重金属污染对农田土壤生态的影响

重金属是农业生态系统中一类具有潜在危害的化学污染物,它不能为土壤微生物所分解,但可被生物体富集,并且可以转化成毒性更大的甲基化合物。因此,土壤受重金属污染将直接影响到土壤中生物体的重金属离子含量,并进而影响到人体健康和土壤生态系统的平衡。     

施肥对陆地生态系统土壤动物影响的研究述评

土壤动物是土壤生态系统的重要组成部分,在促进土壤有机质分解、维持土壤肥力方面起着重要作用。笔者研究施肥对土壤动物密度和多样性的影响,以便深入理解施肥对生态系统影响的过程与机制。采用数据整合方法,综合分析了施肥(有机肥、无机肥、有机肥加无机肥和无机肥加秸秆)对土壤动物(蚯蚓、弹尾目、蜱螨目和线虫)密度和多样性的影响。分析认为:①施肥对土壤动物群落结构影响的研究主要集中在农田生态系统,而在森林生态系统中的研究很少; ②不同施肥类型对土壤动物(蚯蚓、弹尾目、蜱螨目和线虫)的密度和多样性有正向、负向或无作用。施用无机肥对土壤动物密度和多样性没有显著影响,施用有机肥增加了蚯蚓、弹尾目密度和土壤动物多样性指数(Shannon-Wiener's index),施用无机肥配施有机肥或者秸秆的影响更为显著。因此,施肥作为农林生态系统重要的管理措施,与单纯施用无机肥相比,施用有机肥更有利于土壤动物的生存,维持土壤生态系统的健康和可持续生产能力。但是,施肥对土壤动物,特别是在森林土壤动物的影响机制方面,还有待深入研究。     

氮沉降对土壤动物影响的研究进展

土壤动物是生态系统的分解者,在维持物质循环和能量流动方面起着重要作用,人类引起的氮沉降对土壤动物的组成和结构产生了巨大影响。通过研究发现,在自然生态系统,模拟氮沉降会降低土壤动物的多度和多样性,但是在人工(如农业)生态系统中氮素添加会增加土壤动物的多度和降低其多样性。氮素添加对人工生态系统中线虫多度的促进效应存在阈值效应。氮沉降对土壤动物组成和结构的影响主要通过2种:1)氮素添加后土壤铵离子浓度增加,其对土壤线虫产生直接的抑制效应;氮素添加导致土壤酸化进而影响土壤线虫的多度和多样性;2)氮素添加通过改变其它生物(如植物、微生物)群落而间接的影响土壤动物。     

城市土壤的生态服务功能演变与城市生态环境保护

城市化是急剧的土地利用变化过程。在城市化过程中，土壤的服务功能经历明显的转变，即从维系植物生长的功能为主转变为滞留、转化和净化污染的功能为主，因此，城市土壤在城市生态系统中承担着重要的生态服务功能并起着保护城市环境的作用。城市土壤在功能转变的过程中，土壤质量也发生重要的转变，这些变化包括物理的、化学的和生物学的等方面。巨大的人为影响致使城市土壤的退化比较明显。物理退化方面主要体现在由于压实导致容重增加、水分入渗速率降低，从而使降雨时地表径流系数增加、非点源污染负荷升高，对城市水体污染产生明显的影响；化学退化方面主要体现在土壤中的有机和无机污染物含量显著增加，这一方面使土壤对生物健康直接影响的可能性增加，另一方面使土壤的吸附容量接近饱和丽导致污染物的移动性提高，从而具有较高的释放潜力。城市生态系统中物质循环过程不闭合的特点，决定了城市土壤是养分和污染物末端固定者，因而城市土壤是一个人为的某些元素的地球化学“垒”(barrier)。建设健康的城市生态环境需要闭合开放状态的物质循环链条，这必然需要科学的城市土壤管理策略。     

林火对森林生态系统碳氮磷生态化学计量特征影响研究进展

林火可以改变森林生态系统元素的生态化学计量特征,反映火后森林生态系统环境中生物地球化学循环变化模式,阐明林火干扰下森林生态系统碳(C)氮(N)磷(P)生态化学计量特征,对于理解森林生态系统对林火干扰的响应机理至关重要。笔者通过查阅大量相关文献,总结与分析了林火干扰对森林生态系统C-N-P生态化学计量特征影响模式,以及林火干扰对植物C-N-P生态化学计量特征、凋落物C-N-P生态化学计量特征、土壤C-N-P生态化学计量特征的影响,认为森林生态系统C-N-P生态化学计量特征主要受到火烧因子(火烧强度、火烧频率、火烧后恢复时间)、植被类型及土壤性质3个方面的影响,针对林火对森林生态系统生态化学计量学研究亟待解决的科学问题,从林火干扰对植物生态化学计量内稳性的影响机制、林火干扰下多重元素生态化学计量学研究、建立林火干扰下植物-凋落物-土壤复合系统生态化学计量学关系等3个方面进行了展望,以期深入了解林火干扰下植物调控策略,明确林火干扰后多重化学元素间相互耦合机制,完善以植物-凋落物-土壤为复合整体的地上地下养分输入输出的关系,对于深刻理解全球气候变化背景下森林生态系统养分循环和平衡,以及合理制定林火管理措施具有重要作用。     

