九龙江口红树林湿地沉积物中有机碳和氮的分布特征及来源辨析

【目的】探讨九龙江口红树林湿地沉积物中总有机碳(TOC)和总氮(TN)的影响因素及来源,加深对红树林湿地中碳和氮的生物地球化学过程的认识。【方法】测定九龙江口红树林湿地表层沉积物粒度、TOC和TN含量,并对其分布特征进行分析。利用TOC/TN比值分析有机质来源及不同来源的贡献率。【结果】九龙江口红树林湿地沉积物中TOC和TN的含量分别为1.24%~3.81%和1.19~2.05mg/g,TOC/TN比值为11.6~26.3,TOC、TN含量和TOC/TN的平面分布均呈现出由陆向海方向逐渐降低的趋势。沉积物中TOC和TN含量没有表现出明显的粒度效应。【结论】控制沉积物中TOC和TN含量分布的主要因素并不是粒度效应,而可能是其来源。沉积物中TOC和TN的主要来源可能是红树林植物碎屑、养殖废水输入的有机碳和氮污染,以及海洋浮游植物碎屑。     

新疆沙湾县农田土壤养分空间变异性研究

通过野外采样和室内分析,应用地理信息系统和地统计学分析相结合,对新疆沙湾县农田土壤碱解氮、速效磷、速效钾和有机质的空间分异进行研究。结果表明:与全国第二次土壤普查相比,沙湾县农田土壤中的有机质(12.4 g/kg)、速效钾(195.3 mg/kg)含量呈降低趋势,碱解氮(86.7 mg/kg)、速效磷(16.2 mg/kg)含量有所增加。土壤各养分的变异系数均表现为中等强度的变异,块金值和基台值之比为0.25-0.75,属于中等空间自相关,碱解氮含量在60-90 mg/kg的占了研究区的67.93%,速效磷含量10-20 mg/kg的占了研究区的74.98%,速效钾的含量大于150 mg/kg的占了研究区的94.85%,有机质含量在10-20 g/kg的占了区域面积的71.21%。本研究结果可为该区域的合理施肥提供理论依据。     

獐子岛附近海域沉积物中氮和磷的分布来源及污染风险评价

【目的】为探讨北黄海獐子岛附近海域氮、磷的来源及其污染风险状况,对该海域表层沉积物中氮、磷的形态和分布特征进行分析。【方法】采用K2S2O8氧化法和HCl浸取法对獐子岛附近海域13个站位的表层沉积物中总氮(TN)、总磷(TP)及其无机和有机态的含量进行分析,并采用单因子标准指数法对氮、磷的污染水平进行评价。【结果】獐子岛附近海域沉积物中TN和TP的含量分别为0.192~1.357 mg/g和0.302~0.489mg/g,有机氮(ON)和无机磷(IP)是表层沉积物中氮和磷的主要存在形式,分别占TN与TP的90.93%和82.84%。沉积物中TN和TP在研究区域南部含量较高,这与沉积物粒度密切相关;而ON、有机磷(OP)两者都与有机碳(TOC)含量具有显著相关性,说明它们具有相似的来源。单因子标准指数法分析表明獐子岛附近海域沉积物中TP含量较低,标准指数均小于1;而TN含量相对较高,其标准指数为0.35~2.47。【结论】獐子岛附近海域沉积物中氮为陆源和自生混合来源,而磷主要是陆源输入;海域沉积物环境受到氮的污染。     

基于GIS地统计学的海坛岛农田养分变异研究

利用半变异方差函数的方法揭示海坛岛的农田土壤养分空间变异。结果表明:海坛岛土壤有机质、碱解氮、有效磷和速效钾平均含量分别为7.77g/kg、41.68mg/kg、27.57mg/kg和49.12mg/kg,各养分指标变异系数(CV)为中等变异水平。土壤养分由高到低可分为5级,有机质、碱解氮含量较低;有效磷十分丰富;速效钾含量极低。半变异方差函数显示有机质、碱解氮、有效磷和速效钾空间自相关性较低(块金效应都大于85%)。海坛岛土壤养分含量空间分布具有其特殊性,需要增加施肥指导,保持土地的可持续生产能力。     

