黄土丘陵区小流域土壤氮素流失规律

以８．２７ｋｍ＾２纸坊沟流域和１：４００比例流域模型为研究对象,研究小流域土壤氮素随径流流失规律。结果表明：在模拟降雨下,当流域植被覆盖度分别为６０％、４０％、２０％和０时,流域模型土壤铵态氮流失量分别为８７．０８、４４．３１、２５．１６和１３．７１ｋｇ／ｋｍ＾２,硝态氮为８５．５０、７４．０５、６３．９５和５６．２３ｋｇ／ｋｍ＾２,全氮为０．８１、１．１８、１．９８和７．５１ｔ／ｋｍ＾２;在自然     

太湖流域雪堰镇氮素流失规律及形态特性

以太湖流域雪堰镇为例,通过2009年3月~2010年2月连续12个月及两场次降雨事件的水质监测进行分析,研究不同河流、月份、区域、汛情、土地利用类型下氮素流失规律及形态特性,分析降雨过程中不同尺度3个流域(上涧村、龙泉河、雪堰镇)氮流失特征和不同河段氮流失规律。研究结果表明,雪堰镇氮素为劣Ⅴ类,非汛期污染比汛期严重,变化幅度大,不稳定,氮以溶解态为主,溶解态氮以硝氮为主;镇区硝氮浓度较非镇区低,氨氮比非镇区高,坑塘水面氮流失最严重,有林地(乔木较多)氮流失最少,茶园硝氮占溶解态氮百分比最高,果园氨氮占溶解态氮百分比最高;降雨前期未产流前氮素流失稳定,产流后流失越来越大,不同河段氮沿程变化基本稳定。     

基于SWAT模型的典型农业小流域氮污染时空分布特征及关键源解析

水资源恶化、水体富营养化严重威胁生态环境健康,农业活动所产生的氮是造成水污染的主要原因之一.本研究以句容水库农业流域为研究对象,基于实地监测数据验证了SWAT模型模拟当地氮污染的适用性,并分析了氮素负荷的时空分布特征及其关键源.结果 表明:硝态氮(NO3-N)和总氮(TN)的年均入库量分别为9.98和27.22 t.时...     

三峡水库小江回水区不同TN/TP水平下氮素形态分布和循环特点

TN/TP的变化是水中浮游植物营养结构特点的重要反映.对2007年3月至2008年3月三峡水库小江回水区的TN、TP和TN/TP的跟踪观测结果进行总结,发现小江回水区TN平均浓度为1553±43μg/L,TP平均浓度为61.7±2.7μg/L.二者季节变化过程相似,但季节差异明显:2007年春季保持较低水平,在春末夏初出现较大幅度的增加,并在夏季达到全年的较高水平.入秋后TN、TP浓度逐渐下降,但入冬后继续缓慢上升.研究期间TN/TP平均值为30.6±1.4,总体表现为磷素限制,且季节变化不显著.TN与TP显著正相关,说明氮、磷输入和输出的途径大体相同.TP的波动是调控该水域TN/TP的主要因素.对不同TN/TP水平下各形态氮素和TP、TN/TP的相关性分析发现,当TN/TP≤22时,TN是调控水体营养结构特点的主要因素,生物固氮作用有可能发生以调节TN/TP、消纳水中相对丰足的TP.当22氮素的有机合成过程受到抑制,NH4+-N有可能是影响该状态下氮素循环的关键因子.研究认为,强降雨和强径流过程往往使回水区段营养物输入强度加大但同期水动力条件却不适宜浮游植物的生长,使得在TN/TP≤22水平下,虽TP大量输入但不适宜的水动力条件在一定程度上抑制了氮素的有机合成.NH4+-N/NO3--N则下降,而在较高的TN/TP水平下,水动力条件改善为浮游植物生长创造了相对稳定的物理环境,并加速了对无机氮素的生物利用,使TON含量及其在TN中所占比重均有所提高而NO3--N含量及其比重则明显下降.     

华南坡地单场降雨氮素的迁移特征及来源分析

通过两个径流场的对比试验,研究了华南坡地氮素在某场降雨下的迁移特征和来源,结果表明,在没有施肥的情况下,氮素的迁移形态以铵氮、硝氮为主,总氮、硝氮和亚硝氮的迁移以地下下渗迁移为主,铵氮的迁移以地表迁移为主;在施放尿素的情况下,氮素的迁移形态以溶解态的尿素、铵氮和硝氮为主,总氮、溶解态尿素和铵氮的迁移以地表径流迁移为主,...     

