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第8章_土壤养分
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你可能喜欢自工业革命以来，大气中温室气体浓度增加引起的全球环境变化，严重威胁着人类生存与社会经济的可持续发展，成为全球强烈关注的重大环境问题。草地作为响应全球变化和人类活动较为敏感的生态系统之一，其温室气体通量以及与全球环境的关系正日益受到人们的重视。开展草地生态系统温室气体及其影响机制的研究，既是草地生态系统地——气相互作用的重要环节，又是保证我国社会经济高速发展、促进我国生存环境改善及履行气候变化公约的基础研究。
本文以位于内蒙古自治区锡林郭勒盟多伦县——中国科学院植物研究所多伦恢复生态学试验示范研究站十三里滩实验基地为研究区域，通过野外试验和室内模拟实验，研究营养元素的添加对草地生态系统土壤碳过程的影响:通过野外试验，对营养元素添加对草地生态系统植物生物量及碳贮量和含碳温室气体通量进行了研究；通过室内模拟培养实验，研究了营养元素的添加对草地生态系统土壤微生物量碳、氮和有机碳矿化的影响。为利用草地资源改善我国温室气体排放现状，揭示草地生态系统温室气体的“源/汇”功能的转变提供基础数据。
本文获得的主要研究结果如下:
1。 添加营养元素后，各个处理间生物量的差异大多不显著，对照的生物量是最低的，群落的生物量随着营养元素添加量的增加而增加，添加营养元素能够促进植物的生长，但当 N 素超过一定量时，植物的生长受到抑制。地下各层生物量表现为逐级递减的趋势，即“倒金字塔”型。地下生物量主要分布在0~10CM土壤层，占地下各层总生物量的52。13%~62。43%。植物总碳贮量、地上与地下碳贮量的动态变化与植物总生物量、地上和地下生物量表现出同样的变化规律。
2。 营养元素添加后，土壤中的有机碳没有显著的变化，土壤全氮含量显著增加；土壤的微生物量碳、氮发生显著的变化，各个处理微生物生物量的大小顺序为10NPK>20NPK>PK>对照。
3。 营养元素添加后，不同处理间 CO2产生速率显著不同，处理 10NPK 的CO2产生速率显著高于其它处理； 培养期间不同处理土壤CO2产生速率随培养时间的变化符合对数函数关系；有机碳的矿化速率在不同月份有所不同，七八月份土壤 CO2产生速率明显低于五六月份，这与采样时的土壤温度、水分条件成负相关关系。不同处理土壤 CO2的累积排放量存在一定的差异，营养元素的添加 均促进了土壤 CO2 的排放，不同处理的平均累积矿化量的大小顺序为10NPK>20NPK>PK>对照。土壤有机碳矿化速率与微生物量碳成显著的正相关关系。
4。 不同处理土壤CO2的通量特征在生长季的变化规律基本相同，添加营养元素并未改变土壤CO2排放通量的变化型式。在不同的处理中，处理10NPK的平均排放量显著高于其它处理，其次是处理10N，当N超过一定量是，CO2的排放量减少，即CO2的排放受到了一定的抑制。不同处理土壤CH4的平均通量为负值，表现为大气CH4的汇。在整个观测期，呈现出生长季初和生长季末吸收CH4能力强，六七八月份土壤吸收 CH4能力弱的特征。添加营养元素均能促进土壤对CH4的吸收，其中，处理PK吸收大气CH4的能力最强。
本文通过对河东沙地荒漠化过程中的植被特征、生物量以及生物量变化与土壤营养元素间关系的研究，得出如下结论：1）在河东沙地植物群落的退化趋势为：甘草群落→ 甘草+枯油蒿群落→甘草+油蒿群落→油蒿群落→油蒿+牛心朴子群落→牛心朴子群落。2）在荒漠化的6 个阶段中，除了共有种在每个阶段都出现以外，常见种的变化趋势是先升高后降低；而偶见种的变化趋势则是先降低后升高。3）6 个阶段中共出现19 种植物，6 个优势种的生物量就占总生物量的92.4%；剩余的13 种只占7.6%。4）6 个阶段中，植物种类和密度总的变化趋势是减少，分别从11 种减少到8 种；从149.9 减少到48.9 株（丛）/M2。5）随着土层厚度的增加，全氮、全磷、全盐和有机质的含量增加；速效钾的含量减小；碱解氮和有效磷则表现围先升后降和先降后升2 种方式；全钾含量和PH 则变化极小，可以看作是稳定的。2）将6 个退化阶段的生物量与9 个营养元素进行线性回归，得到生物量与各类营养元素的回归方程。从方程可看出，碱解氮、速效钾和全氮3种营养元素对植物生物量具有正的贡献，而PH 是负的贡献；且负的作用远大于正的。这充分说明，PH 的高低是荒漠植物生长的限制因子之一。
通过对东营沿海地区农业地球化学的调查研究,认为该区土壤贫N、P、Mo、有机质,富K、微量元素Cu、Zn、Fe、Mn、B等,土壤除盐化程度高外,未受到其他元素的污染,仍保持良好的自然环境.
