土壤电动修复中电极切换对土壤微生物群落的影响

通过细菌计数和Biolog方法,研究了在3.0V·cm^-1的电压梯度下,不同电场切换周期（24h、5h、10min和1min）对土壤微生物群落的影响。结果表明,电压梯度为3.0V·cm^-1的电场作用能够促进土壤微生物的活性,但会轻微地降低土壤微生物功能多样性,电场切换不能改变这种电场对微生物群落的影响;长时间的电场处理下,电极反应对微生物数量和功能多样性损害严重,切换电场电极能有效消除电极效应,电场电极切换周期≤5h时,可保护电极附近土壤微生物多样性,当切换周期≤10min时,不仅可保护土壤微生物多样性,而且可以保护微生物数量。研究结果说明了电场电极切换能有效降低电极反应对微生物群落的影响,揭示了电场电极切换对土壤微生物群落影响的规律,为电场电极切换方法在污染土壤电动强化生物修复技术中的深化和应用提供理论依据。     

天然土壤中典型多溴联苯醚解吸过程的初步研究

选择5种有机质含量不同的天然土壤,采用批量实验方法考察典型多溴联苯醚8DE47的解吸行为,并尝试利用非线性Freundlich模型和线性模型模拟不同初试浓度条件下BDE47的土壤解吸过程。针对较为显著的器壁吸附影像,所有检测数据均进行器壁吸附定量修正。结果表明,BDE47土壤解吸过程总体分为初始的快解吸和后续的慢解吸两个阶段。在初始阶段,BDE47解吸过程表现为线性行为,但非线性特征随解吸时间延长呈现增强趋势。土壤有机质（用TOC表征）释放的溶解有机质是影响土壤中BDE47解吸行为差异的主要因素之一。     

贡嘎南山-拉轨岗日山南坡高寒草原生态系统表层土壤有机碳分布特征及其影响因素

为揭示贡嘎南山-拉轨岗日山南坡高寒草原生态系统表层土壤有机碳分布特征及其影响因素。在不同海拔高度取土样测定土壤理化指标,现场调查植物物种数、土壤类型等,研究了该区域0～20cm土壤有机碳分布特征及其影响因素。结果表明:高寒草原生态系统表层(0～20cm)土壤有机碳密度平均为5.1625±1.2786kgm-2,变异系数24.77%。在海拔4424～4804m范围内,随着海拔升高,表层(0～20cm)土壤有机碳密度表现出增加→减少增加→减少的分布特征。相关分析表明,表层土壤有机碳密度与植被盖度、30～40cm地下生物量、10～20cm土壤含水量、海拔高度、坡度、土壤有机质呈正相关关系,而与0～10cm土壤含水量、30～40cm土壤含水量、土壤pH值和土壤速效N呈负相关关系,影响表层土壤有机碳密度最关键的环境因子是30～40cm地下生物量、土壤pH值、土壤有机质和土壤速效N含量。     

贺兰山岩画保护区泥石流沟防治规划研究

贺兰山贺兰沟为一典型的泥石流沟,中华数千年的文化艺术瑰宝贺兰山岩画保护区即位于贺兰沟沟口及洪积扇上,经常遭受泥石流的冲积、毁坏和磨损.针对贺兰沟的环境背景条件,在分析泥石流沟特征性状的基础上,提出了因害设防与分区治理相结合、工程措施与生物措施相结合、避灾减灾与应急系统相结合等一系列综合治理规划方案,以期有效解决泥石流对贺兰山岩画和古村落遗址的威胁.     

