6种水生植物腐烂过程中水质理化指标的变化室内模拟研究

为了研究各类水生植物腐烂过程中产生的营养盐对石佛寺人工湿地水体水质的持续影响,在室内模拟4类6种水生植物[漂浮植物槐叶苹(Salvinia natans)、浮水植物丘角菱(Trapa japonica)、挺水植物水烛(Typha angustifolia)和荷花(Nelumbo nucifera)、沉水植物选择穗状狐尾藻(Myriophyllum spicatum)和金鱼藻(Ceratophyllum demersum)]的腐烂过程。漂浮植物和浮水植物组、挺水植物组、沉水植物组都进行了加底泥与不加底泥实验,沉水植物组同时还进行了不同生物量植物腐烂过程对比研究。测定的指标包括水温、水体p H和水中的溶解氧含量、化学需氧量含量、总氮含量、总磷含量以及底泥的全氮、全磷和有机质含量。研究结果表明,漂浮植物、浮水植物和沉水植物最易腐烂,挺水植物相对腐烂较慢,沉水植物腐烂、分解最彻底,植物生物量越大,其腐烂时释放的营养物质越多;放置同类植物实验桶内水的p H变化规律相同,加底泥与否不影响水的p H变化规律,挺水植物实验组水中的溶解氧含量变化规律与其它实验组不同,主要与植物内部结构组织有关;挺水植物在腐烂过程中,释放有机物的过程最漫长,且释放量较大,底泥不影响水中总氮含量的变化规律,但影响水中总氮的含量;在漂浮植物、浮水植物和挺水植物腐烂过程中,其向水中释放磷的速率高于沉水植物,是否加底泥和植物生物量能影响水中总磷含量,磷在水体和底泥之间存在明显的吸附、沉淀和迁移现象。在湖泊管理过程中,应减少向湖泊系统中输入过多的能量,及时清理湖中的底泥,以避免造成水体二次污染。     

盐碱化湿地芦苇群落围封和过牧条件下土壤和植被变化

为了完善松嫩平原西部盐碱化湿地植被对围栏封育和过牧适应的策略,对比研究了围栏与过牧条件下盐碱化湿地芦苇(Phragmites australis)群落植株表型特征和土壤基本理化特性的差异.结果表明,与围栏封育措施相比,过牧条件下的芦苇植株株高、叶长和节间距等极显著减小(n=20,p<0.01),根冠比极显著提高(n=3,p<0.01),植株发生小型化.过牧条件下的植被生物量明显下降,植被覆盖度减小,导致土壤水分过度蒸发散失,土壤盐碱成分向土壤表层积聚,导致芦苇群落在退化过程中出现大量的斑块化裸地,而围栏封育下芦苇群落的生长状况则接近自然状态.     

辽河口湿地芦苇群落退化过程中土壤营养元素和含盐量变化

2011年8月,在辽河口芦苇(Phragmites australis)沼泽采集土壤样品,在室内对土样进行测试分析,研究芦苇群落退化演替过程中,芦苇沼泽土壤营养元素和含盐量的变化.结果表明,在芦苇群落退化过程中,土壤有机质含量先增加后减少,土壤全氮和全磷含量的变化也有相似规律,二者与土壤有机质含量呈显著正相关,说明土壤中氮和磷的来源主要是动植物残体积累;土壤速效钾和易溶盐含量呈逐渐增加的趋势;土壤营养元素和含盐量的垂直分布表明,随着土壤深度的增加,土壤有机质含量、全氮含量、速效钾含量和易溶盐含量逐渐降低,但全磷含量无明显变化.     

青藏铁路温性草原区路域植被自然恢复过程中群落组成和物种多样性变化

以芨芨草和短花针茅为优势种的温性草原是青藏铁路进入海拔3000m以上地区所穿越的第一个地带性植被类型。在青藏铁路经过的温性草原区对未受筑路直接影响的区域、取土区、铁路路基、周围其它类型的公路路域植被进行取样，并对群落组成和有关群落特征进行了比较，以讨论青藏铁路的修建与运营对温性草原及其恢复过程的影响。结果显示，青藏铁路修筑过程对铁路两侧一定区域的温性草原有较大影响，但随着受影响区域植被的自然恢复，群落盖度、生态优势度和物种多样性等反应群落特征的指标都有一定程度的改善，一些在原生植被中很少出现或伴生种在恢复后的群落中有可能成为群落的优势种或建群种，如露蕊乌头和鹅绒委陵菜等；人为辅助措施将有利于受损植被的恢复；修筑铁路过程中受到影响的温性草原其恢复过程中尚未出现外来入侵植物。     