矿质营养元素在农作物的生命过程中承担着重要作用，它们与蛋白质、维生素等有机物不同，不能在植物体内合成，必须从环境介质中吸收，而大部分矿质营养元素主要来源于土壤，因此对土壤和作物中的矿质营养元素的迁移变化规律进行研究是改造和调整不良土壤环境，从而改善生产环境，优化种植结构，实现优势高效现代农业可持续发展的需要。
本次研究主要研究了大泽山葡萄、莱西中华寿桃、崂山茶叶这三种青岛市名优特农产品，并对其土壤，土壤有效态，作物植株以及果实矿质营养元素进行测定。土壤样指标为b、co、cu、f、mn、mo、n、p、s、sb、se、sr、zn、sio2、al2o3、fe2o3、mgo、cao、na2o、k2o 21项，土壤有效态以及植物样品指标为b、cu、fe、mo、mn、zn、n、p、k、ca和mg。
结果表明：研究区内土壤常量元素含量拥有高sr、k、na，低fe、ca、mg的主要特征，个别元素cu含量超出自然界正常范围。土壤有效态mo、mn、b含量略低，cu、fe、zn、n、p、k、ca、mg含量则较高，有利于作物的生长，但分布极为不均。有效态cu、zn、n、p、k表层土壤中最高，在深层土壤中最低，该特征非常明显，而且普遍存在于三种不同的种植园中，反映了人类活动的明显迹象。与土壤有效态相比，矿质营养元素的生物富集系数非常高，特别是n元素，在根、枝、果实或茶叶中都得到非常高的富集。从相关性的角度分析，绝大多数矿质元素的土壤有效态与植物各组织中含量间显示一定的正相关性趋势，少数元素则表现为负相关或不相关，说明了植物整体对土壤营养元素的吸收具有主要积极性，但是由于物种的差别，其对元素的相关性也存在一定差别。大多数矿质营养元素较易富集于叶片，并且其含量均远远高于植株中其他部位元素含量，少量矿质营养元素集中于根、枝、果实中。从相关性的角度分析，所选作物的根、枝、叶的元素含量之间都存在良好的相关性。而果实中大多数元素与根、枝、叶中的元素相关性不明显，甚至呈负相关。
湿地是由水陆相互作用形成的自然综合体，是自然界最富生物多样性的生态景观和人类最重要的生存环境之一，发挥着碳氮磷的源、汇或转化器的功能。氮、磷是湿地植物生长的重要限制因子之一，显著影响着湿地生态系统的生产力，是湿地营养水平指示物。本研究利用地理学中的图谱在时间演化过程的系统中同时表达了地区空间异质性的特点，将营养元素图谱的概念引入在不同环境梯度下湿地土壤-植被中营养元素的分异研究，对黄河三角洲地区典型湿地土壤的营养图谱时空分异规律进行图谱表达，同时也通过采样分析和野外模拟实验对营养元素图谱的影响机制进行了分析探讨。　　
（1）典型湿地氮磷营养元素图谱的时空分异特征　　
研究区氮磷的空间分布具有很高的空间变异性，主要来源于土壤母质、河道以及地形因素等结构因素的影响。典型湿地氮磷营养元素的图谱显示氮磷含量在垂直剖面方向上具有明显的表聚性和分层现象；在下层土壤剖面以及距离河道较远处出现累积峰。磷素含量与水平变异性高于氮素但剖面分异程度较氮素小，同时，氮磷在时间方向上随季节的变化呈现出夏季最低，秋季次之，春季最高的趋势。芦苇群落土壤中全氮含量较高磷素变异系数较大，盐地碱蓬群落土壤中全磷含量较高，氮素变异系数较大。　　
（2）土壤理化性质的影响　　
通径分析结果表明，全碳、有机质、硝态氮与全氮极显著相关，对全氮具有较大的直接效应、间接效应，其他理化因子均主要通过全碳对全氮含量起间接作用。全磷、有效磷与容重极显著相关，与含水率及全硫含量显著负相关。全碳与有机质对磷素不显著相关，有效磷与全磷含量也不显著相关。　　
（3）水盐条件的影响　　
在水盐梯度实验下硝态氮含量沿着时间的推移出现降低趋势；表层含量低于下层，但表层变化较下层缓慢；全氮在剖面与时间上的含量规律与之相反。低盐分全氮含量高，硝态氮含量少，不利于氮矿化；中等盐分、低水位利于硝态氮持留。与全氮一致全磷含量表层含量低于下层，但沿着时间的推移呈现降低的趋势；较高盐分有利于磷素含量的保持。土壤中硝态氮的变化速率随着灌溉水盐分的增长而加快，5CM淹水深度时硝态氮变化速率最快；全氮变化速率随着灌溉水盐分的增长而减缓，在不同的盐水梯度下含量无显著差异。在水位梯度变化时全磷含量速率较大。水盐正交试验对土壤中全氮、全磷含量受水盐梯度影响变异更显著。通过不同淹水频率的样地对比，发现淹水频繁不利于氮素积累和矿化、有利于磷的积累与有效磷的释放。全氮变异系数比硝态氮大，有效磷变异系数高于全磷，说明全氮、有效磷更容易受淹水频率的影响。　　
（4）湿地植被吸收与土壤营养元素的供给　　
