北京市土壤重金属污染研究

为调查研究北京市一些重点功能区的土壤重金属污染状况,在朝阳、海淀、石景山、通州、怀柔、顺义区等典型的耕地、林地、菜地、工业区、交通区、旅游区选择采集了10个土壤样本。对各样点土壤的pH值、有机质含量、速效P、速效K、全N、全P、全K以及重金属元素Cr、Cd、Pb、Zn的含量进行了测定。采用单项污染指数法和内梅罗综合污染指数法来评价土壤重金属污染程度,并针对北京市不同功能区的土壤重金属污染状况,提出了相应的防治措施与对策。

北京市土壤重金属形态分析

采用Tessier连续提取法对北京市朝阳、通州、石景山、海淀、顺义等地土壤进行重金属元素锌、铅、铬的形态分析,并用原子吸收分光光度法测定了重金属元素的含量。研究结果表明,在所测区土壤中,铬主要以可交换态和残渣态存在,说明元素铬较活泼,具有潜在的环境影响能力;锌元素主要以有机结合态和残渣态存在,说明元素锌相对比较稳定;而铅则主要以可交换态形式存在,说明铅最为活泼,应该给予更多的关注。

北京地区火鹤温室栽培管理技术

对北京地区火鹤生产栽培条件、生产操作流程、施肥以及病虫害防治进行了一系列研究,总结了一套便于操作的管理措施,对火鹤在北京地区温室栽培的生产推广及优化有重要意义。

应用SWAT模型研究潮河流域土地利用和气候变化对径流的影响

为定量分析潮河流域土地利用和气候变化对流域径流变化的影响,应用SWAT模型对流域上游至下游的大阁、戴营和下会3个水文站径流进行模拟,采用情景法分析径流对土地利用和气候变化的响应。在模型校准期和验证期采用两个参数:p因子和r因子来评价模拟的拟合度及不确定性。结果表明,3个水文站在校准期和验证期的p因子值分别为:0.70和0.77,0.87和0.82,0.92和0.78,r因子值分别为0.63和0.90,0.97和0.79,0.88和0.92,评价整个流域模拟有效性的模型目标函数g最佳值为0.66,说明该模型对潮河流域的产水量模拟具有很好的适用性。以1981—1990年为基准期,1991—2000年流域土地利用变化造成年径流量减少了4.10 mm,而气候变化导致年径流增加了29.68 mm;2001—2009年土地利用变化造成年径流量减少2.98mm,气候变化造成年径流量减少了14.30 mm。与1999年土地利用条件模拟径流值相比,几种极端情景法模拟分析结果表明:灌木林地情景下年径流增加了158.2%,草地情景下年径流增加了4.1%,林地和耕地情景下年径流分别减少23.7%和41.7%;不同气候变异情景模拟结果显示,径流对降水的变化敏感性高于对温度变化的敏感性,降水每增加10%,径流平均增加23.9%。温度每增加12%,径流平均减少6%。因此,在气候变化背景下,优化土地利用结构与方式是实现流域水资源科学管理的途径之一。

