废弃物发酵液淋洗去除土壤重金属的效率、机理及生态风险

为寻找修复重金属污染土壤的高效、绿色材料,本实验采用菠萝皮渣、哈密瓜皮渣等农业废弃物,并添加乳酸菌进行发酵制得富含有机酸的高效淋洗剂,并分析淋洗剂浓度、pH、淋洗时间以及淋洗次数等参数对土壤重金属镉(Cd)、铅(Pb)、锌(Zn)的去除效率、机理及生态风险。结果表明:与未发酵浸提液相比,乳酸菌发酵液可以提升土壤Cd、Pb、Zn的去除率14.27%~20.76%;且随着淋洗剂浓度增加、pH降低、淋洗时间延长及淋洗次数的增加,Cd、Pb、Zn的去除率显著提升;菠萝皮渣发酵液淋洗3次后,土壤中残留的Cd和Zn含量均低于国家土壤质量标准(GB 15618—2018)中农用地的限值,表明利用乳酸菌发酵制得的淋洗剂可作为一种绿色高效的土壤重金属修复材料。发酵液多次淋洗后,土壤中Cd、Zn的环境风险和生物有效性降低,移动性减弱,稳定性增强;而重金属Pb总量降低,但移动性增强,其安全性仍值得关注。

川西丘陵区景观空间格局分析

采用分形维数、平均斑块面积、形状指数和伸张度分析了川西不同丘陵地貌区灌溉水田、一般旱地、果园、有林地和农村居民点斑块的空间格局特征 ,并用分形维数、平均斑块面积和 Shannon- Weiner指数 3种方法研究了浅丘、中丘和高丘的综合景观特征。结果表明 ,不同景观斑块在同一丘陵区内的格局特征不同 ,同一景观斑块在 3种丘陵区的格局也有差异。浅丘、中丘和高丘的综合景观格局特点是随着地势起伏的增加、人类活动和土地利用强度的减弱 ,分形维数增加 ,从 1 .1 865到 1 .31 2 3;斑块平均面积则依次变小 ,从 2 .2 2 0 4 hm2 减少到 1 .2 4 0 3hm2 。 3种丘陵区的景观多样性指数分别为 1 .71 99、1 .980 2和 2 .0

耕层土壤颗粒表面的分形维数及其与主要土壤特性的关系

四川 1 6个耕地表层的土壤颗粒表面分形维数D为 2 80 5～ 2 942 ,其中砂土2 82 1、壤土 2 870、粘壤土 2 91 6和粘土 2 939。统计分析表明D分别与国际制粗砂粒和细砂粒含量呈极显著负相关 ,与粉粒和粘粒含量呈极显著正相关 ;它与粉粒、粘粒和有机质含量的偏相关关系达极显著水平 。

南方丘陵区不同尺度下土壤氮素含量的分布特征

利用GPS和GIS技术,研究了江西省兴国县潋水河流域小、中和大3种尺度下土壤氮素的空间分布特征。结果表明,土壤全氮和有效氮在小、中和大3种尺度下呈正态或对数正态分布,但二者均值随研究尺度的扩大而增加。其中,土壤全氮平均含量分别为0.60 g kg-1、0.73 g kg-1和0.83 g kg-1,有效氮含量为64.8mg kg-1、66.3 mg kg-1和80.2 mg kg-1。这3种尺度区土壤全氮和有效氮含量的空间变异函数参数和空间分布特征并不相同。因此,二者空间变异表现出明显的尺度效应。网格抽样和分层抽样相结合的采样方法均适合丘陵区小、中和大3种尺度下土壤氮素分布的研究。它们的合理采样数在90%置信度下分别为原采样方案样点数的82.6%、71.2%和58.1%,在95%置信度下分别是原采样方案样点数的95.7%、94.2%和89.2%。

黄淮海冲积平原区土壤速效磷、钾的时空变异特征

通过分析1980年和2000年124个样点耕层土壤的速效磷和速效钾含量,研究了黄淮海冲积平原区河北省曲周县土壤速效磷、钾的时空变异特征。结果表明,2000年该县土壤速效磷和速效钾含量平均为8 8mg/kg和90 0mg/kg,分别比1980年增加了69 2%和降低了46 1%。由于区域间农业管理措施的差异,占全县耕地面积31%和92%的土壤速效磷和速效钾含量明显降低。20年中潮土、盐土和褐土速效磷含量分别增加了3 5mg/kg、5 8mg/kg和4 5mg/kg,速效钾含量相应降低了80 1mg/kg、30 4mg/kg和39 0mg/kg。

