水溶性有机物在土壤中的化学行为及其对环境的影响

水溶性有机物(Dissolved organic matter,DOM)是能够溶解于水的有机化合物的统称。尽管目前对于陆地生态系统中DOM的研究尚不完善,对其性质、组成和分类方法等问题的看法还没有达成一致,但现有研究结果已经表明DOM是一种十分活跃的重要化学组分。DOM进入土壤后将发生吸附、解吸、迁移、转化等一系列化学过程,进而对土壤及环境产生一系列重要影响:一方面,DOM可以与土壤胶体结合,形成有机无机结合体,从而改善土壤性质,DOM还可以通过其自身的分解产生养分离子,从而提高土壤肥力;另一方面,DOM也可能亲合土壤中原来与土壤胶体结合的养分,使之与DOM一起进入土壤溶液,从而增加土壤中养分离子被淋失的风险,并造成土壤养分的损失以及水体的富营养化,DOM还有可能活化土壤中重金属离子,增加土壤中重金属离子的毒性,并使土壤中的重金属离子向地下水迁移。由于其对土壤和环境的多种效应,水溶性有机物近年来已经逐渐成为土壤学、环境科学、生态学等学科的研究热点之一。     

植物修复农田退水氮、磷污染研究进展

水环境污染是造成全球水资源水质性紧缺非常重要的因素。农业面源污染则是继工业源污染实施清洁生产得到有效治理之后水体污染主要的贡献者,特别是地表水中过量氮、磷的主要来源,受到越来越多的关注和重视。植物修复技术因其可以对受污染水体进行原位修复和避免二次污染等特点,逐渐被人们应用到污染水体的治理中。本文从植物修复农田退水氮、磷污染视角,综述了农田退水氮、磷在主要去除途径与影响因素方面所取得的研究进展,并针对植物修复农田退水实践中存在的问题,提出了继续强化植物组合对水污染负荷消减能力的研究,进一步扩展对植物的经济利用价值、生态景观价值和社会效益开展研究,以及深化植物修复从室内模拟到野外小区域示范、再到大区域的推广应用研究等建议,以期为进一步提升治理农田面源污染效果提供技术支撑。     

妊娠猪舍氨气及氧化亚氮浓度测定与排放通量的估算

在北京选择一典型猪场，对不同季节妊娠舍的氨气及氧化亚氮浓度进行了为期1年的试验测定，并根据二氧化碳平衡原理，对猪场不同生长阶段的妊娠猪含氮气体的排放通量进行了估算。结果表明：冬季2004年11月氨气和氧化亚氮的平均浓度分别为11.64±4.36，（1.17±0.2）mg／m³，夏季7月舍内氨气和氧化亚氮的平均浓度分别为3.31±2.67，（0.6±0.02）mg／m³；妊娠猪饲养期间的氨气排放通量为每头（185.2～500.8）mg／h，氧化亚氮为（3.85～35.93）mg／h。     

客土改良技术及其在砷污染土壤修复中的应用展望

砷是一种毒性很强且对人体健康威胁很大的金属元素,土壤砷污染与修复长期以来受到各国政府和科学家的广泛关注。客土改良技术是污染土壤修复中较常用和有效的方法之一,近年来逐渐受到关注。本文在简述土壤中砷来源及其危害的基础上,重点对近年来该技术在土壤改良及污染土壤修复中的应用进行了系统整理,并以此为基础,比较了砷污染土壤的物理、化学及生物修复的效果。结合我国部分地区耕地砷污染较严重的现状,认为客土改良技术见效快、改良较彻底、且具有较高的实用性。同时,论文还对客土技术在砷污染土壤修复中的研究重点及应用前景等进行了展望。     

猪场厌氧出水后续处理效果的测定

针对猪场污水厌氧处理出水的有机物浓度高，后续处理困难的问题，该试验对石灰混凝法处理猪场高浓度厌氧出水的效果进行了测试，并与氧化塘的处理效果进行比较分析。试验中选择了1和5g／L两种石灰投加剂量，对沉淀1、2、3、4、5和6h的净化效果进行取样分析；并对氧化塘猪场污水处理工艺连续取样三天，分析处理效果。结果表明：石灰混凝法投加剂量为5g／L、沉淀时间为5h时，对COD的去除率高达57.8％，明显好于氧化塘的去除效果；但对氨氮的去除率低于氧化塘。石灰混凝法沉淀时间短，基建投资小，可作为猪场污水进入二级处理或深度处理工艺前的可选择性过渡工艺。     

离子强度和磷酸盐对铁铝矿物及土壤吸附As（V）的影响

选用针铁矿、赤铁矿、水铁矿、水铝矿4种铁铝矿物以及性质差异较大的黑土、紫色土和红壤3种土壤,研究离子强度和磷酸盐对其吸附As(V)的影响。结果表明,在0.01、0.1、1mol.L-13种离子强度下,矿物和土壤对As(V)的吸附量无明显差异或随离子强度增大而增大,其对砷的吸附以专性吸附为主。磷酸盐对矿物和土壤吸附砷的影响与其添加顺序及摩尔浓度比有关。水铝矿和水铁矿在这3种添加顺序下的砷吸附量无明显差异,仅在P/As摩尔比较大时表现出下降趋势;而在针铁矿和赤铁矿两种矿物上,先添加砷时的砷吸附量高于先添加磷时或两者同时添加时,且砷吸附量随P/As摩尔比的增加而逐渐下降。在黑土、紫色土和红壤上,先添加砷比先添加磷或两者同时添加时的砷吸附量均要高,尤其是在紫色土上。随P/As摩尔比升高,土壤对砷的吸附量表现出下降趋势。     

