三峡库区消落带典型草本植物淹水浸泡后可溶性有机碳的释放特征

三峡库区消落带出露时草本植被生长旺盛,每年9月底蓄水后植物被淹没并开始腐解,导致有机体分解释放大量可溶性有机碳(DOC),可能对水质产生负面影响.研究选取三峡库区消落带典型草本植物,通过室内模拟浸泡实验,测定上覆水中DOC浓度变化过程,计算其释放速率与通量,旨在查明消落带草本植物淹水后DOC的释放特征,为库区植被修复与管理提供基础数据.结果表明,几种典型草本植物浸泡后上覆水的DOC浓度变化反映出草本植物淹水后DOC释放呈先增后减,后期趋于平稳的变化过程,在15 d左右达到峰值,表明消落带草本植物淹水浸泡后DOC随植物腐解快速释放,随后释放基本稳定,几种典型草本植物的DOC释放过程符合动力学过程.草本植物浸泡后DOC的释放浓度(最大为苦蒿的486.88 mg·L-1±35.97 mg·L-1,最小为稗子的4.18 mg·L-1±1.07 mg·L-1)、释放量(最大为苦蒿的50.54 mg·g-1,最小为水蓼的6.51mg·g-1)存在显著差异,主要受植物基质的影响,特别是植物基质的C/N值.实验浸泡植物的DOC释放量与相应草本植物基质的C/N值呈显著线性关系.     

ZSM-5分子筛负载Pt、Pd催化剂上甲烷选择还原一氧化氮反应性能研究

研究了ZSM-5分子筛负载Pt、Pd催化剂对CH_4还原NO催化反应的性能.实验表明,Pt催化剂在300～500℃温度下,显示出较高的反应活性和N_2选择性,Pd和Pt-Pd催化剂在400～500℃温度下具有较好的反应性能.其活性和选择性大小次序为:Pt>Pt—Pd>Pd.用铂氨络离子制备的催化剂反应性能优于用氯铂酸制备的催化剂.     

有机-无机肥配施对紫色土坡耕地氮素淋失的影响

通过坡地渗漏小区定位试验,研究总施氮量相同情况下,施肥方式对紫色土坡耕地氮素淋失的影响.结果表明,有机-无机肥配施会影响紫色土硝酸盐向下累积过程,显著降低紫色土坡耕地硝酸盐累积量.渗漏液中硝态氮含量在0.15～46.99mg·L-1之间,占总氮含量的66.4%～96.3%;总氮淋失量在(4.05±0.37)～(37.82±0.86)kg.hm-2之间,占当季施氮量的2.7%～25.2%.在维持总施氮量相同的条件下,与常规氮磷钾施肥相比,农家肥、秸秆与化肥配合施用的渗漏液总氮含量分别降低了71.0%、61.4%,总氮淋失量分别降低了48.1%、31.6%.这表明有机-无机肥配施能显著降低紫色土坡耕地氮素淋失量,对有效控制紫色土区浅层地下水硝酸盐污染具有重要作用.     

水稻强化栽培体系的CH4排放特征

紫色土稻作区是川中丘陵区的主要生态系统类型,而水稻强化栽培技术因其巨大的增产潜力而日益受到关注和推广,为了解这一生态区域稻田强化栽培体系的碳过程,同时为中国紫色土地区稻田CH4排放总量提供数据依据,利用静态箱/气相色谱法原位观测水稻(Oryza Sativa Linnaeu)强化栽培体系CH4排放通量特征。结果表明:齐穗期和成熟期稻田CH4排放存在明显的日变化,曲线均为单峰单谷型;齐穗期的CH4排放速率明显高于成熟期;日变化峰值均出现在一天中温度较高的15:00,最低值均出现在在温度偏低的7:00—9:00。稻田CH4排放通量的季节变化存在2个排放高峰,分别出现在生长最为旺盛的拔节孕穗期和收获前期。地下5cm温度和气温是影响CH4排放的重要因素。常规栽培、强化覆膜及强化无膜在水稻整个生长期内CH4排放总量分别为292.332,283.533和208.422kg·hm-2,强化栽培比常规栽培CH4排放总量减少了3.0%～28.7%,但增产效果不显著。     

紫色土丘陵区坡地柑橘园土壤碳氮的空间分布特征

20世纪90年代以来,西南紫色土丘陵区大量坡耕地转变为果园,提高了农民的经济收益,但这一土地利用变化对土壤碳(C)、氮(N)空间分布特征的影响仍然缺乏研究.为探究紫色土丘陵区坡耕地转变为果园后土壤C、 N的空间分布特征,选取四川盆地中部紫色土丘陵区代表性柑橘园为研究对象,分析了由坡耕地转变为柑橘园后,土壤C、 N空间分布特征及其主要影响因素.结果表明,坡面位置(坡位)对土壤总氮(TN)、硝态氮(NO₃^--N)和可溶性有机碳(DOC)含量均有显著影响(P <0.05),而对土壤总有机碳(SOC)和铵态氮(NH₄⁺-N)的含量没有显著影响(P> 0.05).在0～30 cm土层,土壤NO₃^--N含量沿坡面的变化趋势为：上坡位<中坡位<下坡位,而TN和DOC含量沿坡面的变化趋势为：上坡位>中坡位>下坡位.各坡位土壤C、 N含量随深度(0～30 cm)增加呈现整体降低趋势,其中土层深度对土壤TN、 SOC、 NO₃     

