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当期目录

  
专论与综述
中国矿区土地退化因素调查:概念、类型与方法
李海东,沈渭寿,司万童,闫庆武
生态与农村环境学报. 2015, 31(4):  445-451.  doi:10.11934/j.issn.1673-4831.2015.04.001
摘要 ( 825 )   HTML ( 89 )   PDF (1112KB) ( 1315 )  
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矿区是受人类活动高强度干扰和加速侵蚀的区域,其生态破坏与环境污染导致严重的土地退化,造成土壤质量下降、生物多样性丧失,给我国矿山环境管理与恢复治理带来新的问题与挑战,亟待辨识与查明导致矿区土地退化的主要驱动因素。笔者通过综合分析土地退化概念、类型和成因,进一步界定了矿区范围,阐明了矿区土地退化的内涵,分析了导致矿区土地退化的生态破坏、环境污染与自然侵蚀等驱动因素的研究进展。基于此,将矿区土地退化划分为生态破坏导致的土地退化、环境污染导致的土地退化和自然侵蚀导致的土地退化3大类型,提出了一套矿区土地退化因素调查的指标体系与方法建议。

天然碳质吸附剂对典型有机污染物的吸附机制研究进展
王磊,龙涛,陈樯,祝欣,石佳奇,徐建,田猛,林玉锁
生态与农村环境学报. 2015, 31(4):  452-459.  doi:10.11934/j.issn.1673-4831.2015.04.002
摘要 ( 588 )   HTML ( 0 )   PDF (850KB) ( 1178 )  
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综述了天然碳质吸附剂(carbonaceous geosorbent,CG)的分类、来源、基本性质及对典型有机污染物的吸附机制与特点,涉及的有机物污染物涵盖了多环芳烃、多氯联苯、多溴代二苯基醚、农药及抗生素等多种门类,包括极性、弱极性、非极性及离子型等多种化合物,具有较广泛的代表性。CG类物质与有机化合物间的分子间作用力(范德华力)对吸附作用有重要贡献,但这种分子间作用力会受到CG性质(如孔隙结构、特征基团等)和吸附质分子特点(如分子构型、官能团)的影响。深入了解CG对典型有机化合物的吸附机制及其影响因素对污染土壤环境风险评估和污染土壤修复具有重要意义。

区域环境与发展
我国城市冬季PM2.5空间特征及其人为影响因子
林巧莺,陈永山
生态与农村环境学报. 2015, 31(4):  460-465.  doi:10.11934/j.issn.1673-4831.2015.04.003
摘要 ( 514 )   HTML ( 4 )   PDF (2421KB) ( 1122 )  
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我国114个城市冬季(2013年12月—2014年2月)公布的PM2.5数据为基础,结合其他相关数据,运用空间自相关分析、克里格插值法和逐步回归分析法,研究我国冬季PM2.5浓度空间分布差异及其影响因素。结果显示,研究期间PM2.5在空间分布上具有高值集聚、低值集聚和高值邻域的低值集聚的变化特征,全局自相关系数Moran's I为0.27。PM2.5浓度分布由北到南、从内陆到沿海具有先升高后逐渐降低的变化趋势,高浓度区域主要集中在华北平原、长江中下游平原和陕西关中平原等地区,这些区域的冬季PM2.5平均质量浓度都达到150μg·m-3以上,最高达250μg·m-3。多因子逐步回归分析结果表明,人为活动对我国高浓度PM2.5(〉150μg·m-3)分布影响显著,对低浓度PM2.5(≤75μg·m-3)分布影响不显著。市辖区人口密度和第二产业GDP是显著影响我国高浓度PM2.5分布的主要人为影响因子。市辖区建成区面积、全市年末总人口和市辖区道路面积等是影响我国城市间PM2.5浓度分布差异的主要人为影响因子。

基于Boston矩阵的江苏省秸秆焚烧压力-状态-响应评价
刘甜,苏世伟,朱文
生态与农村环境学报. 2015, 31(4):  466-472.  doi:10.11934/j.issn.1673-4831.2015.04.004
摘要 ( 476 )   HTML ( 1 )   PDF (1009KB) ( 974 )  
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构建了江苏省农作物秸秆露天焚烧引起雾霾污染的压力-状态-响应(PSR)模型,运用Boston矩阵方法分析江苏省13个地级市2010—2012年的农作物秸秆露天焚烧压力、状态和响应3个指标,研究表明,江苏省秸秆禁烧工作成效显著,占半数城市秸秆焚烧减排压力仍较大,多数城市在秸秆资源综合利用方面还存在较大提升空间。南京市需重点关注农作物秸秆的综合利用,提高秸秆综合利用水平;苏南地区秸秆利用率较高,资源利用的提升空间有限,需继续推行秸秆禁烧政策;苏中地区秸秆资源利用途径单一,拓宽资源利用渠道是工作重点;苏北地区秸秆焚烧污染现实压力较大,严格的秸秆禁烧政策与资源的综合利用需同时并进。

