工矿区不同类型生物结皮对大气降尘重金属的富集规律及其影响因子

大气降尘是矿区土壤重金属的主要来源,而生物结皮对大气降尘重金属有显著的富集作用。为探究不同类型生物结皮对大气降尘重金属的富集规律及其影响因子,选取宁东典型火电厂周边生物结皮广布区作为试验样地,3类生物结皮作为研究对象,并以临近裸土作为对照,对比分析了生物结皮富集大气降尘过程中土壤理化性质、酶活性及重金属含量的变化,采用相关分析、冗余分析和方差分解方法探讨了不同类型生物结皮的结皮层(A层)和层下土壤(B层)重金属含量与其土壤物理、化学性质及酶活性之间的关系。结果表明：燃煤烟尘是矿区大气降尘重金属污染的主要来源,涉及重金属元素包括Cd、Cr、Hg、Pb、Zn、As。生物结皮对源自大气降尘的重金属元素均具有显著的富集作用,且在不同演替阶段生物结皮间的富集规律完全一致：藓结皮>混生结皮>藻结皮;重金属综合污染指数评价结果显示：生物结皮对重金属具有表层富集效应,表现为A层污染程度高于B层。不同类型生物结皮A、B层综合污染指数存在显著差异,排序为：藓结皮>混生结皮>藻结皮;和对照相比,三类生物结皮均能通过富集大气降尘增加其A、B层养分和细颗粒物含量并改善土壤质地。方差分解结...     

包头南海子湿地三种鹭鸟羽毛与环境中重金属含量的关系

于2016年7至10月采用电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-OES),测定了内蒙古包头南海子湿地繁殖期过后的白琵鹭(Platalea leucorodia)、苍鹭(Ardea cinerea)和夜鹭(Nycticorax nycticorax)3种鹭鸟初级飞羽及环境因子(水、土壤、食物)中As、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn、Fe、Mn、Hg 10种重金属的含量,采用单因素方差分析方法比较了不同鹭鸟种类羽毛重金属含量差异,并通过生物富集系数及Pearson相关性检验分析了羽毛与环境因子间重金属含量之间的关系,以揭示包头南海子湿地环境中重金属污染现状及生物富集特征。结果表明:(1)被检测的10种重金属中,As、Cd、Cr、Cu、Pb、Zn、Hg 7种元素在湿地环境中均已超标,尤其土壤中Fe、Zn、Cu已达到重度污染的程度。(2)不同重金属元素在鹭鸟羽毛中的含量存在差异,其中Fe元素在白琵鹭羽毛中的含量水平最高(388.77 mg/kg),Cd元素在夜鹭羽毛中的含量最低(0.12 mg/kg)。在鹭鸟羽毛中重金属含量由高至低的顺序分别为,白琵鹭Fe、Zn、Mn、Cu、Hg、Cr、Ni、Pb、As、Cd,苍鹭Zn、Fe、Cu、Cr、Ni、As、Mn、Hg、Pb、Cd,夜鹭Zn、Fe、Mn、Cu、Ni、Pb、Hg、Cr、As、Cd。除Pb和Cd元素外,其他8种元素含量在3种鹭鸟羽毛中的含量种间差异显著。(3)相关分析表明,鹭鸟羽毛中的重金属含量与环境因子中的重金属含量显著相关且呈现富集特征,为此可作为监测当地环境污染的指示性材料。     

