北京市顺义区地下水硝态氮污染的现状与评价

对北京市顺义区 146眼地下水井中 ,其中饮用水井 (120～200m深 ) 32眼、农灌水井 (井深70～ 100m) 95眼、手压水井 (井深 6～20m) 19眼的硝态氮含量进行了调查分析。结果表明 ,该区饮用水硝态氮 (NO3--N)含量较低 ,全部达到国家饮用水一级标准 (10mg/L) ,水质总体良好 ,但个别地区已处于污染警戒状态 ;农灌水质量略逊于饮用水 ,但总体状况仍属良好 ,硝态氮 (10mg/L)超标率为 7.4 % ,另有 6.3%处于污染警戒状态 ;手压井水硝态氮污染较为严重 ,超标率达 36 .8% ,尤其是位于菜田中的手压水井超标率高达 50%以上。从耕地类型来看 ,粮田农灌水质量优于菜田。地下水硝态氮含量与井深度呈负相关关系 ,机井越深 ,硝态氮含量越低 ,超标率越低。本文还对地下水硝态氮污染的原因进行了分析。     

黄土旱塬塬面生态系统土壤硝酸盐累积分布特征

研究了渭北旱塬塬面不同土地利用方式下土壤剖面硝酸盐含量与分布特征,并与长期田间定位试验结果进行对比分析。结果表明,地表有植物生长与氮肥投入显著影响土壤剖面硝态氮含量与分布。土壤0-400.cm硝态氮累积含量顺序是:苹果园高产粮田裸地刺槐林地荒草地人工草地。苹果园土壤剖面硝态氮在深层累积严重,累积层在80-160.cm,最高含量达201.9.mg／kg。高产农田也发生了硝态氮的淋溶累积,累积峰出现在120-140cm土层,最高含量为44.1.mg/kg。林草地因为没有氮肥投入,剖面硝态氮含量处于很低水平。由于塬面土地大部分为高产农田与苹果园,土壤中累积的大量硝态氮既浪费了资源又可能对环境造成潜在的威胁,建议降低氮肥用量,特别是果园,并建议对大量施用化肥对区域生态环境与苹果品质的影响进行研究。     

有机肥对土壤NO3^——N累积的影响

长期定位试验和调查取样的结果表明,土壤中ＮＯ３＾－－Ｎ的累积量随有机肥施用量的增加而增加,过量施用有机肥会引起２ｍ以下深层次土壤中ＮＯ３＾－－Ｎ的大量累积。当有机肥和无机肥配合施用时,土壤中ＮＯ３＾－－Ｎ的累积量随总施Ｎ量的增加而增加。有机肥对土壤ＮＯ３＾－－Ｎ累积的影响和对地下水的潜在威胁不容忽视。     

赣南稀土尾矿山土体硝态氮累积特征研究

稀土开采会造成大量浸矿剂（硫酸铵）残留在土壤中，高浓度铵态氮（NH4+-N）可能在生物化学作用下转化为硝态氮（NO3--N）。为探明NO3--N在稀土尾矿山土体内的含量及影响因素，明确硝酸盐污染程度，本研究选择赣南地区一个离子型稀土原地浸矿尾矿山，由表土分层采样至基岩面，并分析土壤NO3--N及相关的理化性质。研究结果表明，尾矿山土体NO3--N含量变异范围非常大（2.80~193.99 mg·kg-1），其平均值为46.30±55.16 mg·kg-1，表层土壤NO3--N含量均值为5.16 mg·kg-1，与自然土壤相近；含矿层土壤NO3--N含量均值为48.64 mg·kg-1，是自然土壤的10倍。尾矿山土体深部含矿层土壤NO3--N含量明显高于表层， NO3--N含量随深度的分布规律与自然土壤相反，这是矿体部分残留大量浸矿剂造成的。土壤NH4+-N含量主导了NO3--N的产生量，但NO3--N在土体不同深度、山体不同部位的累积量还受降雨淋溶及NO3--N迁移过程的控制。开采结束4年后，尾矿山内累积的NO3--N仍不断向环境中释放。长期来看，尾矿山土壤中富集的NH4+-N将不断转化为NO3--N并随水迁移，持续威胁生态环境及人类健康。本研究可为稀土原地浸矿场地土壤及下游水体污染的评价和治理提供理论基础与科学支撑。     

