土壤健康是陆地生态系统稳定与健康的基础，合理评价土壤健康状况直接关系到农业生产的可持续性、生态环境的稳定以及人类健康。近年来，关于土壤健康的科学研究越来越成为国内土壤科学研究领域的核心热点，但由于生态系统类型的多样性、空间尺度的广泛性、土地利用方式及农业结构的差异性以及土壤生态系统功能的复杂性，科学、精准地评价土壤健康状况面临诸多挑战。在总结土壤健康的内涵与发展的基础上，重点阐述了目前国内外主流土壤健康评价方法，包括基于土壤健康评价基准的方法、康奈尔方法、基于土壤功能的方法、我国耕地质量（土壤健康）评价方法、机器学习和分析诊断的土壤健康评价方法；在此基础上，初步构建了适合我国国情的土壤健康评价框架和通用流程，系统阐述了土壤健康评价结果的应用并深入解析我国土壤健康评价当前存在的问题，提出了未来土壤健康的研究展望，特别强调了多目标协同评价体系的构建、跨生态系统与空间尺度的适应性评价方法的创新以及健康土壤培育技术的研发与应用，以期高质量推进土壤健康研究，从而保护和改善土壤资源，支持农业生产，维护生态环境健康。

科学评价崇明岛农林土壤养分储存状况，阐述其空间分布特征，对于崇明岛农林生态可持续发展具有重要意义。针对上海崇明岛4种主要农林种植方式（粮田、菜田、果园和生态林）及3种代表性土壤类型（水稻土、潮土和滨海盐土），采集0~20 cm土壤样点100个，分析崇明岛农林土壤养分分布特征及其影响因素。结果表明：崇明岛农林土壤pH均值为7.99，电导率（EC）均值为0.56 mS/cm；有机质平均含量为17.29 g/kg，属于中下水平；全氮平均含量为1.91 g/kg，属于丰富水平；全磷平均含量为1.33 g/kg，属于中上水平。崇明岛的农林土壤基本呈碱性，中部的EC较低；土壤有机质含量在南部和中部较高，在东部偏低；全氮含量整体处于较高水平，中部偏高，西部偏低；全磷含量呈现出中部偏高，从南部向东北、东南方向逐步降低的分布格局。不同种植方式下各土壤养分指标均有显著性差异，粮田有机质含量最高，为19.20 g/kg；粮田与菜田全氮含量均较高，分别为2.09、2.17 g/kg；土壤EC与全磷含量表现为菜田>果园>粮田>生态林。不同类型土壤的全氮、全磷含量表现为水稻土>潮土>滨海盐土；潮土的有机质含量最高，为18.00 g/kg，EC最低。崇明岛农林土壤养分分布受种植方式的影响显著，选择粮田种植方式有助于崇明岛农林土壤养分提升。

探讨不同水氮管理对麦田土壤有机碳（SOC）含量、SOC组分及土壤酶活性的影响，对促进SOC库提升和助力“双碳”目标实现具有重要作用。试验设置雨养和灌溉2个灌水处理及3个施氮水平（分别为0、180和360 kg/hm²，记为N0、N180和N360），共6个处理。于小麦收获期，测定0~40 cm土层SOC、易氧有机碳（EOC）、颗粒有机碳（POC）和矿质结合有机碳（MOC）含量，以及土壤脲酶（UA）、β-葡萄糖苷酶（β -BG）、蔗糖酶（IA）、过氧化氢酶（HPA）活性。结果表明：与雨养条件下相比，灌溉条件下会降低SOC含量，不利于维持SOC的稳定；N180处理下，与灌溉条件下相比，雨养条件SOC含量在0~20和20~40 cm土层中分别提高了6.3%和71.7%；并且在3个氮水平下，雨养条件下的EOC含量均高于灌溉条件。研究显示，施氮180 kg/hm²结合适宜的水分管理有利于促进SOC积累。适宜农田水氮管理不仅是实现作物单产提升的重要途径，在促进SOC库提升和助力实现“双碳”目标方面也发挥着重要作用。

土壤溶解性有机碳（DOC）是土壤有机碳库的重要组成部分，探讨不同土地利用方式下土壤有机碳（SOC）和DOC含量、DOC分配比例（DOC/SOC）及其差异性特征，对于深刻认识SOC周转及其可持续管理具有重要意义。通过搜集、提取2000—2024年我国已发表的涉及农田、林地和草地3种土地利用方式下表层土壤（0~20 cm）DOC含量的相关数据，共获得116篇目标文献，得到549组匹配数据；定量分析不同气候区和土壤类型条件下，不同土地利用方式（农田、林地和草地）对DOC含量影响及其SOC与DOC的相互关系。结果表明：不同土地利用方式下，SOC和DOC含量差异显著，即林地中SOC和DOC含量均高于草地和农田。不同气候区，3种土地利用方式下DOC与SOC之间均呈现极显著的正相关关系（P<0.01），且DOC分配比例各不相同。亚热带季风性气候区，林地土壤中DOC所占比例的均值为2.30%，显著高于农田（0.87%）和草地（0.66%）（P<0.05）；温带季风性气候区，3种土地利用方式下DOC分配比例无显著差异（P>0.05），其中林地（1.27%）>农田（1.18%）>草地（1.03%）；温带大陆性气候区，农田、林地和草地土壤中DOC分配比例分别为1.76%、1.43%和1.28%，但无显著差异（P>0.05）。农田中不同类型土壤的DOC分配比例存在显著差异，其中褐土的DOC分配比例最高，均值为1.61%，其次是灰漠土（1.38%）、黑土（1.10%）、红壤（0.99%）和潮土（0.89%），而水稻土最低（0.74%）。研究结果对于揭示不同土地利用方式下的DOC变化具有重要意义，同时为不同土地利用方式下DOC管理提供参考。

