北京野鸭湖湿地不同植被退化区的土壤种子库特征

2010年5月,在北京野鸭湖湿地自然保护区选择废弃鱼塘、耕作苜蓿(Medicago)地、撂荒苜蓿地、天然退化湿地和天然湿地作为实验地,其中,天然湿地作为对照。通过土壤种子库萌发实验,对实验地土壤种子库的基本特征以及与地上植被的关系进行了对比研究。结果表明,5种实验地的土壤种子库共有60种植物,隶属于23科46属。其中,萌发物种最多的是菊科(Compositae)、禾本科(Poaceae)和莎草科(Cyperaceae),分别为11种、10种和8种。废弃鱼塘、耕作苜蓿地、撂荒苜蓿地和天然退化湿地种子平均密度为6 885粒/m~2,天然湿地种子的平均密度为16 083粒/m~2,5种实验地的种子库密度差异极显著(n=300,F=4.828,p=0.001<0.05);各实验地的种子库垂直分布有一致的规律性,各实验地0～6 cm土层的种子库密度明显高于6～12 cm土层;各实验地的土壤种子库与地上植被的相似性系数都不高,土壤种子库物种组成的稳定性要高于地上植被。通过研究发现,退化湿地的土壤种子库中有大量的植物种子储藏和湿地植物的种子,这为野鸭湖退化湿地恢复提供了重要的保障,这些潜在的植物种子在野鸭湖退化湿地生态输水过程中会起到应有的恢复作用。建议野鸭湖湿地自然保护区管理部门继续加强退化湿地区域的土壤种子库保护工作,必须重视水环境的恢复、各种人为干扰的消除以及系统保护的加强。     

多源遥感数据反演土壤水分方法

基于ASAR-APP影像数据和光学影像数据,根据水云模型研究了小麦覆盖下地表土壤含水量的反演方法。利用TM和MODIS影像构建的植被生物、物理参数与实测小麦含水量进行回归分析,发现TM影像提取的归一化水分指数(NDWI)反演精度较好,相关系数达到0.87。根据这一关系,结合水云模型并联立裸露地表土壤湿度反演模型,建立了基于多源遥感数据的土壤含水量反演模型和参数统一求解方案。反演结果表明:该方案可得到理想的土壤水分反演精度,并可控制参数估计的误差。反演土壤含水量和准同步实测数据的相关系数为0.9,均方根误差为3.83%。在此基础上,分析了模型参数的敏感性,并制作了研究区土壤缺水量分布图。     

北京农田生态系统土壤重金属元素的生态风险评价

2005-2006年期间,分别采集了北京农田生态系统的大气干湿沉降、灌溉水和化肥3种外源输入的样品,共计63件。3种来源样品的年输入通量的定量计算和对比表明,不同地区不同输入途径的重金属元素的年输入通量差异较大,研究区农田土壤中重金属元素的主要输入途径是大气干湿沉降。如果不考虑农田生态系统的外源输出量,按照目前的污染速度,50年后怀柔和大兴地区表层土壤中cd的含量可突破国家土壤环境质量碱性土壤的二级标准。污染情况比较严重,应引起足够的重视。其他地区的外源输入在相当长的一段时间内不会引起表层土壤重金属元素的含量发生质的变化。     

黄石市罗桥地区土壤镉污染的环境地球化学特征

对黄石市罗桥地区土壤中镉元素污染的环境地球化学调查研究表明：1）罗桥地区土壤Cd的背景值为0.068×10-6. 2）不同性质的土壤中,Cd的全量及有效态含量也有差异.其含量大小依次为：排放污水水沟污泥 > 水稻土 > 岗地土. 3）距污染源不同距离、不同深度的土壤样品中Cd的污染程度也不同.Cd污染主要集中于土壤的表面,很少向下迁移.污水样品中的Cd含量也随着排污上游到下游因污水的净化能力增强而降低. 4）对于各污染土壤样品,土壤中各形态Cd含量关系依次为：残余态 > 交换态 > 铁锰氧化物结合态 > 水溶态 > 有机态.5）因污水排放及污水灌溉引起的水型污染是罗桥地区土壤Cd污染的直接来源.大冶有色金属冶炼厂废气排放也是罗桥地区土壤Cd污染的另一个原因.     

