基于涡度相关法和树干液流法评价杨树人工林生态系统蒸发散及其环境响应

运用涡度相关(Eddy covariance)开路系统、树干液流(Sap flow)、土壤水分以及微气象观测系统,于2006年生长季(5～10月)对北京大兴区永定河沿河沙地杨树(Populus euramericana)人工林生态系统的水量和能量平衡进行了连续测定;分析了该系统能量平衡闭合水平及其组分分配特征,不同水分条件下蒸发散及其各组分变化过程和分配特征,以及影响蒸发散的主要环境因子;并对组分求和法、土壤水分平衡法与涡度相关法测得该生态系统生长季蒸发散总量的结果进行了对比。结果表明:生长季内该生态系统的能量闭合水平较高,能量平衡各组分在不同土壤水分环境条件下所占比例变化较大;在水分充足的条件下,潜热通量在可利用能量分配过程中占优势,显热通量在水分胁迫条件下占可提供能量的比例比潜热通量大。雨季到来之前,土壤蒸发与植被蒸腾强度相差较小;进入雨季后,土壤深层水分得到补偿,植被蒸腾显著增强而土壤蒸发强度减弱。涡度相关法所得的总蒸发散量与基于树干液流法等组分求和法得到的蒸发散结果较接近,分别为513和492mm。土壤水分平衡法的观测结果略高于前二者的观测结果,雨季研究界面以下的土体也有水分交换是该方法高估蒸发散的主要原因。与环境因子的响应关系表明,蒸发散以及蒸腾的变化过程对净辐射的响应程度比对饱和水汽压差高;水分条件较好情况下,蒸发散以及蒸腾的变化过程与水汽压差关系不明显,说明水分充足时,水汽压差不是蒸散强弱的限制因子。

涡度相关法研究土壤水分状况对沙地杨树人工林生态系统能量分配和蒸散日变化的影响

为了解位于北京大兴区林场杨树人工林在不同的土壤水分环境条件下的水汽交换过程和能量的分配差异及其与环境因子关系,运用涡度相关(Eddycovariance,EC)法开路系统、常规微气象观测系统及土壤热通量板等设施对生态系统生长季内典型水分胁迫和无水分胁迫条件下蒸散日变化、能量分配以及与各环境因子的关系进行了测定分析和比较。结果表明,在水分严重胁迫日(以7月7日为例),蒸散日变化过程为单峰曲线,全天(24h)蒸散量为2·4mm;而在无水分胁迫典型日(以7月25日为例),蒸散日变化过程呈多峰曲线,全天蒸散量为4·5mm。能量平衡分析显示,无水分胁迫条件下潜热通量(LE)占净辐射通量(Rn)的比例远高于水分胁迫条件下潜热通量占净辐射通量的比例,说明水分充足时,能量的大部分用于蒸散。水分胁迫条件下蒸散速率与各环境因子的相关性均低于无水分胁迫条件下蒸散速率与环境因子的相关性。水分胁迫条件下,蒸散速率主要与净辐射和下垫面因子关系显著,而与其它因子的相关性较小;无水分胁迫条件下,蒸散速率与下垫面土体含水量和各气象因子均表现出较强的相关性。大气温度对于两个典型日蒸散速率的影响均很小;土壤含水量与水分胁迫日的蒸散速率几乎没有相关性,反应出土壤水分含量低至对蒸散几乎没有贡献了。

“十二五”畜禽养殖污染减排问题及防治对策

对中国"十二五"前3年畜禽养殖业污染减排实践中存在的问题和面临的困境进行了分析和梳理,针对问题依据各地养殖现状核算了各区域耕地粪污承载负荷。据此提出种养结合是区域适宜的粪污治理思路,为地方政府与环境主管部门推进畜禽养殖污染防治和粪污资源化利用提出了建议。

林下植被对半干旱区不同密度刺槐林地土壤水分环境的指示作用

研究林下植被对不同密度林地土壤水分环境的指示作用 ,可以为造林营林中的密度调控、提高林分生产力和林分稳定性等 ,提供理论根据。为此 ,对山西黄土丘陵沟壑区的 14年生人工刺槐 (Robiniapseudoacacia)林 6种造林密度 (1 5m× 2m、1 5m× 3m、1 5m× 4m、1 5m× 5m、1 5m× 6m、1 5m× 7m)林分的土壤水分、林下光照强度等环境因子进行观测 ,同时 ,采用样方调查法 ,对不同密度林内的树木生长情况和林下植物的类型、数量、分布及发育状况进行了研究。结果表明 :密度小的林分内 ,各小环境指标均优于密度大的林分 ,其中土壤水分、光照强度有显著的随林分密度增大而减小的趋势 ,刺槐林地内随着林分密度的增大 ,渐渐出现干旱、半干旱地区成龄人工林土壤干化的现象 ,林下植被的种类和数量相应减少 ,物种丰富度和物种多样性指数也降低 ,且逐步由以鹅观草 (Roeg neriakamoji) ,小菅草 (Themedaminor)为典型的中生植物 ,向以角蒿 (Incarvilleasinensis) ,灰绿藜 (Chenopodiumglaucum)为典型的旱生植物过渡 ,反映出林分内的小环境条件随林分密度变化的特征。因此 ,在半干旱区造林和营林中 ,密度不可过大 。

