石油烃污染对陇东黄土高原土壤生物学及非生物学特性的影响

[目的]探索石油污染与土壤生物学及非生物学特性间相互关系,为陇东黄土高原地区石油污染土壤的综合治理提供基础数据和背景资料。[方法]采用常规方法测定甘肃省庆阳市5县,1区,8个采油区油污土壤化性质、酶活性和土壤微生物遗传多样性。[结果]土壤总石油烃含量(TPHs)与碱解氮、速效磷、pH值和脲酶呈负相关(p0.01),与土壤多酚氧化酶、脱氢酶和过氧化氢酶呈正相关(p0.01);样地土壤TPHs含量低的土壤微生物Shannon-Wiener指数明显高于TPHs含量高的样地;NMDS排序结果显示,石油污染对该地区土壤影响最大的因子为土壤碱解氮和速效磷,其次为TPHs,pH值、脲酶、ShannonWiener指数及过氧化氢酶。[结论]陇东地区石油烃污染对土壤环境因子的影响主要表现在包括氮、磷等营养元素的有效循环、土壤脲酶活性和微生物群落多样性,而对土壤微生物群落丰富度、均匀度和速效钾的影响未达到显著水平。     

微生物与有机肥混合剂修复石油污染土壤的研究

采用含有4种菌的菌剂与多种有机肥联合修复石油污染土壤,通过盆栽实验对不同浓度菌剂处理土壤中的石油烃降解率、16种多环芳烃（PAHs）浓度、脱氢酶活性、pH、阳离子交换量和微生物多样性等变化进行了研究。结果表明,腐植酸、诺沃肥和生物有机钙等有机肥和菌剂（4%处理）的加入使土壤盐碱环境得到明显改善,土壤pH稳定于6.9,阳离子交换量为201.94cmol·kg-1;对比4个不同浓度菌剂处理的效果,4%菌剂处理与有机肥联合作用修复效果最显著,石油烃降解率可达到73%,大部分所测PAHs浓度显著降低,其中萘、蒽、苯并（a）芘和苯并（g,h,i）芘降解率分别达到了65.5%、57.7%、74.7%和55.5%,土壤微生物数量增加,多样性更为丰富。     

多氯联苯复合污染土壤的微生物群落结构多样性变化

土壤微生物群落结构多样性是指示土壤生态系统稳定性及其功能的重要传感器。采用磷脂脂肪酸（Phospholipid fatty acids,PLFAs）方法,对长江三角洲地区某POPs高风险区PCBs长期复合污染土壤的微生物群落结构多样性进行了初步研究。结果表明,PCBs重度污染土壤中格兰氏阴性菌（16：1w9、cy17：0等）和厌氧微生物（18：1w7）的PLFAs组分含量较多,而格兰氏阳性菌（如i15：0、i17：0等）、放线菌（16：0（10Me））及真菌（18：2ω6,9）和好氧性微生物的PLFAs含量较低,表明PCBs污染土壤中微生物群落结构与组成发生了明显变化。这一结果为PCBs降解微生物资源的定向筛选提供了科学依据。     

陇东黄土高原油污土壤环境因子对场地生态修复的季节响应

[目的]探讨陇东黄土高原地区油污土壤场地修复过程中土壤环境因子对季节变化的响应机制,为油污土壤植物微生物联合生态修复的推广应用提供参考。[方法]利用陇东适生植物"金盏菊"联合土著石油降解菌剂开展为期285d的场地原位修复试验,采用常规方法测定不同季节土壤理化特性、酶活性和微生物群落特性等环境指标。[结果](1)场地修复过程中土壤TPHs降解率在夏(24.62%±3.96%)秋(29.93%±1.94%)两季明显高于春(3.82%±0.91%)冬(9.24%±0.87%)两季;(2)季节变化和强化处理对油污土壤酶活性和理化特性存在显著交互效应(p0.05)。土壤pH值、含盐率和有机质含量在秋季明显降低(p0.05),而土壤速效养分均在夏秋含量最高(p0.05);(3)春季土壤微生物群落Evenness指数偏低(p0.05),夏季Richness指数明显增加(p0.05),Shannon-Wiener指数在夏秋两季明显高于其他季节(p0.05);(4)NMDS排序结果显示,夏秋两季分异于其他季节主要与土壤微生物群落Richness指数(r2=0.706 3,p=0.002)和速效磷(r2=0.615 7,p=0.005)有关;(5)低温季节影响土壤TPHs降解率的因素主要是土壤理化特性和土壤酶活性的叠加效应(54%),而夏秋两季土壤理化特性、土壤酶活性和土壤微生物特性三者的共同作用可解释土壤TPHs降解率变异的74%。[结论]土壤微生物群落Evenness指数和土壤酶活性偏低是造成春冬两季土壤TPHs降解率偏低,而土壤微生物群落ShannonWiener指数、Richness指数、速效磷含量和生物强化处理有效化水平是陇东地区夏秋两季土壤TPHs降解率明显增加的主要环境因素。     

