污泥土地利用对农作物及土壤的影响研究

以沈阳北部污水处理厂污泥为研究对象 ,开展了污泥土地利用对农作物及土壤环境影响的研究 .结果表明 ,污泥土地利用可提高土壤中N、P及有机质含量 .污泥用量为 2 2 .5t·hm-2 和 45t·hm-2 时有利于作物生长发育 ,使水稻生物量与对照相比分别增加了 11.48%、11.83%.污泥施用量只要控制在 45t·hm-2以内 ,污泥中的重金属不会对土壤、农产品质量及地下水产生不良的影响 .     

湖南会同红栲-青冈-刨花楠群落生物生产力的研究

用回归分析方法 ,对我国亚热带湖南会同红栲 青冈 刨花楠群落的生物生产力进行了研究 ,结果表明 ,林分总生物量为 45 1.0 2t·hm-2 ,其中乔木层、灌木层和藤本生物量分别为 42 6 .76、17.76和 1.80t·hm-2 ,枯枝落叶层现存量为 4.70t·hm-2 ,乔木层净生产量和平均生产量分别为 34.46t·hm-2 ·年 -1、13 .32t·hm-2 ·年 -1.     

鼎湖山马尾松林生态系统碳素分配和贮量的研究

鼎湖山马尾松林中 ,马尾松各器官碳含量平均为 5 4.46%,灌木层植物 48.1 0 %,草本层植物40 .2 1 %,地表现存凋落物层 5 4.40 %,以上各组分总平均为 49.2 9%。土壤碳密度为 7.3 7kg· m- 2 (深 1 0 0cm)。生态系统各组分碳贮量分别为 :乔木层 68.876t·hm- 2 ,林下植物层 6.0 3 0 t· hm- 2 ,凋落物层 5 .892 t·hm- 2 ,土壤层 73 .70 5 t· hm- 2。根据研究结果 ,还对广东省马尾松林的现有碳贮量和碳吸存潜力进行了估算和讨论。     

贡嘎山森林生物量和生产力的研究

对贡嘎山苞槲柯、香桦林,铁杉、槭、桦杉,峨眉冷杉林Ⅰ,峨眉冷杉林Ⅱ和鳞皮冷杉林的生物量和生产力进行了研究。它们的生物量分别是220．082t·hm-2、568．008t·hm－2、544．519t·hm-2、282．558t·hm-2和279．819t·hm－2;它们的生产力分别是9．962t·hm-2·a-1、10．067t·hm－2·a－1、12．936t·hm-2·a-1、4．692t·hm-2·a-1和1．389t·hm-2·a－1。通过对贡嘎山森林生物量和生产力与生态因素的相关分析表明,年降水量是制约森林生物量和生产力的主导因子。     

南亚热带鹤山主要人工林生态系统C、N累积及分配格局的模拟研究

 以南亚热带鹤山的马占相思（Acacia mangium）、湿地松（Pinus elliotii）和荷木（Schima uperba）3种代表性人工林生态系统为对象,利用气象、水文、土壤及植物等方面的资料对CENTURY模型进行了参数化,模拟了3种人工林生态系统1985～2100年的C、N累积动态及其分配格局变化,并利用实测资料对模拟结果进行了独立样本的双尾t检验,模拟值与实测值之间没有显著差异（p=0.995）。模拟结果表明,马占相思林的净初级生产力（NPP）呈指数函数形式下降,约在20龄（2005年）时趋于稳定;荷木林的NPP持续缓慢增加;湿地松林的NPP基本维持恒定;20龄以前3种林分的年均NPP分别为12.2 t·hm-2·a-1、6.7 t·hm-2·a-1和2.5 t·hm-2·a-1。马占相思林生物量呈对数函数形式增加,20龄后增加很少;荷木林与湿地松林的生物量呈直线增加,约在2050年时,荷木林的NPP和生物量将超过马占相思林;2100年时马占相思、荷木与湿地松林的生物量将分别达到252.7 t·hm-2、352.4t·hm-2和226.3t·hm-2。荷木林具有更大C累积潜力。3种人工林生态系统的N累积动态与其生物量累积动态相似,但马占相思林生态系统的N累积量远高于荷木林与湿地松林,至2100年时它们的N累积量将分别达到7.2t·hm-2、1.9t·hm-2和2.2t·hm-2。3种林分的C、N随着林分的发育将更多地分配到茎、枝和根部。马占相思林的叶C、N累积量约在2005年后分别下降1.85t·hm-2和0.20t·hm-2,荷木林的叶C、N累积则分别增加0.09t·hm-2和0.05 t·hm-2,湿地松林叶C、N累积分别增加0.57t·hm-2和0.02 t·hm-2,这一模拟结果显示了马占相思林冠层萎缩的内在原因。外来树种组成的马占相思林先锋群落冠层衰退过早,阳生性灌木的大量入侵和定居可能会滞缓地带性森林植被的恢复进程。因此认为我国南亚热带地区进行地带性森林植被恢复时,先锋森林群落的构建应以荷木等本地树种为主。     

