土壤冻融交替生态效应研究进展

土壤冻融作用是高纬度和高海拔地带性土壤热量动态的一种表现形式.国际上关于冻融的研究多集中在北方高纬度地带,特别是苔原、泰加林和北极生态系统,越来越集中在全球变化对冻融生态系统土壤过程的效应方面.已有研究表明冻融作用会引起土壤团聚结构破坏并导致冻融侵蚀、土壤溶液中养分浓度升高而导致土壤养分流失、土壤解冻后还可能导致土壤呼吸和N素矿化以及一些痕量气体短时间释放增加等,这些研究表明了冻融过程对土壤物理、化学、生物等各方面的效应.我国有大面积北方季节性地带冻土和青藏高原高海拔冻土,而在土壤冻融作用及生态效应方面的工作较少,值得关注和深入研究.     

长期施肥的土壤生态效应

就国内外长期肥料试验对土壤生态环境影响的一些研究成果进行了归纳总结 ,并就长期施肥对土壤肥力、土壤生物种群、土壤酶、温室气体排放及水体富营养化的影响进行了较详细讨论     

红壤丘陵区不同生态恢复模式的土壤生态效应

通过对研究样地土壤样品的采集和测试,对比分析了不同恢复模式土壤物理性质、土壤有效元素和微生物含量,对红壤丘陵区不同恢复模式的土壤生态效应进行了研究。结果表明,人工恢复地和封禁恢复地的土壤毛管孔隙度、非毛管孔隙度、土壤微生物总数量与对照裸地相比均有明显增加,人工恢复地土壤有效营养元素含量高于原始裸地和封禁地。人工恢复地的脐橙模式的土壤饱和持水量、有效水含量和土壤有机质含量最高,土壤微生物总数量次之。综合分析认为,脐橙模式对改良土壤的效果最佳,又具有较好的经济效益,值得推广;而封禁模式对改良土壤的效果较好,但缺乏经济效益。     

土壤氧化还原过程及其生态效应

对土壤中发生的主要氧化还原反应进行了概括，详细讨论了土壤氧化还原过程对土壤圈物质循环以及生态环境的影响。     

重金属污染土壤的微生物生态效应及其修复研究进展

污染土壤微生物生物修复技术是一项非常有应用前景的环保新技术。本文综述了近年来重金属对土壤微生物生物量，种群及生化过程的影响以及微生物对重金属污染土壤的修复机理和修复研究进展，较全面的分析了重金属对土壤微生物的生态效应。     

农用稀土的生态毒理学效应

稀土农用给中国农业带来巨大经济效益,但环境安全问题也随之产生。本研究从生态毒理学角度,综述了稀土对土壤微生物、植物、动物的影响,指出稀土可以改变土壤微生物的种群结构、种群数量及其土壤酶活性,影响植物的生长发育、生理生化过程及富集规律,并对动物生殖系统、肝脏、儿童智力及人体健康造成损害。稀土对生物的生态毒理作用,可以是稀土对生物的直接影响,也可以是食物链蓄积的间接效应,在稀土农用中应充分考虑其对环境与人体的影响。     

延边烟区不同土壤的根际土壤微生物生态效应研究

为揭示烤烟根际微生物数量及酶活性的变化规律,阐明烤烟-土壤-微生物之间的协同作用机理,在延边烟区采集不同土壤类型的烤烟根际土壤,研究了烤烟根际土壤微生物生态效应.结果表明:不同土壤条件下烤烟各时期根际微生物区系和微生物生理菌群数量存在着较大的差异,其中暗棕壤黏土和暗棕壤黑砂土比白浆土更适合细菌和解钾菌的生长,白浆土真菌数的变化幅度较大可能是引起烟叶质量变差的原因之一,暗棕壤黏土和暗棕壤黑砂土在烤烟生育期内放线菌数量的变化较大,明显大于白浆土;自生固氮菌在移栽后 60 天前数量均较低,60 天后急剧升高,100 天时暗棕壤黏土和暗棕壤黑砂土自生固氮菌数量显著高于白浆土;氨化菌生长的最适宜期出现的早晚顺序为:暗棕壤黏土＞暗棕壤黑砂土＞白浆土;生育期内根际土壤解磷菌数变化较大,暗棕壤黏土烟株在旺盛生长时期的解磷菌数显著高于其他 2 种类型土壤.过氧化氢酶活性的变化规律很大程度上受土壤类型的影响,而转化酶和多酚氧化酶变化受土壤类型影响较小,但两者的大小受土壤类型的影响.     

