磷肥对土壤中镉的植物有效性影响及其机理

为寻求保障镉污染农田稻米质量安全的有效措施,采用盆栽方法研究了低镉磷肥(Cd＜0.2 mg·kg-1)及不同施磷量(0.10、0.20 g P2O5·kg-1)对污染稻田土壤中(潮泥田)镉的植物有效性影响,并探讨了相关机理.结果表明:在0.10 g·kg-1磷剂量水平下,与对照(无磷肥)相比,钙镁磷和磷酸二氢钾处理显著提高了土壤pH和降低了土壤镉活性,钙镁磷和过磷酸钙处理显著降低了水稻对镉的吸收累积;当施磷量增至0.20 g·kg-1时,磷酸氢钙处理显著提高了土壤pH和降低了土壤镉活性,钙镁磷、磷酸二氢钾和磷酸氢钙处理下DTPA提取态镉含量降低11.8％、9.8％和11.8％,NH4OAc提取态镉含量降低9.5％、7.1％和7.1％;5种磷肥处理均显著降低了水稻茎叶中镉含量(降幅24.9％ ～ 50.8％),除磷酸氢钙处理外,糙米镉含量的降幅均达到显著水平,钙镁磷和过磷酸钙处理下糙米镉含量接近国家粮食卫生标准(GB 2715-2005).5种供试磷肥中,能提高土壤pH的磷肥(钙镁磷、磷酸二氢钾和磷酸氢钙)降低土壤镉有效性的效果显著,含钙磷肥(钙镁磷和过磷酸钙)降低水稻镉积累的效果较好.磷肥化学性质的差异可能是影响其效果的主要原因,选择碱性含钙磷肥对控制污染农田中作物吸收累积镉更有效.     

长期施肥条件下西南黄壤旱地有效磷对磷盈亏的响应

以贵州黄壤肥力与肥效长期定位试验为平台,探究有效磷(Olsen-P)与土壤累积磷盈亏、磷肥用量的关系,确定西南黄壤旱地最佳磷肥施肥量,通过Mitscherlich方程模拟作物相对产量对土壤Olsen-P的响应关系,明确西南黄壤旱地的农学阈值.结果表明: 施用磷肥可显著提高土壤Olsen-P含量,不同施磷处理间提升幅度主要与磷肥施用量有关;不施磷处理土壤磷素一直处于亏缺状态,施磷处理土壤磷素有盈余,其中全量有机肥配施全量化肥处理(MNPK)作物吸磷量和磷素盈余量最高,同等施磷水平下,与单施化肥处理(NPK)相比,有机肥配施化肥处理(1/4 M +3/4 NPK、1/2 M +1/2 NPK)更能促进作物对磷素的吸收,提高磷素累积利用率.土壤累积磷盈亏与土壤Olsen-P增量呈显著直线相关关系(P<0.05),土壤中磷素每盈余100 kg·hm^-2,MNPK、1/4 M +3/4 NPK、1/2 M +1/2 NPK、NPK处理Olsen-P分别增加16.4、13.0、21.4、5.6 mg·kg^-1,有机肥与化肥配施能有效增加土壤Olsen-P含量.西南黄壤旱地Olsen-P的农学阈值为22.4 mg·kg^-1;土壤每年磷盈亏和Olsen-P含量与磷肥施用量呈极显著正相关关系(P<0.01),磷肥用量(纯P)为每年33.3 kg·hm^-2时,土壤磷盈亏呈持平状态,Olsen-P农学阈值对应的施肥量(纯P)为每年45.9 kg·hm^-2.西南黄壤旱地Olsen-P含量主要与施磷水平有关,当年施磷量为45.9 kg·hm^-2时可获得最佳的作物产量,磷肥利用率高;当年施磷量高于45.9 kg·hm^-2时,作物产量对磷肥用量无响应,大量磷素累积在土壤中,增加了磷素的环境流失风险.西南黄壤旱地长期施用有机肥处理单位累积磷盈余量提升土壤Olsen-P的速率大于单施化学磷肥处理.     

