保护性耕作条件下玉米田土壤微生物区系变化与影响因素分析

通过田间试验研究了吉林省中部地区黑土保护性耕作条件下玉米不同生育期土壤微生物区系的空间变化规律,明确不同耕作方式细菌、真菌和放线菌的活动主要集中在0～30cm范围内,30cm以下数量很少;土壤微生物数量与土壤有机质、土壤全氮和全磷呈显著或极显著正相关,与速效养分相关性不明显;磷酸酶(酸性、碱性和中性)在播种前与土壤微生物数量均达到极显著相关,但在玉米生长后期没有表现有规律的相关性;保护性耕作对于培育细菌型土壤、优化土壤环境有一定的积极作用。

阔叶红松林林隙地面温度微环境变异特征

以小兴安岭阔叶红松林林隙为研究对象,采用地统计学方法对林隙地面温度的微环境变异特征进行分析。结果表明:1)各月份林隙平均地面温度呈单峰变化趋势,6月份林隙平均地面温度和最高温度较高,树木生长季初期和末期地面平均日温差较大,而树木生长旺季却相对较小;5月份林隙地面温度变异程度强,属于中等变异,其他月份均属于弱性变异。2)各月份林隙地面温度空间变异程度不同,且自相关部分的空间异质性在总空间异质性中占主要部分,并表现出较强变异趋势。3)各月份林隙地面温度空间分布复杂程度及斑块等级不同;地面温度高值区出现在林隙东侧和西北侧,呈不对称分布。

桑树修复农田镉和铅的土壤微环境特征分析

在江西某矿区周边重金属污染农田上栽植桑树,栽植3年后,分析桑园土壤中重金属含量、重金属各形态含量分布、土壤微生物分布、土壤酶活性。分析结果表明:栽植桑树3年后,农田土壤Cd和Pb的修复指数达到96.87%和81.93%,含量分别为0.38 mg/kg和107.63 mg/kg。且重金属Cd和Pb均主要是富集在桑树根部。桑树不同部位中的Cd和Pb含量分布都表现为夏季含量最高,其次为春季,随后为秋季,最低为冬季。土壤中的Cd和Pb均存在金属可交换态、碳酸盐结合态、金属残渣态、Fe-Mn氧化物结合态、有机质结合态,分别以可交换态Cd和残渣态Pb作为主要形态分布。同时土壤中Pb和Cd各化学形态含量与土壤中微生物群落分布、土壤理化特征以及酶活性具有显著相关性。研究结果表明桑树修复矿区重金属过程中土壤微环境同步变化和改善,桑树栽植3年后,该矿区土壤环境质量达到三级标准。

干旱半干旱地区砂田交界层土壤微生物区系研究

为探讨干旱半干旱地区砂田土壤微生物特征,对不同砂龄砂田交界层土壤微生物区系及其影响因素进行试验研究。结果表明:在交界层土壤中的微生物区系以细菌为主,放线菌次之,真菌最少;砂田交界层土壤微生物数量与砂田砂龄有关,砂龄为13 a的土壤细菌数量达最高,砂龄为26 a砂田,土壤真菌数量达最高,放线菌的数量和比例都达到最大;随着砂田的老化程度加深,细菌数量减少,真菌和放线菌的数量增加,土壤微生物数量可以作为监测砂田老化程度的指标之一。碳源是限制微生物生长的主要因素之一;在较小的pH值变动范围内,pH值对细菌、真菌和放线菌的数量无显著影响,土壤呼吸强度与细菌数量有关;土壤水分是限制微生物生长的主要因素。

不同环境条件对茄黄萎菌微菌核存活的影响

研究了土壤温湿度及处理时间对茄黄萎菌微菌核存活的影响。结果表明:随着温度升高及处理时间的延长,微菌核萌发率均呈下降趋势。土壤含水量为20%和30%的条件下,40℃处理7 d微菌核均不萌发;35℃条件下处理14 d其萌发率仅为7.53%(20%土壤含水量)和8.60%(30%土壤含水量);30℃条件下处理28 d其萌发率降为23.66%;在变温条件下(每天35℃处理14 h,40℃处理10 h),30%土壤含水量条件下处理7 d其萌发率降为4.30%,均能明显降低土壤中微菌核的数量。自然风干土条件下,40℃处理14 d其萌发率降至35.48%;35℃处理14 d时,其萌发率降至43.01%。高温结合土壤湿度处理能显著降低微菌核萌发率,能有效防治茄黄萎病的发生。

