岳桦和暗针叶林两种植被类型下土壤碳氮元素的转化过程

Soil samples were taken from an Ermans birch (Betula ermanii)-dark coniferous forest (Picea jezoensis and Abies nephrolepis) ecotone growing on volcanic ejecta in the northern slope of Changbai Mountains of Northeast China, to compare soil carbon (C) and nitrogen (N) transformations in the two forests. The soil type is Umbri-Gelic Cambosols in Chinese Soil Taxonomy. Soil samples were incubated aerobically at 20℃ and field capacity of 700 g kg^-1 over a period of 27 weeks. The amount of soil microbial biomass and net N mineralization were higher in the Ermans birch than the dark coniferous forest (P < 0.05), whereas the cumulative C mineralization (as CO₂ emission)in the dark coniferous forest exceeded that in the Ermans birch (P < 0.05). Release of the cumulative dissolved organic C and dissolved organic N were greater in the Ermans birch than the dark coniferous forest (P < 0.05). The results suggested that differences of forest types could result in considerable change in soil C and N transformations.     

秸秆双层覆盖对盐碱地水盐运动影响初步研究

采用室内土柱模拟的方式,研究了秸秆双层覆盖对盐碱土的改良效应及机制,以期对盐碱地的改良提供理论依据。结果表明:1)与对照相比,不同的秸秆覆盖模式均能降低土壤水分的累积蒸发量,T4处理(土表与土表下35~40 cm处覆盖秸秆量之比为2∶1)在45 d内土壤水分累积蒸发量较CK(无秸秆覆盖的对照)低36.73 mm,抑蒸率为65.89%,抑蒸率最大,对土壤水分蒸发的抑制效果最好。2)秸秆处理均在不同程度上抑制了土壤返盐,其中T4处理返盐率最小,远低于对照处理。3)土壤水分累积蒸发量与土壤累积含盐量存在高度正相关关系。4)秸秆双层覆盖对土壤水分蒸发和土壤返盐的抑制效果大于秸秆表层覆盖和秸秆深层覆盖,并且,在不同的秸秆双层覆盖的处理中,T4处理的控盐保水效果最好,是一种较好的改良盐碱土的方法。     

人工湿地底泥中特征重金属的空间分布及生态风险评价

采集武河湿地沉积物,采用四酸消解法(HCI-HNO3-HF-HCIO4)对样品进行处理,测定武河湿地沉积物中6种重金属(As、Cd、Cu、Hg、Pb和Zn)的含量,分析其空间分布特征,并采用内梅罗综合污染指数法、潜在生态危害指数法和ERL/ERM评价法评价重金属的环境风险。结果表明,武河湿地表层沉积物中重金属含量大多高于环境背景值,空间分布差异性较小。内梅罗综合污染指数按由大到小依次为Hg、Cd、As,Zn、Cu、Pb,Hg的内梅罗综合污染指数最大为3.74,综合污染程度最为严重。潜在生态风险评价表明,湿地沉积物中潜在生态危害指数(RI)为743.91,属Ⅴ极强生态危害。ERL/ERM评价结果显示,湿地沉积物中Cu、Hg含量高于ERM值,对水生态系统有很强毒性;As、Zn的含量介于ERL和ERM之间,可能会对水域生物产生一定的毒性。     

凤县金矿周边河道沉积物中重金属潜在生态危害评价

[目的]评价凤县金矿周边河道沉积物中重金属的潜在生态危害。[方法]沿金矿周边地段采集河道表层沉积物,测定分析沉积物内重金属含量,采用Hakanson潜在生态危害指数法分析沉积物中重金属的危害程度。[结果]金矿周边河道地段大部分区域的重金属潜在生态危害属于轻度危害,产生危害的重金属为Pb、Hg、Cu、Cd、As。个别采样点出现中度污染,产生中度污染危害的重金属是Hg、Cd、Cu。综合潜在生态危害指数(RI)表明,河道沉积物内重金属污染程度总体上属于轻度生态危害,3段河道重金属污染危害程度由强至弱依次为三台山金矿、庞家河金矿、小裕河金矿。[结论]该研究可为矿区周边河道重金属治理提供科学依据。     

