土壤中镍生态阈值的影响因素及预测模型

利用实验室获得的毒理学数据建立土壤生态阈值需通过老化-淋洗因子校正以消除外源添加的人工污染与野外实际污染的差异。该文利用基于中国土壤的17个物种的镍毒理学数据建立镍土壤生态阈值并利用老化-淋洗因子对数据进行校正。结果表明淋洗效应在pH值大于8.5的土壤中尤为显著,除个别土壤外,淋洗因子(LF)值均大于2;老化效应在碱性土壤(pH值>7.0)中更为显著,且老化因子(AF)值随着土壤pH值的升高而增大。pH值、有机碳含量(OC)、阳离子交换量(CEC)可分别控制镍生态阈值变异的86.2%、9.0%和4.1%。土壤pH值是影响土壤镍生态阈值的最重要因子,基于土壤pH值和OC的2因子预测模型能较好地预测土壤镍生态阈值,其相关性达到95.2%,利用该研究获得的两因子模型并依据土壤性质参数可预测不同类型土壤中的镍生态阈值。     

基于物种敏感性分布（Burr-Ⅲ）模型预测Cd对水稻毒害的生态风险阈值HC5

Burr-Ⅲ型分布是一种灵活的分布函数模型,对有害物质产生毒性的物种敏感性数据有很好的拟合效果。本研究采用水培实验研究了我国常见的17种不同水稻对Cd毒性的剂量-效应关系,结合Burr—Ⅲ物种敏感性分布模型对不同水稻Cd毒性的物种敏感性分布频次和基于保护95％水稻品种的Cd毒性阈值HC5进行了预测。结果表明：水培条件下,随着Cd处理浓度（0．30 - 6．0mg·L^-1）的增加,水稻对Cd富集系数（SCV）明显下降,而转运系数（TF）呈现出增加的趋势,总体而言,杂交品种水稻对Cd的转运系数高于常规品种水稻。不同水稻对Cd胁迫的半抑制浓度阈值（EC50）变化范围为0．552—24．01mg·L^-1,不同水稻品种EC50相差1．18-43．49倍,10％抑制浓度（EC10）变化范围为0．033～1．624mg·L^-1,不同水稻品种EC50相差1．758-49．21倍。不同水稻对Cd的毒性呈现出明显的敏感性差异特征,Bur-Ⅲ分布模型预测结果表明,基于保护95％的水稻品种,Cd的10％抑制浓度值（HC5^10%）为0．045mg·L^-1,50％抑制浓度值（HC550％）为0．594mg·L^-1。研究结果为我国水稻Cd污染防治及土壤Cd质量标准的修订提供了依据。     

土壤中活性镍变化的动力学及其应用

研究了镍在６种不同性质土壤中活性的动力学。结果表明,土壤活性镍随时间变化的规律可用双常数速率方程很好地加以描述。参数ｋ反映了变化过程的速率,即ｋ值愈大者,其变化的速率愈小。     

河北省农田土壤中的镍

分析测定了河北省农田主要类型耕层土壤中的Ni含量及土壤中Ni含量的剖面变化,结果表明,河北省农田土壤中Ni的平均含量为26.48mg/kg,含量范围为8.62～94.77mg/kg,土壤中Ni含量水平在20～30mg/kg范围内分布频率最高。土壤中Ni的含量总体变化趋势是由北向南、由西向东呈逐渐增加趋势。主要类型土壤中Ni的平均含量水平高低为棕壤土>潮土>褐土>栗钙土;4种类型土壤中Ni含量的剖面变化表现为下层略高于表层,但含量差异不显著。农田土壤中Ni含量的变化与土壤pH值、全盐量及有机质的含量变化相关性不显著。     