土壤中营养物质主要来源为陆源，有机质含量很低，养分持留能力差，黄河三角洲氮储量非常匮乏，且主要储存在表层中，氮素易被矿化。研究区土壤供磷水平较低，磷储量在各层剖面与各季节中分配比相当。盐地碱蓬受氮限制，对氮素具有较高的富集系数；芦苇受磷限制，对磷的富集系数也较高。整个样地植被普遍受氮限制，样地也显示出氮素的匮乏。当植被富集系数较高的元素成为植物生长的限制性因子时，土壤中该元素供给缺乏、变异程度变大，通过研究植物群落生长的限制因子可为土壤营养元素供给能力的考核提供参考指标。
论文以2006年7月至2007年5月常德西湖三个相对独立水体及其底泥中的氮磷钾营养元素、重金属的四次采样和含量检测为材料，研究了西湖水体及底泥中氮磷钾营养元素与重金属元素在一年中的季节变动规律。
采用国家环保局(1989)《水与废水检测与分析标准》和《土壤分析方法》中的标准分析法，分析了氮磷钾三大营养元素含量对湖泊水质的影响。结果显示，底泥和水体中的氮含量都很高，水体中总氮在30～80mg/l之间，底泥碱解氮含量在150～300mg/l之间，且都分布不均匀，湖中央分布较高，其他地方偏低，有较明显的季节变化即夏季氮磷钾含量最高，秋季最低；一年中氮磷比严重超出国家标准，水体中磷为限制性营养元素：土壤中总磷含量高，氮含量偏低，氮为限制性营养元素。该湖区呈现出比较严重的富营养化状态。水体中有效磷的含量较底泥中的低很多，含量在0.008～0.4mg/l之间，春夏两季比秋冬两季的含量要大，湖区分叉较多的地方含量变动较明显；氮磷比值比为60-1000：1，水体中氮磷比远大于最佳比例；说明水体富营养化的进程进一步。加剧；钾在底泥和水体中随季节变化较稳定，冬季含量比其他月份要高。实验表明磷是湖泊初级生产力的限制因子，湖区的化肥养鱼导致湖区的富营养化程度加重，合理施肥成为湖区管理重点。重金属铅和镉含量尚在允许范围内，其中铅平均0.0710mg/l，镉为0.0048mg/l。铜和锌浓度较高已超出安全浓度，其中铜平均0.0908mg/l，呈逐步降低的趋势。锌平均0.5431mg/l且呈增高的趋势。表明湖泊附近无严重重金属污染源，但要控制药物的使用。
用抽样布点法在成都平原采集了0~20CM耕层土样及20~40CM的底层土样共98个.对主要污染元素的含量状况、时空变化情况进行了探讨.用GB《土壤环境质量标准》二级标准和一级标准进行污染程度评价以弄清土壤的污染现状,同时用地质累积指数法进行污染程度评价以弄清人类活动对土壤主要污染元素含量的影响程度.用地统计学的方法结合GIS对主要污染元素在土壤中的含量进行了预测,绘制了主要污染元素含量趋势图,并对其分布状况行了探讨.对主要污染元素在土壤中的迁移进行了定性讨论.分析了主要污染元素含量与土壤理化性质和土壤营养元素含量的关系.结果表明:土壤镉含量在研究区中变化幅度较大且随时间的推移发生了明显变化.从东北方向到西南方向土壤镉含量呈逐渐递减趋势,土壤镉含量小于0.33MG/KG的区域比例很大.土壤铜含量变化幅度较大,但不同行政区域之间土壤铜含量变化不大且随时间的推移变化也不大.土壤铅含量变化幅度很大,不同行政区域之间土壤铅含量变化也较大.随着时间的推移,士壤铅含量有所上升.土壤铬含量变化幅度较大且随时间的推移有所上升,地区之间士壤铬含量变化也较大.铬主要累积在表层土壤.土壤锌含量变化幅度不大,但行政区域间土壤锌含量变化相对较大.随着时间的推移,多数区县土壤锌含量有所上升.土壤汞含量变化幅度很大且行政区域之间变化也较大,随着时间的变化,土壤汞含量上升幅度不大,部分地区还略有下降且下移趋势十分明显.土壤汞含量高于0.29MG/KG的区域比例较小,含量在0.19-0.29MG/KG和0.16-0.19MG/KG的区域比例很大.土壤砷含量变化幅度相对较大,随时间的推移多数区域土壤砷含量有所上升.部分区域砷发生了一定程度的下移.土壤砷含量从东北方向向西南方向呈递减趋势,含量在9.6-12.6MG/KG和7.8-9.6MG/KG的区域比例很大.土壤氟含量变化幅度较大且行政区域之间差异也较大.随着时间的变化,土壤氟含量发生了很大的变化.总之,成都平原农业土壤已经不同程度地受到重金属及砷、氟的影响,其分布与表现各不相同.大多数重金属元素及氟、砷在研究区中变化幅度均较大,从土壤环境质量二级标准来看,绝大多数土壤均能满足农业生产的需要.人类活动对重金属及氟、砷含量的影响各不相同,对土壤镉、铜、铬、锌、汞、氟的影响相对较小,对铅和砷的影响相对较大.锌和汞的下移趋势十分明显,部分区域镉、砷和氟了生了一定量的下移,铜、铅和铬主要累积在表层土壤.土壤重金属及氟、砷含量与污染源分布及土壤理化性质关系密切.区位条件对土壤重金属及氟、砷含量有不同的影响,且不同种类的污染元素表现有所不同.士壤污染元素含量与营养元素含量也有一定的关系.
