经济林营建后基于~(137)Cs示踪法的土壤侵蚀特征研究

土壤侵蚀问题一直是备受关注的热点问题,为了深入探究土壤侵蚀与土壤理化性质的相关性,利用~(137)Cs核示踪技术,在赣榆区针阔混交林以及由针阔混交林改造而成的山楂林、苹果林和板栗林四种林分进行采样分析,对该地区的土壤侵蚀特征进行定量评价。结果表明:①针阔混交林土壤~(137)Cs含量为546. 92Bq/m~2,经济林营造降低了土壤~(137)Cs含量。针阔混交林土壤年均流失厚度为0.79 mm,苹果林、山楂林和板栗林的土壤年平均流失厚度分别是针阔混交林的2.92倍、2.33倍和1.10倍。②研究区的土壤~(137)Cs与土壤全氮和土壤有机碳呈极显著正相关(P0.01),与土壤碳氮比呈显著正相关(P0.05),与其他土壤理化性质无显著相关关系。土壤~(137)Cs与粒径0.25 mm、0.25～0.5 mm及0.5～1 mm团聚体有机碳含量呈极显著正相关(P0.01),与粒径1 mm团聚体有机碳含量呈显著正相关(P0.05)。经济林营造使得土地利用方式改变在影响土壤侵蚀量的同时,也在影响不同土地利用方式的土壤部分养分指标和团聚体有机碳。     

基于137Cs的苏南丘陵区的土壤侵蚀和土壤养分研究

土壤侵蚀是中国最严重的环境问题之一,给生态和人类发展带来极大的影响。137Cs在土壤中的再分配和侵蚀小区土壤的运移之间紧密相关,用它做示踪剂可推算出土壤侵蚀的速率和空间分布,以及研究土壤侵蚀的空间变化和土壤迁移的空间分配。采用137Cs示踪技术对铜山地区的土壤侵蚀进行了研究,并进一步探讨了土壤侵蚀对土壤养分造成的影响。研究区137Cs的背景值为1 732.48 Bq/m2,随着土壤深度的增大,137Cs质量浓度呈对数下降的趋势。该研究区137Cs含量的范围是787.62~2 380.96 Bq/m2,土壤沉积和土壤侵蚀同时发生在研究区内,林地中137Cs含量最高,其次是竹林和茶园。TN、TP和SOC在不同用地类型中的分布也有差异。SOC与137Cs呈极显著的线性正相关,而137Cs与TN、TP之间相关性不显著。侵蚀运动对于土壤表层的影响最为显著,与背景区相比,侵蚀区和沉积区土壤表层（0~5 cm）的137Cs和SOC都有明显的损失,分别达到了31％、17％和45％、29％。研究结果表明：①林地抵抗土壤侵蚀的能力相较于茶园和竹林更强;②土壤侵蚀过程中土壤再分配对SOC、TN和TP的分布都会产生不同程度的影响,其中对于SOC的影响最强烈;③土壤侵蚀对于土壤表层的影响最为显著,土壤上层通常是养分最为集中的地方,因此土壤侵蚀造成的土壤养分的流失以及富集养分的径流污染下游河流,引起很多农业环境问题都值得被关注。     

Effect of Different Stocking Rates on Deyeuxia angustifolia Bog Meadow in Sanjiang Plain of China

This paper investigated the effects of cattle grazing on herbage production and its nutrient and soil characteristics over the grazing season. The grazing experiment was conducted on Deyeuxia angustifolia Bog meadow grassland established in 2010 in Sanjiang Plain. Four grazing treatments were light grazing （LG）, moderate grazing （MG）, heavy grazing （HG）, and a non-grazed exclosure （CK） with corresponding stocking rates of 0.6, 1.0, 1.4, and 0 AU·hm2. month-1, selected as three replications. And then found out the optimum carrying capacity after analyzed the nutrition balance between livestock and grassland. Heavy grazing led to a decline in grassland productivity and soil nutrients. The SOM and the TN content in the soil layer of 0-10 cm were much higher than that in the soil layer of 20-30 cm. More attention should be paid to the nutrient changes in the soil layer of 20-30 cm. Currently, studies showed that the reliable carrying capacity in this type of grassland was 1.0 AU·hm-2. month-l. Inclusion of rangeland health monitoring and optimum stocking rate into grassland management model could facilitate the sustainable development of the grassland.     