土壤硫的氧化还原及其环境生态效应

硫在土壤中的氧化还原不仅直接影响其在水、大气、生物、岩石圈的交换和循环,而且对生态环境产生影响。综述了土壤中发生的硫的氧化还原过程及硫的氧化还原过程产生的环境生态影响,最后展望了硫的氧化还原及其相关过程的研究前景。     

土壤干化的水文生态效应

应用土壤-植被-大气传输模型(SVAT-model)——CoupModel,对黄土丘陵沟壑区农地(马铃薯)、林地(刺槐林)、采伐迹地(刺槐被砍伐)和荒草地(天然灌草)的土壤水分变化进行了模拟。分析了不同植被覆盖条件下土壤干化程度、气候干旱和植被耗水对土壤干化的贡献率以及土壤干化的水文生态效应。研究结果表明:农地不存在土壤干化现象,刺槐林地、采伐迹地和荒草地均存在明显的土壤干层,以刺槐林地最为严重;气候干旱和植被过度耗水对土壤干化的贡献率分别为70.74%和29.26%,气候干旱是导致土壤干化的主要原因;土壤干化可以导致土壤剖面水分交换深度变浅,土壤剖面水分的移动性变差,使土壤水库丧失77.58%~93.55%的调节能力,形成土壤水分循环的隔离层,增加植被生长对年度降水的依赖性。总之,土壤干化恶化了陆地土壤水文循环环境,影响植被的正常生长,不利于黄土丘陵沟壑区的生态环境建设。     

土壤放射性污染的生态效应及生物修复

放射元素半衰期长,放射性污染物进入土壤会危害农业生态环境,威胁人类的健康和其他生物的生存。本文介绍了土壤放射性污染的来源及环境生态效应,阐述了土壤放射性污染的生物修复途径、修复方法、修复机理和影响修复效果的因素,指出生物修复土壤放射性污染的关键,即利用植物基因工程技术筛选核素积累植物和超积累植物,通过构建基因工程技术筛选、改造对放射性核素具有高度亲和力且对环境友好的微生物。     

赣南富稀土景观中稀土元素的土壤地球化学特征

选择赣南富稀土矿区典型环境地球化学景观,研究了稀土元素在土壤中的含量、分布及赋存形态特征,结果表明,在各单元景观的土壤中稀土元素的含量２具有规律性。土壤中稀土元素的分布模式继承了母岩的特征真有明显的Ｅｕ负异常。但Ｃｅ在残积景观和堆积淋溶景观的奎训呈现正异常,而在水上景观土壤中出现Ｃｅ负异常。稀土元素在各单元景观土壤中的赋存形态特征也不同。总体上,稀土元素主要以可交换态和有机结合态形式存在于矿区土壤     

土壤锗污染对土壤微生物的生态毒理效应

着重讨论土壤添加Ge对土壤微生物的生态效应及土壤Ge污染临界含量。盆栽试验表明,在土壤Ge含量2～2 0 0mgkg-1范围,低浓度Ge对土壤细菌、真菌、放线菌有刺激作用,随着浓度增高,而交替出现抑制和刺激作用。土壤Ge浓度与明亮发光杆菌T3发光度之间有极显著的负相关性,按照T3发光度80 %和10 0 %为临界值,计算得土壤Ge临界浓度分别为5 0 2mgkg-1和5 8mgkg-1。     

