茶树根际土壤磷吸附动力学研究

茶树具有喜酸聚铝特性,而酸性条件下土壤中的磷很容易被固定。为了弄清茶树根际土壤磷的吸附过程与作用机理,采用外源磷吸附培养方法,研究了不同母质、不同种植年限茶树根际土壤磷的吸附过程与动力学,并用最小二乘法进行Langmuir等温吸附方程拟合磷吸附动力学曲线,探讨了茶树根际土壤的磷吸附特征。结果表明:茶树根际土壤与非根际土壤磷的吸附过程与动力学有明显的差异。与非根际土壤的相比,茶树根际土壤最大吸附量(Xm)值低56 mg/kg,但是最大缓冲容量(MBC)高2.60,磷吸附饱和度(DPS)高1.44,表明根际土壤磷吸附力显著低于非根际土壤,而磷生物有效性高于非根际土壤。3种成土母质发育的茶园根际土壤磷吸附能力强弱依次为第四纪红色粘土花岗岩风化物板页岩风化物。随着种植年限的延长,根际土壤磷吸附能力特征值Xm和MBC有所降低,而DPS有所增加。第四纪红色粘土、花岗岩风化物和板页岩风化物3种母质发育的茶树根际土壤DPS值依次提高了0.83、2.83和3.51,而Xm依次降低了91 mg/kg,131 mg/kg和61 mg/kg。     

3种人工湿地基质吸附污水中氨氮的性能与基质筛选研究

通过等温热力学吸附实验,比较人工湿地的基质高钙废渣、改性赤泥和火山石对污水中氨氮的去除效果。结果表明,3种基质的氨氮吸附过程都可以用Langmuir吸附等温方程进行拟合;高钙废渣、改性赤泥和火山石对氨氮的最大吸附量分别为26.27mg/g、6.15mg/g和0.98mg/g;经高钙废渣处理的污水,出水最清澈;高钙废渣对氨氮的吸附效果最好。用吸附效果最好的高钙废渣进行了模拟人工湿地吸附氨氮的基质柱实验,以高钙废渣为基质的模拟人工湿地对生活污水中氨氮的去除率为20%～42%。     

白洋淀不同年龄芦苇根状茎中氮和磷含量

芦苇(Phragmites australis)是白洋淀水陆交错带区域典型的湿地植物,其具有庞大的地下根状茎,面积约6000 hm2.2011年11月,在白洋淀马堡村苇地采集了土壤和芦苇根状茎样品;依据等级结构等指标,将芦苇根状茎分为3个年龄组;对不同年龄组芦苇根状茎中氮和磷含量进行了测定,并分别计算了氮磷比率和生物富集系数.结果表明,0～1 a年龄组的芦苇根状茎中氮和磷含量分别为0.700％～1.297％和0.054％～0.122％; 2～3 a年龄组的芦苇根状茎中氮和磷含量分别为0.718％～0.911％和0.063％～0.084％; ＞3 a年龄组的芦苇根状茎中氮和磷含量分别为0.460％～0.663％和0.025％～0.069％.对比年龄为0～1 a、2～3 a和＞3a的白洋淀马堡村芦苇根状茎氮和磷含量发现,总体上,随着芦苇根状茎年龄的增加,其氮和磷含量在减少.在0～100 cm土壤深度中,各年龄组的芦苇根状茎氮含量与磷含量显著相关(p＜0.05).与磷元素相比,氮元素是白洋淀马堡村芦苇生长的主要限制因子.白洋淀马堡村芦苇根状茎中的氮和磷元素的富集系数大体上随着根状茎年龄的增加而减小,这可能与不同年龄芦苇根状茎的代谢能力有关.     