东北过伐林区不同林分类型土壤肥力质量评价研究

保持和提高森林土壤肥力质量是实现森林健康的基础。研究不同林型下土壤肥力质量对森林可持续经营具有重要意义。以东北过伐林区金仓林场中的落叶松Larix gmelinii人工纯林、云杉Picea asperata×紫椴Tilia amurensis天然混交林、紫椴×白桦Betula platyphylla天然混交林、五角槭Acer mono×白桦×落叶松天然混交林、五角槭×白桦×紫椴天然混交林、白桦×落叶松天然混交林和五角槭×紫椴×青杨Populus pseudo-simonii天然混交林为研究对象,分析和比较了不同林分下的土壤物理和化学性质,并采用主成分分析与聚类分析相结合的方法评价了其土壤肥力质量。结果表明:①林分类型对土壤理化性质影响显著;随土壤深度增加,土壤密度和土壤pH值增大,而土壤含水量、物理性粘粒含量和养分质量分数减少,但其在不同林分下的变化程度不同;②土壤因子之间关系密切,物理性粘粒含量与含水量、全氮、速效钾质量分数呈极显著正相关,而与土壤密度和pH值呈显著负相关;土壤养分质量分数之间具有不同程度的显著正相关关系;③采用主成分分析法对不同林分下0～60cm的土壤肥力质量进行了评价,土壤肥力质量表现为天然混交林高于落叶松人工纯林;采伐降低了土壤的肥力质量;在落叶松人工纯林中,随着林龄的增加,土壤的肥力质量下降。通过对土壤肥力质量综合指标值的聚类分析,将研究区土壤肥力质量分为优、良、中、差4个等级,肥力质量属于中等以上(优、良、中等)的林地所占研究样地的比例为66.7%,研究区森林土壤肥力质量属于中等水平。建议在经营过伐林时,注意调整林分结构和树种组成,控制采伐强度,同时进行长期定位观测和比较,以改善林分整体的肥力状况。本研究结果为该地区林业可持续经营提供直接依据,也为东北地区森林土壤肥力质量评价提供参考。

林分密度对华北土石山区油松人工林土壤有机碳及养分特征的影响

以木兰围场国有林场管理局实施间伐后6种保留密度下(540、650、1 084、1 104、1 408和1 860株/hm2)油松人工林为研究对象,研究各土层的土壤有机碳和N、P、K等养分元素含量及其相关关系。研究结果显示:(1)土壤有机碳含量和碳密度垂直递减特征明显,均随土壤深度的增加而显著减小,当林分密度由540株/hm2增加到1 860株/hm2时,土壤有机碳含量及碳密度变化规律不尽一致,其分布区间分别为10.56～21.21 g/kg,与5.48～11.70 kg/m2;(2)林分密度对土壤有机碳及碳密度有显著的影响,1 408株/hm2油松林下土壤有机碳含量及碳密度分别与650株/hm2和1 860株/hm2油松林下土壤有机碳含量及碳密度呈显著性差异,而其它林分密度间无显著差异。当林分密度为1 104株/hm2时,各土层土壤全N和P、K的有效量及全量均保持在一个相对较高的水平,在0～60 cm深度土壤全N、全P、全K、有效P和速效K含量均值均达到最高,分别为1.38 g/kg、0.34 g/kg、32.75 g/kg、33.10 mg/kg和118.85 mg/kg;(3)不同林分密度、不同土层土壤有机碳含量、碳密度与土壤全N及P、K的全量和有效量的相关显著性有差异,对整个土壤剖面而言,土壤有机碳含量及碳密度与土壤全N、全P、速效K均呈显著或极显著正相关;(4)在本研究林分密度范围内,从林地土壤固碳的角度,建议将油松人工林的林分密度控制在1 104株/hm2。

森林碳汇的估算方法及其发展趋势

森林生态系统是地球陆地生物圈的主体,也是陆地表面最大的碳库,在全球碳循环研究中扮演着重要角色,它通过同化作用吸收固定大气中的CO2,抑制其浓度上升的功能对于应对气候变化问题具有积极的现实意义。准确地估算森林生态系统的碳汇储量,不仅有利于解释全球碳收支不平衡的问题,也有利于促进林业碳汇交易的快速发展。但是目前的估算方法在具有一定适用性的同时也都存在着各自的不足。评述了目前国内外应用最为广泛的样地清查法、涡度相关法及应用遥感技术的模型模拟法三种森林碳汇估算方法的发展历史和应用现状,并分析了各方法的优点与局限性。最后指出:应根据实际情况选择适合的单一方法或几种方法的结合来估算森林碳汇,以便提高估算精度;应加强森林生态系统内部联系及数据时空转换、插补的研究,并充分发挥各方法的优势,采取多种方法相结合的方式完善连续观测系统和区域监测网络的建设,降低估算方法中的不确定性,为大尺度估算提供合理的参数和数据分析基础。

