农业环境科学学报杂志

农业环境科学学报杂志2020年第7期

• 基于文献计量的国际有机农业生物多样性研究现状与热点分析

  潘扬,席运官,田伟,周可新,陈秋会,高吉喜

  为探究有机农业生物多样性这一领域的研究现状、热点与态势，基于Web of Science数据库，利用文献计量分析方法，对1986-2019年有机农业生物多样性领域研究文献的发文量、研究力量的分布及合作、期刊分布、研究热点和主题等方面进行数据挖掘和可视化分析。研究表明：检索到的文献最早发表于1996年，2005年之前此领域处于初步发展期，2005年进入稳步增长期，文献数量总体呈逐年增多的趋势。研究主要集中在欧洲和北美发达国家，如德国、美国、英国和瑞典等；发文量最多的机构是法国国家农业研究所和瑞典农业科学大学；学者Tscharntke T发文量最多，近5年Batáry P发文量较多；刊文量最多的期刊是《Agriculture Ecosystems&Environment》《Journal of Applied Ecology》和《Sustainability》，刊文量前16的期刊中《Journal of Applied Ecology》影响因子最高（6.533）。德国和英国与其他国家合作交流频繁，瑞典农业科学大学和慕尼黑工业大学是机构合作网络的两个中心，Tscharntke T和Bommarco R等较多学者表现出紧密合作的学术形式。通过关键词共现分析发现，国际研究热点从仅关注种植模式对生物多样性影响的基础性研究，逐步拓展到不同尺度或景观复杂性对有机农业生物多样性和生态系统服务影响的应用型研究。我国研究起步较晚，发文量和篇均被引频次等与欧美国家还存在差距，但近5年发文量增长较快，具有良好的发展趋势。今后此领域仍将是全球有机农业研究和实践的热点方向，涉及多尺度、多学科交叉融合的基础性研究和地域性应用研究仍是未来研究的重点。

• 稻鸭共作中CH4和N2O排放规律及影响因素

  温婷,赵本良,章家恩

  稻鸭共作是目前稻田种养中的一种典型模式，其主要特点是利用鸭子在稻田内的活动，实现经济效益和生态效益的双赢。鸭子的存在丰富了生物多样性，充分利用了稻田生态位。鸭子的持续运动、觅食、排泄等活动会影响稻田温室气体甲烷（CH4）和氧化亚氮（N2O）的排放和全球增温潜势（GWP）。本文结合稻鸭共作中鸭子对稻田环境的扰动行为，从水体、土壤、CH4和N2O转化功能菌及种植技术等角度，总结探讨了稻鸭共作中温室气体CH4和N2O产生、输送和释放的过程与机理。针对当前稻鸭共作温室气体排放研究中存在的问题，提出了一系列建议和展望，以期为稻田种养温室气体减排的研究提供参考。

• 镉砷在线蚓中的毒物-毒效动力学过程及定量模拟

  李敏,龚冰,黄雪莹,肖雪,何尔凯,仇荣亮

  为探讨土壤污染物重金属镉（Cd）和类金属砷（As）在陆生生物体内的动态累积及毒性效应过程的差异性和规律性，以线蚓（Enchytraeus crypticus）为研究对象，以Cd和As为目标金属，采用室内试验和模型拟合手段定量描述两者的毒物动力学和毒效动力学过程。结果表明：线蚓体内Cd、As的累积量随着暴露浓度及时间的增加而不断上升并逐渐趋于平衡，Cd、As在暴露期间最大的累积量分别为459.6、32.91 mg·kg-1；拟合得到的Cd总吸收速率常数Ku（1.761 mg·kg-1·d-1）显著大于As（0.102 mg·kg-1·d-1），Cd总排出速率常数Ke（0.015 d-1）小于As（0.287 d-1）；Cd、As对线蚓的毒性作用随着暴露时间的增加而增强，基于体外暴露浓度计算的半数致死浓度（LC50）随时间的增加而降低，并在暴露约7 d后达到平衡，其最终半数致死浓度（LC50∞）分别为0.314、1.253 mmol· L-1；进一步基于体内浓度计算其体内半数致死浓度（LC50inter），发现As的LC50inter值基本不受暴露时间的影响，而Cd的LC50inter值随着暴露时间的增加而上升，基于不同暴露时间下体内浓度和毒性数据整体拟合得到总的LC50interCd（468.8 mg·kg-1·d-1）显著大于LC50interAs（26.65 mg·kg-1·d-1）。整体上，Cd和As在线蚓体内的累积和毒性均受到时间的影响；Cd的累积能力显著强于As，基于体外暴露浓度时毒性强度Cd大于As，而体内累积的As则呈现更强的毒性效应；As的体内浓度和其动态毒性效应有很好的相关性（R2=0.75），而Cd的体内浓度不能很好地预测其毒性（R2=0.57），说明其体内浓度不能完全代表产生毒性的生物有效浓度。

