会仙湿地小流域土壤养分时空分布特征

为揭示漓江流域会仙湿地小流域土壤养分的时空分布规律及其变异特征,同步连续监测了河道沉积物、消落带、耕地等区域中土壤的pH、有机质、全氮、全磷、硝态氮、铵态氮等指标,应用单因素方差分析、曼-惠特尼U检验、Pearson相关性分析和反距离插值法,研究土壤养分的时空分布特征,探究河道沉积物、消落带和耕地土壤养分之间的相互关系。结果表明：河道沉积物、消落带、耕地土壤的全氮、有机质和硝态氮含量受季节影响较大,在不同季节间存在显著差异,而受年份的影响较小;河道沉积物土壤养分受河道河床变化、人类活动等影响,沿程变化呈现复杂性;河道沉积物、消落带、耕地土壤三者间的养分含量有着密切的联系,且受降雨的影响较大。     

位山灌区典型农田地下水硝态氮污染分析

为了探索降低位山灌区地下水污染风险的途径,选取灌区典型农田,对不同埋深的地下水进行原位连续采样,根据样本的氮素含量分析农田氮素垂向分布规律,评估硝态氮污染情况,并探讨了不同形态氮素的存在特征。结果表明:灌区农田浅层地下水中的硝态氮浓度明显超出国家饮用水标准,深层地下水尚未超标;有机氮是农田氮素的主要存在形式,但其溶解性很差;土壤和地下水中的硝态氮浓度明显高于铵态氮;铵态氮的吸附性较强,硝态氮的淋溶风险高。延缓铵态氮的硝化过程可能是降低硝态氮污染的有效措施。     

火烧干扰对南矶山湿地土壤养分的短期影响

采用对比采样分析方法,研究了南矶山湿地自然保护区湖水消退期高滩地火烧后土壤养分短期内的变化;结果表明,土壤总氮、硝态氮和铵态氮在火烧后显著增加,土壤含水量显著减少;土壤有机碳、总磷和有效磷在火烧后无显著影响;土壤有机碳和总氮的比值在火烧后明显减少.火烧对湿地生态系统的养分循环值得进一步的研究.     

潇河灌区污灌条件下氮素污染的变化特征

以潇河典型污水灌区为研究对象,对选定区域土壤进行剖面取样、样品分析,并分析了灌溉用水中氮素的含量,以确定灌溉用水对于土壤中铵态氮及硝态氮含量分布的影响。结果表明:潇河灌区土壤中的铵态氮与硝态氮含量在垂向分布上具有规律性;灌溉用水作为土壤氮素来源之一对土壤氮素在垂直方向上的分布规律有一定的影响;只要对污水进行有效处理,污水中的氮素将不会对地表水及地下水造成较大影响,完全可以取代地下水及河水用于农业灌溉,缓解灌溉水资源的危机。     

滨湖区退化湿地自然恢复过程中土壤结构和碳、氮特征研究

运用时空互代方法研究了太湖滨湖区退化湿地植被恢复过程中不同恢复年限湿地的土壤结构和土壤碳氮特征的变化规律。研究结果表明:随着恢复年限的增加,表层0~20 cm土壤有机碳含量从恢复2 a时的0.71%增加到恢复15 a时的1.85%;表层0~20 cm土壤全氮含量在最初的恢复年限内,呈递减的趋势;随着恢复年限的增加,恢复湿地土壤孔隙度和水稳定性团聚体(>0.25 mm)含量随之增加,而恢复湿地土壤干容重则相反,表层土壤的pH值有降低趋势,底层土壤变化不明显;湖滨带由于植被和土壤结构的恢复,增大了对污染物的持留容量,减少了非点源污染和地表径流的产生,减少了水土流失,使湖滨区域成为营养性污染物碳、氮的汇聚地,对于减少湖泊外源污染物的输入和降低水体的污染程度具有重要意义。     