东湖水体污染物经过沉淀进入底泥，底泥中的污染物和营养盐又通过各种途径向水体释放，持续污染水质。东湖水体的污染主要是水体中营养元素严重超标，每年有大量的营养元素积累，富营养化比较明显。东湖水体的重金属污染尚不严重，底泥作为肥料资源可以有其变废为宝的用途，底泥的资源化利用也是目前应用较多的底泥处理方式，其中土地利用是资源化利用的主要方式。将疏浚底泥用于草地、湿地、市政绿化、农田等，既可以增加土壤的肥力，又可以清除东湖底泥造成的内源污染。
本文通过测定分析东湖底泥的主要重金属元素含量及N、P、K等营养物质的含量，分析东湖底泥污染现状及底泥利用途径。实验以东湖底泥为主要基质，以深层黄棕壤为掺合物，以高羊茅和小白菜为待培养植物。通过不同比例分配的东湖底泥和黄棕壤混合物对高羊茅和小白菜的培养，初步探讨了利用东湖底泥种植高羊茅和小白菜的可行性。研究结果表明，东湖底泥营养元素远超过背景值，但是重金属污染并不严重，符合农用污泥中污染物控制标准。小白菜和高羊茅在基质中生长状况良好，底泥中CD、ZN、CU虽超过国家土壤环境二级标准，但是所培养的小白菜体内CD、CU、ZN基本在蔬菜重金属标准范围内。ZN值接近蔬菜重金属标准，成为利用东湖底泥种植小白菜的限制性因素。高羊茅鲜重随着底泥浓度的增加而增加，可以看出高羊茅在底泥中能够得到足够的营养并且重金属没有产生毒害作用。所以在不产生二次污染的情况下，利用底泥种植高羊茅是可行的。
@@关键词：东湖；底泥；高羊茅；重金属；小白菜
水体污染已成为全球水资源短缺的一个重要因素.水体富营养化是水体污染中的最为普遍的现象,也是国内外水环境污染治理难题.水体富营养化发生机理和修复原理及技术的研究是国内外土壤植物营养、环境生态学科研究的前沿和热点.在富营养化水体修复的各种手段中,植物修复(生物修复的一种)是一种耗能低、效果好的新技术,已经引起国内外学术界的高度重视.该研究通过野外考察与调查研究,分析了太湖流域中莫干湖水库水体富营养化发生的主要原因,并提出综合治理的对策和方法.采用人工模拟自然的方法,比较研究了水葫芦(EICHHORNNIA CRASSIPES)金鱼藻(CERATOPHYLLUMDEMERSUML.)、狐尾藻(MYRIOPHYLLUM VERTICILLATUML.)、微齿(禾叶)眼子菜(POTAMOGETONMAACKIANUS A.BENNETT)、马来眼子菜(POTAMGETON MALAIANUS MIQ.)、苦草(VALLISNERIA SPIRALIS L.))等水生植物对富营养化水体修复作用的差异及机理.重点研究了低温条件下水生植物净化富营养化水体的效果;营养元素在土壤-植物-水系统中的变化和转移;水生植物在控制湖泊底泥营养盐释放中的作用;水生植物在低温或高温季节的生存问题和季节性变化;植物修复体系建立的相关技术等.取得的主要研究结果和结论包括:1.通过对莫干湖流域野外调查与分析研究,明确了导致莫干湖水库水体富营养化的主要原因,其中农业非点源污染、水库流域工业污染和生活污染是引起水库富营养化的关键因素.2.低温季节6种水生植物对总氮(TN)、硝态氮都有一定的去除效果,但植物种类之间差异较大.3.水生植物能有效抑制底泥中氮的释放.4.水生植物不仅能很好地控制水中的氮、磷等营养,还能影响底泥中的其他营养元素,包括一些重金属元素,从而改善水质.5.用水生植物净化富营养化水体,其净化效果受许多因素的影响,如水生植物的用量、组合,水生植物种类之间如何搭配,群落之间的相互影响,以及一些物理措施对底泥的影响.6.不同的水生植物的季节性变化不同.
以安徽黄潮土-亳菊系统为研究对象，通过盆栽实验，研究了硫与天然矿物白云石、凹凸棒土和膨润土对污染土壤中cd和pb的化学行为及其对亳菊的效应，研究结果表明：
在亳菊生长的不同时期，高水平硫处理，土壤ph下降约0.3个单位，无污染土壤和污染土壤中的cd与pb由生物有效性低的形态向生物有效性高的形态转化，这种转化趋势与施硫处理引起土壤ph变化关系密切。
无污染土壤施硫130mg/kg土，促进亳菊生长，菊花较对照增产21.2％，施硫530mg/kg土时，对亳菊生长无明显影响。污染土壤中硫素添加到530 mg/kg土时，抑制亳菊的正常生长，亳菊生物量和产量明显下降，其中菊花减产36.6％，高硫处理条件下亳菊对cd和pb的吸收明显增加，菊花中cd含量较对照增加19.4％，pb增加16.8％，低水平硫处理在污染土壤上亳菊生长影响不明显。
硫素施用对亳菊的磷钾营养元素吸收影响规律不太明显，适量的硫素施用于无污染土和污染土壤上，均增加了亳菊对氮的吸收，无污染土壤上菊花中氮含量由2.04％增加到2.21％，污染土壤上菊花中氮含量由1.80％增加到1.96％，高水平硫处理影响不明显。
白云石、凹凸棒土和膨润土三种天然矿物改良剂的添加对土壤ph也有明显影响，土壤ph呈上升趋势，高用量使ph上升0.2到0.4个单位，白云石提高土壤ph最明显。三种改良剂高用量时均能促使土壤中cd与pb的活性下降，明显降低亳菊在营养期与盛花期各组织中cd与pb的含量，三种高用量处理花中cd含量较对照分别降低59.6％，68.7％，48.2％，pb含量较对照分别降低29.1％，25.4％，47.6％。三种矿物改良剂改善亳菊的生长条件，其生物量明显增加，菊花分别较对照增产81.7％，108.4％，72.8％，促进了亳菊对氮磷钾营养元素的吸收，氮含量由对照1.80％，增加到2.05％，2.11％，2.12％，磷含量由对照0.283％增加到0.325％，0.26％，0.314％；钾含量由对照的2.41％增加到2.58％，2.66％，2.58％。