• 卤代阻燃剂和镉对旱稻种子萌发和生长的影响

  江秀兰,谢慧,常晓云

  为探讨卤代阻燃剂四溴双酚A（TBBPA）和得克隆（DP）与重金属镉污染土壤对旱稻种子萌发及生长的影响，选用原旱稻3号种子为模式材料，采用土壤染毒法进行种子萌发试验。结果表明DP、TBBPA和镉对原旱稻3号种子萌发和幼苗生长具有抑制作用，且存在明显的剂量-效应关系，DP、TBBPA和镉对根伸长的EC50分别为250.40、124.75 mg·kg-1和133.41 mg·kg-1，对芽伸长的EC50分别为645 265.53、244.52 mg·kg-1和81.80 mg·kg-1。卤代阻燃剂和镉增强了本品种种子根系的活力；TBBPA、DP、镉和三者复合污染处理脯氨酸分别比对照增加了51.03%、4.91%、42.52%和86.35%；TBBPA和DP具有促进植物可溶性蛋白质生成的作用，比对照分别增加了36.55%和5.86%，镉和复合污染均抑制了水稻幼苗可溶性蛋白质的生成，抑制率分别为28.86%和15.09%；镉具有抑制水稻体内可溶性糖生成的作用，抑制率为8.41%，而阻燃剂和复合污染具有促进水稻体内可溶性糖生成的作用。原旱稻3号幼苗对镉具有一定的积累作用，而两种阻燃剂在幼苗中残留量较低。研究表明DP、TBBPA和镉对原旱稻3号种子萌发和幼苗生长均具有一定的抑制作用，而幼苗通过调节细胞中脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白质等物质的含量来提高对胁迫的耐受性。

• 种植制度对水稻籽粒铅、镉含量的影响

  罗芬,张玉盛,周亮,田伟,肖峰,张小毅,敖和军

  为比较不同种植制度对水稻籽粒铅、镉含量及变化的影响，从2016年开始，在衡阳和岳阳地区实施为期3 a的大田定位试验，探究稻-稻-紫云英、稻-稻-冬闲和稻-稻-油菜3种不同种植制度下，水稻籽粒中铅和镉含量的高低及其变化趋势。结果表明，各种植制度的水稻籽粒铅、镉含量变化呈现出先升高后降低的趋势。实施种植制度3 a后，相比于稻-稻-冬闲，稻-稻-油菜种植制度显著降低了早稻和晚稻籽粒镉含量，平均降低幅度分别为23.90%和47.30%，稻-稻-紫云英和稻-稻-冬闲之间没有显著差异；相比于其他种植制度，稻-稻-紫云英种植制度会显著提高早稻和晚稻籽粒中铅含量，平均提高幅度分别为50.42%和80.49%，稻-稻-冬闲和稻-稻-油菜之间没有显著差异。研究发现，与种植第一年相比，3 a后稻-稻-油菜种植制度能够显著提高衡阳和岳阳的土壤pH（增幅分别为8.60%和10.33%），并显著降低土壤有效态铅含量（衡阳地区除外）和有效态镉含量，稻-稻-紫云英种植制度会增加土壤的有效态铅含量（增幅分别为17.51%和13.32%）。从季别来看，湖南地区水稻品种早39在晚稻季收获的籽粒镉含量要显著高于早稻季118.93%~429.11%，而在早稻季收获的籽粒铅含量要显著高于晚稻季10.71%~59.20%。综合考虑，在南方重金属污染的多熟制地区，应选择稻-稻-油菜种植制度作为主流的种植制度。