生物有机肥与水分联合调控下稻田土壤氮素变化规律

为了探究生物有机肥和控制灌溉联合调控下稻田土壤氮素变化的特征和规律,开展了水稻小区种植试验。试验设置2种灌溉模式（常规淹灌（F）、控制灌溉（C））和3种施肥模式（全施化肥（A）、生物有机肥等氮替代15%化学氮肥（B）、生物有机肥等氮替代30%化学氮肥（C））,分析水稻生育期内土壤铵态氮与硝态氮含量的变化特征。试验表明：至水稻分蘖期时,相同灌溉模式下,配施生物有机肥处理的稻田土壤铵态氮含量均值均低于全施化肥处理,降幅为19.85%~48.78%,土壤硝态氮含量均值是生物有机肥等氮替代30%化学氮肥的处理低于全施化肥处理,降幅为15.35%~33.08%;而从水稻拔节期起,相同灌溉模式下配施生物有机肥处理的稻田土壤铵态氮平均含量比全施化肥处理增加了12.71%~56.26%,除FB处理硝态氮含量降低外其余配施生物有机肥处理的土壤硝态氮平均含量比全施化肥处理增加了19.21%~105.80%。控制灌溉的水稻全生育期土壤硝态氮含量显著高于常规淹灌（P＜0.05）,而土壤铵态氮含量则是常规淹灌高于控制灌溉。结果表明：生物有机肥配施化肥有利于水稻分蘖期后土壤铵态氮和硝态氮含量的积累,提升了稻田土壤氮素的养分累积,其中生物有机肥等氮替代15%化肥的效果较好。控制灌溉使得土壤硝态氮含量增加,同时也减少了土壤铵态氮的含量。综合考虑环境与经济效益,控制灌溉与生物有机肥等氮替代15%化肥的稻田水肥管理模式较好。     

不同灌水量下土壤水氮运移及氨挥发特性研究

为了解地面灌施条件下土壤水中氮素运移及氨挥发特性,通过直径为14 cm的垂直土柱模型试验模拟地面灌施条件下不同灌水量对土壤水中氮运移以及氨挥发的影响。结果表明:垂向0~55 cm范围内硝态氮含量均低于土壤初始值;铵态氮呈先增大再减小的分布规律,深15 cm处土层的铵态氮含量较高;湿润区内的土壤硝态氮含量低于初始值,随水运移的硝态氮积聚在湿润锋处,硝酸根离子浓度锋推进距离随着时间的推移而逐渐增大;灌水量为2.6 L时土柱土壤的氨挥发损失量最小。     

不同水肥处理对稻田土壤中氮素剖面分布与氨挥发损失的影响

对苏南地区不同水肥处理稻田土壤中铵态氮和硝态氮剖面分布、稻田氨挥发损失以及水稻地上干物质量及产量进行了研究。结果表明:稻田土壤中无机氮以铵态氮为主;铵态氮质量比随着土层深度的增加而降低,20～60cm深度土层中的铵态氮质量比相对稳定,随着水稻生育期的进行,稻田土壤中氨态氮质量比逐渐降低;稻田土壤中硝态氮质量比呈现上层低于下层的趋势;控制灌溉稻田施用控释肥减少了表层土壤中的铵态氮质量比以及底层土壤中的铵态氮和硝态氮质量比,降低了氮素损失的风险。控制灌溉和控释肥的使用,减少了稻田氨挥发损失,减少幅度达到83.71%。     

模拟降水量对土壤水氮运移及氨挥发特性的影响

为了解不同降水量对土壤氮素迁移的影响,通过室内土柱模型试验模拟不同降水量对土壤氮素运移及氨挥发的影响。结果表明:土壤含水率及其湿润深度随灌后模拟降水量的增加而增大。降水后铵态氮主要分布在垂向0～65cm土层范围内,呈先增大后减小的单峰曲线分布;0～35cm层深范围内,降水量越大同一土层位置处的铵态氮浓度越低,35cm以下反之。硝态氮随水运移并大量积聚在湿润锋处。降水量越大,湿润锋处硝态氮的浓度越大。模拟降水量0.3L、0.6L、0.9L较参照(灌后无降水)分别降低了51.71%、45.83%、58.24%的氨挥发损失。水肥灌施后适宜的降水量既能改变土壤氮的分布,又能降低土壤氮的氨挥发损失。     