公路绿化植物油松(Pinus tabulaeformis)和小叶杨(Populus simonii)对重金属元素的吸收与积累

对内蒙古西部公路绿化植物油松（Pinus tabulaeformis）、小叶杨（Populus simonii）及其根际土壤中重金属元素（Cd、Hg、Pb、Cu、Zn、Ni、Cr）和类金属元素（As和Se）含量以及根际土壤重金属（Cu、Zn、Pb、Ni和Cr）形态、土壤pH值进行了测定。对比分析了公路沿线不同绿化植物及其不同器官对重金属元素的吸收与积累特征。结果表明：绿化植物根际土壤对重金属元素的吸附及污染程度以Cd为最高。随原子序数的递增,小叶杨和油松两种植物的根部和茎叶两种营养器官中重金属的含量均表现出“N”字形变动趋势。而且重金属元素在不同植物不同器官中的含量具有Zn〉Cu〉Ni,Cr,As,Pb〉Cd〉Hg的基本规律。小叶杨茎叶对重金属元素Cr、Ni和Pb的富集能力较根部为强,油松茎叶对重金属元素Cr、Ni、Cu和Pb的富集能力较根部为强。绿化植物根际土壤重金属元素有效态占总量百分比的大小序列为Zn〉Pb〉Ni、Cr〉Cu,与重金属元素在不同植物不同器官中的含量大小序列Zn〉Cu〉Ni、Cr、As、Pb〉Cd〉Hg并非趋于一致。公路绿化植物对根际土壤中重金属元素的吸收和积累与重金属元素有效态所占的比例有关。     

海口城市土壤重金属污染特征与生态风险评估

对海口城市土壤重金属含量、空间分布特征与赋存形态进行了研究,并评估了其生态风险。结果表明,海口城市土壤重金属Hg、As、Cd、Cu、Cr、Ni、Pb、Zn的平均含量分别为0.073、3.82、0.25、26.7、92.4、52.5、29.1和84.1 mg·kg-1。与海口土壤背景值相比,海口城市土壤明显富集重金属Hg、As、Cd、Cu、Cr、Ni、Pb和Zn,受到一定程度重金属污染。Cr、Ni、Cu、Cd和Zn元素主要在郊区富集,Pb主要在路边绿化带中富集,Hg主要在生活区富集。海口城市土壤中Zn、As、Cr、Cu和Ni以残渣态为主,Hg主要以强有机态和残渣态存在,Pb主要以铁锰氧化态和残渣态存在,而Cd则主要以生物可利用态为主。生态风险评价结果显示,海口城市土壤重金属综合生态风险属于微弱水平,但Cd和Hg污染应引起重视。     

临安市雷竹林土壤重金属污染特征及生态风险评价

为了解临安市雷竹林土壤重金属污染特征,采集并测定了160个土壤样品的Hg、As、Cu、Pb、Zn、Cd、Cr、Ni、Co、Mn等重金属含量,采用单因子污染指数和内梅罗综合污染指数对雷竹林土壤重金属污染程度进行分析,并应用Hankanson潜在生态风险指数法对雷竹林土壤重金属潜在生态风险进行评价.结果表明:雷竹林土壤重金属Hg、As、Cu、Pb、Zn、Cd、Cr、Ni、Co、Mn的平均含量分别为0.16、7.41、34.36、87.98、103.98、0.26、59.12、29.56、11.44、350.26mg·kg-1,Pb、Cd、Zn和Cu平均值超过浙江省土壤背景值,分别是对应背景值的2.89、1.70、1.12、1.12倍.经单因子污染指数评价,不同重金属元素的平均污染程度大小依次为Pb＞Cd＞Cu=Zn＞Hg＞As＞Ni＞Co＞Cr＞Mn,其中Pb有中度污染,Cd、Cu和Zn有轻度污染.经内梅罗综合污染指数评价,160个样点都受到不同程度的重金属污染,轻度污染、中度污染和重度污染水平所占比率分别为55.6％、29.4％和15.0％.各重金属单因子潜在生态风险指数平均值评价结果显示,只有Cd污染达到中等生态风险,其他重金属均为轻微生态风险,而局部采样点Cd和Hg单因子潜在生态风险指数最大值分别达到256.82和187.33,存在很强生态风险.重金属综合因子潜在生态风险指数评价结果表明,临安市雷竹林土壤整体上存在轻微生态风险.     