河北坝上低山区坡地灌丛沙堆形态与沉积特征

通过野外调查和室内试验分析的方法对河北坝上康保县北部低山区坡地小叶锦鸡儿(Caragana microphylla Lam.)灌丛沙堆形态及沉积特征进行了研究,结果表明:从坡顶到坡脚,灌丛沙堆形态参数(长、宽、高、水平尺度、长宽比和底面积)趋于增加;迎风坡坡顶、坡中、坡脚的灌丛沙堆形态参数大于背风坡相应坡位沙堆形态参数;从坡脚到坡顶,沙堆表层沉积物粒径(0.1mm)的百分含量趋于减少,坡地迎风坡相应坡位沙堆沉积物粒径0.1mm的百分含量大于背风坡;灌丛沙堆表层土壤含水率及硬度从坡脚到坡顶逐渐变大,坡地迎风坡坡相应坡位沙堆表层土壤水分和硬度均小于背风坡;而容重从坡脚到坡顶趋于减小,且迎风坡坡相应部位沙堆容重大于背风坡。因此,低山坡地灌丛沙堆形态发育过程中除受风力强度、沙源和灌丛植被因素影响外,坡位和坡向也是一个重要的影响因素。     

粮田改种蔬菜后土壤剖面硝态氮的变化

对不同种植方式下０－４ｍ土层硝态氮累积状况的比较研究表明,粮田改种蔬菜后ＮＯ＾－３－Ｎ被迅速淋洗到２ｍ以下土层;淋洗到下层的ＮＯ＾－３－Ｎ累积量随种菜时间的延长而不断增加;蔬菜地约４１％－５０％的ＮＯ＾－３－Ｎ累积在２－４ｍ土层,粮田约９５％ＮＯ＾－３－Ｎ累积在０－２ｍ土层,其差异是由于施肥方式、灌水量和作物吸收程度的不同所致。     

密云水库流域地下水硝态氮的分布及其影响因素

2008年11月至12月,采集了密云水库流域305个井的地下水样品,分析了其硝态氮含量。结果表明,密云水库流域地下水的硝态氮含量的平均值、超标率(10 mg L-1≤NO3--N<20 mg L-1)和严重超标率(NO3--N≥20 mg L-1)分别为6.81 mg L-1、13.77%和2.30%。其中村庄和菜地的地下水硝酸盐污染最为严重,35个村庄井和13个菜地井的地下水硝态氮含量的平均值分别为9.52 mg L-1和9.55 mg L-1,已接近WHO饮用水硝态氮含量10 mg L-1的限定标准,超标率分别为20%和15.38%,严重超标率分别为8.57%和7.69%。219个粮田井水的硝态氮水平位居中间,其硝态氮含量的平均值、超标率和严重超标率分别为6.59mg L-1、14.61%和1.37%。10个林地井的地下水硝态氮含量是最低的,其平均值为2.66 mg L-1,无超标现象。潮河流域农田地下水的硝酸盐污染比白河流域严重。潮河流域农田(124个井)的地下水硝态氮含量的平均值、超标率和严重超标率分别为8.42 mg L-1、21.77%和3.23%,而白河流域(122个井)则分别为5.03mg L-1、6.56%和0,即无严重超标现象。密云水库流域农田地下水的硝态氮含量呈现出上游低而下游高的趋势。玉米田地下水硝态氮含量在接近河道的地方有所降低,与地下水水位呈负相关,与化肥氮的施用量呈正相关,当地下水位小于7m时或当一年的化肥氮的施用量超过200 kg hm-2,存在地下水硝态氮含量超标的潜在危险。     