华南人工林凋落物养分及其转移

对华南 5种人工林凋落物量、凋落物养分及绿叶养分含量的测定结果表明 ,各种人工林凋落物量大小依次为 :马占相思 (11.1t·hm-2 ) >湿地松 (7.3t·hm-2 ) >荷木 (6 .5t·hm-2 ) >大叶相思 (4.8t·hm-2 ) >柠檬桉(2 .6t·hm-2 ) .马占相思通过落叶回归土壤的养分量高于其它类型 .5种人工林均通过养分转移机制 ,大量从枯老叶中转移N、P、K养分 ,其中马占相思转移的养分量最大 ,营养转移的季节性差别较大 .各种人工林对其它元素的转移现象不确定 .     

西双版纳热带湿性季节雨林生物量及其分配规律研究

 本文采用标准木回归分析法(乔木层、木质藤本)和样方收获法(灌木层、草本层)研究了西双版纳湿性季节雨林生物量及其分配规律。群落总生物量为360.909t·hm-2,其在各层的分配为：乔木层352.563t·hm-2(占群落生物量的97.69％)、灌木层4.737t·hm-2(占1.31％)、木质藤本3.108t·hm-2(占0.86％)、草本层0.501t·hm-2(占0.14％)。群落生物量绝大部分集中于乔木层。乔木层生物量的器官分配为：干241.270t·hm-2(占乔木层生物量的68.43％)、根69.614t·hm-2(占19.75％)、枝37.287t·hm-2(占10.57％)、叶4.392t·hm-2(占1.25％);乔木层生物量的径级分配主要集中于中等径级,胸径在20～80cm间的6个径级,生物量达255.460t·hm-2(占72.46％);生物量在乔木层中垂直分配为：Ⅰ亚层219.365t·hm-2(62.22％)、Ⅱ亚层107.743t·hm-2(30.56％)、Ⅲ亚层25.455t·hm-2(7.22％);生物量大于乔木层生物量0.5％的树种共计26种,其中大于5％的有番龙眼(Pometia tomentosa)(19.67％)、云南玉蕊(Barringtonia macrostachya)(5.44％)、千果榄仁(Terminalia myriocarpa)(5.27％),生物量种类分配反映出优势种明显的特点。乔木层叶面积指数为5.724。     

西双版纳白背桐群落生物量研究

对云南西双版纳热带次生演替初期的白背桐群落生物量进行了测定.结果表明,10龄群落总生物量为57.819 t·hm-2,其中乔木层为51.019 t·hm-2(占群落生物量的88.24%),灌木层5.644 t·hm-2(占9.76%),层间植物1.013 t·hm-2(占1.75%),草本层0.143 t·hm-2(占0.25%).与其5龄群落相比,10龄群落乔木层、灌木层和层间植物的生物量分别增长了105.04%、122.73%和93.32%,草本层生物量降低83.53%.在演替过程中群落乔木层生物量主要集中于少数优势树种,白背桐、木姜子、榕树的生物量合计26.170 t·hm-2(占乔木层生物量的51.29%).群落乔木层生物量主要以小径级树木的生物量为主,其器官生物量积累的大小顺序依次为干＞枝＞根＞叶.     

暖温带落叶阔叶林碳循环的初步估算

 森林生态系统碳循环过程与大气中二氧化碳含量有密切的关系,直接影响着大气成分的组成,进而对全球气候变化有重要影响。以我国暖温带落叶阔叶林生态系统近10年的定位研究为基础,初步建立了该类生态系统碳循环数值模式。结果表明：暖温带落叶阔叶林典型生态系统每年从外界主要是大气中吸收的碳是10.3 t·hm-2·a-1,植物呼吸释放到大气中的碳通量为5.5 t·hm-2·a-1。森林植物干物质积存的碳量为4.8 t·hm-2·a-1,通过凋落物分解释放到大气中的碳通量为2.46 t·hm-2·a-1。森林同化的碳绝大部分以活生物呼吸和凋落物分解的形式释放到大气中去了,存留在活生物体和凋落物中的很少。通过对碳现存量的研究发现,所研究的森林生态系统碳现存量为165.05 t·hm-2,其中活生物体碳现存量为61.2 t·hm-2,死生物体碳现存量为104.05 t·hm-2 (包括土壤中碳),土壤碳现存量为96 t·hm-2。土壤碳储量占总碳储量的58%,土壤是该地区森林生态系统主要的碳库,森林生态系统土壤中碳储量的变化必然引起整个区域碳储量整体动态的变化。     

