平原地区复合土地利用系统中氮磷流失敏感区界定——以浙江大学华家池校区为例

为正确识别平原地区复合土地利用系统中氮磷流失敏感区,利用美国农业部水土保持局设计的水文模型中的CN值描述地表状况,反映不同土地利用条件下下垫面对土壤氮、磷流失的影响;运用等标污染负荷计算方法评估不同类型污染源强度;建立了复合土地利用系统中土壤氮、磷流失敏感区的综合指数评价体系。构建的氮、磷流失评价方法在浙江大学华家池校区的应用评价结果表明,氮磷流失敏感性高的区块主要为研究区内的居民区、畜牧场和一些施肥量大的种植区,而敏感性最低的区块集中在具有良好植被覆盖的绿化区。高的污染源和高的迁移因子叠加区构成了高的流失敏感区。

区域间水环境容量多目标公平分配的水环境基尼系数法

基于区域间水环境容量分配的控制指标和公平性准则分析,应用水环境基尼系数概念,以定量表达各公平性准则;并将各控制指标的水环境基尼系数均达到最小值作为界定多目标公平性的标准值。以此为基础,以各区域水环境容量分配比例为搜索变量,以水环境基尼系数达到多目标公平性标准值为目标,采用多目标最优化方法确定区域间水环境容量公平分配方案。应用该方法,对长乐江流域水环境容量在区域间的分配进行了实例分析。结果表明,将水环境基尼系数作为水环境容量分配结果的公平性衡量指标具有客观性,确定的水环境容量公平分配方案体现了多目标公平性。水环境基尼系数法可以推广至同一层面、具有可比性的排污单位间水环境容量公平分配问题上,且方法简单、可靠。

水网平原区人居环境质量评价指标体系及其可行性研究

从传统建筑文化出发,借鉴古人城邑择址经验,结合现代的地理学、景观学、生态学和心理学等知识,以江南水乡的古慈城为样区,建立了水网平原区人居环境质量评价指标体系,并采用GIS技术作评价试验.结果表现出"近正态"分布的规律性;较好的样区"重现性";与自然村落布局和专家选址有较大的"趋同性".证明该评价指标体系是科学可行的,可用于类似地区人居环境的评价和选择.

县(市)级山地环境管理信息系统的研制——以庆元县为例

介绍了县(市)级山地环境管理信息系统(MEMIS)结构功能的设计、系统的实现和配置。以庆元县为例进行试验,结果表明:该系统具有山地环境稳定性评价和区划的功能,可为山地防灾区划提供新技术。

浙江省农业面源氮磷的时空演变和对水环境的潜在影响

通过资料收集与分析,研究了1990-2005年浙江省主要农业面源氮和磷的时空变化规律。结果表明,化肥施用、畜禽粪便和居民生活污染物等产生的农业面源氮、磷时序变化明显,地域差异大。全省主要农业面源氮和磷结构组成为化肥>畜禽粪便>居民生活污水等。农业面源氮和磷的构成变化表明,化肥对农业面源氮和磷的贡献率呈逐年下降,而畜禽粪便的排放逐年递增。农业面源氮、磷可对水环境产生较大的潜在影响。加强人畜粪便的资源化利用、削减化肥用量和推动农村生活污水治理是解决农业面源污染的重要途径。

太湖流域土壤养分空间变异特征分析——以浙江省平湖市为例

以位于太湖流域的浙江省平湖市为例,采用GIS与地统计学相结合的方法对其耕层土壤(0～20cm)的有机质、全氮、速效磷、速效钾等4种养分要素的空间变异特征进行了分析。结果表明:有机质和全氮变异函数曲线的理论模型能很好地符合球状模型;速效磷经对数转换后也符合球状模型;而速效钾的变异函数曲线则符合指数模型。有机质、全氮和速效磷具有很强的空间相关性,说明受母质、地形、土壤类型等自然的结构性因素影响较大;速效钾具有中等的空间相关性,说明由施肥、作物、管理水平等随机因素引起的空间异质性起很大作用。整个研究区东南部土壤质地较轻,大量施肥在提高其作物产量的同时,也可能会带来农业非点源污染等问题。

贵州高原喀斯特环境退化过程土壤质量的生物学特性研究

通过研究比较不同植被类型下土壤中微生物区系、土壤酶活性和土壤生化作用强度,分析了贵州高原喀斯特环境退化演变过程中土壤质量的生物学特性变化过程。结果表明:随喀斯特环境退化程度加剧,土壤微生物总数下降,各主要生理类群数量呈下降趋势,土壤酶活性减弱,土壤生化作用强度降低,对环境反应敏感,可作为反映土壤质量的生物学指标。土壤微生物和酶活性是表征喀斯特环境退化演替过程中土壤质量的重要特征之一。