煤粉尘沉降至地表后能够显著提高土壤有机碳含量，改变土壤理化性质和土壤微生物群落结构。通过添加褐煤粉尘的土壤培养试验，探究煤粉尘输入的有机碳对土壤有机碳矿化效果及细菌群落的影响。结果表明：在褐煤粉尘影响下，土壤CO₂矿化量和矿化速率较对照组最大提升55.02%和54.58%（第5天）；土壤易氧化有机碳和土壤微生物生物量碳含量在培养结束后较最大值分别降低40.75和141.39 mg/kg。添加褐煤粉尘导致变形菌门的相对丰度显著降低，而酸杆菌、放线杆菌和厚壁菌门的相对丰度升高。褐煤粉尘输入的有机组分能够在短期内产生激发效应，其自身被土壤细菌分解的过程也能促进土壤CO₂的矿化累积，并且提高土壤细菌群落的多样性和变异程度。褐煤粉尘中的有机碳极大程度参与了土壤有机碳库周转过程。

为研究不同含腐植酸水溶肥施用量及施肥方式对空心菜品质、土壤含碳量、养分含量、土壤酶活性的影响，设置8个处理，分别为空白（CK）、常规化肥（CF）、根施腐植酸水溶肥全量替代（RT₁）、根施腐植酸水溶肥50%替代（RT_0.5）、根施腐植酸水溶肥25%替代（RT_0.25）、叶施腐植酸水溶肥全量替代（LT₁）、叶施腐植酸水溶肥50%替代（LT_0.5）、叶施腐植酸水溶肥25%替代（LT_0.25），测定收获后土壤理化性质以及空心菜产量品质指标，采用主成分分析法对施肥效果进行综合评价。结果表明，RT₁较CF产量、土壤有机碳（SOC）含量和可溶性固形物含量分别提升了11.5%、8.7%和8.8%；LT₁较CF可溶性固形物、粗蛋白和维生素C含量分别提升了17.6%、15.5%和11.0%，但产量和土壤SOC含量分别下降了2.9%和11.3%。空心菜产量与土壤速效氮和SOC含量呈显著正相关（P<0.05），与pH和速效钾、速效磷含量呈显著负相关（P<0.05），表明速效氮养分和有机质的添加对于促进空心菜的生长和增加产量起重要作用。根据主成分分析结果，施加含腐植酸水溶肥有利于高品质蔬菜生产及提高土壤质量，根部施用全量含腐植酸水溶肥替代化肥（RT₁）效果最佳。研究结果可为提高作物产量品质和土壤质量，实现化肥减施并增加土壤固碳能力提供参考。

为揭示云贵高原茶园土壤环境因子与茶叶品质之间的关系，更科学地为茶叶品质优化提供理论依据，以贵州省3个主要茶产区的茶园土壤和茶叶为研究对象，于2022年6月采集52份土壤样品和对应采样点的茶叶样品，测定土壤中养分和微量元素含量以及茶叶品质参数。结果表明，贵州省茶园土壤Fe、Cu、Zn、Mn、Mo含量分别为82.67~135.80、0.53~1.68、2.94~5.60、16.26~97.80、0.03~0.07 mg/kg，微量元素含量丰富，能够为茶树提供丰富的微量元素来源；SOM、pH分别为49.59~68.64 g/kg和4.45~4.70，能够为茶树提供良好的生长环境。作为典型的Mn富集植物，贵州省茶叶中Mn的富集系数最高，Mo和Fe富集系数较低，Zn和Cu在不同种植地区有差异。随机森林结果表明，对茶叶中的游离氨基酸含量影响较大的是茶园土壤中的Zn、TP和TN，对茶多酚含量影响较大的是土壤TN、pH和TP，对咖啡碱含量影响较大的是土壤pH、TK和TN，对茶叶水浸出物含量影响较大的是土壤TK、Mn和Fe。研究显示，土壤养分含量对茶叶品质影响较大，微量元素对茶叶品质影响较小。

