黏土矿物中重金属离子的吸附规律及竞争吸附

采用等温吸附法,研究了重金属铜、铅、镉、镍在膨润土中的吸附特征,发现膨润土对铜、铅的吸附明显强于镉、镍,吸附强度大小顺序为Pb2 >Cu2 >Ni2 >Cd2 。Langmuir和Freundlich方程对这4种金属离子等温吸附的拟合均呈极显著关系。Pb2 、Cd2 、Ni2 分别与Cu2 的双组分竞争吸附表明,黏土矿物对4种离子具有"选择性吸附"。在Pb2 、Ni2 、Cd2 的存在条件下,黏土矿物对Cu2 的吸附产生不同程度的下降;100mg/LCu2 对Pb2 的影响不大,但可完全抑制Ni2 、Cd2 的吸附。建立了IAS和LCA模型来预测Pb2 与Cu2 的双组分竞争吸附,并对LCA模型进行修正,提出了更符合实际情况的竞争吸附模型。文章最后用LCA修正模型对Pb2 与Cu2 的双组分竞争吸附进行了模拟。     

1988-2013年基于BP神经网络的植被叶面积指数遥感定量反演

叶面积指数（Leaf Area Index,LAI）高度综合了植被水平覆盖状况和垂直结构,以及枯枝落叶层厚薄和地下生物量多少,是植被影响土壤侵蚀的主要方面。区域尺度的时间序列叶面积指数揭示了区域土壤侵蚀的演化过程。因此,及时准确地掌握区域尺度上长时间序列的植被LAI,对研究土壤侵蚀动态变化与植被的关系至关重要。选择南京市1988-2013年10期遥感影像,基于反向传播（Back Propagation,BP）神经网络构建LAI反演模型,进行了长时间序列的叶面积指数反演。结合2009和2010年LAI实测值,验证与探讨了该模型的评价精度与适应性。结果表明：（1）该模型拟合度较高,2009和2010年平均相对误差、均方根误差、相关系数分别是0.2395和0.2174,0.2962和0.2581,0.7713和0.6844,各项精度评价指标均较好;（2）统计分析去除耕地后全市LAI变化,低植被覆盖（LAI<2）面积不断增加,高植被覆盖区（LAI>3）面积先减少后增加,耕地面积不断减少,符合南京市的发展变化规律;（3）主城区LAI年际变化与其他学者得到的南京市植被盖度变化趋势一致,反演结果的时序性较高。本文提出的基于反向传播神经网络模型反演长时间序列LAI是可行的,为区域尺度土壤侵蚀定量遥感监测提供新途径。     

基于生态系统服务权衡的优先保护区选取研究——以南方丘陵山地带为例

南方丘陵山地带作为"两屏三带"国家生态屏障区之一，发挥着保障华南和西南地区生态安全的作用，优先保护区的选取对区域的生态系统服务提升、生态安全和可持续发展具有重要的意义。以南方丘陵山地带为研究对象，采用InVEST模型和森林游憩模型评估产水量、土壤保持、碳储存、生境质量和生态休闲的空间分布，基于有序加权平均算子（OWA）建立了11种情景，通过对比各情景的保护效率筛选出了优先保护区。结果表明：（1）南方丘陵山地带产水量和土壤保持分布不均，平均产水量1108mm，高值区均集中在中部地区，而东部区域和西部区域的生态休闲较高；（2）研究区固碳能力强，平均碳储量为45.58t/hm²，生境质量良好，平均生境质量为0.75，碳储存和生境质量与土地利用/覆被类型关系密切；（3）情景2的保护效率最优，对产水量、土壤保持、碳储存、生境质量和生态休闲的保护效率分别为1.17，1.89，1.32，1.48，1.18。研究结果可为研究区生态系统服务的提升提供决策支持。     