137Cs和210Pbex示踪江西红壤区耕作土壤侵蚀速率的研究

[目的]准确估算江西红壤区土壤侵蚀模数,为该区土壤侵蚀状况评估和水土流失防治提供数据支持。[方法]选择江西省鹰潭市余江县中国科学院红壤试验基地的一个小流域作为研究区,运用137Cs与210Pbex示踪技术计算耕作土壤侵速率。[结果]江西红壤区137Cs与210Pbex的背景值分别为1 746.64和44 383.83 Bq/m2,耕地平均侵蚀速率为4 857.66 t/(km2.年)。[结论]不同耕地土壤137Cs与210Pbex含量存在差异,但整体趋势一致,即水稻田萝卜地花生地红薯地芝麻地;在耕作土中农作物不同,侵蚀速率也不同,大小顺序是芝麻地红薯地花生地萝卜地水稻田;红薯地和芝麻地为极强烈侵蚀,萝卜地、花生地、水稻田为强烈侵蚀。     

北太平洋公海中心渔场海域放射性核素137Cs的生态环境监测与风险评估

为合理开发北太平洋公海渔业资源并了解日本福岛核泄漏对公海渔业的影响,利用2011—2013年连续3年在北太平洋公海中心渔场采集的海洋生物样品,经济品种以巴特柔鱼(Ommastrephes bartramii)为主,采用γ谱仪进行检测放射性核素137Cs,开展核素在渔场中海洋生物体内的分布富集分析及其风险评估。研究结果显示:2011—2012年采集海洋生物品种较多,所有样本都检测出了超出本底值的137Cs核素比活度。2011年所测核素137Cs比活度范围为0.05~6.21 Bq·kg-1,2012年比活度范围为0.02~0.46Bq·kg-1;而2013年采集的样品较少仅有2类,比活度范围为0~0.37 Bq·kg-1。将各个营养级生物的137Cs核素质量活度进行均值化,3年期间大型鱼类的平均值为0.49 Bq·kg-1,巴特柔鱼的平均值为0.18 Bq·kg-1,小型鱼类平均值为0.10 Bq·kg-1,随营养级上升核素质量活度整体呈倒金字塔分布。研究表明,中心渔场调查期间所测核素质量活度水平均未超过中国食品中放射性核素质量活度的限制浓度与通用水平的标准限。目前对放射性元素137Cs的风险评估显示核素含量处于相对安全限度范围内,但需保持可续性的生态监测。     

Assessment of factors influencing changes in <Superscript>137</Superscript>Cs contamination density of agricultural lands

A comparative analysis of predictive estimates of the ¹³⁷Cs contamination level of agricultural lands with real measurement data is given for the example of southern districts of the Kaluga oblast that suffered from the accident at the Chernobyl nuclear power plant. Predictive calculations based on consideration of only radionuclide decay are sufficiently reliable; however, for greater accuracy it is necessary to take into consideration the amount of agrotechnical protective measures being carried out.     

Regularities of cesium-137 elimination from sheep with the addition of the sorbent Bifezh to the ration

The parameters for eliminating ¹³⁷Cs from sheep organs and tissues with the addition of the Ferrocin-containing preparation Bifezh, making it possible to determine the time of reduction of the radionuclide content to the radiation safety standards of meat production, are established.     

渭北黄土高原旱地果园生草对土壤物理性质的影响

 【目的】研究旱地果园生草土壤物理性状的变化特征。【方法】在黄土高原旱地苹果园生草区及清耕区设立标准地,在60 cm土层内分层取样,测定土壤容重、孔隙度、水稳性团聚体的含量等土壤物理性状,分析果园生草土壤物理性质的变化特征。【结果】生草降低土壤容重,增加孔隙度,提高水稳性团聚体含量,其影响主要集中在0～40 cm土层;生草种类不同,对果园土壤物理性状影响存在差异,种植白三叶效果更佳;随着生草年限的增加,果园土壤物理性状愈趋改善,土壤的入渗性能和持水能力得到较大幅度的提高。【结论】长期生草有利于果园土壤物理性状的持续改善。     

利用137Cs示踪技术对土壤侵蚀的研究

统计了1985年-2009年3月利用137Cs示踪技术研究土壤侵蚀的国内现有电子资料,并对当前的研究文献做了归纳分析,从背景值、模型、土壤侵蚀的空间变异规律及影响因子等方面阐述了137Cs的研究现状,基于此,对其研究前景进行了展望。     

Content of 137Cs and 90Sr in the forages of various ecological zones of Western Siberia

The results of the monitoring of ¹³⁷Cs and ⁹⁰Sr accumulation in the different types of vegetable forages of Western Siberia were presented. The average values of the radionuclides accumulation were revealed. The correlation between the levels of the radionuclides in various forages was found. The variability parts (r _w ) in the accumulation of ¹³⁷Cs and ⁹⁰Sr caused by an influence of both the type of forage in various oblasts and environment factors in forages were determined.     