非点源污染河流的水环境容量估算和分配

通过河流相应集水区内氮磷的各污染源分析(包括农地、畜禽养殖和生活排污等),利用输出系数模型估算各非点源的氮磷投(排)放量和入河量;采用河段氮磷输入-输出平衡关系分析方法,估算河流对氮磷的每月自净量.以此为基础,参照水功能区划所要求的水质目标,提出了水质未超标河段相应集水区的氮磷剩余水环境容量按月估算模型,和水质超标河段相应集水区内氮磷投放削减量的按月估算模型,及其在各污染源之间的分配方案.结果表明,长乐江的总氮和总磷自净量分别达到775.9 t.a-1和30.9 t.a-1,自净率分别为28.8%和51.2%.河流对氮磷的自净量不仅受水文生态条件的影响而表现出较大的季节性变化,而且随着污染负荷量本身的增加而提高.按照水功能区划中Ⅲ类水的水质要求,长乐江总氮含量全年超标;各非点源的总氮投(排)放量均须不同程度的削减,削减总量应达到1581.0 t;氮源削减量分配结果表明,化肥是应削减的最大氮源,要求在河流相应集水区内的化肥氮投放削减量为1047.4 t.a-1;而与各种氮源的投排放现状相比,要求削减比例最高的是畜禽养殖的氮排放量,达32.4%.长乐江流域尚有一定的总磷剩余水环境容量(2335.7 t.a-1).根据目标水质要求,平水期是各污染源总氮投放需要削减的量最大的时期,丰水期则是总磷剩余水环境容量最小的时期.

矿区重金属污染对土壤环境质量微生物学指标的影响

通过野外土样采集及室内测定,研究了浙江哩铺铜矿区重金属污染对土壤的微生物指标的影响。结果表明,与对照土壤相比,矿区土壤微生物参数发生了明显的改变,微生物呼吸速率减弱,生物量降低,生理生态参数Cmic/Corg下降、qCO2值明显升高;酶活性多表现为抑制作用,以脱氢酶、脲酶、磷酸酶最为敏感。反映出微生物学特征可作为矿区土壤环境质量变异的有效指标。

饮用水水源保护区河流水环境容量计算模型

基于河流一维水环境容量计算模型,通过水质控制目标分析,引入了饮用水供水水库的水环境容量决定其保护区内河流水质控制目标的概念,提出以水库的水环境容量为其上游保护区内河流段末的水质控制目标,解决了由于河流与湖库的总磷水质标准不一致、水质标准中没有河流总氮指标以及水环境容量计算中河流与湖库水文设计条件不同步等,导致水源保护区内河流的水质控制目标确定困难的问题,建立了针对饮用水水源保护区内河流水环境容量的计算模型和方法.本模型直接表达了饮用水供水水库与其上游河流水环境容量之间的定量关系,体现了2个水域间的连续性和相互作用关系,为实现饮用水供水水库及其上游河流的污染物总量控制提供了可靠的科学依据.应用本模型,计算了正在建设中的老虎潭水库保护区内河流的水环境容量.结果表明,根据老虎潭水库水环境容量,保护区内河流的总氮水环境容量为65.05 t.a-1,现状总氮年入河量应削减33.86 t;总磷水环境容量为5.05 t.a-1,现状条件下尚有2.23 t.a-1的剩余水环境容量.文中所提出的建模方法可以推广至水质控制目标不同情况下的连续水域,尤其适用于下游水域水质控制要求高于上游水域的情况,拓展了水环境容量的研究思路和方法.

土壤-青菜系统中铅污染对土壤微生物活性及多样性的影响

采用盆栽方法研究了青菜种植条件下2种不同类型的人为铅污染土(黄松田土和黄红壤)中不同处理对土壤微生物生物量、生理生态参数以及群落结构的影响.结果表明,2种土壤在外源铅含量为100和300mg·kg-1时,土壤微生物生物量有微小增加,而高浓度铅污染使土壤微生物生物量显著降低.在高浓度铅污染土壤中,微生物生理生态参数发生明显变化,微生物生物量碳/土壤有机质碳(Cmic/Corg)逐渐下降,代谢熵(qCO2)明显上升,表明土壤微生物群落处于胁迫状态.结果还显示,铅污染对土壤微生物的影响与不同的管理方式(青菜种植情况)以及土壤中有机质、粘粒含量等有关,在种植青菜、有机质和粘粒含量高的土壤中,土壤微生物各项参数变化要小.对21种磷脂脂肪酸(PLFA)的图谱进行分析,结果表明,受铅污染土壤的微生物群落结构组成伴随着功能参数的变化而发生了改变;随着铅污染程度的增强,指示真菌和放线菌类的脂肪酸增加,而革兰氏阳性菌与革兰氏阴性菌脂肪酸比值下降.

