贵州省沿河县耕地土壤酸化现状及改良对策

土壤酸化是耕地退化的一种表现形式,在酸性、强酸性土壤中,多数农作物的生长会受到影响,会明显降低作物的生产能力。本文通过对比沿河县1980—1981年第二次土壤普查和2017—2019年耕地质量地球化学调查评价成果数据,分析全县土壤酸化现状和规律。结果表明,全县耕地土壤pH值分布于3.99～8.80之间,平均为6.10。与1980—1981年第二次土壤普查时期相比,全县主要耕地土壤类型pH平均值均有下降,其中黄壤pH值降幅为5.91%;石灰土降幅为7.59%,从中性下降为酸性;紫色土降幅为22.09%,从碱性降为酸性;全县主要土地利用类型土壤酸化范围变大,主要从中性转化为酸性,酸性转化为强酸性,耕地土壤酸化程度加深,水田酸化程度高于旱地。建议通过推进测土配方施肥工作合理调整化肥施用比例,大力提高耕地土壤有机质含量,积极推广使用石灰、白云石、粉煤灰、碱渣、生物质碳等生物改良剂,因地制宜建立土壤改良示范点等多项对策来缓解和治理耕地土壤酸化。     

注入速率对CO_2地质储存封存潜力的影响分析

国内某著名煤炭企业计划实施每年10万吨的CO2地质储存（CCS）项目,拟选了5组地层做为目标储层。但所选封存层平均渗透率在0.15~0.6mD,平均孔隙度在2~6%,属于低渗低孔地层,如不进行人工压裂提高注入层渗透率,要实现预定存储目标尚有一些困难。笔者在研究中发现,除对目标层进行一定的水裂酸化处理提高地层渗透特性可以显著提高注入性和存储能力外,CO2注入速率的变化对地层的封存能力和注入性也有明显影响。运用TOUGH2-ECO2N软件分别模拟了无水裂及水裂情况下8种不同注入速率下这些目标存储层的压力变化及CO2封存状态比例及理论最大封存能力。模拟结果表明使用水裂酸化方法对储层进行处理后,不仅可以使注入总量达到项目要求,还可使系统理论最大储存能力提高55%;并且在灌注过程中采用变速灌注方式,可以有效控制系统压力积聚,对将来实际灌注压力控制具有重要意义。     

Soil contamination from urban and industrial activity: example of the mining district of Linares (southern Spain)

The Linares region (southern Spain) has been subjected to two important sources of pollution: the intensive mining works and the urban-industrial activity. To obtain a geochemical characterisation of the soil, 31 trace elements were analysed and 669 soil samples were collected. By means of clustering analysis, we identified groups of elements and grid squares in which relations could be established concerning soil lithology, urban and industrial activities and the degree of pollution impact; in addition, we were able to characterise the geochemical background of the study area. The multivariate study led us to identify four factors. Particularly important was factor 2, which represented the elements associated with mineral paragenesis (Cu, Pb, As, Co, Mn, Zn, Sn, Ba). This factor also contains elements related with an urban-industrial activity, such as Pb, Cu, Zn, As and Ba. Furthermore, we identified factor 4, associating Ni, V and Cr, and which is related to the use of fuels.     

<Superscript>226</Superscript>Ra, <Superscript>232</Superscript>Th and <Superscript>40</Superscript>K activities in soils of Cuihua Mountain National Geological Park,China

Gamma activity from the naturally occurring radionuclides namely, ²²⁶Ra, ²³²Th, the primordial radionuclide ⁴⁰K was measured in the soil of Cuihua Mountain National Geological Park, China using γ-ray spectrometry technique. The mean activity of ²²⁶Ra, ²³²Th and ⁴⁰K were found to be 27.2 ± 6.5, 43.9 ± 6.2 and 653.1 ± 127.6 Bq kg⁻¹, respectively. The concentrations of these radionuclides were compared with the typical world values and the average activities of Chinese soil. The radium equivalent activity, the air absorbed dose rate, the annual effective dose rate, and the external hazard index were evaluated and compared with the internationally approved values. All the soil samples have Ra_eq lower than the limit of 370 Bq kg⁻¹ and H _ex less than unity. The overall mean outdoor terrestrial gamma dose rate is 66.3 nGy h⁻¹ and the corresponding outdoor annual effective dose is 0.081 mSv.     