农林复合生态系统氮素平衡及其评价

农业生态系统中养分的平衡状况及其合理性评价，是探讨农业生产和环境变化的前提和基础。选择三峡库区上游川中丘陵区一典型农林复合生态系统，依据系统养分循环概念模型，进行了农田和林地定位监测、耕地和盆钵模拟试验以及参与式农户调查等，研究系统的氮素各收入支出参数，计算系统的氮素平衡并对平衡合理性进行评价。结果表明，本复合生态系统旱地和整个农田子系统氮素略有盈余，盈亏量分别为56.1 kg/hm2·a和42 kg/hm\2·a，实际盈亏率为10.4%和8.2%；而水稻田和复合系统有少量亏缺，盈亏量分别为-13.21 kg/hm2·a和-37.5 kg/hm2·a，实际盈亏率分别为为-3.2%和-7.8%；林地亏缺较大，盈亏量为-165.9 kg/hm2·a，实际盈亏率为-39.2%。模型计算的允许盈亏率（旱地23.4%，水稻田-37.2%）评价表明，旱地和水稻田目前的氮素平衡基本上是合理的。与1960s系统氮平衡比较，可以看到林地在减少水土流失、促进养分的合理循环方面发挥了重要作用，应受到充分的重视。     

锌、镉在紫色土中的竞争吸附

研究了3种紫色土及2种黏土矿物对Zn、Cd的吸附特点.结果表明,中性紫色土中Zn、Cd的吸附特点相似,等温吸附符合Langmuir方程,最大吸附量分别为147.9,104.7 mg/kg其吸附动力学过程先快后慢,符合一级动力学方程与Elovich方程,快速吸附段的吸附量与易解吸量相近,且符合一级动力学方程,为交换吸附;慢速吸附段的吸附量与难解吸量相近,且满足Elovich方程,可能属于深层吸附或专性吸附,3种紫色土及2种黏土矿物对Zn、Cd的吸附量及其土壤理化性质的相关分析表明,CEC与最大吸附量显著相关,表明紫色土对Zn、Cd的吸附机理为交换吸附所控制.Zn、Cd共存时吸附速度与吸附量降低,表明二者对吸附位的竞争,竞争吸附服从质量作用定律,高浓度者占优,高浓度Zn对Cd的吸附有明显抑制,完善的土壤重金属阈限指标应包含复合污染的考虑.     

人工柳杉林碳蓄积量及土壤性质的动态变化

采用材积源生物量法和土壤剖面分析方法,研究了四川彭州栽植5、10、17、22、26a的人工柳杉林碳蓄积量及土壤性质的动态变化.结果表明,柳杉林分的碳蓄积量与林下土壤有机碳积累量随柳杉林龄的增长而增加,5、10、17、22、26a生人工柳杉林碳蓄积量分别是19.8、67.5、85.8、162、275t(C)hm-2,土壤有机碳含量在5、10、17、22、26年分别为14.7、18.4、25.3、37.1、41.4gkg-1,比农地分别增加了18.5%、48.4%、104%、199%、234%,土壤全N含量分别为1.22、1.31、1.64、2.03、2.12gkg-1,比农地分别增加了7.02%、14.91%、43.86%、78.07%、85.96%,土壤容重分别为1.48、1.42、1.36、1.31、1.28gcm-3,比农地分别降低了3.90%、7.79%、11.7%、14.9%、16.9%,土壤总孔隙度和毛管孔隙度也都显著增高,说明栽植柳杉后随着土壤有机质的增加,土壤肥力逐步提高,土壤孔隙状况也逐渐好转,从而增加了土壤保水抗旱能力.5、10、17、22、26a生的柳杉林地土壤蓄水量分别为341、391、412、462、493thm-2,比农地分别增加了14.8%、31.6%、38.7%、55.6%、66.0%.这些结果显示,人工柳杉林具有庞大的碳库,可缓解大气CO2上升,而且可促进土壤肥力,改善生态环境.     

紫色土坡地泥沙养分与泥沙流失的耦合特征

通过人工降雨模拟试验,研究紫色土坡地泥沙全氮、全磷与泥沙三者流失的耦合特征及其受降雨和地形的影响。结果表明,泥沙全氮流失量随坡度及雨强的增加而减小,而全磷的流失量受雨强及坡度的影响均较小;相关性分析表明泥沙流失量愈大,全氮流失量愈小,而全磷愈大。全氮与泥沙流失随降雨时间而呈峰值特征,而全磷随时间变化较小。泥沙养分流失量的累积过程与泥沙累积过程一致,随泥沙累积量的增加而增加,且全氮流失累积量明显低于全磷流失累积量;坡地泥沙流失养分的富集比具差异性,即泥沙流失量愈大,氮富集比越低,磷富集比越高。分析坡地泥沙流失养分的富集比,可知全磷与泥沙的耦合稳定性较全氮高,更易呈现影响下游水质的滞后效应。