秸秆覆盖与施磷对四川丘陵旱地土壤磷形态及有效性的影响

为揭示秸秆覆盖配施磷肥下土壤无机磷形态变化规律及磷的有效性,本研究采用二因素裂区设计,主区为秸秆覆盖和不覆盖,副区为3个施磷量(0、75和120 kg·hm^-2),分析秸秆覆盖与施磷条件下四川丘陵旱地紫色土磷吸附-解吸特征、无机磷组分含量及其与有效磷的关系。结果表明: 2018—2020年两个试验年度秸秆覆盖处理比不覆盖处理土壤磷最大吸附量分别显著降低7.7%和7.4%,磷吸附饱和度分别显著增加35.4%和18.6%,土壤易解吸磷分别显著提高21.6%和35.2%,磷最大缓冲容量无显著差异;施磷与不施磷相比,磷最大吸附量和最大缓冲容量显著降低,吸附饱和度显著增加,易解吸磷则随施磷量的增加而增加。两个试验年度秸秆覆盖处理比不覆盖处理磷酸二钙(Ca₂-P)、磷酸八钙(Ca₈-P)和铁磷(Fe-P)含量显著增加,铝磷(Al-P)含量显著降低,闭蓄态磷(O-P)和磷灰石(Ca₁₀-P)含量有降低的趋势;与不施磷相比,施磷则提高了不同无机磷组分含量。与不覆盖处理相比,两个试验年度秸秆覆盖处理土壤有效磷含量分别显著增加23.2%和9.6%,磷活化系数分别显著提高21.3%和8.9%,且土壤有效磷含量和磷活化系数均随施磷量的增加而提高。回归分析表明,无机磷各组分对紫色土有效磷有效性的贡献为Ca₂-P>Fe-P>Al-P>Ca₈-P>Ca₁₀-P>O-P。因此,秸秆覆盖配施磷肥促进了土壤难溶性磷向中等活性或易于作物吸收的磷形态分解和转化,降低土壤对磷素的吸附,促进土壤磷素的解吸,最终提高土壤磷素有效性。综合考虑经济效益,推荐四川丘陵旱地秸秆覆盖配施75 kg·hm^-2磷肥更有利于提高土壤磷素有效性。     

涪陵茎瘤芥种植区土壤肥力与产量的关系

采用田间调查研究和室内化学分析方法,研究了涪陵区主要茎瘤芥种植区土壤肥力因子及其与茎瘤芥产量的关系.结果表明: 茎瘤芥种植区土壤有效钙、镁、铁、锰、铜和锌含量较丰富,分别为3034、260、11.2、26.1、1.15和1.50 mg·kg^-1,有效磷适中,为19.3 mg·kg^-1;但有机质、碱解氮、速效钾和有效硫含量较为缺乏,分别为9.05 g·kg^-1、89.2 mg·kg^-1、106 mg·kg^-1和27.0 mg·kg^-1.茎瘤芥产量与土壤pH、有效钙呈极显著正相关,而与有效铁呈极显著负相关关系.土壤肥力因子对茎瘤芥产量的影响为：有效锰>有效铜>pH>有效铁>速效钾>有效钙>有效镁>有效硫>碱解氮>有效锌>有机质>有效磷;通过逐步回归分析剔除不显著变量,建立了土壤有效钙与茎瘤芥产量间的线性方程:Y=31636+3.63X₆.
     

磷素营养对降香黄檀幼苗生长及叶片养分状况的影响

设置0、15、30、60、100、150 mg P·株^-1等6个磷素处理开展降香黄檀幼苗盆栽试验,测定各处理幼苗的生长、生物量、叶片养分含量等指标,采用临界浓度法确定降香黄檀幼苗的适宜施磷量,从而探讨不同磷素水平对降香黄檀幼苗生长和叶片养分状况的影响,揭示其磷素需求规律以及适宜的磷供应范围。结果显示磷肥能促进幼苗生长和生物量的积累,而且随施磷量的增加,各指标呈现先升高后降低的趋势,最高值出现在60 mg P·株^-1处理,其苗高、地径、叶面积、生物量分别为对照的3.07、2.35、49.21和24.25倍。施磷显著降低幼苗叶片氮、钾含量,提高磷、镁含量,其中30、60、100 mg P·株^-13个处理间叶片磷含量差异不显著,约为对照的1.65倍。根据幼苗生物量与叶片磷含量、氮钾含量比、磷钾含量比的抛物线关系,确定叶片最适磷含量范围为1.35~2.32 g·kg^-1,由此推断降香黄檀幼苗最适宜的施磷量为60~100 mg P·株^-1。     