浙江省农村生活污水处理现状及其对策
徐志荣,叶红玉,卓明,许明珠,武璐
生态与农村环境学报. 2015, 31(4):  473-477.  doi:10.11934/j.issn.1673-4831.2015.04.005
摘要 ( 647 )   HTML ( 1 )   PDF (3309KB) ( 1892 )  
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基于浙江省67个县的农村生活污水处理设施的问卷调查结果,统计分析浙江农村生活污水处理设施现状,包括动力情况、处理工艺、执行标准、运维模式、经费来源等,并探讨分析了农村生活污水处理设施排放标准及运维管理的长效性。结果表明:目前浙江农村生活污水处理设施以中小规模(30~60 t·d-1)为主,约80%的设施采用了无动力厌氧+人工湿地处理技术,出水一般执行GB 18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》中的一级B标准,以村镇自管的运维模式为主,年均运维成本为1.3万元·座-1。从省级管理层面应加快制订符合浙江省情的农村生活污水处理设施排放标准,其指标项目数量不宜过多,指标限值可略宽于GB 18918—2002中的一级A标准;并应尽快形成针对责任主体、资金保障、第三方运维的农村生活污水处理设施长效管理机制。

甘肃省农田地膜污染及防控措施调查
马彦,杨虎德
生态与农村环境学报. 2015, 31(4):  478-483.  doi:10.11934/j.issn.1673-4831.2015.04.006
摘要 ( 656 )   HTML ( 1 )   PDF (774KB) ( 1039 )  
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根据甘肃省第一、二次污染源普查结果和78个监测点数据,采用问卷调查与实地调研相结合的方法,分析了甘肃省农田残膜污染现状和防控措施。结果表明,2013年全省地膜使用总量152 025 t,年残留总量44 574 t,地膜污染地区差异明显,从大到小依次为中部黄土高原区、陇东黄土高原区、河西走廊、陇南山区、天水地区和甘南牧区。不同覆膜作物的污染量不同,污染最严重的是玉米。残膜碎片面积越大,残存在田间的数量越小。种植年限1~<10、10~<20、20~30 a的0~30 cm田间地膜残留量分别为27.62、30.78和42.26 kg·hm-2。耕地利用类型不同,残膜量大小则不同,从大到小依次为粮食作物、花卉、蔬菜和经济作物。不同年限、不同种植作物及不同覆膜方式的田间地膜残留系数不同,综合残留系数为4.64 kg·hm-2·a-1。影响地膜残留量的因素主要有残膜碎片大小、地膜厚度、种植模式、农田距村庄距离、土壤质地、地膜重复利用和捡拾方式。2013年甘肃省已建立起了完整的废旧地膜回收体系,有回收企业231家,回收网点2 130个,残膜回收率为70.7%。同时采取了增加地膜厚度、调整种植模式、增施有机肥改变土壤质地、减少地膜重复利用、采用人工加机械捡拾、建立废旧地膜回收体系等农艺农机技术,大幅度减少了地膜残留量,有效防治了农田残膜污染。

不同政策情景下农业土地利用效应模拟分析
刘朝旭,刘黎明,付永虎,卓东,袁承程
生态与农村环境学报. 2015, 31(4):  484-491.  doi:10.11934/j.issn.1673-4831.2015.04.007
摘要 ( 537 )   HTML ( 263 )   PDF (1255KB) ( 78709 )  
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农业土地利用政策的实施能够很大程度上影响区域农业生产方式和发展路径。构建了一个土地利用政策效应的多准则分析框架,并以上海市淀山湖地区作为案例区,从社会、经济和生态方面建立综合评价指标体系,应用情景分析方法,采用Techno GIN模型作为评价工具,分别对基础情景、基准情景和3种不同政策干预情景下的农业土地利用效应进行了模拟和评价。结果显示,测土配方施肥政策使农民提高了施肥的钾氮比,同时对提高水稻产量起到了一定的作用,但对氮的总投入量及淋失量的降低作用较为微弱。而精细养分管理技术在使投入的钾氮比更为合理的同时,也降低了氮的总投入量及淋失量,但过多的劳动力投入需求限制了这一技术的推广和普及。适度规模经营政策的主要作用是减少劳动力使用量,为农民提供更多的外出就业机会。该研究的方法框架可为评估和预判不同农业政策的土地利用效应提供理论支撑。

