太原市近郊农田区域大气氮干湿沉降特征

为研究山西省太原市不同农田大气氮干湿沉降输入通量,于2016年6月至2018年5月用雨量器、降水降尘自动采样仪、Delta系统对太原市近郊东阳和阳曲两地氮干湿沉降进行为期2 a的试验。结果表明,东阳和阳曲氮湿沉降量中,NH_4~+-N分别为8.2,7.7 kg/hm~2,NO_3~--N分别为4.7,6.0 kg/hm~2,NH_4~+-N在两地湿沉降中占较大比例;此外,东阳NH_4~+-N湿沉降量是阳曲的1.06倍,而阳曲NO_3~--N湿沉降量是东阳的1.3倍。东阳气态活性氮NH_3和NO_2年均沉降量分别是11.4,3.2 kg/hm~2,依靠重力沉降颗粒物NH_4~+-N和NO_3~--N沉降量之和为2.9 kg/hm~2;阳曲5种大气活性氮NH_3、NO_2、HNO_3、颗粒态NH_4~+、颗粒态NO_3~-年均沉降量分别是6.1,2.9,3.3,2.1,1.4 kg/hm~2,年总沉降量是15.8 kg/hm~2,NH_3在2个农田区大气活性氮干沉降中占较大比例;东阳干沉降中气态NH_3浓度和沉降量是阳曲的1.9倍,阳曲气态HNO_3和NO_2沉降量之和占总干沉降量的40%。总之,东阳大气活性氮主要受农业源影响,阳曲氮沉降受交通运输源影响不可忽视,今后应注意太原市近郊工业及交通运输气体排放对该区域大气活性氮沉降的影响。     

陕西关中地区大气氮湿沉降通量的动态变化

为了对陕西关中地区大气氮沉降量进行估算,2009年11月至2010年10月对西安和杨凌两地进行了为期一年的湿沉降观测。结果表明:监测期内,西安、杨凌两地区年降雨量分别为620.5、532.3 mm,西安ρ(NH+4-N)和ρ(NO-3-N)平均值分别为3.058、2.356mg·L-1,杨凌ρ(NH+4-N)和ρ(NO-3-N)平均值分别为3.990、2.709 mg·L-1;季节变化上,西安监测点ρ(TIN)(总无机氮)和杨凌监测点ρ(NH+4-N)呈现春、冬季高于夏、秋季的趋势,而杨凌监测点ρ(NO-3-N)则呈秋、冬季略高于春、夏季的趋势。西安、杨凌TIN沉降通量分别为24.791、28.894 kg·hm-2,且均以NH+4-N为主导,分别占TIN的67.3%和56.3%。氮素沉降量与降雨量之间呈现正相关趋势,随着降雨量的增加,NH+4-N、NO-3-N和TIN的沉降通量均明显增加。湿沉降输入农田的无机氮占施肥投入的比重相当大,在施肥中应予以考虑。     

大气氮沉降研究进展

随着经济的快速发展,人类活动排放至大气中的氮持续增长,大气氮沉降已成为气候变化、二氧化碳浓度升高、土地利用变化之外的影响陆地生态系统结构和功能的第四大因素。通过大气沉降到生态系统的氮一部分可作为营养源供植物生长,过量的氮则会产生消极作用。文章围绕大气氮沉降的氮素组成及其沉降通量,氮沉降的时空特征,氮沉降对土壤及植物的影响三方面进行了综述,总结了大气氮沉降的不同氮素形态及沉降通量,对比了氮干、湿沉降的时空特征,阐述了大气氮沉降对土壤生态系统及植物生长的影响。从现有的文章来看,我国对各地区大气氮沉降情况的监测越来越多,包括农田、城市、森林等,但关于大气氮沉降的影响研究多与水体、森林、草地等相关,对农田生态系统的影响,例如对土壤微环境、农作物生长及作物产量、农产品质量等的影响研究尚且较少。     

大气湿沉降氮对白溪水库水环境的影响

大气氮沉降是山区大型饮用水库最重要的污染源之一,准确识别大气氮沉降来源、类型、数量及空间分布规律是保障饮用水安全的前提条件。采用样浮标法对白溪水库水环境进行监测并获取有关数据,分析结果揭示了大气湿沉降氮的化学特征、时空分布及通量变化,破解饮用水源经过长期治理后,仍存在氮素超标和水体富营养化之谜,为水资源保护和污染治理提供决策参考。     

