湘北丘陵林-稻系统镉的迁移

为了研究中南丘陵区林-稻系统镉的迁移规律,2012年5月下旬至9月上旬(中稻稻季)在湘北汩罗市桃林林场选择两种类型的林-稻复合生态系统针对降水、地表径流、山塘水、稻田水及其中镉含量用收支平衡法进行了原位动态研究。结果表明,(1)以降水形式从区域外输入的镉是湘北地域地表系统主要的外来镉源,镉的输入主要集中在稻季的早期;(2)镉以雨水形式输入丘陵林-稻系统后,53%被林地截留,7.5%累积于山塘,11.6%存留于稻田,其余28.9%以稻田水和稻草、谷粒的形式输出林-稻系统;(3)不同林-稻系统比较,混-稻系统对外源镉的固持功能最强,松-稻系统其次,对照系统最弱,其原因在于各系统间岗地森林郁闭度存在差异,郁闭度大能增强岗地对镉的固持能力;(4)在岗地截留镉能力较弱的情况下,山塘能够减缓系统镉的迁移强度;(5)岗地输入山塘水中的大分子有机物能加强镉在稻田中累积。综上所述,林-稻系统镉的累积与雨水常年输入镉有关,系统内岗地森林郁闭度、与有机物输出相关的森林类型影响镉在系统中的迁移和分配。

湘北丘陵林-稻系统稻田表面水质量效应及评价研究

为了研究并评价中南丘陵区林地-稻田复合生态系统稻田表面水的环境质量效应,以河滨平原稻田为对照,于2013年4月中旬到9月上旬对湘北汩罗市桃林林场两类林-稻(松-稻、混-稻)系统稻田进行表面水原位研究,基于不同时期各系统稻田表面水总氮、总磷、NO-3-N、NH+4-N、有机氮、水溶性有机碳(DOC)、颗粒有机碳(WPOC)、COD、总Pb、总Cd、pH等指标的监测结果,用通径分析法研究了不同林-稻系统稻田表面水的环境机制,同时用模糊数学综合评价法对稻田表面水质量进行了评价。结果表明:(1)在非稻季,人为干扰少的混-稻系统稻田表面水污染风险低于松-稻系统及对照,其中前者稻田表面水属Ⅲ类水,后两者表面水属Ⅴ类水;(2)在稻季,两类林-稻系统稻田表面水水质优于对照,前者稻田表面水平均总氮、COD、总Cd、总Pb含量仅分别是对照的75.0%,78.4%,62.6%,87.6%。在研究中发现,稻田表面水有机质依循"生物有机质→胶体有机质→颗粒有机质→稻田土壤"途径循环转化;稻田表面水颗粒有机质含量规定了稻田表面水85.7%的COD和77.3%的镉、76.2%的铅,是影响稻田表面水质量的关键因素。综上所述,丘陵林-稻复合系统稻田表面水质量优于平原区,林-稻复合系统具有阻断污水灌溉、屏蔽病虫传播的环境优势;稻田表面水水质受水体有机质循环机制调节。

节水灌溉措施下湘东北丘陵林-稻汇水区复合系统铅的迁移

铅通过食物链的迁移和积累对人类健康的毒害作用日益为社会所重视,而水稻是人类铅摄入的主要途径之一,因此,对稻田土壤铅的迁入途径及其过程特征的研究十分必要.为了探明湖南地区远离城镇、工矿区的丘陵稻区铅的输入、迁移、滞留机制,选择位于湘东北地域的汩罗市桃林林场的林地-山塘-稻田汇水区系统作为研究对象,在水稻大田生长期间,原位研究其大气沉降、岗地径流、山塘水、稻田水、水稻生长等过程的铅通量.结果表明:①输入系统的铅源是大气沉降,其中,在水稻生育前期通过东南季风输入的区域外源铅占90%;②山塘是大气沉降铅的主要集纳地貌单元,存留了大气沉降输入岗地和山塘总铅的66%;③林-稻汇水区系统岗地铅净留存28.8~57.7 g·hm^-2,山塘铅净留存604.3~961.9 g·hm^-2,稻田铅净留存89.6~90.9 g·hm^-2;而对照系统岗地铅净输出173.3 g·hm^-2,山塘净留存3427.6 g·hm^-2,稻田净留存87.1 g·hm^-2;④岗地和山塘对铅的截留量能够互补;⑤从岗地通过径流-山塘水过程迁移到稻田的大分子有机物能够增强稻田对铅的截留.综上所述,丘陵林-稻汇水区系统中铅的循环与大气沉降有关,系统内岗地森林类型、郁闭度、降水产流及泥沙、有机物的输出都会影响铅在系统中的迁移和分配.