基于GIS的龙墩水库典型小流域面源污染氮磷负荷研究
陈玉东,陈梅,张龙江,周慧平,张卫东,石先罗,高恒娟
生态与农村环境学报. 2015, 31(4):  492-499.  doi:10.11934/j.issn.1673-4831.2015.04.008
摘要 ( 697 )   HTML ( 0 )   PDF (2369KB) ( 895 )  
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以南京市高淳区龙墩水库流域为研究对象,运用地理信息系统(GIS)和通用土壤流失方程模型(USLE)预测氮磷的污染负荷。利用SWAT模型的子流域划分模块进行流域分区,运用等标污染负荷和等标污染强度进行面源污染评价,最后通过聚类分析完成氮磷污染负荷的分级,从而确定关键源区。结果表明,研究区总磷(TP)污染强度为4.95 t·km-2,污染负荷为124.25 t;总氮(TN)污染强度为10.96 t·km-2,污染负荷为274.87 t。整个流域的等标污染负荷为2.76×109m3,其中TN为2.75×108m3,等标污染负荷比为9.96%;TP为2.48×109m3,等标污染负荷比为90.04%,TP为流域面源污染的主要污染物。不同土地利用方式的TP和TN污染负荷和流失模数均以旱地为最高,旱地是流域内面源污染物的主要来源。

北运河下游流域典型设施农田非点源污染负荷定量化研究
刘琼琼,邵晓龙,刘红磊,于丹,张彦,李慧
生态与农村环境学报. 2015, 31(4):  500-505.  doi:10.11934/j.issn.1673-4831.2015.04.009
摘要 ( 415 )   HTML ( 0 )   PDF (866KB) ( 846 )  
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为定量研究北运河下游流域设施农业非点源污染负荷情况,选择北辰双街大棚葡萄示范园为研究对象,通过对降雨径流污染负荷模型(SCS模型,USLE模型,吸附态N、P污染负荷模型以及溶解态N、P污染负荷模型)和灌溉污染负荷模型(改进的输出系数法模型)进行研究与修正,对径流和灌溉过程进行模拟分析,估算大棚种植区的污染负荷。结果显示,研究区雨季吸附态N、P输出负荷分别为40.98和1.42 kg·a-1,溶解态N、P输出负荷分别为628.77和4.57 kg·a-1,灌溉期TN、TP、NH4-N和NO3--N输出负荷分别为182.15、2.56、60.49和62.82kg·a-1。示例验证表明所建模型具有较好的模拟效果,可进一步推广应。

自然保护与生态
滨海陆地生态系统净化功能与价值评估——以黄骅市为例
李超,许策,何玲,王树涛,陈亚恒,许皞
生态与农村环境学报. 2015, 31(4):  506-513.  doi:10.11934/j.issn.1673-4831.2015.04.010
摘要 ( 560 )   HTML ( 0 )   PDF (5601KB) ( 1080 )  
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以生态系统对环境净化的贡献为出发点,将滨海陆地生态系统净化功能价值界定为净化污染物功能价值与大气调节功能价值的总和,选取释放O2、固定CO2、净化硫化物、净化氮氧化物、净化氟化物和滞尘6大生态功能为评价指标,建立滨海陆地生态系统净化价值评估模型,以黄骅市为研究区,运用市场价值法和影子价格法对黄骅市农田、园地、草地和湿地等9类生态系统的净化价值进行评估。结果表明,黄骅市滨海陆地生态系统净化环境价值较大,总价值约为163 454万元;单位面积土地各类净化功能价值由大到小依次为释放O2价值、固定CO2价值和净化污染物价值;从各生态系统类型的单位面积净化功能价值来看,农田、园地、草地和盐碱地的释放O2功能净化价值较高,约0.67元·m-2;盐田固定CO2功能的单位面积净化价值最低,为0.01元·m-2

