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生 态 学 报
(SHENGTAI XUEBAO)
第 32 卷 第 6 期 2012 年 3 月 (半月刊)
目 次
高原草被退化程度的遥感定量监测———以甘肃省玛曲县为例 周坚华,魏怀东,陈 芳,等 (1663)……………
基于着生藻类的太子河流域水生态系统健康评价 殷旭旺,渠晓东,李庆南,等 (1677)…………………………
哀牢山常绿阔叶林水源涵养功能及其在应对西南干旱中的作用 杞金华,章永江,张一平,等 (1692)…………
青岛沿岸水体原生生物群落与水质状况的关系 杨金鹏,姜 勇,胡晓钟 (1703)………………………………
增温对青藏高原高寒草甸生态系统固碳通量影响的模拟研究 亓伟伟,牛海山,汪诗平,等 (1713)……………
三峡水库消落带植物叶片光合与营养性状特征 揭胜麟,樊大勇,谢宗强,等 (1723)……………………………
三峡库区澎溪河鱼类时空分布特征的水声学研究 任玉芹,陈大庆,刘绍平,等 (1734)…………………………
强壮前沟藻化感物质分析 冀晓青,韩笑天,杨佰娟,等 (1745)……………………………………………………
饥饿对中间球海胆 MYP 基因转录表达的影响 秦艳杰,孙博林,李 霞,等 (1755)……………………………
贺兰山牦牛冬春季的生境选择 赵宠南,苏 云,刘振生,等 (1762)………………………………………………
利用元胞自动机研究一类捕食食饵模型中的斑块扩散现象 杨 立,李维德 (1773)……………………………
转 Cry1Ab和 Cry1Ac融合基因型抗虫水稻对田间二化螟和大螟种群发生动态的影响
李志毅,隋 贺,徐艳博,等 (1783)
…………………………
……………………………………………………………………………
光谱和光强度对西花蓟马雌虫趋光行为的影响 范 凡,任红敏,吕利华,等 (1790)……………………………
荧光素对舞毒蛾核型多角体病毒不同地理品系的增效与光保护作用 王树娟,段立清,李海平,等 (1796)……
不同利用强度下绿洲农田土壤微量元素有效含量特征 李海峰,曾凡江,桂东伟,等 (1803)……………………
稻田温室气体排放与土壤微生物菌群的多元回归分析 秦晓波,李玉娥,石生伟,等 (1811)……………………
黄土高原典型区域土壤腐殖酸组分剖面分布特征 党亚爱,李世清,王国栋 (1820)……………………………
紫色土菜地生态系统土壤 N2O排放及其主要影响因素 于亚军,王小国,朱 波 (1830)………………………
中国亚热带典型天然次生林土壤微生物碳源代谢功能影响因素 王 芸,欧阳志云,郑 华,等 (1839)………
基于 K-均值算法模型的区域土壤数值化分类及预测制图 刘鹏飞,宋 轩,刘晓冰,等 (1846)………………
淹水条件下秸秆还田的面源污染物释放特征 杨志敏,陈玉成,张 赟,等 (1854)………………………………
推迟拔节水对小麦氮素积累与分配和硝态氮运移的影响 王红光,于振文,张永丽,等 (1861)…………………
江苏省冬小麦湿渍害的风险区划 吴洪颜,高 苹,徐为根,等 (1871)……………………………………………
草原植物根系起始吸水层深度测定方法及其在不同群落状态下的表现
郭宇然,王 炜,梁存柱,等 (1880)
…………………………………………
……………………………………………………………………………
亚热带 6 种树种细根序级结构和形态特征 熊德成,黄锦学,杨智杰,等 (1888)…………………………………
高寒草原植物群落种间关系的数量分析 房 飞,胡玉昆,张 伟,等 (1898)……………………………………
菊花近缘种属植物幼苗耐阴特性分析及其评价指标的确定 孙 艳,高海顺,管志勇,等 (1908)………………
南方菟丝子寄生对喜旱莲子草生长及群落多样性的影响 王如魁,管 铭,李永慧,等 (1917)…………………
基于 cDNA克隆的亚热带阔叶林和针叶林生态系统担子菌漆酶基因多样性及其群落结构研究
陈香碧,苏以荣,何寻阳,等 (1924)
………………
……………………………………………………………………………
细柄阿丁枫和米槠细根寿命影响因素 黄锦学,凌 华,杨智杰,等 (1932)………………………………………
基于 TM遥感影像的森林资源线性规划与优化配置研究 董 斌,陈立平,王 萍,等 (1943)…………………
基于 CFD的城市绿地空间格局热环境效应分析 刘艳红,郭晋平,魏清顺 (1951)………………………………
专论与综述
生态补偿效率研究综述 赵雪雁 (1960)……………………………………………………………………………
研究简报
黄河三角洲石油生产对东营湿地底栖动物群落结构和水质生物评价的影响
陈 凯,肖能文,王备新,等 (1970)
……………………………………
……………………………………………………………………………
期刊基本参数:CN 11-2031 / Q∗1981∗m∗16∗316∗zh∗P∗ ¥ 70． 00∗1510∗34∗2012-03
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封面图说: 植物生命演进石———这不是一块普通的火山岩,而是一块集中展示植物“原生演替”过程最有价值的石头。 火山熔
