生态系统服务权衡/协同关系的时空格局变化和关键阈值识别对区域生态保护与修复工程的建设和效益评价具有重要参考意义.已有研究主要关注生态保护和修复工程带来的生态系统服务及其权衡/协同关系的变化,很少将生态恢复的阈值效应考虑其中.采用基于生态系统服务权衡/协同关系构建的生态获益指数,评价了陕西省2000年和2020年净初级生产力、土壤保持和产水服务的协同供给能力;利用地理探测器和约束线方法分析了生态系统服务协同供给能力的主导影响因素和阈值特征.结果表明:与2000年相比,2020年陕西省净初级生产力、土壤保持和产水服务均有所增加,两两生态系统服务之间总体表现为协同关系,但具有明显的时空差异.2020年生态系统服务协同供给能力明显增加,其中陕北中部和陕南西部提升最为明显.降水和归一化植被指数(NDVI)是生态系统服务协同供给能力的主导影响因素,他们对生态系统服务协同供给能力的影响具有非线性效应和阈值特征.当NDVI在0.6-0.7之间或年降水量为1100 mm左右时,生态系统服务协同供给能力达到最高,超过上述阈值后NDVI或降水对生态系统服务协同供给能力的促进作用减弱.研究能够为生态恢复效益评价提供参考方案,为陕西省生态保护和恢复建设提供决策支持.

氯嘧磺隆被广泛应用于农业生产活动中,长期大量使用会导致其残留在土壤中,对生态系统造成潜在危害.本文以绿肥植物田菁为对象,通过发芽实验和盆栽实验,测定田菁种子发芽率、植株生长指标、土壤氯嘧磺隆含量和微生物群落结构,研究了田菁对除草剂氯嘧磺隆的耐受性,对氯嘧磺隆污染土壤的修复效果,以及对土壤微生物群落的影响.结果表明:田菁对氯嘧磺隆(≤1 mg·L-1)具有较高的耐受性并且能显著降低土壤中氯嘧磺隆的残留量.0.4 mg·kg-1氯嘧磺隆处理下,田菁提高了土壤微生物群落的丰富度和多样性.1mg·kg-1氯嘧磺隆处理下,田菁根际土壤中微生物群落的丰富度与多样性减少.此外,田菁提高了根际土壤中变形菌和酸杆菌的数量,其中变形菌效果最为明显.

细菌能够沿着液相中和固相上污染物的浓度梯度进行运动,进而达到降解污染物的目的,其中细菌在固相上的运动称为趋触效应,对污染土壤的生物修复至关重要.而土壤胶体则会通过影响有机污染物的固液分配比例影响趋触效应.本研究选取对萘具有化学响应的假单胞菌5RL(Pf5RL)为目标细菌,以其残体为土壤胶体代表,通过迁移实验探究细菌残体对趋触效应作用下Pf5RL迁移行为的影响.结果表明:细菌残体在石英砂中可稳定存在,Pf5RL及萘均对其迁移行为无影响,其最大穿出相对浓度(max C/C0)均约为0.6;细菌残体的存在却会阻碍Pf5RL迁移,使max C/C0由0.97±0.02降低至0.75±0.01;主要是因为细菌残体提高了静电引力,增加了 Pf5RL在细菌残体上的附着;萘也会阻碍Pf5RL迁移,主要是因为石英砂对萘的吸附产生了近表面趋化性及趋触性,使max C/C0由0.97±0.02降低至0.75±0.04;在萘存在的情况下,细菌残体则会通过增加萘的吸附位点增强近表面趋化性及趋触性,从而进一步阻碍Pf5RL迁移,使max C/C0由0.75±0.04进一步降低至0.50±0.03.细菌残体在有机污染物介导的趋触和趋化效应上有很重要的作用,是影响原位细菌降解动物粪便和再生水带来的土壤有机污染物的重要影响因素.