施磷对川西北高寒草地土壤磷形态及有效性的影响

以川西北高寒草地为研究对象,采用随机区组设计,设置0、10、20、30、40、50、60 g/m²的过磷酸钙(P₂O₅,16%)施肥试验,分析土壤不同形态磷含量和有效磷(Olsen-P)含量变化特征,探究施磷对川西北高寒草地土壤磷形态及有效磷的影响。结果表明：(1)随施磷量增加,土壤总磷(TP)含量先增加后趋于平稳而Olsen-P含量减少。高水平(50、60 g/m²)施磷下氢氧化钠有机磷(NaOH-Po)及残留磷(Residual-P)是高寒草地主要的磷素累积形态,其含量显著高于不施磷处理;(2)树脂交换态磷(Resin-Pi)、碳酸氢钠无机磷(NaHCO₃-Pi)、碳酸氢钠有机磷(NaHCO₃-Po)和氢氧化钠无机磷(NaOH-Pi)含量随施磷量增加整体呈先增加后降低趋势,表层土壤30 g/m²磷肥用量下其值均为最高,分别为21.54、22.94、65.86、64.48 mg/kg。酸溶性无机磷(HCl-Pi)随施磷量增加整体呈下...     

施磷对鲜食甘薯产量、品质及磷利用效率的影响——以徐薯32为例

为了探索适宜的磷肥用量,提高鲜食型甘薯的经济产量和磷肥利用率,以徐薯32为例,于2018—2019年进行两年的田间试验(土壤有效磷含量为31.70 mg·kg^-1),比较了不同施磷量对鲜食甘薯产量、品质、磷积累和磷利用效率的影响。试验设置5个施磷水平(P₂O₅),分别为0(P₀)、25(P₂₅)、50(P₅₀)、75(P₇₅)和100 kg·hm^-2 (P₁₀₀)。结果表明: 1)与P₀相比,施磷显著提高了鲜薯产量和商品薯产量,以P₇₅处理最高,其次为P₅₀处理,两处理间差异不显著。2)施磷显著提高了薯块中淀粉和还原糖含量,在P₅₀处理下可溶性糖和蛋白质含量显著增加。3)在生育期90～120 d,施磷显著提高了甘薯的磷积累量和干物质积累量。4)磷表观利用率随着施磷量的增加而下降,磷农学效率则随着施磷量的增加先升后降,在P₅₀处理下显著高于其他处理。综合考虑鲜薯产量、品质、经济产量和磷肥利用率,本试验条件下P₂O₅的适宜用量为50 kg·hm^-2。     

伴矿景天-水稻轮作及磷修复剂对水稻锌镉吸收的影响

采用盆栽试验,将锌镉超积累植物伴矿景天与镉低积累水稻中香1号轮作种植于重金属污染土壤,并向土壤添加钙镁磷肥和磷矿粉,研究两种磷修复剂对伴矿景天和镉低积累水稻生长及地上部重金属积累性的影响.盆栽试验结果表明,在轻污染土壤上施用50 g·kg^-1磷矿粉时伴矿景天地上部的Zn、Cd吸收量分别达到每盆11.5 和0.79 mg,效果好于施用4 g·kg^-1钙镁磷肥处理.在重金属污染土壤上种植伴矿景天使后茬水稻地上部Zn、Cd浓度上升,但钙镁磷肥的施用显著降低了水稻体内的Zn、Cd积累量.种植伴矿景天后添加钙镁磷肥稳定调控剂对土壤中水溶态及NH₄OAc提取态Zn、Cd的稳定效果明显优于磷矿粉,且在高污染土壤上效果更佳.田间试验结果显示,施用钙镁磷肥不仅可增加水稻产量,且可一定程度上降低水稻地上部的Zn、Cd吸收量.     

