深埋矿床水文地质勘查技术探析

在矿产资源开采过程中,水文地质勘查是较为重要的内容与环节。面对新的发展时期,水文地质勘查的技术要求也越来越高。唯有重视加强对勘查技术的不断更新、完善,才能满足矿床水文地质勘查工作要求。基于此,文章先是对深埋矿床水文地质勘查技术的重要性进行分析,重点对深部地质勘探技术的应用进行了分析、探讨,然后探讨矿床水文地质勘查的重难点问题及提高矿床水文地质勘查工作质效的相关措施,希望能够为矿床水文地质勘查工作的有效开展提供有益参考。

物探高密度电法在场地稳定性方面的应用研究

高密度电法是一种常用的浅层地球物理勘察方法,具有效率高、成本低、解译方便、信息丰富等特点,近年来被广泛应用于地质、工程和环境勘察相关领域。本文以某建筑场地为例,结合工区的工程地质条件,通过开展高密度电法勘察,基本划出了场地原沟壑分布、回填土填埋范围及地下软弱层分布情况,为场地的稳定性研究和下一步工程治理提供了地球物理依据。

土壤易氧化有机碳对西双版纳热带森林群落演替的响应

土壤易氧化有机碳(Readily oxidizable carbon,ROC)作为土壤中易被氧化且活性较高的有机碳,能够敏感反映群落植被环境与土壤环境的早期变化。为探明土壤ROC时空变化对热带森林次生演替的响应,以西双版纳热带森林不同次生演替阶段(白背桐群落、野芭蕉群落与崖豆藤群落)为研究对象,采用高锰酸钾氧化法测定并分析土壤ROC时空动态特征,探究这些变化与土壤微生物量碳及理化性质之间的相互关系。结果表明:(1)不同次生演替阶段热带森林土壤ROC含量存在显著差异,其大小顺序为:野芭蕉群落(11.38 mg/g)>崖豆藤群落(10.5 mg/g)>白背桐群落(9.72 mg/g);(2)不同次生演替阶段热带森林土壤ROC含量的月份变化趋势基本一致,均表现为6月显著高于12月,且各月份间差异显著;(3)不同次生演替阶段热带森林土壤ROC含量随着土层深度增加而递减,且不同土层间差异显著;(4)土壤有机碳、微生物量碳、全氮、水解氮和铵态氮显著影响土壤ROC含量的时空变化,而pH值与土壤ROC显著负相关。因此,土壤ROC对西双版纳热带森林群落演替具有敏感的响应,土壤总有机碳、微生物量碳、全氮、水解氮、铵态氮及pH是土壤ROC时空变化的主控因素。

不同恢复阶段热带森林土壤nirS型反硝化微生物群落结构及多样性特征

探明热带森林土壤反硝化微生物群落结构及多样性,对于理解反硝化引起的N2O排放及缓解全球变暖具有重要意义。本研究以西双版纳3个不同恢复阶段热带森林类型[即白背桐(Mallotus paniculatus,MP)、崖豆藤(Millttia leptobotrya,ML)群落、群落及高檐蒲桃(Syzygium oblatum,SO)群落]为研究对象,揭示土壤nirS型反硝化微生物群落组成及多样性的干湿季变化,分析热带森林恢复过程中土壤理化环境变化对nirS型反硝化细菌群落的影响。结果表明,变形菌门(Proteobacteria)和酸杆菌门(Acidobacteria)相对丰度表现为恢复前期高于恢复后期,而脱氯单胞菌属(Dechloromonas)、嗜盐单胞菌属(Halomonas)和罗思河小杆菌属(Rhodanobacter)表现为恢复后期高于恢复前期;绿弯菌门(Chloroflexi)和放线菌门(Actinobacteria)均随恢复年限增加而增加,而贪铜菌属(Cupriavidus)和假单胞菌属(Pseudomonas)的相对丰度表现为随恢复年限增加而降低。9月份各样地新检测出的属数量表现为:SO(19种)>MP(13种)>ML(7种)。土壤nirS型反硝化微生物群落的Shannon多样性指数表现为:高檐蒲桃群落>崖豆藤群落>白背桐群落,且9月(湿季)>3月(干季)。相关分析表明,热带森林恢复引起土壤N库(全氮、NH_(4)^(+)、NO_(3)^(-))、C有效性(微生物量碳、易氧化碳)及微气候(土壤含水率与温度)的改变,能够显著影响nirS型反硝化细菌群落的结构及多样性。主成分分析结果表明,土壤硝态氮、微生物量碳、全氮及易氧化碳是调控不同恢复阶段热带森林土壤nirS型反硝化细菌群落结构及多样性变化的主控因子,其次为土壤水分、温度、水解氮、pH、铵态氮、有机碳、容重及C/N。