1981-2006年藏西北地区草地植被盖度动态变化分析

基于长期遥感数据和地面实测数据,以植被盖度为例,监测了藏西北地区牧草长势及其变化趋势。结果表明:藏西北地区草地植被盖度不高,多年平均值仅为27.2%。1981-2006年,藏西北地区大部分区域(约占草地总面积的60.7%)高寒草地植被盖度年际变化属于正常波动范围;显著降低区域约占总面积的3.6%,主要分布于植被盖度相对较高的东南部地区;植被盖度显著增高区域约占35.7%,主要分布于植被盖度相对较低的中部和北部地区。在整体上,藏西北地区草地植被平均盖度略有增高趋势。     

近35年吉林省玉米气候适宜度及其变化

利用吉林省50个气象站1981～2015年的气象数据及玉米产量数据,利用模糊数学方法建立吉林省分区域玉米逐旬温度、降水、日照时数和气候适宜度模型,并利用加权分析法计算玉米全生育期、营养生长期、营养生长与生殖生长并进期、生殖生长期的单要素适宜度和气候适宜度,并分析其时空变化特征。结果表明:玉米全生育期、营养生长期各区域基本是日照时数适宜度最高,其次是温度适宜度,降水适宜度最低;并进期多数情况下温度适宜度最高,降水适宜度仍然最低;而生殖生长期日照时数适宜度最高,温度和降水适宜度不同区域不同年份高低不定。因此,水分是影响吉林省玉米生长发育的主要关键气象因子。各时期降水适宜度均呈西低东高的特点,导致气候适宜度基本也是西低东高。气候适宜度在各区域生殖生长期以及东部的并进期呈不显著上升趋势,其他各生育时期各区域均呈不显著的下降趋势。     

大气臭氧浓度升高对大豆籽粒C、N、P和K浓度的影响

为明确大气臭氧浓度升高对大豆籽粒C、N、P和K元素浓度的影响,本研究以环境大气臭氧浓度为对照,利用开顶式气室模拟大气臭氧浓度升高40 nL·L^-1的环境条件,选取3个推广面积较大的大豆品种:东生1号、绥农4号和绥农8号,解析了在高臭氧浓度下不同大豆品种籽粒C、N、P和K元素浓度及计量化学比的变化。结果表明,臭氧浓度升高会降低大豆籽粒中C元素和P元素浓度,但增加了N元素和K元素浓度,3个品种大豆籽粒中C、P元素平均浓度分别降低了1.51%和10.7%;N、K元素平均浓度则分别升高了37.8%和11.0%。虽然大豆籽粒C、N、P和K元素浓度存在品种间差异(P<0.05),但臭氧与品种交互作用对4种元素的积累影响不显著(P>0.05)。臭氧浓度升高还会改变大豆籽粒中C、N、P和K元素化学计量比,如提高C/N和C/K,降低C/P和N/P,同时提高P/K,这表明臭氧浓度升高降低了N和K的元素利用效率,而且大豆对N元素的积累和利用可能受到P元素的制约。     

长期不同施肥处理黑土磷的吸附-解吸特征及 对土壤性质的响应

目的 长期不同施肥处理影响土壤磷库和土壤性质的变化。研究不同施肥处理下黑土磷的吸附解析特征及其与土壤性质的响应关系,为黑土合理施用磷肥,提高磷有效性提供理论依据。方法 本研究依托于公主岭黑土肥力长期定位试验,供试作物为玉米。选取不施肥（CK）、施氮、钾肥（NK）、氮磷钾平衡施肥（NPK）、氮磷钾+有机肥（NPKM）4个处理。取1990、2000和2010年的0—20 cm土层的土壤样品,分析土壤性质,测定磷的吸附解吸值,并用 Langmuir方程拟合了磷的吸附曲线,计算磷最大吸附量（Q_max）、磷吸附常数（K）、最大缓冲容量（MBC）、磷吸附饱和度（DPS）以及土壤易解吸磷（RDP）。结果 Langmuir吸附等温线方程能很好的拟合土壤吸附磷和相应的平衡溶液磷浓度曲线（R ²=0.93—0.99）。不同施肥处理磷吸附解吸特征参数具有明显的差异。随试验年限的增加,不同处理各特征参数变化不尽相同,与1990年相比,2010年不施磷处理（CK和NK）,Q_max值分别增加了1.83和1.61倍,MBC值分别增加了0.80%和49.40%,DPS值分别降低了92.04%和87.50%,RDP值分别降低了20.00%和82.83%;NPK处理Q_max和DPS值分别增加了81.39%和90.74%,MBC和 RDP值分别降低了79.37%和48.57%;NPKM处理Q_max和MBC值分别降低了33.35%和78.52%,DPS和RDP值分别增加了11.36倍和1.48倍。施肥21年后,与CK和NPK处理相比,NPKM处理的Q_max值降低了64.66%和 49.52%,MBC值降低了81.87%和79.56%,DPS值增加了110和3.81倍,RDP值增加了4.36倍和78.57%。NPKM处理显著增加了土壤全磷（Total-P）、有效磷（Olsen-P）、有机质（SOM）和CaCO₃含量,降低了比表面积,维持pH、游离铁铝氧化物值不变。冗余分析结果表明：SOM和Total-P是造成磷吸附解吸特征参数差异的主要因素,分别解释了全部变异的49.5%和18.7%（P＜0.05）。 结论 长期有机无机配施可显著增加SOM和土壤中磷素累积,降低土壤对磷的吸附能力,增加土壤对磷的解吸,提高土壤磷的有效性,但同时显著提高了土壤磷吸附饱和度,易引起磷素流失的风险,对于NPKM处理应考虑有机肥与无机肥的投入量。