陕西省不同生态区大气氮沉降量的初步估算

2008年,对陕西省4个不同生态区5个监测点的干湿沉降输氮量进行为期1年的观测研究,旨在对不同生态区大气氮沉降量进行初步估算。结果表明,2008年各生态区总无机氮(TIN)沉降量在8.25～16.12kg·hm-2之间,其中以地处长城沿线风沙草原生态区的榆林地区最小,渭河谷地农业生态区的杨凌地区最大。榆林、洛川、西安、杨凌以及安康地区NH4+-N沉降量分别为3.10、3.66、8.60、9.14和9.96kg·hm-2,NO3--N沉降量分别为5.15、7.54、6.29、6.98和5.66kg·hm-2,NH4+-N沉降量的不同是造成TIN沉降量之间差异的主要原因。各生态区湿沉降输氮量为6.57～14.43kg·hm-2,干沉降输氮量为1.19～2.74kg·hm-2,均显示出一定的时间变异性。受降雨量影响,湿沉降量在降雨量大的夏秋季较高,降雨量小的冬春季较低;干沉降量则与之相反,可能是由于雨水的冲刷作用和冬春季节扬尘天气较多引起的。     

闽北果园生态系统大气氮湿沉降研究

研究了2011年3月至2012年2月期间闽北果园生态系统中大气氮素湿沉降浓度、沉降量的变化规律。结果表明:监测期间降水中总氮(TN)、无机氮(TIN)、溶解有机氮(DON)、铵态氮(NH4+-N)和硝态氮(NO3--N)的平均浓度分别为2.11、1.07、1.04、0.65和0.42 mg/L。湿沉降氮量有明显的季节性变化,春、夏季高,秋、冬季低。TN年沉降量为23.19 kg/hm2,其中NH4+-N、NO3--N和DON年沉降量分别占TN年沉降量的30.60%、20.02%和49.38%。     

典型沙源区水库大气氮干、湿沉降污染特征研究

为研究典型沙源区水库大气氮干、湿沉降污染特征及其对水域氮素污染的贡献,以京蒙沙源区大河口水库库区为研究区,于2014年沿水库岸边布设12个大气氮沉降监测站点,采集干、湿沉降样本,测定干、湿沉降TN质量浓度,计算全年各月大气TN干、湿沉降通量和年入库TN污染负荷量。结果表明,研究区大气干、湿沉降季节差异显着(P<0.05):全年各月TN干沉降通量变化范围为116.31~382.02 kg·km^-2,主要集中在春季4月和秋季10月,最大TN干沉降通量出现在春季风沙最为严重的4月,其值为382.02 kg·km^-2;湿沉降通量变化范围为0.73~195.53 kg·km^-2,主要集中在夏季(6-8月),最大TN湿沉降通量出现在降水量最大的8月,其值为195.53 kg·km^-2.大气氮沉降以干沉降为主,全年月平均TN干沉降通量是湿沉降通量的2.9倍,且TN湿沉降通量与降水量变化呈显着正相关(R²=0.961 3).同入库河流径流TN污染负荷对比,2014年大气TN沉降入库污染负荷量为7.15 t,占同年滦河和吐力根河两条河流入库TN污染负荷的19.91%.     

太原周边农田雨季硫氮湿沉降特征

为了解太原市周边典型农田区大气氮硫元素的沉降特征及其来源,于2016年6—10月在山西省农业科学院东阳试验基地进行了湿沉降监测。结果表明,降水中SO42-S,NH4+-N,NO3--N的加权平均质量浓度分别是11.84,2.72,0.85 mg/L,沉降量分别是34.50,7.93,2.47 kg/hm2,SO42--S沉降量分别是NH4+-N,NO3--N的4.3倍和14倍,硫沉降占总沉降的77%,无机氮占23%,无机氮沉降中NH4+-N所占比例较高;SO42--S与NO3--N的质量浓度和沉降量分别呈极显著和显著线性相关,相关系数分别为0.688和0.619,说明二者有相同的来源;降雨中SO42-/NO3-和NH4+/NO3-的加权平均浓度比值分别为13.94,3.20。该地酸雨类型主要是硫酸型,氮沉降以农业排放源为主;SO42--S和NO3--N沉降受周边交通运输及生活燃料燃烧等因素影响较大。高硫沉降对农田生态系统供给氮硫元素的作用不可忽视,也应引起有关环境部门的重视。     

