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不同退化程度小叶杨人工林冠层气孔导度特征及其环境响应

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植物生态学报 2024年

作者：张小雨贾国栋余新晓孙立博蒋涛北京林业大学水土保持学院北京林业大学水土保持国家林业和草原局重点实验室山西大学黄土高原研究所

冠层气孔导度（gs）是衡量冠层-大气水汽交换的重要指标,研究其特征及对环境因子的响应,有助于深入了解冠层水汽交换的过程及环境因子对林木冠层控制的综合机制,目前针对不同退化程度的同一树种冠层气孔导度特征及对环境因子响应的差异... 详细信息

冠层气孔导度（gs）是衡量冠层-大气水汽交换的重要指标,研究其特征及对环境因子的响应,有助于深入了解冠层水汽交换的过程及环境因子对林木冠层控制的综合机制,目前针对不同退化程度的同一树种冠层气孔导度特征及对环境因子响应的差异性仍不清楚。该研究于2019年生长季（5–9月）以坝上张北县4种退化程度（无退化、轻度退化、中度退化、重度退化）小叶杨（Populus simonii）人工林为研究对象,利用热扩散技术对林中小叶杨树干液流进行连续监测,同步监测气温（T）、光合有效辐射（PAR）、饱和水汽压差（VPD）、空气相对湿度（RH）、土壤含水率（SWC）等环境因子,分析小叶杨的液流速率、gs特征及其对环境因子的响应。结果显示:（1）小叶杨液流速率日变化总体呈单峰曲线,gs呈双峰曲线,月尺度上两者均呈先升高后降低趋势,7月两者值最大,在5月和9月4种退化程度人工林中小叶杨液流速率及gs均差异显著。（2） 4种退化程度人工林中小叶杨gs均受T、VPD及SWC的影响,但由于退化有一定的差异性,无退化人工林中小叶杨gs主要受T、VPD和80–160 cm SWC影响,轻度退化人工林中小叶杨gs主要受T、0–80 cm SWC和VPD影响,中度退化人工林中小叶杨gs主要受0–80 cm SWC、T、VPD影响,重度退化人工林中小叶杨gs主要受T、PAR、VPD的影响。（3）对于4种退化程度人工林中小叶杨,T在18℃以上时gs与其呈正相关关系,VPD在0.6–2.2 kPa时gs与其呈正相关关系,gs与SWC呈负相关关系;当PAR小于250μmol·m–2·s–1时,重度退化小叶杨gs与其呈正相关关系。（4）重度退化程度人工林中小叶杨与另3种退化程度人工林中小叶杨相比,对T变化的响应更积极,对其他环境因子响应的敏感性降低,且因形态学上的退化,其对冠层蒸腾的控制会更加严格,以避免进一步退化或死亡。

关键词：冠层气孔导度小叶杨退化环境响应液流

基于MgO:PPLN晶体的1554.8nm倍频器

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激光杂志 2024年第1期45卷 33-37页

作者：晏青孙立博姚红权东南大学仪器科学与工程学院南京210096 南京先进激光技术研究院先进全固态技术研发中心南京210038

为满足风云四号气象卫星搭载的闪电成像仪图像定位精度检验的光源需求,设计了一台基于两级主振荡功率放大器结构(MOPA)和掺氧化镁的周期极化铌酸锂(MgO:PPLN)晶体倍频技术,中心波长为777.4 nm,连续输出功率为1.5 W的激光器。采用反向940... 详细信息

为满足风云四号气象卫星搭载的闪电成像仪图像定位精度检验的光源需求,设计了一台基于两级主振荡功率放大器结构(MOPA)和掺氧化镁的周期极化铌酸锂(MgO:PPLN)晶体倍频技术,中心波长为777.4 nm,连续输出功率为1.5 W的激光器。采用反向940 nm off-peak泵浦方式较好地抑制了光放大器中自激放大辐射(ASE)和受激布里渊散射(SBS)效应,主放大器光-光转换效率达37.2%,获得了输出光功率为15 W,信噪比为59.6 dB,线宽为323.4 kHz,相对强度噪声为-145 dBc/Hz的单频窄线宽激光。在理论分析所用MgO:PPLN晶体倍频效率、温度调谐带宽以及可接收的波长带宽基础上,采用单通倍频方式获得了功率为1.5 W的777.4 nm连续光。