青藏高原蒸散年际变化及其对西风和季风环流的响应

在评估4种蒸散格点资料（GLDAS,GLEAM,MERRA-2,CRET）在青藏高原适用性的基础上,以精度最高的CRET（R²为0.83,RMSE为14.76 mm）及同期气象环境数据,在年际尺度上分析了青藏高原蒸散变化特征及其受大尺度西风和季风环流的影响.结果表明,青藏高原年平均蒸散为414.2±18.32 mm,具有明显的年际变率和变化趋势,且区域（西风区、季风区和过渡区）间差异明显.蒸散年际变化与西风和季风环流强弱的年际变化密切相关,且季风和西风对蒸散的影响存在显著的区域差异.西风和季风通过调节局地气候环境因子影响蒸散：土壤湿度、归一化植被指数（NDVI）和风速三个局地气候环境要素是青藏高原蒸散主要调控因子,蒸散与土壤湿度和NDVI呈显著正相关,与风速在高原西部呈显著负相关、在高原东部呈显著正相关;研究WYI（Webster-Yang Index）和WI（Westerly Index）与影响蒸散的主导气候环境因子的关系发现,WYI与土壤湿度和NDVI呈显著正相关,且WYI与NDVI的相关系数在高原中部和南部较大,使得WYI对蒸散影响在中部分过渡区和南部季风区较大,WI也与土壤湿度和NDVI呈显著正相关,但WI与NDVI的相关系数在中部和北部较大,WI对蒸散影响在中部过渡区和北部西风区较大,同时,WI与风速在大部分高原显著相关,WI在高原东部通过风速对蒸散变化具有正贡献,使得季风区东部蒸散年际变化也受WI影响,最终使得WI对蒸散的影响在除季风区西部以外的区域较大.该研究结果可加深认识青藏高原水循环变化及其机理,为区域水资源和生态系统管理提供科学依据.

     

地统计学方法在土壤学中的应用

地统计学目前在土壤科学中得到广泛的应用和发展,成为认识土壤特征的一个重要工具.地统计学的空间变异函数和克里格插值等方法是土壤性状分析的主要手段,空间变异函数主要用于描述土壤理化性状空间变异特性,不同的插值方法可优化田间试验设计和田间采样方案,克里格插值方法则特别适用于未测量点土壤属性值的估测等.近年插值方法又被广泛应用于确定区域土壤环境容量和土壤质量标准,随机模拟则用于对土壤特性进行不确定性估计等.因而,地统计学方法对我国大量土壤学资料的整合与分析具有极大的应用前景.     

不同碳氮浓度对雨生红球藻生长及虾青素累积的影响

研究了不同二氧化碳浓度和硝酸钾浓度对雨生红球藻生长及虾青素累积的影响。结果表明,较高浓度的CO2(600×10-6)能够显著促进雨生红球藻的生长、光合作用的进行和虾青素的累积。红球藻单个细胞内的虾青素含量随着培养液中硝酸钾浓度的降低而增加,绿色游动藻种和绿色不动藻种培养12 d后获得的最大虾青素值分别为10.93 pg/个和12.64 pg/个。连续通气是促进雨生红球藻生长及虾青素累积的一种有效碳源提供方式。     