黄河三角洲自然保护区秋冬季水鸟群落组成与生境关系分析
孙孝平,张银龙,曹铭昌,朱书玉,单凯
生态与农村环境学报. 2015, 31(4):  514-521.  doi:10.11934/j.issn.1673-4831.2015.04.011
摘要 ( 507 )   HTML ( 0 )   PDF (1262KB) ( 1012 )  
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于2014年10月至2015年1月采用样线调查法对黄河三角洲自然保护区秋季迁徙期和越冬期水鸟群落结构进行调查研究,调查共包括8条样线40个观测点。结果表明:(1)秋季迁徙期共记录水鸟6目14科54种,国家I级保护鸟类5种,国家Ⅱ级保护鸟类8种;越冬期共记录水鸟5目7科31种,国家I级保护鸟类1种,国家Ⅱ级保护鸟类4种。(2)2个时期雁形目水鸟种类和数量均占优势,豆雁(Anser fabalis)、斑嘴鸭(Anas poecilorhyncha)、赤膀鸭(Anas strepera)和绿头鸭(Anas platyrhynchos)为优势物种,丹顶鹤(Grus japonensis)、东方白鹳(Ciconia boyciana)和大天鹅(Cygnus cygnus)等珍稀水鸟也有一定的种群数量。(3)秋季迁徙期水鸟种数、数量和Shannon-Wiener多样性指数多于或高于越冬期。(4)5种典型生境之间水鸟种类和数量存在差异,天然水域是水鸟群落的主要分布区。(5)自然生境内的水鸟种数、数量和Shannon-Wiener多样性指数一般多于或高于人工生境。相似性分析结果表明,自然生境之间水鸟群落结构相似程度高于人工生境。

转WYMV-Nib8 基因抗黄花叶病小麦花粉漂移研究
石雪,董姗姗,于赐刚,陈明,刘燕,吴洪生
生态与农村环境学报. 2015, 31(4):  522-527.  doi:10.11934/j.issn.1673-4831.2015.04.012
摘要 ( 607 )   HTML ( 0 )   PDF (968KB) ( 941 )  
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随着转基因作物的大规模商业化种植,转基因作物的花粉漂移所引起的生物安全问题倍受关注。以抗小麦黄花叶病毒(WYMV)转基因冬小麦品种N12-1为花粉供体材料,连续2 a在江苏省徐州市转基因作物环境安全实验基地进行可控的农田试验。为了研究风向对转基因小麦花粉漂移的影响,采用同心圆设计,在花粉供体周围8个方向不同距离处检测小麦花粉密度,结果显示8个方向上转基因小麦花粉密度均随与花粉源距离的增加而显著下降,但不同方向小麦花粉密度的衰减速率有显著差异,下风向转基因小麦花粉密度的衰减速率相对较慢。同时,为了研究花粉源大小对转基因小麦花粉漂移的影响,平行设置2块不同面积(100和400 m2)的花粉源,在其下风向检测小麦花粉密度,结果显示花粉源面积增大可以在一定范围内减缓转基因小麦花粉密度的衰减速率。研究结果表明,风向、风速和距离是影响转基因小麦花粉漂移的主要因素。

贫瘠营养条件下转cry1Ab/c基因水稻的生态适合度
付健美,方志翔,郭汝清,刘标
生态与农村环境学报. 2015, 31(4):  528-533.  doi:10.11934/j.issn.1673-4831.2015.04.013
摘要 ( 457 )   HTML ( 0 )   PDF (808KB) ( 972 )  
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以抗虫转cry1 Ab/c基因水稻华恢1号(Bt水稻)及其非转基因亲本明恢63(CK水稻)为研究材料,在模拟贫瘠营养条件下(不施肥、无靶标虫压)初步评估了转cry1 Ab/c抗虫基因水稻的生态适合度效应。结果表明:贫瘠条件下Bt水稻cry1 Ab/c基因的基本表达规律与大田条件下相似,但是Bt蛋白表达量更低。与亲本明恢63相比,Bt水稻在主要生长发育期的株高、叶绿素含量、叶形和根系等指标方面呈现出显著的生态适合度利益,Bt水稻实粒数、谷粒数、实粒重和千粒重这些重要繁殖指标也较亲本水稻显示出明显的生态适合度正效应,表明其种群在自然界中的生存能力和延续能力可能超越CK水稻,从而产生环境风险。

