岷江下游(五通桥段)土壤污染特征及生态风险评价

为了解岷江下游(五通桥段)土壤污染特征及其生态风险,采用野外采样及室内测试方法分析了岷江下游(五通桥段)103个土壤样品中的农药残留量和重金属含量。结果表明,全部样品中六六六(HCHs)含量符合国家二级标准(500μg.kg-1),大部分样品中滴滴涕(DDTs)含量符合国家二级标准,有机磷农药(OPPs)杀螟硫磷(60.40%)和溴硫磷(55.45%)超标率较高,重金属Cd的地积累指数高达2.79。有机氯农药(OCPs)禁用20a后在区内的降解程度较高,OPPs在土壤中的大量残留是由于农药的无序使用,外源输入是导致重金属污染的主要原因。区内农药残留和重金属污染范围广,复合污染较严重,存在较大的生态风险。

丘陵平原过渡区土壤农药残留特征及评价——以四川省五通桥区为例

【目的】研究丘陵平原过渡区土壤农药残留特征,为其农业生产布局及土壤污染防治提供科学依据。【方法】以四川省五通桥区为例,利用气相色谱法检测丘陵平原过渡区103个样点的土壤样品中六六六(HCHs)、滴滴涕(DDTs)和10种有机磷农药(OPPs)残留量,利用地统计方法和GIS技术,评价研究区域内的土壤农药残留空间分布特征。【结果】94%的样品中HCHs含量符合国家二级标准(50～500μg·kg-1),70%的样品中DDTs含量符合国家一级标准(<50μg·kg-1)。10种OPPs中杀螟硫磷和溴硫磷超标率最高,检出率分别达到60.40%和55.45%。【结论】区内HCHs和DDTs残留不会影响正常的农业生产安全,OPPs存在一定程度的污染。不同功能区、自然乡镇农药残留分布差异较大,岷江两岸以及丘陵/河流冲积平原区之间农药残留分布差异较小。

四川丘陵平原区代表性植物的农药残留特征

【目的】研究丘陵平原区主要植物的农药含量,揭示区内植物农药残留特征,初步筛选吸收农药能力较强的植物和农药含量较少的植物,为该区农林业生产布局及污染土壤的生态修复提供科学依据。【方法】根据前期调查和区内土壤中农药残留状况,确定93个样点,采集215个植物样品,植物种类43个,利用气相色谱仪测定其农药含量,分析农药残留特性,筛选农药含量高和含量低的植物。【结果】有机氯农药(OCP)含量高的植物有马尾松(Pinus massoniana lamb)(149.30μg.kg-1)、芦苇(Phragmites communis)(112.99μg.kg-1)、蕉芋(Canna edulis)(88.18μg.kg-1)、甘薯(Ipomoea batatas)(75.90μg.kg-1)和乌泡(Rubus multibracteatus)(999.43μg.kg-1);含量低的植物有榕树(Firmiana simplex)(5.91μg.kg-1)、南瓜(Cucurbita moschata)(1.60μg.kg-1)和柚(Citrus grandis)(1.44μg.kg-1);紫云英(Astragalus sinicus)和三叶草(Medicago sativa)未检测出OCPs。所有植物样品中有机磷农药(OPP)残留量都比较低,只在巨桉(Eucalyptus grandis)(31.22μg.kg-1)、水杉(Metasequoia glyptostnobcides)(6.45μg.kg-1)、黄花蒿(Artemisia annua)(43.23μg.kg-1)、甘薯(1.70μg.kg-1)、叶芽南芥(Apium graveolens)(22.90μg.kg-1)、大豆(Glycine max Merr)(49.57μg.kg-1)和小叶榕(Ficus microcarpa)(4.95μg.kg-1)中被检测出。【结论】农药残留量高的蕉芋、乌泡、山茶和小叶榕可能是很好的富集植物,紫云英、三叶草和血皮菜(Gynura pseudochinabicolor)可能为很好的排异植物。

岷江下游丘陵区3种农业种植模式对铅(Pb)污染土壤的修复效益

为了解间作和轮作组成的农业种植模式对中轻度Pb污染土壤的修复效益,定点调查了岷江下游丘陵区3种农业模式（M1玉米＋红薯-小白菜＋菠菜,M2玉米＋生姜-茎用芥菜,M3水稻）作用下,土壤中Pb含量的变化以及Pb在土壤和作物系统中迁移和分配的特征,采用有时序的灰色关联分析法,比较了3种模式的综合效益。结果发现,土壤Pb含量变化在模式M1、M2中表现为显著下降后持平的＂L＂形特点（降幅10.65、13.91）,M3中为显著下降（降幅14.17）。Pb在作物非食用器官中含量是食用器官的1.10~33.00倍。玉米和稻谷食用器官中Pb的含量安全,生姜受到中度Pb污染,红薯、小白菜、菠菜等食用器官中Pb污染较严重,人体通过模式中作物日摄入Pb总量是WHO/FAO标准的4.23倍,但由于人体对Pb具有的耐性和清除机制、食用前对农产品的加工措施、当地农户将红薯和菠菜等作为猪饲料使用,以及现今社会人类日常饮食种类的丰富性等,有效地降低了农产品中Pb含量超标对人体危害的风险性。分析表明,3种模式的综合效益是显著的,灰色关联分析法的排序结果为M2〉M1〉M3。