滴灌系统运行方式对砂壤土水氮分布影响的试验研究

以一种砂粒含量高达95%的砂土为对象，开展了滴灌施肥灌溉条件下，灌水器流量、灌水量和系统运行方式对水分、硝态氮和铵态氮分布影响的室内试验。灌水器流量的变化范围为0.5～2.0L/h，灌水量为6～7.7L；系统运行方式包括不同灌水和施肥次序组成的4种方案。研究结果表明，径向和垂直湿润距离随灌水量的增加呈幂函数关系增加；灌水量相同时，随灌水器流量的增大，灌水器周围的土壤含水率增加，垂直湿润距离减小，而径向湿润距离变化不大；灌水器流量一定时，垂直湿润距离随灌水量的增大而明显增加。对氮素分布的测试结果表明，硝态氮在湿润体边界存在累积现象；铵态氮在灌水器附近出现浓度高峰，且铵态氮集中在灌水器周围15cm范围内。滴灌施肥灌溉系统运行方式对硝态氮在土壤中的分布影响明显，建议采用最初用灌水施肥总时间的1/4灌水，再用1/2时间施肥，最后用1/4时间冲洗管道的运行方式，以便将施入土壤的氮素最大限度地保留在作物根区内，防止硝态氮淋失。     

土地利用方式对会仙岩溶湿地土壤营养元素含量的影响

结合桂林会仙岩溶湿地生态环境情况,研究了湿地不同土地利用方式对土壤有机碳、总磷、总氮等营养元素含量的变化和影响,结果表明：（1）土壤中磷元素的含量,住宅用地＞水田＞岩溶湿地（原生湿地）＞未利用荒地（闲置地）＞坑塘水面（鱼塘）,全钾最高的是未利用荒地（闲置地）,有机质含量最高的是岩溶湿地（原生湿地）,各形态的氮元素中硝态氮含量最多的是住宅用地,全氮最高的是未利用荒地;（2）土地利用与土地覆被的变化加剧了土壤有机碳、硫、氮磷的流失,导致湿地退化,未利用荒地退化指数-0.128、鱼塘退化指数-0.177、水田退化指数0.137、住宅用地退化指数0.39;（3）退化的原因是主要是人类活动的过分干扰。因此,有必要科学合理地对湿地进行恢复。     

长荡湖表层沉积物中营养盐空间分布与污染特征

通过对长荡湖不同湖区表层沉积物中营养盐及含水率的测定,结合统计分析手段,探讨其空间分布与污染特征。结果表明:长荡湖表层沉积物中TN、TP的质量比、TOC含量及含水率变化范围分别为3.47~10.80 g/kg、0.57~1.83 g/kg、0.66%~4.21%和41.71%~75.78%,其均值分别为6.86 g/kg、1.19 g/kg、1.73%和60.48%,且均呈湖周高、湖心低的空间分布特征;TN、TP和含水率之间呈显著线性相关,TOC与TN、TP和含水率之间无显著相关性;长荡湖表层沉积物中TN、TP及TOC富集系数分别在0.7~2.0、0.6~2.0和0.4~2.5内变化,其平均值分别为1.3、1.3、1.0;污染指数分别在6.3~19.6、1.0~3.1和0.7~4.2内变化,其平均值分别为12.5、2.0和1.7;长荡湖表层沉积物的氮素水平处于重度污染状态,且磷、有机碳均已受到一定程度的污染。     

洞庭湖典型洲滩湿地水分时空变化特征及其相关性分析

为了分析变化条件下洲滩内部土壤水分时空变化特征及不同深度土壤水分含量和湖水位的相关性,以洞庭湖典型洲滩断面为研究对象,利用原位监测装置连续2个月监测了湖水位、大气温度及土壤水分含量的动态变化过程。结果表明:洞庭湖洲滩水分场的分布在垂向上呈现明显的分层现象,同一位置的土壤水分含量的波动幅度随着深度的增加而逐渐减小,至深层处(大于50 cm)趋于稳定,同一深度的土壤水分含量的波动幅度随着与岸边距离的增加而逐渐减小。土壤水分含量与湖水位之间的相关性随着深度的增加呈先增强后减弱的趋势,浅层及深层的土壤水分含量和湖水位之间均呈无显著相关性,地表以下50~70 cm深度处土壤水分含量与湖水位相关性较高。研究结果有助于了解土壤水分在洲滩生态系统地下含水层-土壤-大气界面的相互作用机制,为洲滩水文过程及生态环境保护研究提供重要方法和理论参考。     