基于WebGIS的农业面源污染信息系统的开发及应用

农业面源污染研究是当前国内外环境科学与工程领域的研究热点,但研究大多侧重于农业面源污染的成因、机理、模型和控制对策等,而缺乏一个良好的交互式的用户界面来发布、管理和分析农业面源污染,使其可视化等.本文以太湖流域的杭嘉湖平原为例,通过利用GIS及其相关技术,特别是We-bGIS技术(ArcIMS、ArcSDE)的应用,建立了一个基于WebGIS的农业面源污染信息系统(ANPSPIS),以期为农业面源污染的管理、规划和决策提供依据。

铝胁迫下不同小麦基因型根际pH的变化、NH_4^+和NO_3^-吸收及还原与其耐铝性的关系

以耐Al性明显差异的 2个小麦基因型为材料 ,采用溶液培养试验和动力学方法研究了根际 pH变化、NH+ 4和NO-3 的吸收以及NO-3 还原与其耐Al性的关系。结果表明 ,A1胁迫下鉴 86 4(耐性基因型 )比扬麦 5号 (敏感基因型 )能维持较高的根际 pH值 ,当溶液 pH值下降到最低时 ,前者比后者高 0 2 3个pH单位。吸收动力学研究表明 ,鉴 86 4在无Al和有Al胁迫时对NO-3 的吸收速率和亲和力大于扬麦 5号 ;而对NH+ 4的吸收速率和亲和力却小于扬麦 5号。Al还降低叶片和根系的硝酸还原酶活性 ,但鉴 86 4的叶片和根系硝酸还原酶活性均高于扬麦 5号。此外 ,在Al胁迫下 ,植株体内游离脯氨酸含量迅速提高 ,但扬麦 5号积累量高于鉴 86 4。鉴 86 4具有较高的耐Al能力可能与其在Al胁迫下对NO-3 的吸收速率、亲和力以及硝酸还原酶活性较高 ,而对NH+ 4的吸收速率和亲和力较低 ,从而能维持较高的根际

杭州市居民区土壤重金属的化学特性及其与酸缓冲性的关系

杭州市居民区土壤中Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn、Mn和Mo均有不同程度的积累;除Cr、Mo外, 居民区重金属的积累一般低于该市商业区。居民区土壤中Cd、Co、Cr和Ni主要以稳定的残余态为主;而Cu、Pb、Zn和Mn则以可提取态为主。在正常条件下,居民区土壤具有较高的重金属吸持能力,被吸持的重金属较为稳定,绝大部分不易被中性盐所交换。但随着pH的下降,土壤对重金属的吸持能力明显降低,而重金属的释放潜力明显增加。杭州市居民区土壤的酸缓冲性有较大的变化,主要受土壤CaCO3含量的影响,缓冲性高的土壤,重金属可溶性较低。居民区土壤由于受建筑物质中CaCO3的影响,具较高的酸缓冲性,增加了土壤重金属的稳定性。

铜矿尾矿库土壤—海洲香薷(Elsholtzia harchowensis)植物体系的微生物特征研究

对浙江哩铺铜矿尾矿库土壤—海洲香薷 (Elsholtziaharchowensis)植物体系的微生物特征进行了研究。结果表明 :海洲香薷植物中的元素含量表现为Cu >Zn >Pb >Cd ,Cu与土壤元素的相关性最为显著 ,其次为Zn。与对照土壤相比 ,矿区土壤的微生物基础呼吸作用增强 ,但微生物生物量却显著降低 ,微生物生理生态参数Cmic/Corg、qCO2 值明显升高。Biolog结果显示 ,矿区土壤微生物的群落结构发生改变 ,对能源碳的消耗量和速度显著升高 。