三种矿物改良剂降低污染土壤上菊花cd含量效果为：凹凸棒土>白云石>膨润土；降低菊花pb含量效果为：膨润土>白云石>凹凸棒土。污染土壤中，三种矿物改良剂对提高菊花产量顺序为：凹凸棒土>白云石>膨润土。
控制非点源污染是当前世界性的难题，岸边带作为非点源污染物进入水体的最后一道屏障，日益引起人们的重视。水源地水质的优劣直接威胁到人类的生存，是岸边带研究的关键区域。磷元素是非点源污染研究中的重要指标之一，了解它在岸边带的循环迁移机制，对非点源的控制和管理意义重大。结合北京市水资源短缺和水环境恶化的现实，本文以北京市水源地之一官厅水库岸边带流域为研究对象，从岸边带的非点源污染因子磷元素的循环迁移机理出发，构建岸边带非点源磷素循环迁移模型( RIPAM-P)，为官厅水库岸边带管理提供理论和数据支持。　　
本文的主要研究内容和结论介绍如下：　　
1. RIPAM-P模型构建　　
本文以水文循环为驱动力，从磷元素的地球化学循环过程机理出发，耦合简化土壤和植被磷循环模型、流域生态水文模型SWAT模型、植物生长模型和土壤侵蚀模型，构建适应于流域尺度岸边带的磷素循环迁移模型RIPAM-P。模型由三个子模型构成，分别为土壤磷素地球化学循环子模型、磷素迁移子模型和植物营养元素生物循环空间信息子模型。土壤磷素地球化学循环子模型包含5个子模块：凋落物分解子模块、有机磷内部交换子模块、有机磷与无机磷交换子模块、无机磷慢平衡子模块、无机磷快平衡子模块；磷素迁移子模型包含土壤侵蚀子模块和土壤携磷量子模块；植物营养元素生物循环空间信息子模型包含植被净第一生产力子模块、生产力分配子模块和植物营养元素吸收子模块。　　
2.RIPAM-P模型背景数据库的构建　　
构建了研究区RIPAM-P模型的背景数据库，包括遥感解译的土地利用、土壤类型；遥感反演的地表反照率、LAI、地表净辐射和蒸散；USLE中的R、K、L、S、C、P六个因子空间和文本数据库；以及部分研究区野外监测、采样、实验数据。　　
3.模拟实验研究　　
设计无机磷吸附/解析实验，了解磷素在土壤中的吸附/解析原理。实验结果表明：使用KH2PO4标液培养后的土壤，对磷等温吸附曲线和单表面LANGMUIR等温吸附方程的拟合结果呈较显著水平(0.4)，使用复合肥标液培养后的土壤，对磷等温吸附曲线与单表面LANGMUIR等温吸附方程的拟合结果都较差(0.1)。　　
设计了盆栽小试实验，进行RIPAM-P模型参数率定。实验结果表明：土壤中全磷、速效磷、有机磷、无机磷均呈现下降趋势，各种形态磷下降趋势不同。植物吸收的磷素主要来源自于无机磷。对于不同植物类型吸收磷元素量上来讲，存在苋菜>水蒿>水稗草的趋势。　　
4.RIPAM-P模拟结果及分析　　
应用RIPAM-P模型对官厅水库岸边带流域土壤水热条件、土壤磷素循环迁移和植物生长过程的模拟进行模拟，模拟时间为日-日。主要结论如下：①土壤有机磷主要以活跃态有机磷的形态存在，流域年平均含量79.97MG/KG；溶解态无机磷含量波动大、占总磷比例较小，流域年平均含量8.93MG/KG；土壤颗粒态无机磷含量波动不大，流域年平均含量300.34MG/KG。②官厅水库岸边带全年拦截磷素518.68吨。③植物磷素吸收负荷8月份最大，值为0.174G P M-2。不同植物类型在生长期对磷素的吸收能力存在如下关系：草丛>农作物>果树>湿生植被群落>针阔混交林>灌木。从大的植被类型上说，草本植物比乔灌植物更具磷素吸收能力。　　
5.官厅水库岸边带磷素污染控制效应分析　　
耕地为官厅水库岸边带磷素流失的主要来源，在流失率、流失量和单位面积磷流失上都占到最高的比重，以耕地为主的陆相岸边带的土地利用现状不利于非点源污染的防治。不同比例的退耕还林情景下，磷素流失总量均有较大幅度减少。
土壤偏碱性和肥力低下是喀斯特生态环境脆弱的重要表现之一，它们影响了植物对营养元素的吸收，对植物的生长有极大的限制作用，使得许多喜酸、喜湿、喜肥的植物在这罩难以生长，导致群落结构相对简单，生态系统容易遭到破坏，所以在西南喀斯特退化生态环境的治理上，其先锋植物的选择和培育就显得至关重要，因此对喀斯特先锋植物的生理生态特性进行研究，可以进一步了解其适应性特征和适应机理，从而为该地区退化生境的治理提供科学依据。本文以喀斯特适生藤本植物金银花为研究材料，以常见藤本植物牵牛花与爬山虎作为对比，通过模拟西南喀斯特地区土壤高ph和低营养元素浓度的环境特点，分别对两种环境条件下金银花、牵牛花、爬山虎三种藤本植物的生理指标(碳酸酐酶活性、叶绿素荧光参数)，以及植株养分(n、p)吸收和生长状况(株高、茎粗、叶面积、植物干重、叶绿素含量)等进行对比分析，以探讨三种植物对喀斯特地区土壤高ph和低营养元素浓度的适应性特征和适应机理。研究结果如下：