不同施肥方案对芒果果实品质与土壤肥力的影响

以海南贵妃芒Mangifera indica ‘Guifei’为试材,在化肥、有机肥施用量上设置3个不同处理,研究不同施肥方案对芒果果实品质及土壤肥力的影响。结果表明,与单施化肥比较,T1和T2处理使果实可溶性固形物含量提高12.0%～22.1%,维生素C含量提高8.5%～28.5%,可滴定酸含量下降41.2%～42.4%,固酸比提高94.4%～107.5%;与对照相比,本研究中提供的施肥处理显著提高土壤有机质、全氮、有效磷、速效钾、交换性钙、交换性镁、电导率及pH值,提升土壤肥力。综合而言,T2处理(有机肥5 kg·株^-1 + 尿素385 g·株^-1 + 过磷酸钙350 g·株^-1 + 高钾复合肥700 g·株^-1)对改善果实品质和改良土壤肥力性状效果最佳。     

干旱绿洲灌区大白菜施磷效应与磷肥投入阈值

针对磷肥施用量大且利用率不高的问题,通过2011—2013年在甘肃省农业科学院张掖绿洲灌区农业生态环境重点野外台站进行定位试验,研究了不同施磷量对露地大白菜产量、磷肥利用率以及磷素平衡的影响.结果表明:大白菜产量随施磷量的增加先增加后呈下降的趋势.在施磷量为112.52 kg·hm^-2时产量达到最高(5489.1 kg·hm^-2),且显著高于其他处理,与不施磷处理相比,增产13.3%~23.8%,此时磷肥利用率为14.2%.土壤中土壤有效磷(Olsen-P)和可溶性总磷(CaCl-P)呈现较好的正相关性,土壤Olsen-P含量为24.22 mg·kg-12时对应的施磷量为111.1 kg·hm^-2,表明当土壤中Olsen-P含量小于24.22 mg·kg-1时,土壤中的磷素不发生盈余,对环境不造成污染.当施磷量为60.17 kg·hm^-2时,磷输入与输出达到平衡,即此施磷量水平能满足作物的需求.结合研究区的土壤肥力状况,综合产量、磷肥利用率及土壤有效磷含量,干旱绿洲灌区磷肥投入阈值在60.17~112.52 kg·hm^-2时,能保证露地大白菜高产,并且不会造成环境污染.     

步甲作为指示生物的研究进展

步甲是鞘翅目的重要类群之一,几乎分布于所有陆生生境。步甲与环境关系密切,不少学者认为可将其作为指示生物。目前国外关于步甲作为指示生物的研究很多,内容主要集中在探索生态系统的可持续管理和对整体环境质量的评估,而国内关于步甲的研究主要是区系分类和群落多样性研究,很少关于步甲对环境的指示作用报道。因此,深入研究步甲与环境的相互关系,在此基础上进一步研究其指示作用并应用于生态环境监测和评估之中十分重要。文章对近年来国内外关于步甲作为指示生物的相关研究工作进行概括和总结,对步甲作为指示生物的优点、环境因子对步甲的影响、步甲对环境变化的响应等进行简要评述,同时讨论步甲作为指示生物的研究中存在的一些问题以及该研究领域的发展前景。     

生态环境损害鉴定评估业务化技术研究

随着社会经济的不断发展和人类需求的不断提高,我国生态环境损害事件屡有发生,由于人类活动导致的典型生态系统结构和功能退化、生态系统服务降低等生态环境损害严重威胁到我国的生态安全。系统研究典型生态系统生态环境损害基线、因果关系及损害程度的判定技术方法对保障国家生态安全和实现可持续发展具有重要的理论和实践意义。根据国家"十三五"《典型脆弱生态修复与保护研究专项指南》的要求,中国科学院大学牵头组织6家课题牵头单位联合申报了"生态环境损害鉴定评估业务化技术研究"项目,通过了专业机构组织的评审,获准立项。本文对该项目的研究背景、总体目标、主要内容及预期产出进行了介绍。该项目的开展将对典型生态环境损害评估提供决策支持,为国家在政策层面解决环境损害追责、环境执法与管理提供科学技术和平台支撑。     