干旱胁迫对高山柳和沙棘幼苗光合生理特征的影响

为了解干旱河谷-山地森林交错带植物光合生理特征对干旱胁迫的响应。以交错带两种典型植物高山柳(Salix paraqplesia)和沙棘(Hippophae rhamnoides)为研究对象,研究其在不同程度的干旱胁迫条件下植株气体交换参数的日变化特征。干旱胁迫显著降低了两种植物叶片数、叶面积、叶片生物量、比叶面积、色素含量、净光合速率(Pn)、气孔导度(gs)和气孔限制值(Ls)等与光合生理过程密切相关的叶片指标,但增大了胞间CO2浓度(Ci)和内禀水分利用效率(WUEi)。植物叶片的气体交换参数(如:Pn和gs)日变化并未完全随着光合有效辐射的增强和温度的升高而增加,全天以11:00最大,"午休"现象明显。相对而言,沙棘在干旱胁迫条件下表现出相对较高的叶面积、Pn、gs和WUEi,具有相对更强的适应干旱环境的能力,而高山柳对干旱胁迫更为敏感。

冻融末期亚高山/高山森林土壤有机层细菌多样性

为了解季节性融冻末期亚高山/高山森林生态系统土壤有机层细菌多样性特征,应用DGGE方法研究了川西亚高山/高山地区4个典型森林群落(冷杉原始林、冷杉次生林、20年生粗枝云杉人工林、15年生粗枝云杉人工林)土壤冻结末期土壤有机层(OL)和矿质土壤层(MS)的细菌多样性。采用化学裂解法提取土壤有机层和矿质土壤层样品总DNA获得了很好的效果,纯化后的总DNA经降落式PCR扩增得到高特异性16SrDNAV3区片段。样品PCR扩增产物经DGGE分离得到大量条带,不同样品间分离所得条带的强度和位置均有差异,表明研究样地在冻融末期具有一定的细菌群落多样性。并且,OL细菌群落结构的相似性、Shannon-Wiener物种丰富度指数和Simpson物种优势度指数随其土壤层次和森林类型的变化而变化,表明冻融末期强烈的环境变化极大地影响了土壤细菌群落结构。另外,将研究地4个样点土壤有机层细菌10个特有条带进行克隆和序列测定,结果显示了耐低温、温度敏感和非敏感优势细菌群落。这些结果表明:冻融末期温度驱动的环境变化深刻影响了亚高山/高山森林OL细菌群落多样性。

黔西北土法炼锌废弃地植被重建的限制因子

以土法炼锌废弃地的废渣、污染土壤和背景土壤为基质材料,分别种植黑麦草(Loli-um perenne)和三叶草(Trifolium pretense),分析各种基质的基本化学特性、重金属(Pb、Zn、Cd)含量及其赋存形态、两种植物生长特性.结果表明,土法炼锌废渣上植被重建的主要限制因子包括高盐碱胁迫、有机质含量低、养分缺乏(TN、碱解N、TK).废渣重金属含量高,有效态含量低,对植物毒性小,但存在潜在危害性.污染土壤重金属含量低于废渣,但生物有效态重金属含量高.污染土壤植被重建的限制因子包括重金属毒性、P和K的有效性.废渣与污染土壤混合是土法炼锌废弃地基质改良的有效途径.

岷江下游五通桥区土壤的铅污染分布格局

在岷江下游五通桥区境内采集了93个土壤样品,分析检测其重金属Pb的含量水平.在ARCGIS等地理信息系统软件的支持下,以地统计学原理等空间分析方法,分析数据的空间自相关特征以及变异函数特征,以讨论流域范围内的Pb污染分布格局.结果表明:研究区的土壤Pb含量水平较背景值增加了14.88%,具有大范围低强度的Pb污染特征;城乡结合部和沿岷江两岸是Pb污染的主要发生区;土壤Pb的分布具有一定的空间异质性,其空间自相关性和分布格局与岷江的地理走向关系密切,初步认为Pb元素有沿岷江向下游迁移的趋势;区域范围内的Pb污染来源较为隐蔽且不确定,具有一定的面源污染特征.