为探究百农207（BN207）在不同氮肥管理下的光合特性和氮肥利用效率，从而建立最优氮肥管理、实现绿色高产高效栽培，以BN207为试验材料，设置5种不同氮肥梯度，即0（N0）、120（N120）、180（N180）、240（N240）及360（N360）kg/hm²，分析灌浆中后期小麦光合性能、叶绿素荧光参数和叶面积指数（LAI）的变化，及其对生物量、氮肥利用效率和产量的影响。结果表明，与N0相比，N180、N240及N360组BN207叶绿素荧光参数中的F_V/F_M（暗适应下PS Ⅱ的最大量子产额）、ET_O/RC（单位反应中心捕获的用于电子传递的能量）、LAI、籽粒氮素积累量、生物量及产量分别上升0.71%~4.87%、3.45%~5.70%、117.22%~157.64%、62.67%~63.98%、39.30%~57.01%及27.87%~28.92%，OJIP曲线中各特征位点的峰值和氮肥利用效率均下降，但施氮组间无显著差异。此外，BN207在N180组的净光合速率（P_n）显著高于其他组，表明BN207在N180组更有利于实现绿色高产高效的目标。线性加平台结果表明，当施氮量达到172.14 kg/hm²时，小麦的产量达到平台值。综上所述，BN207的最佳施肥量为172.14 kg/hm²，该结果可为BN207在华北平原地区高产栽培管理提供理论依据。

为探讨生物措施对人工林坡地土壤环境改善效果，在太行山东麓典型坡地布设枸杞、欧李、连翘、金银花、薄荷5种植物篱，并以平行位置的空白裸地为对照，分析不同植物篱及篱带位置对表层土壤水肥的影响。结果表明：1）与土壤水分相关指标中，不同植物篱带上、带中位置土壤自然含水量较空白对照提高了14.55%~62.69%，土壤总孔隙度基本高于空白对照，且不同植物篱间差异显著（P<0.05），植物篱土壤容重明显降低，且其带上、带中位置土壤黏粒含量较空白对照降低了1.25%~18.56%。2）与土壤肥力相关指标中，不同植物篱土壤有机碳含量较空白对照提高了8.93%~64.00%，土壤碳氮比明显高于空白对照，土壤pH、电导率、全氮含量多低于空白对照，且不同植物篱间差异显著（P<0.05）。3）各植物篱土壤水肥指标之间相关性显著，土壤全氮含量与电导率、自然含水量之间分别呈显著正相关和负相关（P<0.05）；土壤有机碳含量与粉粒含量之间呈显著正相关（P<0.05），与总孔隙度、砂粒含量之间呈显著负相关（P<0.05）。4）不同植物篱对土壤水肥影响能力综合得分：金银花（1.970）>薄荷（1.677）>欧李（1.670）>枸杞（1.655）>连翘（1.643）>空白对照（1.527）。5种植物篱短期内均有保持土壤水分和调节土壤肥力能力，其中金银花土壤水肥调节效果最好，可用于修复水土流失较严重的太行山坡地。

近些年我国长江中下游地区果园套种西瓜的种植模式受到广泛关注。为探讨果园套种西瓜在不同施肥模式下的碳排放，于湖南省伊塘镇的幼龄桔园开展田间试验，设置西瓜不施肥（CK）、常规单施化肥（NPK）和有机无机配施（NPKM）模式，探讨3种施肥模式下幼龄果园套种西瓜的产量和净收益差异，并利用生命周期评价方法定量分析西瓜生产生命周期碳足迹，筛选不同施肥模式下对碳排放贡献最大的农业生产要素。结果表明：与CK相比，施肥显著增加了西瓜产量和温室气体排放量，且NPK和NPKM净收益分别增加176.9%和185.2%。CK、NPK和NPKM的总碳排放量分别为1 897.19、20 682.54和19 889.19 kg/hm²（以CO₂当量计），其中化肥等农资从原料开采到成品产出的生产阶段产生的温室气体是西瓜生命周期碳排放的主要来源。与NPK相比，NPKM的单位面积碳足迹、单位产量碳足迹和单位净收益碳足迹分别降低30.4%、28.8%和32.4%。碳排放贡献分析结果表明，化肥生产是NPK（78.2%）和NPKM（42.9%）碳足迹的主要贡献因子。综上所述，结合碳足迹和经济效益分析，在幼龄果园套种西瓜的种植模式下，有机无机配施的施肥管理模式优于不施肥和单施化肥，同时明确肥料生产技术是制约我国长江中下游地区西瓜生产低碳减排的关键因素之一。

为了阐明节水抗旱稻在不同灌溉量条件下产量形成特点及氮素吸收规律，设置100%（0.63 L/kg）、80%（0.51 L/kg）、60%（0.38 L/kg）、40%（0.26 L/kg）和20%（0.14 L/kg） 5个灌溉量处理，采用单因素方差分析不同灌溉量处理对节水抗旱稻品种（旱优73、WDR129）和传统水稻品种（H优518、扬粳4038）这4个供试水稻品种的产量构成因子、成熟期根系伤流速率、成熟期干重及氮素积累量的影响。结果表明，随着灌溉量的减少，4个供试品种的产量、产量构成因子、根系伤流液速率及干重均呈现下降趋势，且传统水稻品种H优518与扬粳4038的下降幅度大于节水抗旱稻品种旱优73和WDR129；低灌溉量处理对节水抗旱稻品种旱优73和WDR129影响较小，且氮素积累量高于传统水稻品种H优518和扬粳4038。研究显示，节水抗旱稻品种旱优73和WDR129通过维持较高的根系伤流液速率，保证了在低灌溉量条件下仍有较高的氮素积累量及产量。

