生活污水慢渗对'中林2001'杨树人工林生长的影响

采用不同污水水力负荷(每周0、3、6、9、12、15 cm),在'中林2001'杨树人工林林地进行了污水慢渗试验.结果表明:不同负荷生活污水处理使'中林2001'杨树人工林土壤平均有机质、全氮、全磷、全钾和Na+含量分别比对照(0 cm)增加1.940、0.115、O.029、1.454和0.030 g·kg-1;在较低水力负荷(3～12 cm)时,杨树平均总生长量增加17.583 t·hm-2·a-1,各器官的平均氮、磷、Na+含量分别增加3.086、0.645和0.121 g·kg-1,水力负荷在每周6～12 cm时,杨树平均总生长量和各器官平均氮、磷、Na+含量达到最大值(36.252 t·hm-2·a-1、13.162 g·kg-1、5.137 g·kg-1、0.361 g·kg-1),负荷继续升高则有所下降.杨树各器官钾含量随着水力负荷的增加而降低;污水处理使杨树的叶长增加,叶不对称性减少、使林木延迟落叶.当水力负荷＞每周12 cm时,土壤中较高的Na+和水分含量将危害杨树生长.适宜'中林2001'杨树人工林生长的污水水力负荷在每周3～12 cm.     

生活污水慢渗对‘中林2001’杨树人工林生长的影响

采用不同污水水力负荷(每周0、3、6、9、12、15 cm),在‘中林2001’杨树人工林林地进行了污水慢渗试验.结果表明：不同负荷生活污水处理使‘中林2001’杨树人工林土壤平均有机质、全氮、全磷、全钾和Na⁺含量分别比对照(0 cm)增加1.940、0.115、0.029、1.454和0.030 g·kg^-1;在较低水力负荷(3～12 cm)时,杨树平均总生长量增加17.583 t·hm^-2·a^-1,各器官的平均氮、磷、Na⁺含量分别增加3.086、0.645和0.121 g·kg^-1,水力负荷在每周6～12 cm时, 杨树平均总生长量和各器官平均氮、磷、Na⁺含量达到最大值(36.252 t·hm^-2·a^-1、13.162 g·kg^-1、5.137 g·kg^-1、0.361 g·kg^-1),负荷继续升高则有所下降.杨树各器官钾含量随着水力负荷的增加而降低;污水处理使杨树的叶长增加,叶不对称性减少、使林木延迟落叶.当水力负荷＞每周12 cm时,土壤中较高的Na⁺和水分含量将危害杨树生长.适宜‘中林2001’杨树人工林生长的污水水力负荷在每周3～12 cm.     

生活污水慢渗生态处理对土壤及杨树生长的影响

为了观测生活污水杨树林地处理对土壤和林木生长的影响,2008—2009年在郑州市龙湖镇,采用不同水力负荷(0、3、6、9、12、15cm/周),进行了污水慢渗生态处理试验。测定了污水处理期间杨树地上部分生长量,对表层(0—40cm)和下层(40—100cm)土壤理化性质进行了分析。选用土壤容重、有机质、全氮、全磷、全钾、速效氮、速效磷、速效钾作为土壤质量因子,运用土壤质量综合指标评价不同处理表层土壤质量,对下层土壤的理化性状的变化进行了研究。结果表明:在3—9cm/周水力负荷时,表层土壤质量综合指标值(QI值)和杨树地上部分生长量均随着水力负荷的增加而增加,在9cm/周水力负荷时达到最大;水力负荷大于9cm/周,QI值和杨树地上部分生长量随着水力负荷增加而降低。在水力负荷较低时,污水处理对下层土壤性状影响较小,水力负荷大于9cm/周,污水处理对下层土壤性状产生了不良影响。生活污水杨树林地处理比较适宜的水力负荷是6—9cm/周。     

