河岸杨树人工林缓冲带对径流水中磷素截留效果的研究

【目的】河岸植被缓冲带可以有效截留和吸收地表径流水中的磷素,从而减少进入湖泊水体中的磷。笔者在平缓坡地上构建适宜的植被缓冲带并研究其生态效果,为减缓农业面源污染、生态修复富营养化湖泊提供参考。【方法】选定太湖流域4块大小为20 m×50 m不同密度的杨树林河岸缓冲带为研究对象,在缓冲带不同宽度处地面下不同深度(20、40和60 cm)处平行埋设PVC管,每个宽度分别设置3组淋溶管作为重复,每组3个,作为地表径流水的收集装置。分别于4、5、6、7、9月强降雨后采集水样,低温保存并测定其中磷素质量浓度。分析不同季节各宽度和密度的杨树林缓冲带截留径流水中磷素的差异,以确定适宜的河岸人工林缓冲带。【结果】①7月径流水中可溶性磷(DP)、总磷(TP)去除率达到最大值(36.91%、26.50%),PO■去除率在6月达到63.30%,4、9月3种不同形态磷的去除率相比6、7月有所下降,不同月份PO■、DP、TP质量浓度呈显著性差异(P0.05,F=2.382,2.052,2.758,df=180),去除率与时间呈极显著相关(P0.01;F=3.464,3.265,3.279;df=180)。②径流水中污染物去除率与缓冲带密度并不呈简单的正比例关系。稀植杨树林河岸缓冲带杨树数量稀少,截留污染物能力不足;密植杨树林河岸缓冲带由于栽植密度较大,不利于杨树自由生长,吸收含磷污染物效果不佳。栽植密度并非越大越好,而是存在一个适宜栽植密度阈值。③随着河岸缓冲带宽度的增加,径流水中PO■、DP、TP质量浓度呈现下降趋势,截留率呈现上升趋势。河岸缓冲带对PO■的去除率最高,其次是TP,DP效果最差。不同宽度的缓冲带对20 cm深度径流水中PO■、DP的去除率较高,对40 cm深度的径流水中TP去除率总体高于20 cm深度的,60 cm深度径流水中PO■、DP、TP的去除率最低。在不同深度径流水中的3种磷素质量浓度在杨树缓冲带前15 m宽度变化差异显著(P0.05;F=3.232,2.808,2.175;df=180);之后随着宽度增加径流水中PO■、DP、TP的质量浓度变化不显著。15 m宽度的缓冲带对径流水中磷素平均去除率接近50 m宽度缓冲带的,说明15 m宽度的缓冲带基本能满足截污需求。【结论】杨树人工林河岸缓冲带在夏季对径流水中磷素的截留效果较好;中等密度人工林缓冲带对径流水中磷素有较高去除率,但不同密度杨树林对于径流水中磷素截留差异并不显著;15 m宽度的河岸缓冲带可以有效去除径流水中的各形态磷。含磷污染物只是造成湖泊湿地富营养化因素之一,合理的河岸缓冲带还应考虑对于其他污染物的截留作用。由于磷能促进植物苗期根系生长,因此在植物生长初期对磷的去除率较大。随着植物的生长和植物群落演替,磷素截留效率的动态变化尚有待长期的观测研究,以利于更为准确地评价其截留磷的能力。     

杨麦间作系统中树木对土壤3种形态磷淋溶的影响

采用田间试验的方法,研究了杨麦间作系统中树木对土壤磷素淋溶流失的影响,设定株行距分别为:2 m×5 m(LⅠ)、2 m×15 m(LⅡ)的2种密度间作系统以及单作小麦地(CK),测定距地表60 cm深处淋溶液体积与淋溶液总磷(TP)、可溶性总磷(TDP)以及总颗粒附着态磷(PP)的质量浓度及其淋失量。结果表明:1 2种密度间作模式对淋溶液体积控制效果优劣均为:LⅠ、LⅡ、CK。在同一间作密度(LⅡ)下,距离杨树越近,淋溶液体积降低越明显。2 2种密度间作模式对淋溶液中TP、TDP以及PP质量浓度控制效果优劣均为:LⅠ、LⅡ、CK。在同一间作密度(LⅡ)下,距离杨树越近,淋溶液中3种形态磷质量浓度降低越明显。3土壤淋溶液中磷素流失形态以TDP为主。间作密度越高,距离杨树越近,淋溶液中TP、TDP以及PP流失量就越低。实验表明,株行距为2m×5 m(LⅠ)的间作系统对农田土壤磷淋溶的削减作用较强。     