发展现代绿肥可有效引导我国农业绿色发展，探究优化施肥下种植绿肥对重庆青花椒高产高效、绿色低碳生产意义重大。2021—2022年在重庆市江津区开展田间试验，以九叶青花椒为试材，对比研究椒农常规管理和优化施肥下种植绿肥对青花椒产量、年生长干物质累积量及品质、绿肥生物量及养分累积量、椒园土壤化学性质、经济效益和生态效益的影响。结果表明：较常规管理，优化施肥下种植绿肥显著提高椒园土壤有机质、碱解氮、有效磷含量，种植光叶苕子、箭筈豌豆、白三叶和紫云英分别显著提高青花椒产量51.2%、17.3%、4.52%和4.03%，并可提高青花椒麻味物质浓度10.7%~24.6%、挥发性芳香油含量10.7%~22.7%，其中光叶苕子和箭筈豌豆处理下椒园实现增收3 871~21 968元/hm²；环境效应评价结果显示，种植绿肥明显降低椒园年生产周期活性氮损失13.8%（氮足迹17.0%~42.9%）和温室气体排放量12.7%（碳足迹16.2%~42.2%）。基于青花椒产量、品质综合效应、经济效益和生态效益等多指标综合分析，优化施肥下种植光叶苕子或箭筈豌豆是保障重庆青花椒优质高产高效、绿色低碳生产的适宜模式。

在浙江省嘉善县选取1.3 hm²稻田，设置节水旱管+秸秆还田/不还田与普通淹灌+秸秆还田/不还田2种种植模式4个处理组（以下简称节水还田、节水不还田、普通还田、普通不还田），采用静态箱-气相色谱法获取28批次336个稻田甲烷（CH₄）和氧化亚氮（N₂O）排放数据，同时结合土壤颗粒有机碳（POC）等6个环境因子12个样品分析结果，探究种植模式协同秸秆管理对稻田温室气体排放特征的影响。结果显示：1）CH₄累计排放量依次为普通还田>普通不还田>节水还田>节水不还田，N₂O累计排放量为普通还田>节水不还田>节水还田>普通不还田。全球增温潜势（GWP）与温室气体排放强度（GHGI），普通还田最高，分别为7 696.03 kg/hm²（以CO₂计，全文同）、0.97 kg/kg；节水不还田最低，分别为2 110.12 kg/hm²、0.21 kg/kg。2）最小显著差异法分析结果表明，各处理组之间CH₄累计排放量存在显著差异。据Pearson相关性分析结果，CH₄累计排放量与POC含量呈极显著正相关（P<0.01），与微生物碳含量呈显著正相关（P<0.05）；N₂O累计排放量则与硝态氮（${\mathrm{NO}}_3^- $-N）含量呈显著正相关（P<0.05），GWP、GHGI与POC含量呈极显著正相关（P<0.01）。3）种植模式与秸秆管理均对CH₄累计排放量有极显著影响（P<0.01），二者交互作用对CH₄累计排放量、N₂O累计排放量有显著影响（P<0.05）。研究表明，水稻节水旱管种植协同秸秆还田措施是一种气候友好型的高产经济种植模式，既可保证粮食安全，降低秸秆离田成本，对于减缓全球温室效应也具有积极作用。

湖北省是我国农业大省，科学测算湖北省农作物碳汇，摸清本底，对碳汇交易和农业低碳发展具有重要意义。对湖北省1997—2022年的农作物碳汇量进行测算，运用Dagum基尼系数、Kernel密度估计和Markov链，探讨湖北省农作物碳汇量的地区差异和动态演进特征。结果表明：1997—2022年，湖北省农作物碳汇量呈现“W”形波动上升的态势，平均值为12 085.30万t，其中粮食作物为湖北省农作物碳汇的主要贡献来源。“双碳”背景下对湖北省的三大地区及各市（州、林区）展开分析，发现1997—2022年鄂东地区农作物碳汇量位于湖北省三大地区的第一位。Dagum基尼系数分析显示湖北省农作物碳汇存在一定的地区差异，其差异主要来自于超变密度，平均贡献率为53.58%，湖北省农作物碳汇总量具有较强的稳定性，具有一定的俱乐部趋同特征。最后提出相关对策建议，如开发农作物碳汇核算方法学和标准，制定差异化的农业碳汇增汇政策，探索农业碳汇交易机制及价值实现。