广东南澳岛植被恢复过程中的群落动态研究

 以广东南澳岛的1个草坡、4个人工林和3个次生林群落为对象,采用时空互代的方法,将这8个群落当作植被恢复中的不同阶段,研究各群落的群落结构、生物量、叶面积指数和土壤养分等,进而研究了南澳岛退化生态系统植被恢复的过程和机理。随着植被的恢复进程,群落的阳性种类逐渐减少,中生性种类逐渐增加。物种多样性、均匀度、生态优势度和β多样性指数分析表明南澳岛植被恢复过程群落组成结构的复杂性依退化草坡→人工林→次生林逐渐增加。南澳岛退化草坡、10年生人工林、15年生人工林和次生林的生物量分别为4.81t·hm-2、45.18t·hm-2、100.39t·hm-2和88.34t·hm-2,叶面积指数分别为1.04、3.81、5.89和6.52,凋落物贮量分别为0.42t·hm-2、3.20t·hm-2、3.70t·hm-2和4.90t·hm-2。南澳岛植被恢复过程中土壤有机质、全氮和速效磷和交换性K含量逐渐增加。由于海岛的生境、大风和暴雨的影响,海岛植被恢复的格局不同于大陆,而其恢复速度也较慢。根据本研究结果,提出了人工促进海岛植被恢复的途径。     

污泥草地利用的初步研究

对经堆处理的污泥有机肥培育结缕草（Zoysia japonica)的初步研究表明,在污泥符合农用标准条件下,以Cd为施污泥肥厚的限制因子,在施污泥有机肥45t.hm^-2（干重）以下时,在微酸性土壤（PH＜6．5）,土壤Cd含量低于Cd的土壤环境质量标准（0.3mg.kg^-1),地下水NO^-3-N含量低于地面水Ⅰ、Ⅱ类标准（NO^-3-N10mg.kg^-1,P0.1mg.kg^-),土壤中有机质,速效N、总N、总P分别经对照增加16％、78％、61％和140％,结缕草生物量比对照区高1倍,可以认为,污泥草地利用是一种良好途径。     

Using Maize (Zea mays L.) and Sewage Sludge to Remediate a Petroleum-Contaminated Calcareous Soil

Phyto-stimulation, the use of plants to stimulate activity of microorganisms in a root zone, has been proposed as an approach to promote the degradation of petroleum hydrocarbons and thus the remediation of petroleum-polluted soils. In this study, we investigated the potential use of sewage sludge to enhance phyto-stimulating effects of maize (Zea mays L.) on the elimination of an aged petroleum contamination in a calcareous soil. In a pot experiment, maize was grown on the experimental soil for two months at three levels of sewage sludge application (0, 20, and 50 g dry matter of sludge per kg soil). The amendments increased root and shoot growth of the experimental plants approximately by a factor of two at the lower sludge treatment level and by a factor of five at the higher sludge treatment level. In a separate incubation experiment, sludge application also led to an immediate stimulation of soil respiration, which then further increased over time. The initial stimulation was three times larger at the higher than at the lower treatment level, but the rate of subsequent increase was similar in both treatments. The two sludge treatments also accelerated TPH elimination in the contaminated soil, and again the effect was approximately three times stronger at the higher than at the lower treatment level. The sludge effect on TPH elimination was much stronger than the effect of the plants. More than half of the initial contamination was reduced in combined treatment with maize and sludge application at the highest rate. The results show that sewage sludge can substantially enhance the remediation of petroleum-contaminated soil, especially when applied in conjunction with a suitable plant such as maize.     