农田黑土微生物量碳的研究

根据试验测得的黑土微生物量碳结果,分析了黑土微生物量碳与土壤结构、土壤肥力以及环境条件之间的关系,为改良农田黑土,提高农田黑土土壤肥力提供依据,为黑土区农业的综合治理提供了技术支撑。表2,参5。

土壤-植物系统中的微界面过程及其生态环境效应

土壤 植物系统是地球生态系统中与人类生存与健康关系最为密切的亚系统 .该系统中的水分、养分 污染物的运移必须历经土壤固 液界面、根土界面 (根际微环境 )、细胞跨膜运输和植物体内不同组织和细胞内不同组分间的再分配等微界面过程 .这些微界面过程涉及到系统中许多生物、生物化学和物理化学反应机理 ,与植物对土壤中养分高效利用、污染物迁移转化及其归宿具有密切的关系 .理解这些微界面过程对提高农作物生长。

环境生物新技术在土壤微生态研究中的应用

鉴于传统的微生物分离培养技术已不能满足环境微生物研究的需要。为此,在介绍变性梯度凝胶电泳(DGGE)以及荧光原位杂交(FISH)等分子生物学新技术的基础上,对这些技术在土壤微生态研究中存在的问题和发展前景做了展望;提出将这些技术整合应用到复杂土壤的环境微生态研究中,以了解微生物的时空分布、种群结构及其与功能之间的关系。

城镇周边土壤中燃煤成因磁性微球粒的环境特性研究

通过对我国13个中心城市及其周边地区重金属污染土壤中磁性微球粒的形貌结构和矿物成分的研究,确定其具有明显的燃煤成因特征和示踪土壤重金属污染物来源的功能。化学成分分析结果表明,8种主要重金属元素在磁性微球粒中的含量普遍都高于土壤生态地球化学基准值,可判断磁性微球粒也是污染土壤中重金属元素的主要载体之一。磁性微球粒对土壤重金属累积的贡献率大多不超过1%,但在微球粒含量高的情况下可达10%,甚至60%。由于以磁性微球粒形式存在的重金属元素相对比较稳定,因此在进行土壤地球化学生态效应评价时有必要考虑其环境意义。

土壤微塑料污染及其分析方法

微塑料作为环境介质中的新型污染物,其对生态系统的影响越来越受到关注。土壤是环境中微塑料的重要蓄积库,结合近些年来国内外关于土壤中微塑料的研究,针对土壤中微塑料的来源、生态效应、分析方法及污染防治进行综述,以便更全面的了解土壤中微塑料污染的现状及其潜在的生态环境风险。塑料包装废弃物、农用地膜破碎、大气沉降是土壤中微塑料的主要来源。微塑料可吸附土壤中的重金属和有机物,作为其他污染物的载体危害生态环境健康,并会随着食物链逐渐富集,从而影响人类健康。土壤中的微塑料可通过筛分干燥后采用密度分离法、加压流体萃取法、石油提取法等进行分离,并通过消解去除土壤中的有机质。土壤中微塑料的识别与表征可采用目检法、红外光谱法、拉曼光谱法、扫描电镜法等。此外,根据土壤微塑料的生态效应提出污染治理措施与未来研究方向展望。

若尔盖高原泥炭沼泽湿地土壤细菌群落空间分布及其驱动机制

了解高原泥炭沼泽湿地生态系统土壤微生物群落结构组成、多样性及空间分布特征对认识高原湿地生态特征及演化过程至关重要。利用高通量测序技术,在局域尺度上研究了四川若尔盖高原泥炭沼泽湿地土壤细菌群落结构与多样性特征。通过进一步测定土壤及植物基本理化指标,量化采样点之间的地理距离,比较了细菌群落不同成员(稀有种和丰富种)的空间周转差异,分析了土壤环境变量和空间因子对细菌群落结构的相对贡献。结果表明:若尔盖泥炭土壤细菌群落主要由绿弯菌门(Chloroflexi)(26.25%)、变形菌门(Proteobacteria)(23.21%)、厚壁菌门(Firmicutes)(10.56%)等优势物种门类组成;土壤细菌群落结构表现出较强的空间依赖关系,群落结构相似性随采样点地理距离增加而逐渐降低,细菌群落的周转速率表现为总细菌群落>丰富种>稀有种;Mantel检验结果显示,地上生物量与细菌群落呈极显著相关性(P<0.01),其中,影响稀有种空间分布特征的环境因子还包括土壤硫含量、活性磷、Mn和土壤pH值;方差分解分析表明,局域尺度上的土壤因子对若尔盖高原泥炭沼泽土壤细菌群落构建的相对贡献大于空间因子,土壤异质性是影响微生物空间分布特征的关键因素。研究为开展高原湿地泥炭土壤微生物多样性调查及揭示微生物群落构建机制提供了重要参考。