杨树人工林根际古菌群落随细根生长的演变

研究细根不同生长时期根际土壤古菌群落组成结构差异,对深入了解林木细根与土壤微生物互作关系具有重要理论意义.依据细根表面颜色,采集杨树一级细根不同生长时期(白色新生根、黄色成熟根、褐色衰老根)根际土壤并提取微生物总DNA,采用特异性引物对古菌16S rDNA V4-V5区进行扩增,利用Illumina MiSeq平台进行古菌高通量测序分析.结果表明: 新生根和衰老根根际土壤古菌群落操作分类单元(OTU)丰富度相似,而成熟根根际土壤古菌群落OTU数量较少.新生根和成熟根根际土壤共同含有134个OTU;成熟根和衰老根根际土壤共同含有87个OTU,新生根和衰老根根际土壤共同拥有90个OTU.α多样性分析表明,成熟根根际土壤古菌群落Chao1指数和ACE指数显著低于新生根和衰老根根际土壤,而衰老根根际土壤古菌群落Simpson指数和Shannon指数显著低于新生根和成熟根根际土壤.PERMANOVA分析表明,新生根和衰老根根际土壤古菌群落组成有显著差异.物种注释显示,杨树根际土壤共包含12个古菌属,其中新生根5个、成熟根10个、衰老根6个.β多样性指数表明,杨树根际土壤古菌群落相似度随着细根的生长逐渐下降,不同生长阶段细根根际土壤的古菌群落结构有较大差异.其中,占绝对优势的古菌为氨氧化古菌Candidatus_Nitrososphaera,其相对丰度超过70%.且随细根生长发育,该类古菌在根际土壤中的丰度呈现上升趋势,表明其可能与细根的生长发育关系密切.     

模拟氮沉降对杨树人工林土壤微生物群落结构的影响

在杨树人工林中,采用随机区组设计、野外定位模拟氮沉降试验,研究氮沉降对土壤微生物群落结构的影响。设计5个氮沉降水平,分别为:空白对照N0(0 kg·hm-2·a-1)、低氮N1(50 kg·hm-2·a-1)、中氮N2(100 kg·hm-2·a-1)、高氮N3(150 kg·hm-2·a-1)、超高氮N4(300 kg·hm-2·a-1)。从2012年5月开始在生长季(5—10月)每月进行施氮处理。施氮2年后,运用磷脂脂肪酸(PLFA)方法对0~10 cm土层中的微生物群落结构进行了测定。结果表明,施氮处理未改变微生物PLFAs总量水平,但使细菌和革兰氏阳性细菌PLFAs含量上升;中氮处理使真菌PLFAs含量显著下降,其他水平的氮处理对其影响则不显著;中氮、高氮和超高氮处理使丛枝菌根真菌和原生动物的PLFAs含量减少。除低氮处理外,其他施氮处理样地中的土壤微生物结构都发生了改变。这些结果表明,短期氮沉降会影响杨树人工林土壤微生物群落结构,并最终可能对生态系统功能产生影响。     

生物覆盖对杨树人工林根际土壤微生物、酶活性及林木生长的影响

研究了不同覆盖材料和不同覆盖量对杨树人工林根际微生物和酶活性动态变化及杨树生长的影响.结果表明：采用4种材料对杨树林地表进行覆盖后,其根际细菌和真菌数量均高于对照,其中白茅和白栎的效果最佳,分别为对照的3.56和2.43倍.随覆盖量的增加,细菌、真菌数量增多,7.5 kg·m^-2处理的细菌平均数量分别比对照高49.58％,真菌数量是对照的6.14倍.生物覆盖后,细菌和真菌数量的年变化趋势相似,均与土壤温度的变化同步,且7月最大,12月最小.脲酶和磷酸酶的活性也随着覆盖量的增加而增强.不同覆盖材料间,脲酶、磷酸酶活性变化均为马桑＞蕨类＞白茅＞白栎＞CK.根际土壤脲酶和磷酸酶活性的年动态变化与细菌与真菌的年变化相似,且7月最高,12月最低.生物覆盖对杨树的树高、胸径和生物量具有显著的促进作用.     