生物修复石油污染土壤

本文概述了石油污染土壤的生物降解机制,分析了生物修复土壤污染技术及其影响因子,提出了强化生物修复的措施及其在我国的应用前景。     

巯基坡缕石对镉砷复合污染土壤钝化修复及微生物群落的影响

为探究巯基坡缕石对镉(Cd)–砷(As)复合污染土壤的修复效果及其对土壤生态功能的影响,以Cd-As复合污染水稻土为研究对象,探究了1%、2%巯基坡缕石添加对土壤理化性质、Cd和As有效态的影响,并采用高通量测序技术分析了不同处理对土壤微生物群落结构的影响。结果表明:巯基坡缕石添加显著降低了土壤pH,其中2%处理下pH降低更明显。与对照相比,1%和2%巯基坡缕石处理下,土壤有机质含量分别增加了30.2%、60.9%,Cd的有效态含量与毒性特性浸出量分别降低了97.7%～98.3%、77.1%～92.7%,而As的有效性未发生显著变化。巯基坡缕石添加对土壤微生物多样性及丰度无显著影响,但属水平下Pseudanabaena＿NgrPSln22和Pseudomonas的相对丰度显著降低了85.4%～98.1%、75.3%～78.9%。巯基坡缕石处理下土壤微生物群落结构显著改变,其中pH和Cd的有效性是显著影响因素。总之,巯基坡缕石不仅能显著降低Cd有效性,提高土壤有机质含量,还会影响细菌群落结构,增加土壤抗病菌丰度和减少固氮菌丰度。     

铀尾矿周边污染土壤微生物群落结构与功能研究

为给铀尾矿周边污染土壤环境监测及生态修复提供科学参考依据,以我国某铀尾矿周边的污染土壤为研究对象,采用常规稀释平板法和Biolog—Eco微平板反应系统研究了高、中、低污染区的土壤微生物群落结构及功能多样性。结果表明,放射性污染从高到低的各级取样点的三类微生物数量大小为细菌〉真菌〉放线菌;与对照相比,各样点的AWCD下降了37．6％~92．0％,AWCD、Shannon指数（H）、Simpson指数（D）与放射性核素的含量基本呈反比关系,而与有机质、全氮、碱解氮显著正相关;不同土壤微生物群落问的代谢特征随着污染程度的变化而变化,主成分分析表明这种变化主要体现在碳水化合物上。     

石油污染土壤菌剂修复技术研究

向石油污染土壤中投加环境适应能力强,降解效能高的菌种或菌群是提高石油类污染物降解效率的重要手段。本文应用菌剂修复技术对某污灌区石油烃污染土壤进行了处理,结果表明,混合施加两种菌剂,对石油的降解有相互促进作用,土壤中石油类污染物的降解率为54.23%。本研究为该地区石油污染土壤的治理提供了有力的技术保证。     

两株真菌的分离及其在石油污染土壤修复中的作用

从石油污染的盐碱土壤中分离获得2株真菌,并对其生理生化性质进行初步研究。将2株菌扩大培养,制成混合菌剂,通过盆栽试验,以石油烃降解率、脱氢酶活性和土壤的微生物多样性等为指标,研究了不同剂量的混合菌剂对石油污染土壤修复的作用。结果表明,添加菌剂各处理的石油烃降解率、脱氢酶活性和微生物多样性明显高于对照;石油烃降解率随菌剂加入剂量的增大而提高,加入8%的菌剂,70 d石油烃降解率可达63%,是对照组的1.44倍。     

石油污染物对山东省三种类型土壤微生物种群及土壤酶活性的影响

利用胜利油田开采区的含油污泥,对山东省三种主要类型的土壤混入不同含量的含油污泥后造成的微生态变化进行了试验研究,从土壤微生物种群数量和土壤酶活性的角度评价了含油污泥对土壤生态系统的影响。结果表明三种不同类型的土壤,其微生物区系和部分土壤酶活性受不同含量的石油污染物影响程度不同。其中棕壤的微生物区系受土壤总石油烃TPH(Total petroleum hydrocarbon)的变化影响较小,对石油烃造成的微生态影响的修复能力较强,可以作为植物修复石油污染土壤的首要选择土壤类型。石油烃含量对三大类微生物类群变化的影响,以放线菌最为显著,当土壤石油烃含量为500mgkg-1时,潮土、褐土和棕壤的放线菌总数分别下降了80%、85%和89%,石油烃含量对褐土和棕壤真菌数量的影响较小。三种类型土壤淀粉酶和脲酶酶活性随石油烃含量的变化表明,潮土和褐土的淀粉酶酶活性受石油烃含量影响显著,可以作为这两类土壤石油污染程度的敏感生化指标。     