西双版纳热带森林不同恢复阶段土壤微生物生物量碳的变化

为探明土壤微生物生物量碳(microbial biomass carbon,MBC)对西双版纳热带森林恢复的响应,以西双版纳热带森林不同恢复阶段(白背桐Mallotus paniculatus群落、野芭蕉Musa acuminata群落、崖豆藤Mellettia leptobotrya群落)为研究对象,分析了不同次生恢复阶段热带森林土壤MBC的时空动态特征。结果表明,演替阶段、取样时间、取样深度及其交互作用均对土壤MBC含量产生了显著影响(P<0.05或0.01)。不同恢复阶段热带森林平均土壤MBC含量表现为野芭蕉群落(1.36 g·kg^-1)显著高于崖豆藤群落(1.10 g·kg^-1)与白背桐群落(0.93 g·kg^-1)(P<0.01);不同恢复阶段土壤MBC含量具有显著的季节变化,最高值均出现在6月,最低值出现在12月,且雨季(6、9月)高于干季(3、12月)。3个恢复阶段热带森林中土壤MBC含量均呈随土层深度增加而递减的垂直分布。土壤温度与水分时空变化对土壤MBC具有显著影响(P<0.05),土壤温度与土壤水分能够分别解释土壤MBC的60%-90%与57%-92%。主成分分析结果表明,总有机碳、全氮、水解氮是调控白背桐群落土壤MBC变化主要的影响因素,土壤全氮是野芭蕉群落土壤MBC变化最主要的决定因素,而全氮和硝态氮是崖豆藤群落土壤MBC时空动态主要的控制因素。因此,西双版纳热带森林植被恢复能够促进土壤MBC的积累但存在样地差异性,土壤MBC含量取决于样地微生境(如温度与水分)及土壤碳/氮养分的状况。

土壤碳矿化对西双版纳热带森林恢复演替的响应

为探明土壤有机碳矿化对热带森林恢复演替的响应,以西双版纳热带森林不同恢复阶段(白背桐Mallotus paniculatus群落、崖豆藤Mellettia leptobotrya群落、高檐蒲桃Syzygium oblatum群落)为对象,采用室内培养法研究不同恢复阶段热带森林土壤有机碳矿化的时空动态特征,结合方差分析、相关分析及主成分分析,探讨热带森林恢复过程中土壤微生物及理化性质变化对有机碳矿化速率的影响。结果表明:恢复阶段、季节和土层对土壤碳矿化速率具有显著影响,且三者间存在显著的交互效应;热带森林恢复显著影响土壤有机碳矿化(P<0.01),土壤有机碳矿化速率大小顺序为:高檐蒲桃群落(19.09 mg·kg−1·d−1)>崖豆藤群落(16.93 mg·kg−1·d−1)>白背桐群落(15.35 mg·kg−1·d−1);不同恢复阶段热带森林土壤有机碳矿化速率月份变化趋势基本一致,均表现为6月>9月>3月>12月;不同恢复阶段热带森林土壤有机碳矿化速率均沿土层呈逐渐降低的变化趋势;热带森林恢复过程中土壤微生物生物量碳与易氧化有机碳的变化是影响土壤碳矿化的主控因子,而土壤有机质、全氮、水解氮、铵氮、硝氮对土壤有机碳矿化的贡献次之。西双版纳热带森林恢复演替主要通过影响土壤微生物生物量碳及土壤易氧化有机碳的含量而调控有机碳矿化的时空动态。