强还原方法对退化设施蔬菜地土壤的修复

设施蔬菜地大量施用化肥及不合理轮作易引起土壤盐分累积、酸化和土传病害的发生,导致土壤退化.快速且有效地改良退化土壤,可以提高蔬菜产量和菜农的经济收入.在蔬菜生长发生障碍的设施土壤中,分别加入0、3.75、7.50和11.3 t·hm^-2的风干紫花苜蓿,淹水条件下密封大棚创造强还原环境31 d,测定土壤理化性质的变化,并记录黄瓜产量.结果表明: 强还原处理使土壤氧化还原电位(Eh)迅速下降至0 mV以下,能有效地消除土壤积累的硝态氮,显著提高土壤pH,降低土壤电导率,其变化幅度随紫花苜蓿添加量的增加而增大.经强还原方法处理后,设施蔬菜地黄瓜产量达到53.3~57.9 t·hm^-2,显著高于上一季未处理黄瓜产量(10.8 t·hm^-2).淹水添加有机物料创造的强还原条件,可以短期内有效地改良退化设施蔬菜地土壤.     

Polycyclic aromatic hydrocarbons and phthalic acid esters in the soil-radish (Raphanus sativus) system with sewage sludge and compost application

We studied the accumulation of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) and phthalic acid esters (PAEs) in a latosolic red soil and radish (Raphanus sativus) with application of sewage sludge at rates of 10, 20 and 40 g kg(-1) soil or compost at rate of 10 g kg(-1) soil. In radish the concentrations of individual PAHs and PAEs varied from non-detectable to 803 microg kg(-1) dry weight (d.w.) and from non-detectable to 2048 microg kg(-1) d.w., respectively. Compared to the control, higher application rates of sewage sludge resulted in pronounced increases in shoot, root and soil concentrations of PAHs and PAEs. PAE concentrations in radish grown in soil spiked with sludge compost were higher while the PAH concentrations were comparable to those receiving 10 g kg(-1) of sewage sludge. However, the root biomass of radish in soil amended with compost was significantly higher and the shoot-to-root ratio was significantly lower than in the other treatments. The bioconcentration factors (BCFs, the ratio of contaminant concentration in plant tissue to the soil concentration) of di-n-butyl phthalate and di(2-ethylhexyl) phthalate in both shoots and roots and of total PAH concentrations in roots were less than 1.0, but some BCFs for individual PAHs were high with a maximum value of 80.     

黄土旱塬区冬小麦不同施肥处理的土壤呼吸及土壤碳动态

依据黄土旱塬区黑垆土上中国科学院长武站长期定位试验 (始于1984年),于2008年3月到6月,测定了冬小麦连作系统中返青期、拔节期、抽穗期、灌浆期和收获期土壤呼吸日变化、生育期变化以及土壤可溶性有机碳(Dissolved organic C, DOC)和微生物量碳(Soil microbial biomass C, MBC),研究了施肥措施对土壤呼吸、DOC和MBC的影响以及土壤呼吸与碳组分之间的关系.研究涉及6个处理:休闲地(F)、不施肥(CK)、有机肥(M)、氮肥(N)、氮磷肥(NP)和氮磷有机肥(NPM).结果表明,冬小麦连作系统中土壤呼吸的日变化格局呈单峰曲线,最高值出现在12:00左右(拔节期)和14:30左右(成熟期),最小值出现在0:00～3:00之间或6:00左右;冬小麦土壤呼吸速率拔节期最高,其次是灌浆后期,抽穗期最低;不同施肥条件下,各生育期土壤呼吸速率大小顺序:NPM＞M＞NP＞N＞CK＞F.土壤水分亏缺是导致抽穗期和灌浆期土壤呼吸速率降低的重要原因.各施肥处理DOC含量高低顺序为灌浆期＞抽穗期＞成熟期＞返青期＞拔节期;除M,NPM处理MBC含量拔节期＞灌浆期外,各施肥处理MBC含量高低顺序为成熟期＞抽穗期＞灌浆期＞拔节期＞返青期.同一处理不同生育期土壤呼吸速率与DOC,MBC的相关性较低,但同生育期不同施肥处理土壤呼吸与土壤有机碳组分间存在显著的相关性.以F处理土壤呼吸为基础,估算CK、N和NP处理生育期根系对土壤呼吸的平均贡献率依次为36%、45%和54%.     