黄土高原半干旱区几种人工林的土壤水分、光照变化及其对林分的影响

对黄土高原半干旱的山西黄土丘陵沟壑区17年生4种造林密度(1 5m×2m、1 5m×4m、1 5m×6m、1 5m×8m)的人工刺槐林、2种造林密度(1 5m×3m、1 5m×5m)的白榆林及2种造林密度(1 5m×3m、1 5m×5m)的油松林地土壤水分、林下光照强度进行了观测;并对各林分林木的生长状况和林下植物的种类、数量、生长及发育状况进行了研究。结果表明,在相同林分类型中,密度小、营养空间大的林分林内土壤水分、光照强度有显著随林分密度增大而减小的趋势。在刺槐林内随着林分密度的增大,渐渐出现干旱、半干旱地区成龄人工林所具有的土壤干化现象,林下植被的种类和数量相应减少,物种丰富度和物种多样性指数也降低,且逐步由以田旋花、小菅草为典型的中生植物,向以铁杆蒿、达乌里胡枝子、铁丝草为典型的旱生植物过渡;白榆林密度1 5m×5m的林分中已有30%的林木出现枯梢,密度为1 5m×3m的林分中65%的林木严重枯梢,林下植被以耐旱性强的达呼里胡枝子为主要植物;油松林两个密度的林分林地平均土壤水分含量均比其他林分低。反映出林分内的小环境条件、林木生长状况和林下植被发育水平随林分种类、林分密度变化而变化的特点。因此,在半干旱区的营林中,树种选择要以其生物生态特性和实际生长状况为依据,且密度不可过大。

中国实施种养结合减排效益研究

全国(港澳台除外)畜禽养殖粪肥总氮、总磷养分可利用量分别为589.01万、115.61万t,分别占耕地有机肥安全消纳容量的28%和24%,在耕地有机肥氮、磷养分安全消纳容量之内。根据养分流失减排量测算结果,由于畜禽养殖粪肥替代化肥,全国总氮、总磷流失减排量分别为19.54万、1.04万t,全国化肥总氮、总磷减施率分别为19%、8%。据此,提出种养协同控制污染治理思路和促进中国种养结合、发展循环农业的政策建议。

推进养殖污染防治,实现产业优化与环境保护双赢——对《水污染防治行动计划》的解读

针对《水污染防治行动计划》提出的畜禽养殖污染治理思路和措施,梳理了我国现阶段畜禽养殖污染防治中存在的问题,对《水污染防治行动计划》中提出的"调布局、建设施、促利用"三大举措进行了分析和解读,提出了落实《水污染防治行动计划》的几项重点工作,为地方推进畜禽养殖污染防治工作提供参考。

沙地杨树人工林生理生态特性

自然条件下（5～10月份）,利用Li-6400便携式光合作用测定系统对北京大兴地区集约栽培欧美107杨（Populus×euramericana cv.“74/76”）生理生态特性进行研究,探讨叶片在水分胁迫状态下光合作用、呼吸作用和蒸腾作用动态规律,并揭示其主要影响机理.实验结果表明叶片净光合速率（Pn）日变化均为单峰曲线,且Pn日平均值从春季到秋季呈下降趋势.从整个生长季来看,光合有效辐射PAR（r=0.815）和气孔导度Gs（r=0.805）与Pn的相关性显著,通过每月相关性分析,5、8月份影响Pn的主导因子为PAR和Gs,6、7月份影响Pn的主导因子为Gs,9、10月份影响Pn的主要因素为PAR.根据Fsrquhar和Sharkey提出的气孔限制和非气孔限制判断方法对Pn日变化进行分析,5月份8：00Pn达到峰值后由于气孔导度降低引起Pn下降,16：00以后由于非气孔因素PAR的降低,使得Pn继续降低;6、7月份8：00以后Pn降低限制因素同5月份一样由气孔导度降低引起,但是14：00左右,由于植物体内水分严重亏缺,叶片气孔不能正常开启使得叶片Pn、R和Tr均不能正常进行,8～10月份Pn降低主要受PAR限制.叶片呼吸速率（R）的主要影响因子为温度,且R的日变化和季节变化与大气温度（Ta）变化趋势基本一致,一天中清晨、傍晚Ta和R均为低点,14：00左右Ta和R都达到最大值,同样在季节变化中R和Ta在6、7月份最高,10月份最低.蒸腾速率（Tr）日变化全为单峰曲线,其最大值出现在12：00～14：00左右,Tr变化与许多环境因子和生理因子都具有密切的相关性,就整个生长季来说,PAR是其最主要的影响因子,然而叶片气孔限制值（Ls）、Gs、叶片大气水汽压差（VpdL）、Ta等生理生态因素在不同月份分别起着极其重要的作用.