黄淮海冲积平原区土壤有机质时空变异特征

通过分析 1 2 4个样点 1 980年和 2 0 0 0年耕层土壤的有机质含量 ,研究了黄淮海冲积平原区河北省曲周县土壤有机质的时空变异特征。研究结果表明 ,该县目前土壤有机质含量平均为 1 2 .89g/kg,与 1 980年相比较增加了 4.1 1 g/kg,年均增加 0 .2 1 g/kg。但因各农户施用有机肥量的不同和管理水平的差异 ,占全县耕地面积 6%的土壤有机质含量不升反降。县内各区域有机质的增长趋势为西南部和东南部高于中部和北部。潮土、盐土和褐土 2 0 0 0年有机质含量分别比 1 980年增加 45 .5 1 %、82 .48%和 68.5 7%。

冲积平原区土壤颗粒组成的趋势效应与异向性特征

运用基于ArcGIS的地统计学组件分析了河北省曲周县124个耕层土壤颗粒组成的空间特征。结果表明,区域土壤砂粒含量和粘粒含量在东西方向和南北方向的趋势分别为二阶趋势和一阶趋势;粉粒含量在东西方向呈二阶趋势,南北方向呈零阶趋势。在趋势参数为零阶、一阶和二阶条件下,砂粒含量的异向性分析结果为长轴方向变程接近,短轴方向分别为17.83km、16.12km和21.16km,但它们都比各向同性且趋势参数为一阶时的变程长。从误差分析和反映区域与局部趋势的结果两方面看,土壤砂粒含量在不同趋势参数或不同异向性参数条件下内插的等值线图以一阶趋势的内插结果最好。

南方丘陵区土壤氮素尺度效应的影响因素

利用GPS、GIS和随机过程抽样技术,研究了江西省兴国县潋水河流域土壤氮素在小、中和大3种研究尺度下的分布特征及其影响因素。结果表明,土壤全氮和有效氮尺度效应明显,均值随研究尺度的扩大而增加。其中,土壤全氮平均含量分别是0.60gkg-1、0.73gkg-1和0.83gkg-1,有效氮含量为64.8mgkg-1、66.3mgkg-1和80.2mgkg-1。成土母质、土壤类型、土地利用和土壤侵蚀状况是影响氮素尺度效应的重要因素。3种尺度下母质与土壤氮素含量关系复杂,但均以花岗岩坡残积物发育土壤最低。在不同尺度下,水稻土全氮和有效氮均显著或极显著高于红壤,但大尺度下的石灰岩土与前二种土壤差异均不显著。在小尺度和中尺度下水田全氮显著或极显著高于旱地和林地,在大尺度下它显著高于旱地而与林地差异不显著;水田有效氮显著或极显著高于林地,但与旱地除小尺度下差异达显著水平外,中、大尺度下差异不显著。土壤侵蚀状况对土壤全氮和有效氮含量的影响与尺度大小有关,且随尺度增加差异显著性逐渐增强。

黄壤耕层土壤性质的空间分布特征

应用空间自相关函数、变异函数和分数布朗运动研究了四川雅安黄壤耕层的重量含水量、容重、粘粒含量、pH、有效磷含量和有效钾含量的空间分布特征。结果表明 ,黄壤耕层这 6项性质的空间自相关特性和变异性都较明显。它们的自相关范围与变程基本相当 ,介于 3 0～ 60m之间。分数布朗运动的无标度区间位于自相关范围或变程中。这 6项土壤性质的分形维数为 2 3 895～ 2 885 3 ,空间分布特征为pH均一性程度最好 ,空间变异最小 ;有效钾的均一性程度最差 ,空间变异最大 ;其余 4项性质介于前二者之间。

川中丘陵区紫色土抗旱指标研究

根据田间观察资料和玉米产量 ,对 11种土壤抗旱指标进行了评价。当土壤吸力为 80k Pa时 ,从其与大雨后晴天日数建立的模拟曲线求出的天数作为土壤抗旱天数 ,可以用于评估不同紫色土的抗旱能力和不同覆盖技术的抗旱效果。

