2020年, 第11卷, 第5期 刊出日期:2020-09-30 上一期   
农田土壤重金属污染评价方法对比分析
麦麦提吐尔逊·艾则孜, 阿地拉·艾来提, 杨秀云
2020, 11 (5):  435-442.  doi: 10.5814/j.issn.1674-764x.2020.05.001
摘要 ( 29 )   HTML ( 0 )   PDF(492KB) ( 0 )  

农田土壤重金属污染是突出的环境问题之一。准确评估农田土壤重金属污染水平对农业可持续发展至关重要。从中国新疆博斯腾湖流域采集186个农田土壤样品,分析其中As、Cd、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb和Zn等重金属元素含量,采用污染指数法(Pi)、地质累积指数法(Igeo)、富集因子法(EF)、生态风险指数法(ER)和环境风险指数法(Ier),分析了农田土壤重金属污染水平,并对5种不同评价方法的评价结果进行了比较分析。结果表明,研究区农田土壤中所有元素平均含量均低于国家土壤环境质量标准(GB 15168-2018)的限值,但Cd、Cr、Ni、Pb和Zn等元素含量平均值超出了相应的背景值。5种污染评价方法的评价结果之间存在显著差异。大体上,土壤重金属元素的PiIgeoEF平均值从大到小依次为:Zn > Pb > Cd > Cr > Ni > Cu > As;ER平均值从大到小依次为:Cd > As > Cu > Pb > Ni > Cr > Zn;Ier平均值从大到小依次为:Cd > Cu > Zn > As = Pb > Cr > Ni。不同污染评价方法得到的污染等级排序为:Pi > Igeo = EF > ER = Ier。为了更好地评估农田土壤环境质量,应采用最合适的污染评价方法和相应的农田土壤背景值。本文建议评价农田土壤重金属污染风险时采用EF法和ER法。

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青岛市农田生态系统服务价值及变化
蔡世珍, 张绪良, 曹颖慧, 张朝晖, 王炜
2020, 11 (5):  443-453.  doi: 10.5814/j.issn.1674-764x.2020.05.002
摘要 ( 19 )   HTML ( 0 )   PDF(1189KB) ( 0 )  

农田生态系统服务价值由供给服务价值、调节服务价值、支持服务价值和文化服务价值构成,充分认识农田生态系统服务价值对于农业发展与农田保护有重要指导意义。在构建农田生态系统服务价值评估指标体系基础上,利用市场价值法、碳税法、造林成本法、替代成本法、当量因子法等方法,评估了1997、2002、2007、2012和2017年青岛市农田生态系统服务价值。评估结果表明:1997-2017年青岛市农田生态系统总服务价值由499.74×10 8元增加到681.74×10 8元,单位面积农田生态系统服务价值由6.57×10 4元/公顷增加到9.73×10 4元/公顷。农田的产品供给服务、固碳释氧服务和土壤保持服务是青岛市农田生态系统服务的主要方式,产品供给服务价值、固碳释氧服务价值和土壤保持服务价值占青岛市农田生态系统服务总价值的比重大且呈上升趋势。提出了保护和合理利用农田、因地制宜发展农业生产、提高农业生产效率、加快现代农业园区建设、推进农业供给侧的结构性改革,以及发展生态休闲农业、农业生态旅游等充分利用农田生态系统的间接服务价值,为市民提供最大化福利的青岛市农业发展措施。

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林分类型和环境因子对中国南亚热带海岸沙地土壤微生物量的影响
高伟, 林媚媚, 黄雍容, 黄石德, 叶功富, 黄志群
2020, 11 (5):  454-465.  doi: 10.5814/j.issn.1674-764x.2020.05.003
摘要 ( 20 )   HTML ( 0 )   PDF(7253KB) ( 0 )  

海岸沙地生态系统通常具有较低的土壤养分、较低的土壤持水能力和较高的含盐量,但很多植物已经适应了中国东南沿海这一恶劣的沙地环境,研究此类生态系统中的土壤微生物生物量可以加深我们对微生物在土壤肥力和养分循环中作用的理解。基于此,我们比较了南亚热带海岸沙地5种森林类型(次生林和木麻黄、湿地松、厚荚相思和尾巨桉人工林)土壤微生物生物量碳(MBC)和土壤微生物生物量氮(MBN)含量的差异及其季节动态。结果表明,5种林分土壤MBC和MBN含量的季节变化在春、冬两季均较高,夏、秋两季较低。同一土层中木麻黄人工林MBC含量低于其它人工林。不同林型间MBN含量差异不显著。MBC和MBN浓度与土壤水分呈正相关,与土壤温度呈负相关。MBC和MBN含量也随着土壤深度的增加而降低。在所有土壤层中,次生林的MBC和MBN浓度最高。研究还表明,土壤全碳(TC)、pH和凋落物氮含量对MBC和MBN含量有显著影响,而土壤容重和凋落物碳含量对MBC和MBN含量有显著影响。MBN含量与细根氮含量呈正相关。综上所述,环境因子、凋落物和细根的差异、土壤养分含量以及不同树种引起的土壤理化性质共同影响着土壤MBC和MBN的浓度。

