麦秸秆负载纳米水合氧化铁去除水中Cu^(2+)的特性研究

将秸秆资源化利用与废水处理相结合,通过温和简便的浸渍法将水合氧化铁(HFO)纳米颗粒稳定地负载在麦秸秆表面制得二维片状纳米复合吸附剂(记为WS-HFO)用于去除水中的重金属Cu^(2+),并探究了WS-HFO对Cu^(2+)的吸附性能及机理。扫描电镜(SEM)观测到麦秸秆微观形貌有明显变化,负载的HFO纳米颗粒直径为50~80 nm,通过氮气吸附/脱附曲线确定了材料的比表面积和孔径分布。投加量实验中0.07 g的WS-HFO对50 mL 16 mg/L Cu^(2+)的去除率接近100%。溶液pH对WS-HFO吸附Cu^(2+)有较大影响,pH为5.9时吸附量最大;竞争吸附实验证明共存阳离子Na^(+)、Mg^(2+)、Ca^(2+)浓度高时不利于Cu^(2+)的吸附。WS-HFO对Cu^(2+)的吸附动力学符合准二级动力学方程,吸附等温线符合Langmuir模型,WS-HFO对低浓度Cu^(2+)有很强的吸附亲和力。固定床柱吸附/脱附运行结果表明,1.8 g的WS-HFO能有效处理1980 mL模拟废水,使得出水平均Cu^(2+)低于0.05 mg/L。以4 mol/L NaCl为脱附剂,7次循环重复利用试验Cu^(2+)去除率能保持在89%~100%。

基于土地利用变化的苏南生境质量与生态红线评估

【目的】评估和模拟快速城镇化对生境质量的影响,为优化生态红线区和生态敏感区调整提供科学依据,进而优化国土空间规划和加强生态空间管控。【方法】以江苏省南部为例,基于PLUS模型、InVEST模型和热点分析等方法,评估2000、2010、2020年的土地利用变化规律、生境质量与退化度的时空演变、预测2030年的变化趋势,并综合定量评估生态红线区生境质量。【结果】(1)2000—2020年,苏南地区土地利用发生显著变化,主要表现为耕地向建设用地和水域转移;生境质量均值呈下降趋势,空间上形成了东西高,中间低的分布格局;生境退化度呈现“中心低–外部高”的圈层分布。(2)2030年3种土地利用模拟情景中,城镇发展情景下,耕地面积减少最多;生态保护情景下,森林和湖泊得到严格保护;可持续发展情景下建设用地规模得到控制。生境质量均值的排序为生态保护情景>可持续发展情景>城镇发展情景。(3)热点分析得出,2020年苏南地区乡镇尺度的生境质量和退化度呈集中分布,城镇中心为冷点区域,热点主要分布在森林和山脉,水域为生境质量的高值区。(4)生态红线区域内的生境质量整体高且相对稳定;在未来预测中,生态保护情景会扩大错位面积,可持续发展情景会降低错位面积。【结论】快速城镇化和人类活动剧烈是导致苏南地区和部分生态红线区内生境质量下降的主要原因。

模拟干旱下杨树树干液流特征及其对环境因子的响应

[目的]研究干旱对杨树人工林树干液流的影响,可以深入理解杨树人工林对全球降水格局改变的响应。[方法]于2018年9月—2020年11月以东台林场10年生杨树(Populus deltoides)人工林为对象,采用穿透雨移除法模拟干旱处理:CK(对照)、D_(1)(30%穿透雨移除)、D_(2)(50%穿透雨移除),利用热扩散探针技术连续测定杨树人工林的液流变化,结合同步监测的环境因子,揭示杨树人工林对环境因子的响应规律。[结果](1)3个处理下杨树人工林树干液流年变化曲线呈现单峰型,与饱和蒸汽压差、光合有效辐射的年际变化曲线相似。树干液流速率在夏季达到峰值,接着随着时间推移逐渐下降,到达林木休眠期时液流密度趋近于0;(2)模拟干旱下,随着截流程度增大,树干液流随之降低。D_(1)和D_(2)生长季液流密度平均值比对照组显著下降了24%~39%(p<0.05);(3)混合效应模型表明饱和蒸汽压差和土壤温度与液流变化极显著相关(p<0.01),大气温度,降雨量和土壤温度与液流变化显著相关(p<0.05)。[结论]移除30%的穿透雨提高了各环境因子对液流变化的解释程度,即干旱条件下会提高树干液流对环境变化的敏感性,其中土壤含水量对液流变化的解释率最高。未来仍需继续探讨树木自身性状对环境的响应。

