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期刊信息/Journal information
生态学杂志
中国生态学学会
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中国生态学学会

孙铁珩

月刊

1000-4890

cje@iae.ac.cn

024-83970394

110016

沈阳市文化路72号

生态学杂志/Journal Chinese Journal of EcologyCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊是由中国生态学会主办的学术期刊，也是全国中文核心期刊。读者对象为从事生态学、生物学、地学、林农牧渔业、海洋学、气象学、环保、经济、卫生和城建部门的科研、教学、科技工作者、有关决策部门的科技管理人员及大中专院校师生和中学教师。主要刊登具有创新性和生态学研究论文、专题的综述和评论、研究方法和新技术的应用、学术讨论与争鸣、国内外学术消息和动态、生态学论坛和生态学新书刊介绍等。
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    重金属污染土壤修复研究进展:原理与技术

    王泓博苟文贤吴玉清李伟...
    2277-2288页
    查看更多>>摘要：土壤重金属污染已经成为全球主要的环境污染类型之一,极大危害环境质量、人类健康和国家粮食安全.为了降低重金属污染的影响,过去数十年来,基于物理、化学和生物科学的基本知识,开发了各种土壤修复技术,旨在降低重金属浓度或生物利用度.本文对十种土壤修复技术进行了评述,包括封装、填埋、土壤置换、电动修复、热处理、玻璃化、土壤冲洗、稳定/固化、植物修复和生物修复.重点讨论了这些修复技术的原理、适用条件、优缺点、技术可行性.此外,还论述了"自然衰减"这一基于地球科学的重金属污染土壤修复策略.最后,本文就选择合适的修复技术、弥补关键知识差距以及克服实际挑战提出了一些建议.

    重金属土壤污染修复地球科学自然衰减

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    地质高背景地区土壤中不同粒径铁锰结核地球化学特征

    季文兵杨忠芳尹爱经芦园园...
    2289-2301页
    查看更多>>摘要：研究地质高背景地区土壤中不同粒径铁锰结核地球化学特征,有助于厘清岩溶地区土壤中铁锰结核对重金属异常富集的影响及对重金属吸附固定的主控因素.本研究以广西南宁市和崇左市大新县表层土壤大样(0～20 cm)为对象,筛分出不同粒径的铁锰结核(0.3 ～0.5、0.5～1、1～2、2～4、4～6、6～8、＞8 mm)和对应土壤(＜2 mm)样品进行化学分析,研究不同粒径铁结核和锰结核重金属元素变化和主控因素以及重金属(Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn)在铁锰结核和对应土壤中的分布分配规律.结果 显示:铁结核和锰结核中,随着粒径变化,Fe2O3与Cr元素显示同步变化趋势,而MnO2与Cd、Cu、Ni、Pb、Zn等重金属变化趋势同步,重金属元素随粒径变化特点反映了铁锰结核形成及生长过程中铁元素控制着Cr元素的地球化学行为,而锰元素控制着Cd、Cu、Ni、Pb、Zn元素的地球化学行为.通过计算土壤中铁锰结核重金属元素含量的贡献比例,在铁结核中平均贡献比例为Cr (47.76％)＞Cd(24.91％) ＞Pb(18.44％) ＞Cu(16.26％) ＞Zn(14.77％) ＞Ni(10.41％),而在锰结核中平均贡献比例为Cr(45.25％)＞Cd(37.94％)＞Pb(25.86％)＞Cu(15.59％)＞Zn(13.79％)＞Ni(12.15％),说明岩溶区土壤中大部分重金属实际是被固定在铁锰结核中,且生物活性很低.因此,对高地质背景区土壤进行生态风险评价时,应扣除固定在铁锰结核中的重金属,这样才更科学更精确.