生态指数法在土壤评价中的应用

作者建议以温度、水分、大陆性系数(KK值)、地形以及土壤的一系列属性作为评价土壤肥力及生产力的依据。并将此法应用于淮阴市的土壤评价上,取得了较满意的结果。     

基于物种敏感性分布的江苏省典型水稻土Cd安全阈值研究

研究不同水稻品种富集镉(Cd)的敏感性差异和江苏典型水稻土Cd的安全阈值,可为水稻安全生产和产地安全性评价提供理论依据。选择江苏省主栽的12个水稻品种和2种代表性水稻土(酸性的兴化勤泥土和中性的常熟乌栅土),通过温室盆栽试验,分别添加不同浓度的外源Cd,研究不同水稻品种对Cd的敏感性差异,并利用物种敏感性分布法(speciessensitivitydistribution,SSD)推导2种土壤Cd的安全阈值。结果表明:不同水稻品种糙米Cd含量存在显著的种间差异,最高含量和最低含量相差3～6倍,并表现为籼型杂交稻显著高于粳型常规稻和粳型杂交稻。利用BurrⅢ型分布函数拟合12个水稻品种富集Cd的SSD曲线,通过国家食品安全标准反推出勤泥土和乌栅土上保护95%的水稻品种糙米不超标的HC5值即安全阈值,其中全量Cd分别为0.78 mg/kg和1.17 mg/kg,CaCl2提取态Cd分别为0.13 mg/kg和0.14mg/kg,EDTA提取态Cd分别为0.46 mg/kg和0.64 mg/kg。2种土壤上基于全量Cd的安全阈值均高出我国《土壤环境质量标准》(GB15618—1995)中二级标准的限值(0.30mg/kg、pH≤7.5)。     

基于文献数据的PAHs生态安全土壤环境基准研究

多环芳烃（Polycyclic aromatic hydrocarbons, PAHs）具有致癌、致畸、致突变等“三致”效应,其造成的土壤污染问题受到世界各国的强烈关注。然而我国基于生态安全的土壤风险筛选值和管控标准仍未确立,致使当前土壤生态安全风险评估仍无据可依。通过系统调研国内外土壤中PAHs的生态毒性研究结果,针对16种优先控制PAHs,筛选获得248组毒性数据（Effect concentration10, EC10和No observed effect concentration, NOEC）,并利用物种敏感性分布法推导出不同用地方式下各PAH的生态安全土壤环境基准。不同用地方式下各PAH的生态安全土壤环境基准分别为1.00~10.60 mg·kg-1（自然保护地和农用地）、1.03~25.44 mg·kg-1（公园用地）、1.12~51.00 mg·kg-1（住宅用地）、1.20~68.41 mg·kg-1（商服及工业用地）。该研究结果可为我国土壤生态安全环境质量标准的制定和PAHs污染土壤的生态风险评估提供数据支撑和方法指导。     

黑龙江凉水自然保护区人工林土壤革螨生态分布

对黑龙江凉水国家自然保护区人工云冷杉林、人工兴安落叶松林、人工红松林三个群落的土壤革螨进行调查分析,获得土壤革螨24种,216只。其中优势种2个,常见种11个,稀有种11个。人工红松林土壤革螨种类和数量最多,人工云冷杉林的次之,人工兴安落叶松林的最少。平均密度为2400个m-2。土壤革螨栖息层次的表聚性很强,组成成分以人工云冷杉林和人工红松林的相似性最大。文中采用多个群落D IC指数、丰富度指数、均匀度指数、优势度指数进行分析。土壤革螨的多样性与丰富度呈正相关,与优势度呈负相关。     

万鹤山鹭鸟保护区土壤微生物优势类群生态分布的研究

研究了广西防城万鹤山鹭鸟自然保护区鹭林土壤微生物主要类群组成和数量分布及其与土壤主要化学性质的关系。结果表明:( 1 )鹭林土壤微生物主要类群组成中,细菌占88.1 7%,固氮细菌占8.1 1 %,放线菌占2 .3 2 %,丝状真菌占1 .3 9%,具有亚热带森林土壤微生物组成的特点;( 2 )影响土壤微生物数量分布主要有鹭鸟、林分类型和土壤等三方面因素;( 3 )细菌和固氮菌在白鹭林、夜鹭林和无鹭鸟林的分布差异达到或接近显著水平,呈现白鹭林>夜鹭林>无鹭鸟林的趋势,与p H值呈显著负相关,它们在有机质、全N、全P、速效N和速效P的转化和利用过程中起到了显著的作用;( 4)放线菌的数量分布呈现白鹭林≈夜鹭林>无鹭鸟林的趋势,数量分布差异接近显著水平,与p H值呈显著负相关,对有机质和全P的积累有明显的作用,也明显地促进P和K元素的分解和利用;( 5 )丝状真菌的数量分布与放线菌相反,与p H值和全K呈显著正相关,与大多数土壤养分含量呈显著负相关     