不同施肥与灌水量对槟榔土壤氨挥发的影响

利用通气法田间原位试验,研究了不同施肥模式、灌溉量对槟榔土壤氨挥发速率和挥发量的影响。结果表明：槟榔恢复期和出花期追肥灌水后,不同施肥处理均在第3天出现氨挥发速率峰值（0.50-3.42 kg.hm-2.d-1）,而后迅速下降并进入低挥发阶段。出花期氨挥发速率峰值（1.50-4.42 kg.hm-2.d-1）比恢复期氨挥发速率峰值明显高。灌水量小(300 m3. hm-2)的氨挥发率和总量比灌水量大(600 m3. hm-2)的明显减小。在同一氮水平下,有机质含量较低的氨挥发率较高。在同一有机质含量条件,氨挥发率随着N肥含量增加而升高。与单施N肥处理相比,有机肥与N肥配施可明显减少氨挥发速率和总量,可减少氮损失。     

长期双季稻绿肥轮作对水稻产量及稻田土壤有机质的影响

以中国农业科学院红壤实验站1982年布置的长期定位试验为研究对象,分析了长期双季稻绿肥轮作体系下水稻产量变化趋势、稻田土壤有机质变化特征及土壤活性有机质组成。结果表明,绿肥作物与双季稻轮作种植后,水稻产量显著高于冬闲对照,绿肥作物紫云英、油菜和黑麦草处理年平均水稻产量（1982-2008）分别为10.8 t?hm-2?a-1,10.2 t?hm-2?a-1和10.0 t?hm-2?a-1,较冬闲对照分别提高27.2%,20.5%和18.1%。试验前期（1982-1993）种植绿肥作物各处理之间水稻产量无显著差异,试验开展11年后（1994-2008）种植紫云英处理水稻产量显著高于油菜和黑麦草处理。长期双季稻绿肥轮作土壤有机质随年份显著增加,双季稻紫云英轮作土壤有机质积累速度最快,年增加0.31 g?kg-1,双季稻黑麦草次之,土壤有机质年增加0.28g?kg-1,双季稻油菜轮作土壤有机质年增加0.26g?kg-1。种植绿肥作物紫云英稻田土壤活性有机质显著高于其它处理。种植绿肥作物各处理土壤有机碳、全氮、土壤微生物量碳和土壤微生物量氮含量均显著高于冬闲对照。其中黑麦草和紫云英处理土壤微生物量碳含量及微生物熵显著高于油菜和冬闲对照处理。在湘南红壤丘陵双季稻区,种植绿肥作物对提高水稻产量、增加土壤有机质、提高土壤有机质活性具有重要意义,绿肥选择上以紫云英对水稻产量和稻田土壤培肥综合效果最好。     

施用有机肥对高砷红壤中小白菜砷吸收的影响

通过盆栽试验,研究了施用猪粪和鸡粪条件下红壤中的砷对小白菜生长和吸收的影响及土壤有效态砷含量的变化.结果表明：向高砷红壤中施用猪粪和鸡粪两种有机肥均使小白菜的生物量有不同程度的增加,其中,施用猪粪处理的小白菜生物量显著高于对照处理(P<0.05);猪粪和鸡粪两种有机肥的施用可导致土壤有效砷含量明显提高,施用猪粪后土壤有效砷含量增幅达394.9%～1033.6%,而施用鸡粪的土壤有效砷含量增幅为30.4%～94.1%; 施用有机肥明显促进了小白菜对砷的吸收,其中猪粪处理下小白菜的砷吸收量比对照增加20.7%～53.9%. 根据本研究结果,对砷含量较高的高风险农田,施用猪粪、鸡粪等有机肥可能会在一定程度上提高土壤有效砷含量和作物对砷的吸收量,使农产品质量和环境风险增加.     

Application of rhizosphere interaction of hyperaccumulator Noccaea caerulescens to remediate cadmium-contaminated agricultural soil

There is an urgent requirement for selecting appropriate technologies to solve food safety problems due to soil contamination. In this study, the hyperaccumulator Noccaea caerulescens and a high Cd accumulator pakchoi cultivar (Brassica rapa L. spp. Chinenesis cv.) were grown in a moderately Cd-contaminated soil with three planting systems (monocrop, inter-crop, and crop-rotation) and three growing durations (25, 50, and 75 days) to study the role of rhizosphere interaction of both species on the uptake of Cd. The Cd accumulations in the shoot of pakchoi were significantly reduced in the inter-crop treatment, also the decreased percentage increased with rhizosphere interaction between the two species. In the inter-crop systems of 75 days, the Cd concentration and amount in the shoot of pakchoi represented 54% and 83% reduction, respectively, while the total depletion of Cd decreased by approximate 19%. Although the Cd concentration and amount in the shoot of pakchoi were significantly reduced by 52% and 44%, respectively, in the crop-rotation treatment, the decreased percentage were markedly lower than in the inter-crop treatment. Therefore, the rhizosphere interaction of hyperaccumulator with non-hyperaccumulator may reduce the risk of vegetable contamination during making full use of or remediating the contaminated soil.