贵德县耕层土壤农化指标含量分析

采用常规方法,分析了贵德县174个耕层土壤8项农化指标,旨在为耕地地力评价和测土配方施肥提供基础数据。结果表明:贵德县耕层土壤平均pH 8.16,有机质24.24 g/kg,速效氮104 mg/kg,有效磷42 mg/kg,速效钾276 mg/kg,全氮1.26 g/kg,全磷1.75 g/kg,全钾19.70 g/kg;总体速效钾含量水平高;速效氮、有效磷、有机质含量与丰缺指标相比较基本为中等水平。     

水坝拦截对新安江沉积物中磷、氮形态的影响

以新安江水库及其相关河段为研究对象, 对沿程上游河段、库区河段、中心库区及坝后河段沉积物中的磷、氮地球化学形态、含量及分布特征进行了研究. 结果表明: 受上游颗粒物的沉积作用和水产养殖的影响, 库区河段的总磷(total phosphorus, TP)、总氮(total nitrogen, TN)分别比上游河段增加了37.3%, 34.2%. 受到大坝的拦截作用, 库区和坝后河段中的磷、氮含量明显降低, 坝后沉积物中的TP, TN分别比坝前降低了39.5%, 74.1%. 在磷的各形态中,钙结合磷(Ca-P)(13.8%∽31.9%)和铁结合磷(Fe-P)(11.5%∽26.2%)在TP中所占比例仅次于有机磷(organic phosphorus, OP)(48%∽69%). 受水库蓄水顶托的作用, 大量沉积的有机磷逐渐矿化降解, 并向铁结合磷转化, 导致坝前、坝后沉积物中的磷形态组成发生了明显改变. 有机氮(organic nitrogen, ON)为TN的主要形态, 在上游河段中ON含量较低, 但在库区河段迅速升高, 而在下游河段迅速降低, 而氨氮(NH⁺₄ -N)含量变化较小. 研究结果表明, 水库对磷、氮具有明显的拦截效应, 并改变了营养元素之间的化学计量比.     

非生长季农田中孤立湿地土壤磷的空间分布规律

为探讨农田中孤立湿地土壤养分的特征,以自然孤立湿地为参考,基于野外采样与室内分析对2012年非生长季三江平原农田中孤立湿地不同植被带土壤磷的空间分布进行研究。结果显示,垂向上0~60 cm,总磷含量除小叶章群落外,其他三个群落均随土壤深度增加而降低,含量在23.85~1 459.67 mg/kg之间;速效磷含量在各群落总体呈下降趋势,含量在0.08~77.09 mg/kg之间;由孤立湿地中心向边缘,总磷含量呈倒"N"字型分布,速效磷含量呈逐渐降低趋势,峰值均在漂筏苔草-芦苇群落,分别为858.58 mg/kg与55.78 mg/kg。农田中孤立湿地磷含量受水文与植物群落、季节变动及人为干扰的影响。研究表明:农田中孤立湿地磷含量及变幅高于自然孤立湿地,且前者分布的规律性更强。研究为保护与恢复湿地提供科学依据。     

武汉小南湖沉积物中不同形态磷的空间分布特征

研究了城市富营养化湖泊小南湖沉积物中不同赋存形态磷的水平空间变化和垂直方向分布。研究表明小南湖沉积物属于重度富营养状态,全湖区表层(0~20 cm)沉积物总磷(TP)的平均含量高达3.29 g/kg,其中位于污水处理厂附近的3#点ω(TP)高达6.42 g/kg,且表现出明显的表层富集现象。采用SMT法分析了沉积物中磷的赋存形态,其中无机磷(IP)是主要组成形式,含量为0.15~2.85 g/kg,约占ω(TP)的70%。受氧化还原条件影响,ω(IP)/ω(TP)的比例随着沉积物深度增加而减少。金属结合态磷以铁铝结合态(Fe/Al-P)为主,其含量在0.21~3.47 g/kg,而钙磷含量为0.09~1.42 g/kg,铁铝结合态磷的含量占总磷比例的60%以上。沉积物中的磷是主要的内源磷负荷,而无机磷是沉积物中可直接利用的磷形态,Fe/Al-P也是生物利用性较高的磷形态。小南湖沉积物属于释放风险较大的內源磷负荷,在将来的湖泊治理过程中应考虑合适的方法处理。     