华北土石山区人工林土壤健康评价研究

健康的土壤是培育和保护健康森林的基础,研究不同人工林下土壤健康状况对森林健康维护和可持续经营具有重要意义。以河北木兰围场人工林中的落叶松纯林、油松纯林、落叶松与白桦混交林和油松与落叶松混交林为研究对象,分析和比较了不同林分下的土壤物理、化学和生物学性质,并采用主成分分析法评价了其土壤健康状况。结果表明:(1)林分类型对土壤理化和生物学性质影响显著;随土壤深度增加,土壤密度和土壤pH值增大,而土壤含水量、养分含量和微生物数量减少,但其在不同林分下的变化程度不同;(2)土壤因子之间关系密切,土壤有机质、全氮、速效钾含量和细菌数量与土壤密度呈显著或极显著负相关,而与土壤含水量呈极显著正相关;土壤养分含量之间具有不同程度的显著正相关关系;土壤微生物数量与土壤pH值和养分含量之间存在一定的相关性;(3)采用主成分分析法对不同林分下0-60 cm的土壤健康状况进行了评价,各林分土壤健康水平由高到低依次为:落叶松与白桦混交林>油松与落叶松混交林>落叶松纯林>油松纯林。

东北过伐林区蒙古栎天然林土壤有机碳研究

森林土壤有机碳库在维持森林立地生产力以及全球碳平衡过程中起着重要作用。本研究以东北过伐林区蒙古栎天然林为对象,研究不同层次（0~20 cm、20~40 cm和40~60 cm）的土壤有机碳含量和有机碳密度、及其与其他土壤特性的关系。结果表明：（1）蒙古栎林土壤有机碳含量均值为31.48 g.kg-1,0~60 cm土壤剖面有机碳密度为15.76 kg.m-2;土壤有机碳含量和碳密度均随土壤深度增加而显著减少;（2）0~20 cm土层中,除全P和有效P的含量略低,土壤养分含量均较丰富。随着土壤深度的增加,土壤养分含量降低,其在不同土层间的差异显著或极显著（除pH和全K以外）,并且土壤养分变异系数均有不同程度的差异;（3）在0~20 cm,土壤有机碳含量和碳密度均与土壤pH呈显著正相关,与土壤全N、全P和速效K呈极显著正相关;就0~60 cm土壤剖面而言,土壤有机碳含量与土壤密度呈显著负相关,土壤有机碳含量和碳密度均与土壤全N、全P、有效P和速效K呈极显著正相关。

晋西黄土区主要造林树种林地土壤水分生态条件分析

黄土高原地区植被建设引起的土壤水分效应问题愈来受到关注,林地的水分生态条件分析成为构建结构稳定的森林植被的前提,本研究以晋西黄土区主要造林树种刺槐、油松和侧柏的坡面林地为研究对象,通过林地土壤水分特征曲线测定及土壤水分动态变化监测,探讨了其生长的水分生态条件,结果表明：本区人工林地的土壤持水力较高,土壤含水率随水势降低而递减的速度较慢;研究区主要造林树种中,刺槐及其混交林分的土壤水分利用范围最大,抗旱能力最强;无论丰水年或枯水年,坡面各林地土壤水分有效利用性大,土壤含水量在生长季都高于无效水临界值,林地土壤水分利用状况好,林分生长稳定。

宁夏贺兰山三种植被下土壤有机碳密度的比较

干旱、半干旱地区的土壤有机碳库是全球土壤碳库的重要组成部分,在全球碳循环的研究中有着重要作用。本文以宁夏贺兰山国家级自然保护区的油松(Pinus tabulaeformis Carr.)、灰榆(Ulmus glaucescens Franch.)和灌丛三种植被下的土壤为研究对象,比较分析了这三种土壤不同层次有机碳含量和有机碳密度的变化情况。结果表明:三种土壤的有机碳含量均随着深度的增加而减少;油松植被下土壤的有机碳密度最高(11.30±0.36kg·m-2),灰榆植被下土壤的有机碳密度次之(4.34±0.13kg·m-2),灌丛植被下土壤的有机碳密度最低(2.50±0.07kg·m-2);油松、灰榆和灌丛三种植被下的土壤表层(0-5cm)有机碳储量分别占其土壤有机碳总储量的10.32%±0.07%、23.43%±0.69%和26.80%±0.20%,灰榆和灌丛植被下的土壤发育情况较差,其有机碳相对较多地储存在表层土壤中;发育较好的土壤,其有机碳总储量也较高。为减少土壤表层CO2的排放,我们应加强对地表植被的保护,这对减缓全球变暖趋势具有重要意义。