海口城市水体底泥中重金属含量分布、形态特征及环境质量评价

分析了海口市19 个水体59 个底泥样品中重金属的含量和形态, 并进行环境质量评价。结果表明: 海口城市周边水体底泥的Cr、Ni、Cu、Cd 元素含量高于市区底泥; 而Hg、Pb、Zn 元素含量分布则表现出市区高于周边的规律。As 未表现出空间差异。海口底泥中Cu、Pb、Zn 以残渣态为主(占40%左右); Cr、Ni、Hg、As 四种元素以残渣态为主(占60%以上); Cd 元素形态则以离子交换态为主(占30%以上), 除残渣态之外的其余形态所占比例和高于80%。环境质量评价结果表明, 海口城市底泥中As、Cd、Cu 三种元素的含量较低, 基本上符合海洋沉积物质量(GB18668-2002)一、二级标准。而Cr、Ni 和Hg、Zn、Pb 五种元素含量稍高, 周边底泥中Cr、Ni 两元素含量符合或超过三级标准, 市区底泥中Hg、Zn、Pb 元素含量分别符合二、三或超三级标准。     

贵州木油厂汞矿区4种藓类植物及其基质中重金属元素分析

通过对贵州木油厂汞矿区4种藓类植物(真藓、卵蒴真藓、羽枝青藓和圆枝粗枝藓)及其生长基质中的Cu、Zn、Ca、Mg、Cd、Pb、Hg、As 8种元素进行测定分析,以揭示藓类植物与生长基质中重金属元素及其污染程度的关系.结果表明:(1)贵州木油厂汞矿区藓类植物生长基质中Cu、Hg和As元素的平均含量分别是相应国标值的1.29倍、300倍和1.69倍,说明该矿区已受到Cu、Hg和As的污染,且Hg污染特别严重.(2)羽枝青藓的As、Zn、Cd和Pb含量均最高,圆枝粗枝藓的Cu、Ca、Mg和Hg含量均最高,对重金属具有较强的耐受性.(3)羽枝青藓和圆枝粗枝藓对Zn均强烈富集,其富集系数分别为6.14和3.364;羽枝青藓、卵蒴真藓和真藓对Pb均强烈富集,其富集系数分别为13.769、9.547和3.004;表明羽枝青藓对Zn和Pb的富集能力最强,可用于土壤Zn和Pb的污染治理.(4)4种藓类植物对Cu 的富集系数为0.915～1.184,卵蒴真藓和圆枝粗枝藓对Hg的富集系数分别为0.542和0.682,圆枝粗枝藓对As的富集系数为0.74,均为同一水平,表明4种藓类植物可指示其生长基质中Cu、Hg和As的含量.(5)元素间的相关分析显示,木油厂汞矿的Cd和As之间呈显著负相关(P＜0.05),表明两元素间有拮抗作用.     

海南东寨港红树林沉积物中重金属的分布及其生物有效性

对东寨港红树林湿地沉积物中7种典型重金属元素(Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd 和Pb)的有效态含量和全量进行测定,并讨论了红树林湿地沉积物中重金属元素的分布特征及其生物有效性.结果表明： 7种重金属在东寨港红树林湿地的含量大于亚龙湾和三亚湾的红树林湿地,但与中国南方和世界各地的典型红树林湿地相比仍处于中等偏低水平.东寨港红树林湿地光滩、林缘、林内表层沉积物的重金属含量存在差异;在柱状沉积物中重金属伴随沉积明显,表现出较强的同源性.经EDTA萃取出的有效态金属在表层沉积物中含量依次为Cu＞Cr＞Zn＞Ni＞As＞Pb＞Cd;垂直梯度重金属有效态含量占总量的比例的最大值(除Ni外)均出现在表层或中上层;目标重金属元素有效态和总量在空间分布上具有明显正相关性,元素总量指标能较好地评估该元素的生物有效性     