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红椿居群遗传多样性的SSR分析
汪洋, 岳丹, 李新枝
2020, 11 (5):  466-474.  doi: 10.5814/j.issn.1674-764x.2020.05.004
摘要 ( 10 )   HTML ( 0 )   PDF(581KB) ( 0 )  

利用SSR (简单重复序列) 标记研究红椿分布区天然居群的遗传多样性,为红椿种质资源的保护和开发提供理论依据。本文筛选7对SSR引物,分析了湖北等5省(区)24个居群的192份红椿种质的遗传多样性,利用DataFormater、Popgene、NTSYS、TFPGA等软件进行遗传数据转换、遗传参数估算、树状聚类图和遗传变异分析。结果显示:(1) 7对引物共检测到17个等位基因(Na),平均每个引物为2.2602个,其中引物S11和S422检测到的等位基因数最多,均为4个。Nei’s遗传多样性指数均值(H)为0.4909,Shannon信息指数均值(I)为0.7321,多态信息含量(PIC)平均值为0.5182;平均期望杂合度(He)和观测杂合度(Ho)分别为0.1055和0.4956。居群Nei’s遗传距离介于0.000-2.635之间,均值为0.548;居群遗传多样性平均水平(H=0.1044)低于物种水平(H=0.4909)。(2)居群遗传分化系数(Fst)介于0.2374-0.9148,平均为0.7727;居群基因流(Nm)均值为0.0735,表示居群间遗传交流水平低,遗传变异主要来自居群内。(3)在遗传一致度为0.99时,24个居群UPGMA聚类为3大群组:贵州和广西居群聚为一组,湖南聚类为1组;湖北聚类为1组。Mantel检验结果显示居群间的遗传距离与地理距离间呈现显著相关性(r=0.6318,P=0.009?0.05)。红椿居群遗传多样性处于偏低水平,地理隔离是红椿种源间产生遗传分化的重要的原因。进行红椿种质资源保护时,应侧重选育群体遗传多样性最高的居群(如P14);遗传多样性低的居群,应就地保护与迁地保护相结合,综合生态和用材目标,最大化保存和利用好红椿的多样性。

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中国大陆畜禽产品供求及未来饲料粮需求潜力研究
黄绍琳, 刘爱民, 鲁春霞, 马蓓蓓
2020, 11 (5):  475-482.  doi: 10.5814/j.issn.1674-764x.2020.05.005
摘要 ( 15 )   HTML ( 0 )   PDF(638KB) ( 0 )  

中国大陆畜禽产品供求差距的扩大给饲料粮安全供给带来了巨大的挑战。因此,准确预测饲料粮需求潜力是保障我国粮食安全的关键科学问题之一。本研究基于中国大陆畜禽产品产量、贸易量及表观消费量变化等要素分析,基于两种不同情景预测了未来饲料粮需求量。研究结果表明,30多年间肉类产量上涨了7倍多,10年间人均肉类消费量增加了10.04 kg。目前猪肉和禽肉处于供不应求状态,并且贸易逆差不断增大,表明近年来中国大陆的畜禽产品产量、消费量、贸易逆差和供求平衡压力均呈增大趋势。基于两种情景预测到中国大陆2030年饲料粮的需求量将分别达到42548.8万t和38960.8万t。由此可见,随着中国大陆畜禽产品需求量不断增加,未来饲料粮需求量也将继续增加,饲料粮原料缺口将进一步扩大,尤其是蛋白饲料对外依存度仍将保持高位。

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中国典型省(区)能源消费碳排放比较降解分析——以江苏、河南、内蒙古为例
刘贤赵
2020, 11 (5):  483-498.  doi: 10.5814/j.issn.1674-764x.2020.05.006
摘要 ( 19 )   HTML ( 0 )   PDF(920KB) ( 0 )  