• 生物炭与水分管理耦合对晚稻镉迁移与积累的影响

  王义,王勃然,周文涛,祝志娟,刘莉,祝博文,傅志强

  选择中度镉污染稻田，以晚稻品种H优518为试验材料，采用前干后淹（W1）、前淹后干（W2）、长期淹水（W3）、常规水分管理（W4）4种水分管理方式为主处理，施用4个水平（C1-5 t·hm-2、C2-7.5 t·hm-2、C3-10 t·hm-2、C4-0 t·hm-2）的生物炭为副处理，通过大田裂区试验研究生物炭与水分管理耦合对土壤pH以及晚稻镉吸收、迁移与积累的影响。结果表明：16个处理的pH均有上升，上升幅度在0.65~1.37个单位，W3-C3上升幅度最大，达到1.37个单位；各处理中，W3-C3对糙米镉含量降低效果最为明显，与对照（W4-C4）相比，糙米中镉含量降低了59.10%，含量为0.18 mg·kg-1，同一主处理中，各器官镉含量均呈现随着施炭量增加而下降的趋势；各处理均能够减弱镉在水稻器官间的转运能力，与对照相比，水稻吸收的镉由根部向糙米、由茎叶向糙米的转运系数下降最多的处理分别为W3-C3、W3-C2，下降幅度分别为38.48%、27.03%；经过处理，糙米镉积累量显著降低，积累量最低的处理为W3-C3，与对照相比，下降幅度为53.44%。综上，长期淹水与生物炭耦合能有效抑制晚稻对镉的吸收、迁移与积累，在长期淹水条件下，生物炭施用量为10 t·hm-2时降镉效果最为明显。

• 混合淋洗剂对污染土壤中重金属的去除及植物生长的影响

  郭晓方,韩玮,赵国慧,张桂香,何秋生

  以重金属污染水稻田土壤为研究对象，采用盆栽试验，研究EDTA和混合试剂（EDTA、GLDA、柠檬酸）7次淋洗后土壤理化性质、重金属含量、赋存形态等的变化，并在淋洗后的土壤中种植三季作物。通过分析各季作物生物量以及地上部和地下部重金属含量，评价其农用价值，以期达到多种重金属污染农田土壤的修复及安全农用目的。结果表明：与EDTA处理相比，混合试剂（MC）对土壤中Cd、Pb、Cu和Zn也有较好的去除率，分别为44.30%、28.78%、26.44%和11.49%，且第二次淋洗土壤中重金属去除率最高；此后重金属的去除率随着淋洗次数的增加持续降低。淋洗处理降低了小白菜生物量，提高了小白菜地上部和地下部重金属含量。与对照相比，淋洗处理玉米的生物量差异不显著，然而玉米地上部Cd、Pb和Zn含量显著降低，所有处理两季玉米地上部重金属含量均低于国家饲料卫生标准。研究表明，与EDTA处理相比，MC处理土壤重金属乙酸铵提取态含量较低，对植物生长影响较小，是一种修复多种重金属污染土壤的较为温和的淋洗剂。

• 长期不同施肥对钙质紫色水稻土重金属累积及有效性的影响

  刘灿,秦鱼生,赵秀兰

  为探讨长期不同施肥对石灰性紫色水稻土重金属累积及有效性的影响，以四川省农业科学院土壤肥料研究所长期定位试验为依托，研究了8种不同施肥条件下[不施肥（CK）、氮肥（N）、氮磷肥（NP）、氮磷钾肥（NPK）、有机肥（M）、有机肥+氮肥（M+N）、有机肥+氮磷肥（M+NP）和有机肥+氮磷钾肥（M+NPK）]土壤理化性质、重金属全量及有效量的变化。结果表明：长期施用氮磷、氮磷钾肥会降低土壤pH、CEC含量，提高土壤有机质、碱解氮及速效磷含量，改善土壤肥力，且与有机肥配施效果更优。长期施用化肥，土壤Fe、Mn、Cu、Zn、Pb和Cd含量变化不明显，有机肥及其与化肥配施后土壤Fe、Mn、Pb含量变化也不明显，Cd略有增加，Cu、Zn含量显著提高，但均低于我国农用地土壤环境质量风险筛选值（GB 15618-2018）。化肥对Cu、Zn、Pb和Cd的有效量影响不明显，磷肥可显著提高有效Fe含量，降低有效Mn含量，而有机肥提高Cu、Pb、Cd有效量，对其有活化效应。相关分析结果表明，土壤重金属有效量与理化性质、元素总量间的相关性因元素的不同而异。研究表明，长期施用化肥及有机肥不会造成石灰性紫色水稻土重金属含量超标的风险。