蚯蚓对土壤微生物残留物的影响研究评述与展望

蚯蚓如何影响土壤有机碳的固持是土壤生态学的关键科学问题之一。蚯蚓能同时促进土壤有机碳分解和稳定,这种两面作用带来的不确定性被研究者称为“蚯蚓困境”。研究证据和新兴的“土壤微生物碳泵”概念模型表明土壤微生物残留物是土壤有机质的主要贡献者。为系统了解蚯蚓对土壤微生物残留物的影响与可能的机制,研究分析和总结了已有的国内外蚯蚓与微生物残留物(氨基糖)的相关研究成果,表明:(1)过往的研究忽略了蚯蚓对微生物残留物的影响,导致这一方向的研究严重滞后;(2)蚯蚓对土壤微生物残留物影响的方向和大小仍有很大的不确定性,可供量化分析其驱动机制的研究还很缺乏。研究尝试将蚯蚓整合到“土壤微生物碳泵”概念框架中,分析蚯蚓影响土壤微生物残留物3个方面的可能机制,即:(1)改变土壤微生物量、群落结构,(2)改变微生物生理特性,(3)改变土壤团聚体结构等,影响土壤有机碳的积累。同时,本文提出了未来相关研究的6个重点方向,包括:(1)蚯蚓对微生物的选择性取食,(2)肠道介导的微生物“涨落”现象,(3)蚯蚓对矿质结合有机物的“破坏”与“重组”,(4)蚯蚓引起的“激发”和“续埋”效应,(5)多生态型相互作用,(6)全球变化背景下的蚯蚓生态学等,以期为进一步揭示蚯蚓—微生物相互作用影响土壤有机碳累积与稳定性的机制提供参考。

城郊公路两侧主要森林类型铅含量及分布规律

对南京城郊３１２国道两侧主要森林类型林木不同器官中Ｐｂ含量和分布规律的研究表明，不同树种、同一树种不同器官中Ｐｂ含量有明显差异．火炬松对Ｐｂ污染的净化能力强于杉木、栎树．汽车尾气排放的Ｐｂ污染影响范围在离公路两侧１００ｍ以内，主要在４０ｍ以内范围．有林地土壤由于有林木及林下植被的覆盖，其Ｐｂ含量（尤其是表层０～２０ｃｍ范围内）明显降低，说明林分可有效地降低土壤中Ｐｂ的污染程度．林木不同器官对Ｐｂ尘的吸附率在１８０％～２８１％之间，以叶片吸附能力最强；不同树种比较。

女贞光合作用特性的研究

利用751分光光度计测定女贞树冠的阳面、阴面、上面和下面4个方位在不同生长季节叶绿素a,b和叶绿素总量。应用LI 6400红外气体分析仪测定女贞4个不同树冠部位,不同生长季节中净光合速率日进程和季节变化。采用多元统计分析,得出净光合速率与光强、温度和相对湿度等环境因子之间的相关关系,找出不同条件下影响净光合速率的主导因子,分析了不同方位及冠层对净光合速率的影响。

苏南丘陵主要森林类型碳循环研究──含量与分布规律

苏南丘陵主要森林类型碳循环研究含量与分布规律阮宏华姜志林高苏铭１）（南京林业大学森林资源与环境学院，２１００３７）ＰｒｅｌｉｍｉｎａｒｙＳｔｕｄｉｅｓｏｆＣａｒｂｏｎＣｙｃｌｉｎｇｉｎＴｈｒｅＴｙｐｅｓｏｆＦｏｒｅｓｔｓｉｎｔｈｅＨｉｌｙＲｅｇｉｏ...