关键词：非线性晶体倍频准相位匹配光纤放大器放大自发辐射受激布里渊散射

纳米四氧化三铁强化牛粪高浓度厌氧发酵及抗性基因削减

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中国环境科学 2024年

作者：习彦花王馨芝李旭魏帅强孙立博吕亚天程辉彩河北省科学院生物研究所河北工程大学园林与生态工程学院河北地质大学水资源与环境学院

为提高牛粪高浓度厌氧发酵产气性能，考察了不同浓度纳米四氧化三铁(Fe3O4NPs)对底物水解及产气效率的强化效果，并进一步探究其对发酵系统中微生物群落结构变化以及抗生素抗性基因（Antibiotic Resistance Genes， ARGs）归趋的影响。... 详细信息

为提高牛粪高浓度厌氧发酵产气性能，考察了不同浓度纳米四氧化三铁(Fe3O4NPs)对底物水解及产气效率的强化效果，并进一步探究其对发酵系统中微生物群落结构变化以及抗生素抗性基因（Antibiotic Resistance Genes， ARGs）归趋的影响。结果表明，添加500 mg/L的Fe3O4NPs可以提高牛粪高浓度厌氧发酵底物水解程度，增强系统稳定性，提高沼气产量12.36%；与对照相比，发酵系统中水解产酸菌厚壁菌门（Firmicutes）、纤维杆菌门（Fibrobacteres）的丰度分别显著增加了37.39%和75.86%。属水平上尤其是梭菌属（Clostridium）和瘤胃球菌（Ruminofilibacter）丰度是原来的3.50倍和8.69倍；产甲烷菌中甲烷八叠球菌（Methanosarcina）占主导地位，其丰度达2.55%，比对照显著增加27.50%；此外，潜在致病菌密螺旋体属（Treponema）和不动杆菌属（Acinetobacter）的丰度分别显著降低72.14%和93.69%；ARGs中四环素类（tetA、tetG、tetH、tetJ）、氨基糖苷类(aph（3）、aph（6）)削减率达100%；磺胺酰胺类（sul1、sul2）平均削减率达74.41%-96.55%。结论：添加适量的Fe3O4NPs对稳定发酵系统、提高微生物活性、增加沼气产量、抗性基因削减等方面有多重促进作用，研究结果可为畜禽粪污沼气工程中Fe3O4NPs等导电性外源调控添加剂的使用提供相关理论指导和实践基础。

关键词：纳米四氧化三铁牛粪高浓度厌氧发酵抗生素抗性基因

释硅真菌Aspergillus niger CA-5的分离鉴定及抗逆促生特性

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环境保护科学 2024年

作者：习彦花林勇李俊磊吕亚天孙立博魏帅强程辉彩河北省科学院生物研究所河北工程大学园林与生态工程学院河北地质大学水资源与环境学院

文章采用选择性培养基从河北典型铁尾矿区土壤中挖掘优良菌株资源，通过对溶硅能力的定性筛选和定量测定获得一株高效的释硅真菌CA-5，经培养性状、形态特征及ITS分子生物学鉴定为黑曲霉Aspergillus niger，同时对其生态适应性及相关促... 详细信息

