4种改良剂在锰矿渣木本植物修复中的比较

【目的】锰矿在我国经济发展中占有重要地位,在带来经济效益的同时,伴随产生的锰矿渣给环境和人类健康带来危害。为改善锰矿渣中重金属含量高、毒性强且土壤理化性质差,造成植物修复比较困难的环境问题,研究改良剂和木本植物对锰矿渣的修复效果,以期筛选出能改善锰矿渣土壤理化性质、促进木本植物修复的改良剂。【方法】采用不同施加比例的有机物(泥炭土、蘑菇渣)和无机物(蛭石、凹凸棒)作为矿渣改良剂,进行木本植物白花泡桐Paulownia fortunei和夹竹桃Nerium indicum室外盆栽实验。通过比较矿渣pH值、有机质含量、重金属酸可提取态含量和植物生物量增量、根系结构、重金属含量与累积量的变化,探讨其对锰矿渣的修复效果。【结果】1)改良剂均可有效提高矿渣中有机质含量,促进木本植物的生长;2)改良剂中泥炭土、凹凸棒和蛭石可分别显著降低矿渣中Zn、Cu、Pb的酸可提取态含量,凹凸棒显著降低矿渣中Mn酸可提取态含量;3)改良剂中蘑菇渣可有效促进2种木本植物的生长,其中泡桐的生物量增量和根系形态指标均高于夹竹桃;4)蘑菇渣处理下2种木本植物锰累积量大,30%蘑菇渣处理下夹竹桃和泡桐的锰累积量分别是未改良组的7.8倍和11.61倍。【结论】4种改良剂中蘑菇渣可以作为锰矿渣改良剂,改善矿渣性质,促进植物的生长,尽快恢复植被,同时还可以通过植物生物量的增加而加大对矿渣中锰的累积量。     

红麻与黄麻在改良铅锌矿渣下的筛选与评价

以30个红麻和黄麻品种为材料,在不同改良处理(对照,100%矿渣+少量磷肥;改良一,90%矿渣+10%泥炭土+少量磷肥;改良二,80%矿渣+20%泥炭土+少量磷肥)下进行室外盆栽试验,测定了植物存活情况、生物量和植物各部位Pb、Zn含量及其积累总量,并根据植物Pb、Zn积累总量对30种红麻和黄麻进行聚类分析。结果表明:(1)30个品种中有25个品种可成活。(2)在对照处理下,25个红麻和黄麻品种的地上部、地下部生物量平均值为3.453 g和1.243 g;而在改良一处理下,其地上部、地下部生物量平均值为5.702 g和2.297 g;改良二处理下,地上部、地下部生物量平均值为9.271 g和3.210 g。(3)红麻和黄麻品种对Pb、Zn都具有一定的吸附能力,且地下部含量均大于地上部含量。除地上部Zn含量,红麻和黄麻重金属含量呈现对照组改良组的趋势。(4)红麻和黄麻Pb平均积累总量分别为对照组3.18 mg、改良一4.06 mg、改良二4.75 mg;Zn平均积累总量分别为对照组2.43 mg、改良一3.80 mg、改良二5.80 mg。(5)红麻和黄麻的生物量、重金属含量、重金属积累总量受其品种(P0.01)、泥炭土添加量(P0.01)及两者交互作用(P0.01)的显著影响。根据聚类分析和方差验证,可以将30个品种红麻和黄麻分为Pb、Zn高积累型和低积累型两类。     

铅锌尾矿区15种植物的生长及对重金属的吸收积累

在废弃的铅锌尾矿库进行人工植被恢复试验,对3年生15种植物修复铅锌矿尾矿的潜力进行评价。结果表明:参试植物出现叶片黄化、提早落叶或停止生长现象。株高和基径增长率、根系生长、生物量等种间差异显著。根系生长深度受到抑制,最大侧根长、细根长度比例和根系生物量比重有不同程度增加。其中桤木、紫穗槐、截叶胡枝子、紫花苜蓿4种固氮植物叶片受害轻微,均有根瘤出现。火炬树、夹竹桃叶片受害程度较低,相对生长率较高,单株生物量较大。植物对土壤重金属的吸收积累因植物种类、部位、金属种类不同而不同。植株不同器官Pb和Zn浓度高低总趋势为根>茎,部分树种Zn浓度表现为茎>根。在15种参试植物中,截叶胡枝子单位面积地上部Pb和Zn积累量均最高,分别为65,199mg·m-2,其次为紫穗槐,Pb和Zn积累量分别为43,127mg·m-2。筛选出综合表现较佳的紫穗槐、截叶胡枝子、火炬树、夹竹桃、桤木、盐肤木、紫花苜蓿和加拿大紫荆等8种植物,它们是铅锌尾矿库植被恢复的适宜材料,其中固氮植物应用潜力较大。     