A HIVE model for regional integrated environmental risk assessment: A case study in China

Regional environmental risk assessment has been a significant means of environmental management and decision-making. To assess the regional integrated environmental risk at a nationwide scale, a new index system named the Hazard, Intensity, Vulnerability, and Effectiveness (HIVE) model was designed and evolved from previous researches. The HIVE model consisted of a relatively complete framework with accessible indexes related to environment and social economy, and it considered different risk sources, pathways, and receptors as well as the influence of the risk control. As an important segment of the assessment process, a simple gridding information diffusion method was also proposed to assess the diffusion effect of risk factors in nationwide rivers. Taking China as a case study, this study calculated the environmental risk value of every sub-unit. Through the clustering function of Statistical Package for Social Sciences and the visual representation of a geographic information system, the study area was divided into nine zones that were visualized on maps according to their different risk levels and risk characteristics. This study also identified the dominant factors of each zone, which could provide the foundation for regional environmental management. Moreover, the results implied some significant correlations between risk system components and the regional social economy in China.     

欧洲蝴蝶监测的历史、现状与我国的发展对策

蝴蝶是进行生物多样性监测、评估及生态环境影响评价的重要指示生物.欧洲对蝴蝶的种类组成、种群动态与分布的长期监测已有数十年的历史,先后实施了许多具有国际性影响的长期监测计划.这些计划的目标是评估区域及国家范围的蝴蝶物种丰富度的变化趋势,分析其与栖境和气候变化等环境因素的相关性,为研究、保护和利用蝴蝶资源及预测环境变化提供基础数据,并在蝴蝶受威胁等级的划分、保护措施的制定、生态环境保护与管理等方面发挥了重要作用.本文在总结欧洲蝴蝶监测历史及现状的基础上,着重介绍英国蝴蝶监测计划(The UK Butterfly Monitoring Scheme, UKBMS)、德国及欧盟等重要的蝴蝶监测计划,同时提出了开展我国蝴蝶监测工作的具体建议.     

湿地生态环境影响评价初步探讨

探讨了湿地生态环境影响评价的理论框架 ,指出由于湿地生态环境的特殊性 ,应将非污染型生态环境影响评价放到重要位置。应重视工程项目对湿地水文条件、植物区系、动物种群改变以及移民和诱导开发的影响分析。从湿地分类开始 ,以湿地功能为核心建立评价指标体系 ,把湿地潜在的生态环境效益和工程项目可能产生影响有机结合在一起 ,评价建设项目的急性和慢性影响 ,提出减缓影响的措施和替代方案。着眼于维持现存的生态过程和自然系统 ,保护湿地的生态效益和功能 ,为湿地可持续利用服务     

Bioindicators Versus Biomarkers in Ecological Risk Assessment

The biomarker approach, adopted from medical toxicology, is subject to several theoretical and practical difficulties when used to address environmental problems. The problems are related to the definition that emphasizes measurement but does not specify a requirement to establish cause-effect linkages. An improved definition for a bioindicator is reviewed. The sentinel species approach is judged to be a biomarker rather than a bioindicator, and therefore of limited use for environmental risk assessment. An empirical weight of evidence approach to improve the utility of sentinel species is proposed.     

Role of epibiotic diatoms isolated from the barnacle shell in the cyprid metamorphosis of <Emphasis Type="Italic">Balanus amphitrite</Emphasis>

The mechanisms structuring aquatic communities across environmental gradients are often difficult to distinguish from one another and can produce similar patterns of species distributions. In freshwater systems, the amount of canopy cover from surrounding trees is often associated with transitions in local community structure. These community changes could be driven by habitat selection prior to colonization of the aquatic habitat and/or species-sorting post-colonization. To assess the contributions of pre- versus post-colonization processes in structuring larval dragonfly assemblages, we tested the impact of artificial and natural canopy cover on the selection of experimental aquatic mesocosms by adult dragonflies, and monitored the performance (i.e. growth and survival) of larval dragonflies that were placed in mesocosms under a gradient of natural canopy cover. We found that greater levels of canopy cover resulted in fewer adult visits to mesocosms, and more natural canopy cover decreased the species richness of visitors. There were no effects of canopy cover on the growth and survival of larvae added to the mesocosms. Our results suggest that adult habitat selection plays a dominant role in structuring larval dragonfly assemblages across a canopy cover gradient, and that canopy cover can be an important environmental filter on species distributions.     