岩冷却后的玄武岩是无生命无土壤的真正“裸石”,风力使地衣的孢子传入,在一定温湿度环境下,开始出现了壳状
地衣,壳状地衣尸体混合了自然风化的岩石碎屑提供的条件使叶状、枝状地衣能够侵入,接着苔藓侵入,是它们启动
了土壤的形成,保持了土壤的湿度,并使营养物质反复循环。 于是蕨类定居,草丛长了起来,小灌木出现,直到树木
生长,最终形成森林。
彩图提供: 陈建伟教授 北京林业大学 E-mail: cites. chenjw@ 163. com
第 32 卷第 6 期
2012 年 3 月
生 态 学 报
ACTA ECOLOGICA SINICA
Vol. 32,No. 6
Mar. ,2012
http: / / www. ecologica. cn
基金项目:国家“十一五”科技支撑计划项目(2006BAD17B09-8,2007BAD87B10-5);重庆市环境保护局科技项目(201108)
收稿日期:2011-02-14; 修订日期:2011-09-19
∗通讯作者 Corresponding author. E-mail: yzm_swu@ sina. com
DOI: 10. 5846 / stxb201102140172
杨志敏,陈玉成,张赟,彭莉,陈庆华.淹水条件下秸秆还田的面源污染物释放特征.生态学报,2012,32(6):1854-1860.
Yang Z M, Chen Y C, Zhang Y, Peng L, Chen Q H. Releasing characteristics of nonpoint source pollutants from straws under submerging condition. Acta
Ecologica Sinica,2012,32(6):1854-1860.
淹水条件下秸秆还田的面源污染物释放特征
杨志敏1,∗,陈玉成1,张 赟2,彭 莉3,陈庆华1
(1. 西南大学三峡库区生态环境教育部重点实验室,西南大学资源环境学院,重庆 400716;
2. 四川省内江市环境科学研究所,四川 641100; 3. 重庆市环境卫生监测站,重庆 401121)
摘要:通过模拟淹水实验,研究秸秆覆盖与秸秆深埋两种还田行为中 N、P、COD 等面源污染物的直接释放特征。 结果表明,淹
水条件下,上覆水 TN浓度表现为淹水后一直持续下降,TP 表现为急促上升后再持续下降,而 COD则为缓慢上升后再下降。 秸
秆对 TN的释放强度要高于 TP;除了 TP 在淹水初期释放速率有所提高外,TN 与 COD 的释放速率持续下降。 秸秆覆盖时的面
源污染物浓度高于秸秆翻埋;相同还田方式中,秸秆还田量越大,面源污染物浓度越高。 从面源污染控制角度出发,淹水条件下
秸秆 TN防治的最佳时间为淹水初期,TP、COD为淹水后 1—3周;最友好的还田方式为秸秆翻埋。 试验结论为合理界定秸秆还
田的负面效应,遏制秸秆还田造成的面源污染提供了依据。
关键词:秸秆还田; 释放; 氮; 磷; COD
Releasing characteristics of nonpoint source pollutants from straws under
submerging condition
YANG Zhimin1,∗, CHEN Yucheng1, ZHANG Yun2, PENG Li3, CHEN Qinghua1
1 Key Laboratory of Eco-environments in Three Gorges Reservoir Region (Ministry of Education), College of Resources & Environment, Southwest University,
Chongqing 400716, China
2 Neijiang Institute of Environment Science, Sichuan 641100, China
3 Chongqing Environmental Sanitation Monitoring Department, Chongqing 401121, China
Abstract: The manner of straw returning is a double-edged sword for cropland ecosystems because it can not only return
nutrients for crop, enhance the soil fertility and lessen the use of chemical manures correspondingly, but also it may result
in nonpoint source pollutants such as N, P and COD, which were released to water system in the process of its
decomposition. How huge is the potential effect of the nonpoint source pollution when straws were applied to paddy fields?