⑴金银花与牵牛花均具有较高的碳酸酐酶活性，远远大于爬山虎；在ph8.2处，金银花生长最好，在ph7.2处，牵牛花生长最好，其碳酸酐酶活性均出现最低值；在1/4营养液浓度处，金银花和牵牛花处于逆境，其碳酸酐酶活性均出现最大值，得到较好表达，随着浓度降低，牵牛花碳酸酐酶活性持续降低，金银花则稍有回升。结果证明，金银花碳酸酐酶能够忍受偏碱性(ph8.2)和低营养浓度的影响，牵牛花碳酸酐酶在较低营养液浓度下则受到抑制，爬山虎酶活性过低，几乎无法测出。
⑵金银花实际光合效率φpsⅡ随ph的增高而明显上升，在ph8.2处达到最大值，爬山虎各叶绿素荧光参数值则明显下降，牵牛花在ph6.2处达到最大值后随ph增高再无明显变化；随营养液浓度的降低，金银花各荧光参数值也有所升高，并在1/8原始营养液浓度处达到最大值，爬山虎变化幅度则不大，牵牛花整体上表现为下降趋势，但是其值仍然很高。结果证明，在偏碱性(ph8.2)和低营养环境中，金银花和牵牛花的光合效率好于爬山虎，牵牛花的光合效率几乎不受ph变化的影响，爬山虎则受营养液浓度变化的影响不大，光合效率比较稳定，金银花则均有所升高。
⑶在高ph(ph8.2)下，金银花植株中总n、p累积量分别达到最大值，牵牛花没有明显的升高或降低趋势，爬山虎则缓慢降低；低营养(1/8浓度)下，金银花总n、p累积量同样达到最大值，牵牛花缓慢下降，爬山虎则没有明显上升或者下降趋势。
⑷随着营养液ph的增高，金银花各生长指标和叶绿素含量逐渐升高，在ph8.2处达到最大值，爬山虎在ph6.2处达到最大值，牵牛花在ph从5.2变化到9.2之间，除了植物干重外，各生长指标和叶绿素含量变化不大；随营养液浓度的降低，金银花各生长指标和叶绿素含量同样逐渐增高，并在1/8原始营养液浓度处达到最大值，爬山虎整体上没有明显的上升或下降，牵牛花则有所下降；结果证明，在高ph环境中，金银花的生长状况好于爬山虎，牵牛花的生长则几乎不受ph变化的影响。在低营养浓度环境中，金银花的生长状况好于牵牛花，爬山虎的生长受营养液浓度变化的影响不大。
铜作为一种重要的工业原料,在工业、农业、交通等领域内有看广泛的用途.随着经济的发展用量不断地加大,开采、冶炼和使用过程中都不可避免的造成废物的排放和残留,导致环境污染,对植物、动物乃至人体产生危害.因此,铜已成为一种重要的污染物.但铜又是生物必需的微量营养元素.为了给铜污染土壤的治理提供科学依据及实用方法,该文实验采用盆栽培养进行了土壤添加剂诱导植物修复铜污染土壤修复的研究.
为探讨澳门松山市政公园植被衰退的原因，评估人为干扰对公园土壤的影响，本研究调查评估了松山的总体土壤状况；同时对不同健康等级的树木下土壤理化性质进行分析比较。测定的土壤理化指标包括：含水量、容重、PH值、有机质、全氮、全磷、全钾、氨态氮、硝态氮、速效磷、速效钾、交换性总酸、交换性铝离子、交换性氢离子、阳离子交换量。
主要研究结果如下：
1、松山市政公园土壤含水量平均值为8.81％。土壤容重平均值为1.118G/CM3。土壤以酸性(PH4.5-5.5)和弱酸性(PH5.5-6.5)为主，PH值平均为5.81。土壤交换性总酸含量平均值为0.83 CMOL/KG，交换性H+含量平均值为0.18CMOL/KG，交换性AL3+含量平均值为0.65CMOL/KG。土壤交换性阳离子含量平均为6.59 CMOL/KG。土壤有机质含量平均值为20.52G/KG。土壤全氮含量平均值为0.98G/KG，速效氮含量平均值为15.15MG/KG。土壤全磷含量平均为0.22G/KG，有效磷含量平均为6.61MG/KG。土壤全钾含量平均为32.91G/KG，有效钾含量为64.41MG/KG。土壤重金属含量分别为：CU平均值为9.80MG/KG，PB平均值为101.72MG/KG，ZN平均值为L 75.07MG/KG，MN平均值为229.03MG/KG，CR平均值为1.505MG/KG，CD平均值为0.21MG/KG。
2、随着植株受害程度加深，土壤含水量、PH值、全氮、硝态氮、速效磷和有机质含量出现先下降后回升的变化，特别是在轻微受害等级土壤，降低最为明显。土壤铵态氮、交换性总酸、交换性氢离子、交换性铝离子、全钾浓度随着植株受害程度加深出现先上升后回降的变化，浓度最高水平都出现在轻微受害等级。
通过与国家相关指标和一系列代表性地区的土壤理化性质相比较，得到如下评估结论：松山公园的土壤营养物质在全国土壤分级中多数均处于三、四级或以下水平，同时交换性阳离子含量亦低，说明松山土壤的肥力较低，保肥能力差。与同地带一些自然土壤相比，松山土壤出现了容重增大、PH升高、盐基饱和度高等一系列城市土壤的特征。松山公园的营养元素含量与广东赤红壤的平均值相
比并无显著差异，表明松山土壤并没有出现一般城市土壤常有的营养元素富集现象。松山土壤没有受到严重的重金属污染。与一些其他同地带的城市比较，松山土壤理化性质的改变相对较小，可以认为，松山土壤受到的人为干扰相对较少。
不同健康等级的树木下土壤理化性质的差异可能是由于土壤中致病生物主要是褐根病菌与植物的相互作用造成的。距树不同距离的土壤理化性质并无显著差异。松山公园土壤中磷元素和速效钾的缺乏则使树木的抗病能力降低，可能为致病微生物的侵染创造了有利条件。而受到侵染的树木根部土壤理化性质的改变又会进一步促进致病微生物的生长。