多年连续种植转基因Bt汕优63稻田水体和土壤中Cry1Ab/c蛋白残留调查
张莉,胡文军,沈文静,方志翔,刘标
生态与农村环境学报. 2015, 31(4):  534-539.  doi:10.11934/j.issn.1673-4831.2015.04.014
摘要 ( 730 )   HTML ( 0 )   PDF (761KB) ( 834 )  
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以湖北武汉、随州、武穴和孝感以及山东德州5个多年转基因水稻种植区为试验地,在水稻生育期采集转cry1 Ab/c基因水稻Bt汕优63(Bt-SY63)和对照非转基因汕优63(SY63)稻田水体和土壤,使用酶联免疫吸附测定(ELISA)方法对稻田水体和土壤Cry1Ab/c蛋白残留量进行动态监测。结果显示,与SY63稻田相比,连续种植2-4 a后,不同生育期Bt-SY63稻田水体Cry1Ab/c蛋白残留量大多与同一生育期SY63样品间差异未达显著水平(P〉0.05),最高残留量为0.373 ng·mL-1。与水体Cry1Ab/c蛋白残留情况相似,不同生育期Bt-SY63稻田土壤Cry1Ab/c蛋白残留量大都低于试剂盒检测限(0.25 ng·g-1),仅随州苗期、德州拔节期和开花期样品有微量残留,鲜土残留量分别为0.261、0.540和0.361 ng·g-1,并分别与SY63样品间差异显著(P〈0.05)。另外,多年连续种植Bt-SY63水稻后,2、3和4 a种植年限的Bt-SY63稻田水体和土壤中Cry1Ab/c蛋白残留量之间大都没有显著差异(P〉0.05)。认为连续种植2、3和4 a的Bt-SY63水稻稻田水体和土壤仅存在微量Cry1Ab/c蛋白残留,不会造成Cry1Ab/c蛋白在稻田水体和土壤中的累积。

潮滩湿地土壤有机碳储量及其与土壤理化因子的关系——以崇明东滩为例
姜俊彦,黄星,李秀珍,闫中正,李希之,丁文慧
生态与农村环境学报. 2015, 31(4):  540-547.  doi:10.11934/j.issn.1673-4831.2015.04.015
摘要 ( 536 )   HTML ( 0 )   PDF (1788KB) ( 1182 )  
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基于上海崇明东滩2013年3月的实测数据,借助ArcGIS软件进行Kriging空间插值,运用SPSS 21.0软件进行相关分析及通径分析,研究了崇明东滩表层30 cm深度土壤有机碳含量以及环境因子的空间分布特征,并对土壤有机碳储量进行了估算。结果表明,崇明东滩表层30cm深度土壤有机碳密度介于1.02-5.22 kg·m-2之间,平均值为2.32 kg·m-2,土壤有机碳储量为1.15×108kg。土壤有机碳含量、土壤全盐量、含水量和NDVI指数的空间分布规律类似,呈现北高南低、高潮滩高而低潮滩低的趋势。中值粒径和容重的空间分布规律类似,表现为北低南高,高潮滩小于低潮滩。高程和p H值的空间分布规律不明显,空间变异性较小。7项环境因子与土壤有机碳含量都存在显著相关性,其中土壤全盐量是影响崇明东滩表层土壤有机碳含量的最主要因子。

水分及凋落物对若尔盖泥炭土CH4排放的影响
邓昭衡,张雪雯,高居娟,高俊琴
生态与农村环境学报. 2015, 31(4):  548-552.  doi:10.11934/j.issn.1673-4831.2015.04.016
摘要 ( 416 )   HTML ( 0 )   PDF (651KB) ( 1187 )  
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通过野外采样和室内培养试验,设置了饱和水分(100%田间持水量)、非饱和水分(60%田间持水量)和干湿交替处理3种土壤水分条件,以及添加和未添加凋落物2种处理,研究了若尔盖泥炭土CH4排放对不同土壤水分条件以及凋落物添加的响应。结果表明,不同土壤水分条件和凋落物添加及其交互作用对泥炭土CH4排放均有显著影响。相对于非饱和土壤水分,干湿交替促进了泥炭土CH4排放,而在持续的饱和水分条件下,泥炭土CH4排放量最高。凋落物添加促进了泥炭土CH4排放速率和累积排放量。饱和水分条件下,泥炭土CH4排放对凋落物添加响应最为迅速,干湿交替次之,非饱和水分条件下的响应最慢。

污染控制与修复
氮磷营养盐因子对缘管浒苔生长、叶绿素荧光特性和氮磷富集的影响
李文慧,朱明,刘冉,申振兴,赵海燕,王长海,郑青松,郑春芳
生态与农村环境学报. 2015, 31(4):  553-558.  doi:10.11934/j.issn.1673-4831.2015.04.017
摘要 ( 624 )   HTML ( 0 )   PDF (761KB) ( 908 )  
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为探讨大型海藻缘管浒苔(Ulva linza)对氮、磷加富的生理响应及其机制,分析了氮、磷浓度变化对藻体相对生长速率(Rr,g),氮、磷富集,叶绿素(Chl)含量,类胡萝卜素(Car)含量,色素比值(Chl a/Chl b、Chl/Car)以及叶绿素荧光参数的影响。结果表明,在30μmol·L-1P浓度不变条件下,随着N浓度的增加,藻体P含量持续降低,而其Rr,g、N含量、Chl含量、Car含量、色素比值(Chl a/Chl b、Chl/Car)和叶绿素荧光参数均逐渐上升,N3处理(500μmol·L-1N)缘管浒苔Rr,g和叶绿素荧光参数均达到最大值,N4处理(1 000μmol·L-1)缘管浒苔Chl含量、Car含量和Chl a/Chl b比值均达到最大值。在500μmol·L-1N浓度不变条件下,依次增加P浓度,缘管浒苔Rr,g没有显著差异,N含量没有显著变化,而P含量则呈明显上升趋势,其他指标变化幅度小。综上所述,与P相比,N的变化对缘管浒苔生长、光合色素和光合作用的影响更明显,在N浓度为500μmol·L-1、P浓度为30μmol·L-1、N/P比值为16.67条件下,藻体生长最佳。当水体富营养化加剧时,缘管浒苔富集氮、磷的能力持续上升。