In this research, the simulated experiment under submerging condition was conducted to investigate the direct releasing
characteristic of nonpoint source pollutants involving N, P and COD in the process of two methods about returned strew to
soil such as surface cover ( SC) and strew burying ( SB). The results taking a period of 38 days showed that under
submerging condition, the concentration of TN in surface water was decreased continuously, while TP, COD was increased
urgently or slowly and then decreased continuously, respectively. The releasing intensity of TN was higher than that of TP,
while the releasing speeds of TN and COD decreased continuously, except that the releasing speed of TP increased slightly
at the beginning of submerging. The concentration of nonpoint source pollutants in the covering water of SC was more than
that of SB, and it was increasing with the application amount. From the perspective of controlling the agricultural nonpoint
source pollution, the appropriate time for TN prevention was in the initial stage of submerging, while the time for the TP
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and COD prevention was in 1—3 weeks after submerging. The strew burying was the friendly method. The above conclusion
could provide the scientific basis for determining the negative effect of straw manure reasonably and limiting the nonpoint
source pollution resulted from the returned straws to soil.
Key Words: returned straws to soil; release; nitrogen; phosphorus; COD
秸秆还田对于农田生态系统是一把“双刃剑”,即在为作物归还养分、增加土壤肥力,相应减少化肥施用
水平的同时,也会因不规范利用,使得秸秆在自然分解过程中向水环境无序排放 N、P、COD等物质,从而不自
觉地构成了农业面源污染的重要组成部分。 以前人们更多的是关心秸秆还田的正面效应,而较少关注其负面
影响。 秸秆还田对农业面源污染的影响研究虽然也有报道,但大多集中在秸秆还田后对土壤 N、P 流失的间
接影响[1-3]以及秸秆腐解过程中养分的释放特征及其对土壤肥力的影响[4-16],而较少系统研究还田秸秆本身
对 N、P、COD等面源污染物的直接释放[17-20]。 有研究表明,各种途径施入到土壤中的氮素当季利用率仅有
30%—40% ,约 37%—82%氮素通过表层水流失进入水体[21],秸秆作为一种有机肥进入水田后,通过表层水
流失而造成面源污染的潜力到底有多大? 为了回答这一问题,本文拟通过模拟试验,定量研究淹水条件下不
同秸秆还田行为对 N、P、COD面源污染物的直接释放特征,为合理界定秸秆还田的正、负效应,建立以秸秆还
田为代表的资源节约型施肥制度提供科学依据。
1 材料与方法
1. 1 供试材料
秸秆取自于西南大学农场收获后的小麦作物,风干、粉碎至 5 cm,其 TOC、TN、TP 含量分别为 451、5. 46、
0. 33 g / kg。 紫色土采自西南大学校园水稻土,风干、过筛 5 mm,其 pH值 8. 22、有机质 25. 18 g / kg、全氮 0. 271
g / kg、有效氮 44. 75 mg / kg、全磷 0. 510 g / kg、有效磷 12. 56 mg / kg。
1. 2 试验方法
试验为 2 组 6 个处理,即还田方式为覆盖、翻埋,还田量为 0、2% 、6% (相对于土壤质量),分别记为 CK、
SC2% 、SC6% 、SB2% 、SB6% 。 在上底 Φ20 cm、下底 Φ15 cm、H30 cm的聚四氟乙烯容器内,装入 2. 5 kg 风干
土和相应的麦秆,加入 5 L蒸馏水,保持淹水 5 cm,表面覆盖具孔塑料薄膜,以减少水分蒸发。 分别在第 3、6、
12、18、24、27、31、38 天虹吸抽取少量上覆水,考察其中 TN、TP、COD的变化情况;同时以等量水进行补充。 试
验重复 3 次。
图 1 淹水条件下上覆水中 TN浓度变化
Fig. 1 The variation of TN in surface water unde the submerge
SC:覆盖 Straw Cover; SB:翻埋 Straw Bury
1. 3 测试方法
水样 TN用碱性过硫酸钾消解-紫外分光光度法(GB11894- 89),TP 用硫酸钾消解-钼锑抗分光光度法
(GB11893-89),COD用重铬酸钾法(GB11914-89)。
2 结果