广东湛江高桥红树林湿地沉积柱粒度特征

红树林是一种特殊的生物海岸类型,具有多种生态系统服务功能。以广东湛江高桥红树林湿地为研究区,在英罗湾的湾内和湾口的两片红树林集中分布区,沿水动力梯度,垂直于海岸布设两条样线进行柱状取样,并采用矩值法计算平均粒径、分选系数、偏度和峰度等粒度参数,分析了沉积物在水平和垂直方向上的粒度特征,旨在了解研究区红树林湿地生境演变过程。结果表明:1)沉积物以粉粒和砂粒组分为主,随着红树林发育成熟度和沉积过程,红树林内带和表层样点均呈细化趋势。2)粒度分布曲线可以看出,红树林外带更多受水动力条件的影响,样点沉积过程相似,内带的沉积因水动力条件和生物过程的影响而复杂,但白骨壤纯林的沉积环境相对稳定。3)粒度参数受水动力条件和生物地貌过程影响,空间异质性显著。水平方向上,湾内样线自内带向外表现为平均粒径变小(质地粗化)趋势,湾外样线平均粒径变化趋势性不明显,但有红海榄群落分布的中间带样点的粒度更细;沉积物分选性属于较差到差,频率曲线呈负偏到很正偏,峰度呈平坦到尖锐的分布。垂直方向上,自表层向下平均粒径减小、分选性变差、偏态值增加、峰态增加,反映出林下环境的沉积过程。4)相关性分析表明,粒度参数与不同粒级体积含量相关,平均粒径和峰度参数与黏粒、粉粒含量正相关而与砂粒含量负相关,分选系数和偏度与细颗粒物含量显著负相关。粒度参数之间的相关性表现为平均粒径与峰度正相关,而与分选系数和偏度负相关,分选系数与峰度负相关,偏度与峰度负相关。研究区沉积物的形成过程有多种作用共同参与,红树林的存在改变了海岸的水动力条件而影响沉积过程,研究结果对于了解百年尺度上红树林湿地的生物地貌形成过程具有一定意义。      

水土比、pH和有机质对沉积物吸附四环素的复合影响

为更深入了解抗生素在水环境迁移过程中受沉积物吸附影响的特征和规律,选取典型抗生素之四环素(TC)为代表,研究了不同水土比、pH及有机质对九龙江沉积物吸附TC的复合影响。通过在不同水土比条件下进行改变pH的吸附实验考察水土比和pH的复合影响,又以去除有机质前后的沉积物为吸附剂,在不同水土比、pH条件下对初始浓度范围为20~100 mg·L~(-1)的TC溶液进行等温平衡吸附试验,研究有机质在不同环境条件下对沉积物吸附TC的影响。结果显示pH的影响规律为:沉积物对TC的吸附率总是在酸性条件(pH=3~5)下出现最大值,并且吸附率总体上会随着pH的升高而降低。水土比的影响规律为:水土比的变化会使达到最大吸附率的pH位点和最大吸附率值都发生改变,如:水土比为0.125和0.25时,吸附率在pH=3时达到最大,分别是96.8%和95.3%;水土比0.5时,达到最大吸附率的pH值为5,且最大吸附率值降低至82.82%。这可能是吸附方式由阳离子交换转变为离子交换和配位络合的综合作用导致的。沉积物中有机质的影响研究发现,有机质不是单一的促进或抑制作用,而是在TC形态和沉积物的主要吸附方式发生变化的时候,其促进和抑制作用发生转换。     

不同培养基凝固剂对水体沉积物中可培养细菌多样性的影响

[目的]研究琼脂和结冷胶两种培养基凝固剂对水体沉积物中可培养细菌多样性的影响,为挖掘环境微生物资源提供科学依据.[方法]以LB为基础培养基,分别以琼脂和结冷胶为凝固剂,利用纯培养法对江苏省太湖水体沉积物中的细菌进行分离培养,结合16S rRNA序列分析法对分离细菌进行多样性分析.[结果]以琼脂和结冷胶为凝固剂,分离获得的细菌总量分别为2.4×105和2.1×105 CFU/g沉积物;16S rRNA序列分析剔除重复菌株后,对应得到20和21株细菌,分别隶属于11和17个细菌属,均归属于厚壁菌门(Firmicutes)、放线菌门(Actinobacteria)和变形菌门(Proteobacteria)三大类群.两种不同凝固剂培养基分离获得的细菌属组成差异明显,在LB琼脂培养基分离获得的20株细菌属为芽孢杆菌属(Bacillus,9株)、动性杆菌属(Planomicrobium,2株)、房间芽孢杆菌属(Domibacillus,1株)、类芽孢八叠球菌属(Paenisporosarcina,1株)、土壤芽孢杆菌属(Solibacillus,1株)、红球菌属(Rhodococcus,1株)、棒状杆菌属(Corynebacterium,1株)、微杆菌属(Microbacterium,1株)、无色杆菌属(Leucobacter,1株)、柠檬球菌属(Citri-coccus,1株)和不动杆菌属(Acinetobacter,1株);在LB结冷胶培养基上分离获得的21株细菌属为芽孢杆菌属(4株)、赖氨酸芽孢杆菌属(Lysinibacillus,2株)、微小杆菌属(Exiguobacterium,1株)、鸟氨酸芽孢杆菌属(Ornithinibacillus,1株)、葡萄球菌属(Staphylococcus,1株)、虚构芽孢杆菌属(Fictibacillus,1株)、红球菌属(1株)、迪茨氏菌属(Dietzia,1株)、微杆菌属(1株)、考克氏菌属(Kocuria,1株)、四球菌属(Tessaracoccus,1株)、短杆菌属(Brevibacterium,1株)、两面神菌属(Janibacter,1株)、肠杆菌属(Enterobacter,1株)、依格纳季氏菌属(Ignatzschineria,1株)、副球菌属(Paracoc-cus,1株)和普罗维登斯菌属(Providencia,1株).[结论]结冷胶作为凝固剂在一定程度上提高了可培养细菌的种类数,结冷胶和琼脂两种凝固剂联合使用可获得更多的细菌种类.     