南京江北地区菜地土壤有效态重金属的含量及空间分异特征

在南京市浦口和大厂的5大主要功能区（工业区、交通干线、居民区、蔬菜生产基地和风景区）内共采集了75个菜地表层土壤样品,以Cd、Cu、Pb和Zn等典型污染重金属的有效态含量为基础,运用经典统计分析、主成分分析和地统计分析相结合的方法对菜地土壤重金属污染进行了评估。结果表明,菜地有效态Cd、Cu、Pb和Zn的平均含量以交通干线沿线（宁六公路泰山新村-南信大段）最低,工业区（南钢或扬子石化）最高,其他功能区的均介于两者之间。主成分分析将菜地土壤有效态重金属大致分为农业源和工业、生活源。从功能区菜地土壤污染总得分排序结果可以看出,宁六公路沿线（泰山新村-南信大段）菜地土壤环境质量最高,以下依次是龙王山风景区、盘城蔬菜基地和盘城镇,老工业区的扬子石化和南钢周边菜地土壤环境质量较差。研究区内菜地土壤有效态Cd、Cu、Pb和Zn的空间分布均具有中等强度空间相关性,不同有效态重金属在空间上具有明显的各向异性,其空间变异主要发生在北-南方向。有效态Pb的空间分布较离散,有效Cd、Cu和Zn的高值区大致都位于老工业区内。     

兰陵溪小流域主要退耕还林植被土壤渗透特征

利用GIS在兰陵溪小流域内生成80 m网格进行规则布点采样,对退耕还林后的主要5种植被类型土壤的渗透指标进行测定和比较,分析其特征及影响因子。结果表明:(1)土壤渗透速率与土壤非毛管孔隙度成极显著的正相关关系,与土壤毛管孔隙度和总孔隙度成显著正相关关系。(2)不同退耕还林模式土壤的初渗速率和稳渗速率在0-5 cm层差异较大,而在5-10 cm层则没有显著性差异。(3)随着坡度的增加土壤的初渗速率先增加后降低,土壤稳渗速率则没有明显的变化规律。(4)土壤的初渗速率和稳渗速率都随着坡位的降低而减慢,其中0-5 cm层比5-10 cm层下降得更快,初渗速率比稳渗速率下降得更快。(5)Kostiakov模型对该文研究的土壤渗透速率的回归效果极显著,可以在类似条件的地区推广。研究结果可为三峡库区退耕还林的生态效益评价提供数据支持。     

两种根际促生菌在不同氮磷条件下对油菜生长 和养分吸收的影响

油菜是我国和世界主要油料作物,对氮磷肥需求量大,但是氮磷肥利用率低,会造成资源浪费和环境污染等问题。由于根际促生菌能够改善植物生长并提高养分吸收,近些年来不少生物肥料中添加有根际促生菌。采用土培试验,探究了两种根际促生菌(巨大芽孢杆菌和短小芽孢杆菌)在不同氮磷条件下对油菜生长和养分吸收的影响,以期为油菜肥料研制和施肥技术提供帮助。结果表明:油菜在缺氮或缺磷条件下的地上部干重仅为正常氮磷供应的20%;巨大芽孢杆菌在正常氮磷供应条件下改善了油菜生长,促进了油菜对P、K、Zn和B 4种营养元素的吸收,而在缺氮和缺磷条件下没有效果;短小芽孢杆菌在缺氮、缺磷和正常氮磷条件下均没有效果。因此,氮磷肥对油菜生长至关重要,巨大芽孢杆菌能够在适当氮磷供应的条件下发挥促生作用。     

外源磷输入对农区湿地土壤碳库有效性及周转特性的影响

通过添加土壤原总磷(TP)0~60%的过磷酸钙和室内培养的技术手段,研究了外源磷素输入对农区湿地土壤碳库有效性及其周转特性的动态影响。结果表明,随外源磷素输入水平的增加,土壤可溶性有机碳(DOC)含量和微生物量碳(MBC)含量增加;土壤总有机碳(TOC)含量下降,下降率最高达23%。活性有机碳成分中,外源磷输入对高活性有机碳(HLOC)影响最显著,60%磷素输入处理HLOC含量比未施加外源磷素高54%;易氧化有机碳(ROC)含量随外源磷输入水平的增加而下降,最大下降率为22%;中活性有机碳(MLOC)含量、活性有机碳(LOC)含量无明显改变。涉碳循环生物酶中,β-葡聚糖苷酶(βG)和纤维二糖水解酶(CBH)活性均随外源磷素输入水平的增加而显著提升,但脱氢酶(DH)活性并无显著变化。此外,土壤碳矿化强度和潜在矿化势也与外源磷素输入后的土壤TP呈正相关。总体来看,外源磷素输入显著增加了湿地土壤碳库的有效性及周转速率。     