基于小流域尺度的土壤可蚀性K值空间变异

采用传统统计学和地统计学相结合的方法,以邓下小流域为研究区,利用EPIC模型中土壤可蚀性K值算法,研究了小流域尺度下土壤可蚀性K值空间变异特征及不同植被类型对其影响.结果表明:(1)研究区K值的变化范围为0.1498 ～0.4981,均值为0.3316,变异系数为22.11%,小流域土壤可蚀性存在中等程度的空间变异性.(2) 研究区土壤可蚀性K值总体分布趋势是从西北向东南增大,条带状分布明显,K值较高处以"岛状"嵌于小流域中南部.北部森林覆盖区土壤抗侵蚀能力较强,中南部耕作种植及居住生活区土壤抵抗侵蚀能力较弱.(3)研究区8种不同植被类型除旱耕地外,K值垂直变异特征均是K0～20cm＜K20～40cm＜K40～60cm,土壤可蚀性随土壤垂直剖面深度增大而增大,土壤表层(0～20cm)抗侵蚀性能力最强.8种不同植被类型土壤表层K值(K0～20cm)的大小顺序为:休闲地 >茶园 >旱耕地 >草地 >阔叶林 >灌木林 >针叶林 >毛竹林.     

不同林龄杉木人工林菌根侵染特征研究

丛枝菌根真菌是一种通过土壤侵染植物根系,与寄主植物互利共生的重要有益真菌。探究不同林龄杉木林中菌根侵染状况与土壤养分的变化规律,有利于深入认识丛枝菌根真菌—杉木相互作用的养分调控因素,从而为改善杉木人工林土壤肥力、促进杉木林可持续经营提供依据。分别选取10a、25a、45a杉木纯林,分析了不同林分菌根侵染率与孢子密度及部分土壤养分因子(全磷、速效磷、全钾、速效钾)的关系。结果表明:(1)菌根侵染率与孢子密度均呈现出随林龄增大而增大的趋势,pH随林龄增大而减少的趋势;(2)根际土中磷的含量总体偏低,而且受到土壤酸化流失和丛枝菌根真菌积累的双重影响呈现出先减少后增加的趋势;(3)虽然有效钾含量随林龄变化趋势不显著,但丛枝菌根真菌能促进土壤钾的积累。因此,丛枝菌根真菌能有效调控根际土的养分动力学特征,减缓土壤酸化造成的养分流失。     

气候变化对杉木适生区和生态位的影响

杉木（Cunninghamia lanceolata）是我国主要的造林树种之一,具有重要的药用、经济和生态服务功能。在全球变暖趋势持续的背景下,气候成为制约物种生存和发展的重要因素,其中空间分布和生态位变化对生态过程的解释至关重要。基于211个杉木分布点和20个环境变量,利用MaxEnt模型和R语言的ecospat软件包对杉木适生区和生态位的变化进行研究,分析杉木对未来气候持续变暖的响应。结果表明杉木当前潜在适生区219.67万km²,约占国土总面积的22.88％,主要分布在我国800 mm等降水量线以东的地区,年均温、昼夜温差日均值和最干月降雨量是影响杉木分布的最主要环境变量。未来杉木适生区分布将沿着经纬度方向迁移,高度和低度适生区面积均不断减少。主成分分析（PCA）表明杉木气候生态位在不同时段不同代表性浓度路径下发生转移和扩展,气候生态位中心将向年均温和最暖季降雨量移动。生态位重叠指数均呈现不断下降的趋势,且RCP8.5情景下的生态位重叠率下降最为明显。结果表明全球气候变暖会改变物种的空间分布区域,并将对现存的生态系统产生不同程度的影响。杉木与气候变化关系的研究拓展了人们对气候变化与植物物种生态特征的认识,为杉木乃至乔木树种的保护和利用提供了理论依据。     