不同浓度氮源引起的红松苗木根际pH变化及其对Fe、Mn、Cu、Zn有效性和吸收的影响(英文)

在中科院长白山生态系统定位站,从地表20cm处采集土壤样品,用两种不同形式的氮肥(NO3--N,NH4 -N和NH4NO3)处理土壤样品,用盆栽试验研究了两年生红松苗木受不同浓度N源影响而产生的根际pH变化及其对根际Fe、Mn、Cu和Zn等微量元素的有效性和吸收的影响。结果表明,与对照处理相比,施加铵态氮使根际pH降低,而施加硝态氮则使根际pH增加。根际pH变化的方向与程度取决于N源及施加的浓度。根际pH的变化对根际微量元素的有效性具有显著影响,进而影响到苗木对养分的吸收利用。根际有效Fe、Mn、Cu和Zn的含量与根际pH呈负相关,而苗木叶中Fe、Mn、Cu和Zn含量与根际有效养分含量呈正相关。图5参11。     

湘潭锰矿矿渣废弃地植被修复盆栽试验

通过分析湘潭锰矿矿渣废弃地土壤理化性质和重金属元素含量,采用矿渣废弃地土壤进行盆栽试验.结果表明:湘潭锰矿矿渣废弃地土壤质地为粗砂土类,土壤自然含水量与邻近非矿区杉木林对照地的差异显著,而土壤容重和土壤总孔隙度与邻近非矿区杉木林对照地的差异均不显著;矿渣废弃地土壤的pH值平均为7.49,P和Ca的平均含量分别为1.01、4.41 g/kg,都显著高于邻近非矿区杉木林对照地,而N含量显著低于邻近非矿区杉木林对照地,土壤有机质、K和Mg含量与邻近非矿区杉木林对照地差异不显著;矿渣废弃地土壤中的Mn、Cu、Cd、Ni、Zn、Pb平均含量分别是邻近非矿区杉木林对照地的18.59、1.32、4.10、4.66、4.44和3.16倍;与湖南省土壤重金属元素背景值、全国土壤重金属元素平均值相比较,湘潭锰矿矿渣废弃地土壤重金属元素Mn、Cu、Pb、Zn、Cd、Ni的含量都明显偏高,特别是Cd含量,分别高出104.24倍和135.40倍;栾树对矿渣废弃地土壤基质适应性强,生势旺盛,是矿渣废弃地生态恢复的首选植物,千头柏可作为矿渣废弃地生态恢复的次选植物,棕榈可适当发展,洒金柏不能作为矿渣废弃地生态恢复的植物.     

六种木本植物对铅锌尾矿库重金属富集力的研究

通过对湖南省资兴市某已闭库并实施生态修复的铅锌尾矿库及周边受污染土壤和植物的采样分析,以ICP—ASE电感耦合等离子体发射光谱法测定了杉木、杨树、栾树、泡桐、香樟和乌桕等6种木本植物中Pb、Zn、Cu和Cd等重金属元素的含量,并运用转运系数和富集系数分析了植物相应的富集能力与转运特征。结果表明:6种植物中,对Pb富集系数最大的为乌桕,达到0.029;对Zn富集系数最大的为泡桐,达到0.374;栾树对Pb的转运系数达到1.314;泡桐对于Zn的转运系数达到1.452。6种植物均能适应铅锌重度污染的生长环境,其中乌桕、泡桐、栾树富集和转运Pb、Zn能力突出,适宜作为铅锌矿区植物修复的主要木本树种。     