    岩溶区铁结核锰结核地球化学行为重金属元素

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    地质高背景地区土壤中铁锰结核形成机理——以广西桂中地区为例

    季文兵杨忠芳尹爱经芦园园...
    2302-2314页
    查看更多>>摘要：地质高背景的岩溶区土壤中普遍发育铁锰结核,且含量远高于非岩溶地区.为了解岩溶区土壤中铁锰结核的成因,选择广西桂中地区土壤(0～20 cm)中的铁锰结核为研究对象,通过光学显微镜(OP)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)及能谱分析(EDS),结合岩溶区复杂的成土过程,对地质高背景地区土壤中铁锰结核的形成过程进行分析.结果 表明:岩溶区土壤中普遍发育两种结核,分别是铁结核和锰结核,宏观上结核呈现次圆状至椭圆状,粒径范围主要为0.5～4.0 mm,且均发育有环带结构和无环带结构结核.锰结核主要是以铁氧化物和锰氧化物为主,而铁结核内部是以铁氧化物为主.据上述结果和岩溶成土过程,提出地质高背景土壤中铁锰结核发育的过程:1)岩溶地区土壤在成土过程中,铁锰等元素发生不同程度的"浓集"作用,为结核的形成提供了丰富的物质来源;2)特殊的季节性干湿交替气候条件导致铁元素和锰元素的交替性沉淀,促进典型环带结构的形成,而无环带结构则可能代表结核形成的早期阶段;3)结核内部的微孔隙结构可以为微生物活动提供空间和物质流动提供通道,特殊气候环境条件富含有机质和微生物可能会促进铁锰结核的形成,最终形成岩溶区土壤中普遍发育的铁锰结核.

    铁结核锰结核成土过程交替性沉淀环带结构浓集作用

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    典型黑色岩系地质高背景区农田土壤-玉米系统重金属富集特征

    陈梓杰肖唐付刘意章邢丹...
    2315-2323页
    查看更多>>摘要：黑色岩系风化是我国西南地区土壤重金属元素环境背景值高的重要原因之一,目前关于黑色岩系高地质背景区农田土壤-农作物系统重金属的富集特征及影响因素的认识仍存在不足.本研究选择重庆市城口县典型黑色岩系高地质背景区为研究区,研究了土壤-玉米系统中的重金属元素总量、生物有效性与迁移富集过程及影响因素.结果 表明,研究区土壤中重金属元素的富集程度为Cd＞Zn＞Cu＞Ni＞Cr＞Pb,Cd、Zn、Cu和Ni含量均高于我国土壤背景值,Cd的平均含量达5.11 mg· kg-1.研究区土壤Cd的污染程度最高(Igeo为1.35 ～7.04),82％的土壤样品达到了重度污染水平,潜在生态风险最高(Er平均值为1534),为该区域的特征污染元素.土壤样品有效态Cd含量为0.001～1.51 mg·kg-1,平均提取率为6.14％,且在酸性条件下随土壤pH增加显著降低,在近中性条件下对pH变化的响应不明显.玉米籽粒对重金属的富集程度低,其中Cd的干重含量为0.001 ～ 1.36 mg·kg-1,超标率为14％,基本处于安全水平.玉米籽粒中重金属含量与土壤重金属总量无明显关系,与有效态的关系在不同pH条件下存在差异.

    黑色岩系镉污染土壤农作物生物有效性

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    桂西北地质高背景区有色金属冶炼对周边土壤重金属污染与生态风险评价