文章采用选择性培养基从河北典型铁尾矿区土壤中挖掘优良菌株资源，通过对溶硅能力的定性筛选和定量测定获得一株高效的释硅真菌CA-5，经培养性状、形态特征及ITS分子生物学鉴定为黑曲霉Aspergillus niger，同时对其生态适应性及相关促生能力进行了测定，并通过室内盆栽验证该菌对小白菜幼苗的促生效果。结果表明：该株高效释硅真菌CA-5对富硅铁尾矿的释硅量可达30.03 mg/L；对盐、酸碱、干旱等逆境具有较好的生态适应性，同时具有溶磷解钾、分泌吲哚-3-乙酸（indole-3-acetic acid，IAA）及铁载体等促生能力；盆栽试验结果表明，接种适宜浓度的CA-5显著促进了植物幼苗株高、鲜质量和干质量的增加，显著提高小白菜叶片叶绿素相对含量（Soil and Plant Analyzer Development，SPAD），明显改善植株的倾倒现象。该株高效释硅黑曲霉CA-5具有作为释硅微生物菌剂的开发潜力，可为开发新型生物硅肥、助力尾矿绿色生态修复提供新的途径。

关键词：释硅真菌筛选鉴定黑曲霉抗逆性促生

一株新型高效聚磷菌Glutamicibacter sp.G2的分离鉴定及除磷特性

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工业微生物 2024年第3期54卷 119-125页

作者：习彦花吴健孙立博魏帅强吕亚天程辉彩河北省科学院生物研究所河北石家庄050081 河北工程大学园林与生态工程学院河北邯郸056038 河北地质大学水资源与环境学院河北石家庄050031

聚磷菌(Phosphorus accumulating bacteria,PAOs)在生物除磷系统(EBPR)的强化过程中发挥着重要作用。挖掘新型高效聚磷菌并优化其除磷工艺,对于废水生物除磷技术的发展具有重大意义。文章通过富集驯化、分离纯化,结合MOPS蓝白斑(10×)... 详细信息

聚磷菌(Phosphorus accumulating bacteria,PAOs)在生物除磷系统(EBPR)的强化过程中发挥着重要作用。挖掘新型高效聚磷菌并优化其除磷工艺,对于废水生物除磷技术的发展具有重大意义。文章通过富集驯化、分离纯化,结合MOPS蓝白斑(10×)初筛、Albert异染颗粒复筛等方法从某污水处理厂污泥样品中筛选出一株高效聚磷细菌G2,将其鉴定为盐生谷氨酸杆菌(Glutamicibacter halophytocola),并通过单因素试验探究pH、温度、接种量、初始磷含量,以及水体中的阳离子浓度对菌株G2生长及除磷的影响。实验结果表明,该菌株在初始磷浓度为30 mg/L、pH为8.0、8.0%接种量、32℃的条件下发酵72 h后,磷去除率可达78.79%。同时,添加2.0%的Mg^(2+)可以将菌株G2在人工合成废水中的除磷率提高17.50%。文章所筛选出的盐生谷氨酸杆菌G2在人工合成废水中表现出了良好的除磷效果,有望为废水生物除磷技术提供优质菌种资源。

关键词：聚磷菌分离鉴定 Glutamicibacter sp.G2 合成废水除磷特性

高温强化牛粪高浓度厌氧发酵协同抗生素抗性基因削减

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中国沼气 2024年第3期42卷 22-28页

作者：习彦花王馨芝李旭魏帅强孙立博吕亚天程辉彩河北省科学院生物研究所河北石家庄050081 河北工程大学园林与生态工程学院河北邯郸056038 河北地质大学水资源与环境学院河北石家庄050031

为提高畜禽粪便厌氧发酵(anaerobic digestion, AD)效率并促进其在高有机负荷条件下稳定运行,探究厌氧发酵过程中抗生素抗性基因(antibiotic resistance genes, ARGs)的消长机制。通过序批式试验研究了中温35℃和高温55℃对牛粪高浓度(1... 详细信息

