杉木人工林生态系统水文学过程的养分特性

根据5a定位观测的数据,对湖南会同24～28a生的杉木人工林生态系统各水文学过程中的养分特性进行了研究。结果表明：林冠降水是杉木人工林生态系统养分输入的重要来源,其中Ca的养分含量最高,P的含量最低。林内穿透水各养分元素的含量明显高于林冠降水中养分的含量。除Ca外,树干茎流中其它养分元素的含量为林冠降水的6倍以上。可见,林内穿透水和树干茎流是杉木林生态系统内养分循环的重要组成部分,有利于提高系统的养分利用率。地表径流中除硝态氮外,各元素的含量与穿透水的含量接近,其中P、Na和K三种元素的含量较低,但未超过林冠降水中养分元素含量。地下径流中N和K的含量较低,而Ca的含量与林冠降水相比没有差异。因而地表径流和地下径流不可避免的造成生态系统的养分损失,但24～28a生杉木林生态系统的调控能力较强,地表径流和地下径流量较小,生态系统的养分损失也相对较小,养分为净积累。不同季节之间水文学过程中养分元素含量存在一定程度的差异。降水形态、雷电和地形等要素影响养分元素含量。硝态氮在冰雹中未检出,而在雨水中的含量是雪水的2倍。铵态氮、K和Mg等元素在雨水中的含量最高。P和Ca以雪水的含量最高,与雨水和冰雹相比不存在数量级差异。雷电明显增加降水中养分的含量,特别是林冠上层的低空放电使降水中N的含量增加3～5倍。由于山谷和山麓的立地条件较好,其穿透水中养分含量比山坡的高,山谷与山麓的大致相等。在采集水样进行养分分析时,应考虑降水时间、降水形态和地形等因子的影响。     

森林水文学：全球变化背景下的森林与水的关系

森林水循环是陆地水循环中的重要组成部分,不但影响森林植被的结构、功能与分布格局,还影响地球表面系统的能量收支、转换和分配,在陆地生态系统的碳氮平衡过程中发挥着重要作用。森林生态系统的水文功能不仅是其服务功能的重要组成部分,而且对系统生产力、养分循环等其它功能产生影响。森林与水分循环间的关系早在20世纪初就受到关注,     

亚高山森林生态系统过程研究进展

亚高山森林是以冷、云杉属为建群种或优势种的暗针叶林为主体的森林植被。亚高山森林在庇护邻近脆弱生态系统、保育生物多样性、涵养水源、碳吸存和指示全球气候变化等方面具有十分重要且不可替代的作用和地位,其多样化的植被和土壤组合为研究生态系统过程提供了天然的实验室。亚高山森林的群落演替与更新、生物多样性保育、水文生态过程、生物元素的生物地球化学循环以及亚高山森林生态过程对气候变化的响应等研究已取得了明显的进展。但有关全球变化条件下的亚高山森林土壤生物多样性和冬季生态学过程等研究明显不足。全球气候变化背景下的冬季生态学过程、极端灾害事件对亚高山森林生态系统过程的影响、亚高山森林生物多样性的保育机制、亚高山森林土壤生物多样性与生态系统过程的耦合机制等可能是未来研究的前沿科学问题。     

鼎湖山三种主要林型水文学过程中总有机碳浓度对比

为了解碳在森林内部以及群落演替过程中的转运动态 ,对鼎湖山 3种主要林型 (马尾松林 ,马尾松针阔混交林和季风常绿阔叶林 )森林水文学过程中总有机碳 (total organic carbon,TOC)浓度进行了一个雨季的观测 ,结果发现 :(1)穿透水中 TOC浓度相对大气降水中 TOC浓度的增量为 :季风常绿阔叶林 >马尾松针阔混交林 1>马尾松针阔混交林 2 >马尾松林 ;(2 )树干茎流平均 TOC浓度为 :马尾松林 >马尾松针阔混交林 2 >马尾松针阔混交林 1>季风常绿阔叶林 ;(3)各林内土壤水 TOC浓度差异不明显 ,但根系层 (2 5～ 30 cm)土壤水 TOC浓度均大于母质层 (5 0～ 80 cm) TOC浓度 ;(4 )马尾松林的溪水具有较高的 TOC浓度和较大的月际波动 ;(5 )总体上 ,整个森林水文学过程中 ,3种林型 TOC浓度变化趋势相似 ,均为 :树干茎流 >穿透水 >根系层土壤水 >母质层土壤水 >溪水 ,但变化幅度不同 :马尾松林的变化幅度最大 ,季风林的最小 ,而两个混交林居中。这表明 ,(1)森林演替过程中 ,林冠层结构、树种构成等的改变可能引起森林水文学过程中 TOC浓度的变化 ;(2 )森林水文学过程转运的碳主要储存在森林内部 ;(3)成熟森林的抗干扰能力高于先锋群落     

