落区土壤有机质流失,并且改善消落区底质。此外,不同人工修复区域的多种类型植被增强了消落区空间异质性,有利于保护消落区的生物多样性,并且提高环湖景观的观赏性。     

三峡库区消落带土壤微生物在周期蓄水影响下的多样性

为探讨三峡库区消落带土壤微生物种群多样性、优势种群及其蓄水前后的变化,对三峡库区万州区、云阳县和巫山县等3个采样点土壤可培养细菌、放线菌和真菌进行研究和分析。结果表明:3个采样点可培养微生物总量在淹没后均略有减少,但差异不显著(P>0.05);其中真菌数量略有增加,细菌和放线菌数量略有减少,差异均不显著(P>0.05);从3种可培养微生物所占比例来看,细菌和真菌占有比例略有增加,放线菌比例略有减少,差异均不显著(P>0.05)。不管是淹没前还是淹没后,土壤中细菌数量最多,放线菌其次,真菌数量最少。消落带土壤中可培养微生物数量在淹没前后变化不明显,说明当水位消减后消落带土壤中的微生物总数恢复较快,在土样中共分离出优势放线菌和优势真菌各3属。     

三峡库区消落带2种树木林下土壤的物理性质比较

【目的】研究不同树种对三峡库区消落带土壤物理性质的影响,为三峡库区消落带植被恢复与重建提供科学依据。【方法】以重庆市主城区消落带植被恢复治理示范区石门段2个树种(南川柳纯林和枫杨纯林)林下土壤为研究对象,以相邻荒地土壤为对照,对3月(消落带出露期)至7月(消落带旱季)的土壤体积质量、土壤孔隙度、土壤持水量等物理性质进行比较。【结果】3月,枫杨林下土壤物理性质与荒地土壤差异不大,3个土层平均土壤总孔隙度(23.05%)、田间持水量(69.51g/kg)甚至略逊于荒地土壤(27.88%和86.24g/kg);7月,枫杨林下土壤物理性质明显优于荒地土壤。3月,南川柳林下土壤物理性质优于枫杨林下土壤;7月,枫杨林下土壤物理性质明显优于南川柳林下土壤。与3月相比,7月南川柳土壤物理性质指标均出现小幅下降,但变化不显著;枫杨林下土壤由于毛管孔隙显著增加(3个土层毛管孔隙度平均值由18.86%增加至41.20%),土壤物理性质指标均显著提高;荒地土壤物理性质未出现显著变化。【结论】2种三峡库区消落带适生树种的林下土壤物理性质存在明显差异,但均能对消落带土壤物理性质起到保护和改善作用。     

淹水土壤中秸杆氮素的转化

采用^15N示踪技术和密闭培养法研究水稻和玉米秸杆^15N在淹水土壤中的转化过程。结果表明：土壤中秸杆^15N的各转化过程相互制约，每个过程中^15N含量都处于动态变化之中。秸杆种类和土壤类型对土壤矿质^15N含量的影响随时间延长逐渐变小，培养112d后土壤中矿质^15N含量仅占加入秸杆^15N的0.96%～1.68%，秸杆^15N有2.03%～4.25%被微生物固持，0.23%～14.16%被粘土矿物固定。粘土矿物类型影响土壤对秸杆^15N的固定，变性土中固定态^15NH4^ 含量明显高于红壤，秸杆^15N的固定使其以气态形式损失的量减少，这在农业生产中将有助于保持土壤肥力，整个培养过程中秸杆^15N的损失率为29.70%～46.30%。112d后秸杆^15N实际矿化了47.72%～ 51.74%，仍有50%左右的秸杆^15N残留于土壤。     

三峡库区2类典型森林5种土壤酶季节动态及其与养分的关系

以三峡库区2类典型的森林类型马尾松纯林和马尾松-杉木混交林为研究对象,测定土壤理化性质与不同季节酶活性,以揭示土壤酶的季节动态及其与养分的关系。结果表明:5种酶活性最低值均出现在冬季(1月),除多酚氧化酶活性最高值出现在夏季(7月)外,其余4种酶活性最高值出现在秋季(10月)。蔗糖酶、脲酶和过氧化氢酶活性的季节变化规律一致,从夏季到冬季呈现先升高后降低再升高的变化趋势,多酚氧化酶、过氧化氢酶和纤维素酶的季节变化则呈现从春季到秋季持续升高再降低的动态规律。除多酚氧化酶外,其余4种酶活性均与土壤有机质、全氮、土壤含水量、硝态氮呈极显著正相关,4种酶之间均存在显著的正相关关系。     

三峡水库消落区生态环境现状及生物治理技术

三峡水库消落区具有水淹时间长、消落幅度大、水位涨落节律逆反自然枯洪规律及面积大、生境类型复杂等特点。从三峡水库消落区目前所面临的生态环境问题出发,总结了国内外关于库区生态环境问题及生物治理的研究进展,提出了三峡水库消落区的生物治理方案。     

三峡支流消落带表层沉积物氮矿化动力学参数估算

为揭示干湿循环过程对消落带沉积物氮矿化动力学特征的影响,以三峡典型支流——澎溪河为例,分别于上、下游两个水文断面采集170 m(高)和150 m(低)水位高程消落带的表层(0~15 cm)沉积物样品。采用厌氧培养法测定其净氮矿化速率,应用One-pool、Two-pool、Special和有效积温(EATM)四种模型拟合氮矿化过程并建立估算方程。结果表明,沉积物总碳、总氮、碳氮比、有机质、粘粒、粉粒和铵态氮含量随高程降低而增加,而沉积物总磷、砂砾、硝态氮趋势相反(P0.05)。低、高水位高程氮矿化最优拟合模型分别为One-pool和Special,其中易矿化速率常数(kd)分别为0.17、0.12 d-1,易矿化势(fd)分别为4.05%和4.71%。另外,fd与总碳、总氮、碳氮比、有机质、铵态氮、粉粒呈显著负相关,与硝态氮和砂砾呈显著正相关(P0.05),而kd相反,且两参数可用有机质和碳氮比进行估算。     