2. 1 上覆水中 TN、TP、COD浓度的变化特征
淹水后,上覆水中 TN、TP、COD 浓度变化趋势明显
不同(图 1—图 3)。 TN 表现为淹水后持续下降,TP 表
现为急促上升,再持续下降,而 COD 则表现为缓慢上
升,再持续下降。 不过 3 种污染物的浓度均表现为
SC6% >SC2% >SB6% >SB2% (分析数据中均以扣除 CK
背景,下同),即在不同秸秆还田方式中,秸秆覆盖的浓
度高于秸秆翻埋;同一方式中,还田量越大,浓度越高。
图 1、图 2 可以发现,上覆水 TN、TP 浓度高出地表
水水质标准 10 倍以上,可能与秸秆还田量较高和没有
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考虑植物对 TN、TP 的吸收等因素有关。 尽管如此,实际情况中我们仍需注意上覆水 TN、TP 的高风险性。
图 2 淹水条件下上覆水中 TP浓度变化
Fig. 2 The variation of TP in surface water unde the submerge
图 3 淹水条件下上覆水中 COD浓度变化
Fig. 3 The variation of COD in surface water unde the submerge
进一步地,对上述趋势进行曲线拟合(表 1),发现,TN 符合线性方程 y = a+bt,而 TP、COD 则符合抛物线
方程 y=a+bt+t2。 从表 1 中可以看出,对于 TN,截距 a表示上覆水中初始浓度,即可能造成面源污染的理论最
大危害浓度。 比较参数 a,发现覆盖秸秆的危害浓度与还田方式、还田量密切相关,表面覆盖秸秆的浓度远大
于翻埋,方差分析显示达到了极显著水平。 同时随着还田量的增加,上覆水 TN的浓度也逐渐提高,尤其在表
面覆盖处理中表现得更为显著。
表 1 淹水条件下 TN、TP、COD浓度的拟合方程
Table 1 The fitting equation of concentration of TN, TP and COD in surface water
处理
Treatment
y=a+bt+ct2
a b c R2
峰值
Summit value
浓度 Concentration
/ (mg / L)
时间 Time
/ d
TN SC2% 25. 6350 -0. 7039 0. 839 25. 63
SC6% 58. 4320 -1. 0445 0. 895 58. 43
SB2% 5. 1324 -0. 0681 0. 951 5. 13
SB6% 7. 8990 -0. 1269 0. 828 7. 90
TP SC2% 1. 1854 0. 0263 -0. 0016 0. 530 1. 29 8. 3
SC6% 2. 7718 0. 1750 -0. 0066 0. 714 3. 93 13. 2
SB2% -0. 0122 0. 0052 -0. 0001 0. 595 0. 05 22. 8
SB6% 0. 1437 0. 0034 -0. 0002 0. 564 0. 16 9. 5
COD SC2% 613. 7077 16. 5643 -0. 8157 0. 573 697. 80 10. 2
SC6% 1142. 3372 121. 1332 -3. 7360 0. 861 2124. 22 16. 2
SB2% -33. 0979 10. 3255 -0. 2150 0. 750 90. 87 24. 0
SB6% -21. 2571 8. 7069 -0. 1816 0. 792 83. 08 24. 0
线性方程(y=a+bt)中的参数 a为截距(初始时刻的 TN浓度),b为直线斜率,所有斜率均为负数,意味着
TN浓度为单调下降。 b的绝对值表示下降速率,显然下降速率也与还田方式、还田量密切相关,表面覆盖秸
秆的下降速率几乎高出翻埋处理一个数量级。 同时随着还田量的增加,上覆水 TN 的下降速率也逐渐加快,
尤其在翻埋处理中表现得更为显著。
至于 TP 和 COD的拟合抛物线(y=a+bt+ct2)中,a 为截距(初始时刻的 TN 浓度),b、c 分别为一次项、二
次项常数。 可以根据方程计算出上覆水中的浓度峰值及其到来时刻(表 2)。 TP 的峰值也表现为覆盖秸秆大
于翻埋处理;还田量增加 3 倍,TP 峰值也几乎同比例增加。 不过峰值出现的时间变化规律不甚明显,大体上
表现为 SC2%
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表 2 淹水条件下秸秆面源污染物释放强度
Table 2 Release capacity of TN and TP from straw under submerging conditions
处理
Treatment
释放“库”总量 / mg
Release Pool Amount
TN TP
已释放总量 / mg
Released Amount
TN TP
秸秆基释放强度 / (mg / g)
Release Capacity
based on Straw
TN TP
比例基释放强度 / %
Release Capacity
based on Ratio
TN TP
SC2% 273. 00b 16. 50b 20. 821b 0. 746b 0. 416b 0. 015b 7. 63b 4. 52b
SC6% 819. 00a 49. 50a 121. 467a 3. 949a 0. 810a 0. 026a 14. 83a 7. 98a
SB2% 273. 00b 16. 50b 15. 653b 0. 136c 0. 313b 0. 003c 5. 73b 0. 82c
SB6% 819. 00a 49. 50a 18. 935b 0. 335c 0. 126c 0. 002c 2. 31c 0. 68c
因此从面源污染防治角度出发,秸秆还田的 TN污染防治时间为淹水初期,TP、COD则为淹水后 1—3周。
2. 2 还田秸秆对 TN、TP、COD的释放特征
定义释放强度为一定时间内,单位质量秸秆(秸秆基)所释放的面源污染物质量(mg / g);或者秸秆内所含单
位质量污染物(比例基)释放的污染物的比例(%)。 它们与秸秆的类型、性质密切相关,表征物质的释放潜力。