• 小麦秸秆还田量对土壤Cd有效性及水稻Cd亚细胞分布的影响

  黄界颍,武修远,佟影影,曹森,高越,杨卉艳

  为研究小麦秸秆还田量对水稻镉（Cadmium，Cd）亚细胞分布的影响，本文采用盆栽试验的方法，研究了小麦秸秆半量（Half dose wheat straw，HDWS）、全量（Full dose wheat straw，FDWS）还田对土壤有效态Cd及水稻Cd亚细胞分布的影响。结果表明，小麦秸秆还田降低了水稻苗期与分蘖期根部细胞壁（F1）、细胞器（F2）和可溶性物质（F3）中的Cd含量（比对照降低11.0%~51.1%），但提高了灌浆期和成熟期根部F1、F2和F3中的Cd含量（10.1%~35.5%）。同时，小麦秸秆还田显著降低了灌浆期和成熟期水稻茎部F1、F2中的Cd含量（31.3%~47.4%），亦显著降低了分蘖期和灌浆期茎部F3中的Cd含量（49.4%~51.1%）；HDWS和FDWS较CK均显著降低了水稻地上部分的Cd总积累量（P<0.05）。小麦秸秆还田通过提高水稻根系细胞壁固定及液泡区隔化作用，显著降低了水稻稻谷中Cd含量，降低了Cd的食品安全风险。根据研究结果，小麦秸秆全量还田更有利于Cd污染土壤上水稻安全生产，且DGT法评估水稻Cd有效性优于化学提取法。

• 凹凸棒石-污泥共热解生物炭对玉米苗期生长特性和重金属富集效应的影响

  陶玲,张倩,张雪彬,周雅琦,孙梦洁,任珺

  利用凹凸棒石和污泥制备7种不同比例（0、5%、10%、15%、20%、25%、30%）的凹凸棒石-污泥共热解生物炭。通过盆栽试验调查凹凸棒石-污泥共热解生物炭对玉米生长和土壤中重金属（Cu、Zn、Pb、Ni、Cd）富集的影响。结果表明：凹凸棒石添加量为15%的凹凸棒石-污泥共热解生物炭显著促进了玉米的出苗率和株高，分别增加了55.87%和24.35%，凹凸棒石添加量为20%时，根长、鲜质量和干质量分别增加了65.57%、79.85%和76.84%。凹凸棒石-污泥共热解生物炭对重金属的富集有显著抑制作用，凹凸棒石添加量为15%时，显著抑制了玉米对Cu、Zn、Ni、Cd的富集，分别减少了55.01%、49.27%、54.87%、41.99%，凹凸棒石添加量为20%时，使重金属Pb的富集量减少了34.01%。凹凸棒石的添加增强了污泥生物炭的钝化功能，为污泥安全利用提供了一种新方法。

• 大宝山污灌区土壤-蔬菜系统重金属污染现状及其风险评价

  曹春,张松,张鹏,刘雨晨,陈勋文,王俊坚

  为研究酸性矿山废水浇灌对土壤-蔬菜体系中重金属的分布特征及迁移特征的影响，进而评估蔬菜摄入带来的健康风险，选取广东省大宝山农田8种蔬菜及其生长土壤作为研究对象，运用植物地下部富集系数（BBCF）和转运系数（TF）分析蔬菜不同部位对Cu、Zn、Cr、As、Pb和Cd的吸收转运能力，使用重金属每日摄入量（EDI）和目标危险系数（THQ）方法进行健康风险评价。结果表明：依据《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准（试行）》（GB 15618-2018），6种重金属超标占比分别为Cu 94.9%、Cd 89.5%、Pb 84.6%、As 69.2%、Cr 10.5%、Zn 10.3%。蔬菜地上部的6种元素含量都超过《食品中锌限量卫生标准》（GB 13106-1991）、《食品中铜限量卫生标准》（GB 15199-1994）和《食品中污染物限量》（GB 2762-2017），其中Cr、Pb、Cd超标严重，蕹菜、小白菜、茄子积累重金属超标最严重。蔬菜的地下部对Cr和Cd有较强的富集能力，存在Cd、Cr的复合污染风险，其中Cd较其他金属元素更容易从蔬菜地下部转运到地上部。健康风险评价结果显示，食用蔬菜造成的平均目标危险系数按大小为THQAs > THQCr > THQCd > THQPb > THQCu > THQZn，As、Cr、Cd总贡献超过87%；儿童摄食蔬菜的重金属健康风险高于成人。研究表明，当地污灌区农田重金属仍超标严重，蕹菜、茄子、小白菜是造成人体健康风险的主要蔬菜品种，建议食用其他低富集蔬菜以降低健康风险。