城市绿化树种香樟不同器官对土壤重金属的富集特征

为了了解不同土壤重金属浓度梯度及污染梯度下香樟不同器官的富集特征,测定了香樟树叶、树枝、树干和根际土壤中6种重金属元素(Cu、Zn、Pb、Cr、Mn、Ni)的含量.结果表明: 香樟地上部分重金属含量因器官、元素种类、根际土壤重金属浓度的不同而存在差异.香樟树叶和树枝重金属含量的大小顺序均为:Mn＞Zn＞Cu＞Cr＞Pb＞Ni,树干重金属含量为:Mn＞Zn＞Cr＞Pb＞Ni＞Cu.树叶对Mn的富集系数较高,为2.409;树干对Ni的富集系数较高,分别为树叶、树枝的8.6和17倍,且在不同土壤重金属浓度梯度下,香樟树干对Cu、Zn、Pb、Cr、Ni的富集系数均明显高于其他器官.香樟地上部分器官对Cu、Zn、Pb、Cr、Mn、Ni 6种重金属元素的综合富集能力大小顺序为:树叶＞树干＞树枝.随着土壤重金属污染等级的增加,香樟地上部分各器官的富集系数均逐渐降低.研究区域平均胸径为22 cm的单株香樟对重金属元素富集效能的大小顺序为:树叶＞树干＞树枝,其中树干对Cu、Zn、Pb、Cr、Ni的积累量均显著高于树叶和树枝.表明香樟对6种重金属元素均有一定的富集能力,并且树干对Pb和Ni的富集效能明显,分别占地上部分总积累量的82.7%和91.9%,能很好地富集并稳固土壤中的Pb和Ni,可作为修复治理土壤重金属污染的备选树种.     

山区路侧土壤-油菜系统重金属来源及关联特征

以安顺市至龙天村部分路段位置为基准,选取不同坡度采集距路侧不同距离、高度的油菜及表层土壤样品,测试了各样品中Cu、Pb、Cd、Cr、Zn、Ni、Hg、As元素含量,分析了路侧油菜与土壤中重金属的可能来源、分布规律及表层土壤组成的差异。结果表明：道路截面灰尘有机质含量较高;油菜土壤质地粗细不一,侵入类型以砾石、生活垃圾为主;表层土Cd的Igeo值最高为6.94,属极重污染,Cr、Pb属轻污染;油菜重金属Cd、Cr主要来源地质背景,Pb、Zn、Ni主要受非点源污染源路线影响,Hg、As、Cu与地质背景和人为活动有关;油菜组织重金属含量最大值主要集中在路侧10m内,叶、茎、根中Cr、Cd超标极其严重,分别为：14.49、12.96、15.54倍,35.13、9.54、19.72倍;5m处油菜叶、茎、根对As、Hg、Cr、Pb、Zn、Ni、Cu的富集能力远高于10 m、30 m处。     

火电厂周边不同生物结皮细菌群落特征差异及其影响因素

为探究大气降尘重金属污染对矿区周边不同类型生物结皮细菌群落结构的影响,利用高通量测序技术分析位于宁东能源化工基地典型火电厂周边的3类生物结皮(藻结皮ZB、混生结皮HB、苔藓结皮TB)和对照(CK,裸土)的细菌丰度和群落结构,并探讨了影响细菌群落结构的环境因子。结果表明: 不同类型生物结皮的理化性质和重金属含量存在差异,且由于生物结皮对大气降尘重金属的富集作用造成各类结皮均达重度污染级别。在相对丰度排名前10的优势细菌门中,芽单胞菌门、蓝细菌门在不同类型生物结皮之间差异显著。细菌群落α多样性由高到低排序依次为CK>TB>HB>ZB。非度量多维排序(NMDS)结果显示,裸土细菌群落与其他3种生物结皮存在明显差异。相关性分析表明,生物结皮演替对细菌群落组成具有显著影响,细菌多样性和组成与pH、养分、重金属含量等密切相关。放线菌门、绿弯菌门相对丰度与pH值呈显著正相关关系,而与全氮(TN)、全磷(TP)、Pb、Zn、Cd均呈显著负相关关系;冗余分析结果表明,TN、pH、TP、有机碳(SOC)是影响3种生物结皮细菌群落α多样性以及一些优势菌群相对丰度的主要土壤环境因子,而重金属Pb、Zn、Cd是影响细菌群落结构的主要重金属元素,对细菌群落数量和多样性有抑制或刺激作用。说明pH、重金属和养分是影响结皮细菌群落组成的关键因子。总体而言,长期的重金属富集作用会对生物结皮的细菌多样性和群落组成产生影响。     