试验共监测了 8 次上覆水,其中前 7 次从体系中取走的体积是 0. 08 L,最后 1 次的体积为 5. 00 L,因此已
释放总量为:
W =∑
7
i = 1
0. 08ci + 5. 0c8
根据试验条件,2% 、6%还田量的秸秆总质量分别为 50、150 g,再由秸秆中的 N、P 含量计算出释放“库”
总量,在此基础上分别算出第 38 天的秸秆基、比例基的释放强度(表 2)。 从表 2 总体看出,淹水条件下秸秆
对 TN、TP 的释放强度特征:(1)秸秆对 TN的释放强度要高于 TP;(2)对于 TP 而言,表面覆盖处理要远高于
翻埋处理;(3)对于 TN 而言较为复杂,低用量(还田量 2% )下,表面覆盖与翻埋处理差异不明显,但高用量
(还田量 6% )下,表面覆盖处理要高于翻埋处理。 这些说明从防治面源污染角度出发,最有利的还田方式为
秸秆翻埋。
进一步地,将时间动态纳入释放特征,得到释放速率。 定义释放速率为单位时间、单位质量秸秆所释放的
面源污染物质量(mg·kg-1·d-1)。 分别计算还田秸秆对 TN、TP、COD的释放速率,得到释放速率动态变化特征
(图 4—图 6),发现:(1)除了 TP 在淹水初期释放速率有所提高外,TN与 COD的释放速率持续下降;(2)释放
速率与秸秆还田方式密切相关,同一时段内,表面覆盖处理的速率要远快于秸秆深埋处理;(3)释放速率与秸
秆还田量有一定关系,一般地,还田量越低,释放速率越快。
图 4 淹水条件下秸秆对 TN的释放速率
Fig. 4 Releasing speed of TN from straw under submerging
图 5 淹水条件下秸秆对 TP的释放速率
Fig. 5 Releasing speed of TP from straw under submerging
3 讨论
3. 1 还田秸秆 TN、TP、COD的释放过程探讨
微生物活动是秸秆腐解的主要动力,秸秆处于好气或者嫌气环境引起秸秆释放 TN、TP、COD 差异。
Tenney等研究某些植物残体不同化学组成的分解速率,发现嫌气分解要比好气分解作用缓慢。 本研究中,淹
水状态下,SC处理的秸秆基本上处于好气环境。 淹水初期秸秆分解速度快,可溶性有机氮水解形成氨基酸态
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图 6 淹水条件下秸秆对 COD的释放速率
Fig. 6 Releasing speed of COD from straw under submerging
氮易溶于水,释放 NH+4,此时水溶液中受纳 NH
+
4 累积增
多,相应 TN浓度也会升高。 水溶液中 NH+4 浓度增加到
一定程度,将促使 NH+4 +OH
-→NH3 +H2O 反应的发生,
部分氮素以 NH3 挥发,随后优势群体转变为以异养或
者腐生方式存活的真菌为主。 随着秸秆腐解的进行,上
覆水含氧量减少,反硝化作用逐渐明显,秸秆有机氮分
解转化为 NH+4 -N部分转化 NH3 挥发,水溶液中 NO
-
3 -N
也转化为 NH+4 -N转化为 N2 和 N2O挥发[22],上覆水 TN
浓度开始呈现下降趋势。 而 SB 处理的秸秆没有直接
接触水和大气,处于缺氧或厌氧状态,腐解缓慢,所释放的氮素随蒸散作用从淹水层向上层水移动,造成上覆
水 TN浓度缓慢上升,随后发生氮素损耗,水溶液中 TN浓度下降。
淹水初期,秸秆腐解产生腐殖酸释放到水中,使土壤 pH 值降低,从而使土壤中部分磷酸盐溶解,腐殖酸
浓度越高对磷酸盐溶解速度影响越明显,上覆水中 TP 浓度增加。 但随着淹水时间的延长,土壤 pH值逐步回
升,当上覆水磷浓度较大时,原来释放到水的磷重新被土壤吸附,因此导致淹水初期上覆水 TP 磷浓度明显升
高(图 2),随后持续降低,各处理呈现抛物线变化。 试验还发现,不同还田方式可造成上覆水 TP 浓度一个数
量级的差异,这与玄武湖沉积在好气和厌气条件下磷释放的结果一致[23]。
上覆水中 COD浓度变化趋势与磷类似,也呈抛物线。 一方面,COD 是微生物在分解有机物料中半纤维
素、纤维素等组分的产物,但同时它又是微生物本身所依赖的碳源与能源。 因此秸秆降解过程中的 COD是原
水溶性有机质的分解和半纤维素、纤维素等降解的动态平衡结果。 秸秆分解过程中 COD 的变化与微生物的
活性有关。 COD可作为微生物的碳源来促进微生物的周转,而微生物在周转过程中又通过分解有机物料以
及本身的新陈代谢、死亡来增加 COD的含量。 所以,COD与微生物之间是一种相辅相成的关系。 淹水初期,
微生物较少,此时上覆水中的 COD主要是秸秆中原有 DOC的自然溶出,因此 COD浓度逐渐升高。 此时微生
物依靠 DOC进行自身繁殖,同时又降解秸秆中的半纤维素、纤维素以及水溶液中的 COD,造成上覆水 COD的
持续下降。 另一方面,施入秸秆,上覆水 COD随腐解过程发生耗氧和充氧反应,模拟水田环境隔绝大气与土
壤的 O2 交换,秸秆浸泡在水中,分解产生释放腐殖质,消耗水中的溶解氧,此时上覆水 COD高;腐殖质与水中
DO作用形成光感化物质,经光照作用下形成 H2O2,随可逆反应进行,O2 又被释放出,部分溶解于水中,实现
充氧过程,水环境得到一定改善,此时上覆水 COD浓度降低。
3. 2 试验结果与相关研究的对比分析
很多学者采用尼龙网袋法原位研究秸秆的水田腐解。 戴志刚[15]发现麦秆腐解前快后慢,第 40 天的 N、
P、C的释放率分别为 36. 00% 、50. 00% 、48. 00% ,而经过 124 d的也只有 49. 26% 、59. 93% 、66. 58% 。 秸秆中
N、P、C的快速期分别在 12、16、36 d左右,还田后 36 d内释放的养分以水溶态存在于稻田水中。 陈尚洪[11]对
麦秆进行面施和翻埋,发现氮的释放较慢而磷较快,还田 90 d,面施和翻埋处理中氮的释放率分别 23. 88%和
10. 75% ,磷分别为 49. 53%和 58. 77% 。 李逢雨[13]直接覆盖还田,发现麦秆还田后腐解速率表现为前快后
慢,100 d的累计腐解率为 66. 18% 。 由于尼龙网袋法的释放率是根据试验前后网袋中秸秆的养分含量计算
所得,它强调的是埋入土壤秸秆本身的腐解释放过程,是一种内在释放“潜力”,而本研究中,秸秆释放养分
后,一部分被土壤固定,只有很少一部分水溶性较强的物质进入到上覆水,是面源污染的表观能力,即尼龙网