    秦旭芝罗志祥季文兵梁鹏...
    2324-2333页
    查看更多>>摘要：广西碳酸盐岩分布区是典型的土壤重金属地质高背景区,有色金属冶炼活动进一步增强了土壤重金属累积程度,准确区分冶炼活动与地质背景对区域土壤重金属污染的贡献是源解析研究的难点.本文选定广西典型地质背景区某有色金属冶炼区为研究区域,研究了土壤中Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu、Zn、Ni等重金属的分布特征和潜在生态风险,采用溯源方法分析了土壤中重金属的来源及贡献率.结果 表明,研究区土壤主要污染物为Cd、Zn、As和Pb,表层土壤Cd超标程度较重的区域呈强烈生态风险状态.土壤中Cd、Hg、As、Pb、Cu、Zn主要来源为冶炼活动,Cr、Ni主要来源为地质高背景.Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu、Zn、Ni地质背景因素贡献率分别为:4.8％、71.7％、33.6％、31.0％、92.4％、76.5％、27.3％、99.3％;人为影响因素贡献率分别为:95.2％、28.3％、66.4％、69.0％、7.6％、23.5％、72.7％、0.7％.本研究为准确评价碳酸盐岩矿区土壤重金属污染风险,科学制定土壤重金属污染防控对策具有重要的支持作用.

    有色金属冶炼土壤重金属生态风险

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    运积型地质高背景稻田土壤重金属污染和人体健康风险评价

    陈家乐相满城唐林茜张春华...
    2334-2340页
    查看更多>>摘要：为明确运积型地质高背景稻田土壤重金属污染的风险,在广东斗门新会研究区31个点位成对采集根际土壤和水稻样品,测定Cd、Cu、Pb和Zn的含量,采用综合质量影响指数(influence index of comprehensive quality,IICQ)和健康风险评价模型对该研究区农田土壤重金属污染及其人体健康风险进行评价.结果 表明,该研究区土壤处于清洁、亚健康、中度污染和重度污染的比例分别为22.6％、41.9％、3.2％和32.3％.稻米Cd、Cu、Pb和Zn对人体的非致癌风险较小,4种重金属的危险商(hazard quotient,HQ)均值都小于1,相较于其他3种重金属,Cd的非致癌风险最高,但复合重金属危险指数(hazard index,HI)均值在1左右.稻米Cd的致癌风险(carcinogenic risk,CR)指数高于10-4,存在较大致癌风险;稻米Pb致癌风险系数在10-6～ 10-4,致癌风险在可接受范围内,儿童的非致癌风险和致癌风险均高于成人.上述结果可为运积型地质高背景研究区的水稻安全生产和土壤污染风险控制提供数据支撑.

    运积型地质高背景重金属综合质量影响指数健康风险

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    区域土壤-水稻籽粒镉耦合关系模型的构建和验证

    陈家乐唐林茜相满城张春华...
    2341-2347页
    查看更多>>摘要：为构建区域土壤-水稻籽粒镉(Cd)耦合关系模型,通过文献调研获取369组数据,采用广义线性回归(GLM)、梯度提升机器(GBM)、随机森林(RF)和Cubist等方法,以文献共有的土壤pH和总Cd含量(Soil_Cd)为自变量、水稻籽粒Cd含量(Grain_Cd)为因变量构建模型,并以实测土壤pH、Soil_Cd和Grain_Cd数据验证,分析比较不同模型的预测能力.结果 表明:GLM、GBM、RF和Cubist模型的性能接近,其决定系数R2都在0.5左右,但RF模型对实测数据的拟合效果最好(R2=0.534).因此,基于机器学习的RF模型能在区域尺度合理预测稻米Cd含量.

    土壤水稻镉耦合关系模型机器学习

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    田间水分管理和硅肥施用阻控水稻对镉和砷的积累

    姚保民王树卿李刚孙国新...
    2348-2356页
    查看更多>>摘要：广西壮族自治区是我国水稻的主要产区之一.由于碳酸盐岩广泛出露,土壤Cd和As的高含量往往由地质高背景引起.有机Si肥料是一种新型的Si肥,可有效降低植物中重金属积累,但以前的研究主要集中在盆栽实验,对田间小区实验和大田实验效果了解甚少.本研究通过为期1年(2个生长季节)的田间小区水分管理和有机Si施用实验以及大田Si肥施用实验,探究不同农艺措施对Cd、As共污染阻控能力.结果 表明,早稻大米中的Cd浓度(0.33±0.04 ～ 0.43±0.11 mg·kg-1)明显低于晚稻(0.77±0.02～ 1.27±0.13 mg·kg-1),而籽粒中As浓度(0.44±0.01 ～ 0.49±0.06 mg·kg-1)明显高于晚稻(0.10±0.01 ～0.10±0.02 mg·kg-1).Si肥施用能有效降低水稻Cd积累,但对As的阻控效果不显著.另外,晒田会导致晚稻籽粒中Cd浓度升高22％.大田实验进一步证实了Si肥的施用可以使早稻中Cd浓度降低56％,晚稻降低53％.因而,稻田全生育期淹水,同时施加Si肥,可以有效阻控水稻对Cd的积累.