土地利用变化的碳排放机理及效应研究综述

就影响陆地生态系统碳储量的主要生态机制(CO2施肥效应、氮沉降增加、污染、全球气候变化、土地利用变化和土地管理),阐述了土地利用变化对陆地生态系统结构和功能产生的影响,以及对系统造成的碳储量变化.主要从土地利用变化和土地管理两方面对土地利用碳排放效应进行论述:森林砍伐后变为农田和草地,使生态系统中植被和土壤碳贮量大大降低;农田和草地弃耕恢复为森林,以及农田保护性管理措施的利用,能够使大气中的碳在植被和土壤中得到汇集;森林恢复过程中植被可以大量汇集大气中的碳,而由于农田耕种历史不同以及土壤空间异质性,导致土壤碳汇集速率差异极大;保护性农田管理措施(诸如免耕、合理的种植制度、化肥的施用等)可以影响土壤理化特性、作物根系生长以及残茬数量和质量、土壤微生物数量和活性,维持和提高土壤碳含量水平.土地利用碳排放核算主要从陆地生态系统的植被碳和土壤碳入手,综述了目前国内外的研究进展.     

土壤典型持久性有机污染物界面行为及调控技术研究进展

土壤是持久性有机污染物(POPs)重要的源和汇,由于POPs具有的"三致"性,其造成的土壤污染已演变为全球性的主要环境问题之一.POPs进入土壤后的界面行为直接决定其生物降解程度,因此关于POPs在土壤中界面行为的研究,对于保护土壤生态系统具有重要意义.本文总结了不同种类典型POPs的具体界面行为,阐述了土壤复合污染及其界面行为,并对土壤POPs调控技术,特别是新兴化学—微生物联合土壤修复技术研究进展进行了讨论.指出POPs特别是新型POPs在土壤中的界面行为、调控技术及其应用研究,POPs—重金属复合污染情况下重金属对POPs界面行为的影响,研发基于生物有效性的高效土壤POPs污染生物修复技术等是未来的重点研究方向.     

江汉平原湿地生态脆弱性评估与生态恢复

认为江汉平原湿地脆弱生态系统受到自然因素和人类不合理开发利用因素的影响,主要包括地貌脆弱因子,气候脆弱因子,本文脆弱因子以及过度围湖造田,过度利用湖泊资源,超标污染物排放,脆弱生态环境表现为灾害频繁及强度增加,土壤潜沼化严重,湿地生态系统退化,同时提出有效的生态恢复措施。     

河流污染非稳态模型及其最优化分析

本文通过运用动力学观点建立了一种污染物(BOD—Biological Oxygen Demand)在一维河流中的非稳态模型.利用最优控制理论求出沿河线的污染物(BOD)排放与河流中污染物(BOD)之间的关系.考虑了污染物(BOD)对河域生态系统造成的损害的最优控制.     

温度对土壤吸附铜的影响

重金属在土壤环境中的累积对生态系统和食物链的危害已经广受关注。铜是土壤重金属污染危害较大的污染物之一。当土壤中铜浓度超过一定浓度后会降低农作物产量,改变土壤微生物区系,加速铜在生物体内的累积。目前,国内外广泛开展铜在环境中的迁移、转化、生物有效性和修复等行为研究[1],而土壤对铜的吸附是影响铜的环     

岩溶系统不同植被下土壤碳排放的温度效应

全球变化研究中土壤的呼吸排放等成为科学家们关注的热点问题,影响土壤碳排放的一个最主要的因子是温度。本文研究了岩溶系统中两种典型植被条件下温度的日变化动态及其系统碳排放过程,并对碳排放的温度效应进行了研究,结果表明土壤温度与岩溶系统碳排放有显著相关,尤以草地生态系统为甚。森林生态系统中,与土壤呼吸排放有显著相关的温度因素为土表温度,且为负相关,表明土壤呼吸排放对该温度的滞后响应。林地、草地生态系统中5cm～15cm土壤温度与土壤呼吸碳排放显示出正效应,表明土壤温度促进土壤呼吸的碳排放。同时,草地生态系统中表层泉水碳排释与土下5cm土温也有极显著相关。即岩溶生态系统碳排放具有极显著的温度效应。     