为提高畜禽粪便厌氧发酵(anaerobic digestion, AD)效率并促进其在高有机负荷条件下稳定运行,探究厌氧发酵过程中抗生素抗性基因(antibiotic resistance genes, ARGs)的消长机制。通过序批式试验研究了中温35℃和高温55℃对牛粪高浓度(12%TS)厌氧发酵产气性能、功能微生物群落及ARGs消长的影响,挖掘不同因子与ARGs的相互关系;实验证明:牛粪高固浓度发酵系统在高温55℃条件下具有更好的产气性能,甲烷产量提高17.27%。中温发酵过程VFAs的组分主要为乙酸和丙酸,二者约占VFAs的55.58%,其中丙酸积累量高,转化慢,系统出现短暂酸化状态。而高温发酵体系的稳定性及抗酸能力更强,高温改变了发酵过程中的优势细菌属,增加了Acetivibrio、Petrimonas、Methanothermobacter等微生物的丰度从而增加产气量,维持了产酸菌和产甲烷菌的动态平衡。相比中温(35℃),高温(55℃)发酵更能促进ARGs(尤其是aph(6)-Id、aph(3″)-Ib和sul1)相对丰度的削减。提高温度可显著提高厌氧发酵体系的产气性能,增加稳定性;微生物群落变化是ARGs消长的主要驱动因子。该研究结果可为畜禽养殖粪污厌氧发酵的工艺优化提供参考。

关键词：高温牛粪高浓度厌氧消化微生物群落抗性基因

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中国北方农田土壤微生物驱动N2O生成机制

中国北方农田土壤微生物驱动N2O生成机制

作者：孙立博吉林建筑大学

学位级别：硕士

一氧化二氮(NO)作为一种强力的温室气体(GHG),引起了人们的广泛关注,因为其100年的变暖潜力约为二氧化碳(CO)的298倍,并且它在平流层臭氧的消耗中起着重要作用。农业生态系统约占全球NO排放量的16%,其中至少有40%可归因于农业土壤中微... 详细信息

一氧化二氮(NO)作为一种强力的温室气体(GHG),引起了人们的广泛关注,因为其100年的变暖潜力约为二氧化碳(CO)的298倍,并且它在平流层臭氧的消耗中起着重要作用。农业生态系统约占全球NO排放量的16%,其中至少有40%可归因于农业土壤中微生物介导的氮循环。中国北方的旱地农业土壤位于连接昆仑山、秦岭和淮河的线路以北的地区。根据土壤性质、降水量和农业管理实践的差异,可以在中国的这一地区确定三个主要的分区,即东北平原、华北平原和西北地区。过去的几十年中,我国农业NO排放量显著增加,其中大部分增加归因于农业用地的扩大和肥料使用的增加。中国北方的旱地农业土壤是NO的主要来源,这些地区的总排放量占中国农田NO排放量的很大一部分(54%)。因此,了解我国北方地区农田土壤中微生物驱动的NO生成机制尤为重要。目前,对于华北平原农田土壤中NO产生的研究主要集中在北部地区,而对于淮北平原等南部边缘地区NO排放的研究较少。为了全面揭示我国北方地区农田土壤中NO产生的时空分布,本研究选取了吉林省安图市(夏季)、河北省衡水市(夏季)、甘肃省白银市(夏季)和安徽省亳州市(冬夏两季)垂向2 m深度的土壤样品。通过乙炔抑制法测定与NO产生的相关速率,并结合N-O双同位素示踪技术和宏基因测序技术,探讨了农田土壤在时间和空间尺度上NO产生途径的演替、微生物驱动机制和环境效应。本研究主要有以下结论:1、中国北方农田土壤的NO产生潜势表现出强烈的的空间异质性。甘肃土壤的NO产生潜势最高(0.800±0.159)ng·g·h,显著高于吉林(0.250±0.032ng·g·h)、河北(0.310±0.069 ng·g·h)和安徽土壤(0.057±0.009 ng·g·h)。硝化和硝化细菌反硝化过程(ND)是北方农田土壤中NO产生的主要过程,分别占94.05%±5.95%,54.33%±12.34%。表层土壤是农田土壤NO产生的热点区域,贡献了垂向深度上65.16%的NO产生。土壤含水率、p H和TOM是引起北方农田土壤NO空间变化的关键环境因子。2、中国北方农田土壤的微生物群落遗传组成均是细菌域的微生物占主导。在门的分类水平上,Proteobacteria是北方农田表层土壤中最丰富的氮循环微生物种类。在纲的分类水平上,Actinomycetia、Betaproteobacteria、Alphaproteobacteria、Gammaproteobacteria、Planctomycetia、Acidobacteriia为主要的优势菌纲。Betaproteobacteria、Planctomycetia与NO产生和硝化潜势呈显著正相关。土壤含水率和p H值是解释氮循环微生物群落变化的主要因素。3、在淮北农田土壤中,硝化和ND过程主导了土壤中NO的产生。在垂向尺度上,表层土壤是NO产生的热点区域。在40cm深度以下,土壤几乎不产生NO。这种垂向分布受环境因素含水率、p H和TN含量的影响。在时间尺度上,土壤冬季仍然持续产生NO,且冬季土壤NO产生潜势(0.198±0.007 ng N gh)高出夏季土壤(0.057±0.009 ng N gh)一个数量级。水热条件的协同作用导致了淮北农田土壤NO产量的季节性分布。相比于季节,土壤深度变化对氮循环微生物的影响更大。功能基因hao、nir K和nor B是预测淮北农田土壤NO产生的关键因子。淮北农田土壤中,Actinomycetia Betaproteobacteria、Alphaproteobacteria、Gammaproteobacteria为主要的优势菌纲。Alphaproteobacteria、Gemmatimonadates、Flavobacteriia、Acidobacteriia、Synechococcales、Bacteroidia、Planctomycetia、Verrucomicrobia对NO产生潜势有着较大贡献。本研究探讨了中国北方三大农耕平原的微生物驱动NO生成机制,明确了农田土壤中NO的具体来源和影响因子,并强调了冬季农田土壤中NO的产生不容忽视,为农业温室气体的合理减排提供了理论和数据支持。