河岸植被缓冲带减缓农业面源污染研究进展

农业面源污染物的排放已经成为湖泊与河流主要污染源之一,河岸植被缓冲带能沉积、吸收与截留污染物,减少面源污染物进入水体。河岸植被缓冲带减缓农业面源污染的效果与缓冲带宽度、植物种类、坡面坡度、土壤类型等因素有关,其中确定适宜河岸植被缓冲带宽度,以实现其净化面源污染成为研究热点。笔者综述了河岸植被缓冲带的不同表述、河岸植被缓冲带削减面源污染物的主要机理、影响因素、研究方法以及相关模型等方面的研究进展,针对目前研究现状,认为应进一步加强缓冲带宽度对河岸植被缓冲带削减面源污染物影响的量化研究,增加林分尺度、坡度平缓的河岸人工植被缓冲带的研究,以及对模型的优化研究。     

洪泽湖地区杨树人工林碳水通量昼夜和季节变化特征

【目的】通过对洪泽湖地区杨树人工林生态系统碳水通量的昼夜变化和季节变化特征进行分析,为评估该杨树人工林生态系统的固碳能力提供必要的基础数据,揭示杨树人工林生态系统碳循环及对外部气象环境因子的响应,同时为增强森林生态系统固碳能力提供依据。【方法】以洪泽湖地区杨树人工林生态系统为研究对象,利用涡度相关技术和微气象观测系统进行长期且连续的通量以及气象环境观测。选取2017年5月至2018年4月期间的原始观测数据,对异常数据进行剔除和插补处理,同时,利用EddyPro软件中的Express Mode模块对通量数据进行二次坐标旋转、频率损失订正以及WPL密度效应修正,最终转化为30 min数据。分析杨树人工林生态系统与大气间的二氧化碳(CO_2)、甲烷(CH_4)和潜热(latent heat, LE)通量的季节动态变化和昼夜变化特征及其与外部气象环境因子的相互关系。【结果】洪泽湖地区杨树人工林生态系统碳通量均有显著的昼夜和季节变化,净生态系统碳交换(net ecosystem exchange, NEE)白天为较强的碳汇,夜晚为较弱的碳源,整年表现为固碳作用,年通量为-506.9 g/(m~2·a)。其日变化在生长季和非生长季均呈"U"形曲线,生长季的碳吸收明显大于非生长季;在生长季白天,NEE与光合有效辐射(photosynthetically active radiation, PAR)呈显著的对数关系;而在非生长季,NEE与夜间土壤温度(soil temperature,T_s)呈显著的指数关系。洪泽湖地区杨树人工林生态系统LE的昼夜和季节变化显著,在生长季和非生长季均呈"单峰型"曲线,且在生长季大于非生长季,LE与饱和水汽压差(vapor pressure deficit, VPD)在生长季和非生长季均呈显著的线性正相关关系。洪泽湖地区杨树人工林生态系统CH_4通量在生长季和非生长季均无显著的昼夜变化,在生长季为较弱的CH_4吸收,非生长季为中性至微弱的CH_4排放,全年可能表现为较微弱的CH_4汇。【结论】洪泽湖地区杨树人工林生态系统整体具有较高的固碳能力,CO_2和LE通量具有显著的昼夜变化和季节变化规律,而CH_4通量季节和昼夜变化并不显著,生态系统碳水通量受环境因子的影响较显著,可以为今后提升杨树人工林的固碳能力提供参考。因此,营造杨树人工林将是短期内吸收大气中的CO_2和CH_4并缓解气候变化的有效途径。     

电子表格格式去除系统的研究

随着电子影象文档应用的日益广泛,相关文档图象的自动处理日益成为人们研究的热点。本文针对电子表格的特点,对从表格中自动提取填充内容这一问题进行了研究。系统首先在模版库中对输入表格图象进行自动匹配;然后对表格图象与相应的模版图象进行自动配准,从表格图象中将模版信息去除,并对误删除信息进行修补;最终,提取出表格的填充内容。通过对系统的实际测试,实验结果表明该方案是很有效的。     

