不同土地利用类型下氮、磷在土壤剖面中的分布特征

在北京市东南郊大兴区采取了44处0～20cm,20～40cm,40～60cm,60～80cm,80～100cm5个不同深度的土壤剖面样品。按土地利用类型,采样点可分为农田、菜地、果园、林地、草地。土壤剖面中,由表层向深层,pH值升高,有机质、速效磷、全磷、硝态氮、全氮降低,且在20～40cm处有较大变化。表层土壤受土地利用影响,不同土地利用类型的土壤性质差别较大,尤以菜地土壤,pH为8.01低于其他类型土壤的平均值8.27,有机质、速效磷、全磷、硝态氮、全氮都高于其他类型的土壤,分别是其他类型土壤的110%～198%,355%～1629%,162%～224%,724%～1540%,130%～248%,速效磷和硝态氮远高于其他土壤。深层土壤性质差异不大,各项土壤性质差异随深度而变小,但菜地80～100cm处,硝态氮含量为18.8mgkg-1,是同深度其他类型土壤的175%～389%。土壤中硝态氮的积累情况,菜地>农田、果园、林地>草地。磷的积累与氮不同,速效磷在0～20cm大量积累,不同类型的土壤,速效磷积累差异显著,在40～60cm处,菜地速效磷含量是其他利用类型土壤的161%～602%;在80～100cm处,不同利用类型的土壤中速效磷无显著性差异。这一情况表明,菜地的过量施用氮、磷肥导致了土壤中的磷和氮大量积累,并以速效磷、硝态氮的形态向下淋溶并在深层土壤中积累。硝态氮在80～100cm的积累仍相当严重,有继续向下淋溶的可能,速效磷的淋溶在80～100cm处已较为微弱,其淋溶过程主要在0～60cm处。对速效磷和硝态氮的累积进行多元线性回归分析,发现速效磷与全磷含量有着良好的线性相关性,而与有机质和全氮含量关系不大。硝态氮则受土壤中pH、有机质和全氮3因素的共同影响。     

桂林会仙喀斯特湿地芦苇群落土壤氮的季节变化

该研究以桂林会仙喀斯特湿地典型芦苇植物群落土壤为对象,研究了土壤氮含量的季节动态变化特征,探讨了土壤氮对水热季节变化的响应趋势。结果表明:土壤有机氮在全氮中所占比例较大,0~10 cm土层的全氮与0~10 cm和10~20 cm土层的速效氮季节变化特征一致,表现为夏季秋季春季冬季;10~20 cm和20~30 cm土层的全氮和有机氮均表现为春季夏季秋季冬季。0~10 cm土层的有机氮和10~20 cm土层的速效氮变化趋势一致,表现为秋季夏季春季冬季。各层土壤硝态氮呈现出先升高后降低的单峰曲线变化趋势,均表现为夏季春季秋季冬季,并与铵态氮0~10 cm和10~20 cm土层的季节变化趋势相一致。20~30 cm土层的铵态氮与0~10 cm和20~30 cm土层的土壤微生物量氮含量时间动态一致,均表现为春季秋季夏季冬季,10~20 cm土层的微生物量氮表现为秋季春季夏季冬季的趋势。土壤铵态氮含量明显高于硝态氮,各层土壤铵态氮含量基本呈现出不规则"M"形的双峰曲线变化。会仙喀斯特湿地典型芦苇植物群落不同土层土壤各形态氮含量的动态特征对水热变化的季节响应差异较大,不同月份之间有所不同,但均在冬季含量最低,与月均气温和月均降雨量的变化关系表现为不完全的同步趋势。土壤氮含量季节变化特征的差异主要与气温、水分条件、不同生长期芦苇吸收利用、土壤有机碳、凋落物养分的归还以及有机氮矿化等影响有关。该研究结果为桂林会仙喀斯特国家湿地公园生态功能恢复与可持续发展利用提供了科学依据。     

磷氮在水田湿地中的迁移转化及径流流失过程

水稻田湿地系统是我国东南部高产农业区的主要土地利用类型,是我国特有的景观结构．在巢湖六叉河小流域进行的野外实验结果表明,这一湿地系统的水塘、水沟和水稻田都能有效地截留来自村庄、森林地和旱地的磷氮非点源污染物．实验同时研究了磷氮物质从水稻田中的径流流失方式和机理,结果发现磷氮物质从水稻田中的径流流失量与水稻田持水量、施肥量、降雨量、水稻生长过程和水稻田排水堰高度等因素有关,并提出了一个模型计算磷氮径流流失量,表明在施肥情况下的磷氮流失量分别高达０．６９和１１．２ｋｇ·ｈｍ－２,是最大的潜在非点源污染．     