Comparative assessment of indices of freshwater habitat conditions using different invertebrate taxon sets

Monitoring changes in population levels of a wide range of species in biodiversity research and conservation requires practical, easy-to-use and efficient assessment and monitoring methods. Dragonflies (Insecta: Odonata) are a valuable tool for assessing aquatic systems and have been used as indicators of ecological health, ecological integrity, and environmental change, including climatic change, as well as indicators of habitat recovery. We field-tested a freshwater ecological integrity index, the Dragonfly Biotic Index (DBI), based on dragonfly assemblages at the local scale, and compared the DBI to a biodiversity index (average taxonomic distinctness, AvTD) as well as to a standard freshwater benthic macroinvertebrate-based freshwater health index (South African Scoring System, using Average Score Per Taxon, ASPT). We sampled 20 river sites, selected a priori. Adult dragonflies and benthic macroinvertebrates were collected using standardized methods. Environmental variables were collected in situ, and water samples taken. Temperature and pH were the most important physical environmental variables in explaining the assemblage structure, and we found significant abiotic–biotic relationships, as well as biotic–biotic relationships. Overall, dragonflies were more sensitive to changes in river condition than were macroinvertebrates, in part because they were responding at the species rather than higher taxonomic level. AvTD scores did not show any significant relationship with changes in river condition. Furthermore, sites with low biotic scores (indicating disturbance) had high AvTD values. In contrast, DBI site value and ASPT scores were highly significantly correlated. We conclude that dragonfly assemblages in the form of a DBI are an excellent tool for environmental assessment and monitoring freshwater biodiversity, with the potential to replace labour-intensive benthic macroinvertebrate-based freshwater quality assessments, such as SASS.     

基于GIS的山西省矿产资源规划环境影响评价

基于目前我国矿产资源规划编制过程中的环境评价,提出了一种基于GIS(Geographic Information System)技术,实现矿产资源规划环境影响定量评价方法。在对规划区环境现状进行大尺度综合评价的基础上,利用GIS的空间分析功能,有针对性的实现规划区敏感环境保护目标的筛选、环境影响范围的确定和矿产资源开发对环境保护目标影响程度的定量表达。结合山西省矿产资源规划方案,根据山西省各区域资源开发对敏感保护目标的影响特征,在定量计算各区域环境现状综合评价分级的基础上,分别对其生态环境、水环境、地质环境等方面的影响进行评价和预测,结果显示:山西省矿产资源规划空间布局总体合理,不会对敏感环境保护目标造成严重破坏,但部分矿产资源开采区距离保护目标较近,需要在矿产资源规划实施中加以保护。提出的评价方法较好地兼顾矿产资源开发与区域环境保护,可以有效地提高矿产资源规划环境评价结果的准确性和科学性;该方法可以综合地、定量地评价矿产资源规划对不同环境保护目标的影响程度和范围,为矿产资源规划方案的修订提供有价值的参考。     

基于近海健康评价现有体系的我国普适海洋健康评价“双核”新框架的构建

海洋生态环境保持健康状态是人类可持续开发利用海洋资源环境的基础,而近海海洋生态环境的健康状况综合评价可为海洋生态环境良性发展以及社会经济决策提供科学依据。首先对国际上3种代表性的海洋环境健康综合评价方法的应用特点进行了对比分析,并归纳了我国海洋生态环境健康评价的状况,在此基础上,以指标体系法重构了一个双核结构的综合评价框架,其中内核评价以海洋生态系统的自身状态为主,外核评价则主要反映海洋之于人类经济社会的贡献,以期能够科学、准确、全面的评价我国近海海洋环境健康状况。