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围垦养殖与退塘还湿对闽江河口湿地土壤铁碳结合特征的影响

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环境科学学报 2022年第7期42卷 466-477页

作者：林于蓝陈钰尹晓雷曾庆淞王维奇福建师范大学地理研究所福州350007 福建师范大学湿润亚热带生态地理过程教育部重点实验室福州350007 福建师范大学生命科学学院福州350117

为探究围垦养殖与退塘还湿对河口湿地土壤铁-碳结合特征的影响,本研究选择福建省闽江河口天然湿地、养殖塘以及退塘还湿样地为研究对象,对3个类型中的土壤铁结合态有机碳(Fe-OC)及其相关指标进行测定与分析.结果显示:①湿地围垦养殖显... 详细信息

为探究围垦养殖与退塘还湿对河口湿地土壤铁-碳结合特征的影响,本研究选择福建省闽江河口天然湿地、养殖塘以及退塘还湿样地为研究对象,对3个类型中的土壤铁结合态有机碳(Fe-OC)及其相关指标进行测定与分析.结果显示:①湿地围垦养殖显著影响土壤Fe-OC含量,其含量在退塘还湿后有所回升;②土壤氧化还原过程显著影响土壤中铁相的转化,湿地围垦后土壤中无定形态铁(Feo)与络合态铁(Fep)含量显著下降(p<0.05),而退塘还湿后土壤中游离态铁(Fed)含量显著下降(p<0.05);③养殖塘复湿初期,土壤总有机碳(SOC)含量低于养殖塘,且3样地中土壤Fe-OC均主要以吸附途径结合,其在土壤总有机碳中的占比为4.25%~7.85%;④土壤Fe-OC含量与土壤SOC、Fep、氧化铁的络合度呈显著正相关(p<0.01),与土壤Feo含量呈显著正相关(p<0.05),土壤容重和pH是影响土壤Fe-OC含量的重要环境因素.湿地围垦养殖与退塘还湿能够显著影响土壤Fe-OC含量,相比天然湿地,土壤Fe-OC含量在围垦后持续下降,在复湿过程中有所回升.结果表明退塘还湿对增加湿地碳汇功能具有积极意义.

关键词：围垦养殖退塘还湿铁碳结合特征河口湿地

施加秸秆及其生物炭对茉莉植株与土壤碳氮磷生态化学计量特征的影响

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植物生态学报 2022年

作者：林少颖曾瑜杨文文陈斌阮敏敏尹晓雷阳祥王维奇闽榕茶业有限公司福建师范大学地理研究所湿润亚热带生态地理过程教育部重点实验室福州市农业农村局

研究植物不同器官碳(C)、氮(N)、磷(P)含量及其生态化学计量特征对深入了解土壤养分元素在循环过程中的相互耦合关系具有重要指示意义。在福州茉莉种植基地,设置对照、秸秆、生物炭添加处理,测定茉莉植株的生长特性、茉莉不同器官和土壤...

研究植物不同器官碳(C)、氮(N)、磷(P)含量及其生态化学计量特征对深入了解土壤养分元素在循环过程中的相互耦合关系具有重要指示意义。在福州茉莉种植基地,设置对照、秸秆、生物炭添加处理,测定茉莉植株的生长特性、茉莉不同器官和土壤C、N、P含量,分析其生态化学计量特征。结果表明:与对照处理相比,秸秆处理的茉莉叶生物量显著增加了73.33%,土壤盐度和土壤温度均显著降低了37.5%和1.41%;而生物炭处理的茉莉株高、叶面积及叶、茎生物量较对照处理分别显著增加了26.11%、29.39%、239.58%、96.04%,土壤密度和土壤温度显著降低了18.65%和1.79%。不同施加处理下,茉莉叶、茎C含量及叶N含量均无显著差异,而根、土壤C、N含量则表现为生物炭处理显著高于秸秆处理和对照处理;茉莉叶、茎和根P含量均表现为生物炭处理>对照处理>秸秆处理,且生物炭处理比对照处理分别显著提高了41.68%、43.73%和24.63%,而土壤P含量则表现为生物炭处理>秸秆处理>对照处理。其次,生物炭处理较对照处理降低了叶、茎、根和土壤的C:P,且显著降低了茉莉叶和茎的N:P,而根和土壤则反之。此外,茉莉不同器官的C、N、P元素内稳性整体表现为C> N> P,比值内稳性表现为N:P> C:P> C:N。综合而言,生物炭施加增加了地上植株对N、P的吸收和同化量,进一步促进了植物-土壤系统的固碳与内稳性。