水稻甲烷排放是农业甲烷排放的重要来源，及时准确地估算水稻甲烷排放可为政策制定提供参考。通过概念辨析和文献调研的方法，综述了水稻甲烷排放遥感监测的数据来源、方法、不确定性，论述了水稻甲烷遥感监测技术的发展现状和未来展望。结果表明，遥感技术在水稻甲烷排放监测方面具有较大潜力，不仅能够通过自上而下的方法直接监测水稻甲烷排放情况，也能结合自下而上的方法实现水稻甲烷排放的间接估算。但如何提高自上而下和自下而上方法的准确性，缩小2类方法间的差异是亟需解决的关键问题。未来，新的遥感技术和性能更优越的传感器可为准确估算水稻甲烷排放提供更多保障；多源遥感数据融合以及自上而下和自下而上方法之间的结合是定量水稻甲烷排放遥感监测不确定性的重要研究方向。

作为实现“城乡无废”目标的重要组成部分，农业有机废物还田利用是一种资源节约、环境友好的利用路径，对于提升农村污染控制水平、促进农业可持续发展、助力我国实现碳达峰及碳中和目标具有重要的意义。在系统总结农业有机废物还田利用的主要路径以及研究现状基础上，分析农业有机废物还田对土壤健康状况改善、农田温室气体排放方面的影响，并对当前存在的问题提出解决措施。研究发现，还田利用解决了大部分农业有机废物消纳的问题，有利于土壤肥力和固碳效果提升，但也带来了农田病虫害增加、稻田甲烷排放量居高不下、土地消纳粪污量超载等新的问题。同时，还田利用的市场要素不健全，短时间难以形成有效的市场闭环。应从还田利用长期系统定位监测网络构建、完善还田利用效果监测评估标准体系、补齐市场要素等方面，加快推动农业废物还田利用研究工作和制度建设，为促进农业生态系统的可持续发展、确保粮食安全和应对全球气候变化提供理论支撑。

通过好氧堆肥技术利用农林废物对畜禽粪便进行堆肥，是实现农林废物资源化利用且减轻其对环境污染的有效途径。采用新鲜牛粪辅以农林废物进行堆肥中试试验，通过表征堆肥过程中堆体理化性质差异、有机质与腐殖质的物质结构演化和酶活性的变化，探究不同农林废物对牛粪堆肥过程的影响。结果显示：在堆肥初期，堆体中易降解的有机质被微生物降解，导致堆体温度上升，且铵态氮、腐殖酸和富里酸含量逐渐下降；随着高温期的持续，微生物开始加速降解堆体中较难降解的大分子有机物，导致纤维素、半纤维素含量减少，木质素含量迅速上升；当温度下降后，硝化细菌活性逐渐增大，大量铵态氮转化成硝态氮，且堆体中有机物含量的减少，降低了脲酶活性；在堆肥后期，难降解的木质素占比较高，有机质利用变慢，多酚氧化酶和过氧化氢酶活性下降。研究结果可为优化堆肥过程、提高堆肥质量提供科学依据。

生物炭在设施农业土壤中施用，对土壤氮形态具有显著影响。探明不同施肥处理添加生物炭对设施农业土壤不同形态氮的影响，可为设施农业施用生物炭减排提供科学依据。以设施菜地土壤（褐潮土）为研究对象，设置不施肥（CK）、施用有机肥（M）、化肥（F）、有机无机混施（M+F）4种处理下投入2%和4%（生物炭与土壤干质量比）生物炭处理，采用室内恒温好氧培养-气相色谱测定方法监测土壤N₂O释放量，测定土壤中可溶性有机氮（DON）和无机氮（N_min）的含量，并分析DON、N_min含量变化及其与土壤N₂O释放量变化之间的关系。研究表明，生物炭的施用在不同条件下对土壤N₂O的释放速率和累积释放量产生不同影响。在CK和M处理下，生物炭在施用初期（第0~1.5天）显著促进了土壤中N₂O的释放，但随后（第2~60天），在CK处理下，生物炭的添加对N₂O的释放速率和累积释放量没有产生显著影响。同样地，在M处理下，生物炭的添加也未对N₂O的释放速率产生显著作用。然而，在培养结束时，添加4%的生物炭显著提高了土壤中N₂O的累积释放量。值得注意的是，在F和M+F的处理中，生物炭的加入在初期阶段（第0~2天）有效地降低了土壤N₂O的释放速率，这种降低效果随着生物炭施用量的增加而变得更加显著。在F和M+F处理下，添加生物炭在不同时间段内（第2~25天和第3~14天）显著增加了土壤N₂O释放速率，但对该速率的影响在后续阶段并不显著。培养结束后，F处理下，添加2%和4%生物炭的土壤N₂O累积释放量分别显著提高78%和90%；M+F处理下，添加2%和4%生物炭的土壤N₂O累积释放量分别显著提高80%和67%。相关性分析结果显示，在施用生物炭的土壤中，DON和N_min的含量与N₂O的排放量之间存在明显的正相关关系。表明生物炭的添加通过调整土壤中DON和N_min的含量，对N₂O的排放产生了直接影响。将生物炭投入到不同的施肥土壤中，土壤N₂O的释放速率和累积释放量出现不同的变化趋势，但是由于生物炭自身特性的多样性、配施化肥和有机肥种类的差异、施肥方式和时间的差异等，因此分析生物炭添加后对土壤N₂O累积释放量影响时，需要根据研究时的具体条件做合理分析。