黄河三角洲石油烃污染下芦苇营养器官中5种重金属的富集和迁移

为了研究黄河三角洲胜利油田的油气开采对当地芦苇(Phragmites australis)营养器官中重金属富集和迁移的影响,于2018年7月22～28日,采集新、老油田区和非油田区内芦苇根、茎、叶样品和表层(0～10 cm深度)土壤样品,测定芦苇各营养器官中的5种重金属(Pb、Mn、Co、Ni和Zn)含量以及表层土壤样品中的5种重金属含量和总石油烃含量,分析土壤中的总石油烃对芦苇营养器官内重金属富集和迁移的影响。研究结果表明,在新、老油井区,表层土壤中的石油烃主要对芦苇根部富集Pb、Mn、Co和Ni的能力产生影响;在新油井区,当表层土壤中总石油烃质量比为214μg/g时,芦苇根中的Co、Mn和Pb质量比最大,分别为3.14 mg/kg、206.59 mg/kg和9.10 mg/kg,当表层土壤中总石油烃质量比为283μg/g时,芦苇根中的Ni质量比最大,为27.16 mg/kg;在老油井区,当表层土壤中总石油烃质量比为262μg/g时,重金属Co、Mn、Ni和Pb含量都达到最大值,分别为3.28 mg/kg、166.74 mg/kg、18.60 mg/kg和4.27 mg/kg;在新油井区,当表层土壤中总石油烃质量比为283～385μg/g时,石油烃促进了芦苇营养器官中的Pb、Co和Mn向上迁移,当表层土壤中总石油烃质量比小于283μg/g时,石油烃的影响可以忽略不计;当新、老油井区表层土壤中总石油烃含量相近时,新油井区芦苇对土壤中重金属的去除效果优于老油井区。     

芦苇、菖蒲和水葱对水体中Pb^2＋富集能力的研究

通过对照处理和5 mg/L、10 mg/L、30 mg/L、60 mg/L、100 mg/L和150 mg/L 6个Pb2+浓度溶液的水培试验,分析了菖蒲(Acorus calamus)、芦苇(Phragmites australis)和水葱(Scirpus tabernaemontani)的不同生长部位对于Pb2+的积累效果.结果表明,水葱、菖蒲和芦苇体内地上部分和地下部分的Pb2+含量均随着水溶液中污染物浓度的增大而增加,表现出显著的正相关关系.在同一Pb2+浓度处理条件下,水葱、菖蒲、芦苇体内的Pb2+含量存在显著差异,菖蒲地下和地上部分富集的Pb2+含量最高,表现出较强的富集能力.水葱地下部分对Pb2+的富集能力在各个浓度处理条件下均高于地上部分;在对照处理和较低处理浓度下,芦苇与水葱相同,地下部分Pb2+积累浓度高于地上部分,而菖蒲则是地上部分的富集浓度高于地下部分;在较高浓度处理条件下,菖蒲和芦苇地上部分的富集浓度较地下部分高. 3种湿地植物在高浓度的Pb2+处理条件下,均表现出较强的富集能力,可作为植物修复重金属污染水体的遴选物种.     

模拟降雨条件下泥沙荷载随坡面侵蚀过程的变化（英文）

It is of great significance to quantify sediment load changing with erosion processes for improving the precision of soil loss prediction. Indoor rainfall experiments were conducted in 2 rainfall intensities(90 mm·h~(-1) and 120 mm·h~(-1)), four slope gradients(17.60%, 26.80%, 36.40%, 46.60%) and 2 slope lengths(5 m, 10 m). Erosion processes are divided into five stages. Results show that sediment yield is mainly sourced from rill erosion, contributing from 54.60% to 95.70% and the duration of which is extended by slope gradients. Sediment load and sediment concentration are significantly different along erosion stages, with the highest values in rill development stage(SIV). Surface flow velocities(interrill and rill) demonstrate less significant differences along erosion stages. Rainfall intensity increases sediment load in all stages, with up to 12.0 times higher when changing from 90 to 120 mm·h~(-1). There is an increasing trend for sediment load and sediment concentration with the rising slope gradient, however, fluctuations existed with the lowest values on 26.80% and 36.40%, respectively, among different treatments. The slope gradient effects are enhanced by rainfall intensity and slope length. Results from this study are important for validating and improving hillslope erosion modelling at each erosion stage.     