大气气溶胶对北京杨树人工林生态系统生产力的影响

大气气溶胶可以影响到达地面的太阳辐射,进而影响植物光合作用和生态系统生产力,乃至区域上的碳收支。为探究北京地区气溶胶对杨树人工林生态系统生产力的影响,利用2006—2009年北京大气气溶胶数据结合北京大兴杨树人工林涡度相关系统监测的辐射、碳通量等数据,分析了气溶胶对散射辐射、光能利用效率(LUE)、生态系统初级生产力(GPP)的影响,并利用通径分析方法探究了气溶胶和生态环境因子对GPP的直接和间接影响。结果表明,北京市气溶胶光学厚度(AOD)具有明显的季节变化特征：春、夏两季大于秋、冬季,夏季气溶胶光化学厚度最大。大气气溶胶显著影响了地表辐射组分以及温度、湿度环境因子,随着AOD从0增大到3,总辐射减小了43.63%,散射辐射增加132.26%,散射辐射比例增大了2.55倍,而相对湿度增大48.52%,日温差增大3℃左右。当生态系统受水分胁迫时,气溶胶对生态系统生产力无显著影响,当生态系统处于非水分胁迫时,杨树人工林生态系统光能利用效率和生产力随着气溶胶浓度增大先增大后减小,当AOD为1.0—1.6时,GPP维持在较高的水平,当AOD>2.5时,GPP显著减小且小于背景气溶胶(A...     

地下渗滤系统处理生活污水的技术难点及对策

以土地处理系统为代表的污水自然处理技术,遵循循环再生、和谐共存、整体优化、区域分异等原理,不仅对各种污染物有极高的去除效率,并可实现污水的处理与利用相结合。本文介绍了地下渗滤系统的工艺原理、技术特征,并阐述了国内外研究的最新进展,讨论了应用中的主要技术难点和解决途径,包括选配基质、缓解土壤堵塞以及提高系统氮的去除效果和水力负荷的方法等,指出地下渗滤系统应在强化预处理的基础上,采用合理调配土壤组成以提高水力负荷的运行方式。     

酚酸对杨树人工林土壤养分有效性及酶活性的影响

采用离子交换树脂膜作为根系模拟器,研究杨树人工林土壤在酚酸环境中养分有效性及酶活性的变化.结果表明:酚酸能显著影响杨树人工林土壤养分有效性和土壤酶活性,且二者受酚酸的影响具有显著的浓度效应和时间效应.随酚酸浓度增大,土壤中NH4+-N、NO3--N的提取量均显著下降.在高浓度酚酸环境中,PO43-、Mn2+的有效性显著提高,而K+、Fe3+的有效性被显著抑制;脲酶和碱性磷酸酶活性显著降低,而过氧化氢酶和多酚氧化酶活性则呈显著升高的趋势.随培养时间的延长,土壤中NH4+-N、PO43-、Mn2+的有效性逐渐增加,而NO3--N、K+、Fe3+、Zn2+的有效性显著降低.相关分析表明,脲酶、多酚氧化酶、碱性磷酸酶活性与NO3--N、K+、Fe3+、Mn2+等的有效性相关性较高.     

不同生态条件对人工林杨树木材物理力学性质的影响

在施肥与未施肥、淹水与未淹水两种生态条件下,以杨树人工林木材I-69杨为对象,对木材年轮宽度、基本密度、干缩性质、主要力学性质进行了测试,并对数据进行了统计、对比和分析.结果表明,施肥处理后,木材年轮宽度、静态抗弯弹性模量和顺纹抗压强度分别增大0.99%、2.73%和1.06%;全干时和气干时的径向、弦向、体积全干干缩率分别降低了4.2%、7.7%、6.6%、15.6%、6.3%和11.1%;木材密度、抗弯强度、动态抗弯弹性模量则分别降低了2%、1.79%、8.13%.与未淹水相比,季节性淹水对I-69杨木材密度、木材干缩率和力学性质的影响较大,二者差异显著(P＜0.05).其中木材密度、全干时和气干时的径向、弦向、体积干缩率、抗弯强度、抗弯弹性模量以及顺纹抗压强度分别降低了5.5%、11.1%、9.2%、9.6%、16.7%、10.9%、8.5%、24.29%、18.18%和16.81%.     