准确查清典型省份能源消费碳排放的实际情况及其碳排放增长的主要驱动因素,是实现我国碳减排目标的关键。本文采用扩展的LMDI模型对来自中国东、中和西部地区三个典型省(区)——江苏、河南和内蒙古的碳排放增长进行了比较分解。结果表明:(1)1996-2017年,3个省(区)的能源消费碳排放变化呈上升趋势,但各省(区)之间存在明显差异。(2)各驱动因素对碳排放的影响在不同省份和不同经济发展期明显不同。经济增长对各省碳排放变化的正向贡献最大(1996-2017年,河南、江苏、内蒙古三省(区)经济发展对碳排放增长的贡献分别为307.19%、205.08% 和161.26%); 其次是城镇化和人口规模,但对碳排放增长的贡献远小于经济增长。(3)除“十五”规划期外,能源强度在促进3省(区)碳减排方面发挥了主导作用,其次是能源结构。在所有抑制碳排放增长的因素中,农村人口比例的贡献最小。此外,城乡居民人均能源消费对碳排放的影响在不同省份(区)和不同经济发展阶段均表现出相对较小的影响和两面性,但在推动省域碳排放的变化方面开始起着越来越重要的作用(如1996-2017年,江苏省的居民能源消费对碳排放增长的贡献率超过7.9%,其中城镇居民人均能源消费的贡献率大于3.8%)。鉴于此,建议政策制定者应根据东、中、西部地区的碳排放省情和影响碳排放的关键因素,制定有针对性的减排措施。

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生态系统脆弱性研究框架:测度、预测及风险评估
王雅俊, 钟丽芳
2020, 11 (5):  499-507.  doi: 10.5814/j.issn.1674-764x.2020.05.007
摘要 ( 18 )   HTML ( 0 )   PDF(408KB) ( 0 )  

生态系统的健康状况所体现的脆弱性特征,已成为阻碍生态环境可持续发展的关键因素。通过综述国内外学者的相关研究,从生态系统脆弱性的内生逻辑领域出发,整理测量模型、预测方法和风险评估等方面的文献,全面掌握生态系统脆弱性的研究范畴和科学框架,并分析其研究思路及发展趋势。本文得出了以下结论:(1)生态系统脆弱性的内涵既体现自然环境脆弱性的变化,又反映出由于过度开发、工业化生产活动对生态系统造成不可逆的破坏。(2)生态系统脆弱性指标设立应以全面反映其脆弱度的本质特征为目标,包含自然、社会、经济等相关因子的指标体系。(3)生态系统脆弱性测度方法、预测及风险评估的模型种类较多,侧重点及优势各有千秋,应依据研究对象及区域生态系统脆弱性的不同表征及演化机理,采用适宜的方法进行综合、系统性地评价与预测。(4)针对区域系统特点,提出相应的风险管理对策,以及具有针对性的促进生态脆弱区域生态安全和可持续发展的政策建议。

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北京城市化梯度带上表层土壤有机碳密度空间分布及影响因素研究
田育红, 刘凤花, 王甜甜
2020, 11 (5):  508-515.  doi: 10.5814/j.issn.1674-764x.2020.05.008
摘要 ( 14 )   HTML ( 0 )   PDF(1067KB) ( 0 )  

城市表层土壤具有独特的结构和过程,影响着表层土壤有机碳密度(SOCdensity)及其空间变化。本研究以北京为例,借助实地调查和室内试验分析了沿着城市化梯度带不同功能区不同土地利用下SOCdensity的空间分布特征,并探讨了其对城市化水平、土壤理化属性和植物配置等因素的响应。本研究旨在为像北京这样的快速发展的城市中土壤有机碳驱动机制及相应的气候变化分析提供参考。研究结果发现:(1)在快速发展的区域SOCdensity的空间异质性最高;(2)林地的SOCdensity含量最高,其次是农田,而其他绿地类型中SOCdensity含量最低,但各土地利用和功能区中SOCdensity含量的差异并不显著;(3)在大部分区域土壤有效磷(P)是SOCdensity主要的正面影响因素;(4)由于城市区域人类独特的干扰活动,随着城市化水平的降低,影响SOCdensity的土壤理化指标越多。在整个研究区,城市化率显著提高SOCdensity;(5)草本植物与其他植物配置下的SOCdensity并没有显著的差异;(6)在大多数土地利用下城市过程降低了SOCdensity的空间异质性,但在发达区域SOCdensity的值要比其他地区高。为避免因为人类干扰而造成土壤表层有机碳损失,需要做到以下几点:(1)将凋落物作为肥料归还给绿地;(2)移除绿地中的垃圾、杂质等人为干扰物;(3)施用合适的磷肥以增加土壤表层有机碳的积累。在以后的研究中需要进一步考虑城市不透水层下与人类干扰有关的影响地表土壤碳储量变化的因子。