两种种植体系下地下水硝态氮含量变化

寿光作为全国闻名的保护地蔬菜产区,过量施肥的现象非常普遍。为了解集约化大棚蔬菜种植区地下水中硝酸盐的含量变化状况,于2003～2005年对寿光市大田（小麦-玉米）、大棚（一年两茬番茄）两种不同的种植体系下农田灌溉水和农村饮用水水井进行了定点跟踪监测。结果表明：大田区地下水中硝态氮的含量随着时间的变化波动很小,农村饮用水中硝态氮含量没有超标现象;随着时间推移,大棚区灌溉水井中硝态氮含量年内（从年初到年末）呈明显的上升趋势,年际间则存在有规律的波动并逐年升高;灌溉水中硝态氮平均含量普遍高于饮用水,浅层地下水明显高于深层地下水;无论大棚区还是大田区,井深不同对地下水的硝态氮含量影响差异很大,浅井中硝态氮的含量明显高于深井。大棚区农村饮用水硝态氮含量超标现象非常普遍,对国家饮用水标准（20mg·L^-1）超标率最高达37.50%,平均为14.06%;对WHO推荐饮用水上限（10mg·L^-1）超标率最高达56.25%,平均为42.19%,硝态氮最高含量45.60mg·L^-1。集约化大棚蔬菜栽培模式已经对农村地下水造成了很大的硝态氮污染,饮用水中较高的硝酸盐含量已经对当地居民的健康构成了潜在的威胁。     

南黄海辐射沙脊群海域氮磷的季节变化及潜在性富营养化分析

根据2011 年5、8、10 月以及2012 年2 月对南黄海辐射沙脊群海域4 个航次海水水质的调查资料, 分析了该海水营养盐的分布特征和季节变化, 利用潜在富营养化评价模式评价水质营养状况。结果表明, 无机氮年平均浓度为0.476 mg·L1, 春季最高, 平均为0.636 mg·L1。4 个季节中溶解无机氮以硝态氮(NO3-N)为主要存在形式, 占年平均含量的76.6%, 其中以春季比例为最高, 氨氮(NH4-N)占无机氮年平均含量的23.3%, 亚硝氮(NO2-N)含量较低,全年基本未检出。磷酸盐的年平均浓度为0.164 mg·L1, 季节变化呈现春季至冬季递增的分布特征。氮和磷的空间分布基本符合由陆向海逐渐降低的趋势。本海域春季和夏季属于中度营养水平, 秋季和冬季属于氮限制中度营养水平。     

三峡库区不同土地利用方式下土壤氧化亚氮排放及其影响因素

采用静态箱-气相色谱法对菜地、旱地、林地、果园、水改旱土壤N₂O排放特征及其相关影响因子进行研究.结果表明：不同土地利用方式下土壤N₂O的排放通量在-21～435 μg·m^-2·h^-1之间变化,N₂O年排放总量为菜地>果园>旱地>水改旱>林地,分别为447.14、313.57、167.00、124.87和7.24 mg·m^-2.土壤N₂O排放通量呈现明显的季节性变化,以春夏季最高,秋季次之,冬季最低,并与对应的大气及土壤温度的变化趋势基本一致.N₂O排放通量与5 cm土壤温度及土壤硝态氮含量呈显著或极显著正相关,与土壤水分及土壤铵态氮含量无明显相关关系.     

城市化对湿地松人工林氮素供应的影响

以位于南昌市城乡梯度(城区、郊区和乡村)的湿地松人工林为研究对象,采用离子交换树脂袋法,估测城乡梯度森林土壤有效氮的季节动态,分析城市化对土壤供氮能力的影响.结果表明:湿地松人工林土壤有效氮的供应存在明显的季节波动,其中秋、冬季铵态氮高于春、夏季,而春、夏季硝态氮、矿质氮和相对硝化速率高于秋、冬季(P＜0.05);有效氮供应的季节动态与湿地松的生长节律(即需氮过程)基本吻合.城乡梯度不同位置森林土壤有效氮及其各组分与相对硝化速率的差异明显,城区均显著高于乡村(P＜0.05);城市化会加快森林土壤的矿化和硝化过程,增强土壤的供氮能力,提高土壤中硝态氮含量.建议在城市森林建设中应配置需氮能力强,特别是对硝态氮吸收偏好的地被植物,减缓城市森林中有效氮的流失及其引发的环境污染.     

