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当期目录

2018年 第34卷 第4期
刊出日期:2018-04-25
  
专论与综述
污染地块中高密度非水相液体(DNAPLs)迁移特征及判定调查技术研究进展
高尚, 王磊, 龙涛, 曹少华, 陈樯
生态与农村环境学报. 2018, 34(4):  289-299.  doi:10.11934/j.issn.1673-4831.2018.04.001
摘要 ( 742 )   HTML   PDF (2594KB) ( 1541 )  
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该文综述了高密度非水相液体(dense non-aqueous phase liquids,DNAPLs)的主要成分、种类、形成及迁移特征。通过分析DNAPLs空间分布、相分配特征和污染地块生命周期特点,总结了DNAPLs在地下的常见迁移行为。其次,综述了针对DNAPLs污染物的最新判定调查技术及其进展,介绍了判定DNAPLs存在的方法原理和用于探测DNAPLs分布范围的最新技术手段,有助于在DNAPLs污染场地选择适宜的调查方法,并对后续准确确定DNAPLs分布范围、制定经济高效的修复技术方案提供重要依据。

畜禽养殖氨排放核算方法和模型比较
吴琼, 赵学涛
生态与农村环境学报. 2018, 34(4):  300-307.  doi:10.11934/j.issn.1673-4831.2018.04.002
摘要 ( 495 )   HTML   PDF (982KB) ( 1118 )  
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系统梳理了国内外氨排放核算方法体系及相关模型,比较和评价了基于物质流核算和基于阶段管理模型的两类模型方法的优缺点和适用范围,认为在地区范围基于总氨态氮的物质流核算方法得出的结果较基于总氮的核算方法得出的结果更准确,而基于阶段管理的氨排放估算方法则更适合养殖场尺度氨排放核算;基于目前我国氨排放研究重点关注区域宏观核算和对微观管理指导不足的客观现实,提出了适合我国国情的综合阶段管理模型和区域统计模型的自下而上畜禽养殖氨排放核算框架新思路;指出未来氨排放核算研究重点包括阶段管理模型的精度提升、区域统计量的收集和数据准确度的提升、规模化畜禽养殖管理模式基础信息收集和粪污处理技术优化等方面,以期为我国畜禽养殖分区管理和精准治污提供理论指导和现实依据。

区域环境与发展
三峡库区(重庆段)景观格局变化及其对生态系统服务价值的影响
吴娇, 李月臣
生态与农村环境学报. 2018, 34(4):  308-317.  doi:10.11934/j.issn.1673-4831.2018.04.003
摘要 ( 455 )   HTML   PDF (4327KB) ( 1050 )  
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以具有重要生态地理位置的三峡库区(重庆段)为研究区,结合2000-2015年Landsat TM数据,运用统计和网络分析法,从时空角度研究景观格局和生态系统服务价值的变化及其两者间的相互关系。结果表明,整体而言,研究区耕地和林地所占比例较大,草地、水域、建设用地和其他用地所占比例较小,建设用地面积增加最快;从时间上看,2000-2015年斑块密度、最大斑块面积指数呈先减少后增加的趋势,聚集度最大值和香农多样性指数最小值出现在2010年;2000-2015年生态服务价值总量先增加后减少,2010年达最大;从空间上看,景观破碎度逐渐从库区东北、东南向各区县建成区及主城区转移,东北与东南地区的景观完整性逐渐提高;生态系统服务价值低值区集中于各区县建成区,主城区生态服务价值最低,长江流域西侧的生态服务价值低于东侧。合理的景观格局对提高该区域的生态系统服务价值具有重要意义。