袋法的释放率是基于土壤全部养分释放,而本研究中的释放率是基于秸秆养分释放到上覆水的溶解性养分,
因此尼龙网袋法的释放率远高于本研究结果。
李凤博[18]通过盆栽试验,发现秸秆还田后上覆水 TN、NH+4 -N 浓度迅速增加,随后下降较快。 TN、NH
+
4 -N
分别在第 1 天、第 2 天达到高峰。 秸秆还田有效地降低了水稻土上覆水氮素含量,秸秆深埋处理有利于土壤
对氮素吸收,使氮素的流失几率降低,流失潜能趋势大大减小,因此认为秸秆还田后 1 周内是控制表层水氮素
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流失的关键时期。 杨志谦[4]发现,秸秆还田在增加土壤 TN 的同时,明显地提高了土壤总水解 N 含量并使总
水解 N占土壤 TN的比例,而土壤总水解 N即为上覆水 TN的主要来源。 代静玉[24]研究了几种有机物料在分
解期间 DOC的动态变化,发现未分解时 DOC的溶出量最大,随后 DOC溶出量逐渐减少,21 d 后出现溶出峰,
35 d后 DOC的含量与化学组成都已趋于稳定,表明已进入难分解物质的缓慢分解阶段。 这些试验结果与本
研究具有较大的相似性。 比较例外的是,陈永新[6]认为秸秆面施的释放速率比深施慢,面施 10d 后秸秆中的
N、P、TOC的释放速率分别为 6. 85% 、84. 00%和 54. 04% ,而深施则分别达到 18. 80% 、87. 33%和 62. 74% ,其
中原因有待进一步分析。
4 结论
淹水条件下,上覆水 TN浓度表现为淹水后一直持续下降,TP 表现为急促上升后再持续下降,而 COD 则
为缓慢上升后再下降。 秸秆对 TN 的释放强度要高于 TP;除了 TP 在淹水初期释放速率有所提高外,TN 与
COD的释放速率持续下降。 秸秆覆盖时的面源污染物浓度高于秸秆翻埋;相同还田方式中,秸秆还田量越
大,面源污染物浓度越高。 从面源污染控制角度出发,淹水条件下秸秆 TN 防治的最佳时间为淹水初期,TP、
COD为淹水后 1—3周;最友好的还田方式为秸秆翻埋。
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0681 生 态 学 报 32 卷
ACTA ECOLOGICA SINICA Vol. 32,No. 6 March,2012(Semimonthly)
CONTENTS
Quantitatively monitoring undergoing degradation of plateau grassland by remote sensing data: a case study in Maqu County,
Gansu Province, China ZHOU Jianhua, WEI Huaidong, CHEN Fang, et al (1663)……………………………………………
Using periphyton assemblages to assess stream conditions of Taizi River Basin, China
YIN Xuwang,QU Xiaodong,LI Qingnan,et al (1677)
…………………………………………………
………………………………………………………………………………
Water-holding capacity of an evergreen broadleaf forest in Ailao Mountain and its functions in mitigating the effects of Southwest
China drought QI Jinhua, ZHANG Yongjiang, ZHANG Yiping, et al (1692)……………………………………………………
The relationship between protistan community and water quality along the coast of Qingdao
YANG Jinpeng, JIANG Yong, HU Xiaozhong (1703)
……………………………………………
………………………………………………………………………………
Simulation of effects of warming on carbon budget in alpine meadow ecosystem on the Tibetan Plateau
QI Weiwei,NIU Haishan, WANG Shiping,et al (1713)
………………………………
……………………………………………………………………………
Features of leaf photosynthesis and leaf nutrient traits in reservoir riparian region of Three Gorges Reservoir, China
JIE Shenglin,FAN Dayong,XIE Zongqiang,et al (1723)
…………………
……………………………………………………………………………
Spatio-temporal distribution of fish in the Pengxi River arm of the Three Gorges reservoir
REN Yuqin, CHEN Daqing, LIU Shaoping, et al (1734)
……………………………………………
…………………………………………………………………………
Analysis on allelochemicals in the cell-free Filtrates of Amphidinium carterae
JI Xiaoqing, HAN Xiaotian, YANG Baijuan, et al (1745)
…………………………………………………………
…………………………………………………………………………
Effect of starvation on expression patterns of the MYP gene in Strongylocentrotus intermedius