三峡库区小江流域消落区土壤微生物多样性

采用平板稀释分离培养法和BIOLOG-ECO微平板法对三峡库区小江流域消落区的土壤微生物数量和代谢多样性进行了研究.结果表明:可培养微生物数量随沿程变化较为明显,同时受到时间变化影响;5个采样点微生物利用单一碳源的能力随时间的变化逐渐增大;大多数采样点微生物群落的丰富度和优势度不随时间变化且采样点之间的丰富度和优势度差异不明显,随时间的变化个别采样点微生物群落的均匀度受到了影响且不同采样点之间差异较明显;主成分分析结果显示5个采样点土壤微生物在利用碳源方式上有差异.     

三峡库区坡耕地植物篱土壤改良作用研究

【目的】从土壤改良指标中找出差异明显、对植物篱土壤改良作用研究贡献大的指标,为以后植物篱土壤改良研究中指标的选取提供参考,并筛选出适宜于长江三峡库区坡耕地、土壤改良作用较好的植物篱模式。【方法】从土壤肥力、土壤物理性质、根系状况和水土保持特性4个方面,选取15个指标作为土壤改良作用指标,根据信息熵理论确定每个指标的重要性,利用熵权决策法计算6种植物篱模式(柑橘、沙梨、花椒、黄荆、桑树、紫背天葵)与理想植物篱模式的贴近度,比较其土壤改良作用的大小。【结果】研究不同植物篱模式的土壤改良效果时,可考虑选择熵权大的指标来进行比较;15个土壤改良指标中,饱和导水率的熵权最大,为0.123,其次是水解氮(0.097)和土壤中>0.25 mm水稳性团聚体的含量(0.091),阳离子交换量的熵权最小,为0.046。以贴近度为指标进行比较,6种植物篱模式的土壤改良作用大小为黄荆类(0.652)>沙梨类(0.690)>柑橘类(0.769)>桑树类(0.778)>紫背天葵类(0.782)>花椒类(0.817)。【结论】15个土壤改良指标中,反映土壤物理性质的指标对比较不同植物篱模式土壤改良作用大小的贡献较大;黄荆枝叶茂盛,根性发达,土壤改良作用最好,通过熵权决策法得出的结果与实际相符。     

三峡库区不同植被恢复措施下土壤养分评价

通过对三峡库区不同恢复措施下土壤养分分析,研究了不同恢复措施对土壤pH、有机质、全量养分和速效养分的变化,并进一步对不同土壤养分进行了主成分分析.结果表明:研究区不同恢复措施下土壤均为酸性,表层土壤的pH值相对较低,且具有随土层深度的增加而增加的趋势;各恢复措施下均以0~20 cm土层中的有机质含量最高,与对照裸地相比,栾树+黄花槐、生物埂和封山育林措施土壤有机质明显提高;土壤全磷含量分布随土壤深度的增加波动较大;土壤碱解氮除传统农作和对照裸地外,其余各措施则表现出表聚现象,且从表层向下层呈递减趋势;除对照裸地外,有效磷含量随土壤深度的增加呈下降趋势,且以生物埂措施下土壤有效磷含量最高.各恢复措施下土壤养分的综合效应评价显示:栾树+黄花槐最大,为2.308;裸地最小,为-2.667.综合来看,随土层深度增加,土壤养分含量减少,适宜的恢复措施能够维持并提高土壤养分含量.     

三峡库区重庆主城江段的水质分析

为了探明2010年三峡水库175m蓄水完成后重庆主城江段水质的变化特征及其成因,采用《水质采样方案设计技术规定HJ495-2009》规定的方法,于2011年1—12月逐月采集表层水样,初步研究了溶解氧(DO)、高锰酸盐指数(CODMn)、氨氮(NH4+-N)和总磷(TP)含量等指标的变化特征及其可能成因。结果表明:与2009年相比,2011年水体中DO、CODMn和NH4+-N的含量无明显变化,TP的含量出现下降。重庆主城江段水质整体污染较轻,TP的含量高于富营养化的限值,DO的含量在3—8月较低,NH4+-N的含量在1—2月较高,CODMn和TP的含量在5—10月较高。DO、CODMn、NH4+-N和TP的含量在不同水期均有显著性差异;在调查时空内,NH4+-N和DO的含量呈显著正相关(R=0.742,P<0.01),TP和CODMn的含量相关性由2009年的弱负相关(R=-0.036)转变为2011年的显著正相关(R=0.673,P<0.01)。     

三峡库区马尾松林土壤呼吸的空间变异特征

基于对三峡库区秭归县典型马尾松林样地土壤呼吸速率的测定,采用传统统计方法与地统计学方法,对样地尺度下土壤呼吸空间变异特征进行研究,并分析研究地土壤理化性质、微生物量、细根生物量等因子对土壤呼吸的空间异质性的影响。结果表明:三峡库区马尾松林土壤呼吸时间异质性明显,土壤温度是导致季节动态的主要因子。各季节土壤呼吸空间变异系数在32.6%~46.3%之间,属于中等变异。不同季节土壤呼吸均具有良好的空间自相关特征,并表现出明显的斑块分布格局,可由球状模型和指数模型拟合。在样地水平上,土壤速效氮含量、土壤孔隙度和细根生物量是导致土壤呼吸空间异质性的主导因子。