我国农业碳排放的影响因素和南北区域差异分析
韦沁, 曲建升, 白静, 李恒吉, 刘莉娜, 徐丽
生态与农村环境学报. 2018, 34(4):  318-325.  doi:10.11934/j.issn.1673-4831.2018.04.004
摘要 ( 747 )   HTML   PDF (1095KB) ( 1213 )  
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为探究我国农业碳排放的影响因素和南北区域的差异性,根据1999-2014年中国农业生产的相关数据,基于主要农作物(小麦、水稻和玉米)、农药、化肥、农膜、农业灌溉、农业机械等主要农业投入碳源,对除香港、澳门、台湾之外的31个省、自治区和直辖市的农业碳排放量进行测算,并利用卡雅(Kaya)恒等式分析其影响因素,利用泰尔(Theil)指数分析农业碳排放强度的区域差异。结果表明:(1)我国农业碳排放量呈逐年上升趋势,农业产业结构优化、农业人口整体减少等因素会抑制农业碳排放量增长,而农业经济发展会增加农业碳排放量。(2)从空间分布来看,总体上北方农业碳排放量大于南方地区,单位面积碳排放呈总体上升趋势,单位产值碳排放呈总体下降趋势。从区域内部来看,Theil指数显示我国农业碳排放强度的区域差异主要来自区域内,其中南方农业碳排放强度差异高于北方。在南北区域中沿海地区内差异逐渐减小,西北和西南地区内差异逐渐增大。最后,跟据上述研究结果提出相关建议。

自然保护与生态
川西周公山柳杉人工林林窗大小对土壤理化性质和物种多样性的影响
蒋倩, 姚俊宇, 伍炫蓓, 郝建锋, 裴曾莉, 李天玲, 石博文, 张彬, 齐锦秋
生态与农村环境学报. 2018, 34(4):  326-332.  doi:10.11934/j.issn.1673-4831.2018.04.005
摘要 ( 523 )   HTML   PDF (876KB) ( 966 )  
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以川西周公山柳杉人工林林中5种不同大小(50~100、>100~150、200~250、400~450、600~650 m2)的林窗为研究对象,通过对林窗内土壤pH值、有机质含量等指标和物种多样性的研究,探讨天然林窗的形成对土壤各理化指标以及物种多样性的影响。结果表明:(1)随着林窗面积的增大,群落各层次的物种数呈现出先升高后降低的趋势,灌木层、草本层的Shannon-Wiener多样性指数(H)、Simpson优势度指数(H')和Pielou均匀度指数(Jsw)均表现为林窗>林下;(2)0~20 cm土壤速效钾含量表现为林窗>林下;(3)各物种多样性指数变化与土壤理化指标存在一定相关性,草本层物种丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数及Simpson优势度指数与土壤pH值呈显著相关关系(P<0.05),物种丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数与速效钾含量呈显著相关关系(P<0.05)。

耐除草剂转基因玉米对田间节肢动物群落多样性的影响
何浩鹏, 任振涛, 沈文静, 刘标, 薛堃
生态与农村环境学报. 2018, 34(4):  333-341.  doi:10.11934/j.issn.1673-4831.2018.04.006
摘要 ( 525 )   HTML   PDF (1379KB) ( 1031 )  
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为了明确转基因耐草甘膦/草铵膦玉米C0010.1.1对大田节肢动物群落多样性的影响,2015年在田间隔离条件下,采用直接观察法和陷阱法对大田节肢动物群落进行统计,分析比较了节肢动物的功能群、多样性指数、优势集中性指数、均匀性指数等相关参数,并计算节肢动物群落的相似度。与非转基因对照玉米178和常规玉米先玉335相比,转基因玉米C0010.1.1田间节肢动物物种数、多样性指数、均匀性指数和优势集中性指数等指标随时间动态变化的趋势基本一致,没有显著差异。这表明转基因玉米C0010.1.1田间节肢动物群落结构与受体品系和常规种基本相似,与对照相比该转基因玉米对田间节肢动物群落的影响无显著差异。

耕作方式与绿肥种植对土壤微生物组成和多样性的影响
李丽娜, 席运官, 陈鄂, 和丽萍, 王磊, 肖兴基, 田伟
生态与农村环境学报. 2018, 34(4):  342-348.  doi:10.11934/j.issn.1673-4831.2018.04.007
摘要 ( 474 )   HTML   PDF (1012KB) ( 1321 )  
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通过田间定位试验研究了免耕与绿肥种植技术配合使用对土壤微生物组成和多样性的影响。结果表明,免耕对土壤微生物的影响明显小于绿肥种植,免耕和绿肥种植(ZG)处理细菌与真菌拷贝数比值为2.51×103,显著高于免耕+不种绿肥(ZT)和常规耕作+不种绿肥(CT)处理。不同处理细菌相对含量及组成发生了一定变化,但优势微生物均为变形菌门(Proteobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)和酸杆菌门(Acidobacteria),微生物多样性(Shannon指数和Simpson指数)和丰富度(ACE指数和Chao 1指数)差异不显著。相关性分析表明土壤结构、土壤营养物质含量和土壤pH值均在一定程度上决定了土壤微生物组成。