鼎湖山季风常绿阔叶林的水文学过程及其氮素动态

 本文对鼎湖山南亚热带季风常绿阔叶林—黄果厚壳桂(Cryptocarya coneinna)、鼎湖钓樟(Lindera chunii)群落的水文学过程以及水系统中的氮素动态特征进行了初步研究。结果显示：所研究的群落中雨水输入的氮量较高,达35.57kg·ha-1,但渗入土壤及地表径流输出的氮也多,分别为18.28和9.25kg·ha-1·yr-1,输入输出之差为8.04kg·ha-1·yr-1。雨水对林冠的氮素淋溶量为4.72kg·ha-1·yr-1。通过回归分析,发现各类型水中含氮量与降雨量之间存在较显著的直线相关关系。不同树种的树干茎流中氮浓度存有差别。     

外源痕量Zn进入土壤迁移转化的过程

采用放射性核素示踪法和分级提取相结合的技术,研究了外源痕量Ｚｎ（６５Ｚｎ）进入土壤迁移转化的过程．发现褐土中的６５Ｚｎ在初始阶段其交换态和碳酸盐结合态最多,残余态最少;２周后碳酸盐结合态也大量转化为结晶氧化铁结合态和残余态;４个月后氧化锰结合态和结晶氧化铁结合态明显向残余态转化;６个月后仍有大量存在于较易变动的碳酸盐结合态和非结晶氧化铁结合态中．     

污染土壤中多环芳烃的共代谢降解过程

1　前　言多环芳烃是一类普遍存在于环境中的重要有机污染物 ,因其致癌性、致畸性、致突变性而被认为是危险物质。由于其水溶性低 ,辛醇 水分配系数高 ,因此 ,该类化合物易于从水中分配到生物体内、沉积层中。土壤成为多环芳烃的重要载体 ,多环芳烃污染土壤的生物修复也因此倍受关注。多环芳烃在土壤中有较高的稳定性 ,其苯环数与其生物可降解性明显呈负相关关系。很少有能直接降解高环数多环芳烃的微生物。研究表明 ,高分子量的多环芳烃的生物降解一般均以共代谢方式开始[1 3] 。共代谢作用可以提高微生物降解多环芳烃的效率 ,改变微生物碳…     

青菜-土壤生态系统中氚水的迁移与分布动态

采用模拟污染物的同位素示踪技术研究了两种引入方式（模拟灌溉和降雨）下氘水在青菜-土壤模拟生态系统中的迁移与分布动态,测定了植物和土壤样品中两种形态氚（自由水氚和结合态氚）的比活度,以探明氚水在青菜-土壤系统中的行为特性,不同引入方式对青菜吸收和积累氚水的影响,结果显示：引入土壤中的氚水,不仅在系统各分室间转移和分配,而且迅速向系统外散逸,以自由水氚和结合态氚形式存在于青菜组织中,以吸湿性水氚和结晶水氚存在于土壤,其中自由水氚（或吸湿性水氚）远大于结合态氚（或结晶水氚）;青菜茎中的总氚比活度高于叶和根中的比活度,运用示踪动力学分室模型原理对实验数据进行拟合得;土壤中的比活度C5（模拟灌溉）=91.59e^-0.1002t 99.91e^-9.1105t和Cs(模拟降雨）=78.09e^-0.5115t 48.27e^-0.0475t;青菜植株中的比活度Cv(模拟灌溉）=543.52(e^-0.1002t-e^-9.1105t)和Cv(模拟降雨）=647.07e^-0.5115t 241.28e^-0.0475t;方差分析结果表明各回归方程较好地反应了氚水在青菜-土壤系统中的变化动态。     