崇明东滩湿地不同植物群落下沉积物中CO2和N2O的释放动态研究

湿地生态系统温室气体排放与植物群落之间的关系是近年来全球气候变化研究的热点。为揭示滨海湿地不同植物群落下沉积物中温室气体的释放规律,以崇明东滩为原型区域,采集光滩(无明显植物覆被)、互花米草、互花米草-芦苇共生及芦苇等4个采样带沉积物样品,观测CO₂和N₂O的释放特征。结果表明:互花米草、互花米草-芦苇、芦苇群落的沉积物中CO₂累积释放量(1 066～1 105 mg/kg)显著高于光滩((846±22)mg/kg),但3种植物群落之间并无显著差异(P<0.05)。结合CO₂累积释放量与沉积物中全氮含量(ω(TN))之间的显著正相关关系(P<0.05),可以认为,湿地沉积物全氮含量对CO₂释放的影响可能比植物群落大。相比较而言,芦苇群落下沉积物中N₂O累积释放量为(0.41±0.01)mg/kg,明显高于互花米草-芦苇群落的(0.32±0.01)mg/kg、互花米草群落的(0.23±0.01)mg/kg和光滩的(0.21±0.00)mg/kg。这表明,芦苇群落有利于沉积物中N₂O的产生或释放。未来对滨海湿地N₂O排放进行调控与评估过程中,芦苇及其生境的作用应当给予重点关注。     

毛乌素沙地典型湖滨湿地土壤石油降解菌分离与鉴定

实验分析了陕西毛乌素沙地典型湖滨湿地土壤理化性质和石油降解菌的分离与鉴定,为沙化环境下湖滨湿地微生物修复石油污染提供科学依据。2006—2013年,在巴吓采当距湖边1m,10m和50m处共采集9个土样,测量了各土样的有机质、硝态氮、铵态氮和全磷等理化性质,分离出5种石油降解菌,利用16S rDNA进行鉴定。湖滨湿地pH值最高值为7.52,最低值为4.88。土壤中有机质、全磷含量分别在3.47~72.36,0.28~1.04g/kg,硝态氮、铵态氮和速效磷含量分别在2.57~14.19,16.53~37.45,3.93~10.26mg/kg。16S rDNA测序比对结果显示,巴吓采当湖滨湿地石油降解菌为蜡样芽胞杆菌(Bacillus cereus)和苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis)。巴吓采当湖滨湿地土壤为偏酸性,土壤肥力比红碱淖地区高。     

辽河吉林省段干支流沉积物中氮和磷的形态与释放特征

利用化学提取方法测定分析辽河吉林省段干支流沉积物中氮和磷的质量比及形态,并在实验室条件下模拟研究沉积物中氨氮和可溶性磷酸盐的释放过程.结果表明:除杨木水库与支流条子河的沉积物中总磷和总氮质量比较高(1.09~3.00g/kg)外,其他干支流沉积物中的总磷和总氮质量比均较低(0.25~0.70g/kg);氨氮的质量比在杨木水库中下游的沉积物中相对较高(0.044~0.052g/kg);钙结合态磷、有机磷和残渣磷是总磷的主要存在形态,可交换态磷、铝结合态磷和铁结合态磷的质量比较低;酸性条件可促进沉积物释放氨氮和磷酸盐,碱性条件有利于沉积物释放氨氮;释放过程受微生物活动、pH值和溶解氧含量的影响.     