河流水环境容量的估算和分配研究

在水污染物综合降解系数率定、分析和验证的基础上,估算不同设计条件下曹娥江上游主要支流的水环境容量,并给出了综合体现社会性、经济性和历史性的水环境容量分配方案。结果表明,河流中CODMn和NH4^＋-N的综合降解系数受到水温和流量的影响,而具有显著的时间变异性,变异范围分别为0.078～0.29/d和0.087～0.3/d,其中以冬季枯水期（11月,10月,12月,1月）的值最小。不同设计条件下,CODMn和NH4＋-N全年水环境容量分别为139.74～633.80 t和56.47～151.09 t。通过增加设计流量、降低水质目标、采用段末控制的方法均能不同程度地增加河流水环境容量,但加大污染治理力度、削减流域内各业的排污量,才是提高河流水质的根本方法。为保证社会、经济、水环境的协调发展,河段沿岸的部分排污企业需削减当前CODMn排放量的27.5%～70.5%,所有NH4＋-N排污企业需削减当前NH＋4-N排放量的12.6%～70%。这样的分配结果不但具有实际的可操作性,而且有利于促进排污权交易市场的形成。

水稻土磷环境敏感临界值的研究

采用室内测试方法研究了3组质地(粘土、重壤土和轻壤土)水稻土水溶性磷(0.01mol·L-1CaCl2-P)与土壤测试磷(Olsen-P和Bray1-P)及土壤磷饱和度的关系。结果表明,水稻土因淹水耕作,其磷释放潜力明显高于旱地土壤,水溶性磷随土壤测试磷的增加而增加。土壤测试磷及磷的饱和度与土壤水溶性磷的关系存在转折点,当土壤磷超过转折点时,土壤水溶性磷和磷的释放潜力明显增加。在好气条件下,供试水稻土磷环境敏感临界值(转折点)在Olsen-P50～75mg·kg-1、Bray1-P90～140mg·kg-1和磷饱和度21%～23%之间;在厌气条件下,供试水稻土磷环境敏感临界值(转折点)在Olsen-P35～45mg·kg-1、Bray1-P75～115mg·kg-1和磷饱和度16%～18%之间,超过临界值土壤磷素可对环境产生非常明显的负影响,不应再施用磷肥和粪肥。

不同树龄茶树根层土壤化学特性及其对微生物区系和数量的影响

研究了红壤茶园中不同树龄茶树根层土壤微生物区系分布和种群结构的变化及其生态学因子。结果表明 ,随着树龄的增长 ,茶树根层土壤的酸度增加 ,pH值下降 ,土壤交换性酸组成从交换性H+为主转变为以交换性Al3+ 为主 ;同时 ,土壤有机碳、可溶性酚总量和全氮含量随树龄而增加。细菌、放线菌以及微生物总量以树龄 1 0年的茶树根层土壤中数量最多 ,4 0年和 90年树龄的茶树根层土壤中的较接近 ;树龄 1 0年和 90年的茶树根层土壤中真菌数量相当 ,其大于 4 0年树龄的茶树根层土壤真菌数量 ;而芽孢杆菌数量以 4 0年树龄茶树根层土壤最多 ,而 1 0年和 90年树龄茶树的接近 ;茶树根层土壤微生物生物量碳随树龄增长而增加 ,但与茶树根层土壤可培养微生物总量无显著相关。茶树根层土壤微生物生物量碳与土壤pH、有机碳、可溶性酚和全氮分别呈显著 (p<0 0 5 )或极显著 (p<0 0 0 1 )相关。

侵蚀红壤肥力退化评价指标体系研究

对 6个不同土地利用方式条件下不同侵蚀程度的红壤退化试验小区土壤的物理、化学和生物学性质进行了测定 ,应用主成分分析法对 6个试验小区的红壤肥力退化进行排序和评价。通过对 16项土壤参评因子和 4项参评因子评价结果的比较 ,得出土壤有机质、水稳性团聚体、过氧化氢酶、微生物碳量 4项肥力因子已基本上反映了土壤肥力退化的综合状况 ,并建立了红壤肥力退化程度的评价指标方程 。

秸秆全量直接还田对土壤肥力及农田生态环境的影响研究

通过秸秆全量直接还田两年定点试验研究,证实秸秆全量直接还田配合常规施肥对水稻的分蘖,大麦的出苗率均未造成负面影响,并能提高土壤肥力,其有机质含量由试验前的4.23%提高到4.38%,速效钾、速效磷的水平由试验前的83mg/kg、6.9mg/kg增加到110.2mg/kg和11.7mg/kg、全氮由0.205%上升到0.229%、碱解氮则净增了25.5mg/kg。优化了农田生态环境,杂草发生率大大降低,无论从株防效还是鲜重防效看杂草均减少了约三分之二;全量还田缩小了麦田耕层(0～20cm)冬季最高温与最低温的差,最低温时全量还田要比对照高出1～2.5℃,最高温时则比对照要低1～3℃,耕层土壤的的含水量全量还田比对照高1.5%～3%;秸秆全量还田促进了作物产量的提高。