昆明东郊大气氮湿沉降的测定与分析

【目的】研究昆明东郊不同形态的氮湿沉降月均浓度变化、各形态氮的沉降量及其与降雨的关系。【方法】以昆明东郊一站点为研究对象,借助自制雨水收集器和PortLog便携式自动气象站进行降水采样与降水量的监测。【结果】总氮月均浓度的范围为(0.54~2.60mg/L),其中铵态氮月均浓度的范围为(0.16~1.15mg/L),硝态氮月均浓度的范围为(0.09~0.59mg/L),可溶性有机氮月均浓度的范围为(0.25~0.94mg/L)。铵态氮、硝态氮、可溶性有机氮与总氮间存在显著正相关关系(P0.01)。各形态氮浓度的季节规律为冬春高、秋夏低.年氮沉降总量为5.11kg/hm2,其中铵态氮占37.7%、硝态氮占18.8%、可溶性有机氮占43.4%。【结论】雨水中的各形态氮的浓度随着连续降雨逐渐被稀释,在降雨量较大的情况下,各形态氮月均浓度低。各形态氮沉降量均为夏季最高,冬季最低。全年各形态氮45个样品的沉降量与其降雨量之间呈乘幂型相关。     

江西鹰潭典型丘陵农业区氮湿沉降的动态变化

于2003-02~2004-01,采用自动降雨收集器结合室内化学分析方法,研究了江西鹰潭红壤丘陵农业区降水中NH+4-N和NO-3-N沉降的动态变化,并与同期欧洲EM EP和美国NADP监测降水中的NH+4-N和NO-3-N沉降的动态变化进行了比较。结果发现,本研究区域降水中不同月份的NH+4-N,NO-3-N含量及沉降量均变异较大,各形态氮含量和沉降量的极值出现的月份基本同步,表现为春、冬季较高,夏、秋季较低;研究区域NH+4-N,NO-3-N和无机氮的平均含量分别为0.63,0.43和1.06 m g/L,分别是同期欧洲降水中对应形态氮平均含量的1.5,1.1和1.3倍,是同期美国降水中对应形态氮平均含量的2.7,2.0和2.4倍;低于同期欧洲降水中对应形态氮含量的最大值,与同期美国降水中对应形态氮含量的最大值相当;降水中NH+4-N,NO-3-N和无机氮的年沉降量分别为7.15,4.85和12.00 kg/hm2,降水中无机氮的年沉降量低于同期欧洲的最大值,与同期美国的最大值相当,但远高于两区域的平均值;降水中NH+4-N沉降量占无机氮沉降量的比例为60%,高于同期欧洲和美国的平均水平(52.2%和49.6%)。本研究结果表明,江西鹰潭红壤丘陵农业区氮湿沉降量较大,其对土壤、植被以及水体等的影响应引起关注。     

重庆缙云山森林生态系统服务功能价值评估

通过野外实地调查、典型样地试验及生态站长期观测等手段,以重庆缙云山4 种典型森林类型为研究对象, 对其2010 年涵养水源、保育土壤、固碳释氧、积累营养物质、净化空气、生物多样性保护和森林游憩7 项服务功能价 值作了评估。结果表明:缙云山森林生态系统4 种森林类型提供的生态系统服务功能总价值为10.99 亿元/ a,单位 面积生态系统服务功能价值为14.46 万元/ (hm2·a)。7 项森林生态系统服务功能价值为:森林游憩(2.82 亿元/ a) 生物多样性保护(2.56 亿元/ a) 涵养水源(2.25 亿元/ a) 保育土壤(1.60 亿元/ a ) 固碳释氧(1.37 亿元/ a ) 营 养物质积累(0.36 亿元/ a) 净化空气(0.04 亿元/ a)。4 种森林类型单位面积生态系统服务功能价值(森林游憩 价值功能除外)中,针阔混交林、常绿阔叶林、灌木林服务功能价值接近,分别为11.21 万、11.07 万和10.84 万元/ (hm2·a);竹林服务功能价值最低,为6.98 万元/ (hm2·a)。      