盐胁迫对不同品系杨树幼苗生长和叶绿素荧光的效应

为探讨杨树耐盐性,以本实验室育成的杨树新品系南杨1号和南杨2号为材料,研究了不同浓度NaCl对南杨1号和南杨2号植株干重、水势、叶绿素含量、叶绿素荧光参数和光能分配的影响。结果表明:低盐(75mmol.L-1NaCl)胁迫对南杨1号干重、叶绿素含量、光化学淬灭系数(qP)、PSⅡ的实际光量子产量(Yield)和光合电子传递速率(ETR)的抑制作用显著要高于南杨2号,南杨1号水势的下降幅度高于南杨2号,而光系统Ⅱ最大光化学效率(Fm/Fv)和光系统Ⅱ有效光化学量子产量(Fm’/Fv’)变化不明显。高盐(150mmol.L-1NaCl)胁迫对2个品系的抑制作用差异不显著。盐处理条件下,南杨2号光化学反应的部分(Pc)平均值比南杨1号高,天线热耗散的能量(Hd)所占比例低于南杨1号,南杨1号和南杨2号反应中心由非光化学反应耗散的能量(Ex)平均值比较接近。表明盐胁迫下,南杨2号光系统Ⅱ维持较高的活性是其耐盐性高于南杨1号的重要原因之一。     

沙地杨树人工林生理生态特性

自然条件下(5~10月份),利用Li-6400便携式光合作用测定系统对北京大兴地区集约栽培欧美107杨(Populus×euramericanacv.“74/76”)生理生态特性进行研究,探讨叶片在水分胁迫状态下光合作用、呼吸作用和蒸腾作用动态规律,并揭示其主要影响机理。实验结果表明叶片净光合速率(Pn)日变化均为单峰曲线,且Pn日平均值从春季到秋季呈下降趋势。从整个生长季来看,光合有效辐射PAR(r=0·815)和气孔导度Gs(r=0·805)与Pn的相关性显著,通过每月相关性分析,5、8月份影响Pn的主导因子为PAR和Gs,6、7月份影响Pn的主导因子为Gs,9、10月份影响Pn的主要因素为PAR。根据Fsrquhar和Sharkey提出的气孔限制和非气孔限制判断方法对Pn日变化进行分析,5月份8:00Pn达到峰值后由于气孔导度降低引起Pn下降,16:00以后由于非气孔因素PAR的降低,使得Pn继续降低;6、7月份8:00以后Pn降低限制因素同5月份一样由气孔导度降低引起,但是14:00左右,由于植物体内水分严重亏缺,叶片气孔不能正常开启使得叶片Pn、R和Tr均不能正常进行,8~10月份Pn降低主要受PAR限制。叶片呼吸速率(R)的主要影响因子为温度,且R的日变化和季节变化与大气温度(Ta)变化趋势基本一致,一天中清晨、傍晚Ta和R均为低点,14:00左右Ta和R都达到最大值,同样在季节变化中R和Ta在6、7月份最高,10月份最低。蒸腾速率(Tr)日变化全为单峰曲线,其最大值出现在12:00~14:00左右,Tr变化与许多环境因子和生理因子都具有密切的相关性,就整个生长季来说,PAR是其最主要的影响因子,然而叶片气孔限制值(LS)、Gs、叶片大气水汽压差(VpdL)、Ta等生理生态因素在不同月份分别起着极其重要的作用。     

人工含油废水对秋茄幼苗生长的影响

在玻璃网室中建立秋茄模拟湿地,分别用不同浓度的人工含油废水进行为期一年的每周两次定期排放,对照组(ＣＬ)用盐度１５‰的人工海水。人工含油废水对秋茄幼苗生长的影响如下:２００ｍｇ·Ｌ－１、４００ｍｇ·Ｌ－１和８００ｍｇ·Ｌ－１组的部分植株出现叶尖卷曲、叶缘有褐色斑点、叶片失绿等受害症状,８００ｍｇ·Ｌ－１组植株的受害症状出现的时间最早而且个体数最多;较高浓度的含油废水导致秋茄幼苗个体死亡,２００ｍｇ·Ｌ－１、４００ｍｇ·Ｌ－１和８００ｍｇ·Ｌ－１组的存活率依次为９５．９%、８５．２%和５９．２%。５０ｍｇ·Ｌ－１含油废水对秋茄幼苗的生长有促进作用,表现为生物量、茎高和茎径的年增长量极显著高于对照组;１００ｍｇ·Ｌ－１和２００ｍｇ·Ｌ－１含油废水对秋茄幼苗的生长无明显不良影响,表现为２００ｍｇ·Ｌ－１组生物量、茎高和茎径的年增长量与对照组比无显著差异,１００ｍｇ·Ｌ－１组植株仅茎高年增长量显著高于对照组;较高浓度的含油废水则使秋茄幼苗生长受到显著抑制,表现为４００ｍｇ·Ｌ－１组生物量和茎高的年增长量显著或极显著低于对照组,８００ｍｇ·Ｌ－１组生物量、茎高和茎径的年增长量显著或极显著低于对照组。表明秋茄幼苗对低浓度含油废水有一定的     