污染控制与修复
减肥措施对稻田田面水氮、磷动态变化特征的影响
吕亚敏, 吴玉红, 李洪达, 雷同, 吕家珑
生态与农村环境学报. 2018, 34(4):  349-355.  doi:10.11934/j.issn.1673-4831.2018.04.008
摘要 ( 464 )   HTML   PDF (874KB) ( 1063 )  
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我国水稻种植面积大,过量施肥后稻田氨挥发、氮磷径流和渗漏等途径会引起农业面源污染等问题,而水稻淹水阶段田面水中氮、磷浓度是关键控制因子。通过设置田间小区隔板,开展肥料减量试验,研究稻季田面水不同形态氮、磷动态变化特征,同时探讨其潜在的环境效应。结果表明,磷肥施入后田面水总磷(TP)、总可溶性磷(TDP)和颗粒态磷(PP)浓度均呈先升高后降低趋势,9 d内下降迅速;基肥施入9 d,当氮、磷水平分别为214、90 kg·hm-2时,TP、TDP和PP质量浓度分别为0.76、0.71和0.03 mg·L-1;晒田结束后,田面水中TP和TDP浓度出现1次回升。各处理铵态氮和硝态氮浓度分别在基肥施入后第2天和第5天达到峰值;当施氮量为214、182和162 kg·hm-2时,田面水铵态氮浓度分别为对照的15.83、9.16和7.86倍,5 d内铵态氮浓度下降迅速且不同施肥处理间差异趋同。此外,增施氮磷肥料并不能显著增加水稻产量,当氮、磷水平分别为214、90 kg·hm-2时,水稻产量反而降低。因此,提出施磷后9 d内和晒田复水后是控制田面水磷流失的关键时期,而控制氮损失的关键时期是施肥后5 d内。综合水稻产量和肥料农学效率,证实试验田氮肥或磷肥减量25%是可行的,但仍需进一步通过大田试验验证其产量的持续性。

改性水生植物生物炭对低浓度硝态氮的吸附特性
李三姗, 王楚楚, 何晓云, 任丽曼, 郭琼, 杨柳燕
生态与农村环境学报. 2018, 34(4):  356-362.  doi:10.11934/j.issn.1673-4831.2018.04.009
摘要 ( 632 )   HTML   PDF (2104KB) ( 1185 )  
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为有效去除富营养化水体中硝态氮,以再力花(Thalia dealbata)、香蒲(Typha orientalis)和芦苇(Phragmites australis)3种水生植物为原材料制备生物炭,并采用氯化铁改性后进行吸附试验,探索改性水生植物生物炭对水体中低浓度硝态氮的吸附效果。结果表明:铁改性水生植物生物炭表面负载了大量Fe3+形成Fe-O基团,大幅提升了其对硝态氮的吸附性能,其中铁改性香蒲生物炭平衡吸附量最大,达到1.747 mg·g-1。3种改性水生植物生物炭对低浓度硝态氮的吸附符合准二级动力学和Freundlich模型,吸附主要为生物炭表面非均一多分子层化学吸附。溶液初始pH值在3.0~9.0范围内对铁改性水生植物生物炭吸附硝态氮能力影响较小,吸附最适合pH为中性。因此,铁改性水生植物生物炭能有效去除水体中低浓度硝态氮,同时实现了水生植物资源化,具有良好的应用前景。