水稻机械直播的土壤表层泥浆离散元参数标定

【目的】针对水稻机械直播稻田播前土壤与触土部件的相互作用机理不明确等问题,可利用离散元分析法研究影响水稻精量穴直播质量的因素。由于播前土壤的结构复杂,其表层泥浆与耕层存在一定差异,因此,需分层构建复合土壤模型。为获取精确的水稻机械直播的表层泥浆离散元参数,开展试验研究和仿真分析,并标定表层泥浆的离散元仿真参数。【方法】按照水稻精量穴直播的整地要求处理,并在播种前去田间获取表层泥浆,采用漏斗法进行泥浆堆积角试验,利用数显倾角仪多次测量泥浆堆积角并取平均值。选择EDEM离散元软件中Hertz-Mindlin with JKR接触模型,开展泥浆堆积角仿真试验。以堆积角为响应值,通过Plackett-Burman试验筛选出对堆积角影响显著的3个参数,进一步开展最陡爬坡试验缩小显著性参数的取值范围。采用Box-Behnken试验建立表层泥浆堆积角与筛选的显著性参数的回归模型,并以物理试验测得的泥浆堆积角为目标值,对显著性参数寻优得到最佳参数组合。将最优参数代入仿真软件验证表层泥浆颗粒离散元参数的准确性。【结果】泥浆堆积角物理试验获取表层泥浆堆积角为40.20°。Plackett-Burman试验...     

广州市流溪河沉积物反硝化细菌群落丰度与结构多样性研究

【目的】研究广州市流溪河沉积物中反硝化细菌的多样性,探讨环境因子对反硝化细菌群落结构和丰度的影响。【方法】通过构建基因文库和实时荧光定量PCR(RT-qPCR)对沉积物中反硝化细菌的群落结构和丰度进行分析,并结合主坐标分析(PCoA)和冗余分析(RDA)研究反硝化细菌群落与环境因子之间的相关性。【结果】流溪河流域不同采样位点沉积物中nirS型反硝化细菌的组成和丰度存在明显差异。沉积物中大多数nir S序列与已知的反硝化细菌亲缘关系较远,而与其他环境样品中的微生物亲缘关系较近,与流溪河沉积物中nirS反硝化细菌亲缘关系较近的物种有产黄杆菌属Rhodanobacter、副球菌属Paracoccus、Polymorphum gilvum、草螺菌属Herbaspirillum和陶厄氏菌属Thauera。氨氮(NH_4~+–N)和硝酸盐(NO_3~––N)含量对反硝化细菌群落结构起决定性作用。反硝化细菌nirS基因拷贝数范围为8.26×10~1~5.45×10~4 g~(-1),nirS型反硝化细菌数量与化学需氧量(COD)、总氮(TN)、NH_4~+–N、和NO_3~––N含量之间存在显著相关性。【结论】流溪河中化学污染物以及活性氮的大量存在显著影响了反硝化细菌群落结构和多样性。     

不同前处理方式的ICP-MS法测定土壤中Be、Co、Mo、Cd、Tl

研究建立微波消解、湿法消解2种前处理方式结合电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)联合测定土壤中的Be、Co、Mo、Cd、Tl 5种痕量金属元素的分析方法。Be、Co、Mo、Cd、Tl在微波消解后的方法检出限分别为0.037、0.041、0.229、0.049、0.068 μg·L^-1,相对标准差(RSD)<6.2%;湿法消解后的方法检出限分别为0.025、0.030、0.076、0.027、0.054 μg·L^-1,精密度RSD<5.7%。结果表明,2种样品前处理方法与ICP-MS结合对土壤进行测定,微波消解检测结果准确、检测效率高,但个别元素(如Mo)的检测方法有待优化,湿法消解检出限低、重现性好、结果准确,适用于大多数土壤或沉积物类样品中痕量元素的分析。