膜下滴灌微区环境对土壤水盐运移的影响

基于膜下滴灌特有的"膜中"、"膜间"、"膜边"、"膜外"微区环境,利用2011—2013年田间对比试验方法获取的5 960个数据,运用柯布-道格拉斯模型,构建膜下滴灌环境土壤层次、灌水定额、土壤水分、气温、蒸发综合因素与土壤水盐关系及影响效应分析模型。结果表明,在气候干旱、蒸发强烈灌区,地膜覆盖与滴灌结合的地表介面灌溉形式下,土壤水盐具有水平方向由"膜中"向"膜边"地表裸露区定向迁移,垂直方向土壤水盐则由下向上层运移且趋于"膜外"边界积累的趋势,尤其是气温与蒸发因素交互作用,推进膜下滴灌土壤水盐在地膜覆盖与土壤裸露区域空间运移,研究结果进一步揭示了膜下滴灌"土壤水盐定向迁移"形成机理,为膜下滴灌土壤水盐地表排放模式应用提供了依据。

侵蚀环境下水泥土微观结构分析

水泥土因其具有性能优良、施工便捷等优点,被广泛地应用于各类岩土工程中。但在实际工程中,复杂的外部环境侵蚀将导致其结构损伤,承载能力降低,特别是在滨海环境下,侵蚀性离子将严重影响水泥土的固化反应。制作了水泥土试件,并配置化学侵蚀液模拟滨海环境侵蚀过程。试验中利用扫描电子显微镜进行观测,获得了不同侵蚀条件下水泥土的微观结构图像,定性探讨了水泥土的微观结构变化规律,并定量分析了水泥土微观结构参数。通过无侧限抗压试验,分析微观结构状态与宏观强度间的相关关系,探讨微观结构对宏观力学性质的控制机理。引入以颗粒面积比表示的损伤变量,通过微观结构参数来度量其力学性质的劣化程度。

TRD水泥土搅拌墙施工环境影响分析及微变形控制措施

TRD水泥土搅拌墙在深大基坑工程中的应用逐渐增多。TRD水泥土搅拌墙在施工过程中不可避免会对邻近土体产生扰动,在复杂的城市环境中水泥土搅拌墙施工扰动可能对周边环境产生一定的影响。在上海虹桥商务区一期08地块项目、上海新闸路西斯文理项目和上海国际金融中心项目基坑工程中,超深水泥土搅拌墙试成墙实施期间对邻近土体侧向位移、地表沉降进行了监测,根据监测结果对水泥土搅拌墙施工环境影响作了系统分析。分析结果表明,TRD水泥土搅拌墙施工过程中对周边环境的影响总体较小,邻近地表最大沉降和土体侧向位移均小于10mm,主要影响范围在10m之内,并基于敏感环境的保护要求提出了控制墙体施工微变形影响的技术措施。

土壤微生物与森林环境因子关系初探

对马尾松林、杉木林中土壤微生物与环境因子相关性进行了研究，认为林地中土壤微生物的数量与树种、林木根际的距离、土壤有机质含量及成土母岩等因子有关．马尾松林中土壤微生物数量几乎是杉木林中土壤微生物数量的２０倍，微生物数量与土壤有机质含量呈正相关．

临江侧硬质土层超深沉井压沉施工技术研究

以镇江市大港水厂一期取水工程为例,针对临江侧沉井深度超深、穿越坚硬土层、周边环境控制要求高的特点,提出一套压入式沉井在坚硬土层中的施工应用技术,突出强调了该项施工技术不同于一般沉井施工的关键性措施,以实现沉井在高水头压力下破除硬土,周边环境微扰动压沉施工的技术目的。

