土壤活性有机碳及碳库管理指数对高寒湿地退化的响应

探明高寒湿地土壤活性有机碳及碳库管理指数变化与湿地退化的关系,对退化湿地生态恢复具有重要意义。以若尔盖湿地自然保护区的相对原生沼泽(RPM)、轻度退化沼泽(LDM)、中度退化沼泽(MDM)、重度退化沼泽(HDM)和极重度退化沼泽(SDM)湿地土壤为对象,研究土壤总有机碳、活性有机碳组分含量及碳库管理指数对高寒湿地退化的响应。结果表明:0～100 cm范围内土层总有机碳(TOC)含量表现为RPM>LDM>MDM>HDM>SDM;与RPM相比,各退化湿地土壤的水溶性有机碳(WSOC)、溶解性有机碳(DOC)、易氧化有机碳(PXOC)含量均降低,尤以MDM、HDM和SDM降低显著,其WSOC、DOC和PXOC含量的降幅分别为25.79%～76.76%、35.90%～92.81%、32.07%～80.06%。随着湿地退化程度的加剧,3种活性有机碳的分配比例逐渐增加,碳库管理指数却逐渐减小。由此可见,高寒湿地退化可能会通过增加湿地土壤有机碳活性,降低土壤碳"汇"能力和湿地土壤质量。     

羽衣甘蓝对镉的耐性和富集特征研究

以观赏绿化植物羽衣甘蓝(Brassica oleracea L.var.acephala DC.)为试验材料,采用盆栽试验,研究其对镉的耐性和富集特征,探讨羽衣甘蓝对镉污染土壤生物修复的可行性。结果显示:(1)随着镉处理浓度的增加,羽衣甘蓝干重呈先升高后降低的趋势,20~80mg·kg-1镉处理能促进植株的生长,100~120mg·kg-1镉处理虽然显著抑制了根系的生长,但是促进了地上部的生长,整体而言对全株生长无明显影响,表明羽衣甘蓝对镉有较强的耐性,且地上部的耐性高于根系。(2)所有镉处理下,羽衣甘蓝叶片的SOD、POD和APX活性较高,MDA含量和电解质渗漏率与对照无差异;而镉处理浓度高于80mg·kg-1时,根系的SOD、CAT和APX活性显著降低,MDA含量和电解质渗漏率显著升高,引起严重的膜脂过氧化伤害,这可能是羽衣甘蓝地上部的镉耐性高于根系的原因之一。(3)羽衣甘蓝地上部的镉含量高于根系,且随着镉处理浓度的增加均逐渐增加,在镉处理浓度为120mg·kg-1时达到最大值,分别为50.15mg·kg-1(根系)和52.01mg·kg-1(地上部);植株对镉的转运系数大于1,地上部镉富集量高于根系,地上部最大富集量为每株343.19μg。研究表明,羽衣甘蓝对镉有很强的耐性和富集、转运能力,是一种良好的修复镉污染土壤的观赏绿化植物资源。     

黄淮海冲积平原区土壤有机质时空变异特征

通过分析124个样点1980年和2000年耕层土壤的有机质含量,研究了黄淮海冲积平原区河北省曲周县土壤有机质的时空变异特征,研究结果表明,该县目前土训有机质含量平均为12.89g/kg。与1980年相比较增加了4.11g/kg,年均增加0.21g/kg。但因各农户施用有机肥量的不同和管理水平的差异。占全县耕地面积6%的土壤有机质含量不升反降,县内各区域有机质的增长趋势为西南部和东南部高于中部和北部,潮上,盐土和褐土2000年有机质含量分别比1980年增加45.51%,82.48%和68.57%。     

横断山北部生态脆弱区土壤磷素空间分布特征

根据90个样点表层(0~20cm)土壤磷素的化验数据,在A rcG IS8.1平台上运用地统计学方法研究了横断山北部土壤磷素的空间分布特征及其影响因素。结果表明,该区土壤全磷和速效磷含量均属中上水平,全磷含量达1.20±0.66 g k-g 1,速效磷含量达13.7±12.6m g k-g 1。土壤全磷空间分布总体上呈团状或块状,高值区(1.8~2.8g k-g 1)主要分布于雅砻江流域西岸甘孜、新龙段和金沙江白玉、巴塘段之间的区域,并向西北和东南方向逐渐减少,低值区(<0.7g k-g 1)则主要分布于稻城县南部以及莫拉山以南德格以北的一个狭长区域;速效磷空间分布总体上呈小团块状,高值区(28~55m g k-g 1)主要分布于雅砻江中游的甘孜县东部和西部,并向西北和正南方向逐渐减少,低值区(<12m g kg-1)则主要分布于研究区东南部和南部边缘。成土母质本身含磷量和风化程度的不同使得磷素空间分布存在一定的水平、垂直分布特征。土地利用方式、海拔和坡度通过气候差异或土壤侵蚀程度来影响磷素含量。     