林(竹)草不同植被恢复模式下的土壤物理特性

利用建立生态定位观测场,对华西雨屏区洪雅县低山区退耕还林中的桦木+扁穗牛鞭草、苦竹+扁穗牛鞭草、纯扁穗牛鞭草和撑绿杂交竹+扁穗牛鞭草4种林(竹)草植被类型进行定位观测,研究不同植被恢复类型对土壤物理特性的改良。试验结果表明:林(竹)草不同植被类型植被恢复5年后,土壤0～40 cm土层的砂粒和粗粉粒百分含量均有一定的下降,在一定程度上逆转了原坡耕地土壤继续"粗化"的趋势;4种植被恢复类型土壤0～40 cm土层的物理性粘粒含量与农耕地相比均有一定提高,在一定程度上增强了固持土壤养分的能力,以苦竹+扁穗牛鞭草改良效果最好;与农耕地相比,4种植被恢复类型土壤0～40 cm土层土壤容重有增有减,以苦竹+扁穗牛鞭草和撑绿杂交竹+扁穗牛鞭草植被恢复类型改良效果相对较优;虽然除纯牛鞭草地外其它3种植被恢复类型土壤0～40 cm的总孔隙度与农耕地相比都有一定程度的增加,但土壤总孔隙度都偏小,非毛管孔隙/毛管孔隙值也不合理。可见土壤结构的改良并非退耕后植被恢复短期内就能实现的,还需长时间的植被保护、合理的经营。

岷江干旱河谷-山地森林交错区典型人工林细根生物量及其碳储量特征

细根在森林生态系统的物质循环和能量流动中具有十分重要的和不可替代的作用。为了解岷江干旱河谷-山地森林交错带人工林生态系统功能，研究了该区青冈人工林（QF）、人工混交林（BF）、粗枝云杉人工林（SF）、沙棘灌木林（HP）和刺槐人工林（RP）五种典型森林群落细根的生物量及其碳储量特征。不同森林群落细根生物量和碳储量均随着土壤深度增加而降低，并与土壤发育程度和树种有关；细根主要分布土壤表层0～20cm范围内，平均占细根总量的87％，大于20cm细根也有分布，仅占细根总量的13％；QF、BF、SF、HP和RP细根的生物量分别为3820ks·hm^-2、2036kg·hm^-2、1855kg·hm^-2、1816kg·hm^-2和1144ks·hm^-2，碳储量分别为1．91MgC·hm^-2、1．02MgC·hm^-2、0．93MgC·hm^-2、0．91MgC·hm^-2和0．57MgC·hm^-2。

川西亚高山高山典型森林细根生物量及其碳储量特征

细根在森林生态系统物质循环和能量流动中具有十分重要的和不可替代的作用。为了解川西亚高山/高山森林生态系统功能,研究了川西亚高山/高山冷杉林（PFF）、20 a生和10 a生粗枝云杉林（SF20和SF10）以及红桦次生林（BF）的细根生物量及其碳储量。所有生态系统的细根生物量及碳储量均随着土壤深度增加而递减,并与土壤剖面结构和物种有关。61.5%细根分布在0-20 cm层,13.3%和25.2%细根分布在有机层和深层土壤。由于表层土壤具有较高的养分含量,因而吸收根系分布在表层土壤有利于林木的生长发育。PFF、SF20、SF10和BF的细根生物量分别为1489 kg·hm^-2、938 kg·hm^-2、838 kg·hm^-2、773 kg·hm^-2,根系碳储量分别为0.775MgC.hm-2、0.469 MgC·hm^-2、0.419 MgC·hm^-2、0.387 MgC·hm^-2。

山地常绿落叶阔叶林空间点格局特征

以川西南亚热带常绿落叶阔叶林为对象，在研究区选择代表性地段设立1个100 m×100 m样地，运用样地调查方法，采用传统的罗盘仪对树体的相对空间位置进行定位，应用Ripley’s K函数对不同种群层和树种进行模拟，研究了山地常绿落叶阔叶林的空间格局特征。在0-75 m范围内不同层（全林、H〈10 m层、H≥10 m层）和不同树种的空间点格局呈规则分布且趋于随机分布；杜鹃与柃木种群、杜鹃与青冈种群、杜鹃与楠木种群、杜鹃与槭种群、槭与青冈种群在整个尺度上（75 m以内）表现为空间负关联，但随尺度增加，曲线逐渐趋于下包迹线，空间关联变得很微弱；不同层、不同树种在每个空间格局下都存在多个尺度转折点，表明与林分内部结构和外部环境有密切的关系。