QIN Yanjie, SUN Bolin, LI Xia, et al (1755)
…………………………………………
………………………………………………………………………………………
Habitat selection of feral yak in winter and spring in the Helan Mountains, China
ZHAO Chongnan, SU Yun, LIU Zhensheng, et al (1762)
……………………………………………………
…………………………………………………………………………
Using cellular automata to study patchy spread in a predator-prey system YANG Li, LI Weide (1773)………………………………
Effects of insect-resistant transgenic Bt rice with a fused Cry1Ab+Cry1Ac gene on population dynamics of the stem borers, Chilo
suppressalis and Sesamia inferens, occurring in paddyfield LI Zhiyi, SUI He, XU Yanbo, et al (1783)…………………………
Effect of spectral sensitivity and intensity response on the phototaxis of Frankliniella Occidentalis (Pergande)
FAN Fan, REN Hongmin, LU Lihua, et al (1790)
………………………
…………………………………………………………………………………
The synergistic action and UV protection of optical brightener on three different geographic isolates of Asian Gypsy Moth
Nucleopolyhedrovirus (LdMNPV) WANG Shujuan, DUAN Liqing, LI Haiping, et al (1796)……………………………………
The availability of trace elements in an oasis soil under different utilization intensity in an arid area in China
LI Haifeng, ZENG Fanjiang, GUI Dongwei, et al (1803)
………………………
…………………………………………………………………………
Multivariate regression analysis of greenhouse gas emissions associated with activities and populations of soil microbes in a
double-rice paddy soil QIN Xiaobo, LI Yu′e, SHI Shengwei, et al (1811)………………………………………………………
Distribution characteristics of humus fraction in soil profile for the typical regions in the Loess Plateau
DANG Ya′ai, LI Shiqing, WANG Guodong (1820)
………………………………
…………………………………………………………………………………
N2O emissions from vegetable farmland with purple soil and the main factors influencing these emissions
YU Yajun, WANG Xiaoguo, ZHU Bo (1830)
……………………………
………………………………………………………………………………………
Relationships between carbon source utilization of soil microbial communities and environmental factors in natural secondary
forest in subtropical area, China WANG Yun, OUYANG Zhiyun, ZHENG Hua, et al (1839)…………………………………
Numerical soil classification using fuzzy K-means algorithm and predictive soil mapping at regional scale
LIU Pengfei, SONG Xuan,LIU Xiaobing, et al (1846)
……………………………
……………………………………………………………………………
Releasing characteristics of nonpoint source pollutants from straws under submerging condition
YANG Zhimin, CHEN Yucheng, ZHANG Yun, et al (1854)
………………………………………
………………………………………………………………………
Effects of delayed irrigation at jointing stage on nitrogen accumulation and its allocation, and NO3 -N migration in wheat
WANG Hongguang, YU Zhenwen, ZHANG Yongli, et al (1861)
……………
…………………………………………………………………
Risk division on winter wheat suffering from spring wet damages in Jiangsu Province