成都平原北部水稻土重金属含量状况及其潜在生态风险评价

为了解成都平原水稻土重金属含量状况和潜在的生态风险,选取成都平原北部水稻土典型区域为研究对象,采集了158个表层土壤样品,分析了土壤中pH值和Cd、Cu、As、Hg、Pb、Cr、Ni 7种重金属元素含量,以20世纪80年代测定的成都平原土壤重金属元素背景值为评价标准,采用Hakanson潜在生态危害指数法对研究区域的重金属潜在生态风险进行了评价。结果表明:研究区域水稻土Cd、Hg、Ni、Cu、Pb、Cr和As平均含量分别为0.709、0.187、32.08、34.12、31.52、82.13 mg/kg和7.25 mg/kg;Cd、Ni、Cu和Hg 4种重金属超过《土壤环境质量标准》(GB15618-1995) Ⅱ级标准值样本比例分别为87.34%、8.23%、3.80%和3.80%,Cd含量超标严重。7种重金属元素变异系数幅度为18.35%-49.03%,由大到小依次为Cd、Hg、Cu、As、Ni、Cr、Pb。75.32%的样本达到中度或较强重金属潜在生态风险,区域整体表现为中度潜在生态风险(RI平均值为198.65),Cd和Hg为高生态风险元素,对潜在生态风险贡献率分别为62.27%和20.78%,As、Pb、Cu、Ni、Cr为低生态风险元素;风险概率图显示城区周边和绵远河沿线的潜在生态风险等级较高。因此,成都平原水稻土农业生产中应采取一定的措施防控农产品Cd和Hg污染。     

毛乌素沙地南缘沙丘生物结皮对凝结水形成和蒸发的影响

在水分极度匮乏的荒漠生态系统,凝结水是除降雨之外最重要的水分来源之一,它对荒漠生态系统结构、功能和过程的维持产生重要的影响。为探明半干旱沙区生物结皮表面的凝结水形成和蒸发特征,采用自制的微型蒸渗计(直径7 cm、高5 cm的PVC管)实验观测了不同类型地表(裸沙、浅灰色藻类结皮、黑褐色藻类结皮和苔藓结皮)对凝结水形成和蒸发的影响。结果表明:(1)观测期间共有20次凝结水形成记录,除降雨天气外,几乎每天都能观测到水分凝结现象;(2)不同类型地表凝结水总量依次为(1.998±0.075),(2.326±0.083),(2.790±0.058)和(3.416±0.068) mm,生物结皮表面的凝结水总量显著大于裸沙(P < 0.05);随生物结皮的发育,不同类型生物结皮表面的凝结水总量呈增加的趋势,凝结水总量之间差异显著(P < 0.05);观测期间不同类型地表日平均凝结水量依次为(0.100±0.003),(0.116±0.004),(0.140±0.002)和(0.171± 0.003) mm,不同类型地表日平均凝结水量之间差异极显著(P < 0.01);(3)凝结水形成过程的观测结果显示,凝结水19:00开始形成,23:00-凌晨1:00形成不明显,1:00-7:00继续形成,除浅灰色藻类结皮外,太阳升出后在黑褐色藻类结皮和苔藓结皮表面继续形成少量的凝结水;凝结水7:30开始蒸发,10:30到11:00之间结束蒸发,凝结水在裸沙和浅灰色藻类结皮中的保持时间显著大于黑褐色藻类结皮和苔藓结皮中的保持时间(P < 0.05);(4)凝结水的形成受大气温度、地表温度、空气相对湿度和大气地表温度差等气象因素的影响,但其形成过程不与某一个气象因素呈简单的线性关系。     