老冲积黄壤各粒径组分对镉与硒竞争吸附特性的研究

为了研究区域土壤中硒的环境改良及镉-硒复合污染的治理效果,采用批量吸附法进行了黄壤原土和去除土壤组分（有机质、游离氧化铁）原土的各粒径微团聚体,以及Cd2＋-SeO3^2-共存下黄壤原土及去除组分（有机质、游离氧化铁）原土吸附SeO3^2-的热力学试验。结果表明：1）黄壤原土及各粒径的微团聚与黄壤去除各组分（有机质、游离氧化铁）原土及各粒径微团聚体的SeO3^2-吸附量具有相同的分布趋势,吸附量从大到小依次为〈0.002 mm、0.002-0.053 mm、原土、0.25-2 mm、0.053-0.25 mm,土壤在去除有机质、游离氧化铁后吸附量减小,吸附量从大到小依次为原土、去除有机质土、去游离氧化铁土,其结果用Langmuir方程拟合最好;2）镉的存在明显抑制了原土对SeO3^2-的吸附,在不同添加顺序下SeO3^2-吸附量从大到小为共同加入、先镉后硒,土壤组分对不同添加顺序下SeO3^2-的吸附没有明显影响,在SeO3^2-初始质量浓度为200μg/L时,随Cd2＋质量浓度增加,SeO3^2-吸附量先下降,后略有上升,Freundlich方程对以上结果拟合效果较好;3）土壤吸附SeO3^2-反应是自发放热反应,SeO3^2-在Cd2＋的影响下从溶液聚集到土壤表面过程中生成的分子种类和数量减少,Cd2＋通过影响土壤表面性质进而影响SeO3^2-的吸附,且土壤游离氧化铁比有机质对SeO3^2-有更强的亲和力。

土壤环境微界面过程与污染控制

土壤环境微界面是土壤组分(矿物和有机质)、植物根系、微生物等微界面的集合体和动态变化的连续体.土壤胶体微界面可理解为土壤固/液界面的双电层结构.这些动态变化的异质微界面,按其表面结构特点可分为硅氧烷型表面、水合氧化物型表面和有机物表面.环境污染物在土壤胶体微界面的迁移转化是污染物在土壤固-液界面反应的动态平衡过程,包括吸附/解吸、沉淀/溶解、络合/螯合、氧化/还原等反应.植物根际是植物与土壤组分和微生物相互作用的活跃区域,根际微界面决定着污染物向植物根系的运输、植物吸收及转运,为污染物经土壤向食物链传递的主要通道.根际微生物在重金属离子的吸附和氧化、还原、转化,以及有机污染物的降解和转化中起重要作用.这些异质微界面相互关联、相互作用,在土壤环境中构成微界面的连续体,决定着污染物在土壤环境中的赋存形态、生物有效性和向其它环境介质(如水体和植物)的迁移,因而在土壤污染控制和污染土壤修复中具有特别重要的意义.土壤环境微界面过程的研究已成为环境科学的研究前沿,值得引起土壤环境科学工作者的重视,并进行系统而深入的研究.

几种工程措施对黄土区陡峭边坡植被盖度的影响及其机理

陡削以兰州新区的一段陡峭边坡作为试验地点,通过分析在植被重建初期经人工整地后形成的4种微地形(大圆形坑、小圆形坑、条形坑和原状坡面)的植被盖度特征及环境因子(土壤硬度和水分、地表和空气温度、坡位、无纺布)对植被盖度的影响,探寻能有效提高植被盖度的几种工程改造措施。研究表明:①铺设了无纺布坡面的植被盖度显著大于对照坡面;陡峭边坡不同坡位的植被盖度:下坡位>中坡位>上坡位(P<0.05),这与自然坡面植被盖度分布规律一致。②3种微地形的植被盖度均显著大于陡峭坡面,其中条形坑的土壤水分和植被盖度最大,最大盖度维持的时间最长。③微地形和坡面的植被盖度均与土壤水分呈显著正相关,与空气温度、地表温度均呈显著负相关;微地形的土壤硬度(3kg·cm^-2)适宜植物生长,大于该值会对植被生长产生抑制作用;铺设无纺布有利于促进上坡位的植被生长,使坡面植被分布更均匀。研究结果表明,在陡峭边坡坡度、坡位和温度等无法改变的情况下,选择对压实的坡面进行整地翻耕处理,增加长条坑的数量并铺设无纺布等有效的工程改造措施,能显著增加植被盖度,促进植被恢复。