毛竹成竹期根际土壤微量元素变化规律

对黄山公益林场毛竹成竹期幼竹生长的根际土壤微量元素、pH值和有机质含量动态进行了测定,结果表明,幼竹根际土壤pH值介于4.86和6.04之间,属于适合幼竹生长的pH值范围。随幼竹生长,pH值呈开口向下的抛物线形状,8月中旬达到最高值,为6.03;有机质含量和Cu含量分别在7月初和6月中旬达到高峰,分别为38.77和 0.63,有机质含量在7月底达到最低点,而后慢慢升高,Cu含量则呈开口向下的W形状;Zn、Fe、Mn含量均在6月上旬达到高峰,而后均呈下降趋势。方差分析表明,10月幼竹根际土壤与非根际土壤Cu、Zn、Fe、Mn含量均存在显著差异,说明根际土壤对微量元素的溶解吸收相比非根际土壤来说,受根际小环境影响更显著。     

铬污染对雷竹林土壤质量的影响

竹子具有较高的生物量和较强的重金属耐性,是一种极具潜力的植物修复材料。然而,目前尚不清楚铬(Cr)污染环境下,Cr对雷竹林土壤性质的影响。笔者研究了雷竹根际与非根际土壤理化性质沿Cr污染梯度分布的变化特征,分析了土壤理化性质与Cr含量之间的相互关系。结果表明：土壤pH值和碱解氮随Cr污染的增加而降低,有机碳随Cr污染的增加而增加;比较根际与非根际土壤,低Cr污染土壤的总Cr和有效Cr含量无显著差异,而中度和高污染的非根际土壤的有效态Cr含量均显著高于根际土壤;中度和高污染土壤有效Cr占总Cr的含量达到1.5%～2.6%,显著高于低污染土壤;土壤Cr含量与总有机碳和有效Cr呈正相关,与pH值呈负相关;在非根际和根际土壤中,随着Cr浓度的增加,土壤pH值和速效钾降低,有机碳和有效磷增加。笔者通过Cr污染对雷竹林土壤质量的影响研究,为提高竹子生态修复效果提供了科学依据。     

绿化林带对公路环境中重金属和S、N元素的吸收效应研究

测定了公路边落羽杉与杨树林带内土壤和树木叶片中9种重金属和S、N元素的含量,并对重金属在杨树8种不同部位中的含量分布以及树干皮、树枝皮和叶片对重金属的吸附量及吸附率等指标进行了研究。结果表明:路侧林带表层土壤中A l、Fe、Mn、Cu、Zn、As、Cd、Cr和Pb等重金属的含量均不同程度地高于相对清洁点植物园,以Fe、Mn和Cd的增加最显著;N和S含量水平接近或低于相对清洁点,以N的下降较显著。落羽杉树叶对公路环境中A l、Fe、Mn、Cu、Zn、As、Cr、Pb和N等元素都具有明显的吸收累积效应,其叶片中重金属含量距路侧均越远而越低;N随距离的增加有较显著地升高,S则不明显。杨树叶中除As和S,其他元素的含量均不同程度地高于相对清洁点,以A l、Fe、Cu、Pb和N的增加较显著;仅B段林带树叶中A l、As和N随距路侧越远而表现显著地下降。此外,路侧杨树林带树木各部位对重金属的吸收和吸附能力存在明显的差异性,如细根和叶片对A l、Fe和Mn的吸收蓄积能力高于较其他部位,而对Cr、Pb和N i的吸收累积以细根及侧根皮较强;叶片对A l、Fe和Pb的吸附能力较树干皮和树枝皮强。     

桤木人工林细根与土壤养分含量季节动态变化

对桤木人工林细根、土壤养分含量的季节变化及其两者之间的关系进行了研究.结果表明:(1)桤木细根中大量元素N、Ca、K、Mg、P含量冬季高,春季最低;微量元素Fe、Mn、Zn、Cu、Pb、Ni、Cd含量冬季最低,春夏季较高.(2)土壤各层中大量元素N、Ca、K、Mg、P含量冬季最低,夏季最高;微量元素Mn、Zn含量在冬季最低,秋季最高;Fe、Ni、Pb、Cu、Cd含量在冬季最高,春秋较低.(3)细根和土壤中大量元素含量在冬季存在负相关关系,微量元素Fe、Ni、Cd含量在一年四季均存在显著负相关关系,Mn、Cu含量在春季、夏季和秋季存在负相关关系,Zn、Pb含量在春季、夏季和秋季存在正相关关系.     