    Si肥镉砷复合污染水稻田间实验

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    不同演替阶段马尾松林林分空间结构对物种多样性的影响

    张亚昊佃袁勇黄光体刘晓阳...
    2357-2365页
    查看更多>>摘要：为了探究马尾松人工林在不同演替阶段下林分空间结构和物种多样性的变化规律以及林分空间结构与物种多样性的关系,根据典型抽样方法,依据演替序列设置18块样地,其中马尾松纯林阶段、马尾松针阔混交林阶段和落叶阔叶林阶段各6块样地.使用指标量化方法分别对空间结构和乔灌草不同生活型的物种多样性进行分析,并采用Pearson相关系数法分析二者之间的相关性.结果 表明:(1)演替主要影响林分的树种隔离程度,且随着演替的进行,群落内树种隔离程度增大;(2)演替对物种多样性影响较大,物种多样性符合演替顶极假说,落叶阔叶林物种多样性最为丰富;(3)不同演替阶段混交度是林分物种多样性的主要影响因子,林分物种多样性随着混交度的提高而提高.研究表明:不同演替阶段导致林分树种隔离程度不同,从而影响群落物种多样性的变化;以落叶阔叶林作为该研究区的模板,通过对马尾松人工林进行抚育间伐、补植等措施,提高林分树种隔离程度,有助于提升林分物种多样性,改善生态服务功能.

    人工林演替林分空间结构物种多样性相关性

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    不同密度杉木林乔木层垂直空间及生态系统能量积累与分配

    伍丽华代林利叶义全刘丽...
    2366-2377页
    查看更多>>摘要：为了探究不同林分密度对杉木各个组分热值和群落能量现存量的影响,以福建省三明市福建农林大学莘口教学林场3种造林密度(1800、3000和4500株·hm-2)杉木林为对象,对杉木林生态系统各个组分热值进行测定,并结合生物量数据,研究不同造林密度杉木林生态系统各个组分热值和能量分配情况.结果 表明:在垂直空间上,杉木林树干和树皮能量现存量随高度增加而减小;宿留枯枝和宿留枯叶热值随高度增加而增加,其能量现存量随高度增加表现先增后减趋势;其他组分热值和能量现存量则在不同高度上无明显一致变化规律.不同径级根上,根桩的热值和能量现存量最大,细根热值和能量现存量为最小.杉木林生态系统各个组分热值和能量现存量分配与造林密度关系密切,宿留枯枝、宿留枯叶、凋落物和树根热值随密度的增加而增大,林下植被、鲜枝和鲜叶表现为随密度的增加而减小,树干、树皮则随密度增大呈现先增后减的趋势.随着密度增加,其生态系统能量现存量呈增加趋势;3种造林密度均表现出树干能量现存量占比最大,其次是树根和树皮,其他组分能量现存量占比均低于10％.相关性分析表明:鲜叶、鲜枝、林下植被与林分密度呈显著负相关,其他各组分热值与林分密度无显著相关性.林下植被能量现存量与林分密度呈显著负相关,而宿留枯枝和凋落物与林分密度呈显著正相关,其余组分与林分密度无显著相关性.综合生态、经济和长远考虑,本试验中3000株·hm-2的密度更加有利于充分利用生物资源促进林分生长.

    林分密度杉木人工林能量现存量热值组分

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