碱性工业废渣已经广泛应用于土壤重金属修复,经复配、加工、改性后可稳定化土壤中的重金属,从而降低重金属的毒性.本文探究了高炉渣(FG)和铁尾砂(T)对重金属污染土壤的稳定化效果,并结合SEM-EDS和XRD等手段揭示土壤中重金属的钝化机制.高炉渣材料水洗和高温煅烧后获得产品WFG和HFG;铁尾砂高温煅烧后获得产品HT.结果表明:稳定化材料施加显著提高土壤pH,电导率值变化不显著,稳定40 d后,土壤pH有所下降;土壤DTPA提取态Cd、Pb、Zn含量均下降,HFG-10％处理对Cd和Zn的稳定化效果最佳,稳定化率分别为66.04％和92.21％,HT-10％对Pb的稳定化效果最佳,稳定化率为69.67％;施加稳定化材料导致土壤重金属残渣态和可还原态含量随时间的增加先增大后减小;生态风险指数表明,施加10％高炉渣材料(FG、WFG、HFG)后土壤中Cd、Pb、Zn的风险指数下降了一个等级.总的来说,HFG-10％处理对土壤中Cd、Pb、Zn的稳定化效果最好,重金属钝化机制主要包括表面吸附和络合反应.

生物炭是修复Cd污染土壤的常用材料,但效率总体不高.为提高生物炭对Cd2+的吸附性能,采用稻杆生物炭作为原材料,通过负载Ca2+和胡敏酸氧化浸渍对其进行活化改性,制备钙基胡敏酸改性生物炭材料.采用扫描电镜及能谱(SEM-EDS)、红外光谱(FTIR)、光电子能谱(XPS)对材料进行表征,并通过吸附实验和盆栽实验,探究钙基胡敏酸改性生物炭对Cd2+的吸附固定性能和机理.结果表明:(1)生物炭与胡敏酸质量比为1∶1,碱性石灰水中Ca2+浓度为1.5 g·L-1的改性生物炭(RHB1-1)对Cd2+的吸附性能最佳,最大吸附容量为74.46 mg·g-1,较改性前提高了 61％;(2)钙基胡敏酸改性生物炭的表面酸性含氧官能团显著增加,并且新生成了游离态羟基,通过配位螯合、络合共离子交换作用,从而高效吸附Cd2+,吸附过程以化学吸附为主,符合Freundlich吸附等温模型;(3)钙基胡敏酸改性生物炭能够吸附固定土壤中Cd2+,促进Cd2+由酸可提取态转化为残渣态,降低了土壤Cd2+的生物有效性.

森林-草原生态系统交错带是森林和草原两种地带性植物群落之间的交接地带,景观类型多样,环境异质性强,边缘效应明显,对全球气候变化敏感,是生物多样性保护的重要地带.林草交错带特殊的生境导致地上与地下生物多样性及其生态关联比森林、草原、农田等生态系统复杂.本文综合评述了地形、生态系统养分内循环、全球变化以及人类活动干扰等因素对林草交错带植物多样性的影响,分析了土地利用类型、氮沉降和大气CO2浓度升高、植物凋落物、土壤有机质及土层深度等对土壤微生物多样性的影响.今后,应当加强局域尺度控制实验与跨环境梯度调查相结合的研究手段,以揭示林草交错带生物多样性形成的地理格局与生态学机制.具体包括林草交错带复合系统物种多样性对土壤酸化、火灾、凋落物组成、围封和放牧及多因子交互作用的响应规律,以及地上-地下生物多样性的生态关联、退化生境修复与植被恢复等方面的研究,为林草交错带土地利用和生物多样性保护提供科学依据和数据参考.

随着工农业的迅速发展,土壤重金属和多环芳烃等无机、有机物污染问题日益突出,对作物安全和人体健康造成威胁.相对其他技术,生物修复具有经济成本低和环境友好等优点而颇具潜力.但土壤是无机黏土矿物、有机质及有机-无机胶体等组成的复合体系,对进入其中的污染物质具有较强的吸附作用,因而限制了污染物的生物有效性,不利于生物修复的开展.向污染土壤施加表面活性剂可以改变土壤的表面电荷、吸收位能及污染物的赋存形态或溶解度,对提高生物修复效率具有积极作用,因此,围绕表面活性剂强化生物修复的相关研究成为当前热点.本文综述了土壤中重金属和多环芳烃的污染现状、表面活性剂类型以及不同因素对表面活性剂强化生物修复效果的影响,最后对该技术存在的问题进行了总结和展望,以期为表面活性剂筛选及其强化生物修复污染土壤提供理论基础.

"偎脓长肉"理论是中医外科特有的治疗理念之一,在治疗慢性难愈合疮面上取得了显著的疗效.通过研究"偎脓长肉"理论的历史源流和当代文献,挖掘"偎脓长肉"的中医内涵,对"偎"和"脓"有了更深刻的认识."偎脓长肉"理论与现代医学的"湿性愈合"疗法亦有异曲同工之妙,二者都强调需要气血津液所化生的湿润土壤促进疮面的修复.通过"偎脓长肉"理论的指导,研究"脓"在不同阶段的疮面发挥的作用,进一步探讨并梳理论述祛腐生肌类药物的历史文献、分类和常用外治方,以期为疮面的治疗提供理论指导.