土壤中的氟:I.土壤中氟的分布

本文讨论了我国主要类型土壤中氟的含量及其与成土母质的关系，讨论了氟在土壤部面中的分布，迁移图式及其与土壤化学性质和气候条件的关系。     

若尔盖高原湿地土壤硒的数量、形态与分布

用连续浸提的方法研究了若尔盖高原4种湿地土壤(风沙土、草甸土、沼泽土和泥炭土)中硒的含量、形态、剖面分布及其影响因素,以期为该区人、畜缺硒症的防治积累科学资料。结果表明,该区土壤属于低硒环境,表层土壤全硒含量范围为65～260μg/kg。在各种形态硒中,水溶性硒仅占土壤全硒含量的1.12%～3.08%,交换态硒占2.91%～6.03%,有机态硒占10.28%～45.63%,酸溶态硒、硫化态硒和残余态硒3种无效态硒共占60%以上。在土壤有机态硒组成中,胡敏酸结合态硒(HA-Se)占有机态硒的57.84%,富里酸结合态硒(FA-Se)占42.16%。土壤总硒和有机态硒的含量与分布主要受土壤有机碳的影响,且其影响程度随着深度的不同而改变,湿地土壤丰富的有机碳有利于土壤有机态硒和总硒的积累。土壤总硒含量低、有机态硒的比例较高以及胡敏酸结合态硒占优势导致硒的生物利用率低,可能是该区域人、畜硒缺乏症发生的重要原因。     

重点生态功能区水土流失敏感性评价与分布研究—以贵州省雷山县为例

为了定量分析重点生态功能区雷山县水土流失敏感性现状,揭示其空间分布特征,识别出水土流失敏感性关键地域,也为县域水土流失综合防治和生态环境治理提供理论依据,研究选取2010年10月覆盖雷山县全域的ALOS遥感影像和1∶50 000地形图等为数据源,通过地理空间信息技术(RS和GIS技术)结合使用,运用3D Analyst栅格计算功能,提取雷山县DEM、坡度、坡向和土地利用等主要因子,运用ENVI软件,结合归一化植被指数模型,获取植被覆盖度,运用ArcMap空间叠加分析方法,划分出水土流失敏感性等级,得到研究区水土流失敏感性空间分布情况。结果表明,雷山县轻度及以上水土流失敏感性区域面积812.29km2,占总面积的67.45%,水土流失敏感性以轻度为主;强烈以上等级占总面积5.96%,所占面积小;同时研究区不同高程、坡向、坡度和植被覆盖度等级与水土流失敏感性之间存在显著关系,即轻度以上的水土流失敏感性区域面积出现先增大后减小的单峰分布;水土流失敏感性区域主要出现在高程为800~1 400m范围内,坡向为东南和西北,坡度为15°~35°,植被覆盖度在30%~45%的区域。     

黄山景区土壤重金属分布特征及其潜在生态风险评价

选取黄山风景区6条主要游览步道,采集70个土壤样品,用等离子发射光谱法测定其Zn、Cu、Pb、Cr、As和Ni的含量并分析其分布特征,应用潜在生态风险指数法对黄山风景区土壤重金属污染进行分析和评价。结果表明,黄山风景区土壤Zn、Cu、Pb、Cr、As、Ni的平均含量分别为157.02,19.73,46.44,41.46,29.47,10.26mg/kg,除Ni外,所有元素均超出土壤背景值。结合土壤重金属在不同景区的分布和样带上的横向分布规律以及相关性分析,得出Cu、Pb主要来源于汽车尾气排放物的沉降,在云谷景区和玉屏景区相对较高;Ni、Cr来源于地壳源,在样带的横向分布上呈逐渐增加的趋势;Zn在北海景区含量最高,受游客的旅游活动干扰最大;As可能由于农药的喷洒导致整个景区均存在一定程度的污染。黄山风景区土壤重金属整体处于轻微生态风险,各种重金属的潜在生态危害由强至弱依次为:As>Pb>Cu>Zn>Cr>Ni,其中,As是黄山景区土壤最主要的潜在生态风险因子。     