重庆农田土壤硫分布特征及其影响因素

为研究不同环境要素作用下重庆农田土壤硫分布特征及其与环境因素的关系,结合野外调查和室内分析,研究了重庆农田土壤全硫的分布特征及其与土壤剖面深度、土壤类型、地形、土地利用方式、土壤pH和有机质之间的关系。结果表明,表层土壤全硫的平均值为262 mg·kg^-1,处于我国土壤硫平均水平,高于作物缺硫临界值150 mg·kg^-1。全硫含量空间分布在水平方向上呈现渝西、渝东北大于渝东南、渝中的趋势;在垂直方向上,呈现出自上而下逐渐降低的分布特征。全硫含量在不同土壤类型中表现为黄棕壤土最高、潮土最低,在不同地形条件下表现为中山最高、台地最低,在不同土地利用方式下则表现为未开垦农地最高、旱地最低。土壤全硫含量与pH对数呈显著负相关（P<0.01）,与有机质含量对数呈显著正相关（P<0.01）。多元线性逐步回归分析表明,土壤类型和有机质含量是影响土壤全硫含量分布的主要因素,pH、地形、土地利用方式是次要因素。     

天津市郊区土壤重金属的污染评价与来源解析

为了研究城市郊区土壤重金属的污染水平与来源,选取天津市郊区——西青区和滨海新区为研究区域,采集了农田、水塘/河边附近土地、道路绿化带、居民区和工厂附近土地等约2000 km~2范围内三类用地类型(农业用地、居住用地和工业用地)的286个土壤样品,调查了Cr、Ni、Cu、Zn、As、Pb和Cd 7种重金属的含量水平;通过多种污染和风险评估方法探讨土壤重金属的污染和风险水平;并通过多元统计分析方法进行重金属的来源解析。结果表明:该区域土壤中Cr、Ni、Cu、Zn、As、Pb和Cd的含量分别为71.47±20.49、32.15±19.66、27.77±12.77、99.78±53.20、17.59±8.69、30.27±9.72 mg·kg~(-1)和0.19±0.17 mg·kg~(-1);天津郊区土壤整体处于中度污染和低风险水平,以Cd和As为主要的污染物质;Cr和Ni主要为自然源,Cu、Zn、Pb和Cd来自自然源和人为源,As则主要为人为源。具有人为输入的土壤Cd和As占研究区土壤的半数以上,因此需要对当地土壤中的Cd和As进行重点监控。     

夏季高原牧草脂肪酸与牦牛乳脂脂肪酸特征及相关性研究

通过测定青海省海北藏族自治州和甘肃省甘南藏族自治州的新鲜牦牛乳脂脂肪酸与当地牧草脂肪酸情况,探索和揭示牧草和牦牛乳脂脂肪酸组成特征及其相关性.采取两地区夏季牧场新鲜牧草和牦牛乳酥油,利用GC-MS进行脂肪酸分析.结果表明:海北牧草中共检测出28种脂肪酸,甘南牧草中检出33种脂肪酸,两地区牧草中PUFA含量差异大(72....     

蚕豆幼苗光合特性及抗氧化酶对Cs~+胁迫的响应

为研究蚕豆的光合特性及抗氧化酶在铯(Cs~+)胁迫下的响应特征,用浓度为0～200 mg/L Cs~+溶液浇灌盆栽蚕豆,模拟~(137)Cs随雨水沉降造成的土壤放射性污染,测定不同浓度Cs~+溶液浇灌下蚕豆幼苗的光合特性及抗氧化酶活性等的变化。结果显示,蚕豆叶片叶绿素含量随Cs~+浓度的增加呈现先增加后下降的趋势,低浓度Cs~+(25 mg/L)处理净光合速率(Pn)有所增加,高浓度(200 mg/L)处理Pn略有下降;蒸腾速率(E)、气孔导度(Gs)、胞间CO_2浓度(Ci)在一定程度上显著增加;蚕豆叶片的原初光能转化效率(Fv/Fm)、PSⅡ实际光化学效率(ΦPSⅡ)、光化学淬灭系数(qP)、电子传递速率(ETR)等无显著性变化,非光化学淬灭系数(qNP)在50 mg/L和200 mg/L处理下显著升高,非光化学耗散增强;过氧化物酶(peroxidase,POD)和抗坏血酸(ascorbate peroxidase,APX)活性显著降低,POD和APX对Cs~+胁迫的响应要强于超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD);相关性分析表明,蚕豆的Pn和POD、APX活性与其体内Cs~+富集量呈一定的负相关关系。结果表明蚕豆对Cs~+胁迫的耐受性强,有较强的Cs~+富集能力,且主要蓄积在根中,安全性增强,在土壤铯污染修复中具有较大的应用潜力。     

