长江经济带农业种植-消费系统氮流时空格局演化规律与驱动机制

针对农业农村氮过量使用产生的环境污染问题,采用物质流分析和空间分析方法,评估长江经济带农业种植-消费系统氮流时空格局演化规律及驱动机制。结果表明,1998年无机氮肥的输入量为1.088 5×10¹⁰ kg N,此后以1.14%的速度增长,2012年无机氮肥施用量开始减少,虽然2018年低于1998年水平,但无机肥施用仍是长江经济带农业种植子系统氮输入的主要来源,为其他路径氮输入总量的1.6倍。通过作物收获形式输出系统的有效氮量,并未受氮素输入波动的影响,2018年作物收获量分别比1998年和2008年高18.97%和25.71%。近几年长江经济带生猪养殖量有下降的趋势,但是受粪便及垃圾还田率下降的影响,居民及养殖区向环境排放的氮量并没有明显减少。受长江经济带城镇化进程加快以及农村人居环境整治的影响,通过污水直排的氮排放量呈现减少的趋势。无机氮肥施用、粪便和垃圾的产生、大气沉降、秸秆还田、污水直排和灌溉等氮流路径对氮径流流失的年均贡献比分别为0.53、0.28、0.11、0.04、0.02和0.01,随着时间的变化,各路径对氮流失量影响的趋势呈现差异,粪便和垃圾的产生对系统内氮流失的贡献比由1998年的0.33下降到2018年的0.26。从空间上看,四川省贯穿东北到西南的中部地区、浙江省中南部的大部分地区、重庆市东北和东南地区、云南省大部分地区都属于氮流失的高风险区,其分别占本省份面积的22.83%、22.10%、21.80%和25.14%,以上省份累积在土壤中的剩余氮素约有20%通过氮径流损失,极易造成水体的富营养化。     

温度、氨氮和亚硝氮对西伯利亚鲟胚胎孵化的联合影响效应

鲟鱼作为具有重要生态和经济价值的水生生物，在气候变暖和人类活动的影响下其自然繁育面临巨大威胁。为了探究环境因子对鲟鱼早期胚胎发育的影响，本研究采用3因子3水平的Box-Behnken设计和响应曲面分析法，开展了温度（14-22 ℃）、氨氮（0.05-0.15 mg/L）和亚硝氮（0.05-0.25 mg/L）对西伯利亚鲟鱼(Acipenser baerii)早期胚胎发育的联合影响效应研究，旨在建立温度、氨氮和亚硝氮对西伯利亚鲟鱼胚胎孵化率的定量关系，并通过多元回归得出温度，氨氮和亚硝氮的最佳组合。结果表明，随着温度的升高，西伯利亚鲟鱼胚胎的孵化率呈现先升高后降低的趋势，随着氨氮和亚硝氮浓度的降低，西伯利亚鲟鱼胚胎孵化率逐渐升高。水温与氨氮的联合效应对鲟鱼胚胎孵化率的影响呈显著水平（p < 0.05），而水温与亚硝氮的联合效应以及氨氮与亚硝氮的联合效应对鲟鱼胚胎孵化率的影响不显著（p > 0.05）。建立的西伯利亚鲟鱼胚胎孵化率模型方程的相关系数为0.9832，校正相关系数为0.9616。通过模型优化得出西伯利亚鲟鱼的胚胎在温度18 ℃，氨氮浓度低于0.08 mg/L和亚硝氮浓度低于0.13 mg/L条件下西伯利亚鲟鱼胚胎的孵化率最高，达到90%以上。