以花生壳（PS）、丙烯酸（AA）为聚合单体，过硫酸钾（APS）为引发剂，N,N-亚甲基双丙烯酰胺（MBA）为交联剂，β-环糊精（β-CD）作为增强材料，通过自由基聚合反应合成花生壳木质纤维素/β-环糊精/丙烯酸复合水凝胶〔PS（H）/β-CD/PAA）〕；研究了PS（H）/β-CD/PAA的表面性质和微观形貌，考察了在不同环境因子条件下PS（H）/β-CD/PAA对Cd²⁺、Pb²⁺的吸附行为和吸附机理。结果表明：PS（H）/β-CD/PAA具有多孔网络结构，加入β-CD后制备的复合水凝胶有更好的机械性能；PS（H）/β-CD/PAA合成成本低，并且可以循环使用；PS（H）/β-CD/PAA对Cd²⁺、Pb²⁺可在60 min内达到吸附平衡，最大吸附容量分别为115.67、181.71 mg/g，在pH为3~8的较宽范围有良好的效果；PS（H）/β-CD/PAA对Cd²⁺、Pb²⁺的吸附过程主要通过离子交换、络合作用或配位作用来进行；此外，PS（H）/β-CD/PAA在处理实际废水时，对Pb²⁺、Cd²⁺、Cu²⁺、Zn²⁺的去除率分别达76.4%、88.6%、72.9%、31.6%。PS（H）/β-CD/PAA处理水体重金属效果良好，能够充分利用资源、节约成本，可作为一种重金属废水处理的潜在新材料。

高效、高容量的吸附滤料是提高人工湿地除磷效率的重要手段。以建筑废物（废混凝土和废泡沫砖）为主要原料制备多孔除磷滤料，采用X射线衍射和扫描电子显微镜对滤料主要化学组分和形貌特征进行表征，利用吸附动力学和吸附等温线试验、静态对比试验和动态试验评估了滤料对水中磷的吸附性能。结果表明：该滤料比表面积大、孔隙发达，内部微观结构为片层孔隙结构，比表面积为22.7 m²/g；其吸附过程满足拟二级吸附动力学模型和Langmuir吸附等温模型，吸附机理以单分子层物理和化学复合吸附为主，最大吸附容量达到693.21 mg/g。在总磷浓度为0.4 mg/L的静态吸附试验中，多孔滤料在4 h内对磷的平均去除率为65.38%，分别是废混凝土、废泡沫砖、陶粒、硅藻土和活性炭的4.10、1.98、3.52、2.29和1.59倍。在模拟水平流潜流湿地动态试验中，在进水总磷浓度为0.40 mg/L，水力负荷为0.48、0.96、1.20、2.40 m³/（m²·d）的条件下，多孔滤料对总磷的平均去除率分别为95.74%、93.56%、80.42%、55.34%；在水力负荷为0.96 m³/（m²·d）、进水平均总磷浓度为0.52 mg/L、连续进水45 d条件下，多孔滤料对总磷的平均去除率为92.65%。该滤料制备方法简单，除磷性能优异，还实现了对建筑废物的有效利用，作为人工湿地填料具有应用潜力。

为降低工业固体废物处理处置过程对环境和气候变化影响，提高资源利用率，基于环境资源交互属性、生命周期评价和有价资源价值评估3项指标，建立多维度工业固体废物资源化利用路径优化方法。结果表明：通过升级回收和降级回收的资源化途径，工业固体废物的生态毒性和人体健康毒性较填埋途径分别降低96.86%和98.53%，能够减少土壤污染，维护土壤生态安全。预计2035年铜冶炼渣升级回收、降级回收和原级回收的比例分别达到30%、50%和10%时，可以实现最优目标，但升级回收占比的提高会导致碳排放升高和综合效益下降。研究结果表明，短期内降级回收能够大规模消纳工业固体废物，但受到建筑行业和产品质量管理制约。因此，远期规划需合理分配工业固体废物资源化途径占比，以获得最大化环境效益和经济效益。