丛枝菌根真菌对石漠化地区造林苗木生长的影响

西南石漠化地区生态环境脆弱,地表土壤贫瘠干旱,植被退化严重且恢复困难,当地造林苗木成活率低,抗逆性差。为提高石漠化地区造林苗木的成活率和生长,利用丛枝菌根真菌地表球囊霉(Glomus versiforme)和根内球囊霉(Rhizophagus intraradices)混合菌剂接种茶条木(Delavaya toxocarpa)、降香黄檀(Dalbergia odorifera)、香椿(Toona sinensis)、喜树(Camptotheca acuminata)和任豆(Zenia insignis)培育菌根苗,然后移栽于石漠化荒坡地,研究丛枝菌根真菌对造林苗木成活率和生长的影响。结果表明:苗木移栽一年后,5种苗木接菌处理菌根侵染率为48.5%~69.5%,均高于对照苗木;菌根苗木成活率比未接菌处理增加8.9%~14.9%,保存率比对照增加11.5%~22.6%;接菌处理株高比对照增加14.4%~44.6%,基径比对照增加7.6%~31.7%;接种丛枝菌根真菌促进了苗木养分吸收,接种植株磷含量显著高于未接种处理;接种苗木生物量显著高于未接种处理,5个树种中,香椿苗木菌根依赖性最高,达到26.0%,任豆苗木最低,为9.1%;菌根苗在石漠化生境下的成活率和生长速度高于非菌根苗,表明菌根苗木在石漠化地区植被修复中具有较好的应用前景。     

接种菌根真菌对青冈栎水分吸收的贡献

为揭示丛枝菌根真菌对喀斯特地区植物水分吸收的贡献,用摩西管柄囊霉(Funneliformis mosseae)和根内根孢囊霉(Rhizophagus intraradices)接种青冈栎(Cyclobalanopsis glauca)幼苗,利用根系分室装置,使相邻青冈栎之间仅通过菌根菌丝网络连接,用稳定氢同位素作为标记物,估算菌根网络对青冈栎幼苗水分传输的贡献。结果表明,青冈栎根外菌丝可延伸至根外10~15 cm,根际土壤中氢稳定同位素丰度与菌丝密度呈显著正相关。在土壤干旱期间,相邻青冈栎植株之间能够通过菌根网络输导水分。利用混合线性模型公式估算菌根网络水分输送贡献,结果显示,受体室青冈栎植株水分中约1.7%~2.2%是通过菌丝传输作用从供体室吸收,这对于生长在土层浅薄且存在地质性干旱的喀斯特地区植物而言具有积极作用。     

苏北淤泥质海岸典型防护林地土壤呼吸组分分离

土壤呼吸组分分离研究在理解生态系统土壤CO2释放对气候变化的响应研究中具有重要的意义。采用挖壕沟法对苏北淤泥质海岸两种典型防护林地土壤呼吸组分进行了分离研究。结果表明:杨树和水杉林地的根呼吸、异养呼吸与土壤总呼吸的季节变化相似,6—9月份较高,其它月份较低。杨树(Populus tomentosa Carr.)和水杉(Metasequoia glyptostroboides HuCheng)林地根系呼吸的年通量分别为767.5gCO2m-2和902.8g CO2m-2,根呼吸对土壤总呼吸的贡献分别为20.2%和25.0%。杨树和水杉林地土壤异养呼吸对土壤总呼吸的贡献均远大于根呼吸,分别是根呼吸的3.9倍和3.0倍。温度是两林地土壤呼吸各组分的主要限制性因子,而土壤含水量不是土壤呼吸组分的限制性因子。本研究结果表明,苏北沿海防护林地的根呼吸对土壤总呼吸的贡献较小。为了能够更加准确的定量估算土壤呼吸各组分,在未来组分分离研究中应加强同位素法的应用。     

浙江安吉主要林地类型土壤渗透性

对浙江安吉县龙王山地区主要植被类型的土壤渗透性进行了研究.结果表明,不同土地利用类型的土壤渗透性存在很大差别.根据土壤渗透能力可将8种植被类型分为4类：第1类,落叶阔叶林,土壤渗透能力极强;第2类,草地、松林、灌木林和茶园,土壤渗透能力强;第3类,毛竹林和常绿阔叶林,土壤渗透较强;第4类,裸露地,土壤较紧实,土壤结构较差,土壤通透性不佳,渗透能力弱.经主分量分析,得到表征渗透性能综合参数α和表征根系特征的综合参数β,构建了回归方程：α=0.1708e^β-0.3122.土壤理化性质、植被根系显著地影响土壤渗透性能.植被根系提高土壤入渗性能的实质是≤1 mm细根能有效地改善土壤性状.