鄱阳湖典型洲滩湿地植被叶片和土壤δ15N特征分析

为研究鄱阳湖典型洲滩湿地植被叶片和土壤δ¹⁵N特征,以蚌湖和修水之间的洲滩作为研究对象,选取典型断面研究2015年10—12月和2016年4月植被叶片和土壤δ¹⁵N的相关关系,探讨土壤含水量和无机氮(铵态氮和硝态氮)对植被叶片和土壤δ¹⁵N的影响。结果表明:大部分C3植被的叶片δ¹⁵N大于C4植被;湿润时期植被叶片和土壤δ¹⁵N大于干旱时期,但湿润时期和干旱时期植被叶片均较土壤富集¹⁵N。铵态氮在湿地土壤中占比高达87.43%,是土壤主要的无机氮,但湿地植被主要吸收硝态氮。研究区氮循环开度较小,土壤δ¹⁵N随着可利用氮素的增加而降低,而随着土壤含水量的增加而增加。植被叶片δ¹⁵N与土壤δ¹⁵N呈显著的正相关关系,植被叶片δ¹⁵N主要受土壤氮素变化和氮同位素分馏的影响。     

Spatial heterogeneity of physical and chemical conditions in a tropical reservoir wetland

Abiotic data, such as physical and chemical variables and inorganic nitrogen status were obtained from substrate compartments in four environments in the Lobo reservoir wetlands. The sampling sites were selected by‘in-situ’observation of the hydrological features, the degree of‘openness’to the flow-through of water and macrophyte communities. For each site, three compartments were considered: the sediment, the interstitial water and the overlaying water at the sediment water interface. The pH, electrical conductivity, dissolved oxygen, nitrate, nitrite and ammonium nitrogen, organic matter and moisture content were analyzed in the substrate. The spatial distribution of these properties was associated with the hydrological and nutritional flooding conditions. Lobo wetland sediment may be an efficient buffer system due to its high interstitial and exchangeable ammonium concentrations.     

Characterizing natural dissolved organic matter in a freshly submerged catchment (Three Gorges Dam, China) using UV absorption, fluorescence spectroscopy and PARAFAC

This study applied parallel factor analysis (PARAFAC) to fluorescence excitation-emission matrices (EEMs) of natural water samples in a freshly submerged catchment in the upper reach of Three Gorges Dam (China). Two fluorescent natural dissolved organic matter (NDOM) components (humic/fulvic-like) were uncovered and were positively correlated with selected water quality parameters, i.e. dissolved oxygen concentration, dissolved organic carbon concentration, dissolved Kjeldahl nitrogen concentration and total (dissolved plus particulate) phosphorus concentration, respectively. To other water quality parameters (i.e. total nitrogen, particulate nitrogen, particulate phosphorus, dissolved phosphorus, dissolved nitrate, pH, and chemical oxygen demand), either the two components did not show any correlation or only one component showed correlation. In particular, particulate N correlated significantly to the fulvic acid, but not to the humic acid. Meanwhile, two conventional spectroscopic indices i.e. specific UV absorbance at 254 nm (SUVA254) and fluorescence index (FI) indicated that the whole NDOM in the waters were low in aromaticity and predominantly derived from aquatic microbial processes. Given together, it concludes that N and P did not function equally in the NDOM production, and the two components were not derived from the same microbial processes. The EEMs-PARAFAC has proven to be of potential as an effective tool in investigation of the interlink between NDOM and nutrients which may be utilized as an indicator of water environment.     

黄土丘陵沟壑区坡改梯土壤质量效应研究

黄土丘陵沟壑区水土流失严重,严峻的自然条件和不合理的耕作模式对土壤质量造成了巨大的破坏,严重影响粮食产能的提高。以甘肃省庆阳市华池县坡改梯项目为例,研究了该项目实施1,3,5 a及10 a后,土壤物理、化学和生物性质的变化情况。结果表明,坡改梯工程实施对土壤质量影响显著。在实施坡改梯1 a后,受土壤推翻和水土流失影响,土壤质量并未呈现出明显的提高,而随着坡改梯年限的延长,土壤质量显著提高。在坡改梯实施10 a后,土壤水稳性团聚体较坡耕地高出108.45%,土壤的结构破坏率较坡耕地降低了21.67%;全氮、有机质及有机碳分别较坡耕地提高了144.68%,155.35%以及104.23%,有效磷和速效钾含量较坡耕地提高了125.65%及56.42%;土壤微生物量碳、微生物量氮及有机碳含量较坡耕地分别提高了95.16%,83.32%以及2.90%。土壤呼吸强度与坡改梯年限之间表现为显著的正相关关系,在坡改梯10 a后较坡耕地增幅达90.10%。土壤理化特性和生物性特性均得到了显著改善,土壤抗蚀性能得到显著提高。