土壤动物主要生态特征与生态功能研究进展

土壤动物是陆地生态系统重要的组成部分，是物质循环和能量流动正常运行的关键环节。近年来，土壤动物研究越来越受到人们的重视，研究主要包括土壤动物生态特征和生态功能两个方面。本文概括了土壤动物的定义和分类，阐述了土壤动物的数量、种类、分布格局及影响因素等主要生态特征，着重论述了土壤动物的分解、生态指示等功能。认为，目前土壤动物研究发展缓慢，基础研究差，生态特征研究仍处于定性与半定量水平；功能研究单一，缺少土壤动物多样性功能研究。对今后研究提出展望。本文旨在加深对土壤动物的了解，为生物多样性保护、合理开发利用土壤资源、健全生态指标和实现农业、生态可持续发展提供必要的理论支持。     

土壤环境质量指导值与标准研究 Ⅲ.污染土壤的生态风险评估

土壤中有毒有害化学物质的蓄积会影响陆地生态系统中植物、动物和微生物的生长、繁殖和生存等，甚至可能会影响到远离污染源的生态系统。生态风险评估方法因此被用来预测土壤污染物引起的生态效应，并定量评估风险产生的大小及其概率。与污染土壤的健康风险评估一样，生态风险评估在我国也处于刚刚兴起的阶段。本文介绍了欧美等发达国家当前使用的一些评估方法，评述了其研究进展，并提出了存在的问题和未来的发展趋势，旨在推动我国污染土壤的生态风险评估研究，以及基于风险评估的土壤环境质量指导值与标准的建立。     

土壤微生物多样性的科学内涵及其生态服务功能

土壤微生物多样性是指土壤生态系统中所有的微生物种类、它们拥有的基因以及这些微生物与环境之间相互作用的多样化程度,当前研究主要集中在物种多样性、遗传多样性、结构多样性及功能多样性等4个方面。土壤微生物多样性作为全球性研究迄今仅有10余年时间,但已呈现对象广、内容多、水平宽、方法新等特点,特别是分子生物学技术在很大程度上决定并体现了其研究水平和发展进程。然而,如何进一步改进土壤微生物的培养技能、加强土壤宏基因组学分析与应用、耦合土壤微生物多样性与生态功能、揭示土壤微域结构的影响机制是土壤微生物多样性研究的4个关键科学问题。当然,土壤微生物多样性的生态系统服务功能是其根本价值所在,主要包括有机物分解、物质循环和生态安全调控等3个方面。今后,土壤微生物多样性研究应紧紧围绕其与土壤生物过程、生态服务功能三者之间的联系,着重建立土壤微生物多样性的研究指标和方法体系,进而阐明人类生产活动影响土壤微生物多样性及其生态服务功能的土壤生物过程。     

草类根系对土壤抗冲性的强化效应

本文以研究草本植物根系密度、根量及土壤抗冲性的剖面特征为基础,首次对不同土层深度根系的减沙效应及提高土壤抗冲性的有效范围进行了定量分析。结果表明,草类根系提高土壤抗冲性的作用与其在剖面中的分布状况的关系极为密切;20cm土层内,根系的减沙效应不受坡度及雨强的影响,减沙效应系数平均在0.82以上。20cm以下土层根系的减沙效应明显降低。根据对不同坡度及雨强下根系提高土壤抗冲性的效应曲线及减沙效应的综合分析,确定出在坡度≤30°、雨强≤4.0mm/min条件下,草类根系密度超过166根/100cm²时对增进土壤抵抗径流冲剧有极其明显的作用,其根系的有效深度下限值为30cm。     