中国杨树人工林培育技术研究进展

我国杨树人工林总面积达700万hm²,位居世界第一.发展杨树人工林、满足社会经济发展和环境保护的需要是世界杨树研究的发展趋势.在介绍中国杨树栽培区区划、杨树人工林的主要栽培无性系及其生产力的基础上,总结了近10年来我国杨树在立地质量评价、苗木培育技术、人工林定向培育模式、混交林营造技术、林农复合经营技术、人工林水分和养分管理技术、立地生产力维护和杨树人工林的生态功能等方面的研究进展,讨论了我国杨树人工林的生产潜力、杨树人工林的布局、杨树人工林定向培育及加强杨树人工林的环境功能研究等问题,为我国杨树人工林资源的培育及可持续经营提供参考.     

毛白杨人工林吸收根判定阈值对其空间分布特征的影响

通过林木根系研究中不同吸收根的判定标准下根系空间分布特征的差异对比,阐明根系分级标准对吸收根空间分布格局的影响,提升根系研究精度,明确林木根系有效“觅食”区域。在7年生毛白杨林分中于5株样树周围挖取780个土柱,选取根系形态指标：根系平均直径(RD)、根系表面积密度(RAD)、根长密度(RLD)和根系体积密度(RVD)研究其垂向与径向的分布动态,并分析不同吸收根判定标准对毛白杨细根空间分布以及各形态指标的影响。结果表明：选取2 mm作为吸收根判定标准确实会导致运输根被误判为吸收根,但其空间分布特征仍能反映吸收根的真实空间分布格局。而且在该判定标准下,判定标准对于实际的细根形态和空间分布情况是否会产生的影响由于监测指标的不同以及研究位置的变化而不同。其中RAD、RLD和RVD的空间分布特征基本相同,但RVD的差值比例远高于其他指标,且深土层的差值比例普遍高于浅土层。因此,以2 mm为吸收根判定标准时,选取RLD和RAD更能准确反映吸收根的真实空间分布格局,且该标准更适用于在进行相对较浅的土层中开展研究,采用2 mm为阈值划分吸收根研究细根垂直分布特征时建议以各形态指标在各个土层所占比例来...     

Effects of hydraulic loading rate on pollutants removal by a deep subsurface wastewater infiltration system

The subsurface wastewater infiltration (SWI) system proved to be an effective and low-cost technique for decentralized sewage treatment in areas without adequate domestic treatment facilities. Field-scale experiments were conducted through a deep SWI system, with effective depth of 1.5 m, under hydraulic loading rates of 0.040, 0.065, 0.081 and 0.10 m³/m² d. Taking the hydraulic and treatment efficiencies into consideration, the hydraulic loading rate of 0.081 m³/m² d was recommended. Under this condition, NH₃-N, TN, and COD removal efficiencies were 86.2 ± 3.0, 80.7 ± 1.9 and 84.8 ± 2.1%, respectively. In the effluent, NH₃-N concentration declined to 2.3-4.4 mg/L, accounting for 63.2-65.6% of TN. NO₃-N concentration increased from 0.2 to 0.3 mg/L in the influent to 2.0-2.5 mg/L in the effluent. The nitrifying bacteria number declined with increased depth, while the amount of denitrifying bacteria increased. The analysis of results about the nitrifying and denitrifying bacteria distribution indicated that the most effective ranges for nitrification and denitrification process were 0.3-0.7 m and 0.7-1.5 m, respectively.     