黄土高原弃耕地自然恢复过程中微生物碳的大小和活性的动态

耕地弃耕后植被次生演替过程中土壤微生物碳的大小和活性的研究结果表明,与耕地相比,各种演替阶段的弃耕地均有较高的有机碳和微生物碳含量,在26 a限弃耕地中,有机碳和微生物碳的含量达到天然植被的64.56%和48.69%,而且有机碳和微生物碳与演替的时间表现为显著正相关（P<0.01）,而微生物碳和有机碳的比值却随着演替没有显示明显的变化趋势。有机碳和微生物碳的大小顺序为：自然植被>各种演替阶段的弃耕地>小麦地。代谢熵（qCO2）随着演替的进程没有明显的变化趋势。与各种弃耕地和耕地相比,自然植被有较低的qCO2。这说明耕地弃耕后植被的自然演替有利于提高土壤微生物碳,改善土壤肥力。     

矿业废弃地先锋植物盐生草在镍、铜处理下抗氧化酶系统的变化

采用温室盆栽法,研究镍(Ni)、铜(Cu)单一处理（0、50、100、200、400 mg·kg-1）对金昌Ni/Cu尾矿库先锋植物盐生草(Halogeton glomeratus)幼苗Ni、Cu积累、膜脂过氧化程度与抗氧化酶系统的影响。结果表明：盐生草幼苗叶片及根部Ni、Cu含量随土壤中Ni、Cu含量的增加而增加,Ni、Cu含量以根部含量为高;叶片及根部丙二醛(MDA)含量随Ni、Cu处理浓度升高显著增加,膜脂过氧化程度加剧;Ni胁迫下盐生草叶片中仅抗坏血酸酶(APX)活性随Ni浓度增加总体呈增加趋势,在对抗Ni胁迫引起的氧化胁迫方面发挥着主要作用,根部超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、APX和谷胱甘肽还原酶(GR)活性随Ni浓度增加呈上升趋势,在减轻Ni胁迫引起的氧化损伤方面起着重要作用;Cu胁迫下盐生草叶片SOD和APX活性较对照有所增强,在减弱Cu胁迫引起的氧化损伤方面发挥着一定作用,根部上述5种抗氧化酶活性随Cu浓度增加总体呈增加趋势,在缓解Cu胁迫引起的氧化损伤方面发挥着重要作用。     

芦苇、菖蒲和水葱对水体中Zn2+的富集效应研究

采用水培方法,在不同ZnCl2浓度(0mg/L、50mg/L、100mg/L、300mg/L、800mg/L、1500mg/L和2500mg/L)处理的水体中,对湿地植物芦苇(Phragmites australis)、菖蒲(Acorus calamus)和水葱(Scirpus tabernaemontani)进行培养,研究植物的不同部位对Zn2+的积累能力。结果表明,在相同ZnCl2浓度处理下的水体中,水葱、菖蒲和芦苇体内的平均Zn2+积累浓度存在差异,菖蒲体内的Zn2+积累浓度最高。在不同ZnCl2浓度处理下的水体中,水葱体内的平均Zn2+积累浓度在ZnCl2浓度为1500mg/L时最高,为31050.84mg/kg(植物地上部分为10206.67mg/kg,地下部分为20844.17mg/kg);菖蒲和芦苇体内的平均Zn2+积累浓度则在ZnCl2浓度为2500mg/L时最高,分别为54130.67mg/kg(地上部分为16774.00mg/kg,地下部分为37356.67mg/kg)和25423.34mg/kg(地上部分为4506.67mg/kg,地下部分为20916.67mg/kg)。这3种植物都可以作为利用植物修复重金属污染水体的遴选物种。其中,菖蒲对Zn2+的吸收能力明显高于水葱和芦苇。     