东江湖铅锌矿渣堆场优势植物重金属富集特征

采集并测定东江湖典型铅锌渣堆场优势植物及其根系土壤重金属含量,研究了植物对重金属富集和转运的能力。结果表明:1)臭牡丹、盐肤木、马尾松、芒萁、木姜子、枫树、桂花树、木荷和红叶石楠等9种优势植物体内重金属Pb、Cd和As含量均高于一般植物中重金属元素的正常含量(Pb 0.1～41.7 mg/kg,As <1 mg/kg,Cd 0.2～0.8 mg/kg);2)9种植物对Pb和As的富集系数BCF值均小于1;3)除盐肤木外,其它植物对Cd的BCF值均大于1;4)马尾松、臭牡丹、芒萁和盐肤木对Pb的转运系数TF值大于1;5)除木荷外,其它植物对Cd的TF值大于1;6)枫树、马尾松、木姜子和盐肤木对As的TF值大于1。综合分析可知,臭牡丹/马尾松、芒萁和木姜子分别对Pb、Cd和As的富集和转运能力最强,具有作为铅锌矿渣堆场重金属污染土壤修复植物的潜力。     

Effects of decomposed leaf litter mixtures from Platycladus orientalis and broadleaf tree species on soil properties

Determining the effects of decomposed leaf litter mixtures, consisting of litter from different tree species, on the properties of soil is important for evaluating nutrient cycling and interspecific relationships. In this study, leaf litter mixtures consisting of Platycladus orientalis (L.) Franco combined individually with eight broadleaf plant species were ground and mixed with soil to analyze the effects of their decomposition on the quantity of soil microbes, the activities of soil enzymes, and the soil chemical properties and to determine the interactions between the different types of litter within a mixture during decomposition. In terms of soil properties as a whole, we found that when P. orientalis litter was mixed separately with litter from Amorpha fruticosa L., Caragana microphylla Lam., Betula platyphylla Suk., or Hippophae rhamnoides L., the resulting litter mixtures showed synergistic interaction effects on soil, but when P. orientalis litter was mixed with litter from Populus simonii Carr., Ulmus pumila L., Robinia pseudoacacia L., or Quercus liaotungensis Koidz. showed antagonistic interaction effects.     

Non-additive Effects of Leaf Litter Mixtures from Robinia pseudoacacia and Ten Tree Species on Soil Properties

ABSTRACT

Litter decomposition plays a critical role in both nutrient cycling and the interspecific relationships between tree species. In this study, leaf litter from Robinia pseudoacacia was mixed with litter from 10 other species, this mixture was then ground and incubated in soil. The soil indexes (i.e., quantity of microbes, activities of enzymes, and chemical properties) were analyzed to study the effects of litter decomposition on soil properties and the interaction between the litters. If mixed separately with Larix principis-rupprechtii or Betula platyphylla, R. pseudoacacia litter exerted synergistic effects on the activities of most enzymes. The mixed litters of R. pseudoacacia and Pinus sylvestris var. mongolica or Ulmus pumila exerted synergistic effects on the soil available P. With regard to the soil properties as a whole, the mixed litters of R. pseudoacacia and B. platyphylla, Pinus tabulaeformis, P. sylvestris var. mongolica, or L. principis-rupprechtii exerted synergistic effects on soil during their decomposition. However, the mixed litters of R. pseudoacacia and Populus simonii, Quercus liaotungensis, U. pumila, or Caragana microphylla did not. This indicated that R. pseudoacacia mixed with the litter of other needle-leaf tree species benefits the development and regeneration of soil and thus can be used for sustainable forest management.     

北京九龙山不同林分枯落物及土壤水文效应

对北京九龙山油松、侧柏、黄栌3种纯林的枯落物层水文效应和土壤水分效应进行研究,结果表明:黄栌林分的枯落物总蓄积量最大,为13.15 t·hm-2,其次为油松和侧柏,分别为12.50、9.53 t·hm-2;黄栌的最大持水量和有效拦蓄量最大,分别为28.73、23.17 t·hm-2;侧柏的最小,分别为12.67、10.17 t·hm-2。未分解层和半分解层枯落物持水量分别在浸泡10 h后和8 h后达到饱和,二者的吸水速率均在浸泡2 h内最大,4 h后趋于平稳。不同层次枯落物持水量、吸水速率与浸泡时间均存在较好的函数关系;3个林地的土壤密度均值最大的为侧柏(1.30 g·cm-3),其次为油松和黄栌,分别为1.23、1.08 g·cm-3;黄栌的总孔隙度最大,为49.63%,其次为油松和侧柏,分别为49.49%、47.44%;侧柏林地的土壤有效持水量最大,为96.53 t·hm-2,其次为黄栌和油松,分别为88.23、69.00 t·hm-2。对入渗速率与入渗时间进行拟合分析,二者呈幂函数关系,其相关系数R2值均在0.90以上。     