蚂蚁筑巢对高檐蒲桃热带森林群落土壤呼吸的影响

蚂蚁筑巢能够改变热带森林土壤微生物与土壤理化性质的状况,从而对土壤呼吸时间动态产生重要影响。本研究以西双版纳高檐蒲桃热带森林群落为研究对象,采用Li-6400-09便携式土壤呼吸测定仪对蚂蚁筑巢地与非筑巢地土壤呼吸进行测定。研究结果表明:(1)高檐蒲桃群落土壤呼吸呈明显的单峰型季节变化趋势,且土壤呼吸速率蚂蚁筑巢地(4.96μmol CO_2m^(-2)s^(-1))高于非筑巢地(4.42μmol CO_2m^(-2)s^(-1))。(2)土壤温度和土壤水分显著影响土壤呼吸的时间动态(P<0.01);蚂蚁筑巢显著改变巢内温度与水分(P<0.05),进而影响土壤呼吸动态。土壤温度对土壤呼吸动态的贡献:蚁巢(83.8%—91.8%)大于非巢地(81.2%—83.1%),但由于筑巢地土壤湿度低于非巢地,土壤水分对土壤呼吸动态的贡献率表现为蚁巢低于非筑巢地。(3)蚂蚁筑巢显著增加土壤微生物生物量(P<0.05),从而对土壤呼吸速率产生极显著的影响(P<0.01)。蚂蚁筑巢引起微生物生物量碳的增加能够解释76.9%—71.1%的土壤呼吸变化。(4)蚂蚁筑巢引起土壤理化性质变化对土壤呼吸产生一定的影响。土壤容重与土壤呼吸速率呈显著负相关;土壤呼吸速率与土壤微生物量碳、有机质、易氧化有机碳、全氮、硝氮和铵氮显著正相关(P<0.05或P<0.01)。因此,蚂蚁筑巢显著改变土壤微生物(如微生物生物量碳)、土壤物理性质(如土壤温度与水分)、土壤化学性质(如碳和氮养分),进而对热带森林土壤呼吸产生重要影响。

“AM真菌-根系-土壤”耦合作用机制研究进展

丛枝菌根(Arbuscular mycorrhiza,AM)真菌,能够与大多数高等植物根系形成有益共生体,调控退化生态系统的恢复与重建。文中综述国内外有关“AM真菌-根系-土壤”之间耦合的主要研究成果,揭示AM真菌调控植物生长与土壤修复的微生物机制,并展望AM菌根研究与应用的未来方向,旨在为退化生态系统恢复重建提供新的理论视角。“AM真菌-根系”界面上的耦合,主要通过菌丝桥的形成,促进植物水、碳、氮及磷等物质的代谢过程,调控植物激素分泌、抗旱性、耐盐性、抗病性等生理生化过程,从而促进植物生长、调节同种或异种植物之间的竞争以及促进植物群落的演替与恢复;“AM真菌-土壤”界面上的耦合,能够促进土壤团聚体形成、球囊霉素蛋白分泌以及增加土壤有机养分,改良土壤理化性质及活化土壤养分,调控土壤生物生态学过程,从而促进植物生长。因此,“AM真菌-根系-土壤-植物”之间形成的耦合作用,主要通过菌丝桥形成直接或间接地调控植物的物质代谢、抗性、种间和种内竞争以及土壤理化状况,并促进生态系统的物质循环与能量流动,进而调控植物生长及植被恢复与演替。

西双版纳不同演替阶段热带森林土壤N_2O排放的时间特征

氧化亚氮(N_2O)是导致全球变暖的一种重要温室气体。探明热带森林土壤N_2O排放动态及调控机制是全球变化及国际气候谈判的一个重要内容。为探明热带森林不同次生演替对土壤N_2O排放通量时间变化的影响,以西双版纳不同演替阶段热带森林[白背桐(Mallotus paniculatus)群落、崖豆藤(Mellettia leptobotrya)群落和高檐蒲桃(Syzygium oblatum)群落]为研究对象,采用静态箱-气相色谱法对土壤N_2O排放通量动态进行定位观测。探究这些变化与土壤温度和水分及理化性质之间的相互关系。结果表明:(1)不同次生演替阶段热带森林土壤N_2O排放通量存在显著差异,其大小顺序为:高檐蒲桃群落(462.4μg·m^(-2)·h^(-1))>崖豆藤群落(378.93μg·m^(-2)·h^(-1))>白背桐群落(310.68μg·m^(-2)·h^(-1));(2)不同次生演替阶段热带森林土壤N_2O排放通量月份变化趋势基本一致,均表现为6月显著高于12月,且各月份间差异显著;(3)土壤易氧化有机碳、水解氮、硝态氮和铵态氮显著影响土壤N_2O排放通量的时间变化,而土壤容重和pH值与土壤N_2O排放通量呈显著负相关。因此,土壤N_2O排放对西双版纳不同演替阶段热带森林群落具有敏感的响应,土壤温度、水分、易氧化有机碳、水解氮、硝态氮及铵态氮是土壤N_2O排放时间变化的主控因素。