三种集约化种植体系氮素平衡及其对地下水硝酸盐含量的影响

选取中国北方3种重要的集约化种植体系小麦玉米轮作、大棚蔬菜和果园,研究了3种体系年度氮素输入输出关系、土壤硝酸盐的累积、不同体系地下水硝态氮含量的动态变化.结果表明,大棚蔬菜年度化肥氮、有机肥氮、灌水带入的氮和总氮输入量分别为135.8、1881、402和36.56kg·hm^-2,分别为小麦玉米田的25、37.5、83.8和5.8倍,为果园的2.1、10.4、6.82和4.2倍.不同系统降水输入的氮在142～189kg·hm^-2之间.3个体系氮输出量分别为280、329和121kg·hm^-2.氮素年度盈余分别为349、332.7和74.6kg·hm^-2.0～90cm土层硝态氮累积量分别为22.1～2.75、1173和613kg·hm^-2,90～180cm土层硝态氮累积量分别为2.13～2.42、10.32和976kg·hm^-2.在0～180cm剖面中,小麦玉米田各层土壤硝态氮处于相对均一分布,大棚蔬菜以表层最高,30cm以下各层也远高于大田,果园土壤硝态氮累积随土壤深度而增加.3种体系均表现出硝酸盐的明显淋洗.大棚蔬菜区浅井地下水硝态氮含量99%超过了10mg·L^-1.而大棚深井和果园浅井超标率均为5%,小麦玉米深井为1%.大棚蔬菜区地下水硝态氮含量与井深呈指数函数降低关系.     

黄土高塬沟壑区小流域土地利用变化及其生态效应分析

基于王东沟流域1994和2004年两期土地利用图,通过构建土地利用动态变化模型和区域生态环境指标,定量分析了王东沟流域1994--2004年土地利用时空变化特征,并以生态系统服务功能衡量了土地利用类型和土地利用变化类型的生态效应．结果表明,1994—2004年王东沟流域农地大幅度减少,草地和果园大量增加,林地和非生产地变化不大;变化速度依次为草地〉果园〉非生产地〉农地〉林地;土地利用变化类型多样,农地转出和林地转入是其主要类型;土地利用的空间迁移方向为农地和果园向西北方向迁移（塬区）,林地和草地向东南方向（沟壑区）迁移．1994--2004年土地利用变化带来了良好的生态效益,但不同土地类型和不同土地变化类型的生态效应不同,提高和降低生态系统服务功能的作用并存．农地减少对生态环境产生负面作用,林草和果园的增加改善了生态环境,提高了其生态服务价值;土地利用变化类型中,改善生态环境的主要是转为林地和果园的变化类型,降低生态系统服务功能的主要是林地转出类型和农地转为非生产地类型．     

不同覆盖材料对夏秋苹果根区土壤硝酸盐代谢的影响

以3年生新红星苹果树为试验材料,在春季将稻草苫、农用地毯、透明塑料膜和园艺地布覆盖地表,于夏秋季调查根区土壤硝化-反硝化作用、硝酸还原酶(NR)和亚硝酸还原酶(NiR)活性以及铵态氮、硝态氮、亚硝态氮含量和植株生长的变化.结果表明: 4种覆盖处理均降低了夏季土壤硝化强度和夏秋之交的土壤NiR活性,提高了秋季土壤铵态氮含量以及夏秋之交的土壤反硝化强度、NR活性和铵态氮含量,降低了夏秋季土壤硝化强度、反硝化强度和NR活性的变异系数;稻草苫提高了夏季和秋季土壤反硝化强度与硝态氮含量,降低了夏季土壤NR和NiR活性;在4种处理中,稻草苫覆盖的土壤硝化与反硝化强度及NR活性在整个夏秋季的变异系数最低;农用地毯降低了夏季土壤反硝化强度,提高了夏季土壤NR和NiR活性、夏秋之交土壤硝态氮含量和秋季土壤反硝化强度;透明塑料膜降低了夏季土壤硝态氮含量,提高了夏季土壤亚硝态氮含量、夏秋之交土壤硝态氮含量以及秋季土壤硝化强度和NiR活性;园艺地布提高了夏季土壤反硝化强度、夏秋之交和秋季土壤的硝化强度以及秋季土壤硝态氮含量.4种覆盖处理均促进了植株生长,其中稻草苫和园艺地布促进新梢和干径增粗的效果更显著;4种覆盖处理对夏秋季土壤硝酸盐代谢的影响不同,但对土壤硝酸盐代谢与转化都具有稳定作用,其中稻草苫的稳定效果最好.     