持续的坡面降雨可能引发地表径流和壤中流的形成。其中，地表径流可通过溶蚀、侵蚀、运输等方式将大量富集在表土（通常为0~20 mm厚度）的养分从土壤中转移到受纳环境。降雨强度和坡度的变化可以影响坡面径流强度，从而改变径流中总氮（TN）、总磷（TP）、溶解性有机碳（DOC）等养分浓度与通量过程。通过模拟降雨试验，设置3种典型降雨强度（40、60、90 mm/h）和坡度（6°、12°、18°），探讨不同条件下丘陵山区紫色土坡面径流及坡面TN、TP、DOC流失特征。结果表明：1）产流临界坡度不是一个定值，降雨强度在60 mm/h及以下时，临界坡度介于6°~18°；降雨强度达到90 mm/h时，未出现明显的临界坡度。2）相同降雨强度下，径流中TN和DOC浓度与坡度呈正相关（18°>12°>6°）；降雨强度为90 mm/h时，径流中TP浓度与坡度的关系为6°>12°>18°，其余降雨强度下，则为12°>18°>6°。除12°坡面外，DOC流失量随降雨强度增加呈上升趋势；TP最大流失量出现在90 mm/h降雨强度下的6°坡面，为0.91 mg/m²，表现为来源限制，其余坡度坡面的TP流失表现为携带限制。3）坡面产流量和产沙量主要受降雨强度的影响，产流量和降雨强度与径流中TP流失量和DOC流失量显著相关，坡度与碳、氮、磷流失量的相关性均不显著，径流中TN流失量与TP和DOC流失量显著相关。研究显示，高强度降雨和小坡度组合下，径流量、TP流失量、DOC流失量显著高于其余降雨强度和坡度的组合，而在高强度降雨和大坡度组合下，TN流失量达到峰值。因此，需要特别关注强降雨、小坡度下紫色土中TP、DOC流失及强降雨、大坡度下TN流失问题。

内蒙古河套灌区农田排水引起的面源污染是乌梁素海的首要污染源，具有独特的污染特征及产排路径。通过文献查阅和现场调查，总结了河套灌区灌排系统和制度现状，分析了农田排水污染特征，明确了农田排水污染物的产排路径，并基于农田排水污染的影响因素提出了具体的防控措施。结果显示：1）河套灌区排水系统在农田排水污染物输送方面发挥着至关重要的作用，但近年来排水功能逐渐减弱；2）河套灌区非生长期灌溉用水量占全年用水量的55%~60%，其中每年秋浇洗盐用水量占全年灌溉用水量的1/3，灌溉水资源利用率较低；3）农田排水中化学需氧量、氨氮、总氮等污染物来自河套灌区内部，秋浇期面源污染风险最高；4）河套灌区农业生产活动主要以氮素污染为主，氮素通过土壤下渗并随浅层地下水迁移排放；5）河套灌区灌溉制度、农田内排水过程、排水沟外排水过程是农田排水污染的主要影响因素。针对河套灌区农田排水污染特征、产排路径以及主要影响因素，建议因地制宜采取措施构建综合治理模式，如源头水分调控、排水沟优化以及生态系统过程拦截，以改善乌梁素海流域的水环境。

在“双碳”背景下，我国土壤修复工程使用技术类型不断向低碳、低能耗和绿色可持续修复技术转变，修复活动本身所产生的环境足迹受到了广泛关注和重视。采用环境足迹评估工具SiteWise^TM对重庆市某钢铁厂汞和多环芳烃污染场地化学氧化和堆式热脱附修复全过程的环境足迹进行了定量评价。结果表明：修复3 483 m³污染土壤，共排放温室气体（GHG）990.52 t，消耗能源1.57×10⁷ MJ，排放空气污染物4.94×10³ kg；GHG排放量、能源消耗量、空气污染物排放量占整个工程的比例在施工准备阶段为6.0%~9.1%，化学氧化阶段为43.6%~48.1%，化学氧化+堆式热脱附阶段为45.9%~47.5%；化学氧化+堆式热脱附技术相比化学氧化技术的环境影响更大，修复单方量污染土壤的GHG排放量、能源消耗量、空气污染物排放量为化学氧化技术的5.28~5.97倍。案例研究结果显示，材料消耗是对环境足迹贡献度最高的环节，其次为设备使用、运输、废物处理。

固定化微生物技术是修复多环芳烃（PAHs）污染土壤有效且环保的方法之一。该技术通过保护微生物免受周围恶劣环境的影响，在PAHs污染场地修复中长时间保持功能微生物活性，克服传统微生物修复效率低、周期长等问题。主要介绍了我国土壤PAHs污染现状及常见的PAHs污染土壤微生物修复技术；从载体材料、降解菌及固定条件3个方面综述固定化微生物技术的研究现状以及影响固定化效果的重要因素；从土壤环境、微生物群落和吸附-降解过程分析PAHs污染土壤固定化微生物修复的作用机制；最后从载体材料、功能微生物、固定方法、评价体系、生态风险和实际应用6个方面，对固定化微生物技术在PAHs污染土壤修复中存在的问题进行总结并提出展望。