• 高羊茅对电动-微生物修复石油污染土壤的影响

  孟欣,李刚,高鹏,卞成鹏,郭书海

  通过在电动-微生物修复土壤系统内种植植物（高羊茅），研究植物对污染土壤修复过程中电流变化、土壤微生物数量、活性及污染物去除的影响。实验设置4类处理：（1）电动-微生物修复（EK+BIO）；（2）电动-植物修复（EK+P）；（3）植物-微生物修复（P+BIO）；（4）电动-植物-微生物修复（EK+P+BIO），修复系统运行60 d。结果表明：高羊茅对电动修复系统内电流的衰减具有明显的延缓作用；与未施加电场的处理组相比，施加电场的处理组高羊茅生物量显著提高（P<0.05）；实验进行15 d时，EK+P+BIO组的微生物数量以及脱氢酶活性较初始值分别增加了22.23%和23.36%；30 d和60 d时，各处理组的微生物数量以及脱氢酶活性均有所降低，但EK+P+BIO组测定结果在各处理中始终保持最高水平；EK+P+BIO处理对土壤中总石油烃的去除率达48.21%，显著高于其他处理（P<0.05）。因此，在污染土壤电动-微生物修复系统中，种植高羊茅可有效延缓电流的衰减趋势，为微生物提供有利的根区环境，改善土壤微生物活性，从而提高电动-微生物修复系统中总石油烃的去除率。

• 有机酸对芘在土壤中的吸附影响研究

  彭章,龚香宜,熊武芳,胡宏元,任大军

  有机酸影响有机污染物在土壤中的吸附。通过等温吸附试验，研究了富里酸和柠檬酸对不同有机质含量和组分的土壤吸附芘的影响。试验结果表明，加柠檬酸后，原土土样、去除软碳的H2O2处理土样和不含有机质的灼烧土样的吸附Kd值分别下降了16.42%、31.29%、30.47%；加富里酸后，原土土样、H2O2处理土样、灼烧土样的吸附Kd值分别下降了79.09%、47.77%、46.00%；不加酸时，H2O2处理土样和灼烧土样的吸附Kd值相比原土土样分别下降了73.35%和88.21%。柠檬酸和富里酸对土壤吸附芘的影响不同，柠檬酸在低浓度时促进土壤对芘的吸附，在高浓度时抑制土壤对芘的吸附；富里酸在不同浓度都抑制土壤对芘的吸附，且随着浓度升高，抑制作用越强。另外，有机质含量高或含软碳组分的土壤，富里酸抑制作用强，有机质含量低或只含硬碳或矿物质的土壤，柠檬酸抑制作用强。

• 山西省畜禽粪污土地承载力及粪尿替代化肥潜力分析

  郭彩霞,杨子森,马文奇,焦光月,张建杰

  为明确山西省畜牧业的发展规模，优化畜牧业发展的空间格局，进一步为山西省农牧业实现绿色发展提供科学依据。研究基于农牧生产系统养分平衡的方法，测算了山西省县域尺度的畜禽粪污土地承载力。结果表明，山西省的种植业与畜牧业发展规模在空间上存在一定的错位，种植业发达的地区主要分布在省域南部和中部的区县，而畜牧业发达的地区则分布在省域北部、中部和东南部的区县；山西省当前的畜牧业发展规模折合为2 371.77万猪当量，以粪尿氮作为约束指标，山西畜牧业可发展规模为5 976.01万猪当量；以粪尿磷（纯磷，下同）作为约束指标，山西畜牧业可发展规模为7 212.27万猪当量。综合粪尿氮磷承载力指数结果分析，超载区域主要分布在省域北部种植业欠发达的区县和省城太原周边的区县；全省粪尿氮、磷的有效供给量分别为18.28万t和3.15万t，可以分别有效替代氮、磷肥39.79%和33.21%。无论以粪尿氮或磷作为约束指标，山西畜牧业整体上仍有较大的发展空间，可适度增加畜禽养殖规模，但需要关注城市近郊区县的畜禽粪尿氮磷的环境排放和大中型养殖企业的点源污染问题。在畜禽粪尿养分资源管理策略上，则应考虑优化农牧业生产布局和区域间协同管理。