濆江流域不同土地利用方式下土壤磷积累特征及流失风险

采用实地采样调查、室内分析与数理统计法研究了濆江小流域耕地、果园、茶园、人工林地、自然林地、饲草地和荒草地7种土地利用方式下表层土壤磷素的积累及吸附特征。结果表明,人工林地、饲草地与耕地土壤全磷>1.0 g·kg-1,呈现积累趋势;饲草地和耕地的Olsen-P≥40.0 mg·kg-1,超过磷素流失临界值;人工林地、饲草地和耕地土壤Ca Cl2-P>4.5 mg·kg-1,也超过磷素流失临界值。茶园土壤吸附固定磷能力极强,耕地、果园地、林地(尤其是人工林地)与草地土壤的吸附固定磷能力较弱。人工林地、耕地与饲草地土壤磷素流失风险较高,宜采用补偿性施磷或维持性磷肥法;果园、荒草地、自然林地的风险较低,茶园土壤磷素几乎无流失风险。     

我国长江中下游水稻产区铅污染分区划分方法研究

以我国典型水稻产区——长江中下游平原为研究对象,在系统收集文献中20种水稻品种可食部位及其对应土壤中重金属铅(Pb)的协同调研数据基础上,综合考虑了水稻品种和土壤理化性质的影响,探讨了基于物种敏感性分布(SSD)法来划分水稻"宜产、限产、禁产"三区的方法,并以保护不同比例水稻品种反推出了各划分区的土壤Pb含量阈值。研究结果表明:该典型水稻产区的土壤pH与水稻Pb的富集系数间呈负相关,相关系数为-0.46(P0.05),土壤有机碳(SOC)与水稻Pb的富集系数间呈正相关,相关系数为0.91(P0.01),同时由pH和SOC两个变量所建立的回归模型可以解释水稻富集系数83.20%的变异;4种典型情景土壤中的水稻品种敏感性顺序分布基本一致;长江中下游平原区划分水稻"宜产、限产、禁产"三区的土壤Pb含量分别为≤14.81mg·kg-1,14.81～185.24 mg·kg-1和≥185.24 mg·kg-1。"宜产、限产、禁产"划分方法具有较好的科学性、普适性及可操作性,可推广至全国水稻产区的分区划分,将为我国农用地土壤的风险管理提供重要的技术支撑。     

长期不同施肥下紫色土-作物体系镉累积及安全性评估

【目的】利用连续施肥23年(1991—2014)的稻麦长期定位试验,研究长期不同施肥对土壤-小麦/水稻轮作体系镉(Cd)累积的影响,为西南紫色土地区农产品质量安全和合理施肥提供科学依据。【方法】利用8个长期不同施肥处理:(1)CK(不施肥对照);(2)N(只施氮肥);(3)NK(只施氮、钾肥);(4)NPK(施氮、磷、钾肥);(5)NPK+M(化肥+猪、牛粪);(6)NPK+S(化肥+稻草还田);(7)1.5NPK+S(1.5倍化肥+稻草还田);(8)(NK)_(Cl)P+S(含氯化肥+稻草还田)。分别测定不同年际间土壤中全镉和有效镉含量以及作物中的镉含量,并评估镉的累积程度。【结果】随着施肥年限的增加,土壤全镉含量逐年提高;长期不施磷肥的CK、N、和NK处理土壤全镉累积提升较慢,施用磷肥、有机肥及含氯化肥处理提升较快,其中以NPK+M、1.5NPK+S和(NK)_(Cl)P+S处理土壤全镉含量提升最快,23年后分别增加了1.18、1.18、1.15 mg·kg~(-1);除不施磷肥处理外,其他所有处理土壤全镉含量均超过土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准(GB15618—2018)中的土壤镉污染风险筛选值0.6mg·kg~(-1)。长期施肥处理的土壤有效镉含量均明显高于不施肥对照,其中长期施用N、(NK)_(Cl)P+S和1.5NPK+S处理土壤有效镉含量提升幅度较大。随着试验年份的增加各施肥处理水稻籽粒中镉含量呈上升趋势,但均未超过食品安全国家标准(GB 2762—2017,Cd≤0.2 mg kg~(-1));小麦籽粒中镉含量在不同年际间没有明显变化,除长期施用含氯化肥(NK)_(Cl)P+S处理籽粒中镉含量超过食品中污染物限量标准外(GB 2762—2017,Cd≤0.1 mg kg~(-1)),其他处理均未超标。【结论】本试验条件下,长期不同施肥、特别是施用磷肥和猪、牛粪有机肥均提高了土壤全镉含量,增加了其生态风险;而长期施用含氯化肥因使土壤p H下降而提高了有效镉含量,并导致小麦籽粒中镉含量超标。因此,防止镉因施肥等途径进入农田,是保证农产品安全生产的重要环节。     