重庆缙云山降水 pH值和化学组成特征分析

对重庆缙云山自然保护区1998—1999年126个降雨水样的pH值和主要化学组成成分等特征进行了分析研究。结果表明,缙云山降水pH值平均值为5.23,电导率为33.90μS·cm-1,降水的酸化与污染程度低于重庆市市区和我国南方其它酸雨区域。缙云山降水中SO42-占阴离子总量的84.61%,N H4 和C a2 为主要的阳离子。N H4 和C a2 的大量存在极大地中和了酸根离子对雨水的酸化作用,降低了酸雨发生频率,但酸化雨对森林生态系统仍具有潜在的威胁。缙云山降水pH值和各离子含量存在明显的季节变化特点,总体表现为冬春季污染程度高于夏秋季,这可能与降水量的季节变化有关。酸雨对森林生态系统的影响存在延迟性,故需要对保护区酸沉降特征进行更仔细和综合的动态研究。     

缙云山土地利用方式对土壤有机碳及全氮的影响

【目的】研究西南地区缙云山不同土地利用方式下土壤有机碳(SOC)和全氮(TN)含量及储量的变化,以揭示土地利用方式对SOC和TN积累的影响。【方法】选取缙云山阳坡同一海拔高度处的亚热带常绿阔叶林地、坡耕地、果园和撂荒地,采集0~60cm土层的土壤样品,对其进行SOC、TN以及土壤体积质量的测定分析。【结果】与林地相比,坡耕地和果园的SOC含量分别显著降低了43.83%,21.57%(P>0.05);与坡耕地相比,撂荒地SOC含量极显著增加了239.17%(P=0.001)。相同土壤质量下,不同土地利用方式SOC储量存在显著差异(P<0.05),表现为撂荒地(108.06Mg/hm2)>林地(62.21Mg/hm2)>果园(54.54Mg/hm2)>坡耕地(31.81Mg/hm2)。撂荒地的TN含量及储量均显著高于其他土地利用方式,分别为0.91g/kg和8.64Mg/hm2,而林地、果园、坡耕地三者之间的TN含量及储量不存在显著差异。不同土地利用方式的SOC含量与TN含量之间呈显著的正相关关系。4种土地利用方式的C/N在5.35~12.11,其中撂荒地的C/N最高,坡耕地最低。【结论】撂荒地比坡耕地更有利于SOC和TN的蓄积;虽然林地、果园和坡耕地3种土地利用方式对土壤TN的影响不显著,但林地比果园和坡耕地更有利于SOC的积累;撂荒地有机质的矿化分解程度最低,最有利于土壤中有机质的积累。     

重庆缙云山典型林地土壤分形特征对水分入渗影响

该文以土壤颗粒组成分维和孔隙组成分维来表征土壤结构特征,研究土壤结构分形特征对重庆缙云山典型林型林地土壤入渗率和入渗过程的影响.研究表明,缙云山土壤分形特征表现为:机械组成分维明显大于微团聚体分维和孔隙分维,各层之间孔隙分维变异最大,从表层到底层,孔隙分维呈下降趋势;根据土壤入渗过程曲线将入渗过程划分为3个阶段:①初渗阶段（0～5 min）;②过渡阶段（5～30 min）;③稳渗阶段（30～180 min）.在初渗阶段,入渗率主要受A1层土壤结构影响;在过渡阶段,入渗率主要受AB层孔隙组成和B层土壤结构影响;稳渗阶段,C层土壤结构是入渗率的主要影响因子.土壤入渗过程受土壤机械组成、微团聚体和孔隙组成的综合影响.在入渗整个过程中灌木林地的入渗率远大于其他林地和农耕地.在初渗阶段,农耕地大于其他林地;到稳渗阶段,林地大于农耕地.      

缙云山森林演替对节肢动物多样性的影响

探讨了缙云山森林节肢动物群落的物种组成,以及森林演替对节肢动物群落组成结构的影响.研究结果表明:缙云山节肢动物群落中的优势组成类群是鳞翅目和蜘蛛类群, 鳞翅目物种丰富度和多度几乎占整个群落的40%～50%,蜘蛛类群占10%～15%.森林演替对节肢动物群落的数量特征影响不明显,这与森林植物群落物种丰富度及毗邻环境的特征有关.但森林演替对节肢动物群落的物种更替影响极大,一方面表现为不同森林演替节肢动物群落的物种组成差异较大,另一方面影响节肢动物类群物种的更替速率.各组成类群都表现出在演替初期物种的更替速度比演替后期的快.这与森林演替过程中,森林环境渐趋稳定相一致.     