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长期实验增温对藏北高寒草甸群落营养品质的影响
孙维, 李少伟, 张扬建, 付刚
2020, 11 (5):  516-524.  doi: 10.5814/j.issn.1674-764x.2020.05.009
摘要 ( 27 )   HTML ( 0 )   PDF(1789KB) ( 0 )  

草地营养品质与家畜和野生草食动物的幼畜补充和种群动态密切相关。然而,在青藏高原特别是藏北高原,高寒草甸营养品质对气候变暖的响应还没有得到充分的认识。本研究调查了藏北三个高寒草甸样地(A:4313 m、B:4513 m和C:4693 m,实验从2008年开始)的长期实验增温对群落营养品质的影响。基于2018-2019年的粗蛋白(CP)、中性洗涤纤维(NDF)、酸性洗涤纤维(ADF)、粗灰分(Ash)、粗脂肪(EE)和水溶性碳水化合物(WSC)含量,发现实验增温仅使样地B 2019年的CP含量增加了27.25%,ADF增加了89.93%,NDF增加了41.20%,Ash含量减少了57.76%。CP和WSC的含量均随土壤含水量(SM)的增加而增加,CP含量随饱和水汽压差(VPD)的增加而降低。SM和VPD对CP含量、ADF含量和营养品质变异的总的解释度大于气温。与气温相比,VPD更能解释NDF和Ash的变化。因此,气候变暖对藏北高原高寒草甸群落营养品质的影响随着地点和年份的不同而不同;与温度相比,水的有效性对藏北高原高寒草甸群落营养品质的影响更大。

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大薸对水中氟化物的去除及生理响应
张云, 陈金发
2020, 11 (5):  525-530.  doi: 10.5814/j.issn.1674-764x.2020.05.010
摘要 ( 17 )   HTML ( 0 )   PDF(1999KB) ( 0 )  

采用水生植物构建的人工湿地生态修复技术在用于净化废水方面正逐渐兴起。试验采用大薸为实验材料,采用室内培养方法,研究该湿地植物对水中氟化物水体的去污效果及其植物生理响应。实验结果表明大薸可富集水中氟化物,对于所试验的水中氟化物初始浓度,去除率在27.79% 到56.32%之间,最高的去除效率出现在氟化物最高初始浓度60 mg L -1时。对照组中氟化物的浓度波动很小,最终浓度为其对应初始浓度的-1.135% - -0.007%,处理组净化速率符合 Michaelis-Menten 方程,其相关系数均高于0.97。在试验周期内,大薸在氟化物的胁迫下比生长速率(SGR)呈降低趋势,处理组植物的SGR在-8.03% 与-1.22% 之间。对照组植物的SGR呈增长趋势,为4.18%。偏相关分析表明水中氟化物浓度与POD呈高度线性相关。

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博弈关系下滇南段茶马古道文化线路旅游活动利益相关者矛盾分析及共赢策略研究
王妍, 谢洪忠
2020, 11 (5):  531-538.  doi: 10.5814/j.issn.1674-764x.2020.05.011
摘要 ( 16 )   HTML ( 0 )   PDF(812KB) ( 0 )  

随着文化线路概念的引入,越来越多的研究将注意力转向文化线路上的旅游开发与可持续发展方面。注重社区参与、注重利益相关者的持续受益是文化线路的特点之一,因此,文化线路上旅游活动中利益主体间的合作关系与系统性发展的重要性也逐渐凸显。本文选取地方政府、旅游企业和当地社区居民这三个在滇南段茶马古道文化旅游线路中起关键作用的群体为责任主体,以博弈论为研究方法,通过构建当地政府与旅游企业、旅游企业与社区居民、当地政府与社区居民的博弈模型,分析这三方在博弈过程中的利益诉求差异和关键性影响因素,从而为这三方做出的旅游开发共赢决策提供一定的科学依据。研究结果显示,三方的最终决策选择依赖于博弈初始支付矩阵及关键参数的影响,政府在进行旅游决策时,应多尊重当地居民的意愿,加强对当地传统的保护,对旅游企业不合理的旅游开发行为应有所管理和监督,并采取适当的惩罚措施;旅游企业在进行旅游开发时,应让社区居民主动、充分地参与到旅游活动中,并将收到的旅游收益反哺居民,这样才能形成互赢机制。研究也表明,利益主体间的冲突主要源自于利益诉求的差异,但三方也存在利益共同点,可以从利益协调的角度,建立相关机制,遵循利益实现的原则,重视监督管理,加强社区的参与和决策,实现三方共赢。

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