镇江市金山湖湖滨带植物群落恢复的设计

湖滨带是水生和陆地生态系统间的过渡带或生态交错区。在湖滨带土壤特性、植被组成和当地人文特征等调查的基础上,阐述了镇江金山湖湖滨带植物群落恢复的理论基础和总体目标,综合运用地带性、生态适应性、多样性等植物群落学原理和地方文化特点,分别为堤坝下部(水陆交错区)、堤坝坡面、堤坝顶面(公路)进行群落设计,并将堤坝坡面分为生态景观区、人文植物区、抗污染群落区。各分区的设计体现群落的功能、景观和文化内涵,每区分别设计3组具时空变化的复合森林群落。

空青山次生阔叶林群落类型及物种多样性研究

空青山次生阔叶林可划分为两个植被类型：落叶阔叶林和落叶－常绿阔叶混交林；６个群系：栓皮栎林、麻栎林、白栎林、黄连木－白蜡树－白花龙林，栓皮栎－冬青林，白栎－冬青林，８个群丛。由于人为干扰较大，常绿成分残存较少，外貌上近似落叶阔叶林。笔者对各个群丛的结构特征进行了研究并加以描述。对群落物种多样性的研究结果表明，物种多样性指数表现为灌木层＞草本层＞乔木层；不同群落类型不同层次的物种多样性的大小与立地条件，林分郁闭度以及受干扰的情况有关。

’98长江特大洪灾的历史成因与对策

在收集大量数据资料的基础上，对１９９８年长江洪灾灾情、不同历史时期长江流域洪灾的次数与频率、森林资源、水土流失状况等进行了比较分析。认为长江流域洪灾发生的频率越来越高、危害的程度越来越大的根本原因在于森林植被的破坏，使森林覆盖率、森林质量下降，降低了调蓄洪水的能力；水土流失加剧，湖泊泥沙淤积，使蓄洪和行洪能力下降。并就如何恢复和发展森林植被，提出了一些对策。

典型相关分析方法在研究杉木生长与其立地条件相互关系上的应用

本文应用多元统计分析中的典型相关分析方法对湖南朱亭人工杉木林的生长量与其立地条件之间的相互关系的分析结果表明,杉木的生长量与其立地条件之间存在着密切的相关关系。在生长量中以树高与立地条件的关系最为密切,而影响生长量的主要立地条件因子分别为经营级、坡位和土层厚度。应用这—方法可以分析出某一地区影响杉木生长的主要立地条件因子,从而为合理制定人工杉木林的经营措施提供理论依据。

次生栎林酸沉降中SO_4^(2-)含量和pH值的变化特征

对下蜀次生栎林不同降水组份中硫含量和ｐＨ 值进行连续的观测与分析；揭示了ＳＯ２ －４ 和ｐＨ 值在不同降水组份中的变化规律以及ＳＯ２ －４ 与其它化学成分的相互关系，结果为进一步阐明本区酸性沉降物对森林生态系统的影响提供了理论依据。

江苏省森林碳储量动态变化及其经济价值评价

利用江苏省第4次(2000年)和第5次(2005年)森林资源清查主要数据汇编,建立不同森林类型生物量与蓄积量之间的回归方程,对江苏省森林植被的碳储量和碳密度动态变化及其碳汇经济价值进行了估算。结果表明:2005年全省森林总碳储量约为2516.56万t,2000—2005年间年均增加约160.0万t,表明其是CO2的"汇",平均碳密度约为21.2t/hm2,远小于全国和世界的平均值。从地区分布看,苏南、苏中和苏北地区森林碳储量分别占全省的18.54%、8.68%和72.78%,在全省13个地级市中,徐州市的森林植被碳储量最大,占全省总量的20.93%,其次是宿迁市、淮安市,最低的是南通市,仅占全省的0.92%;平均碳密度以苏南较高、苏中次之、苏北较低。从森林类型看,全省大部分碳储量集中在阔叶林中,杨树是优势树种,5年间杨树造林面积增加值占全省新增林地面积的90.27%,占全省森林总碳储量的比例由39.51%增加到66.12%;针叶林造林面积和碳储量均呈现下降趋势。从龄组看,全省森林碳储量主要集中在幼龄林和中龄林中,2005年两者之和约占全省总量的72.86%。5年间全省累计森林碳汇经济价值约96.0亿元。