全球变化条件下的土壤呼吸效应

土壤呼吸是陆地植物固定CO₂尔后又释放CO₂返回大气的主要途径，是与全球变化有关的一个重要过程。综述了全球变化下CO₂浓度上升、全球增温、耕作方式的改变及氮沉降增加的土壤呼吸效应。大气CO₂浓度的上升将增加土壤中CO₂的释放通量，同时将促进土壤的碳吸存；在全球增温的情形下，土壤可能向大气中释放更多的CO₂，传统的土地利用方式可能是引发温室气体CO₂产生的重要原因，所有这些全球变化对土壤呼吸的作用具有不确定性。认为土壤碳库的碳储量增加并不能减缓21世纪大气CO₂浓度的上升。据此讨论了该问题的对策并提出了今后土壤呼吸的一些研究方向。其中强调，尽管森林土壤碳固定能力有限，但植树造林、森林保护是一项缓解大气CO₂上升的可行性对策；基于现有田间尺度CO₂通量测定在不确定性方面的进展，今后应继续朝大尺度田间和模拟程序方面努力；着重回答全球变化条件下的土壤呼吸过程机理；区分土壤呼吸的不同来源以及弄清土壤呼吸黑箱系统中土壤微生物及土壤动物的功能。当然，土壤呼吸的测定方法尚有待改善。     

中国贝类养殖对海洋碳循环的贡献评估

造成全球暖化的主要原因是温室气体的过量排放,其中CO2的贡献率达60 %,贝类养殖具有碳沉积作用。依据农业部渔业局编制的《中国渔业统计年签》,以2001年到2010年的年平均产量计算贝类捕获和养殖的碳沉积能力,并评估其碳沉积潜力;计算牡蛎、蛤、扇贝与贻贝四种贝壳单位面积的碳沉积能力并与森林、珊瑚礁的碳沉积能力进行比较分析。本文对我国浅海贝类养殖所具有的碳沉积能力进行评估,以了解贝类养殖对海洋碳循环的贡献,可为争取国家碳份额的合法权益提供基础数据。分析表明我国近十年贝类总产量稳定在1100万吨以上,并有增加的趋势,其中海水养殖贝类约占87.34 %。贝类养殖和捕获总产量的碳沉积和海水养殖产量的碳沉积量分别为58.57、51.15万吨/年,碳沉积能力分别相当于122.28、106.78万公顷的造林,可分别减少大气CO2增加量的0.0125 %、0.0109 %。牡蛎、蛤、扇贝与贻贝的单位面积碳沉积速率分别为1.573、0.388、0.301、1.039吨碳/(公顷?年);牡蛎和贻贝高于森林的碳沉积能力0.479吨碳/(公顷?年);但低于珊瑚礁的碳沉积能力1.8吨碳/(公顷?年)。我国贝类淡、海水养殖产量可分别创造约268.4万元/年、12,711.2万元/年的碳权商机。     

极端降雨事件对不同类型生物土壤结皮覆盖土壤碳释放的影响

于2011年5-8月,选择腾格里沙漠东南缘人工固沙植被区藻类、藓类和混生结皮覆盖的土壤为对象,研究了极端降雨量(降雨量44.7 mm、强度0.04 mm,min-1)、极端降雨强度(降雨量8.3 mm、强度0.55 mm·min-1)及普通降雨(降雨量16.3 mm、强度0.02 mm·min-1)条件下的碳释放过程.碳释放量的测定采用Li-6400-09土壤呼吸室,降雨结束后立即开始观测,直到呼吸速率恢复到降雨前水平时停止观测.结果表明:极端降雨(降雨量和降雨强度)结束初期藻类和混生结皮覆盖土壤的呼吸速率受到明显抑制,藻类结皮覆盖土壤呼吸速率分别为0.12 μmol·m-2·s-1和0.41 μmol·m-2·s-1,混生结皮覆盖土壤呼吸速率分别为0.10 μmol·m-2·s-1和0.45μmol·m-2·s-1;而极端降雨对藓类结皮覆盖土壤的影响不明显,呼吸速率分别为0.83 μmol·m-2·s-1和1.69μmol·m-2·s-1.这说明处于演替高级阶段的藓类结皮能够很好地应对短期的极端降雨事件.