太湖宜溧河和西苕溪干流沉积物中形态磷分布特征

分析了太湖宜溧河和西苕溪干流沉0～10 cm积物和0～20cm间隙水中形态磷含量及其分布.结果表明,表层0～2 cm沉积物中总磷含量水平在1208.0～2669.6μg/g之间,是太湖湖体沉积物总磷含量均值的2.12～4.77倍,其中有机磷占总磷含量的65.83%～85.96%.对磷的空间分布规律分析表明,宜溧河沉积物中总磷含量比西苕溪高49.6%,反映了宜溧河磷污染较西苕溪严重,城市化和化学农业的发展对河底沉积物磷污染有重要影响)沉积物中无机磷主要以铁结合磷(Fe-P)和钙结合磷(Ca-P)为主.沉积物中Fe-P含量明显偏低的现象与沉积物有机物含量较高和缺氧有关.入湖河流沉积物也是太湖磷输入的来源之一.     

海南新盈港红树林湿地沉积物有机碳分布特征及其影响因素

以海南岛新盈港红树林湿地为研究对象,研究边缘区林内、林缘和光滩沉积物有机碳含量及其分布特征,并分析其影响因素.结果表明:新盈港红树林湿地0~40 cm深度的沉积物有机碳含量介于1.11~74.39 g/kg之间,平均值13.36 g/kg.其沉积物有机碳含量在空间分布上不均衡.在水平方向上,光滩(8.26±1.03 g/kg)林缘(8.62±1.86 g/kg)林内(27.75±6.65 g/kg),说明由光滩到林内沉积物有机碳的累积能力不断增强.在垂直方向上,光滩中B层(10~20 cm)沉积物有机碳含量最大,为11.33 g/kg;林缘中A层(0~10 cm)沉积物有机碳含量最大,为11.61 g/kg;林内中A层(0~10 cm)沉积物有机碳含量最大,为31.19 g/kg.光滩、林缘和林内沉积物有机碳含量和粘粒、粉粒含量呈正相关关系,而与砂粒含量呈显著负相关关系,沉积物有机碳含量与pH呈显著负相关关系,但影响机制还需进一步深入研究.本研究为进一步了解海南岛红树林湿地沉积物有机碳循环提供了一定的理论依据.     

河南省土壤养分状况研究

利用测土配方施肥数据,对全省95个县40多万个土壤样品分析表明:全省土壤有机质、全氮含量平均为15.98和0.96 g/kg,土壤速效磷、速效钾、缓效钾平均分别为17.37,121.91,676.41 mg/kg,土壤有效铁、有效锰、有效铜、有效锌、水溶性硼平均含量分别为11.23,16.47,1.49,1.38,0.64 mg/kg.与第2次土壤普查相比,全省有机质、全氮、速效磷、有效铜、有效锌、水溶性硼含量分别增加30.98%,20%,194.36%,22.89%,107.74%,65.13%;土壤速效钾、有效锰、有效铁含量分别减少8.13%,3.37%,29.37%.从养分分级来看,全省有机质、全氮、速效磷、速效钾、有效硼、有效锌、有效铁、有效锰含量较低的样本占测试样本的比例分别为9.77%,2.98%,30.87%,40.18%,43.32%,11.56%,12.46%,6.24%.     