土壤因子对莫索湾梭梭林林下植被分布和多样性的影响

[目的]研究土壤因子对古尔班通古特沙漠西南缘莫索湾地区天然梭梭林、天然—人工梭梭林、人工梭梭林林下植被分布和物种多样性的影响,为该区物种多样性保护提供理论依据。[方法]采用典范对应分析法(canonical correspondence analysis,CCA)和广义加型模型(generalized additive model,GAM)分析了6个土壤因子(共8个指标)与物种分布和多样性之间的关系。[结果](1)土壤水分、电导率、pH值和生物结皮的发育是影响植物分布的主要土壤因子。刺沙蓬和狭果鹤虱主要分布在土壤水分和电导率较高的林地,细裂补血草分布在高pH值环境中,虫实分布在土壤水分和电导率较低,同时生物结皮发育较好的林地,甘新念珠芥和滨藜对环境的适应能力较强,各生境均有分布,自然更新的梭梭幼苗分布随着土壤水分、电导率降低和生物结皮增加相对重要值逐渐增大;(2)土壤水分、电导率、pH值和土壤质地是影响物种多样性的主要因素。物种多样性指数与土壤水分和粉粒含量呈极显著正相关(p0.01),与电导率和pH值呈极显著负相关(p0.01),在土壤水分较低的环境条件下(2.19%~6.28%),土壤水分是影响多样性指数的最主要因子,当土壤水分8.0%时,多样性指数趋于稳定,同时,土壤pH值9.0时,多样性指数有明显下降趋势。[结论]梭梭林林下植被的分布和物种多样性是由土壤水分、电导率和土壤质地为主的多种土壤因子综合作用的结果。     

Distribution of Inorganic and Organic Phosphorus Fractions in Two Phosphorus-Deficient Soils as Affected by Crop Species and Nitrogen Applications

It is desirable to know the distribution of phosphorus (P) fractions in soil so that plants may use P efficiently. Here we report the dynamics of inorganic and organic P in P-deficient black and rice soil cropped by soybean, white lupin, and maize supplied with nitrogen (N) inputs by N fixation and urea fertilizer. Inorganic P fractions of the three cropped soils could be ranked as O-P (organic phosphorus) > Al-P (aluminum phosphorus) > Fe-P (iron phosphorus) > Ca₁₀-P (calcium-10 phosphorus) > Ca₈-P (calcium-8 phosphorus) > Ca₂-P (calcium-2 phosphorus), irrespective of soil type. The potential of various inorganic P fractions to plant nutrition differed between soybean and white lupin. The percentage of total P present as inorganic P was affected by crop, soil type, and N source. In black soil, the change of organic P fraction induced by N fixation was larger than by urea application. The moderately labile organic P (MLOP) concentration was not affected significantly by soil type and crop species, and it was probably the main P source to the inorganic P fraction because the correlation between the two pools was high (r = 0.945; P < 0.05). Crop species differed in their uptake of inorganic and organic P from soil. Though P fraction concentrations varied between black soil and rice soil, their response to crop species and N source was similar. The amounts of P removed from soil were affected by N source. The right choice of crop species and the application a suitable N source may increase crop yield and P uptake by plant in P-deficient soils.     