大气-土壤-小麦生态系统中铅的分布和迁移规律研究

研究铅在国道附近大气－土壤－小麦生态系统中的分布及其迁移规律。结果表明,大气中铅浓度与汽车流量成正比,而与风速、温度等相关性不明显;距公路越远,土壤及小麦中铅的含量越高,含是与距离呈一定的匀相关性,５ｍ及６０ｍ为其转折点;铅在土壤中由上上及在小麦体中由根向茎、穗的迁移较小;小麦各器官中铅含量大小依次为根〉叶〉穗〉茎〉籽。叶片、穗尚从大气中直接部分铅。在小麦不同生长阶段中,各器官积累铅量不同,其积累     

杉木林生态系统中土壤酚类物质含量的变化规律

以天然更新常绿阔叶林、老龄杉木[ Cunninghamia lanceolata (Lamb.) Hook.]林(代表一代杉木林)、二代杉木萌芽天然更新林和二代杉木人工林作为杉木林生态系统转换模式的系列样地,研究了不同季节(3月、6月、9月和12月)4个样地0～20和20 ～ 40 cm土层土壤中酚类物质(包括总酚、复合态酚和水溶性酚)含量的变化规律.结果表明:各样地土壤总酚含量最高(278.40 ～3 012.98 μg·g-1),复合态酚含量次之(20.67～ 430.54 μg·g-1),水溶性酚含量最低(0.36～6.01 μg·g-1).各样地问不同土层中总酚、复合态酚和水溶性酚含量均值的高低变化不一致,但总体上顺着森林生态系统转换的方向(天然常绿阔叶林→一代杉木人工林→二代杉木人工林),0～20和20～ 40 cm土层中总酚和复合态酚含量以及O～20 cm土层中水溶性酚含量均值均呈现逐渐增加的趋势,而20～40 cm土层中水溶性酚含量均值则无明显变化规律.各样地0～20 cm土层中各种酚类物质含量总体上高于20～40 cm土层,表明随土层加深,总酚、复合态酚和水溶性酚含量呈现逐渐降低的趋势.各种酚类物质含量具有明显的季节变化规律,总酚和复合态酚含量总体上呈现出3月和9月较高、6月和12月较低的变化趋势,水溶性酚含量总体上呈现出随着季节变化(3月至12月)逐渐降低的趋势,不同季节间土壤中各类酚类物质含量的差异均达到了极显著水平.研究结果显示:随杉木人工林栽植代数的增加,土壤中会积累一定量酚类物质,但其中水溶性酚含量远低于使植物中毒的水平(50 μg·g-1),造成杉木中毒的可能性较小.     

森林土壤氮素的转化与循环

森林土壤氮素转化与循环在森林生态系统功能中占有极其重要的意义。本文综述了森林土壤氮素转化与循环的研究历程和现状 ;介绍了凋落物的归还、施肥、大气沉降、自生固氮、氨化、硝化、反硝化、植物吸收、NH3 的挥发、NO3 -淋溶等土壤氮素输入、转化和输出的途径和过程 ;最后从研究目标、研究方法、研究对象和研究内容 4个方面归纳了森林土壤氮素转化与循环的发展趋势。     

生物反应器法处理PAHs污染土壤的研究

利用自行设计的生物泥浆反应器研究了多环芳烃 (PAHs)污染土壤生物修复技术 .结果表明 ,在相同环境条件下 ,污染物自身的理化性质是影响生物修复的关键因素 ,苯环越多、分子量越大 ,越难以被微生物利用 ,故菲 (PHE)比芘 (PY)具有更高的污染可修复性 .温度、空气流量是重要的调控因子 .本实验中 ,生物泥浆反应器处理PAHs污染土壤选择的最佳运行工艺参数是 :温度 2 0～ 30℃ ,水土比 2∶1,空气流量8L·h-1·L-1,接种量 5 0g·kg-1.该工艺参数为生物泥浆反应器技术实用化及其他相关研究工作的深入开展提供了理论依据     