探究风蚀区草地、林地和农田土壤有机碳物理组分及其影响机制,可为风蚀区土地的碳固定与科学利用、防风措施制定以及坡耕地农田肥力修复提供科学依据.本研究在黑龙江省齐齐哈尔市梅里斯区风沙土风蚀区选取相邻近的草地、林地和坡长约350 m、坡度约5°的坡耕地农田(自下而上每100 m分别设为下坡段、中坡段和上坡段),研究0～15cm 土层团聚体有机碳和密度分组有机碳的分异.结果表明:风蚀区草地、林地和农田土壤＞2 mm团聚体均遭到破坏,＜0.053 mm团聚体显著高于其他粒级团聚体;与草地和林地土壤相比,农田各粒级土壤团聚体、密度分组有机碳含量以及重组有机碳占比均显著减少.农田上坡段＞2 mm团聚体被完全破坏,各粒级团聚体及密度分组有机碳含量均随坡面的上升逐渐下降,重组有机碳占比逐渐减小,轻组有机碳占比逐渐增加.土壤有机碳和速效钾是影响团聚体稳定性、团聚体有机碳含量和密度分组有机碳含量的关键因子,且团聚体有机碳的流失使团聚体稳定性下降.综上,相比草地和林地,东北风蚀区农田土壤团聚体稳定性、团聚体有机碳含量、密度分组有机碳含量以及重组有机碳占比均降低,坡耕地随坡段的上升,团聚体有机碳含量、密度分组有机碳含量以及重组有机碳占比均降低.在风蚀区植树、保护与扩大草原面积、增加坡耕地有机物料施用等是稳固和提高土壤碳储量、改善土壤结构、提升土壤质量的有效途径.

探明石漠化土壤碳组分积累和分配对丛枝菌根真菌(AM)与蚯蚓接种的响应,可为提升石漠化土壤固碳潜力及生物修复效率提供数据参考.本研究选择白枪杆为寄主植物,设置接种摩西斗管囊霉(FM)、蚯蚓(E)、蚯蚓+摩西斗管囊霉(E+FM)和不接种(CK)4个处理,研究不同处理土壤碳组分(总有机碳、微生物生物量碳、易氧化有机碳、惰性有机碳)及其分配(微生物生物量碳/总有机碳、易氧化有机碳/总有机碳、惰性有机碳/总有机碳)的时空变化.结果表明:1)蚯蚓、丛枝菌根真菌单独与共同接种处理均显著促进了土壤碳库各组分积累.与CK相比,接种处理土壤碳组分含量均值的增幅表现为:E+FM＞E＞FM,接种处理显著促进了 土壤微生物生物量碳/总有机碳(30.5％～68.5％)和易氧化有机碳/总有机碳(31.2％～39.2％),但降低惰性有机碳/总有机碳(2.9％～16.2％).2)不同处理土壤碳组分积累和分配的时空变化存在差异.各碳组分含量最大值均出现在6月,其中E+FM处理各碳组分含量较CK的增幅(33.0％～122.1％)显著高于E(31.2％～95.4％)和FM处理(9.2％～41.3％);微生物生物量碳/总有机碳、易氧化有机碳/总有机碳最大值出现在6月,惰性有机碳/总有机碳最大值则出现在12月,此时3个接种处理各碳组分占有机碳的比例较CK的变幅表现为:E+FM＞E＞FM;各碳组分含量及其分配均沿土层加深递减(9.7％～146.2％),其中E处理碳组分含量降幅最小,而E+FM处理微生物生物量碳/总有机碳和易氧化有机碳/总有机碳降幅最小、惰性有机碳/总有机碳降幅最大.3)3个接种处理土壤理化性质变化显著影响各有机碳组分积累及分配,其中碳库组分含量及分配与土壤pH呈极显著负相关,与其他土壤指标呈显著正相关.4)主成分分析显示,土壤含水量、全氮、全磷是影响碳组分积累的主要驱动因子,而土壤含水量、全磷、pH是影响土壤碳组分分配的主控因子.因此,蚯蚓、AM真菌及其交互作用均显著影响石漠化土壤碳组分积累与分配,其影响程度主要取决于土壤含水量、pH及氮磷养分状况.