WU Hongyan, GAO Ping, XU Weigen, et al (1871)
…………………………………………………
………………………………………………………………………………
Determination of the initial depth of water uptake by roots of steppe plants in restored and overgrazed communities, Inner Mongolia,
China GUO Yuran, WANG Wei, LIANG Cunzhu, et al (1880)…………………………………………………………………
Fine root architecture and morphology among different branch orders of six subtropical tree species
XIONG Decheng,HUANG Jinxue,YANG Zhijie,et al (1888)
……………………………………
………………………………………………………………………
Numerical analysis of inter-specific relationships in Alpine steppe community in Bayanbulak
FANG Fei, HU Yukun, ZHANG Wei, et al (1898)
…………………………………………
………………………………………………………………………………
Analysis of shade-tolerance and determination of evaluation indicators of shade-tolerance in seedlings of Chrysanthemum grandiflorum
and its closely related genera SUN Yan, GAO Haishun, GUAN Zhiyong, et al (1908)…………………………………………
Effect of the parasitic Cuscuta australis on the community diversity and the growth of Alternanthera philoxeroides
WANG Rukui, GUAN Ming, LI Yonghui, et al (1917)
……………………
……………………………………………………………………………
Diversity and community structure of basidiomycete laccase gene from subtropical broad-leaved and coniferous forest ecosystems
based on cDNA cloning CHEN Xiangbi, SU Yirong, HE Xunyang, et al (1924)…………………………………………………
Fine root longevity and controlling factors in subtropical Altingia grlilipes and Castanopsis carlesii forests
HUANG Jinxue, LING Hua, YANG Zhijie, et al (1932)
……………………………
…………………………………………………………………………
Linear programming and optimal distribution of the forest resources based on TM remote sensing images
DONG Bin,CHEN Liping,WANG Ping,et al (1943)
………………………………
………………………………………………………………………………
Urban green space landscape patterns and thermal environment investigations based on computational fluid dynamics
LIU Yanhong, GUO Jinping,WEI Qingshun (1951)
………………
…………………………………………………………………………………
Review and Monograph
Review of the ecological compensation efficiency ZHAO Xueyan (1960)………………………………………………………………
Scientific Note
The effects of petroleum exploitation on water quality bio-assessment and benthic macro-invertebrate communities in the Yellow
River Delta wetland, Dongying CHEN Kai, XIAO Nengwen, WANG Beixin, et al (1970)………………………………………
《生态学报》2012 年征订启事
《生态学报》是中国生态学学会主办的自然科学高级学术期刊,创刊于 1981 年。 主要报道生态学研究原
始创新性科研成果,特别欢迎能反映现代生态学发展方向的优秀综述性文章;研究简报;生态学新理论、新方
法、新技术介绍;新书评介和学术、科研动态及开放实验室介绍等。
《生态学报》为半月刊,大 16 开本,280 页,国内定价 70 元 /册,全年定价 1680 元。
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生 态 学 报
(SHENGTAI XUEBAO)
(半月刊 1981 年 3 月创刊)
第 32 卷 第 6 期 (2012 年 3 月)
ACTA ECOLOGICA SINICA
(Semimonthly,Started in 1981)
Vol． 32 No． 6 2012
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