四川农业水资源开发利用研究

采用广义的水资源概念 ,分析了四川省农业水资源的数量、质量和区域分布特征。四川农业水资源量为4113.9× 10 8m3,占全省水资源总量的 72 .0 9%。土壤水资源是本省农业水资源的重要来源 ,为后者的 38.0 7%。其中 ,耕地、林地和牧草地的土壤水资源量分别为 5 0 6 .8× 10 8m3、6 36 .1× 10 8m3和 42 3.4× 10 8m3。四川农业水资源利用中存在的问题是生态环境恶化、水利设施不足和利用效益偏低。针对这些存在问题 ,提出优化配置农业水资源、兴修水利工程。

成都平原地下水硝酸盐含量空间变异研究

采用格网方式,并结合重点抽样布点,运用地统计学方法中的普通克里格和概率克里格法对成都平原 76 个样点的地下水硝酸盐含量进行空间变异分析。结果表明,目前该区域地下水的硝酸盐含量总体水平不高,但局部区域有超标现象,12 %的区域未达到世界卫生组织规定的饮用水水质标准(小于10 mg/L), 5 %的地区未达到我国规定的生活饮用水卫生标准 (小于20 mg/L);其分布特点是北部 (7.38 mg/L)>东部(5.72 mg/L)>西部(3.91 mg/L)>南部(1.51 mg/L);彭州、郫县、新都三县(区)地下水硝酸盐含量超标的概率最大(0.25~0.50),而区域西北部的大邑县、都江堰以及南部双流县超标的概率最低。普通克里格和概率克里格两种方法的特点分析表明,前者表征了区域硝酸盐含量的空间变异及其分布规律,后者能较好地反映区域硝酸盐污染的风险性程度。

西藏土壤磷素和钾素养分状况及其影响因素

探讨西藏土壤磷钾养分状况及其影响因素。结果表明西藏土壤全磷和全钾主要决定于母质。此外,土壤全磷与有机质呈正相关,故表层全磷高于底层,表现磷的生物表聚作用;而全钾与有机质呈负相关,故表层全钾低于底层,表现为有机质对钾的"稀释效应"。表层速效磷(Olsen-P)<10mg/kg的缺磷土壤面积约占78%,表明下层速效磷更低。土壤速效磷与全磷、有机质的关系复杂,而与pH的关系密切,一般在pH6.4～7.3的土壤中含量较高。西藏土壤表层速效钾100～150mg/kg和>150mg/kg的面积分别占17%和66%;并且速效钾主要决定于CEC,进而决定于有机质,而与粘粒关系不明显,与全钾无关。

若尔盖沙化草地不同生态恢复模式土壤活性有机碳及碳库管理指数变化

研究退化林草地不同生态恢复模式土壤活性有机碳和碳库管理指数变化,可为评价生态恢复措施提升土壤质量的效果,以及优化生态恢复模式的选择提供重要参考。结合野外调查和室内分析法,研究了若尔盖沙化草地不同生态恢复模式土壤有机碳组分及碳库管理指数变化。若尔盖沙化草地的生态恢复模式有:灌草间作模式Ⅰ(条带状红柳间植草本植物,SGⅠ)、灌草间作模式Ⅱ(环状红柳间植草本植物,SGⅡ)、沙障+灌草模式(红柳沙障+红柳间植草本植物,SBSG)。结果表明,与沙化草地(DG)相比,3种恢复模式都能提高土壤有机碳及其活性组分含量。SGⅠ模式的全剖面土壤微生物量碳(MBC)、溶解性有机碳(DOC)、易氧化有机碳(EOC)、颗粒有机碳(POC)含量分别增加36.6%、139.0%、89.4%、130.9%;SGⅡ模式的分别增加2.7%、-43.9%、15.0%、49.7%;SBSG模式的分别增加82.4%、21.8%、56.2%、170.3%。表明SGⅠ与SBSG提高土壤有机碳的效应相近,而且二者都远大于SGⅡ。3种生态恢复模式土壤活性有机碳分配比例与DG的差异表现不一致,显著体现是SGⅠ模式土壤DOC分配比例的垂直变化出现分馏现象。3种生态恢复模式土壤碳库管理指数(CPMI)均大于100%,能不同程度地提升土壤质量,其效应大小为SGⅠ>SGⅡ>SBSG。易氧化有机碳可作为反映沙化草地生态修复模式土壤质量变化的优选指标,CPMI也可用于表征生态恢复措施提升沙化草地土壤质量的效果。