氮添加对沿海不同林龄杨树人工林土壤动物群落的影响

大气氮沉降是当前全球性的环境问题,土壤动物对环境变化反应敏感,氮沉降可能显著影响森林土壤动物群落结构。从2012年5月起,在东台林场3个不同林龄(7、11、18年生)杨树人工林(黑杨派无性系I-35,Populus deltoides cv.I-35)进行野外模拟氮沉降试验,共设置5个处理,即对照、5、10、15、30 g N·m-2·a-1。在氮添加试验2年后,探讨氮沉降对不同林龄杨树人工林土壤动物群落的影响。结果表明:随林龄增加,土壤动物群落密度增加,但土壤动物类群数在11年生林最多;土壤动物密度随氮浓度的升高先增加后减少,在15 g N·m-2·a-1氮添加时达到最高值,并与土壤总有机碳、全氮显著相关;氮添加对土壤动物多样性的影响仅在11年生林表现显著,土壤动物群落多样性和均匀度随着施氮浓度增加呈下降趋势,优势度则完全相反。氮添加可能通过改变土壤营养状况显著影响土壤动物群落结构,中等浓度氮添加对土壤动物群落有促进作用,高浓度氮添加则有抑制作用。     

杨树人工林生态系统降水再分配及主要离子特征

大气降水是森林生态系统养分输入的主要途径之一,对养分的生物地球化学循环有着重要的意义。对13年生杨树人工林林外雨、树干流、林内雨和地表径流等水文过程中的养分特征进行了调查分析,旨在了解该生态系统的养分输入与输出规律,为杨树人工林可持续经营提供依据。结果表明,从2013年11月至2014年10月,杨树人工林生态系统林外雨量为1154.1 mm,树干流量仅占大气降水量的2.3%,15.4%的大气降水被杨树人工林的冠层截留;林内雨、树干流与大气降水量(林外雨)的动态变化规律相似。各类降水年加权平均pH值表现为林内雨林外雨树干流;各类降水的离子浓度动态变化规律基本一致,即在降水量较小的11月至次年1月份,各阴阳离子的浓度普遍较高,在降水量较大的2—9月份,阴阳离子浓度普遍较低。SO_4~(2-)-S和Ca~(2+)分别是各类降水中的主要阴离子和阳离子;整体上,树干流的离子浓度林内雨大气降水;林内雨是养分输入的主要形式,通过林内雨输入林地较多的养分离子是Ca~(2+)和K~+,分别为70.83 kg hm~(-2)a~(-1)和63.31 kg hm~(-2)a~(-1);地表径流和土壤渗漏是养分输出的主要形式,输出林地较多的离子是Cl~-和Ca~(2+),分别为196.47 kg hm~(-2)a~(-1)和123.09 kg hm~(-2)a~(-1),其次为SO_4~(2-)-S、Mg~(2+)、Na~+、K~+;NH_4~+-N和NO_3~--N的输出量不足输出离子总量的1%。所以,从水文过程看,杨树人工林生态系统无机氮(NH_4~+-N和NO_3~--N)和K~+表现为净积累,净积累量分别为10.9 kg hm~(-2)a~(-1)和56.4 kg hm~(-2)a~(-1),其他离子表现为净损失,其中Cl~-的净损失量达179.8 kg hm~(-2)a~(-1)左右,其他离子损失量50 kg hm~(-2)a~(-1)。     

Impact of landfill leachate on the co-treatment of domestic wastewater

Landfill leachate and domestic wastewater were co-treated in batch activated sludge reactors and the ratio of leachate varied from 5 to 20% (v/v). The leachates had a non-biodegradable COD fraction of at least 20%. An increase in leachate adversely affected the co-treatment and it was concluded that the leachate ratio should never exceed 20% of the total wastewater or 50% of the initial COD. The initial Total Kjeldahl Nitrogen (TKN) and the free ammonia level were identified as factors influencing the completion of nitrification.     

涝渍胁迫对杨树苗期叶片生长及其生理性状的影响

以３种典型的美洲黑杨苗木（Ｉ６９、ＮＬ８０１０５和ＮＬ８０３５１）在不同的涝渍胁迫条件下,苗木叶面积生长明显减慢;叶片气孔开度显著减小;叶片水势和丙二醛（ＭＤＡ）含量有所增加;超氧化物歧化酶（ＳＯＤ）活性无明显变化;叶片中的全Ｎ、全Ｐ和全Ｋ含量发生变化。综合分析认为,Ｉ６９杨在强涝渍胁迫下抗耐能力较高。ＮＬ８０３５１杨在弱涝渍胁迫下适应性较强,短期涝渍对杨树无性系苗木无明显影响,３０ｄ以上的涝渍对其影响显著。