宿州市护城河沉积物重金属污染程度及来源分析
李致春,桂和荣,陈松
生态与农村环境学报. 2015, 31(4):  559-565.  doi:10.11934/j.issn.1673-4831.2015.04.018
摘要 ( 467 )   HTML ( 0 )   PDF (1354KB) ( 866 )  
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在对宿州市护城河沉积物12个采样点重金属含量测试的基础上,运用沉积物富集系数法和内梅罗指数法对该水域沉积物中V、Cr、Ni、Cu、Zn、As及Pb 7种重金属污染程度进行分析,并运用聚类分析法和因子分析法对重金属来源进行识别。结果表明:Cu和Zn处于较强污染状态,Ni、As和Pb处于中等污染状态,Cr处于轻微至中等污染状态,V处于无污染状态;护城河沉积物12个采样点7种重金属的综合污染程度由大到小依次为H7、H10、H3、H9、H1、H11、H6、H5、H12、H8、H2和H4,其中位于工业区附近的H7点污染程度最高,而位于居民区和护城河汇流处附近的H4点最低;聚类分析将7种重金属分为Ⅰ类(Cu、Zn、As和Pb)、Ⅱ类(Cr和Ni)和Ⅲ类(V),每类元素自身具有相似的地球化学过程;旋转成分矩阵后的因子分析从重金属元素变量中提取出3个主成分(PC1、PC2和PC3),与聚类分析结果相对应,可解释总变量的90.97%。PC1(Cu、Zn、As和Pb)表示交通运输和煤炭工业污染,PC2(Cr和Ni)表示机械制造业,PC3(V)表示自然作用。

微小铅锌矿区土壤和植物重金属污染特征及风险评价
卢一富,李云峰,苗向前,周通,段路路,商照聪
生态与农村环境学报. 2015, 31(4):  566-571.  doi:10.11934/j.issn.1673-4831.2015.04.019
摘要 ( 571 )   HTML ( 1 )   PDF (963KB) ( 1020 )  
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对华东某微小型铅锌矿点周边农田土壤和植物进行采样调查,结合不同土壤剖面土壤样品,分析、评价其土壤和植物中重金属的污染特征,并探讨蔬菜中重金属对当地居民的潜在健康风险。结果表明,矿点周边土壤受到不同程度的重金属污染,单因子污染指数法评价结果显示镉的污染程度最严重,所采集的11个土壤样品中有1个样点属中度污染,其余均属重度污染。对污染程度最低的剖面土壤进行分析后发现,研究区内较高的土壤重金属含量主要与采矿活动有关,同时也受到土壤母质的影响。研究区内农作物均受到不同程度的镉和铅污染,长期食用当地生产的蔬菜可引起潜在的人体健康风险,种植桑树(Morus alba)是当地污染农田的合理利用模式之一。

长期污灌条件下农田土壤重金属污染环境风险评价
刘晓宇,梁琼,高如泰,张慧,王丽君,周素霞
生态与农村环境学报. 2015, 31(4):  572-578.  doi:10.11934/j.issn.1673-4831.2015.04.020
摘要 ( 434 )   HTML ( 1 )   PDF (1059KB) ( 1120 )  
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为探讨长期污灌条件下农田土壤重金属积累状况及环境风险,选取典型污灌河流汪洋沟沿岸农田作为研究对象,对污灌区土壤和小麦植株中重金属Cd、Pb、Cu和Zn含量进行分析,并对重金属污染现状、潜在生态风险和潜在健康风险进行评价。结果表明,污灌土壤中Cd、Pb、Cu、和Zn含量虽未超过国家标准限值,但均高于清灌土壤和土壤背景值,已表现出积累现象。污灌小麦部分样本Pb和Zn含量超标,超标率分别为23.1%和15.4%。Cd、Pb、Cu和Zn 4种重金属污染等级均为安全,说明重金属含量尚未达到警戒水平。潜在生态风险评价结果显示,Cd的生态危害系数最高,表现出中等生态危害程度;Pb、Cu和Zn表现为轻微潜在生态危害。健康风险评价显示,4种重金属的单一健康风险系数均未达到显著水平,但其综合污染风险指数大于1,说明该地区存在一定的潜在健康风险,且重金属对儿童的健康风险大于成人,应引起足够重视。