西藏酸性土壤的酸度特征

根据西藏7个土类6 6个土壤剖面2 5 7层土样的分析资料,探讨酸性土的酸度特征。西藏酸性土面积约占1/ 5 ,主要为山地湿润森林型和高山灌丛草甸型土壤,集中分布于藏东南地区。土壤pH主要决定于其潜性酸中的交换性酸,特别是其中占优势的交换性Al3 + ,而受非交换性酸的影响较小。交换性酸中Al3 + 的相对比例随交换性酸总量增加而增大,随有机质增加而减小,H+ 的相对比例则呈相反的变化。非交换性酸主要来源于有机质(腐殖质酸性功能团缔合H和络合Al的解离)。土壤pH与交换性酸、非交换性酸饱和度分别呈近线性、非线性负相关,而与盐基饱和度呈非线性正相关,且主要受优势的交换性Ca2 +制约。

沱江流域中游土壤有机质的空间变异特点及其影响因素

土壤有机质（SOM）是陆地生态系统中碳循环的重要源与汇。其不仅能提高土壤肥力和生产力，且其对碳的固定也是人类应对大气CO2浓度升高的重要途径。在区域尺度上，土壤有机质主要受气候、土地利用方式、地理因素如海拔高度、

基于RS和GIS的西昌市土地利用及景观格局变化

为了解西昌市土地利用及景观格局时空变化特征,以3期遥感影像(1989年TM、1998年ETM和2008年ASTER)为数据源像,利用RS、GIS技术和景观生态学方法,对研究区1989-2008年土地利用和景观格局时空变化特征进行分析研究。结果表明,研究区景观要素类型以林地、草地和耕地为主,其中林地面积最大,占50%以上。近20年来,耕地、草地、未利用地和水域面积持续减少,其中耕地减少幅度最大,减少了20.01%;建设用地和林地显著增加,分别增加4861.31和7609.46hm2,其中建设用地增加了64.55%。景观要素明显变化的区域主要集中在地势低平,工、农业集中,人地矛盾异常突出的中部安宁河谷和东部邛海盆地。由于人类活动的干预,研究区景观要素类型相互转化较为频繁,主要表现为耕地转为建设用地和林地,草地转为林地和耕地,未利用地转为耕地和草地,水域转为耕地和建设用地。1989-2008年研究区多样性指数和均匀度指数分别从1.323和0.738下降到1.256和0.701,优势度从0.469上升到0.536,表明景观异质性程度有所降低。

汉源铅锌矿区植物对Pb和Zn的积累及耐性研究

采取野外调查与实验分析相结合的方法,对汉源3个典型矿区内17种优势植物中Pb和Zn的吸收富集特点进行了分析。结果表明,17种植物对Pb和Zn的吸收有较大差异,其中:星毛角柱花、籽粒苋的地上部分和曼陀罗的地下部分对Pb的积累较好,积累含量分别为331.63、226.44和253.13mg·kg-1;新樟的地下部分和银柳的地上部分对Zn的积累能力较强,积累含量分别达到1068.40和823.32mg·kg-1;蔗茅的地下部分以及大乌泡的地上部分对Pb和Zn均表现出较强的富集能力,其Pb积累含量分别达到455.75和673.52mg·kg-1,其Zn含量为1317.62和893.34mg·kg-1。同时,籽粒苋、卷柏、蜈蚣草、冬青对Pb和Zn以及新樟对Pb的生物迁移系数均大于1,尤以新樟对Pb和卷柏对Zn的生物迁移系数最为突出,分别高达15.88和8.44。虽然所有植物均未达到超富集植物临界含量要求,但其部分体内已形成耐性,成为Pb和Zn耐性植物,其中蔗茅、大乌泡、新樟、籽粒苋和曼陀罗5种植物,可以作为潜在的Pb和Zn污染修复物种。

不同利用方式与坡位土壤物理性质及养分特征分析

以四川盆地西缘山地的典型坡面为材料,研究了不同土地利用方式和地形部位条件下土壤物理性质和养分的分异特征,结果表明,3个坡面地形部位(上坡位,中坡位,下坡位) ,下坡位土壤物理结构性能较好,而人工林与坡耕地、荒草地相比较,人工林更能增强土壤的结构性。土壤养分分异特征表明,在不同利用类型条件下,土壤有机质、氮素和阳离子交换量CEC在人工林中含量最高,且与其他两种利用类型中的含量差异显著,有机质、碱解氮和CEC三者含量差异达到极显著水平。相关分析表明,土壤表层有机质、全氮、碱解氮呈极显著正相关。而坡面位置中,与上坡位,中坡位相比,下坡位土壤养分含量普遍要高,其中CEC含量差异达到极显著水平,相关分析表明,CEC与土壤粘粒呈极显著正相关。