关键词：北方农田垂向土壤氧化亚氮产生途径功能基因相对丰度氮循环微生物群落结构

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社会型经济在生态环境治理中的应用

中文科技期刊数据库（全文版）社会科学 2022年第9期 191-193页

作者：孙立博天津仲信观达科技发展有限公司天津300000

在经济技术全面增速发展的进程中,可持续发展已经成为主流趋势,并在各领域中逐步渗透及贯穿,在任何情况下,经济发展与生态环境的发展都需并驾齐驱,由此实现长远性发展目标。因此,在推动经济发展的过程中,还需采取可行性措施去节约自然资... 详细信息

在经济技术全面增速发展的进程中,可持续发展已经成为主流趋势,并在各领域中逐步渗透及贯穿,在任何情况下,经济发展与生态环境的发展都需并驾齐驱,由此实现长远性发展目标。因此,在推动经济发展的过程中,还需采取可行性措施去节约自然资源,降低资源损耗量及浪费量,实现对自然生态环境的充分保护,促使生态环境保护、治理,与社会经济发展相协调,实现持续发展目标,相对的,生态环境持续恶化,将产生对社会经济发展的阻碍性影响。因此,社会型经济在生态环境治理中发挥着重要作用,二者之间存在密切联系,需找准切入点加强对社会型经济的灵活应用。

关键词：社会型经济生态环境治理应用

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新时期资源节约理念在生态环境建设中的应用

中文科技期刊数据库（全文版）自然科学 2022年第6期 160-162页

作者：孙立博天津仲信观达科技发展有限公司天津300000

生态文明建设是当今社会发展中的重要任务,只有协调好生态环境与经济发展之间的关系,才能实现持续性发展,尤其是在人民生活质量大幅度提高的新时期,更需找准发力点,进行生态环境的精准化建设,将资源节约理念渗透到其中,打造优良的生态环... 详细信息

生态文明建设是当今社会发展中的重要任务,只有协调好生态环境与经济发展之间的关系,才能实现持续性发展,尤其是在人民生活质量大幅度提高的新时期,更需找准发力点,进行生态环境的精准化建设,将资源节约理念渗透到其中,打造优良的生态环境,推动人与自然的和谐发展。本文就以资源节约理念为主导展开阐述及分析,对其在生态环境建设中的应用进行深入研究。

关键词：新时期资源节约理念生态环境