典型滨海湿地沉积物反硝化与硝态氮氨化 相对重要性研究

为揭示典型滨海湿地沉积物中硝态氮还原特征与规律,以长江入海口崇明东滩湿地为对象,采集不同季节和植被条件下(芦苇、互花米草、互花米草-芦苇混合区与光滩)沉积物,借助¹⁵N同位素稀释技术,测定反硝化(Den)与硝态氮氨化(DNRA)速率的变化,探讨两者的相对重要性特征。结果表明:①冬季,互花米草群落沉积物Den速率达31.29 μg/(kg·h),显著高于其他植物群落及光滩(P<0.05),但其在春、夏、秋季最低,仅为2.35～3.36 μg/(kg·h)。表明,冬季可能是互花米草群落沉积物氮素Den逸失高峰期。②春、冬季节光滩带沉积物DNRA速率(>120 μg/(kg·h))明显高于有植被沉积物(<80 μg/(kg·h))。然而,从不同植物群落看来,互花米草群落DNRA速率显著高于其他植物群落及光滩(P<0.05)。相比较而言,夏、秋季节光滩带沉积物DNRA速率显著低于其他植物群落,但其他3个植物群落之间并没有显著差异。表明,春、冬季节互花米草群落更有利于沉积物NO^-₃的氨化。③春、夏、秋3个季节,互花米草群落沉积物DNRA与Den速率的比值(17～29)显著高于其他植物群落(1～14),然而,其在冬季显著低于其他植物群落(P<0.05)。显然,DNRA过程主导着滨海湿地沉积物中NO^-₃的还原。就植物调控策略而言,减控互花米草有助于湿地富营养化和N₂O排放的控制。     

碳氮比改变对崇明东滩湿地反硝化与硝态氮氨化的影响

【目的】分析自然和人为活动加速影响下沿海湿地土壤碳氮比变化对硝态氮还原过程的影响。【方法】以崇明东滩典型滨海湿地为例,采集4种不同覆被类型下沉积物样品,添加C₆H₁₂O₆或KNO₃溶液,使沉积物有机碳与硝态氮比例($C/NO_3^--N$)增大30%和减小30%,借助 ¹⁵N同位素稀释技术,研究反硝化(Den)与硝态氮氨化(DNRA)的变化特征。【结果】$C/NO_3^--N$的升高或降低均引起芦苇和互花米草覆被下沉积物Den和DNRA速率的显著下降(P<0.05)。芦苇覆被下Den速率从原土的10.1 μg/(kg·h)降至1.0~3.1 μg /(kg·h),互花米草覆被下Den速率从原土的3.4 μg /(kg·h)降至0.3~0.4 μg /(kg·h)。相比较而言,芦苇植被下DNRA速率从原土的21.9 μg /(kg·h)降至12.7~14.5 μg /(kg·h),互花米草覆被下从原土的42.6 μg /(kg·h)降至3.1~5.8 μg /(kg·h)。【结论】4种覆被下沉积物DNRA/Den值均大于1,表明DNRA是湿地硝态氮还原的主要途径。与$C/NO_3^--N$减小相比,$C/NO_3^--N$增大使$NO_3^--N$的还原更趋向DNRA过程。崇明东滩湿地$C/NO_3^--N$的波动(±30%)可能并不会导致沉积物N₂O排放的显著增加。     

新疆生产建设兵团第四师黑钙土土壤肥力特征与演化

目的为了系统揭示长期耕作和施肥条件下新疆生产建设兵团农四师黑钙土土壤肥力特征与演化。方法本研究于2015年采集76和77团场耕层土壤,检测有机质、碱解氮、速效磷、速效钾含量,并入户调查油菜和小麦施肥量,再结合1980-2014年农四师土壤养分和肥料施用量的历史资料和文献,进行对比分析。结果 1989-2014年农四师施肥量逐年上升,2014年氮、磷、钾肥及复合肥的施肥总量分别为165、99、35、127 kg/hm~2,比1989年提高了3.1、3.4、84.6、3.5倍;1984-2015年耕层土壤有机质和碱解氮含量明显下降,速效磷略有增加,速效钾2012年之前增加随后又降低。76和77团场耕层土壤有机质含量高(70-73 g/kg),碱解氮和速效磷含量中等(分别为121-130 mg/kg和13-19 mg/kg);速效钾含量丰富(389-481 mg/kg)。小麦平均施N和施P量分别为100-174 kg/hm~2和136-151 kg/hm~2,油菜平均施N和施P量分别为107-163 kg/hm~2和139-157 kg/hm~2,与当地平均水平相比,总体施N量偏低,施P量偏高,氮磷比例不平衡。结论本研究结果可为该区域合理耕层构建和农业可持续发展提供理论与技术支撑。     