• 化肥减量替代对华北平原小麦-玉米轮作产量及氮流失影响

  秦雪超,潘君廷,郭树芳,翟丽梅,王洪媛,武淑霞,刘宏斌

  为降低氮素流失风险，提高肥料利用效率，在华北平原采用田间定位试验研究了不同施肥措施对小麦-玉米产量、周年氮素淋溶和径流损失的影响。结果表明，相比当地常规施肥处理（CON），减施氮肥150 kg·hm-2的条件下，单施化肥（RF）和10%比例沼液替代（RFM）不会降低小麦和玉米产量。相较于CON处理的氮素年均盈余量218.1 kg·hm-2，RF和RFM处理氮盈余量分别显著降低了66.7%和55.9%。CON处理总氮平均淋失浓度和年均淋失量分别为33.70 mg·L-1和22.01 kg·hm-2，与之相比，RF处理总氮平均淋失浓度和年均淋失量分别降低了31.45%和30.58%，而RFM处理分别降低了40.65%和43.39%。试验期间径流产流只发生2次，氮素淋溶发生次数和氮损失量远高于径流损失，因此淋溶是氮素流失的主要途径。CON处理总氮平均径流浓度和年均径流流失量分别为23.0 mg·L-1和0.095 kg·hm-2，与之相比，RF处理总氮平均径流浓度和年均径流流失量分别降低了32.9%和30.5%，而RFM处理分别降低了45.5%和50.5%。由于施肥量较高，CON处理氮淋溶表观流失率为4.19%，而RF和RFM处理氮淋溶表观流失率分别降低了2.86%和20.76%。NO3--N是氮素流失的主要形态，分别占淋溶和径流总氮流失量的66.3%和73.3%，其与总氮流失变化趋势一致。综上，化肥减量配施沼液在保证作物产量的情况下，是降低氮素流失的有效措施。

• 大伙房水库控制流域水质变化及污染源识别

  韩爽,夏春龙,王永东,蔡喜运

  为识别大伙房水库控制流域水体水质现状及主要污染因子，通过统计分析2014-2018年大伙房水库控制流域水体的水质数据，采用综合加权指数法和主成分分析方法，开展了大伙房水库控制流域水体水质变化趋势及成因识别研究。结果表明：大伙房水库控制流域水体水质情况总体良好，主要污染因子为总氮和粪大肠菌群。库区水体营养状态整体为中营养，磷限制型，且综合营养状态指数呈逐年下降趋势。水库控制流域水体水质受到地质、气候、农业、畜禽养殖、居民生活等复合影响，主要污染源为农业种植、农村生活及畜禽养殖等农业面源。农业种植源是水体中总氮的主要来源，其贡献总体上先增高再缓慢降低，而农村生活及畜禽养殖源是粪大肠菌群的主要来源，其贡献年际无明显变化。研究表明，大伙房水库控制流域水体中总氮超标严重，主要原因为农业面源污染的氮排放，同时水体中总磷的缺乏限制总氮的去除，加剧了这一现象。

• 汉江上游水体表层沉积物重金属污染特征评价

  宋凤敏,岳晓丽,刘智峰,葛红光,李琛,赵佐平

  为了探明汉江上游干流水体沉积物重金属污染特征及来源，分析了汉江上游干流33个样点沉积物样品中Cd、Pb、Cu、Zn、As、Cr和Ni 7种重金属含量及分布特征，并运用地累积指数法（Igeo）和污染负荷指数法（PLI）评价沉积物中重金属的潜在生态风险。结果表明：汉江上游干流水体表层沉积物中Cd含量超标较严重，有15个样点含量超过土壤重金属的风险筛选值（0.3 mg·kg-1），占总数的45.45%，其余6种金属：Cu、Zn、Pb、As、Cr和Ni所有样点含量均低于风险筛选值。由地累积指数法和污染负荷指数法评价可知：Cd是污染最严重的重金属，达到极强污染水平，Cu、Ni和Cr为中等污染水平，Pb、Zn和As为无污染，汉江上游沉积物重金属的综合污染指数为0.79，属于无污染等级。相关性分析和主成分分析表明，Cu、As和Cr来源于本身岩石构成，Pb、Zn和Cd主要来源于矿产开发和冶炼活动，Ni的存在既有本身区域矿物质影响存在，也有区域人为活动的贡献。汉江上游沉积物重金属总体生态污染风险较小，但不能忽视Cd的潜在污染风险。