盐城潮滩湿地对N、P营养物质的截留效应研究

研究了盐城潮滩芦苇（Phragmites australis）、盐蒿（Artemisia schrenkiana）、互花米草（Spartina alterniflora）和淤泥光滩4种湿地对N、P营养物质的截留效应.在所选取的4种湿地中,分别采集了水、土壤和生物样;水样的总氮（TN）、总磷（TP）用过硫酸氧化还原法测定,土壤和生物样的TN、TP分别用凯氏定N法和钼锑抗比色法测定.研究结果显示,不同污染程度的水源灌溉下的芦苇湿地,其截留N、P的效果差异显著.其中,黄沙港不定期污水灌溉的芦苇湿地每年平均可截留TN 0.095 t/hm^2、TP 0.026 t/hm^2;而采取三灌三排方式用河水灌溉的新洋港芦苇湿地每年可分别截留TN 0.030 t/hm^2、TP 0.001 t/hm^2.比较盐蒿、互花米草和淤泥光滩3种湿地每年对湿地水中N、P的截留效果,淤泥光滩的效果最差,仅截留TN 0.385 kg/hm^2、TP 0.042 kg/hm^2;互花米草效果最好,分别截留TN 220.660 kg/hm^2、TP 36.754 kg/hm^2.尽管互花米草生物量大于芦苇,但其截留效果仍低于芦苇湿地（芦苇1 a收割1次）.     

闽江河口芦苇和短叶茳芏沼泽土壤磷分级特征比较

磷是湿地生态系统必需的和重要的限制性养分元素,对比不同湿地植物土壤磷元素分级特征,对进一步认识湿地磷循环具有重要意义。在闽江河口鳝鱼滩湿地,选取芦苇(Phragmites australis)和短叶茳芏(Cyperus malaccensis)沼泽土壤作为研究对象,测定其全磷、有机磷和无机磷含量,并根据Chang S和Jackson M L的无机磷分级方法,将无机磷分为铁吸附态磷、铝吸附态磷、钙吸附态磷和闭蓄态磷,对比分析两种植物沼泽土壤磷元素特征。结果表明,无机磷是两种植物沼泽土壤磷的主要形态,其含量分别占芦苇和短叶茳芏沼泽土壤全磷含量的68.79%和59.29%。两种植物沼泽0~10 cm深度土层全磷含量差异不显著,10~50 cm深度土层的全磷含量则表现为芦苇沼泽显著高于短叶茳芏沼泽(p0.05)。芦苇沼泽10~50 cm深度土壤无机磷含量显著高于短叶茳芏沼泽,这是造成两种植物沼泽土壤全磷含量差异的主要原因。无机磷分级进一步表明,芦苇沼泽土壤无机磷含量较高,由各形态无机磷(尤其是铁吸附态磷和闭蓄态磷)含量共同贡献。此外,不同形态磷含量与土壤p H、电导率、容重以及全氮和全碳含量显著相关(p0.05)。     

芦苇根茎和根对造纸废水中铜的吸收

为了研究芦苇(Phragmites australis)根茎和根对造纸废水中铜的吸收能力,于2015年4月20日~10月22日,以辽河口湿地灌溉造纸废水的芦苇根茎和根为研究对象,在芦苇不同生长期,分别灌溉化学需氧量质量浓度为50 mg/L、175 mg/L和300 mg/L的造纸废水,测定芦苇根茎和根的生物量,以及重金属铜的含量。结果表明,在芦苇各个生长时期,灌溉不同浓度造纸废水后,芦苇根茎的生物量都高于根,当废水中化学需氧量质量浓度为175 mg/L时,根茎与根的生物量差异最显著;根中单位质量铜含量和总铜含量都高于根茎;当废水中化学需氧量质量浓度为175 mg/L时,芦苇根中的单位质量铜含量在快速生长期最大,为104.03 mg/kg,芦苇根茎中的铜含量在成熟期最大,为152.32 kg/km~2。     

三江平原不同土地利用方式下土壤可溶性有机碳的分布特征

通过测定三江平原不同土地利用方式下典型样带土壤可溶性有机碳(DOC)含量,研究了土壤DOC分布特征及影响因素,以揭示垦殖过程对土壤DOC的影响。结果表明:在不同的土地利用方式下,小叶章湿地土壤中DOC含量最高(768.54 mg/kg),林地次之(岛状林为676.65 mg/kg;人工杨树林为575.91 mg/kg),农田土壤最低(玉米地为318.7 mg/kg;水稻田为523.94 mg/kg)。除水稻田外,其余4种土地利用方式下土壤DOC由表层至底层均呈现出先增加而后急剧减少的趋势,在水稻田中,DOC含量随着剖面深度增加而明显升高;土壤DOC含量与土壤有机质(SOM)含量呈极显著正相关(r=0.588,p0.001),与p H值呈显著负相关(r=-0.228,p=0.038)。湿地垦殖后,土壤中DOC占SOM的比例下降,表明湿地垦殖减缓了土壤碳周转速率。     