动植物来源生物炭对水体中Cd2+的吸附特性
申磊, 荆延德, 孙小银, 郝郝, 曹永强
生态与农村环境学报. 2018, 34(4):  363-370.  doi:10.11934/j.issn.1673-4831.2018.04.010
摘要 ( 340 )   HTML   PDF (1526KB) ( 1014 )  
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以动植物来源(鸡粪便和小麦秸秆)的生物质为原料,在350和650℃条件下慢速热解制备生物炭并表征其理化性质,采用批量吸附试验研究不同吸附时间、溶液pH值和Cd2+浓度条件下生物炭对Cd2+的吸附特性。结果表明,随着热解温度升高,生物炭的pH值和灰分含量升高,芳香性和疏水性增强,极性减弱。相同热解温度条件下,动物来源的鸡粪炭pH值和灰分含量比植物来源的小麦秸秆炭高,芳香结构更完备。生物炭对Cd2+的吸附动力学过程均符合准二级动力学模型(R2>0.99),吸附在12 h时达到平衡,吸附过程均由外部液膜扩散、表面吸附和颗粒内扩散共同控制,且后者是主要限速步骤。随着溶液pH值的升高(2.0~6.0),生物炭对Cd2+的吸附量均逐渐增加。Langmuir模型能很好地描述植物来源的小麦秸秆炭对Cd2+的吸附行为(R2为0.970 3~0.981 5),Freundlich模型更适用于动物来源的鸡粪炭(R2为0.971 7~0.976 9),动物来源的鸡粪炭对Cd2+的吸附效果优于植物来源的小麦秸秆炭。阳离子-π作用和沉淀作用是650℃生物炭吸附Cd2+的主要机制。

行道树对武夷山公路边茶园重金属污染的防护效果
郑茂钟, 汤秀梅, 叶宏萌
生态与农村环境学报. 2018, 34(4):  371-379.  doi:10.11934/j.issn.1673-4831.2018.04.011
摘要 ( 437 )   HTML   PDF (986KB) ( 864 )  
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比较了武夷山路边茶园无行道树(A区)和有行道树(B区)的2个区域土壤和茶叶中Pb、Zn、Cd、Cu、Cr、和Mn含量随距路基距离变化的趋势。结果显示:行道树的截留对于重金属的相关性和主成分分析结果有重要影响。6种重金属中Pb、Cu、和Zn主要受交通环境影响,Mn和Cr受土壤母质和交通环境的影响,Cd受肥料与交通环境的影响。A区茶叶中重金属分布最能反映交通相关源重金属的扩散结果,Pb和Zn的最大含量值出现在距路基50~80 m区域。不论何种来源的重金属,单行杉树都能使距路基1~150 m区域的茶园内茶叶重金属平均含量降低22%~37%,也能使Pb和Zn的最大含量值区域从距路基50~80 m减小到1~10 m。这可能与行道树直接影响重金属的扩散和通过影响碳酸盐污染物扩散而间接影响路边土壤pH值的双重作用有关。在靠近公路的茶树种植区建立适当的绿篱有助于减少茶树中交通源重金属的污染,提高茶叶质量。

双频超声改善剩余污泥的脱水性能研究
徐慧敏, 秦卫华, 李中林, 顾琪, 戴晓虎
生态与农村环境学报. 2018, 34(4):  380-384.  doi:10.11934/j.issn.1673-4831.2018.04.012
摘要 ( 483 )   HTML   PDF (905KB) ( 872 )  
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为了探索双频超声预处理对剩余污泥脱水性能的影响,选择单独频率17、33 kHz和双频17+33 kHz,进行单位总固体(TS)不同超声能量水平(0~12 000 kJ·kg-1)下的序批式实验,通过测定污泥比阻和泥饼含水率来表征污泥可过滤性和离心脱水性能的变化。结果表明,在低能量水平下,双频超声对污泥脱水性能的改善效果远优于单频超声,17、33和17+33 kHz 3种频率下污泥比阻较原泥最大降低44.67%、57.30%和80.41%。在双频、超声能量1 000 kJ·kg-1条件下泥饼含水率较原泥最大降低20.62%。随着超声能量的增加,污泥平均粒径不断下降,污泥降解度不断增加,表明污泥胞外聚合物和细胞中的有机质不断从固相向液相转移。双频较单频的能量利用效率高,使得双频在更低的能量条件下达到更好的脱水效果,这为超声预处理技术在实际应用中的推广提供了科学支撑。

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生态与农村环境学报. 2018, 34(4):  0-0. 
摘要 ( 143 )   PDF (416KB) ( 393 )  
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