Nitrate relationships between stream baseflow,well water,and land use in the Tomorrow-Waupaca Watershed

We examined the use of stream baseflow water quality as a representative measure of mean ground water quality in the Tomorrow-Waupaca Watershed in central Wisconsin and the relationship between agricultural land use and watershed water quality. From 1997 to 1999, 38 stream sites were sampled for nitrate during winter and summer baseflow conditions. Some sites have been sampled during winter baseflow conditions since 1994. The land area contributing ground water to each stream sampling site was delineated, resulting in 38 sub-basins. In addition, over 3500 test results from private wells in the watershed were compiled and mapped using a Geographic Information System (GIS). Nitrate concentrations in stream baseflow and well waters were found to have strong positive correlation in the sub-basins of second order or higher. This indicates that stream baseflow may be valid for monitoring mean ground water quality in watersheds predominantly fed by ground water, where much of the stream nitrate is believed to originate from ground water. Analysis of seasonal variation in the stream data showed that winter nitrate concentrations were higher than summer concentrations, implying that winter stream monitoring may be more critical for the assessment of overall ground water quality in the watershed. We also found that, as the amount of agricultural land increased in each sub-basin, average nitrate concentrations in the well and stream waters also increased, suggesting a connection between agricultural land use and nitrate contamination of water resources in the watershed.     

云南南亚热带北缘地区稻田亩产吨粮的种植模式及其生态生理学研究

1996～ 1 999年 ,在云南省蒙自县草坝镇 (南亚热带北缘 )进行了亩产吨粮的种植模式研究。通过对春、夏、秋、冬播玉米 ,早、中、晚稻以及冬小麦的系统研究 ,以地上部分总干物重、籽粒产量、总入射辐照量、叶面积持续期 (灌浆期 )、氮肥的利用率和生产力、水生产力为指标 ,对早稻—晚稻、早稻—秋玉米、早稻—冬小麦、春玉米—晚稻、夏玉米—冬小麦、中稻—冬小麦和中稻—冬玉米 7种复种模式作了比较 ,选出中稻—冬玉米为一年两熟亩产吨粮的最佳种植模式。     

保安湖水体细菌群落结构时空变化特征及驱动因子

为了探究保安湖水体细菌群落结构时空变化特征及驱动因子,研究于2019年春、夏、秋、冬四季采集保安湖水样,使用宏基因组测序技术对保安湖水体细菌群落的组成及多样性变化进行了研究。结果表明:(1)保安湖不同湖区细菌群落组成无显著差异(P>0.05);夏、秋季细菌丰富度、均匀度、香农及辛普森多样性指数均显著高于春、冬季(P<0.05),夏、秋季优势类群为变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobactetiota)、蓝藻门(Cyanobacteria),而春、冬季变形菌门(Proteobacteria)和放线菌门(Actinobactetiota)占主导地位;(2)温度、透明度、pH、溶解氧、高锰酸盐指数、叶绿素a及总磷等因素是保安湖水体细菌群落结构变化的重要驱动因子;(3)保安湖细菌群落构建过程在春、夏、秋季由随机性过程主导,在冬季由确定性过程主导;(4)保安湖细菌网络互作具有明显的季节特征,从春季到冬季,保安湖细菌种间相互作用逐渐紧密复杂。综上所述,保安湖水体细菌群落结构具有明显的季节变化特征,温度、透明度、pH、溶解氧、高锰酸盐指数等因素具有驱动水体细...     

Comparison of Soil Respiration in Typical Conventional and New Alternative Cereal Cropping Systems on the North China Plain

We monitored soil respiration (Rs), soil temperature (T) and volumetric water content (VWC%) over four years in one typical conventional and four alternative cropping systems to understand Rs in different cropping systems with their respective management practices and environmental conditions. The control was conventional double-cropping system (winter wheat and summer maize in one year - Con.W/M). Four alternative cropping systems were designed with optimum water and N management, i.e. optimized winter wheat and summer maize (Opt.W/M), three harvests every two years (first year, winter wheat and summer maize or soybean; second year, fallow then spring maize - W/M-M and W/S-M), and single spring maize per year (M). Our results show that Rs responded mainly to the seasonal variation in T but was also greatly affected by straw return, root growth and soil moisture changes under different cropping systems. The mean seasonal CO₂ emissions in Con.W/M were 16.8 and 15.1 Mg CO₂ ha⁻¹ for summer maize and winter wheat, respectively, without straw return. They increased significantly by 26 and 35% in Opt.W/M, respectively, with straw return. Under the new alternative cropping systems with straw return, W/M-M showed similar Rs to Opt.W/M, but total CO₂ emissions of W/S-M decreased sharply relative to Opt.W/M when soybean was planted to replace summer maize. Total CO₂ emissions expressed as the complete rotation cycles of W/S-M, Con.W/M and M treatments were not significantly different. Seasonal CO₂ emissions were significantly correlated with the sum of carbon inputs of straw return from the previous season and the aboveground biomass in the current season, which explained 60% of seasonal CO₂ emissions. T and VWC% explained up to 65% of Rs using the exponential-power and double exponential models, and the impacts of tillage and straw return must therefore be considered for accurate modeling of Rs in this geographical region.     