新生滨海湿地土壤微量营养元素空间分异特征

在黄河三角洲国家级自然保护区核心区新生湿地内,根据植被分布状况,由黄河岸边至海滩方向布设了两条平行样带,研究土壤微量营养元素Fe、Mn、Cu、Zn和B分布的空间分异特征.结果表明,黄河三角洲新生滨海湿地表层0～30 cm土壤中B、Mn、Fe、Cu和Zn的平均含量分别为50.94 mg/kg、439.87 mg/kg,22.25 g/kg、27.48mg/kg和46.39 mg/kg.从黄河岸边至近海光滩区,土壤中5种微量营养元素含量总体上呈逐渐增加趋势,在剖面上表现为波动变化规律.不同植被群落土壤中,5种微量营养元素含量之间及其与总有机碳含量、总氮含量、总硫含量和土壤含盐量之间存在显著正相关关系.新生滨海湿地土壤中总有机碳含量、总氮含量和总硫含量是影响土壤微量营养元素含量的关键因素.     

黄河三角洲天然和恢复盐沼土壤磷分布特征

在黄河三角洲国家级自然保护区内,以天然和实施"引淡压咸"生态恢复工程的盐沼土壤为研究对象,研究芦苇盐沼、盐地碱蓬盐沼和裸盐沼0~50 cm深度土壤磷含量分布特征及其与土壤理化因子的关系。结果表明,表层土壤(0~20 cm深度)全磷质量比为416.44~714.33 mg/kg,略高于全国平均水平(500 mg/kg);在各形态磷中,无机磷含量最高,残余态磷含量次之,有机磷含量最低;芦苇盐沼和盐地碱蓬盐沼土壤各形态磷含量普遍高于裸盐沼,且芦苇盐沼土壤磷含量最高;恢复盐沼与天然盐沼土壤的全磷、无机磷和残余态磷含量无显著差异,但恢复盐沼土壤有机磷含量低于天然盐沼;天然盐沼土壤磷含量的主要影响因素是土壤有机质含量、电导率、微团聚体比例和粉—粘团聚体比例;恢复盐沼土壤磷含量的主要影响因素为土壤p H和细大团聚体比例。     

北固山淡水潮汐湿地土壤对铜(Ⅱ)和铬(Ⅵ)的吸附特征研究

以长江河口地区北固山淡水潮汐湿地为研究对象,采用一次平衡法研究了生长有芦苇(Phragmites austra-lis)、虉草(Phalaris armdinacea)植物的湿地土壤和边滩裸地对重金属Cu(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)的吸附特征。结果表明,湿地土壤对Cu(Ⅱ)的吸附受到植物类型与温度变化效应的交互影响。20℃时,生长有芦苇的湿地土壤对Cu(Ⅱ)的吸附量最大,生长有虉草的湿地土壤次之,边滩裸地最小;当温度的升高至30℃时,上述差异明显减小。对以阴离子形式存在的Cr(Ⅵ)而言,湿地土壤和边滩裸地对其吸附量的植物类型差异性不明显。当温度从20℃升高至30℃时,湿地土壤和边滩裸地对Cu(Ⅱ)、Cr(Ⅵ)的吸附量都减小,反映出研究区湿地土壤对两种重金属的吸附机制表现为化学吸附作用较弱,物理吸附作用相对较强,吸附呈放热过程。Freundlich方程是描述淡水潮汐湿地土壤Cu(Ⅱ)、Cr(Ⅵ)等温吸附的最佳模型,方程中常数n和k的大小能够体现吸附过程中存在的植物类型与温度变化影响效应,比较真实的反映了吸附的过程。