内蒙古草地变化过程中气候变化和人类活动的相对作用评估

气候变化和人类活动是影响草地动态变化的主要因素,准确掌握其在草地动态变化过程中的相对作用是保障草地生态安全的基础。该文以植被净初级生产力(NPP)为评价指标,定量评估了2000-2016年内蒙古草地变化特征以及气候变化与人类活动的相对作用。结果显示:2000-2016年内蒙古呈恢复趋势的草地面积为489 334 km~2,占区域草地总面积的94.2%;气候变化及其与人类活动的共同作用是内蒙古草地恢复的主导因素,其引致的草地恢复面积分别占草地恢复总面积的54.9%和45.1%;降水量增加和生态保护工程实施分别是引起草地恢复的主要气候因子和人类活动因子,过牧等不合理的人类活动是导致草地退化的主导因子;受区域环境影响,不同类型草地恢复的主导因子不同。     

土壤氮磷供应变化条件下盐地碱蓬叶片碳、氮和磷的化学计量特征

于2015年5~9月,在黄河三角洲滨海湿地生态试验站设置的野外控制实验,分析土壤氮磷供应比例、氮磷供应量及生长阶段下,优势植物盐地碱蓬(Suaeda salsa)叶片碳、氮和磷的化学计量特征。研究结果表明,随着土壤氮磷供应量增大,盐地碱蓬叶片氮、磷含量都显著增加,碳氮比和碳磷比显著减小;在土壤氮磷低供应量条件下,叶片氮磷比显著低于中、高供应量条件下;随着土壤氮磷供应比例增大,叶片全氮含量、碳氮比和氮磷比显著增大,全磷含量减小,叶片碳磷比在土壤氮磷供应比例最大时才显著增大。在9倍土壤氮磷供应比例和供应量条件下,盐地碱蓬生长阶段是影响其叶片碳、氮和磷化学计量特征的重要因子。     

两种温度下鄱阳湖3种典型植物茎和叶残体降解过程中水中的氮和磷含量变化

于2015年10月15~17日,割取鄱阳湖3种典型植物灰化薹草(Carex cinerascens)、虉草(Phalaris arundinacea)和芦苇(Phragmites australis)地上部分,采集其茎和叶,在实验室内,在20℃和35℃条件下,在植物茎和叶残体在水中的降解过程中,测定植物残体释放到水中的氮、磷营养盐(全氮、全磷、氨氮、硝态氮、磷酸盐)的含量和降解残液p H。研究结果表明,在35℃条件下,在芦苇茎和叶残体降解过程中,水中总氮、硝态氮、氨氮和总磷质量浓度分别在实验的第24天、第24天、第30天和第30天达到最大值,分别为361.40 mg/L、168.17 mg/L、123.35 mg/L和51.95 mg/L;在20℃条件下,其质量浓度分别在实验的第24天、第12天、第18天和第30天达到最大值,分别为221.45 mg/L、57.75 mg/L、85.76 mg/L和37.00 mg/L。在35℃条件下,在灰化薹草茎和叶残体降解过程中,水中总氮、硝态氮、氨氮、总磷和磷酸盐含量在实验的第18天、第12天、第18天、第30天、第30天达到最大值,分别为147.02 mg/L、65.35 mg/L、46.69 mg/L、46.40 mg/L和21.00 mg/L;在20℃条件下,水中总氮、硝态氮和氨氮含量在实验的第24天达到最大值,分别为127.21 mg/L、72.37 mg/L和46.86 mg/L;水中总磷含量在实验的第30天达到最大值,为55.20 mg/L;水中磷酸盐含量在实验的第18天达到最大值,为19.32 mg/L。在35℃条件下,虉草茎和叶残体降解过程中,水中总氮、硝态氮、氨氮、总磷和磷酸盐质量浓度分别在实验的第18天、第12天、第18天、第30天和第18天达到最大值,分别为281.56 mg/L、105.55 mg/L、97.96 mg/L、89.30 mg/L和63.69 mg/L;在20℃条件下,其分别在实验的第30天、第30天、第18天、第12天和第18天达到最大值,分别287.95 mg/L、99.10 mg/L、108.41 mg/L、77.95 mg/L和49.38 mg/L。温度对芦苇茎和叶残体释放营养盐含量尤其是总氮和氨氮含量影响显著,但是,温度对虉草和灰化薹草茎和叶残体向水中释放的营养盐含量影响不明显。     