森林对水文过程影响研究进展

根据森林对水文过程的影响,森林水文学研究可以分为3个相互关联的方面：森林植被变化影响水量和水质定位试验研究;森林植被变化对水文循环机制的影响;旨在为资源管理和工程建设提供决策依据的基于物理过程分布式参数森林水文模型开发,定位试验研究不仅可以为森林水文模型参数化提供第一手资料,同时也可以揭示森林植被影响径流形成机制和进行径流成份的分割,径流形成机机制的研究则有助于改善基于物理过程模型的开发,模型研究反过来又可以为改进试验研究和径流形成机制研究提供指导。本文对以上3个方面的国内外研究进展进行了较为系统的概括。     

鼎湖山顶级森林生态系统水文要素时空规律

运用连续7a(1993～1999)的水文观测资料,对南亚热带顶级生态系统鼎湖山季风常绿阔叶林集水区水文要素时空规律进行分析,得到如下一些主要结论：(1)鼎湖山多年平均降水量为1910mm,湿季降水量占年降水量80％,干季仅占20％。6月份的降水量最大,1月份最小。(2)季风常绿阔叶林冠层截留率为31．8％,湿季的截留量占全年截留量的66．7％,截留量最大值和最小值所在的月份分别为7和1月份。各月的截留率差异很大,截留量大的月份,截留率较低;截留量小的月份,截留率较高。(3)季风常绿阔叶林集水区多年平均总径流量953．0mm,总径流系数49．9％,其中地表径流量为252．3mm,地表径流系数13．2％;地表径流与降水量之间存在二次抛物线型回归关系,与降水强度的关系不大,这说明季风常绿阔叶林的产流形式是是蓄满产流。(4)季风常绿阔叶林多年平均蒸散948．2mm,占同期降水量的49．7％;蒸散力1031．4mm,年蒸散系数为0．92,蒸散月变化规律较降水量的月变化规律有所滞后。(5)系统贮水量的月变化很大,2～8月份,系统处于蓄水阶段;9月份至翌年1月份,系统处于失水阶段。蓄水和失水的最大值分别出现在湿季和干季的第一个月,即4月份和10月份。(6)集水区多年平均水量总输入2129．9mm,实际输入1910mm(降水量),其中219．9mm的水量输入是由系统贮水量变化而产生。支出的总水量2129．9mm,实际支出1901．3mm(径流和蒸散量),其中228．6mm的水量支出是由系统贮水量变化引起的。     

PAHs contamination and PAH-degrading bacteria in Xiamen Western Sea

Abstract

Six stations were established in Xiamen Western Sea (24°29’ N, 118°04’ E) on summer and autumn cruises in July and October 2001 to investigate the level of polyaromatic hydrocarbons (PAHs) and PAHs-degrading bacteria in surface water and sediments. PAHs in the surface water were mainly dominated by low molecular weight PAH compounds (2–3 rings PAH) in July and by high molecular weight PAH compounds (4–6 rings PAH) in October. PAHs in sediments were mainly dominated by high molecular weight PAH compounds (4–6). The percentage of 4–6 rings PAH to total PAHs ranged from 80.4 to 94.9% in July and 78.3 to 88.7% in October. No correlation was found between Fluoranthene-degrading bacteria numbers and Fluoranthene concentration among different stations in the surface water on the two cruises, and the same situation occurred between Pyrene-degrading bacteria numbers and pyrene concentration. But the numbers of fluorene- and phenanthrenedegrading bacteria were positively related to the fluorene and phenanthrene concentrations respectively. In the sediments, a significant positive relationship was found between PAH-degrading bacteria and PAHs concentration, except at station 6 on the two cruises.     