针对松山公园的具体情况，建议在公园的管理维护中减少对枯枝落叶的清除；施肥要采取少量多次的方法，尽可能使用有机肥；并且有针对性的施加磷肥和钾肥。林分改造时，树种选择上也要注意选择一些比较能适应赤红壤肥力低特别是缺磷的特性的乡土种。
关键词：澳门松山市政公园；理化性质；评估；城市土壤
本研究分别以光滩为对照，在青礁．白礁选取5年生、6年生和8年生秋茄人工林以及天然秋茄林为样地，在草埔头选取20年生和44年生秋茄人工林为样地，比较分析了福建九龙江口秋茄红树林恢复对潮滩土壤理化和生化性质的影响，旨在探索土壤参数随红树林植被发育的变化规律。
㈠两地随着林龄的增加，土壤容重、ph和空隙水盐度有减小趋势。两地林龄对ph有极显著影响(p＜0.001)，青礁—白礁光滩和天然林土壤ph分别为6.64和4.56。随深度增加，土壤容重增加，分行维数表层高于底层。从滩位变化上看，中滩含水量、空隙水盐度较高，分行维数较低，中滩分形维数最低值为2.1208。
㈡对土壤营养成分的研究表明，两地林龄对总氮、氨氮、有效磷、有机碳、胡敏酸、富里酸都有极显著影响(p＜0.001)。秋茄林总氮含量高于光滩，而总磷含量低于光滩；氨氮和有效磷含量随林龄增加而增加，青礁—白礁光滩氨氮和有效磷含量分别为20.26和0.8154 mg/kg，秋茄天然林氨氮和有效磷含量分别为183.55和15.6950 mg/kg；秋茄天然林和光滩有机碳含量分别为22.1g/kg，草铺头有机碳含量随林龄增加而增加，腐殖酸、胡敏酸、富里酸与有机碳呈极显著正相关(r=0.904，p＜0.01；r=0.839，p＜0.01；r=0.817，p＜0.01)，所以它们随林龄变化的趋势基本一致。土壤深度对氨氮有极显著影响 (p＜0.001)，随着深度的增加氨氮增加，其余营养参数也有随深度增加而增加的趋势。滩位对总磷、氨氮、有机碳、胡敏酸有极显著影响(p＜0.001)，总磷含量在内滩较高，氨氮含量在外滩较高，其余营养参数都是在中滩最高，由此可见，中滩是营养元素含量最丰富的滩位，植物的旺盛生长也证明了这一点。
㈢对土壤生化性质的研究表明，两地林龄对微生物呼吸作用、脲酶活性、过氧化氢酶活性都有极显著影响(p＜0.001)。随着林龄增加，微生物呼吸作用和脲酶活性增强，过氧化氢酶活性减弱；脲酶活性在光滩和天然秋茄林分别为17.75、46.27 mg nh3—n/gdw，过氧化氢酶活性在光滩和天然秋茄林分别为17.07、11.44 ml 0.1n kmno4/gdw。随着深度的增加，天然秋茄林微生物呼吸作用和脲酶活性增强，过氧化氢酶活性减弱。从滩位变化上看，三者都是在外滩最弱，可见外滩由于长期淹水，微生物活性较低。
随着人类社会对土壤需求的扩展，土壤的开发强度越来越大，向土壤排放的污染物也成倍的增加。据统计，全国每年因重金属污染而减产粮食1000多万吨，合计直接经济损失200亿元，而由此引起的间接损失更为惊人。目前，我国遭受不同程度污染的农田已达1000万HM。对农业生态系统构成严重威胁，并进而通过食物链的传递，对整个地球的生态安全也造成极大的威胁，如土壤中CD含量过高会导致作物中的CD含量超标，人类长期食用CD污染的“镉米”会患骨痛病等。因此防治土壤污染，保护有限的土壤资源，已经成为突出的全球问题。
重金属污染物主要是通过工业三废的排放、化肥农药的施用等途径进入土壤，然后通过植物的生化作用被植物吸收，并在植物体内富集，人类和其他生物食用该种植物后重金属元素又会在自身体内富集，从而导致各种疾病的产生。一旦某一地方土壤中重金属含量偏高，就会导致当地农作物重金属含量偏高，最终发现该种重金属在人体内的含量也偏高，严重时就导致地方病的产生，这种恶性循环最终将直接威胁国家生态安全。
因此对于重金属元素的迁移转化规律的研究已经成为关乎国计民生的大事。本论文在实验的基础上，从微观的层面探讨重金属元素铬的迁移转化行为，并研究其生态安全意义。
首先，本文以土壤重金属污染的现状为出发点，指出土壤中重金属污染的来源主要来自工业三废的排放和化肥农药的施用，然后阐述了几种常见的重金属污染源的危害特性。在其后，重点阐述了铬元素的环境化学行为和对人体的影响和危害。土壤中铬元素的含量与母岩成分有很大关系。而大气中的铬元素含量主要与含铬生产的厂矿所排放的废气有直接关系。水体中的铬含量主要取决于人为污染的程度。一般说来，是海水小于井水，井水小于河水，海水中的含铬量是远洋海水小于近海海水。铬对人体的影响主要表现在铬是人体所必需的营养元素之一，缺铬会导致各种疾病的产生。同时过量的铬有具有一定的毒性，甚至还有致癌、致畸变作用。
为了对重金属元素的迁移转化规律进行全面的探讨，对目前铬元素在土壤中的赋存形式和迁移转化规律以及铬在植物体内的迁移转化进行了一个初步的归纳和总结，同时列举了部分学者对铬元素的迁移转化规律的研究成果，了解了此类研究发展的趋势和存在的问题，然后针对部分可以解决的问题，研究设计了实验进行研究。
在参考众多文献后，发现各家的实验结果相差较大，存在着一定的局限性。经过分析认为，由于土壤背景的复杂性，因此造成了实验结果的可对比性较小，得出的规律不具有一般性。所以，本实验采用了无土栽培的技术，剔除了土壤复杂性的干扰，探讨其本质规律。首先我们根据现有的各种无土栽培技术的特点以及可用的实验条件，选用了水培的方式进行实验。然后针对实验对象，选用了合理的营养液配方。并在此基础上，制订了实验方案。