黄土露天矿区重构土壤典型物理性质差异及对植被生长状况的影响

为研究重构土壤典型物理性质对植被生长状况的影响,以中煤平朔安太堡露天矿南排土场为研究对象,采用典型剖面采样法、室内测试法、方差分析法、拟合分析法等,分析土壤不同深度典型物理性质（土壤容重、土壤质量含水量）对植被生长指标的影响。结果表明,随着土层深度的增加,土壤容重均值呈现出先增加后减少的趋势,土壤质量含水量总体上随着土壤剖面深度的增加而降低。土壤容重介于0.87~2.00 g·cm^-3之间,土壤质量含水量的范围为1.19%~20.97%。各个土层之间土壤容重、土壤质量含水量均有较明显差异,且土壤容重在30~60 cm土层差异最明显,土壤质量含水量在0~30 cm土层差异最明显。研究区植被生长状况较好的样地土壤容重均值为1.47 g·cm^-3,土壤质量含水量随深度增加趋于10%左右,并且0~10 cm土层土壤容重与0~30 cm土层土壤质量含水量是影响植被生长的关键因素。研究区内重构土壤的容重、质量含水量在不同剖面以及不同土层之间存在较显著差异,表层土壤物理性质是影响植被生长的重要因素。     

西安蔬菜主产区土壤硝态氮累积现状与蔬菜产品、浅层地下水氮素污染调查研究

以西安郊区主要周边蔬菜产区为研究地点,通过分析蔬菜鲜样、菜田土壤2 m垂直分层土样、浅层地下水的水样,研究蔬菜及菜田生态系统氮肥污染现状.结果表明,按我国的地下水硝酸盐含量标准,在选点采样中1.5～3 m深的地下水硝酸盐含量超标,菜田土层土质疏松与浇水次数较多的菜田硝酸盐向下淋洗现象明显,温室较露地2 m深土层硝态氮与铵态氮分布浓度高,菜田2 m深土层中常有硝态氮与铵态氮的聚集峰,不同深度地下水的菜田韭菜硝酸盐含量差异明显.     

贵州省土壤锰的空间异质性及其影响因子

为探究贵州省土壤锰（Mn）的空间分布特点,本研究对贵州省376个采样点土壤锰含量进行空间插值,再与贵州省不同类型环境因子分布矢量数据进行叠加分析,利用地理探测器探明土壤锰空间异质的主要影响因子。结果表明,贵州省不同类型土壤锰含量具有明显的差异性,平均含量依次为石灰土>棕壤>红壤>黄棕壤>黄壤>紫色土,表层土壤锰含量范围为2.57~5 203.98 mg·kg^-1,平均值为876.92 mg·kg^-1,变异系数为0.89,具有较强变异性。贵州省依据土壤锰含量水平可划分为低锰区（0~500 mg·kg^-1）、中锰区（>500~700 mg·kg^-1）、富锰区（>700~1 200 mg·kg^-1）、高锰区（>1 200 mg·kg^-1）,全省土壤以富锰水平为主,面积占比达54.05%。空间块金系数达0.51,表明土壤锰分布具有空间中等自相关性。利用地理探测器模型定量评估发现,与锰含量显著相关（P<0.05）的影响因子解释力大小依次为年代地层（0.20）、地质岩性（0.17）、海拔（0.09）、土地利用类型（0.03）;年代地层与地质岩性的组合变化是影响土壤锰空间异质性最主要的因素,在此基础上,海拔和土地利用类型进一步影响土壤锰空间异质性。可见,贵州省土壤锰的空间分布是多种因素共同作用的结果,对区域土壤锰含量水平进行分区有助于指导土地资源的区域生态管理与安全利用。