江苏省典型区农田土壤及小麦中重金属含量与评价

为了研究江苏省典型区地震带农田土壤和小麦中重金属的污染,在具有代表性的农田采集收获期小麦及耕层土壤,分析和评价了土壤和小麦中重金属Cu、Pb、Cd、Ni、Cr、Hg、As和Zn的含量及污染程度。结果表明,土壤样品中Cd、Zn、Pb的含量均超过江苏省土壤背景值,Cr、Cu、Ni和As分别有25.64%、97.44%、92.31%和92.31%的土壤样品中超过江苏省土壤背景值,Hg的含量均在背景值以下;与国家土壤环境质量标准(GB15618—1995)中Ⅱ级标准相比,Cd的含量均超出标准限值,其它7种重金属元素含量均在标准限值以下。土壤中重金属相关分析表明,Cd、Cu、Cr、Ni、Pb、Zn、As具有相同的来源的可能性较大,而Hg与Cd、Cu、Cr、Ni、Pb、Zn、As的来源均不相同。以NY 861—2004为评价标准,小麦籽粒Pb、Cr、Hg、Ni、As样品超标率分别为100%、58.97%、33.33%、10.26%、2.56%,Cu、Zn和Cd没有样品超标,由此可见小麦籽粒中Pb的污染最为严重。采用单因子污染指数法、综合污染指数法和Hakanson潜在生态评价指数法以国家土壤环境质量标准(GB15618—1995)和江苏省土壤背景值为参比值,对农田土壤重金属污染进行评价,结果显示,从单项污染指数来看只有Cd达到重度污染水平,其它元素均在安全范围以内,从综合污染指数来看土壤重金属污染达到中度污染水平,从潜在生态评价指数法来看,研究区域表现为很强的生态危害,并以Cd为主要污染因子。     

海河低平原区农田重金属含量的空间变异性——以河北省肥乡县为例

随着工业和农业的快速发展,农田受到重金属污染的压力越来越大,其土壤环境质量的及时监测和掌握重金属在其空间的变异规律对农业生产具有十分重要的意义。利用地统计学和GIS技术对海河低平原区（肥乡县）农田土壤耕层（0—20Cm）8种重金属含量空间变异性进行了研究。结果表明：去除异常值后,8种重金属含量都符合正态分布,且其含量算术平均值未超过国家土壤环境质量二级标准。通过变异函数分析,Ph和Cr具有纯块金效应,Cu和Zn符合指数模型,Ni和Cd符合球状模型,地和As符合带基台值的线性模型。在该地区以2．0km为取样间距较大,以后调查时应该缩小间隔。Zn和Cd的空间变异性受人为因素影响较小,而Cu、Ni、Hg和As的空间变异性受人为因素影响较大,Ph和Cr在整个研究尺度上具有恒定的变异。Cu、Zn、Ni、Hg、As和Cd的变程差异较大,在2．5—13．7km之间。通过普通kriging法局部插值,Cu、Zn、Ni和As含量由西南部向东北部含量逐步升高,但是Hg却表现出相反的分布趋势。这将为当地正在开展的优势农产品区域布局规划提供理论依据。     

广州市花都城区绿地土壤肥力与重金属污染分析

在对广州市花都城区绿地土壤取样调查的基础上,采用全国第二次土壤普查养分分级标准和内梅罗污染指数法等对其土壤肥力和重金属污染情况进行分析评价,揭示花都城区绿地土壤存在的问题。结果表明,花都城区绿地土壤容重变幅在1.25～1.75 g·cm–3之间,孔隙度变幅在30.81%～47.42%之间,pH在6.16～7.68之间,有机质含量在四级及以下标准,严重缺乏氮素和磷素。不同绿地类型中,厂区路旁绿地土壤重金属污染最严重,其次为主干道两侧绿地;研究区As污染最严重,Pb次之,未受Zn污染,存在不同程度的Cu、Cd、Cr、Ni、Hg污染。相关性分析表明,土壤pH与全钾、碱解氮含量极显著相关,有机质与全氮极显著相关,全氮、全磷分别与碱解氮、有效磷显著正相关,全钾与碱解氮显著负相关;重金属元素中,Cu与Zn、Cr、Ni极显著相关,Zn与Cu、Pb、Cd、Cr、Ni极显著相关,Pb与Zn、Cd极显著相关,Cr与Cu、Zn、Ni极显著相关,As和Hg与其他重金属元素均无显著相关性。     