黄土丘陵沟壑区小流域土壤水分空间变异性及其影响因素

为了解不同土地利用方式和地形条件下土壤含水率的数量特征及其变异规律,以黄土高原丘陵沟壑区纸坊沟小流域为研究对象,利用经典统计学方法系统分析了小流域尺度土壤含水率的空间变异性。结果表明:不同土地利用方式下土壤平均含水率之间呈极显著差异,其顺序为:农田>草地>林地>灌木地;土壤含水率在土壤剖面上呈先减小后增大的趋势。地形条件显著影响土壤含水率,其中梯田>沟底>坡地>峁顶;不同坡位土壤含水率的顺序为坡下>坡上>坡中,不同坡向间为阴坡>阳坡。上述土壤含水量的变异程度均为中等。在小流域尺度,土地利用和地形对土壤水分具有显著的交互作用。相关结果可为黄土丘陵沟壑区的土壤水分管理、土地利用结构优化、不同地形条件下的植被布局提供参考。     

陇东黄土高原不同林龄刺槐林土壤碳通量及其组分特征

基于红外气体分析技术,对陇东黄土高原田家沟水土保持科技示范园不同林龄(12,14,15,18a)刺槐林土壤碳通量进行定位监测,同时以荒草地为对照,分析土壤碳通量日、季变化及组分特征。结果表明:不同林龄刺槐林土壤碳通量日变化差异显著(P0.01),日变化趋势表现为昼高夜低的单峰曲线,13:00—15:00达到最大值,最小值出现在2:00—5:00;不同季节间土壤碳通量差异显著(P0.01),具体表现为夏季春季秋季冬季,夏季土壤碳通量为冬季的8.78~20.32倍;刺槐林春季土壤碳通量以自养呼吸为主,夏、秋两季以异养呼吸为主,冬季自、异养呼吸贡献率基本一样,荒草地春、夏、秋3季以异养呼吸为主,冬季与林地表现一致;刺槐林年土壤CO_2排放量随林龄增加而增加,年排放量2 069.63~4 590.35g/m~2,荒草地土壤CO_2年排放量2 806.27g/m~2,低于18a刺槐林,高于其余各林龄。研究结果为陇东黄土高原刺槐人工林土壤的固碳效应及经营措施提供依据。     

黄土高原塬区麦田土壤干旱特征

通过对黄土高原典型残塬董志塬麦田不同时期土壤各层次水分含量的分析,揭示了陇东黄土高原塬区土壤干旱特征。分析显示,麦田土壤从上层到下层,干旱发生频率呈现出逐渐增加的趋势,但干旱强度呈现出逐渐减弱的趋势;重旱主要出现在春末初夏,土壤中、上层出现概率最高,1 m以下土层基本不出现重旱现象;过湿现象主要出现在秋季,土壤中、下层出现概率最高,1 m以上土层基本不出现过湿现象;晚秋是董志塬麦田土壤含水量最丰沛的时期,春末初夏是最干旱的时期,早春出现重旱的几率较小。     

黄土丘陵沟壑区不同植物群落的土壤养分及其化学计量特征

[目的]对黄土丘陵沟壑区不同群落土壤养分及化学计量进行研究,为该区的植被恢复提供一定的理论依据。[方法]测定土壤的有机碳、全氮、全磷含量,计算C∶N,C∶P,N∶P,进行差异显著性检验。[结果]研究区土壤有机碳和全氮含量属于6级,全磷含量属于4级,均为养分含量较低的级别;0—10cm土层土壤养分含量大于10—20cm土层;不同群落之间P含量差异不显著,柠条群落的C,N含量最高,铁杆蒿群落的C,N含量最低;柠条群落C∶N与其他群落(铁杆蒿群落除外)差异不显著,C∶N保持相对稳定;铁杆蒿群落和刺槐群落的C∶P较低,土壤P的有效性较高。[结论]不同群落的生物量和盖度等特征不同,导致土壤养分有所差异;不同群落对土壤C,N,P的补充和吸收利用能力不同,导致化学计量特征有所不同。     