• 洱海北部表流人工湿地氮截留的长效性及影响因子

  梁启斌,侯磊,李能发,陈鑫,王克勤

  以洱海北部正常运行10 a的罗时江河口湿地为研究对象，通过开展为期1 a的现场定点监测及文献调研，探讨洱海流域运行1、5、10 a的人工湿地氮截留动态变化及影响因子。结果表明：罗时江河口湿地上覆水无机氮浓度呈现显著干、湿季节分异，干季无机氮浓度显著高于湿季（P0.05）。运行10 a后的罗时江河口湿地对TN、NH4+-N和NO3--N的平均截留效率分别为37.2%、34.6%和29.2%。冗余分析和Pearson相关分析结果显示，上覆水中DO、ρ（NH4+-N）、COD/TN及温度是罗时江湿地氮截留的重要影响因子。研究表明，处于氧化环境的上覆水有利于硝化过程，但不利于反硝化过程，后续湿地恢复、建设、管理中应重点优化湿地中的反硝化过程，以提升氮截留效果。

• 南京地区斑点叉尾鮰养殖池塘水体微生物群落结构研究

  钟立强,王明华,张世勇,姜虎成,陈校辉,朱广伟,边文冀

  微生物群落在水产养殖中起着重要作用，深入了解微生物群落组成及其构建机制对了解池塘生态功能具有重要意义。本研究采用高通量测序技术对南京地区斑点叉尾鮰（Ictalurus punctatus）养殖池塘水体中细菌群落结构特征进行了分析。结果显示，斑点叉尾鮰养殖池塘水体细菌群落结构呈现出明显的季节性变化，整个年度水体细菌群落呈现出连续的演替特征，冬季与春季、夏季与秋季的细菌群落结构较为相似。优势菌群主要为蓝藻门（Cyanobacteria）、放线菌门（Actinobacteria）、变形菌门（Proteobacteria）和拟杆菌门（Bacteroidetes）。环境因子中，总溶解性悬浮物（TDS）、水温（Temp）、酸碱度（pH）、亚硝酸盐（NO2--N）和总有机碳（TOC）与斑点叉尾鮰养殖池塘水体细菌群落结构有显著相关（P0.6）。

• CO2-N2气氛下热解工艺对稻秆生物炭吸附Cd2+的影响

  周红卫,陈振焱,胡超,张亚平,顾东清

  为了获得对镉离子（Cd2+）具有高吸附性能的水稻秸秆生物炭，研究了热解温度、停留时间、升温速率和反应气氛对生物炭特性的影响。以CO2-N2为反应气氛，确定了混合气氛中CO2的比例以及与CO2-N2气氛相匹配的整套热解工艺参数。通过pH、红外光谱（FTIR）和比表面积（BET）等表征手段并结合吸附实验确定了生物炭的性质。结果表明，向反应气氛中添加CO2可使得生物炭具有良好的多孔结构，同时在其表面引入了较多含氧官能团。综合考虑Cd2+的去除率、生物炭产率和成本等影响因素，最终确定了最合理的CO2比率为0.5，与该CO2-N2气氛相匹配的其他参数分别为热解温度800℃、停留时间1 h、升温速率10℃·min-1。在该最佳热解工艺下制备的生物炭，对初始浓度为250 mg·L-1的Cd2+溶液去除率高达96.6%，表明该方法能将农业废弃生物质转化为高附加值产品，并用于处理废水中的Cd。

• 微生物陈化可提升麦秆水热炭对Cd2+吸附性能

  花昀,刘杨,冯彦房,何华勇,杨梖,杨林章,薛利红

  为提升水热炭对Cd2+的吸附性能，使用麦秆水热炭，在厌氧发酵条件下对其进行微生物陈化改良，通过扫描电镜（SEM）、比表面积和孔分析（BET）、红外光谱分析（FTIR）、X射线光电子能谱分析（XPS）等现代技术手段对水热炭微生物改良前后的表面特性进行了系统表征，并通过吸附实验考察了微生物陈化过程对水热炭吸附Cd2+的过程及机制。结果表明：随陈化时间的增加，水热炭的比表面积提升近5倍；pH由酸性逐渐接近中性；水热炭陈化后表面负电荷增多；O/C增加、H/C减少；表面C-C键强度降低，而含氧官能团相对强度增加。微生物陈化过程显著提升了水热炭对Cd2+的吸附能力。微生物陈化水热炭对Cd2+的吸附能力与体系pH值和温度呈正相关。微生物陈化水热炭对Cd2+的吸附机制以化学吸附为主导，主要为单分子层均相吸附；官能团络合、表面静电作用、离子交换、π键配位作用对Cd2+的吸附起到了重要作用。研究表明，微生物陈化处理可显著改变水热炭的孔隙结构并提升对Cd2+的吸附性能。