Cd胁迫对湿地沉积物反硝化与氨化相对重要性的影响

【目的】探讨全球变暖及人为活动加速背景下,重金属对滨海湿地氮素转化的影响,揭示湿地沉积物中镉(Cd)含量及其形态变化对沉积物反硝化(Den)和硝态氮氨化(DNRA)强度及二者相对重要性(Q_DNRA/Den)的影响。【方法】采集崇明东滩湿地3种覆被(芦苇、互花米草和光滩)类型下的沉积物,外源添加不同剂量的Cd,借助¹⁵N同位素示踪技术观测沉积物Den和DNRA强度的变化,分析不同含量及形态Cd的影响。【结果】添加低剂量Cd(0.05～0.30 mg/kg)条件下,3种覆被类型沉积物的Q_DNRA/Den均明显升高(6.9%～53.4%),硝态氮的还原趋向DNRA途径。相比较而言,互花米草植被下沉积物的Q_DNRA/Den高出芦苇3.1～5.4倍。这表明,互花米草植被可能加速沉积物中硝态氮通过DNRA途径还原。此外,芦苇植被下沉积物Den、DNRA强度主要受可交换态和可还原态Cd的影响,但互花米草植被下主要为可氧化态Cd。【结论】滨海湿地沉积物中低剂量Cd刺激硝态氮的还原趋向DNRA途径,影响沉积物Den、DNRA强度的Cd形态因覆被类型不同而存在明显差异。     

施微肥对祁连山高寒沼泽湿地生态系统土壤及植被生长状况的影响

湿地是水域和陆地系统交互接壤地带中天然或人工形成的长久或暂时性的沼泽、泥炭等带有静止或流动水体的成片浅水区,对调节气候、涵养水源、蓄洪防旱、保护生物多样性、调节生态平衡等方面发挥着重要作用.然而,祁连山高寒沼泽湿地生态系统地处内陆腹地,降水稀少,气候干燥,是一个基础相当脆弱的生态环境.近年来,由于社会不断发展,人为因素和自然因素使祁连山高寒沼泽湿地生态系统平衡遭到严重破坏.因此,本研究通过探究施用微量元素肥料对祁连山高寒沼泽湿地土壤养分及植被生长状况的影响,提出相应的湿地保护模式,为祁连山湿地可持续利用及保护提供技术支撑.结果表明:以混合肥(150kg/ha过磷酸钙+150kg/ha尿素+75kg/ha硫酸钾)为基肥,施加微量元素(0.25kg/ha硫酸镍+2.5kg/ha硼酸+2.5kg/ha钼酸铵+2.5kg/ha硫酸锰+2.5kg/ha硫酸锌+2.5kg/ha硫酸铜+5kg/ha硫酸铁+10kg/ha硫酸镁)处理0~10cm、10~20cm土层中全氮、速效磷、全钾、速效钾含量及0~10cm土层中有机质、全碳、硝态氮、铵态氮含量均高于对照;改善了湿地土壤微量营养;其植被盖度提高了28.88%,主要种如小钩苔草、华扁穗草、藏蒿草的植株高度明显提高,单位样方内地上生物量提高了95.42%.     

渭河宝鸡段表层沉积物营养盐分布特征及污染评价

以渭河宝鸡市区段流域为研究对象,研究了沉积物中总有机质(OM)、总氮(TN)和总磷(TP)的分布特征,分析了沉积物碳-氮-磷两两间的耦合关系,并对渭河宝鸡段沉积物中营养盐的污染状况进行了评价.结果表明:沉积物中OM浓度为0.378%~1.702%,TN浓度为0.031%~0.335%,TP浓度为0.053%~0.100%,沉积物TOC与TN和TP两两间具有显著的相关性(P0.01),且主要来源于藻类和水生生物;通过对营养盐污染评价发现,该河段沉积物有机污染较轻(有机指数均值为0.129),处于较清洁状态,N、P污染相对严重,具有造成较小生态风险的可能性,应注意控制外源氮磷的输入.