不同温度条件下生态减污袋去除模拟污水中氨氮及磷的效果研究

研究在低温和常温条件下不同比例砂土与黏土混合制成的生态减污袋对模拟污水中氨氮及磷的去除效果。试验模拟污水中氨氮及磷的质量浓度分别为10 mg/L和1 mg/L,生态减污袋中砂土和黏土的质量比分别为1∶1、5∶1和10∶1,温度控制在22℃和4℃。结果表明,低温条件下砂土与黏土比例为1∶1的减污袋对模拟污水中氨氮和磷的去除率分别达到67%和38%;而砂土与黏土比例为10∶1的减污袋对低温条件下模拟污水中氨氮和磷的去除率均最低,分别为32%和28%,其对常温条件下污水中氨氮和磷的去除率也分别只有48%和52%。对比常温条件下的试验,低温条件下生态减污袋的去除效果明显偏低。由于黏土颗粒具有较大的比表面积和较好的离子交换能力,因此应选择黏土含量较高的生态减污袋,以在低温条件下保持良好的去氮除磷效果。

永定河生态护岸模式的适宜性观测研究

生态护岸是河道治理的新方法、新趋势,已成为城市河流修复的关键环节。为解决北京市段永定河生态系统退化的问题,以"莲石湖—门城湖"河段护岸和上辛庄生态护坡为示范,采取数据定量和调查定性的分析方法,研究了永定河不同河段适宜应用的生态护岸模式。结果表明:(1)生态护坡与生态护岸的关联度主要是河岸坡的坡度特点、防护措施和抗土壤侵蚀度。生长迅速、成活率高、绿期长的乡土树种和多年生草本植物最适合护岸;(2)生态护岸指标有河流弯曲度、河岸高程、河岸坡度、抗水流冲刷度、岸坡抗土壤侵蚀度等,护岸模式要兼顾河流的防洪、生态、景观、亲水功能;(3)工程+植物复合护岸比单纯的工程或植物护岸效果好。8种互补的护岸和6种护坡模式适宜推广,H8松木桩拦挡扦插柳复合护岸和K4土工格栅+客土种植灌草护坡的最好,适合优先推广。该结果为永定河不同河段的岸坡治理提供参考价值,为永定河绿色生态廊道的建设提供理论依据。

CO_2浓度对高羊茅抗旱性及水分利用效率的影响分析

为探明CO_2浓度对高羊茅(Festuca arundinacea)抗旱性及水分利用效率的影响机制,通过控制土壤水分及大气CO_2浓度条件获得不同生境中高羊茅的生理光合参数,利用对比和统计分析的方法研究高羊茅的生理特征变化,并对影响高羊茅水分利用效率、蒸腾速率、净光合速率变动的主要环境因子进行了甄别与分析。结果表明:高大气CO_2浓度对干旱胁迫给高羊茅带来的负效应具有补偿作用,可提高高羊茅的抗旱性;在高大气CO2浓度和干旱胁迫的交互作用下,影响高羊茅水分利用效率的主要环境因子是大气CO_2浓度,而该效应产生的主要原因是蒸腾作用的减弱;高羊茅的净光合速率及蒸腾速率主要受气孔导度等限制因素的影响。在高大气CO_2浓度和干旱胁迫交互作用时,蒸腾速率与气孔导度成线性关系,且R^2超过0.97;而净光合速率除受气孔导度影响外,还与叶绿素含量及胞间CO_2浓度关系显著,是多种因素综合作用的结果。