河南省地下水硝态氮污染调查与监测

2006年对河南省43个县市地下水硝酸盐污染进行调查,结果表明:河南省地下水硝酸盐污染严重,537个样点地下水的硝态氮平均含量为9.31mg·L-1,接近世界卫生组织地下水硝态氮含量的最大允许浓度(10mg·L-1),超标率为31.4%。农业上长期大量施用氮肥是造成地下水硝态氮污染的重要原因。蔬菜大棚区污染最严重,这主要与该区施肥量大,灌溉频繁有关。河南省有86%的水井都在30m以下,浅井比较容易受到污染,硝态氮含量比较高,最高值达111.31mg·L-1。地域之间地下水硝态氮含量也存在差异:豫北(5.65mg·L-1)<豫东(8.30mg·L-1)<豫南(11.11mg·L-1)<豫西(11.78mg·L-1)。降低地下水硝态氮含量除了采取必要的农业措施外,还要加强宣传制定相关的有利于农业和农村可持续发展的农业法规。     

河北太行山山前平原葡萄园土壤硝态氮累积特征及影响因素

为进一步摸清农户生产实践条件下果园土壤硝态氮分布特征及影响因素,以河北太行山山前平原的保定地区葡萄园为研究对象,调查28个果园生产管理现状,测定分析葡萄园和临近农田共31个样点0—200 cm土壤硝态氮含量、累积量及主要影响因素。结果表明:葡萄生产中氮肥施用量偏高,每季平均为297 kg/hm²,过量的养分投入导致氮素在土壤中累积,0—200 cm土层硝态氮淋洗现象明显,平均累积量高达1 555 kg/hm²。不同树龄、施氮量、灌溉量水平下,土壤硝态氮含量有所不同,但均表现出随土层深度增加而增加的趋势,并且明显高于农田土壤。相关性分析表明,硝态氮累积量与树龄和施氮量均呈极显著正相关,与灌溉量呈显著负相关。通径分析表明,对土壤硝态氮累积量影响最大的因素为施氮量,其次为树龄和施肥次数,最后为灌溉量,施肥次数主要通过影响施氮量来间接影响硝态氮累积量。研究区域葡萄园氮素盈余严重,土壤硝态氮大量累积,并向深层土壤淋洗,影响该地区硝态氮累积的主要因素为施氮量、树龄和灌溉量。     

河北坝上植被恢复措施对土壤性质的影响

从土壤理化性质变化的角度探讨了不同植被恢复措施对当地土壤环境的影响。在河北坝上康保县选取了退耕还林还草、草地围栏封育、草地植树造林等15组样地,对每组样地进行了土样采集分析。结果表明:不同植被恢复措施均能不同程度地改善土壤性质。植被恢复区土壤团聚体稳定性增强,土壤孔隙增多,土壤容重减小;过度放牧则使土壤更加紧实;较高覆盖度荒地和草地能减少地表蒸发,使土壤含水量增加,乔木本身需水量大,发达的表层土壤根系会降低土壤水分;较高植被覆盖度能有效减弱土壤风蚀,但乔木林下植被稀疏、地表裸露和灌木林带间距过宽则会加剧风蚀。在不考虑施肥影响的情况下,植被恢复能不同程度增加土壤有机质、全N和全P含量,且对0—10cm土壤层的增加效果大于10—20cm土壤层;耕地由于施肥的影响,退耕后的区域土壤全N和全P含量有所下降。研究表明,对于改善土壤环境,退耕还荒草地、草地围栏封育是当地相对较好的植被恢复措施;灌木林地由于是当地物种,应该多加栽培,但需调整结构,也可结合乔木林种植,增大林下植被盖度,增强防风保土效果。     

河北坝上地区2000-2019年植被绿度动态及其土地利用/覆被变化归因分析

[目的]分析河北坝上地区植被绿度变化及土地利用/覆被变化,旨在为区域生态建设和京津冀生态环境支撑区的建设提供科学参考,为土地合理利用及生态环境保护提供决策支持.[方法]以MODIS MOD13Q1 NDVI遥感数据为数据源,结合Landsat土地利用数据,使用线性倾向估计分析了2000-2019年坝上地区植被绿度的年际...     