皆伐对杉木人工林土壤呼吸的影响

应用密闭室碱吸收法对杉木人工林皆伐后的土壤呼吸及各分室呼吸进行为期1年定位研究,结果表明,杉木林皆伐后前4个月土壤呼吸显著高于对照(未伐地)的,皆伐6个月后则显著低于对照的,但伐后1年内的平均土壤呼吸则与对照的无显著差异。皆伐地枯枝落叶层呼吸和矿质土壤呼吸分别在伐后的5个月和6个月内显著高于对照的,但此后则与对照的无显著差异。皆伐地根系呼吸除在伐后当月显著高于对照的外,第3个月迅速降低至消失。皆伐地土壤呼吸、枯枝落叶层呼吸和矿质土壤呼吸最大值出现时间均较对照的有所提前。伐后1年内皆伐地枯枝落叶层呼吸、矿质土壤呼吸和根系呼吸占土壤呼吸的比例分别为34·5%、63·9%和1·6%,而对照的则分别为23·4%、50·1%和26·5%。双因素关系模型拟合结果表明,土壤温度和土壤湿度共同解释皆伐和对照土壤呼吸速率变化的54%和90%。皆伐地土壤呼吸及各分室呼吸对土壤温度的敏感性低于对照的,但对土壤湿度的敏感性则高于对照的。皆伐地土壤呼吸、矿质土壤呼吸和枯枝落叶层呼吸的Q10分别为1·42、1·53和1·34,而对照的土壤呼吸、矿质土壤呼吸、枯枝落叶层呼吸和根系呼吸的Q10则分别为2·42、1·81、2·40和4·41。     

杀虫双对土壤脲酶活性特征的影响

通过模拟方法研究杀虫双对土壤脲酶活性特征参数的影响。结果表明 :不同生态区域土壤脲酶特征具有明显差异。杀虫双明显抑制脲酶活性 ,且随浓度增加 ,脲酶活性、酶促反应的Vmax、Vmax/Km、k减小 ,Km 增大 ,除 6号土样的Km 处理外均达到显著或极显著相关 ,揭示出脲酶特征参数可从不同角度表征杀虫双对土壤脲酶活性的影响 ,获得其作用机理为混合型抑制。脲酶活性ED50 值与土壤有机质、全氮和全磷呈现显著或极显著正相关关系 ,表明高有机质含量的土壤可明显减轻杀虫双的污染。     

黄土高原褐土和黑垆土剖面中Rb和Sr分布与全新世成土环境变化

对黄土高原 3个土壤剖面Rb和Sr分布规律的研究表明 ,全新世不同阶段的黄土和土壤中Rb和Sr分布存在明显的差异 ,Rb/Sr比值的变化反映了成土环境和成土作用强度的变化。全新世早期 ,气候比较温和干燥 ,风尘堆积速率降低 ,土壤发育表现为边沉积边成土 ;全新世中期 ,气候温暖湿润 ,沙尘暴很少发生 ,风尘堆积速率极低 ,生物风化成土作用达到最强 ,以至于在黄土高原面发育黑垆土 ,在关中盆地形成褐土。到了 3 10 0多年前 ,气候恶化变干 ,风尘堆积速率加快 ,土壤严重退化。从区域上看 ,冬季风对黄土高原南部的环境效应比夏季风对北部的环境效应要强 ;黄土高原南部季风场强的变化较北部大。     

确定侵蚀细沟土壤临界抗剪应力的REE示踪方法

近年来兴起的REE示踪方法 ,可以研究土壤侵蚀的发生和发展的过程 ,及其沿坡面变化的规律。本研究采用Dy、La、Sm、Yb、Ce、Eu、Nd、Tb等 8个REE、3个雨强 (50mmh- 1,10 0mmh- 1和 150mmh- 1)和4个坡度 (8.74% ,17.63 % ,3 6.4%和 46.63 % )进行了一系列人工模拟降雨试验 ,展示了土壤侵蚀沿坡面变化与坡面细沟发展的关系 ,分析了土壤表面水流动力特征与土壤侵蚀之间的动态平衡。由土壤侵蚀沿坡面的变化 ,确定了土壤细沟侵蚀发生的临界距离 ,并由此得到侵蚀细沟土壤临界剪应力。对不同试验条件下最大细沟侵蚀率与径流剪应力和细流力之间的关系进行了回归分析