热带森林恢复过程中氨氧化细菌群落的季节变化

本研究以西双版纳热带森林生态系统恢复前期的白背桐群落、中期的崖豆藤群落和后期的高檐蒲桃群落为研究对象,采用高通量测序技术测定土壤氨氧化细菌(AOB)群落的干湿季变化特征,分析热带森林生态系统恢复过程中土壤理化环境变化对AOB群落组成及多样性的影响。结果表明:热带森林恢复显著影响土壤AOB优势门的相对丰度及其季节变化。变形菌门相对丰度均值在恢复前期达最大(71.3%),而放线菌门则在恢复后期达最大(1.0%);变形菌门和放线菌门丰度的干湿季变幅分别在恢复前期和后期达最大。热带森林恢复显著影响土壤AOB优势属相对丰度及其季节变化。亚硝化螺菌属和亚硝化毛杆菌属相对丰度均值在恢复后期达到最大,分别为66.2%和1.5%,而亚硝化弧菌属则在恢复前期达最大,为25.6%;亚硝化螺菌属和亚硝化弧菌属相对丰度的干湿季变幅最大值出现在恢复前期,而亚硝化毛杆菌属丰度的变幅则在恢复中期达最大。AOB群落Chao1、Shannon和Simpson指数均沿热带森林恢复进程显著增加且在湿季高于干季。典范对应分析表明,土壤易氧化碳是AOB群落多样性和放线菌门丰度变化的主控因子;土壤容重和温度是变形菌门丰度变化的主要影响因子;土壤pH、微生物生物量碳、含水率、铵态氮、容重和温度是亚硝化螺菌属、亚硝化毛杆菌属和亚硝化弧菌属的主控因子。因此,热带森林恢复主要通过改变土壤温度、容重及易氧化碳含量而调控优势类群的丰度变化,从而促进AOB群落多样性。

蚂蚁筑巢对西双版纳热带森林土壤微生物生物量碳及熵的影响

蚂蚁筑巢能够改变热带森林土壤理化环境,从而对土壤微生物生物量碳及熵的时空动态产生重要影响.本研究以西双版纳高檐蒲桃热带森林群落为对象,采用氯仿熏蒸法对蚂蚁巢地和非巢地土壤微生物生物量碳及熵时空动态进行测定.结果表明:1)蚁巢地平均微生物生物量碳及熵(1.95 g·kg-1,6.8%)显著高于非巢穴(1.76 g·kg-1,5.1%);蚁巢地和非蚁巢地土壤微生物生物量碳呈单峰型时间变化趋势,而土壤微生物熵呈'V'型变化格局.2)蚁巢地和非巢地土壤微生物生物量碳及熵均具有明显的垂直变化:微生物生物量碳随土层加深显著降低,微生物熵则沿土层加深显著升高,但蚁巢微生物生物量碳及熵的垂直变化较非巢穴显著. 3)蚂蚁筑巢引起了巢内水分和温度的显著改变,进而影响土壤微生物生物量碳及熵的时空动态.土壤水分分别解释微生物生物量碳及熵的66%~83%和54%~69%,而土壤温度分别解释土壤微生物生物量碳及熵的71%~86%和67%~76%. 4)蚂蚁筑巢引起土壤理化性质变化对土壤微生物生物量碳和熵产生重要影响.蚁巢土壤微生物生物量碳与土壤有机碳、温度、全氮、含水率呈极显著正相关,与容重、硝态氮,水解氮呈显著正相关,与土壤pH呈极显著负相关;除土壤微生物熵与pH呈显著正相关外,与其他土壤理化指标均呈显著负相关.土壤总有机碳、全氮和温度对微生物生物量碳的贡献最大,而土壤总有机碳和全氮对微生物熵的负作用最小.因此,蚂蚁筑巢能够显著改变微生境(如土壤水分与温度)及土壤理化性质(如总有机碳及全氮),进而调控热带森林土壤微生物生物量碳及熵的时空动态.