岷江上游干旱河谷区土壤水分含量及其动态

于2002年8月～2003年7月对四川西部理县干旱河谷区土壤水分状况进行了定位研究。结果表明：在理县干旱河谷区，不饲海拔高度0～50cm土层土壤平均含水量总的变化趋势是阴坡比阳坡高。而土壤水分空间异质性阳坡比阴坡大。同一坡向不同海拔的土壤含水量变化为2050m处的最高，1850m处的次之，1450m处再次之，1650m处最少，表明了在干旱区河谷的两岸坡面上部土壤水分状况最好，在坡面下部靠近河流处次之，中下坡水分条件最差。相同海拔高度，不同坡向土壤含水量都表现为随着土层深度的增加土壤含水量增加的趋势，且30～50cm土层的土壤含水量最高。     

基于CITYgreen模型的苏州市森林生态效益评价

以江苏省苏州市森林为研究对象,使用ArcView3.2程序和CITYgreen5.4模型,定量地评价森林生态效益。结果表明:(1)苏州市森林固碳率为1.90×105 t/hm2,暴雨缓排量为1.65×107 m3/hm2,清除大气污染物总量为1.10×104 t/hm2,碳储量为8.42×106 t;(2)2009年苏州市森林生态效益的经济价值总计21.8亿元,各区平均生态效益2.06万元/hm2,固碳、暴雨缓排量、净化空气的经济价值比例分别为87.2%、8.2%及4.6%;(3)苏州市各区森林生态效益的经济价值从大到小排序为:吴中区、吴江市、常熟市、张家港市、昆山市、相城区、太仓市、高新区、工业园区、市区(金阊区、沧浪区、平江区)。     

生物炭对土壤微生物特性影响的研究进展

生物炭是在低氧条件下生物质经过热裂解得到的含碳丰富的产品,可提高土壤酸碱度,具有保水保肥及改善土壤微生物特性等功能。综述了生物炭对土壤微生物生物量、微生物群落结构及土壤酶活性的影响,多数研究表明:生物炭的碱性性质及多孔性质提供了适宜微生物生长的微环境,从而增加了土壤微生物生物量碳、微生物生物量氮等的含量;生物炭含有的营养物质及多孔性质,促进了土壤中细菌及某些功能菌的生长,但同时生物炭中含有的重金属及多环芳烃等有毒物质对细菌生长存在抑制作用;相比于土壤细菌,生物炭碳氮比(C/N)高、含大量难降解碳化合物,则有利于土壤真菌生长,并且生物炭具有的较大孔隙度,为真菌菌丝提供了附着位点;生物炭对微生物的促进作用间接提高了土壤中脱氢酶、脲酶、β-葡萄糖苷酶等土壤酶活性。因此,未来应进一步探索生物炭与土壤微生物之间的相互作用机理,深入了解生物炭的土壤改良作用,深化对土壤微生物多样性的认识。     

3种亚高山森林群落林冠截留量及穿透雨量与降雨量的关系

研究了岷江冷杉林、川滇高山栎林及灌竹林等3种典型亚高山森林群落的林冠截留、穿透雨和径流的月动态变化,分析了林冠截留量、穿透雨量与总降雨量的数量关系.结果表明:川滇高山栎林、灌竹林、岷江冷杉林林冠平均截留量分别为278.2,362.1和353.7mm;林冠平均截留率分别占降雨量的35.77%,46.55%和45.47%.岷江冷杉林径流量为5.9mm,仅占降雨量的0.76%.3种群落穿透雨量分别占降雨量的53.77%,53.45%和64.23%.另外,建立了3种群落类型的穿透雨量、林冠截留量与大气降雨量之间的回归模型,用于定量评价该地区亚高山森林的生态水文效应.     

盐胁迫对3种白蜡树幼苗生长与光合作用的影响

通过幼苗盆栽实验,对不同浓度NaCl胁迫下,3种白蜡幼苗生物量、叶绿素含量、丙二醛含量和光合作用等进行了测定分析.结果表明,随着盐分浓度的提高,白蜡幼苗总生物量、叶绿素含量逐渐减少,根茎比差异显著;幼苗丙二醛含量没有明显规律性变化;幼苗净光合速率、气孔导度和蒸腾作用强度均下降,饱和水气压差增加,而不同树种幼苗的胞间CO2浓度上升或下降,NaCl与其相关关系也表现不同.