基于土地利用变化的河北省坝上地区景观生态风险评价

[目的]对河北省坝上地区近40 a来的土地利用动态变化和生态风险进行分析评价并对未来趋势作出预测,为该地区生态建设和治理、可持续发展提供科学依据。[方法]基于坝上地区1980—2018年5期土地利用数据以及通过土地转移矩阵、空间相关性分析等方法揭示和预测该区1980—2026年的土地利用变化特征并评估该区生态风险水平。[结果](1)整个研究期间,坝上地区土地利用类型以耕地为主,所占比例近50%,其中,1980—2018年,耕地、林地扩张面积均超过300 km~2,草地减少近616.60 km~2,水域面积缩减36.04%,其中耕地、林地、草地之间的互相流转程度较为剧烈,空间变化上表现为各地类的重心在2000—2010年明显迁移。(2)1980—2026年,坝上地区6个时期内生态风险值全局空间自相关Moran’s I指数均在0.500左右,其空间分布表现出较高的趋同集聚性。(3)近40 a来,坝上生态风险水平升至为高风险级,其区域增加了123.22 km~2,较高风险区域分布在城镇地区,据CA-Markov模型预测,未来坝上地区中等及中等以上风险区域持续扩张,丰宁县和围场县将分别出现小规模高风险区和较高风险区。[结论](1)近40 a来坝上地区草地退化严重,水域面积显著减少,原因系安固里淖干涸所致。(2)该区生态风险水平与土地格局分布具有较强相关性,且在未来会继续升高。     

河北坝上不同土地利用方式下土壤表层水分变化对风蚀的影响

土壤风蚀是引起干旱半干旱地区土地退化的主要因素,风蚀强度取决于土壤分布区的自然环境及土壤本身的性质,随着人类活动强度的加大,土地利用、土地覆被及其所引起的土壤表层水分变化成为影响土壤风蚀的主要因素。本文利用2 0 0 2年36月期间在河北坝上丰宁县野外试验并观测到的不同土地利用方式下土壤湿度及风蚀量数据,通过定量分析,比较不同土地利用方式及其土壤含水量对风蚀的影响。结果表明,土壤风蚀的强弱主要取决于土地利用方式及土壤表层含水量。草地和林地在抗风蚀方面要强于耕地,土壤表层含水量对风蚀的影响突出地表现在耕地中,据此,人类可通过改变土地利用方式,其次是在春季增加土壤表层湿度,二者结合才能有效减缓该区域内的土壤风蚀强度     

坝上地区人工林和草地生长季土壤水势动态

为研究坝上地区人工林土壤水势动态,以结缕草(Zoysia japonica)为对照,选取坝上地区典型人工林小叶杨(Populus simonii Carr.)和樟子松(Pinus sylvestris var. mongolica),研究其生长季不同时间、空间土壤水势和变异系数及晴天和降雨下土壤水势变化。结果表明:(1)人工林和草地土壤水势变化趋势相同,在生长季前期和后期土壤水势较高,中期土壤水势进入波动下降期,但不同植被进入波动期时间不同,樟子松晚于小叶杨和结缕草。小叶杨、樟子松、结缕草土壤水势最低值分别出现在70,10,30 cm处,最低值分别为-1 257.24,-747.97,-830.11 kPa。小叶杨、樟子松和结缕草土壤水势变异系数最大值分别在9月10 cm、7月10 cm、7月30 cm处,其值分别为-155.9%,-208.0%,-183.6%。总体上,变异系数生长季中期大于前期和后期,表层大于深层。(2)晴天人工林和草地土壤水势差的最大值与日均温度之间存在显著的相关关系,随着日均温度升高,水势差最大值也增大。典型晴天大气温度在日内上下波动,土壤水势呈现滞后波动,在生长季浅层土壤最为明显。(3)不同降雨量与土壤水势差呈现相关关系,随着降雨量升高,土壤水势差也随之升高。典型降雨事件下,中雨和大雨剖面土壤水势迅速上升,小雨事件下主要呈现波动变化。从不同植被来看,草地土壤水势较人工林波动更为剧烈。综上,生长季樟子松土壤水势进入波动期最晚,波动幅度最大。而土壤水势对于大气温度和降雨的响应方面,结缕草最为敏感。研究结果对于指导当地人工林建设与水资源高效管理具有重要意义。     