在整个实验过程中，着重记录了不同铬元素浓度、不同铬元素价态对植物的生长的影响。发现铬元素对植物的生长的抑制作用主要表现为破坏植物的光合作用，破坏叶绿素。
然后在实验期间，定期记录了不同时期的培养液中铬元素的浓度，并对铬元素的浓度随时间变化进行了统计分析，发现随着时间的延长，营养液中铬的浓度呈下降趋势。我们对下降原因进行了分析，剔除其他几种微弱影响因素后，结合前人研究结果，认为造成铬浓度的下降的主要原因是由于植物的吸收。并且在实验初期营养液中铬浓度下降趋势明显，在后期下降趋于缓慢。这一方面说明在生长旺盛期，植物对铬元素的吸收较大，另一方面也可解释为由于浓度梯度效应造成在初期铬元素进入植物体内的量大。
随后为了能够进一步研究铬元素在植物体内的分布情况，我们将实验结束后的绿豆苗分根、茎、叶三部分分别剪下，采用原子吸收分光光度法，测定了其中每部分的铬元素含量，然后进行了统计分析。分析结果显示，无论是三价铬的培养液还是六价铬的培养液，最终培养出来的绿豆苗中都是根系中含铬量最大，这也与大多数实验结果相吻合。说明重金属元素趋向于富集在新陈代谢能力强的生长部位。同时我们也发现根部铬含量同环境中铬含量呈一定的正相关关系，而茎、叶部位的铬含量相对变化不大。说明被根吸收的铬不易超植株上部移动。最后在分析结果的基础上对结论的安全意义进行探讨，并提出了今后的研究方向和内容。
用盆栽试验方法,研究了淹水种稻条件下,施用泥炭或猪粪对红壤和潮土内源及外源 铜、镉形态和生物有效性的影响.土壤各有效养分及其EH和PH值,以及水稻根系和茎叶各营养元素和CU、CD含量,用常规分析方法测定;新鲜土壤样品中4种形态(交换态、氧化锰结合态、有机结合态、无定形铁结合态)CU、CD、MN、ZN的提取,用连续提取法.着重分析、研 究:(1)有机物料对土壤内源和外源CU、CD形态影响,以及与土壤各有效养分之间相关性;(2)分蘖期水稻根系和茎叶CU、CD含量与养分有效性受添加有机物料影响.
煤是一种重要的矿产资源，我国是世界上以煤为主要能源的国家之一，同时也是世界上最大的生产国和消费国。煤矿在给我们带来经济效益的同时，也带来了许多环境问题。矿山开采造成的废弃地问题，在我国乃至世界都引起了社会的广泛关注。土壤质量性状分析与演变规律是生态重建的前提和基础。
针对阜新矿区排土场实际，从露天煤矿生态系统分析出发，将阜新矿区排土场的土壤在不同条件下进行化验分析，对土壤污染因子和营养元素进行监测，研究测定不同条件下土壤的理化性质，通过分析土壤肥力、分析污染物在土壤中的迁移和转化过程，从而掌握其土壤演化规律，为矿区如何进行水土保持、提高土壤肥力等提供可靠依据，进而制定出完善的多功能植被恢复实施方案。
通过试验，得出阜新矿区排土场土壤物理化学性质随着排矸年限的增加均发生改变，土壤的化学性质随排矸年限的增加矸石山土壤ph值、有机质含量、全氮含量相比当时覆盖土均有所提高，速效磷、速效钾则有所减少。土壤的物理性质随排矸年限的增加矸石山土壤容重减小，而土壤总孔隙度则增大，自然含水量也是随排矸年限增加逐渐增大。
土地利用越来越被认为是一种积极、有效、有前途的污泥处置方式。该方法是利用污泥中含有的大量营养元素和丰富的有机质改善土壤结构并供给植物养分，既可以合适地利用有用的污泥资源，解决污泥的出路问题，又能够使污泥中的有毒有害物质如重金属、有机污染物等不会进入食物链，以致危害人类健康。
本文以厦门市石渭头污水处理厂脱水污泥为例，重点研究了污泥施用对作物和土壤的影响，为厦门市的污泥施用提供理论和应用指导，保证污泥施用的安全性。研究内容包括厦门市城市污泥的性质分析、污泥施用对作物中重金属含量的影响、污泥施用对土壤中重金属含量的影响和污泥施用后土壤中重金属的安全评价四个方面。
研究结果表明：石渭头污水处理厂污泥的营养元素含量均略高于农家肥，肥效较好，污泥施用能促进柚子树的生长；对柚子树树叶和果肉的重金属含量影响不大，叶子对重金属的富集能力强于果肉，重金属元素在柚子树的树叶和果实中有迁移、累积，污泥施用一年后，果肉中的各项重金属含量指标处于安全范围内。
污泥的施用会使土壤中重金属含量增加，0~15cm的土壤层施用污泥后的重金属含量增加幅度明显大于15~30cm的土壤层，其中cu、zn、ni的增加幅度相差最大，说明污泥中的重金属元素主要富集在0~15cm的土壤层。以cd在土壤中的浓度为最大限制因子确定城市污泥土地施用年限，若以最大连续施用量30 t/(hm2.a)施入农田，最大施用年限为11.53年。
本文应用集对分析模型对污泥施用后的土壤进行环境质量评价，得出污泥施用一年后土壤尚清洁，最后，结合该课题研究过程中出现的一些问题提出了建议。
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主办单位：保定市科学技术信息研究所、电话、地址：保定市东二环路1539号。
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