北亚热带次生栎林与火炬松人工林土壤微生物生物量碳的季节动态

在南京林业大学下蜀森林生态定位研究站次生栎林和火炬松人工林内,采用随机区组设计,连续两年测定了林下土壤微生物生物量碳、土壤温度、土壤湿度和林地凋落物输入量.结果表明:两种林分的土壤微生物生物量碳呈明显的季节性波动,均在植物生长旺季维持在较低水平,而在植物休眠季节维持在较高水平;在0～10cm土层内,火炬松林和次生栎林土壤微生物生物量碳变幅分别在267.8～459.8mg.kg-1和278.6～467.8mg.kg-1;土壤微生物生物量碳与土壤温度之间具有显著的负相关关系,而与森林地上凋落物输入量、土壤湿度无显著相关关系.说明该区域土壤微生物生物量碳的季节波动可能与土壤中有效碳及其它土壤养分的可利用状况、植物根系对营养的竞争以及林木的生长节律有关.

武夷山植被带土壤微生物量沿海拔梯度的变化

土壤微生物量是陆地生态系统碳循环的重要组成部分,在森林生态系统物质循环和能量转化中占有特别重要的地位。以武夷山常绿阔叶林(EBF)、针叶林(CF)、亚高山矮林(DF)和高山草甸(AM)为试验对象,研究了土壤微生物量沿海拔梯度的变化特征。结果表明:在0～10cm土壤层,随着海拔高度的增加,年平均土壤微生物量增大,AM的年平均土壤微生物量为4.07g·kg-1,分别为DF、CF和EBF的2.06、3.21倍和3.91倍;AM的年平均土壤微生物量显著大于DF、CF和AM(p<0.01),DF的年平均土壤微生物量显著大于EBF、CF(p<0.05),EBF和CF的年平均土壤微生物量无显著性差异(p>0.05),10～25cm土壤层的年平均土壤微生物量的变化规律与上层基本一致;在0～10cm土壤层,不同海拔年平均土壤微生物量分别与土壤有机碳、全氮、全硫含量以及土壤湿度呈显著正相关(p<0.05),在10～25cm土壤层,不同海拔年平均土壤微生物量分别与土壤有机碳、全氮含量呈显著正相关(p<0.05)。研究表明,武夷山亚热带森林年平均土壤微生物量随海拔高度升高而增加,土壤有机碳、全氮、全硫和土壤湿度可能是调控土壤微生物量沿海拔梯度变化的主要因子。

武夷山不同海拔土壤呼吸及其主要调控因子

2005年4月—2006年3月,选择福建武夷山不同海拔高度上的常绿阔叶林、针叶林、亚高山矮林和高山草甸4个不同的群落作为实验地,每月测量1次土壤呼吸,测定影响土壤呼吸变化的土壤生物与非生物因子(包括土壤温度,土壤湿度,土壤有机碳、氮、硫含量,凋落物量,微生物量以及细根生物量等),研究了土壤呼吸的空间异质性。结果表明:随着海拔的升高,年均土壤呼吸速率显著降低,而土壤碳、氮、硫含量,土壤微生物量以及细根生物量等却增大;常绿阔叶林土壤呼吸速率是高山草甸的1.82倍;土壤呼吸的空间变化只与土壤温度呈显著的相关性;证明在影响土壤呼吸的土壤因子中,土壤温度是调控其在海拔高度上变化的主导因子。