毛乌素沙地臭柏、油蒿细根分解过程中养分与能量的变化

应用埋袋法对毛乌素沙地天然分布的优势种臭柏、油蒿细根分解进行研究。对两年的实验数据进行分析,结果显示,臭柏、油蒿细根分解过程中C、P、K、Mg均表现为释放,释放率油蒿＞臭柏,元素重量损失率K＞P＞C＞Mg;N在臭柏分解中表现为积累,在油蒿分解中表现为释放;Ca在臭柏、油蒿细根分解中都表现为积累的趋势,积累率为油蒿＞臭柏;能量在臭柏、油蒿细根分解过程中表现为释放。该研究为沙区土壤库中的能量转化和流动过程提供了理论依据。     

秸秆覆盖下的夏玉米蒸散、水分利用效率和作物系数的变化

农业用水占华北水资源的70%以上,提高农业用水的效率对华北水资源安全具有重要意义。在节水农业研究中,利用农艺节水提高农田水分利用效率是节水农业的重要组成部分,其中减少农田无效棵间蒸发耗水和优化供水制度是主要的农艺节水措施。夏玉米是华北太行山山前平原的主要作物之一,一般在冬小麦收获前的5～7天套种在其中,以延长夏玉米的生育期。随着联合收割机的广泛应用,冬小麦收获后的秸秆直接覆盖夏玉米,对夏玉米的农田蒸散特别是苗期的蒸散产生影响;夏玉米生长在6～9月的雨季,一般年份降水能够满足夏玉米的需水要求,但夏季降水的分布变异较大,再加上近6年来的夏季干旱,使灌水对夏玉米的高产至关重要。为了提高夏玉米的农田水分利用效率,本研究的目的是建立秸秆覆盖下的夏玉米优化供水制度和研究秸秆覆盖对减少棵间无效耗水的影响及秸秆覆盖下的夏玉米作物系数的变化,为制定秸秆覆盖下的夏玉米优化供水制度提供依据。2年的实验结果显示,秸秆覆盖下的夏玉米产量在8000kg/ha,总蒸散量在390mm,水分利用效率在2.2kg/m3。干旱年份,夏玉米在灌四水的条件下产量最高,再增加灌水量,产量减少。水分利用效率随着灌水量的增加有所递减。     

汉石桥湿地芦苇生长季末地上部分各器官中碳、氮和磷的生态化学计量特征及对其的固持能力

2017年11月15～17日,在北京汉石桥湿地自然保护区核心区蔡家河流入的主进水口区、核心区中央区和蔡家河流出的出水口区的芦苇(Phragmites australis)群落中,布设了9个样方,采集芦苇样品,测定芦苇叶片、叶鞘、穗和茎的生物量和全碳、全氮、全磷含量,研究芦苇生长季末地上部分各器官中碳、氮、磷的生态化学计量特征及对其的固持能力。研究结果表明,在芦苇地上部分的各器官中,芦苇茎中的全碳质量比相对最高,为(452.00±1.77) mg/g,穗、叶鞘和叶片中的全碳含量依次减小;芦苇穗中的全氮和全磷质量比都相对最高,分别为(22.06±1.24) mg/g和(7.24±0.38) mg/g,叶片、叶鞘和茎中的全氮和全磷含量依次减小;芦苇茎的碳氮比和碳磷比高于其它器官,叶片的氮磷比高于其它器官;芦苇茎的固碳和固磷能力分别为2 705.58 g/(m~2·a)和19.11 g/(m~2·a),高于其它器官;穗的固氮能力为19.54 g/(m~2·a),高于其它器官;蔡家河流入的主进水口区芦苇地上部分各器官对碳、氮、磷元素的固持能力高于其它区域;芦苇地上部分各器官总固碳、总固氮和总固磷能力分别为3 939.57g/(m~2·a)、56.42 g/(m~2·a)和33.10 g/(m~2·a)。     

区域工业经济增长过程中劳动力、资金和技术的作用——以1973～1988年我国九省市国营工业为例

本文以1973～1988年我国九省市国营工业为例,运用生产函数对不同省区国营工业的劳动力、资金技术进步等要素对产出的贡献进行比较分析.