缙云山林地土壤纤维素分解菌及酶活性研究

【目的】研究不同林地土壤纤维素分解菌的数量及酶活性,为高效纤维素分解菌群的筛选提供参考。【方法】以缙云山的楠竹林、马尾松林和杉木林土壤为研究对象,测定其土壤养分含量、纤维素分解菌数量和纤维素酶活性,然后就三者之间的相关性进行分析。【结果】(1)杉木林地的土壤纤维素分解菌数量、相对酶活性、羧甲基纤维素酶活性(Cx)和滤纸酶活性(FPA)平均值均显著高于楠竹林地,分别是后者的9.70,1.24,2.80和2.81倍,且楠竹林地上述各指标均高于马尾松林地,分别是马尾松林地的1.36,1.15,1.03和1.07倍。(2)杉木林地和马尾松林地的Cx、FPA变化动态相似,Cx、FPA均在培养至5d时最高,之后略有下降;而楠竹林地的Cx、FPA则是在5d前平稳增长,之后迅速上升,培养至7d时最高。(3)相对酶活性、Cx、FPA两两呈极显著正相关,纤维素分解菌数量与相对酶活性、Cx、FPA呈极显著正相关,土壤纤维素分解菌数量、相对酶活性均与有机质、有效磷含量呈极显著正相关,Cx与有机质、全氮、全磷、有效磷呈显著正相关,FPA与有机质、全氮、全磷呈显著正相关,与有效磷呈显著负相关。【结论】杉木林地的纤维素分解菌活力较强,纤维素分解转化能力及碳循环速率高于楠竹林地和马尾松林地。     

缙云山典型林分降雨径流水质研究及预测

运用综合指数法、模糊数学法、灰色关联法和BP神经元法对缙云山2007～2009年的典型降雨径流水质进行了评价,并比较了各评价方法的优缺点。结果发现,缙云山地表径流水质基本上都达到了Ⅱ类标准,而壤中流基本都达到了Ⅰ类水标准,达到源头水或国家自然保护区的标准。在此基础上,根据多年观测资料、缙云山森林资源二类清查数据以及实地调查资料,利用ERDAS和ARCGIS建立森林类型及面积数据库,建立预测模型,对典型降雨条件下径流输出的水质和污染物总量进行了预测。预测典型降雨条件下,地表径流水质为Ⅱ级,而壤中流水质达到了Ⅰ级,说明缙云山典型降雨条件下输出水质良好。利用预测模型,预测当降雨量为20mm时,输出污染物总量分别为总磷6013.10kg,铜2294.75kg,锌2177.11kg,氟6604.46kg,铅511.28kg,铬（六价）45.89kg。     

缙云山野生草珊瑚的引种栽培试验及其园林应用

通过对缙云山野生草珊瑚进行引种栽培试验,初步探索了其繁殖方式和生态习性,阐述了草珊瑚在园林绿化中的观赏应用价值,认为草珊瑚不仅在药学方面有重要价值,在园林观赏方面也有很大的开发应用前景。     

重庆缙云山典型林分3种时间尺度下产流特征研究

为给三峡库区城市森林水源涵养植被建设提供依据,该文基于2002—2005年的降雨和径流观测数据,研究了重庆缙云山4种典型林分4种时间尺度下的产流特征。结果表明:①2002—2005年降雨年际间分布均匀,变幅较小,降雨年平均相对变率为4.46%,变差系数为0.061 8,月平均降雨量类似正态分布。②降雨量、地表径流量与地下径流量都表现出明显的干、湿季之分,每年10月至翌年3月为干季,4—9月为湿季;4种林地的全年径流量主要产生在湿季,湿季地表径流量约占全年地表径流量的85%以上,地下径流量约占全年地下径流量的75%以上。③地表径流和地下径流峰值均出现在6月;月平均降雨量与对应的月地表径流量和月地下径流量均表现为一元二次方程关系;平均年地表径流量依次为:楠竹林＞灌木林＞针阔混交林＞常绿阔叶林;平均年地下径流量依次为:常绿阔叶林＞针阔混交林＞楠竹林＞灌木林。④在相同的场暴雨条件下,地表径流系数表现为:楠竹林＞灌木林＞针阔混交林＞常绿阔叶林;地下径流系数表现为:常绿阔叶林＞针阔混交林＞楠竹林＞灌木林;场暴雨量与地表径流量和地下径流量之间均表现出线性关系。⑤常绿阔叶林、针阔混交林在年、月尺度下对降水表现出较好的理水作用,在场暴雨尺度下表现出较好的调洪功能;楠竹林在3种时间尺度下理水调洪功能最差。