西藏地区土壤表层和全剖面背景有机碳库及其空间分布

根据西藏2607个土壤剖面资料和1：200万土壤图的数字化处理,按地区以制图单元土壤亚类为基础估算土壤有机碳密度（SOCD）和储量（SOCR）,并探讨其空间分布特征.结果表明：（1）西藏地区的SOCD平均为7.48 kg m^-2,并随土壤类型而变化,以山地铁铝土最高（29.2 kg m^-2）,其后依次是山地淋溶土（16.6 kg m^-2）、高山草甸型土壤（12.2 kg m^-2）、山地半淋溶土（9.2kgm^-2）、高山草原型土壤（3.7kg m^-2）等,而以寒冻土（1.6kg m^-2）和高山荒漠土（1.3kg m^-2）为最低.同时土壤表层（0～20cm）的SOCD平均为4.27 kg m^-2,占全剖面总量的57﹪,反映西藏地区土壤有机碳库（SOCP）对环境变化具有较高的敏感性.（2）西藏SOCD具有独特的水平地带分布,即自藏东南向西北逐次降低,由此可大体分为高（Ⅰ）、中（Ⅱ）、低（Ⅲ）、极低（Ⅳ）4个碳密度带,其平均SOCD分别为21、10、4、＜2 kg m^-2;各带SOCD又有不同的垂直分布,总趋势是由复杂到简单,但均以最高位置的寒冻土极低碳密度为终点.（3）西藏SOCR总计为8.23 Pg,占全国SOCR总量的9.14﹪.各地SOCR分布极不平衡：就各碳密度带的SOCR相对比例（占西藏全区总量﹪）而言,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ带分别为25﹪、50﹪、22﹪、3﹪,其中Ⅰ、Ⅱ带合计的土壤面积仅占45﹪,而SOCR却占75﹪,因而是西藏SOCP的主体;而反映土壤储碳能力的丰度指数（R）则分别为2.82、1.37、0.53、0.23.就各地区的SOCR而言,以那曲地区最大（2.19Pg）,拉萨地区最小（0.31Pg）;而R值则是林芝＞山南＞拉萨＞昌都＞日喀则＞那曲＞阿里.这些结果将为全球变化研究与区域环境评价提供有力的支撑.     

四川盆地西缘浅层地下水铁、锰含量的空间变异特征

以四川盆地西缘低山丘陵区典型县--名山县为例,采用地统计分析方法,研究了四川盆地西缘低山丘陵区浅层地下水铁、锰含量的空间变异特征.结果表明,研究区浅层地下水铁含量变异较大,局部区域超标现象较为严重,42.86%的样点未达到欧盟生活饮用水水质标准(<0.2 mg/L),25%的样点未达到我国和美国生活饮用水水质标准(<0.3 mg/L);锰含量总体水平较低,其中94.64%的样点达到我国的生活饮用水水质标准(<0.1 mg/L),所有样点均达到世界卫生组织规定的生活饮用水水质标准(<0.4 mg/L).研究区浅层地下水中铁、锰含量空间分布特征基本一致,均呈现出从东北向西南逐渐降低,至名山县城附近又有所上升的趋势,高值区主要出现在东北部一带,低值区主要出现在中南部一带.研究区地下水中铁、锰含量分布特征与区域土壤母质、土壤类型、人为活动等因素密切相关, 其中受土壤母质和土壤类型的影响尤为明显.统计结果表明,第四系更新统冰碛物及冰水沉积物(Q2fgL)分布区域地下水铁、锰含量显著高于白垩系夹关组(K2j)、灌口组(K2g),第三系名山群(K1～2mn)等紫色岩分布区域;黄壤下浅层地下水铁、锰含量显著高于紫色土.     