黄土高原旱塬区果-草-鸡生态循环模式及耦合效应分析

黄土高原旱塬区生态脆弱,水资源匮乏,传统的粮经二元种植模式已严重影响和制约着黄土高原旱塬区农业的可持续发展。因此,应用系统耦合和生态循环理论,将生态涵养与优质高效生产有机结合,建立适宜于黄土高原旱塬区资源特征的粮、经、饲三元种植的农业发展模式,成为实现该区域生态与经济协调可持续发展的关键环节。本文以位于黄土高原中部的甘肃省庆阳市为研究区域,从该区域的土地资源特征和水热条件出发,设计了以功能耦合和产业耦合为核心的果-草-鸡耦合的生态循环模式,对生态循环结构进行了配置,提出了相应的技术规范,分析了其耦合效应。试验结果表明:该模式将果、草、鸡3个子系统结合在一起进行耦合生产,改善了果园系统的物种结构,提高了农业资源利用率,使果园系统能量相互转化和循环利用。与传统的清耕果园模式相比,单位面积的产出利润提高3.82倍,水分利用率提高54.1%,水土流失量减少58.82%,化肥和农药施用量分别下降25.24%和5.56%,土地资源利用率提高36.84%,具有显著的生态、经济和社会效益,在黄土高原地区具有广泛的应用和推广价值。     

种植密度对河北夏玉米生理成熟后茎秆抗倒能力及产量的影响

河北地区由于受光热资源限制,夏玉米收获时籽粒含水率普遍偏高,成为阻碍机械粒收技术推广应用的重要因素。虽然通过延迟收获可降低籽粒水分,但茎秆倒伏问题将进一步增加粒收难度。基于此,本试验于2019年选择迪卡517(DK517)、京农科728(JNK728)和豫单9953(YD9953)3个适宜机械粒收的品种为材料,以郑单958(ZD958)为对照,2020年新增张单258(ZD258)、张粒178(ZL178)和郑原玉432(ZYY432)3个品种,并设置3个种植密度,分别为6×10⁴(D1)、7.5×10⁴(D2)和9×10⁴株·hm^-2(D3),研究品种间及种植密度对生理成熟期倒伏率、茎秆形态特征、解剖特征、力学特征及产量的影响。结果表明,试验所选品种除了对照ZD958,其他品种均于吐丝后67 d籽粒含水率降至25%以下,达到了GB/T 21962-2008 标准中机械粒收对籽粒含水率的要求,其中YD9953和ZL178在吐丝后67 d的籽粒含水率比吐丝后25 d平均降低了35.1和42.0个百分点。在生理成熟期,相同密度下YD9953、ZL178、ZYY432的总倒伏率显著低于其他品种,其中在D1和D2密度下的总倒伏率均低于5%,符合机械粒收对倒伏率的要求。分析倒伏相关性状发现,株高和穗位高对密度的响应因品种而异;各品种茎秆基部第3节间单位体积干重和抗折力均随密度的增加而降低。D3密度下,ZL178的节间单位体积干重与D1相比,降幅最小(7.9%)。D2密度下,YD9953、ZL178和ZYY432的抗折力比均值分别提高28.7%、21.5%和28.4%;相同密度下ZL178、JNK728、YD9953的维管束数目和木质化程度高于其他品种。相关性分析发现,倒伏率和纤维素含量与抗折力呈显著正相关(R²=0.70、0.51),可作为评定玉米茎秆抗倒伏能力的关键指标。D2密度下ZL178和YD9953的产量与对照ZD958差异不显著但高于其他处理。综合考虑品种脱水特性、产量和站秆期间抗倒伏能力,ZL178和YD9953在密度7.5×10⁴株·hm^-2下能够兼顾高产和抗倒。本研究结果可为河北夏玉米光热资源限制区推广机械粒收提供理论参考。