生物炭对重污染土壤镉形态及油菜吸收镉的影响
毛懿德,铁柏清,叶长城,周焱,杨生茂
生态与农村环境学报. 2015, 31(4):  579-582.  doi:10.11934/j.issn.1673-4831.2015.04.021
摘要 ( 701 )   HTML ( 1 )   PDF (593KB) ( 1253 )  
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为了解不同种类和用量的生物炭对土壤镉形态及油菜吸收镉的影响,通过室外盆栽试验,以湖南某冶炼区周边重镉污染土壤为供试土壤,湘油27号为供试作物,于油菜移栽前7 d分别添加w为0.1%和1%的竹炭和柠条炭,分析土壤镉形态和成熟期油菜各器官镉含量。结果表明,添加生物炭能降低土壤镉的有效性和油菜各器官中镉含量。柠条炭降低油菜吸收累积镉的效果比竹炭更明显,且随着生物炭量的增加阻控效果更明显。相比于对照组,施用生物炭后土壤中w(可交换态镉)最大可降低16.64%;油菜根部、茎秆、油荚和籽粒w(镉)最大可分别降低34.06%、39.74%、33.15%和49.81%。综合结果表明,添加w=1%柠条炭处理组处理效果最佳。

不同温度和时间炭化茶树枝生物炭理化特征分析
吴志丹,尤志明,江福英,张磊,黄毅斌,王成己
生态与农村环境学报. 2015, 31(4):  583-588.  doi:10.11934/j.issn.1673-4831.2015.04.022
摘要 ( 840 )   HTML ( 1 )   PDF (3354KB) ( 1430 )  
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为揭示不同温度和时间炭化的生物炭理化性质差异,以茶树枝为原材料,研究炭化温度(300、450和600℃)和时间(1和3 h)对茶树枝生物炭特性及元素组成的影响。结果表明,茶树枝生物炭呈多孔、高比表面积结构,较为完整地保留了茶树枝的组织结构。茶树枝生物炭产率随炭化温度的升高和时间的延长而降低,灰分含量、pH值、有机碳、全磷、全钾、全钙、全镁含量和C/N比升高,而全氮含量则呈降低趋势。生物炭pH值与灰分含量呈极显著正相关(P<0.01),灰分含量是茶树枝生物炭碱性的主要贡献因素。炭化条件对茶树枝生物炭理化性质具有明显影响,炭化温度的影响作用大于炭化时间。此外,探讨了茶树枝生物炭在茶园的应用前景,为茶树枝生物炭的应用提供了参考。

秸秆还田下晚播稻茬麦适宜施氮量研究
石祖梁,张姗,孙仁华,张传辉,戴廷波,顾克军,杨四军
生态与农村环境学报. 2015, 31(4):  589-593.  doi:10.11934/j.issn.1673-4831.2015.04.023
摘要 ( 530 )   HTML ( 1 )   PDF (812KB) ( 797 )  
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研究了前茬水稻秸秆全量还田条件下,不同施氮水平(0、90、180、270和360 kg·hm-2)对晚播小麦土壤矿质氮积累、秸秆氮释放、氮素平衡特征和产量的影响。结果表明,基肥施用提高了越冬期0~30 cm土壤矿质氮量,追施氮肥提高了开花期0~15 cm土壤矿质氮量。施氮量高于180 kg·hm-2时会造成小麦成熟后土壤矿质氮量的显著增加。氮平衡分析结果表明,小麦全生育期氮素净矿化量为48 kg·hm-2;随施氮水平的增加,秸秆氮释放量、植株氮积累量、土壤矿质氮残留量和氮表观损失量均随之增加;N90、N180、N270和N360处理氮表观损失率分别为27.9%、37.6%、43.2%和47.6%;N90处理损失量以播种至越冬期最高,其余处理均以开花至成熟期最高。适量增施氮肥有利于提高籽粒产量,但施氮量若超过180 kg·hm-2,增产效果则不显著。综合考虑,水稻秸秆全量还田条件下氮肥施用量为180 kg·hm-2有利于兼顾晚播小麦生产和生态效益。