蓝藻光合氮同化的特征与分子调控机理研究进展

水华蓝藻的生物学特性及其竞争优势、蓝藻水华的形成与维持机制等科学问题,一直是国内外研究的热点。氮素是诱发蓝藻水华暴发的重要营养盐,蓝藻对氮素的同化与其光合作用密切偶联。然而,水体中氮素存在多种形态,不同形态氮素对蓝藻生长和水华发生的影响具有显著差异。因此,了解蓝藻光合作用特征及其同化不同形态氮素的机制和策略,对深入理解蓝藻水华的发生机理具有重要意义。本文在蓝藻的光能捕获与激发能转移、光合电子传递、碳浓缩机制及CO₂同化等光合作用过程及其特征综述的基础上,对蓝藻摄取、同化5种主要氮素形态(NO₃^-、NO₂^-、NH₄⁺、尿素和N₂)的分子机制及其特征进行了解读,总结了蓝藻细胞光合碳、氮同化的耦合关系及调控机制;并指出了该领域的未来发展方向,以推动该方向的深入研究。     

中国10类典型稻田生态系统服务评价

在公开发表数据基础上,本研究评价了全国6大稻作区10类稻田提供的生态系统服务。研究的服务包括稻田初级产品生产、气体调节、氮素转化、土壤有机质累积以及水调节和洪水控制等5项生态系统服务。研究结果显示,稻田谷物产量为4.71–12.18 t ha^-1 y^-1,稻草为4.65–9.79 t ha^-1 y^-1;O2调节量为8.27–19.69 t ha^-1 y^-1,温室气体调节量为-2 .13–19.24 t ha^-1 y^-1 （CO2 当量）;氮素输入量为209.70–513.93 kg N ha^-1 y^-1,输出量为112.87–332.69 kg N ha^-1 y^-1;土壤有机质库变化为0.69–4.88 t C ha^-1 y^-1;水调节量为-19 875–6430 m3 ha^-1 y^-1,洪水控制量为1500 m3 ha^-1 y^-1。研究结果还显示,10类稻田的生态系统服务价值为8605–21 405 美元 ha^-1 y^-1,除了初级产品生产以外的其他生态系统服务价值仅占74%–89%。在施氮量为275–297 kg N ha^-1时,稻田生态系统服务价值相对较高。目前仅以农产品生产来计算稻田生态系统的价值显著低估了稻田生态系统对人类社会的重要性。随着越来越多的森林、草地等转为城市和工业用途,农田特别是稻田生态系统将具有越来越高的生态重要性。农田生态系统农产品生产以外的生态系统服务将受到越来越多的关注。     

坡地土壤氮素与降雨、径流的相互作用机理及模型

坡地土壤氮素径流损失表现为两种形式 ,溶解于径流中的矿质氮随径流液流失 ,吸附于泥沙颗粒表面以无机态和以有机质形式存在的氮素。坡地土壤氮素流失过程实际上是表层土壤氮素与降雨、径流相互作用的过程 ,土壤氮素流失的多少主要受相互作用的限制。从分析土壤与降雨、径流相互作用入手 ,分析了土壤氮素与降雨、径流相互作用过程及机理 ,并对相互作用模型进行探讨。     

滇池流域集约化农田区氮素损失研究

集约化农田区氮素流失是构成滇池流域面源污染、水体富营养化的重要因素。基于滇池流域集约化农田区产业结构特征、施肥方式、土壤物化性质分析,利用现场模拟试验,探讨水土生复合系统中氮素输移、分布和损失机制,量化不同情景下氮素损失量。研究表明,集约化农田土壤氮素损失主要途径是通过气态(NH3、N2O、NO/NO2、N2等)、作物吸收、生物作用和淋失。气态氮损失受温度、土壤特性、施肥类型、方式与施肥量、地下水埋藏条件等因素综合制约,NO-3 N是氮淋失的主要形式。根据试验与计算结果,Ⅰ区和Ⅱ区的合理施肥的氮利用率分别为30 8%和20 8%,高于习惯施肥的11 5%和8 5%,气态损失和淋失率均低于习惯施肥。显然,施肥的合理性是控制集约化农业区氮素损失的重要措施。     

喀斯特地区翻耕和玉米种植对土壤团聚体、氮素及微生物量的影响

喀斯特地区农业活动在短期内可能会导致土壤团聚体破碎、微生物量降低,进而引起土壤氮快速丢失。然而翻耕和玉米种植如何影响这一过程仍不清晰。本研究基于当地常见作物玉米地的不同翻耕模式(NT-免耕不种玉米; NTM-免耕种玉米; CT-传统耕作不种玉米; CTM-传统耕作种玉米)的原位控制试验,分析一年后土壤团聚体组成、氮素及微生物量等变化规律。结果发现:双因素方差分析表明,翻耕措施显著影响土壤团聚体分布、总氮丢失量(△TN)、硝态氮(NO3--N)、可溶性有机氮(DON)和微生物量生物量碳(MBC)含量,玉米种植仅对土壤NO3--N和DON有显著作用。翻耕主要破碎5～8 mm粒级大团聚体,显著提高土壤△TN,降低土壤MBC含量。土壤NO3--N是喀斯特地区可溶解性氮素的主要形态,其次是DON,铵态氮(NH4+-N)含量最低。土壤NO3--N在翻耕或玉米种植下均显著减少,DON仅在翻耕和玉米双重作用下显著降低。Pearson相关性分析表明总氮的丢失主要来自土壤团聚体5～8 mm粒级的破碎。在喀斯特脆弱生态系统中,减少耕作干扰或开展保护性耕作是减少土壤物理结构破坏,维持氮库,实现其可持续性利用的有效措施。