四川盆地紫色丘陵区不同种植模式下氮流失特征

氮素流失是农业面源污染的重要来源.为了解四川盆地紫色丘陵区不同种植模式下氮的流失特征,以四川盆地紫色丘陵区4种典型耕作模式紫云英-水稻(M1)、空地-大豆-空地(M2)、空地-生姜(M3)、空地-玉米+红薯(M4)等为研究对象,研究了4种模式从2008年12月到2009年8月共8次有效降雨中氮通过地表径流和渗透水的流失特征.研究期间,4种模式下氮流失量随着降雨量的增加而增加,总氮流失量表现为:M3((30.388±2.86)kg·hm-2)>M4((17.118±1.677)kg·hm-2)>M2((10.987±1.108)kg·hm-2)>M1((6.090±1.051)kg·hm-2).相对于其它模式,M4模式下地表径流量和渗透水量在研究期间均最大,但M3模式下氮通过地表径流和渗透水的流失量最大.另外,非生长季节4个模式下氮流失量相对较低且各模式间差别较小,生长季节4个模式间可溶性氮和总氮通过地表径流和渗透水流失量均表现为M3>M4>M2>M1.4种种植模式下氮通过地表径流和渗透水的流失形态均以硝态氮为主.渗透水中铵态氮和可溶性总氮占总氮的比例高于地表径流.这些结果为该区区域合理选择耕作模式、优化耕作方式、加强管理以控制区域农业面源污染提供了一定的基础数据.

镉胁迫对桂花生长和养分积累、分配与利用的影响

桂花(Osmanthus fragrans var.thunbergii)是长江流域镉污染地区普遍栽植兼具绿化、观赏和净化环境等重要价值的园林树种之一。为了解镉胁迫条件下桂花生长适应特性,采用盆栽试验研究了不同镉浓度处理下(CK:0mg·kg-1;I:25mg·kg-1;II:50mg·kg-1;III:100mg·kg-1;IV:200mg·kg-1)一个生长季节内一年生桂花生物量生产、生物量分配格局以及C、N、P积累、分配与利用特征。植物各器官生物量生产及C、N和P积累量均表现出随镉处理浓度的增加而降低的趋势,较高浓度镉处理(II、III、IV)明显抑制了桂花的生物量生产、C、N和P的积累,显著改变了生物量及其C、N和P积累量的分配格局,但相对较低浓度镉处理(I)对桂花生物量生产以及C、N和P的积累与分配特征影响并不显著。一定浓度的镉胁迫处理(I、II、III)表现出提高桂花N的利用效率而降低P的利用效率的趋势,但重度镉胁迫(IV)均降低了桂花N和P的利用效率。结果表明桂花具有一定的抗镉胁迫能力,但较高程度的镉胁迫显著影响了桂花生长及养分格局。

模拟干旱胁迫对岷江干旱河谷—山地森林交错带4种乡土植物抗氧化酶系统的影响

为解干旱河谷—山地森林交错带植物在干旱胁迫条件下的抗性生理特征,以交错带4种典型植物狗尾草(Setaria viridis)、岷江柏(Cupressus chengiana)、高山柳(Salix paraqplesia)和沙棘(Hippophae rhamnoides)为研究对象,测定干旱胁迫条件下植物叶片抗氧化酶活性以及游离脯氨酸(Pro)、丙二醛(MDA)和色素含量的变化.干旱胁迫显著降低了4种植物叶片叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量,增加了叶片Pro和MDA含量,增加了细胞膜透性,提高了过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性,表明交错带植物在干旱胁迫条件下具有较强的抗旱能力.相对于岷江柏和高山柳,狗尾草和沙棘在相应水分条件下表现出较高的叶绿素a/b、Pro含量及POD、SOD和CAT活性,抗旱能力较高;而高山柳叶片上述各指标相对较低,抗旱性相对较差.研究结果为了解交错带不同生活型物种在干旱条件下的适应提供了理论依据.

生长季节初期高山针叶林小生境土壤动物群落多样性

研究了非生长季节向生长季节转换过程中川西高山森林土壤动物群落结构和多样性的特征,以期解释土壤动物群落的自适应变化.从川西高山原始针叶林下6种小生境共捕获大型土壤动物为3 167只,隶属于2门8纲16目,以林隙小生境内大型土壤动物的个体密度(530.71只/m2)和类群数量(10类)最高;中小型土壤动物为10 585只,隶属于4门8纲8目,以苔藓小生境内中小型土壤动物的个体密度(148 400.00只/m2)和林隙小生境中类群数(8类)最高.林隙小生境中的大型土壤动物群落Shannon-Wiener多样性指数H’和Pielou均匀性指数J最高,Simpson优势度指数C最低,但倒木小生境表现出相反的趋势.林下凋落物小生境的中小型土壤动物群落多样性指数H’最高,C最低,但灌木小生境则相反.