河北省山区水土流失现状及其成因分析

河北省山区水土流失面积62957km²,中度侵蚀以上的面积占47.42%。水土流失已成为制约河北省山区可持续发展的主要因素之一。水土流失成因主要有两个方面:一是自然生态环境较为脆弱;二是人为因素加剧了水土流失的程度。针对河北省山区水土流失的现状及主要成因,提出水土流失治理的对策。     

河北坝上地区植被恢复的土壤碳水效应

坝上地区植被恢复影响土壤水分和土壤有机碳含量,从而影响区域水源涵养和土壤固碳能力。为了保证植被恢复的可持续性,确定该地区土壤水分和有机碳对植被的响应对于维护生态系统的稳定具有重要意义。以林地、灌木、农地、草地为研究对象,研究0—200 cm土壤水分和有机碳的垂直分布特征,并确定影响其变化的驱动因素。结果表明:(1)与草地相比,植被恢复导致深层土壤水分亏缺,林地和灌木深层(120—200 cm)土壤水分亏缺效应分别为-0.23±0.08和-0.16±0.05;(2)与草地相比,植被恢复增加固碳效应,且随着土层深度的增加而增加;(3)对照草地的碳水耦合协调度始终显著高于其他植被类型(p＜0.05),且始终属于碳水平衡状态;而林地和灌木浅层土壤(0—60 cm)属于碳水协调状态,但深层(120—200 cm)碳水耦合协调度仅分别为0.54±0.03和0.57±0.04,处于失调状态。(4)土地利用对深层(120—200 cm)土壤有机碳和土壤水分的变化更加重要,而土壤质地是影响整个土壤剖面变化的稳定因素。研究认为该区域植被恢复固碳效应的增加是以深层土壤水分亏缺为代价,碳水失调影响区域生态恢复的可持续性。     

河北坝上地区绿水时空变化及其驱动因素研究

河北坝上半干旱农牧交错带是首都西北重要的生态屏障。绿水在维持坝上半干旱生态系统稳定、保障京津冀地区生态环境安全中发挥着重要作用,但绿水资源的时空分布及其驱动因素还缺乏定量理解。本文基于GLASS蒸散产品,定量分析了2001—2015年河北坝上(康保县、沽源县、尚义县、张北县)县域尺度的绿水时空变化特征,通过线性变化系数、相关系数、贡献率方法评估了绿水变化对气温、降水、净辐射(Rn)、总第一性生产力(GPP)以及土地利用的响应规律,以期为坝上地区"首都水源涵养功能区和生态环境支撑区"建设、水资源高效利用提供科学依据。研究结果表明:1)2001—2015年坝上4县的绿水量总体呈下降趋势,多年平均绿水量为371.11 mm;绿水量季节变化明显,表现为夏季春季秋季冬季。2)绿水量由西北至东南递增,其中沽源县绿水量最大,康保县绿水量最小;研究期间21.2%的区域绿水量呈增加趋势,78.8%的区域呈减少趋势。3)绿水与降水、GPP呈正相关关系,与气温和净辐射呈负相关关系,各影响因子对绿水变化的贡献率排序为GPP气温降水R_n,GPP的贡献率高达51%。4)研究区内各土地利用类型绿水量表现为林地草地耕地建设用地。绿水量变化趋势受土地利用变化影响显著,土地利用更直接地影响绿水的空间分布。     

河北坝上地区不同植被类型土壤持水性能研究

以河北坝上地区不同植被类型土壤为研究对象,使用离心机法测定不同土层深度不同吸力下的土壤含水率,利用Van Genuchten模型拟合土壤水分特征曲线,分析土壤水文特征。研究表明:(1)研究区土壤为砂土,土壤容重为1.59 g/cm3,土壤水分特征曲线呈现"迅速下降–缓慢下降–稳定"的形态,不同植被类型土壤水分特征曲线相似;(2)农地的持释水能力最强,杨树样地的持水能力最差,柠条样地的释水能力最差,研究区内非农地的土壤凋萎系数平均为8.69%,随着土层深度的增加,土壤的持水能力、释水能力和凋萎系数都逐渐减小(P<0.05)。(3)坝上地区应逐步减少高耗水乔木,建立起可持续发展的乔灌草防护体系。本研究可以为确定张北地区土壤凋萎系数和土壤干层,并合理选择种植植被提供理论依据。