黄土高原水土流失区森林资源价值核算

概述了目前常用的森林资源价值核算方法,较系统、全面地核算了黄土高原水土流失区森林资源环境价值(包括涵养水源价值、保育土壤价值、固碳制氧价值、景观游憩价值和净化环境污染价值)和实物价值(包括林地价值、林木和果品价值)的现值,并且分析了不同贴现率时森林资源价值的差异,指出基于可持续发展的需要,应取低贴现率进行森林资源价值核算。同时计算结果表明,森林资源环境价值是森林资源价值的主要部分,充分说明了森林环境价值的重要性,应该引起人们的高度重视。     

黄土高原沟壑区小型重力侵蚀影响因素分析

小型重力侵蚀是黄土高原沟壑区流域产沙的重要来源.影响小型重力侵蚀的因素很多,根据野外实际观测,研究和讨论了沟道发展阶段、沟坡坡度、土体风化、土体蠕动、植被发育、降雨等因素对小型重力侵蚀的影响.结果表明:沟坡土体的风化和蠕动是小型重力侵蚀的重要影响因素,沟坡坡度是决定小型重力侵蚀特点和强度的主要限制性因素,降雨是小型重力侵蚀的重要触发因素,植被的发育对小型的重力侵蚀有比较明显的抑制作用.     

黄土丘陵沟壑区水土保持关键措施变化特征

[目的]揭示黄土高原地区不同水土保持措施各阶段特点,为水土流失治理的关键措施和主要策略提供理论依据。[方法]以黄土丘陵沟壑区1954—2015年不同水土保持措施数据为基础,分析了梯田、造林、种草、封禁、淤地坝等5项水土保持措施的变化。[结果]各项措施的应用面积均随着治理年限增加呈上升趋势,其中以造林措施增幅最快,面积最大。各项措施历年增量比重相对稳定,造林措施增量比重最大为58%,封禁治理措施的面积增量比重逐步上升,梯田面积增量比重逐年下降;淤地坝工程数量表现出先增加后降低的趋势。[结论]黄土丘陵沟壑区水土保持措施的时空变化格局与国家政策的指导性与地方治理需求有关,造林是该区域的最为主要的水土保持措施,封禁保护已成为黄土高原植被恢复的发展趋势。     

陇东黄土高原耕地变化趋势及驱动因子分析

利用1986—2002年陇东地区耕地统计资料,对该区耕地资源利用与变化的基本特征、耕地数量变化的基本过程、空间差异、耕地流向以及耕地数量变化的主要驱动机制进行了分析。结果表明:(1)16 a来陇东地区耕地数量呈明显的波动减少趋势,经历了缓慢减少—急剧减少—缓慢减少的变化过程。(2)耕地的主要流向是工矿用地、居民点和各类交通用地以及果园;耕地的增加主要是未利用土地的开垦。(3)经济发展、人口增长和政策是耕地面积减少的主要宏观驱动因子,耕地变化过程中的明显突变与国家宏观政策背景相关联,耕地快速减少在发生时间上与经济的快速增长基本同步,在空间分布上与地区经济发展速度水平的差异相一致。     

黄土高原南部梯田土壤水分环境效应研究

水平梯田是控制坡耕地水土流失和实现旱作区农业高产与稳产的根本措施之一。通过研究发现,在黄土残塬沟壑区的泥河沟流域,梯田具有比较明显的蓄水、保水作用。距田埂愈近,越靠近外部,越接近土壤表层,土壤湿度越小,土壤愈干旱,越近里面,且越向下,土壤湿度越大。     

陇东黄土高原苜蓿草地土壤水分消耗及水分生态效应（英）

黄土高原地区土壤干化导致林草植被大面积衰退,研究苜蓿草地土壤水分消耗规律对该区农业持续发展及生态环境恢复具有重要的理论意义。该文研究了黄土高原地区不同生长年限苜蓿草地1 000 cm土层土壤水分的变化特征及其对土壤水分生态环境的影响。结果表明：在0～1 000 cm土层,4年、6年生苜蓿草地土壤水分条件最好;12年、18年、26年生苜蓿草地土壤水分条件最差。在黄土高原地区,苜蓿地土壤干层出现的区域及发生的程度不同。4年、6年、8年生苜蓿草地,对土壤水分生态环境不会产生不利影响;12年、18年、26年生苜蓿草地,对土壤水分生态环境产生深刻负面影响。研究表明在陇东黄土高原地区苜蓿生长6 a后,应实施粮草轮作,以恢复土壤水分,持续提高土地生产力水平。