治疗三踝骨折脱位56例体会

对 5 6例三踝骨折采取小夹板、石膏外固定及手术治疗。结果表明 :手术治疗优良 2 4例 ,可 2例 ;石膏外固定治疗优良 13例 ,可 2例 ,差 1例 ;小夹板固定优良 11例 ,可 2例 ,差 1例。

不同土壤水分下侧柏苗木光合特性和水分利用效率的研究

在黄土半干旱区,采用人工控制土壤水分的方法,使用Li-6400便携式光合作用测定系统,对侧柏苗木净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、胞间CO2浓度及其相应的环境因子进行了测定。结果表明:不同土壤水分状况下侧柏苗木光合速率日变化曲线呈“双峰”型,均有不同程度的“午休”现象,且上午的光合速率明显高于下午;气孔导度受水分和光热胁迫的影响,日变化曲线呈凹型;胞间CO2浓度受空气CO2浓度和气孔导度的双重影响,呈现出早晚高,正午低的日变化进程;水分利用效最高值出现在上午较早的时分,且上午的水分利用效率明显高于下午;随着土壤水分的增加,净光合速率和蒸腾速率升高,而水分利用效率降低。根据Farquhar和Sharkey的观点,造成净光合速率下降的原因既有气孔限制又有非气孔限制因素,上午净光合速率下降的主要是由气孔限制因素造成的,午间和下午光合速率的降低则主要归因于叶肉细胞羧化效率的降低。

“十三五”总氮、总磷总量控制政策建议

近几年,总量减排作为环境保护的重要抓手,以COD和氨氮等主要水污染物为控制指标,不断推进,取得了显著的成效。截至2013年,中国COD和氨氮较2010年分别下降了7.81%和7.11%,水环境质量明显改善。随着总量减排工作的持续推进,COD和氨氮的排放总量基本得到有效控制,相应的环境污染问题也得到明显缓解,但总氮、总磷等新的环境污染问题开始凸显。重点分析了中国总氮、总磷总量控制的必要性和可行性,并提出相应的总量控制政策的建议。

城市黑臭水体治理思路初探--以山东省胶州市跃进河-如意湖流域为例

近年来,城市黑臭水体问题益发严峻,严重影响了公众对城市环境的感官认知。探讨了城市水体环境管理中存在的片面治理、水资源浪费、建设方式单一、工程管理不可持续的四大误区。同时,以山东省胶州市跃进河—如意湖流域为范例,提出了统筹时空分布、注重溯源解析、合理配置水资源、因地制宜选择治理技术、注重管理延续性等治理思路。

半干旱地区植被恢复过程中林下植被生态位特征的研究

应用生态位理论,以黄土半干旱区6个不同密度林分林下草本层植被为研究对象,以林分密度作为资源轴,以物种重要值为生态位计测的状态指标,对林下植被进行生态位计测和分析,揭示林内资源环境利用状况。结果表明:林下植被的生态位宽度值普遍较小,其中阿尔泰紫婉、铁杆蒿等生态位宽度较大,这与无林地相似,同时物种间生态位重叠并不普遍,重叠度普遍不大,各种对间对资源的共享趋势不明显,生态位发生分离,显示了林下植被状况差。

沙地杨树人工林树干液流特征

采用热扩散技术，对沙地杨树人工林107欧美杨树干液流密度动态特征进行研究，并对其周围环境因子中光合有效辐射、空气温度、空气相对湿度、风速、土壤温度和土壤含水量进行同步观测。结果表明：杨树树干南北方位测得的液流密度具有显著差异，并且具有显著相关关系；不同生长时期杨树液流速率差异显著，5-8月逐渐升高；不同个体间液流速率差异显著，冠幅是影响个体间差异的主要形态特征；杨树树干液流每天达到的峰值与光合有效辐射和水蒸气压亏缺达到的峰值存在一定的时滞，二者与液流的时滞分别提早30～60min和落后120～150min。5-7月影响树干液流密度日变化的主导因子是光合有效辐射，8月则是由光合有效辐射和水蒸气压亏缺共同决定。