贵州水银洞金矿紫茎泽兰重金属元素测定与分析

利用原子吸收法对贵州水银洞金矿紫茎泽兰及其基质中Cr、Pb、Zn、Cd、Hg和As含量进行了测定和分析。结果表明,贵州水银洞金矿废水处理区土壤Hg(12.575 mg·kg^-1)和As(501.374 mg·kg^-1)已严重超标,Hg和As的平均含量分别是国家土壤环境质量三级标准(GB15618-1995)的8.383倍和12.534倍,污染极为严重;紫茎泽兰对该矿区不同的重金属富集能力不同,尤其对该矿区Cr有较强的富集作用,具有一定的Cr污染修复潜力。紫茎泽兰对所测定的6种重金属元素的吸收转移能力有较大的差异,整个植株对Pb、Zn 和Cr具有很强的吸收转移能力。其茎、叶对不同的重金属元素的吸收转移能力也呈现出很大的差异,紫茎泽兰茎对Cr、Pb和Cd具有很强的吸收转移能力,而叶对Zn、Pb和Hg具有很强的吸收转移能力。除As外,紫茎泽兰对Cr、Pb、Zn、Cd和Hg都具有不同程度的耐受能力,对该矿区的生态恢复具有重要的作用。     

古尔班通古特沙漠生物结皮不同发育阶段中藻类的变化

通过在古尔班通古特沙漠南缘相同的地貌部位,选择裸沙、藻结皮、地衣结皮和苔藓结皮4种不同演替阶段中的生物结皮,研究了藻类的种类组成、优势种和生物量的变化.结果表明:(1)在结皮的不同演替阶段,藻类种类组成不同,其常见物种有一定的差异,如裸沙中藻类常见种是脆杆藻2(Fragilaria sp.2)、威利颤藻(Oscillatoria willei)和奥克席藻(Phormidium okenii),藻结皮的常见种是小聚球藻(Synechococcus parvus)、颗粒常丝藻 (Tychonema granulatum)、韧氏席藻(Phormidium retzli);同时在不同发育阶段亦存在一些特有种.(2)在裸沙发育到成熟生物结皮的过程中,藻类的优势物种也发生相应的变化.裸沙、藻结皮、地衣结皮和苔藓结皮的优势种分别是脆杆藻1(Fragilaria sp.1)、具鞘微鞘藻(Microcoleus vaginatus)、具鞘微鞘藻、眼点伪枝藻(Scytonema ocellatum)或集球藻(Palmellococcus miniatus).(3)藻类生物量在生物结皮不同演替阶段差异极显著(P<0.01),在裸沙中藻类生物量最低,随着生物结皮的逐渐发育,藻类生物量明显升高,地衣结皮最高,约是裸沙的8.3倍,当发育至苔藓结皮时,藻类生物量又有所下降.(4)在裸沙中基本为松散的沙粒,随着生物结皮的演替,丝状种类占明显的优势,尤其是具鞘微鞘藻,另外真菌菌丝和苔藓假根分别在地衣结皮和苔藓结皮中起着重要作用.     

不同类型生物土壤结皮覆盖下风沙土的入渗特征及模拟

干旱荒漠区广泛分布的生物土壤结皮(BSCs)对土壤水分入渗过程有重要影响。以古尔班通古特沙漠南缘的BSCs为研究对象,基于野外采样与室内模拟实验等方法,探究藓类、地衣和藻等3种类型BSCs覆盖下沙土的入渗特征。结果表明:与无结皮覆盖的风沙土对照,3种类型BSCs均显著降低了沙土初渗速率,藓类结皮、地衣结皮、藻结皮覆盖下初渗速率降低幅度依次为36.10%、46.42%、50.39%;藓类结皮、地衣结皮(P0.05)和藻结皮(P0.05)均明显降低了沙土稳渗速率,降低幅度依次为16.50%、33.98%和35.92%;3种类型BSCs均限制了湿润锋在沙土的推进过程,表现为:藓类结皮、地衣结皮、藻结皮的渗漏时间分别为裸沙对照的2.13、3.04和2.98倍;各类型BSCs均减小了沙土累积入渗量,阻碍了沙土水分入渗,与裸沙对照相比,藓类结皮、地衣结皮、藻结皮的1 h累积入渗量分别降低16.10%、28.56%和26.56%。在实验条件下,Kostiakov模型最适用于模拟不同类型BSCs覆盖下土壤水分入渗过程,Horton模型模拟效果次之。