沼液浸种对水稻种子萌发及幼苗生长的影响
倪天驰,周长芳,朱洪光,周飞,李祎涵,胡楚琦
生态与农村环境学报. 2015, 31(4):  594-599.  doi:10.11934/j.issn.1673-4831.2015.04.024
摘要 ( 632 )   HTML ( 0 )   PDF (838KB) ( 1106 )  
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为探讨沼液对水稻早期萌发和幼苗生长的影响,以不同浓度沼液对日本晴水稻(Oryza sativa)种子浸种24h后催芽,析其种子萌发及幼苗生长情况。结果表明,2%沼液浸种可增加水稻幼苗根数和芽生物量,但降低了幼苗根生物量,该浓度沼液浸种对种子萌发率、萌发速率、幼苗芽长、茎粗及总根长没有显著影响(P>0.05)。更高浓度的沼液浸种对水稻种子萌发和幼苗生长均产生抑制作用。沼液浸种对根生物量的影响大于芽生物量,从而导致各浓度沼液处理组芽/根生物量比值均大于对照。对呼吸速率的分析结果进一步佐证了沼液处理对萌发后期水稻种子具有不利影响。建议水稻早期生产中慎用沼液。

研究方法
濒危植物厚朴SSR引物筛选及反应体系优化
麦静,杨志玲,杨旭,陈慧,刘起胜,廖海军
生态与农村环境学报. 2015, 31(4):  600-607.  doi:10.11934/j.issn.1673-4831.2015.04.025
摘要 ( 483 )   HTML ( 0 )   PDF (1032KB) ( 1024 )  
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探索适宜厚朴(Magnolia officinalis)简单重复序列(simple sequence repeat,SSR)-聚合酶链式反应(polymerase chain reaction,PCR)的最佳条件。在SSR引物筛选基础上,利用正交试验设计对影响PCR反应的5个因素(模板DNA、引物、Mg2+、dNTPs和Taq酶催化活性浓度)进行4个水平的优化,并通过温度梯度试验优化引物退火温度。在厚朴及其近缘物种的70对引物中,筛选出13对扩增条带清晰、多态性丰富的SSR引物。PCR各因素在不同水平下对反应体系的影响由大到小依次为引物浓度、Taq酶催化活性浓度、Mg2+浓度、dNTPs浓度和模板DNA浓度。PCR最佳优化体系:25μL体系中,模板DNA质量浓度为2 ng·μL-1,引物浓度为0.6μmol·L-1,Mg2+浓度为2.0 mmol·L-1,dNTPs浓度为0.5 mmol·L-1,Taq酶催化活性浓度为0.03 U·μL-1(1 U=16.67 nkat)。最佳扩增程序:94℃预变性4 min,94℃变性30 s,48.0-59.0℃(退火温度随引物不同而定)退火30 s,72℃延伸1 min,35个循环后72℃延伸10 min。上述结果可为利用SSR-PCR技术研究濒危厚朴群体遗传学和分子生态学提供技术参数。

基于污染物削减效果和成本的农业面源污染控制技术优选——以太湖地区为例
刘莉,胡正义
生态与农村环境学报. 2015, 31(4):  608-616.  doi:10.11934/j.issn.1673-4831.2015.04.026
摘要 ( 525 )   HTML ( 1 )   PDF (1160KB) ( 1073 )  
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农业面源面源污染控制既要考虑技术对污染物的削减效果,也要兼顾工程建设-运行成本。以我国近20 a来农业(种植业、畜禽养殖业、水产养殖业)面源污染控制具有代表性的73种技术为对象,根据指标(总氮、总磷、氨氮、COD削减率,建设成本,运行成本)完整性等因素初步选择了12种技术,采用层次-灰色关联度法选择兼顾污染物削减率和成本的最适技术。结果表明:种植业污染控制技术中以农田排水植物-微生物复合处理技术为最好,其次是生态拦截沟渠技术;畜禽养殖业面源污染控制技术中以养殖废水土地渗滤处理系统为最好,其次是人工湿地技术;水产养殖业污染控制技术中以组合填料序批式生物膜法为最好,其次是生物-生态复合处理技术。针对太湖地区实际情况,生态拦截沟渠技术更适合该地区农田排水污染控制,土地渗滤处理系统可用于太湖上游地区畜禽养殖业废水处理,组合填料序批式生物膜法可以用于水产养殖排水处理。所提出的层次-灰色关联度法可满足兼顾污染物削减和工程建设-运行成本的面源污染控制技术比选和决策需求。