云南寻甸石漠化土壤易氧化碳对丛枝菌根真菌共生的响应

【目的】运用菌根技术改良石漠化土壤性状,已成为石漠化地区植被与土壤恢复的重要生物学途径。揭示丛枝菌根(AM)真菌与植物共生驱动下石漠化土壤碳库及养分状况的变化,探明石漠化土壤易氧化碳(ROC)对土壤碳库及养分变化的响应过程及机制,为石漠化土壤的微生物修复及提高石漠化治理效率提供参考。【方法】采集云南昆明寻甸石漠化土壤,以尼泊尔桤木(Alnus nepalensis)为寄主植物,分别接种摩西斗管囊霉(Funneliformis mosseae,FM)、幼套近明球囊霉(Claroideoglomus etunicatum,CE)、根内根孢囊霉(Rhizophagus intraradices,RI),并设置对照处理(无寄主植物及无AM接种),采用高锰酸钾氧化法测定不同试验处理下土壤ROC含量,探究土壤ROC与碳库组成、养分状况及植物生长之间的相互关系。【结果】不同AM真菌均具有显著的侵染与促生效应,其中RI的侵染率与菌丝侵染密度最大,相较于对照分别提高155%和100%,并显著促进桤木树高(60%)与基径(46%)生长;不同AM真菌均显著提高ROC含量,3菌种对ROC含量的提升率大小顺序为:RI(122%)>CE(78%)>FM(61%)。ROC在土壤总有机碳库中所占比例(52%)远高于微生物生物量碳(3%~6%);3种菌种对土壤养分含量的提升效应表现为:RI>CE>FM。相较于对照,RI菌种对植物可利用性氮、微生物生物量碳、总有机碳及植物可利用性磷的提升率分别为161%、127%、110%及97%;对ROC变化具有较大贡献的土壤环境因子分别为AM真菌侵染率(96%)、植物可利用性氮(94%)、微生物生物量碳(85%)、总有机碳(78%)及植物可利用性磷(72%)。【结论】AM真菌与尼泊尔桤木共生,显著驱动石漠化土壤碳库与养分含量变化并促进植物生长,进而增加石漠化土壤易氧化碳的积累。研究结果有助于理解石漠化地区植物生长、土壤恢复及活性有机碳沉积的微生物学调控机制。

蚂蚁筑巢对西双版纳热带森林土壤碳矿化动态的影响

蚂蚁作为生态系统工程师,能够通过筑巢定居活动增加有机物的输入、改变理化环境及刺激微生物活动,进而影响土壤有机碳矿化动态.本研究以西双版纳高檐蒲桃热带森林群落为研究对象,比较了蚁巢地与非巢地土壤有机碳矿化速率的动态特征,分析蚂蚁筑巢引起的土壤理化性质改变对土壤碳矿化速率的影响.结果表明:蚂蚁筑巢显著影响土壤有机碳的矿化,相较于非巢地,蚁巢地平均土壤有机碳矿化速率提高19.2%;巢地与非巢地土壤有机碳矿化速率均表现为6月>9月>3月>12月;蚁巢地土壤有机碳矿化速率最大值出现在10~15 cm土层,而非巢地土壤有机碳矿化速率0~5 cm土层最高;蚂蚁筑巢对土壤理化性质产生了显著影响,相较于非蚁巢地,蚁巢地土壤温度、水分、有机碳、微生物生物量碳、全氮、水解氮、硝态氮和铵态氮平均增加幅度分别为7.6%、5.4%、9.9%、14.8%、13.4%、9.9%、24.1%、6.6%和19.4%,而土壤容重和pH平均降幅分别为1.4%和2.5%.相关性分析及主成分分析表明,土壤有机碳和土壤微生物量碳是影响土壤有机碳矿化速率的主控因子,土壤全氮、水解氮、铵态氮、硝态氮、温度和土壤含水率对土壤有机碳矿化的贡献次之.蚂蚁筑巢主要显著改变有机碳矿化的底物组分(土壤有机碳和土壤微生物生物量碳),进而调控西双版纳热带森林土壤有机碳矿化速率的时空动态.