川南天然常绿阔叶林人工更新后土壤团粒结构的分形特征

运用分形模型研究了川南天然常绿阔叶林及其人工更新成檫木(Sassafras tzumu)林、柳杉(Cryptomeria fortunei)林和水杉(Metasequoia glyptostroboides)林后土壤团粒结构,探讨了分形维数与林地土壤水源涵养功能、肥力特征和微生物数量之间的关系。结果表明:天然常绿阔叶林人工更新后土壤团粒结构的分形维数和结构体破坏率增大、土壤物理性质变差、养分含量和微生物数量降低,3种人工林中,檫木林较好、水杉林次之、柳杉林最差;土壤团聚体、水稳性团聚体和水稳性大团聚体含量越高分形维数越小;在湿筛条件下,土壤结构体破坏率随分形维数的降低而减小;土壤团粒结构的分形维数与土壤物理性质、养分含量和微生物数量之间存在显著的回归关系。这表明天然常绿阔叶林人工更新后由于不同林分对林地土壤组成结构的维护效果不同,导致更新后林地土壤物理、化学和生物性质变化,林地土壤团粒结构的变化,进而影响其分形维数的大小。因此,分形维数可作为天然常绿阔叶林及其人工更新后林地土壤水源涵养功能、肥力特征和微生物活动情况的一项综合性定量化评价指标。同时,为保护天然常绿阔叶林、选择适宜的更新树种和天然常绿阔叶林人工更新后林地土壤的科学管理提供依据,也为退耕还林中树种的选择提供参考。     

江西兴国水土流失治理区土壤有机质动态变化

在ArcGIS8.1软件系统平台上,用普通克立格和概率克立格等多种方法研究潋水河流域土壤有机质含量的动态变化特征。结果表明,潋水河流域106个样点的土壤有机质平均含量增加,由1981年的18.16±7.23g/kg增加到2002年的19.14±11.25g/kg;2002年土壤有机质含量为(30.0～40.0g/kg)、(20.0～30.0g/kg)级地的面积扩大,所占流域面积比分别较1981年增加11.38%和28.54%。近20年来该流域内水田、旱地和林地的土壤有机质平均增加量分别为2.3g/kg、3.5g/kg和3.1g/kg,坡度≤2°、2～6°、6～15°、15～25°和>25°的土壤有机质平均增加量分别为1.8g/kg、2.6g/kg、3.3g/kg、3.6g/kg和4.0g/kg。结合概率克立格法和加权平均法探讨了<10.0g/kg含量水平下区域土壤有机质的概率分布特征,其几何平均概率由1981年的0.2008下降到2002年的0.1503。     

可降解螯合剂对镉胁迫下籽粒苋根系形态及生理生化特征的影响

采用盆栽试验研究了可降解螯合剂EDDS和NTA对镉胁迫下籽粒苋(Amaranthus hybridus L.)根系形态及生理生化特征的影响。结果表明:当螯合剂施入10 mg/kg的镉污染土壤后,籽粒苋根系生物量和总长等根系形态指标与对照无显著差异,过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性、谷胱甘肽(GSH)和可溶性蛋白含量显著上升。当螯合剂施入100 mg/kg的镉污染土壤后,籽粒苋根系生物量、总长、表面积、体积及侧根数比对照显著减少了12.30%—23.98%、17.01%—24.90%、41.87%—57.93%、16.46%—32.94%和23.48%—53.35%;EDDS的施入使籽粒苋根系POD、CAT活性、GSH和可溶性蛋白含量显著升高;而NTA施入后,根系中的POD活性比对照降低了4.12%—35.95%,并且CAT活性和可溶性蛋白含量在2 mmol/kg NTA处理下分别显著降低了14.66%—15.79%和26.81%—30.48%;EDDS和NTA施入后,GSH含量比对照显著升高了14.73%—65.65%和28.05%—84.10%。当镉处理浓度分别为10 mg/kg和100 mg/kg时,螯合剂的施入显著增强了籽粒苋根系对镉的吸收,比对照分别增加了40.76%—103.10%和15.03%—49.49%。因此,EDDS和NTA施入镉污染土壤后,通过影响籽粒苋根系形态和生理生化过程以响应重金属镉的胁迫。