东江湖流域农业面源污染负荷研究

水土流失是吸附态氮磷污染输出的主要方式,也是面源污染评估的重要环节。以东江湖流域为主要研究区域,采用土壤侵蚀经验模型和氮磷污染负荷经验模型对研究区的吸附态氮磷污染负荷进行了估算,重点提取并分析了耕地面源污染负荷,并划分出农业面源污染重点控制区,为流域农业面源的氮磷流失防治提供理论依据。结果表明,东江湖流域农业面源污染土壤侵蚀总量为144.7万t,吸附态氮磷的流失总量分别为2658.3和504.1t,其中旱地吸附态氮磷流失风险高于水田;由化肥施用而产生的吸附态氮磷流失量分别为1561.9和215.4t,分别占耕地吸附态氮磷流失总量的58.8%和42.7%;东江湖流域农业面源污染防治的主要区域包括沤江区、浙水区以及主要河流入湖的环湖区。

生物发酵床养猪垫料中营养成分及重金属含量的测定

为探索发酵床清出垫料还田利用的环境安全性,为其合理利用提供科学依据,分别采集新投入使用1个月、26个月的生物发酵床垫料,进行有机质、总氮、总磷、总钾等营养成分和Cu、Zn、Cr等重金属元素含量测定。结果表明:不同厚度垫料间的同一营养成分和重金属元素含量无显著差异,将清出垫料中平均总氮、总磷和总钾成分含量分别为1.75%、2.47%和1.35%,比新使用垫料分别提高0.44、1.09和0.62百分点(P<0.01)。有机质含量,将清出垫料(40.05%)比新使用垫料(37.55%)高2.5百分点(P<0.05)。将清出垫料中Cu(1.712mg/kg)、Zn(2.906mg/kg)元素含量分别比新使用垫料高116%和110%(P<0.01),Cr元素含量无明显差异(P>0.05)。使用26个月的垫料中重金属元素含量处于较低水平,满足相关国家标准限值要求,可直接作为有机肥还田使用。

杭州城市区域土壤性状的空间变异

以浙江省杭州市城区为研究对象,通过栅格取样,对研究区内40个样点的土壤性状进行调查,利用地理信息系统(G IS)和地统计学方法对杭州市区土壤性状的空间异质性和格局分布进行了初步研究。研究结果表明:杭州市城区土壤的空间异质性明显,统计变异的大小顺序依次为土壤湿度(SM)>土壤电容率(Eb)>土壤温度(ST)>土壤毛细水导电率(Ecp)>土壤pH值(pH)>土壤溶液导电率(Ecb);土壤温度在局部地区表现出"热岛效应","热岛"位置出现在城区边缘工业区,与城市中心不重叠;城市土壤有机质含量降低,且有向碱性方向演变的趋势。城市土壤空间格局的特性深受人类活动的影响。

基于环境承载力的福州市海域分级管理

福州市作为海西经济区的5大龙头城市之一,其海洋经济发展非常迅速,已经成为福州市经济发展的支柱,近岸海域环境质量也承受着巨大的压力。应用地理信息系统(GIS)对福州市近岸海域进行分区,并采用熵值法分析评估了福州市不同海域区块的环境承载力变化趋势。从环境承载力评价结果来看,福州市近岸海域环境承载力空间上呈现湾区河口环境承载力相对较弱的分布,这主要受入海河流污染物排放量、沿海地区城镇发展建设等因素的影响。同时,基于环境承载力的评估结果,对福州市近岸海域的发展建设以及环境保护工作提出了相应的措施和建议。

综合考虑减排效益的污染物总量分配方法研究

如何在目标总量控制和容量总量控制间找到契合点,使总量控制既体现环境改善需求,又能促进环保基础设施建设和经济调控目标的实现成为当前的研究重点。基于目标总量控制,探索一种综合考虑减排效益的污染物总量分配方法,构建了以人口、GDP、水资源量、水环境容量和环保投资作为评价指标的环境基尼系数最小化模型,并将其应用于内蒙古自治区COD总量的优化分配。结果表明,与初始分配相比,优化分配后的环境基尼系数总和下降了0.85%,优化后的分配方案更公平、合理。在优化分配过程中,各评价指标间互相制约,较好提高了最终分配结果的科学性和可操作性。