蚂蚁筑巢对不同恢复阶段热带森林土壤易氧化有机碳时空动态的影响

为探明热带森林恢复过程中蚂蚁筑巢对土壤易氧化有机碳(readily oxidizable carbon,ROC)时空动态的影响及机制,本研究以西双版纳白背桐(Mallotus paniculatus)群落、野芭蕉(Musa acuminata)群落和崖豆藤(Mellettia leptobotrya)群落3种恢复阶段热带森林为研究对象,设置“蚂蚁筑巢地”与“非巢地”2种处理进行野外控制实验,对比分析蚁巢和非蚁巢土壤ROC含量的时空变化特征,并揭示这些变化与土壤微生物生物量碳及理化性质之间的相互关系。结果表明:(1)蚂蚁筑巢显著影响热带森林土壤ROC含量(P<0.05),蚁巢土壤ROC含量较非蚁巢提高了14.2%。不同恢复阶段蚁巢与非蚁巢土壤ROC含量大小顺序为:野芭蕉群落>崖豆藤群落>白背桐群落。(2)不同恢复阶段热带森林蚁巢与非蚁巢土壤ROC含量均呈单峰型的时间变化趋势(P<0.05),最大值出现在6月,且各月份蚁巢土壤ROC含量均高于非蚁巢。(3)不同恢复阶段热带森林蚁巢和非蚁巢土壤ROC含量均随土层深度增加呈显著递减的垂直变化趋势(P <0.05),且蚁巢土壤ROC含量均大于非蚁巢(P <0.05)。(4)蚂蚁筑巢引起的土壤理化性质变化对土壤ROC含量产生了一定的影响。土壤ROC含量与土壤p H和容重呈显著负相关(P<0.05),与土壤有机碳、微生物生物量碳、全氮、铵态氮及硝态氮呈显著正相关(P <0.05)。土壤微生物生物量碳与总有机碳是蚁巢土壤ROC时空变化的主要贡献者,而铵态氮、全氮和总有机碳是非蚁巢ROC时空变化的主控因子。因此,蚂蚁筑巢改变热带森林土壤微生物量(如微生物生物量碳)及土壤理化性质(如总有机碳、铵态氮与全氮等),进而显著影响土壤ROC的时空动态。

蚂蚁筑巢对西双版纳热带森林土壤易氧化有机碳时空动态的影响

蚂蚁筑巢定居能够形成与巢穴周围显著不同的微生境和土壤养分环境,从而对土壤易氧化有机碳(EOC)产生重要影响.本研究以中国科学院西双版纳勐仑热带植物园白背桐群落为研究对象,比较蚂蚁巢地与非巢地土壤EOC时空分布特征,并分析蚂蚁筑巢引起土壤理化性质的改变对土壤EOC时空动态的影响.结果表明:研究区蚁巢和非蚁巢地土壤EOC随月份均呈明显的单峰型变化规律,表现为6月>9月>3月>12月;土壤EOC沿土层呈逐渐降低的变化趋势,在0～5 cm土层,蚁巢土壤EOC显著大于非巢地,在5～10和10～15 cm土层的差异不显著.蚂蚁筑巢显著提高了土壤温度、土壤有机碳、土壤易氧化有机碳、土壤微生物生物量碳、全氮、硝态氮和水解氮含量,显著降低了土壤含水率和容重,但对铵态氮、pH值的影响不显著.土壤有机碳、土壤微生物生物量碳是调控蚁巢和非巢地土壤EOC时空变化的主要因子,土壤温度、含水率、全氮和硝态氮等土壤指标对土壤EOC的影响次之.蚂蚁筑巢主要通过改变微生境(土壤温度和水分)及土壤养分(主要是土壤有机碳和微生物生物量碳)的状况,进而调控热带森林土壤易氧化有机碳的时空动态.