短轮伐期桉树人工林科学施肥的研究

经多年对桉树不同土壤类型、不同树龄林分人工控制施肥量的肥料定位试验研究,结果表明：（１）桉树基肥施用效果明显,其肥效可持续５ａ以上,但其肥效随树龄增长而下降。基肥每株施有机肥２．５ｋｇ,配施Ｎ１５ｇ、Ｐ３０ｇ、Ｋ１５～３０ｇ和适量Ｂ、Ｃｕ、Ｚｎ微量元素为宜;（２）追肥效应因树龄而异,２年生大于３年生大于１年生,施肥以每株Ｎ３０～９０ｇ、Ｐ和Ｋ各１５～３０ｇ为宜;（３）植桉后土壤有机质大部分有不同程度下降,全Ｎ、全Ｐ、速效Ｎ变化不大,全Ｋ、速效Ｐ、速效Ｋ、Ｂ、Ｚｎ、Ｃｕ含量明显下降。综合以上研究结果提出短轮伐期桉树人工林科学施肥的建议。     

Hydrological effects of forest litter and soil in the Simianshan Mountains in Chonging, China

A preliminary study of the hydrological effects of forest litter and soils in the Simianshan Mountains was carried out. Results indicate that the annual accumulation of different forest litters is about 6.80–20.21 t/hm² and the maximum water carrying capacity ranges from 1.8 to 4.6 mm. Among them the water carrying abilities of the litter of Lithocarpus glabra and natural deciduous forests are larger than that of Pinus massoniana. A power function relationship exists between the accumulated water-carrying volume and time. An investigation of the physical properties shows that forest soils, to a depth of 1 m, have a powerful water-carrying ability, varying from 7.84 to 18.87 mm. Non-linear regression analysis shows that the soil infiltration rate is significantly correlated with time. __________ Translated from Journal of Beijing Forestry University, 2005, 27(1): 33–37 [译自: 北京林业大学学报]     

干旱地区土壤含水率对秋季造林成活率的影响

干旱地区秋季造林的成败,土壤墒情好坏是决定因素,当秋季干旱无雨,在土壤含水量很低的情况下,不论采取哪种造林方法和营造何种树种,都不会获得较高的成活率。只有在土壤墒情达到一定程度的情况下,秋季造林才会获得理想的成活率。     

辽西半干旱石质山区覆盖保墒造林试验

通过在辽西北半干旱石质山区进行不同材料覆盖保墒造林试验研究,结果表明:覆盖对土壤温度的调节因覆盖材料的不同而表现出不同的效果——地膜覆盖能提高土壤温度,覆草和覆石均降低土壤温度;造林后覆盖,土壤平均含水率比对照提高0.39%～2.34%,覆草效果最好;不同覆盖材料均能提高大部分树种的造林成活率,以覆草效果最好,覆膜次之。     

大麦对盐碱性防护林地改良效果分析

通过盐碱性防护林地播种大麦的试验,结果表明:夏季高温干旱"返盐碱"期间,防护林地播种大麦,其土表(0～20cm)层可溶性盐分和pH值分别比未实施播种大麦的平均降低0.9 g·kg-1和0.4;有机质、水解氮、有效磷和速效钾的平均含量分别比未实施播种大麦的增加5.4 g·kg-1、106.6 mg·kg-1、15.1 m...     

森林抚育间伐的直接效应分析

森林抚育间伐是森林生态系统经营中人类作用于森林的主要措施。针对抚育间伐对森林地上环境和土壤理化性质等方面的直接效应进行综述分析,并指出未来森林抚育间伐工作应从以下几个方面予以加强：森林实施分类经营管理;科学编制森林经营方案;转变间伐理念;森林抚育间伐进行长期定位研究。