多环芳烃在土壤中的行为

多环芳烃（PAHs)在土壤中达到吸附平衡时存在“快”和“慢”两个吸附过程,植物能够从土壤中吸收低分子量的PAHs并向植物的地上部分迁移转化,但PAHs在植物体内主要的累积方式是植物地上部分的空气污染,微生物对PAHs的降解依然是去除PAHs的主要方式,主要通过微生物产生的酶的作用,本文详细分析了影响PAHs生物去除的各种因素。     

小冶炼地区PAHs污染及其风险评价

采样分析了中国东部沿海某镇小冶炼地区多介质环境中 PAHs的浓度水平 ,发现小冶炼集中生产区内大气中 17种PAHs总浓度 (Σ PAHs)高达 4 170 ng/ m3,是区外大气中 Σ PAHs平均值的 6倍 ;该区内河及边境河流下游河水中 Σ PAHs平均为 8.17μg/ L ,远大于边境河流上游河水中的Σ PAHs平均值 (2 .17μg/ L ) ;表层水稻土中Σ PAHs平均为 15 2 mg/ kg,并随着土壤深度增加逐渐减少 ;水稻根、茎叶、籽实中Σ PAHs平均分别为 5 2 9μg/ kg、5 39μg/ kg、10 5μg/ kg。类比调查表明 ,小冶炼地区各环境介质中的 PAHs浓度均不同程度地高于文献报道值。估算了当地居民及冶炼工人经呼吸进入体内的 8种致癌 PAHs的量 ,分别达 5 30 ng/ d和 1138ng/ d。调查了小冶炼地区及其周围地区近 3a死亡人群的死因 ,发现该区死亡人群中病死比例和死于癌症比例平均分别达 32 .2 %和 2 5 .6 % ,均高于周围地区的相应值 (2 3.3%和 16 .0 % )     

Perspective on Ecotoxicology of PAHs to Fish

This article provides a perspective on recent research on the effects of PAHs on fish. Fish are visible members of aquatic communities that are vulnerable to PAH contamination. The ecotoxicology of fish and PAHs can be complex. Fish are a diverse group that can have complicated life cycles and behavior and can be exposed to PAH-contaminated sediments and water by a variety of routes, including respiration; ingestion of food, sediment, and detritus; and dermal absorption. PAHs are a complex group of chemicals with similar chemical structure but a variety of chemical and physical attributes and are usually produced and occur in the environment as mixtures. Individual PAHs may elicit a variety of effects in different fish species, and different PAHs may elicit different effects in any single fish species. The variation in both fish and PAHs is reflected in the wide range of adverse effects observed in fish exposed to PAHs. Some observed effects include narcosis, mortality in all life stages, decrease in growth, lower condition factor, edema, cardiac dysfunction, a variety of deformities, lesions and tumors of the skin and liver, cataracts, damage to immune systems and compromised immunity, estrogenic effects, bioaccumulation, bioconcentration, trophic transfer, and biochemical changes, some of which can be used as biomarkers.     

PAHs降解基因及降解酶研究进展

由于环境中的多环芳烃(PAHs)具有高遗传毒性和"三致"性(致癌、致畸和致突变),其生物降解基因和降解功能酶研究备受关注.多环芳烃双加氧酶是近年来研究较多的多环芳烃降解的关键酶系之一,主要由细菌产生,可通过氧化反应使多环芳烃开环生成小分子的中间产物并最终氧化成CO2和水.目前,有关这类酶的理化性质、结构特点、功能等的研究相继开展,本文对PAHs降解基因、降解酶的研究现状与发展趋势进行综述.     

表面活性剂对小麦吸收多环芳烃(PAHs)的影响

通过研究施加两表面活性剂（Ｔｗｅｅｎ８０和ＬＡＳ）后小麦对多环芳烃的吸收情况得出,含有过量菲、芘和苯并（ａ）芘营养液中生长的小麦ＰＡＨｓ含量受表面活性剂影响显著。在培养４０ｄ后,ＣＭＣ以上Ｔｗｅｅｎ８０使小麦根中菲、芘和苯并（ａ）芘含量下降,即促进了小麦茎叶中菲和芘的含量。ＣＭＣ和ＣＭＣ以下ＬＡＳ也使小麦中ＰＡＨｓ含量降低而茎叶中ＰＡＨｓ含量增加,但主要是ＬＡＳ对植物毒害作用结果,与表面活性剂胶束