生态减污袋去除模拟污水中氨氮及磷的效果试验

研究利用砂土与粘土混合制成的生态减污袋对于模拟污水中氨氮及磷的去除效果。研究发现砂土与粘土比例为1∶1的减污袋对于高浓度模拟污水中氨氮和磷的去除率分别达到73%和63%;而砂土与粘土比例为10∶1的减污袋对于低浓度模拟污水中磷的去除率最高达到49%。对于高浓度污水,采用砂土与粘土比例为1∶1的生态减污袋能取得最好的除磷去氮效果;而对于低浓度污水,采用砂土与粘土比例为10∶1的生态减污袋除磷去氮效果较好并且成本相对较低。

南方丘陵紫色页岩地区土壤可蚀性因子K值的确定——以湖南衡阳为例

通过2003～2004年两年的径流小区试验，运用反推法和经验公式确定土壤可蚀性因子（K）的取值，并对两种结果进行比较分析得出衡阳紫色页岩地区的土壤可蚀性因子（K）的取值范围在0．34～0．37之间，为正确认识当地土壤特性从而提出有效减小水土流失危害的对策提供科学依据。

流动沙丘沙埋对沙柳生长特性的影响

对毛乌素沙地流动沙丘上沙柳的根系分布、冠层特征进行研究,结果表明:沙柳在不同的环境中其生长状况有所差异。沙柳遭流沙掩埋后,被掩埋的枝条发展为根系,且萌发新的不定根,有效的增加了沙柳地下部分的深度、广度和生物量,增强了沙柳根系吸收水分和养分的能力。从而引起地上部分的覆盖面积和生物量较未沙埋沙柳都有了明显的增加。

缙云山自然保护区4种森林类型林地土壤的持水特性研究

对缙云山自然保护区的常绿阔叶林、针阔混交林、竹林、灌木林林地及农地(对照)土壤的物理性质、土壤水分的入渗性能进行了测定分析,结果表明:其林地(农地)表层土壤容重的顺序为,常绿阔叶林>针阔混交林>竹林>农地>灌木林;土壤非毛管孔隙度的顺序为,灌木林>针阔混交林>竹林>常绿阔叶林>农地。灌木林林地土壤的有效水分涵蓄量要明显大于其他的森林类型,其蓄水量是竹林的1.4倍,是农地的2.14倍。4种森林类型林地及农地土壤的水分下渗性能,其层间稳渗率以腐殖质层>淀积层>母岩层;在土壤层,以竹林和农地的水分初渗为高。灌木林林地土壤的水分渗透性能极强,其初渗值达到了10.169 mm/min。从土壤水分的入渗性能来看,灌木林涵养水源和理水调洪的功能要远大于其他森林类型,针阔混交林要优于常绿阔叶林,而竹林最差。然而,对于遭遇短历时较高强度的降雨而言,竹林的理水调洪作用可能略好于针阔叶混交林和常绿阔叶林。

青海云杉和华北落叶松混交林林地蒸散和水量平衡研究

2004年5～10月．通过测定青海大通一块退耕地上17年生的青海云杉和华北落叶松混交林树木蒸腾速率的日变化、月变化动态规律以及树木蒸腾总面积来确定混交林的蒸腾量，根据植物的蒸腾量估算树木在生长季的耗水量，进而推算出林地蒸散和水量平衡。研究表明．青海云杉、华北落叶松混交林生长季林地总蒸散量为251.80mm，以林木的蒸发散为主，占总蒸散量的80％，占同期降雨量的58％；灌草蒸散占总蒸散的13％；而土壤蒸发仅为25．71mm，占总蒸散的7％。

环境变化对香溪河流域径流影响的研究

应用SWAT模型对香溪河流域的径流过程进行了模拟,用相关系数R2和Nash-Suttclife模拟系数(Ens)对其模拟效果进行了评价,旨在揭示气候变化和土地利用变化对香溪河流域径流的影响。结果表明,香溪河流域因土地利用变化引起的径流深变化率为26%,而由气候变化引起的径流深变化率为62%,表明近20年来香溪河流域径流的变化主要由气候变化所造成。