山东省土壤有机碳库及其时空变化特征

土壤作为陆地生态系统的重要组成部分,土壤碳储量研究在全球碳循环变化中意义重大。利用山东省多目标区域地球化学调查(2003年)获得的双层网格化大密度、高精度土壤有机碳(SOC)含量数据,估算了全省0～20 cm、0～100 cm及0～160 cm的土壤碳密度和储量,并对SOC密度和储量的时空变化规律及土壤固碳潜力进行研究。结果表明：(1)山东省0～20 cm、0～100 cm和0～160 cm土层SOC密度分别为222 kg/m2、764 kg/m2、1009 kg/m2,各土层SOC密度均明显低于全国平均水平(319 kg/m2、1164 kg/m2和1534 kg/m2);(2)0～20 cm表层SOC密度分布总体呈现为沿海地区低,鲁西北平原、鲁东丘陵中等,鲁中南山区偏高的分布格局;(3)与18年前第二次土壤普查(1985年)数据对比,表层SOC密度从143 kg/m2升高到222 kg/m2,全省陆域(1570万km2)0～20 cm表层SOC储量则由22641 Mt增加至35065 Mt,净增了12424 Mt,SOC密度以0044 kg/(m2·a)的平均速率在土壤中积累,整体表现为“碳汇”效应;据估算,尚有50523 Mt的固碳潜力。     

草地生态系统土壤有机碳库对人为干扰和全球变化的响应研究进展

草地土壤碳库碳储量及其变化与调控机制是草地碳循环研究的核心.草地生态系统正经受着越来越严重的人为与自然因素干扰,如土地利用变化、大气氮沉降增加、施肥及大气CO2浓度与温度升高.因此,加强人为干扰和全球变化背景下草地土壤有机碳库的响应研究有重要意义.总结了放牧、草地开垦及外来氮素输入等3种主要的人类活动对土壤有机碳总量和活性碳组分的影响及其对全球变化的响应与适应,在此基础上指出了目前草地生态系统土壤有机碳库研究的薄弱环节及今后的重点研究领域.     

土壤—作物系统中硒的地球化学特征及影响因素研究(代序2)

硒是人体和动物必需的微量元素,而植物硒是人体摄入硒的重要来源。探究土壤-作物系统中硒的地球化学特征及其影响因素,从土壤地球化学的角度评价硒的生物有效性、进而建立富硒农作物模型具有重要意义。本文描述了世界和中国土壤中硒含量的分布情况,并从成土母质和土壤理化性质方面分析土壤中硒含量的影响因素。由于土壤中的硒形态是评价土壤硒生物有效性的关键,本文对土壤生物有效性硒的提取方法进行评述,且从土壤硒的赋存形态、土壤生物有效性硒的主控因素出发,探究土壤理化性质对农作物吸收硒的影响。此外,本文归纳总结了基于土壤理化性质的农作物硒含量回归模型,旨在分析农作物硒含量的主要影响因素,并以此预测农作物中的硒含量。     

跨季节蓄热型地源热泵热传递规律研究

基于有限元分析法,建立了准三维非稳态传热模型。在试验验证的基础上,分析了跨季节蓄热型地源热泵蓄热过程中土壤温度、单位井深换热量、热作用半径随热泵运行时间的变化规律,讨论了土壤结构、入口水温、入口质量流量、热泵运行模式等对土壤传热规律的影响,并研究了土壤热平衡问题。结果表明:同一半径不同深度处,土壤温度增长幅度随土壤热扩散率的增加而增大;土壤热作用半径随热泵运行时间及入口水温的升高而增加,并逐渐趋于稳定;间歇运行模式下,地埋管附近土壤温度及换热量均呈波动式变化,且当径向距离大于0.3 m时,与连续模式一致;在满足换热量的情况下,流体质量流量不宜过大;系统运行一个周期（360 d）后土壤温度基本可以恢复,且流体入口温度不宜低于40 ℃。     

金昌市铜镍矿区周围土壤中重金属的迁移特征

对金昌矿区不同区域土壤5~20 cm层中重金属各化学形态及活性态的迁移行为进行了研究,结果表明：土壤中重金属不同化学形态迁移率不同,弱酸提取态、可还原态、可氧化态和残渣态平均迁移率分别为0.13、0.51、0.30和0.54。重金属总量和活性态（包括弱酸提取态、可还原态、可氧化态）迁移率也表现出很大差异,尾矿区土壤Cr总量迁移率较高为0.65,而其活性态迁移率较低为0.26,Ni与Cr迁移特征完全相反,总量迁移率为0.26,而活性态迁移率为0.67;农田土壤中Pb总量迁移率低而活性态迁移率高,Ni与Zn特征相似,总量迁移率高而活性态迁移率相对较低;大棚地土壤中重金属迁移率均较低,Cu和Ni活性态几乎未发生向下迁移。可见,重金属的迁移与其化学形态分布关系密切,与重金属总量的迁移率相比,活性态迁移率能够更有效地反映出土壤中重金属的迁移特征和潜在危害性。     

湖南株洲地区Cd、Pb污染土壤的修复实验

以海泡石、膨润土和生石灰为修复材料,对湖南株洲地区重金属元素Cd、Pb污染农田土壤进行了室内修复实验。盆栽小白菜的正交实验结果表明,对于Cd含量为1.23 mg/kg、Pb含量为136.7 mg/kg的土壤,当每10 kg土壤添加膨润土60 g、海泡石20 g、石灰6 g时,种植的小白菜中Cd含量为0.154 mg/kg,Pb含量为0.141mg/kg。与未修复土壤的实验结果对比,小白菜中Cd含量降低61%,Pb含量降低46%。