Distribution of Chromium,Nickel, and Cobalt in Different Parts of Plant Species and Soil in Mining Area of Keban,Turkey

Abstract

The distribution of chromium, nickel, and cobalt in the plant species and soil of the Zn‐Pb‐Ag sulfide deposits of the Keban area in Turkey have been studied to determine both biogeochemical indicators and biomonitoring of environmental pollution. Plants, including Euphorbia, Verbascum, and Astragalus, and their associated soil samples were collected, and the roots and shoots of these plants together with soils were analyzed by inductively coupled plasma‐mass spectrometry (ICP‐MS). The three metal concentrations in the shoots of Euphorbia samples were found to be lower than in their roots, whereas the metal concentrations in shoots of Verbascum are higher than in their roots. Although the metal concentrations in soils were found to be lower than the permissible limits for agricultural purposes, the concentrations of these metals in different parts of some plants were observed at excessive/toxic levels. As a result, the roots of Euphorbia and the shoots of Verbascum and Astragalus can be used to biomonitor environmental contamination and as biogeochemical indicators.     

中国水蚀区5种典型土壤的侵蚀性降雨阈值比较

[目的]准确拟定侵蚀性降雨阈值,区分侵蚀性与非侵蚀性降雨事件,为有效减少土壤侵蚀预报的工作量以及区域土壤侵蚀防治提供科学参考。[方法]在北京市房山区布设中国5个水蚀二级区典型土壤休闲小区,收集各小区2006—2019年的产流产沙监测资料,利用降雨侵蚀力偏差法分析各小区的侵蚀性降雨量(P)和最大30 min雨强(I₃₀)阈值。[结果](1)相比P阈值,I₃₀在识别侵蚀性降雨方面更为有效。(2)黑土和褐土小区侵蚀性降雨阈值较高,二者P阈值均为10.0 mm,I₃₀阈值均为10.2 mm/h;黄土小区次之,其P和I₃₀阈值分别为9.5 mm和8.9 mm/h。紫色土与红壤小区较低,二者的P阈值分别为5.4和6.1 mm,I₃₀阈值分别为3.2和5.2 mm/h。(3)各径流小区的监测资料年限达到12 a时,侵蚀性降雨阈值才可达到稳定。[结论]不同地区土壤的侵蚀性降雨阈值存在较大差异。侵蚀性降雨阈值不仅受土壤自身特性如粒径分布和有机质含量的影响,还与当地的气候状况如降雨雨型有关。     

龙门山地区水土流失敏感性评价及其空间分异

[目的]确定水土流失优先保护区和需要生态修复的区域,为龙门山的生态环境治理和社会经济发展提供重要的决策依据。[方法]主要考虑降水、土壤侵蚀和地形起伏和植被覆盖等通用土壤流失方程中的水土流失影响因子,对龙门山地区水土流失敏感性进行辨识,并借助于3S技术强大的空间数据采集和分析功能,计算水土流失敏感性综合得分值,按照ArcGIS自然断点分类方法将水土流失敏感性分为不敏感区、较敏感区、低度敏感区、中度敏感区和极敏感区5个等级。[结果]龙门山东部山前丘陵地区,人类活动频繁,水土流失敏感性最强,占总面积的34.12%;中部中海拔山地区域,水土流失敏感性次之,占总面积的28.30%;西部山区,水土流失敏感性最低,所占面积比重较小,为13.65%。[结论]龙门山地区水土流失敏感性具有明显的地域分异特点,人类活动频繁,对自然生态系统的干扰强烈,水土流失敏感性最强,人类活动是加剧龙门山地区水土流失敏感性的主要因素。     

不同土培条件下荧蒽在水稻和小麦中的分布特征

通过盆栽试验方法,在荧蒽污染的黄棕壤和潮土上种植水稻和小麦,分别设置空白（CK）、低（L）、中（M）、高（H）4个污染浓度水平,比较荧蒽对作物生长的影响和两种不同土壤中植物体荧蒽的分布情况。结果显示,在试验设置的荧蒽污染浓度下,荧蒽未对两种植物的生长造成抑制,相反还促进了植物某些部位的生长;水稻和小麦各部位的荧蒽含量随土壤荧蒽含量的增加而增大;植物体内荧蒽的传导系数随土壤荧蒽含量的增加而减小,且两种土壤的趋势一致。黄棕壤和潮土有机质、养分、阳离子交换量等性质影响植物体内荧蒽的运移和富集;水稻茎叶对荧蒽的富集能力强于小麦,而小麦籽粒富集荧蒽的能力强于水稻。