基于SPEI指数的长江中下游流域干旱时空特征分析

基于长江中下游流域1961—2015年129个气象站点的逐日气温和降水数据,利用标准化降水蒸散指数(SPEI),对长江中下游流域近55年年尺度及各季节干旱变化趋势、站次比、强度和频率进行了分析,并探讨了干旱和区域气温、降水变化及ENSO的关系。结果表明:(1)在区域尺度,近55年长江中下游流域年尺度、春季和秋季呈干旱化趋势,春季干旱化趋势显著;夏季和冬季呈湿润化趋势。空间变化上,对于年尺度,汉江流域、中游干流区及洞庭湖流域以干旱化趋势为主,鄱阳湖流域、下游干流区和太湖流域以湿润化趋势为主;春季和秋季分别有96.90%和92.25%的站点呈干旱化趋势;夏季和冬季分别有82.95%和72.87%的站点呈湿润化趋势。(2)年尺度、春季和秋季干旱站次比及强度均呈增加趋势,春旱站次比与强度增加趋势显著;夏季和冬季干旱站次比和强度均呈下降趋势。(3)年尺度和春季干旱频率在21世纪初均达到最高,年尺度、春季和夏季干旱频率从20世纪90年代到21世纪初均呈增加趋势。(4)春、秋季干旱化趋势与降水量的减少及气温的上升相关,夏、冬季降水量的增加使得夏、冬季呈湿润化趋势。冬季SOI和次年春季干旱相关性极显著,冬季发生拉尼娜事件时,次年春季更易发生干旱。     

雄性大熊猫褪黑素与睾酮季节性变化

褪黑素通过调控下丘脑-垂体-性腺内分泌轴使季节性繁殖动物在适宜的季节进行繁殖活动.大熊猫(Ailuropoda melanoleuca)在春季集中繁殖.为探究雄性大熊猫褪黑素和睾酮的季节性变化规律,本研究选取成都大熊猫繁育研究基地3只成年雄性大熊猫作为实验对象,在自然光照下对这3只大熊猫进行每周1次为期1年(2018年...     

Seasonal succession of ciliates in lake constance

We found a recurrent seasonal pattern in abundance and composition of planktonic ciliates in Lake Constance, FRG, over a three-year period. Abundance peaks occurred in early spring and summer/autumn, while ciliate numbers were low in late spring (clear-water phase) and winter. Prostomatida and Oligotrichida dominated in early spring. They responded immediately to the phytoplankton spring bloom, while Haptorida, Peritrichida, and large Scuticociliatida (Histiobalantium) were delayed by 1 to 2 weeks. The spring community broke down at the onset of the clear-water phase.Pelagohalteria viridis containing symbiontic algae appeared shortly after this event. A highly diverse community was recorded in summer/autumn. Peritrichida, small Oligotrichida, and large Scuticociliatida reached their maxima during this season. Small Scuticociliatida were rare throughout the year and contributed moderately to total ciliate numbers only during the cold season. The observed seasonal sequence of pelagic ciliates in Lake Constance is discussed in relation to simultaneously collected data on potential food organisms and grazers.     

Seasonal changes in the underwater light climate of two Canadian shield lakes

This study examines the seasonal variation in the underwater spectral distribution of light in a mesotrophic (Lake Cromwell) and an oligo-mesotrophic (Lake Croche) temperate lake. Gilvin is primarily responsible for the strong selective attenuation of blue light in both lakes. As a result of differing gilvin concentrations light transmission maxima of downwelling and upwelling spectra are near 615 nm in Lake Cromwell and 599 nm in Lake Croche. With increases in depth both upwelling and downwelling radiance fluxes decrease, are shifted to longer wavelengths and become more monochromatic. The greatest penetration of light occurs in the summer and spring after which a gradual decrease occurs through fall to a minimum value in winter. Under the winter cover the P ₅₀ of downwelling light shifts 10 to 20 nm towards shorter wavelengths. Seasonal changes in downwelling irradiance are related to solar altitude, concentration of suspended particles, phytoplankton populations, amount of gilvin, mixing and winter cover. The brownish colouration of these lakes is explained by reflectance of spectrally impure orangish-red light.