为阐明新疆农田土壤残膜污染现状及影响因素，对南北疆典型区域进行抽样检测，分析不同地区覆膜作物的地膜残留状况及其影响因素。结果显示：按作物类型分，6种覆膜作物（棉花、加工番茄、瓜类、玉米、蔬菜、向日葵）中棉花地膜残留量最大，为129.34 kg/hm²，蔬菜最小，为71.85 kg/hm²；按地区分，阿克苏地区地膜残留量最大，为145.76 kg/km²，塔城地区地膜残留量最小，为92.71 kg/hm²。覆膜年限低于15 a，农田地膜残留量与覆膜年限呈正相关，覆膜年限为15~25 a，地膜残留量呈先减少后增加的趋势。农田耕层0~30 cm地膜残留量随地膜厚度减小而增加，0~20和20~30 cm的土层无显著变化规律。全疆0~30 cm的土层，地膜残留量砂土区（184.55 kg/km²）分别是壤土区（135.63 kg/km²）和黏土区（124.25 kg/km²）的1.36倍（P˃0.05）和1.49倍（P<0.05），壤土区与黏土区间差异不显著。农田距离村庄越远，地膜残留量越小。地膜残留量与作物类型、区域、覆膜年限、回收方式、地膜厚度、土壤质地、与村庄距离有关，且覆膜年限和回收方式是影响农田地膜残留量的主要因素。

煤矸石堆存过程中产生的酸性矿山废水（acid mine drainage，AMD）对周边水环境具有严重污染风险。基于“以废治废”理念，选择煤炭燃烧产生的粉煤灰开展了去除AMD中污染物的研究。针对粉煤灰原灰处理效果不佳的现状，对比了不同改性条件下的粉煤灰对AMD中污染物的去除效果，筛选出了去除效果最佳的粉煤灰改性材料，并从微观层面解析了粉煤灰改性材料去除污染物过程中的作用机理。结果显示：经Ca(OH)₂助熔焙烧改性粉煤灰处理后，模拟AMD废水中的Fe、Mn含量由100 mg/L降至低于1 mg/L，污染物去除率达99%。Ca(OH)₂助熔焙烧改性粉煤灰对Fe、Mn的吸附过程主要为单层化学吸附，在0~2 h内吸附接近平衡。此外，Ca(OH)₂助熔焙烧改性增加了粉煤灰表面粗糙度和孔隙数量，并在表面形成六面体晶相结构。同时，Ca(OH)₂助熔焙烧改性过程活化了粉煤灰颗粒表面Si和Al元素，提高了其Zeta电位，减少了游离羟基，增加了固定羟基，从而增强了其对污染物的吸附能力。Ca(OH)₂助熔焙烧改性显著提高了粉煤灰对AMD中污染物的去除率，为粉煤灰治理AMD提供了材料与方法依据。

为高效去除污染水体中的氨氮（${\mathrm{NH}}_4^+ $-N）和磷酸盐（${\mathrm{PO}}_4^{3-} $-P），筛选生态修复工程中吸附性能优异的矿物基填料，选取了3种天然填料（沸石、蛭石、火山岩）和3种加工型填料（陶粒、生物滤料、除磷滤料）开展${\mathrm{NH}}_4^+ $-N、${\mathrm{PO}}_4^{3-} $-P的吸附动力学和等温线试验，结合X射线衍射、电子扫描显微镜等表征手段，对不同矿物基填料的吸附特性与作用机制进行对比和分析。结果表明：6种矿物基填料的${\mathrm{NH}}_4^+ $-N和${\mathrm{PO}}_4^{3-} $-P吸附动力学过程均符合伪二级动力学方程，吸附速率主要受化学吸附过程控制。Langmuir和Freundlich方程都能很好地拟合不同矿物基填料的等温吸附曲线，${\mathrm{NH}}_4^+ $-N的理论吸附容量排序为沸石（5.941 6 mg/g）>蛭石（3.695 3 mg/g）>生物滤料（3.250 0 mg/g）>除磷滤料（3.138 9 mg/g）>火山岩（1.000 0 mg/g）>陶粒（0.857 1 mg/g），${\mathrm{PO}}_4^{3-} $-P的吸附容量大小为除磷滤料（4.242 4 mg/g）>生物滤料（2.791 7 mg/g）>蛭石（1.625 0 mg/g）>陶粒（1.210 5 mg/g）>火山岩（1.157 9 mg/g）>沸石（0.562 5 mg/g）。矿物基填料对${\mathrm{NH}}_4^+ $-N和${\mathrm{PO}}_4^{3-} $-P的吸附特性与其比表面积、微孔结构、矿物组成和金属元素含量等因素相关，其中沸石的比表面积和阳离子交换量最大，对${\mathrm{NH}}_4^+ $-N的吸附能力最强，生物滤料和除磷滤料中含有托贝莫来石、Ca、Fe等与磷结合能力较强的成分，对${\mathrm{PO}}_4^{3-} $-P的去除效果明显。综合来看，沸石和蛭石可用于${\mathrm{NH}}_4^+ $-N污染水体的治理，生物滤料和除磷滤料可用于处理含磷污水，而治理同时含有${\mathrm{NH}}_4^+ $-N和磷的污染水体时，可组合使用多种矿物基填料。对比其他填料，自主开发制备的生物滤料和除磷滤料在同步脱氮除磷方面具有明显优势，可作为氮、磷污染水体生态修复工程的优选基质。