次生栎林与火炬松人工林土壤呼吸的季节变异及其主要影响因子

土壤呼吸是陆地生态系统碳循环的重要组成部分。随着全球气候变暖趋势逐渐明显,土壤呼吸的时空变异及其对温度变化的响应已成为生态学研究的重要内容之一。利用LI-6400-09土壤碳通量观测仪,在江苏省南京林业大学下蜀实验基地,采用随机区组实验设计方法,连续两年测定了北亚热带次生栎林和火炬松人工林土壤呼吸的季节动态变化,结果表明:(1)两种林分内土壤呼吸速率均具有明显的季节波动,表现为:在最冷的1月份,土壤呼吸速率最低,随着土壤温度的升高,土壤呼吸速率也逐渐上升,在7、8月份达到最大值,随后又逐渐下降;(2)次生栎林月平均土壤呼吸速率在0.271～3.22μmolCO.2m-.2s-1之间,年变异幅度为11.88;火炬松人工林月平均土壤呼吸速率在0.336～3.06μmolCO2.m-.2s-1,年变异幅度为9.11;(3)次生栎林土壤呼吸的Q10值在2.19至2.27之间,火炬松人工林土壤呼吸的Q10值在2.02至2.15之间,次生栎林土壤呼吸对温度的敏感性大于火炬松人工林;(4)土壤呼吸速率与不同深度层次土壤温度之间均呈显著性正相关,与土壤微生物生物量之间呈显著性负相关,而与土壤含水率、凋落物输入量之间相关不显著。研究结果初步阐明了江淮流域北亚热带典型森林植被土壤呼吸的季节动态特征及主要影响因子,为进一步揭示该区域森林土壤碳循环特点提供了理论基础。

武夷山不同海拔高度土壤活性有机碳变化

采用连续熏蒸-培养法,测定了福建武夷山自然保护区不同海拔高度具有代表性的中亚热带常绿阔叶林、针叶林、亚高山矮林以及高山草甸土壤中有效碳含量,分析了土壤有效碳(LOC)与微生物量碳(MBC)、土壤总有机碳(TOC)、细根生物量(FRB)和土壤全氮(TN)之间的关系.结果表明:土壤有效碳占总有机碳的3.40%～7.46%;微生物量碳只是土壤有效碳中的一部分,占土壤有效碳26.87%～80.38%;不同林分土壤有效碳含量随海拔增高而显著增大,随土层深度的增加而降低;土壤有效碳与微生物量碳、土壤总有机碳、细根生物量、土壤全氮之间呈极显著的相关关系.高海拔土壤有效碳含量显著高于低海拔土壤.

武夷山不同海拔梯度土壤微生物生物量、微生物呼吸及其商值(qMB，qCO2)

土壤微生物生物量、土壤微生物呼吸及微生物商值(微生物商(qMB)、微生物呼吸商(qCO2))是土壤质量的敏感性指标。本文对武夷山不同海拔梯度具有代表性的中亚热带常绿阔叶林、针叶林、亚高山矮林以及高山草甸土壤微生物生物量、土壤微生物呼吸及其qMB、qCO2进行了研究。结果表明:土壤微生物生物量、土壤微生物呼吸均随海拔梯度的升高而加大,随土层深度的加深而降低,qMB、qCO2没有表现出随海拔变化的规律,qMB的最大值(2.23%±0.28%)出现在高山草甸0～10cm土层的土壤,最小值(0.51%±0.09%)为常绿阔叶林25～40cm土层土壤,针叶林的值大于亚高山矮林;qCO2的最大值(5.88%±0.94%)为针叶林25～40cm土层土壤,最小值(1.38%±0.09%)为高山草甸0～10cm土层的土壤。在同一林分,qMB值随土层加深而减小,qCO2值在亚高山矮林和高山草甸无此规律。土壤微生物生物量、微生物呼吸及其qMB、qCO2与土壤总有机碳、全氮、全磷具有显著的线性相关关系(P<0.05),可用来评价土壤质量。

武夷山不同海拔高度植被细根生物量及形态特征

以福建武夷山不同海拔高度4种植物群落为对象，采用挖掘法获取土壤细根样品，用WinRHIZO根系分析仪分析细根形态，分别测定了不同海拔高度不同土层（0～10、10～25cm）土壤细根现存生物量及各形态指标的变化特征。结果表明：0～10cm土壤活细根生物量、活细根根长密度、活细根表面积密度、活细根体积密度均是常绿阔叶林〈矮林〈针叶林〈高山草甸，各群落间呈现极显著差异（P〈0．01）；不同海拔高度植被，活细根和死细根的生物量、根长密度、细根表面积密度、细根体积密度均指标均是0～10〉10～25cm；4种植被在0～10、10～25cm土层中≤2．0mm径级的活细根、死细根对细根总长度、总表面积的贡献最大；土壤细根生物量及细根的主要形态指标总体趋势是高海拔显著大于低海拔；同时表明了土壤含水率是影响活细根各指标垂直变化的主要因子。