不同生态系统呼吸模型在半干旱草原生长季碳循环研究中的比较及应用

利用锡林浩特国家气候观象台涡度协方差通量观测系统记录的湍流数据和土壤温度、湿度数据, 分析2010-2012年锡林郭勒半干旱区针茅草原生态系统的呼吸过程及主要气候影响因子, 探讨以土壤温度和土壤体积比含水量(VWC)为计算参数的3种连乘形式的呼吸模型和Q₁₀呼吸模型在该生态系统的适用性, 在此基础上讨论该生态系统生长季净碳交换速率(NEE)、呼吸速率(R_eco)以及总初级生产力(GPP)的年际变化特征。该草原生态系统的呼吸作用受土壤温度和土壤含水量的共同影响, 其中土壤含水量是重要的限制因子。2010和2011年, 生长季降水量偏少, 该生态系统受到一定程度的干旱胁迫, 当土壤含水量处于12%~20%区间时, 呼吸速率随其升高而显著增加, 而当土壤含水量<12%或>20%时, 呼吸速率对其变化不敏感; 2012年降水充沛, 呼吸速率与土壤温度的变化趋势相关性更显著。4种呼吸模型的拟合结果表明, Q₁₀模型的表现(R²=0.64)优于其他3 种连乘模型。使用Q₁₀模型模拟的2010, 2011和2012年生长季呼吸作用的累积碳交换量分别为157.32, 138.75和 246.32 gC/m²。该草原生态系统在这3年生长季中均表现出较显著的碳汇功能, 净碳交换累积总量分别为−110.28, −68.79和−310.05 gC/m², 总初级生产力累积总量分别为267.52, 207.57和555.85 gC/m²。干旱胁迫对光合作用的影响大于呼吸作用, 与总初级生产力和呼吸作用相比, 净碳交换量的年际差异更明显。     

湿地生态系统中土壤酶的研究进展

土壤酶能够把高相对分子质量的有机化合物分解成为能够被生物利用的简单化合物,土壤酶的分解作用普遍被认为是生态系统中有机物质分解过程的限制性步骤,控制着湿地生态系统的物质循环.本文对湿地生态系统中土壤酶的时空格局、影响酶活性的环境因子、与全球变化的关系以及在湿地净化功能中的意义等几方面进行了综述,并强调应在人类活动影响下湿地土壤酶的作用方面加强研究.     

亚热带森林生态系统土壤有机碳循环研究进展

本文阐述了亚热带森林生态系统土壤有机碳循环研究的进展，详细介绍了在不同植被、不同土壤类型、不同级龄条件下土壤有机碳的含量及动态变化、研究森林生态系统土壤碳循环的土壤有机质模型等。说明了制约森林土壤有机碳存量及状态的内、外在因素。     

Changes in permafrost ecosystem under the influences of human engineering activities and its enlightenment to railway construction

~~disturbedhigh-coldmeadowarea,theoriginalvegetationisverydifficulttorestorealthoughitssurfacelandscapecanberestoredtoacertaindegree.Borrowpitsandpilinggroundshavegreatdestructiontothehigh-coldmeadow,thehigh-coldmeadowecosystemalmostcannotbere-storedbynaturalprocesses,therefore,greateffortsshouldbemadetoavoidsettingupborrowgroundinthehigh-coldmeadowregion.AcknowledgementsThisworkwassupportedbytheNationalNaturalScienceFoundationofChina(GrantNos.90102001and30270255)andtheKeyProjectionofKnowl…     

杨麦间作系统硝态氮淋失的原位研究

利用田间原位淋溶装置研究了杨麦间作系统中林分密度和施氮量对小麦田土壤60 cm深处硝态氮淋失浓度和淋失量及0～80 cm土层硝态氮分布特征的影响。施氮量设不施氮(N0,0 kg/hm2)、常规施氮(N140,140 kg/hm2)、减量施氮(N70,70 kg/hm2)、增量施氮(N210,210kg/hm2)4个处理。结果表明:对照地淋溶水量与降水呈显著正相关关系;杨麦间作系统能显著减少淋溶水量。土壤硝态氮淋溶量随施氮量的增加而上升,对照地60 cm处N210处理下硝态氮淋溶量最大,为13.89 kg/hm2。杨麦间作系统L1(2 m×5 m)小区距树0.5 m处淋溶量比对照麦地减少了60.27%;相同处理距树1.5 m处比对照地减少了50.11%,不同林分硝态氮淋失量不同,但差异不明显。分析认为,杨麦间作系统能有效减少硝态氮在土壤中的淋溶和累积,且存在明显的空间变异性。     

转基因植物对土壤生态系统的影响

随着转基因植物的大面积商业化种植,其对土壤生态系统造成的影响日益引起人们的关注。本文综述了转基因植物对土壤中动物、微生物及土壤酶活性的影响,并且对转基因植物对土壤生态系统的影响进行了展望,以期为转基因植物对土壤环境的生态风险性评价提供参考。     

土壤生态系统可持续性评价研究

土壤生态系统可持续性是指土壤生态系统持久地维持和支持其内在组份、组织结构和功能动态健康及其化发展的各种能动性的总和，它是由生态整合性、自维持活力、抵抗力和自组织力所构成的综合能力体系，土壤生态系统持续性是由系统自身的组份、结构和功能动态来体现的。因此，对系统组份、结构和功能动态的认识和评价研究是衡量土壤生态系统持续性的方法论基础。     

土壤碳库分布与储量研究进展

土壤是陆地生态系统的核心，研究土壤碳库对正确评价土壤在陆地生态系统碳循环以及全球变化中的作用有重要意义．文章介绍了国内外有关土壤碳库分布与储量研究的进展情况．总结了土壤碳库研究中存在的问题，并对有关研究未来的发展提出了自己的看法。