• 生活污水尾水灌溉对秸秆还田稻田氨挥发的影响

  李梦瑶,王旭刚,徐晓峰,段婧婧,薛利红,杨林章

  通过土柱模拟实验，研究了生活污水尾水灌溉对秸秆还田稻田田面水氮素转化、氨挥发排放以及水稻产量的影响。结果表明：生活污水尾水灌溉显著提高了稻田田面水NO3--N浓度和田面水pH，并显著提高了产量、植株吸氮量和土壤脲酶活性。与清水灌溉处理相比，不施氮肥时生活污水尾水灌溉可使秸秆还田稻田氨挥发累积排放量显著降低35%；正常施氮时生活污水尾水灌溉增加了秸秆还田稻田氨挥发排放总量，但由于显著增加了水稻产量，因此单位产量氨挥发排放量有所降低。由此可见，秸秆还田稻田利用生活污水尾水灌溉，不仅可消纳净化生活污水、替代部分氮肥，还可增加水稻产量、降低单位产量稻田氨挥发排放。

• 极端嗜热功能菌筛选及其促进堆肥腐熟效果研究

  王玉,张晶,曹云,吴华山,黄红英,刘爱民

  本研究采用富集培养方法从不同高温堆肥环境中分离筛选到9株极端嗜热菌，通过16S rDNA序列比对分析确定其分类地位，通过生长特性研究和酶活测定，优选出6株菌株复配成极端嗜热菌剂，采用模拟堆肥方法研究极端嗜热菌剂促进堆肥腐熟效果。结果表明：本研究分离得到的9株菌分别属于土芽孢杆菌属（Geobacillus sp.）、栖热菌属（Thermus sp.）、副土芽孢杆菌属（Parageobacillus sp.）和红嗜热菌属（Rhodothermus sp.）。所分离菌株最适生长温度均在65~70℃；菌株NY-44、D和E的最适生长pH为9.5，属于嗜碱菌；菌株NY-44最适生长盐浓度为20 g·L-1，属于嗜盐菌。土芽孢杆菌和副土芽孢杆菌所产蛋白酶活性相对其他菌株较高，且最适反应温度均不低于80℃。在堆肥30 d时，接种极端嗜热菌剂的处理与未接种相比，种子发芽指数（GI）和胡富比（HA/FA）分别提高了35.9%和21.3%。研究结果表明，接种极端嗜热菌剂能加快堆肥腐熟进程，提高堆肥品质。

• 沼液板式超滤膜预处理试验研究

  杨顾坤,朱洪光,沈根祥,张中华,石惠娴,王旦一,钱晓雍,史建国

  如何降低超滤膜污染程度至最低状态是一项重要课题，为了最大限度地降低浓差极化的影响，通过试验将超滤工艺应用于沼液膜过滤法浓缩液体有机肥工艺，选取某养殖场内沼液，在不同压强下，观察不同压力时板式超滤膜的通量变化和污染物去除、截留情况。结果表明：在0.05~0.25 MPa压力下，板式超滤膜初期通量下降迅速，10~30 min后，膜过滤通量下降变缓并趋于稳定，这一过程与膜通量衰减经验公式吻合较好；板式超滤膜的通量随着压力上升而增高，但增幅逐渐降低，膜截留率与压力变化关系不大，膜对COD去除率较高，约70%，对NH4+-N、K+等小分子物质去除率较差，仅22%~40%，小分子营养物质保留充足；滤出液营养指标为有机质营养0.16%，无机总营养0.217%，N-P2O5-K2O比例为10：1.12：6.04，营养比例关系较好，但有机质含量较低，需采用后续浓缩步骤。研究表明，板式超滤膜滤出液基本符合纳滤、反渗透进水水质离子和pH值等的要求。