关键词：

模拟盐水入侵对河口湿地土壤碳矿化潜力的影响研究

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环境科学学报 2022年第11期42卷 427-434页

作者：王亚非胥佳忆黑杰阳祥尹晓雷王维奇王纯福建师范大学地理科学学院福州350007 福建师范大学湿润亚热带生态-地理过程教育部重点实验室福州350007

河口湿地在全球陆地生态系统碳循环中具有重要作用,为了揭示盐水入侵对河口湿地土壤碳矿化潜力的影响,以闽江河口淡水湿地为研究对象,采用室内泥浆厌氧培养与气相色谱法相结合的方法,通过设置高频率盐度梯度的盐水入侵情景模式,对不同... 详细信息

河口湿地在全球陆地生态系统碳循环中具有重要作用,为了揭示盐水入侵对河口湿地土壤碳矿化潜力的影响,以闽江河口淡水湿地为研究对象,采用室内泥浆厌氧培养与气相色谱法相结合的方法,通过设置高频率盐度梯度的盐水入侵情景模式,对不同处理下的土壤碳矿化潜力(以CO_(2)产生潜力表征)及其环境调节因子进行连续3周的测定与分析.研究结果表明:(1)不同盐度处理下土壤pH值均低于对照处理(0),氨态氮(NH_(4)^(+)-N)含量均高于对照处理,且随盐度增加而增加,可溶性有机碳(DOC)含量在盐度25‰、30‰处理下高于对照处理,SO_(4)^(2-)含量在盐度20‰、25‰、30‰处理下高于对照处理;(2)随着时间的变化,厌氧培养第1周CO_(2)产生潜力显著高于第2周和第3周(p<0.05),不同盐度处理CO_(2)产生潜力差异较大,表现为低盐度(0.5‰~10‰)促进和高盐度(15‰~30‰)抑制作用,盐度10‰~15‰可能是影响土壤碳矿化转变的重要转折点;(3)不同盐度处理下CO_(2)产生潜力与土壤pH值呈显著正相关,与土壤电导率(EC)、NH_(4)^(+)-N、Cl^(-)、SO_(4)^(2-)和DOC呈显著负相关(p<0.05).盐度是影响河口湿地土壤碳矿化的的重要因素,低盐度的盐水入侵促进河口湿地土壤碳矿化,高盐度的盐水入侵抑制土壤碳矿化.

关键词：碳矿化盐度理化特征淡水湿地闽江河口

互花米草入侵对闽江河口湿地土壤碳、氮、磷及CH_(4)和CO_(2)排放的影响

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环境科学学报 2022年第11期42卷 416-426页

作者：黑杰胥佳忆王亚非刘旭阳尹晓雷王纯王维奇福建师范大学湿润亚热带生态-地理过程教育部重点实验室福州350007 福建师范大学地理研究所福州350007

植物入侵是河口湿地土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)循环的主要驱动因素.为了探讨福建闽江河口互花米草入侵短叶茳芏湿地对碳输入和碳排放的影响,对土壤C、N、P含量和储量及CH_(4)和CO_(2)排放进行了测定与分析.结果表明:(1)互花米草入侵短叶... 详细信息

植物入侵是河口湿地土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)循环的主要驱动因素.为了探讨福建闽江河口互花米草入侵短叶茳芏湿地对碳输入和碳排放的影响,对土壤C、N、P含量和储量及CH_(4)和CO_(2)排放进行了测定与分析.结果表明:(1)互花米草入侵短叶茳芏湿地显著增加了0~60 cm土壤C、N含量和0~15 cm土壤P含量(p<0.05).(2)互花米草入侵短叶茳芏湿地后,0~60 cm土壤C、N、P储量分别增加了16%、46%、26%(p<0.05).(3)互花米草入侵短叶茳芏湿地后,0~15 cm和15~30 cm土壤C/N显著降低了33%和24%,15~30 cm土壤C/P降低了31%(p<0.05).(4)互花米草入侵短叶茳芏湿地显著增加了CH_(4)和CO_(2)平均和累积排放(p<0.05).(5)土壤C、N、P与土壤CO_(2)和CH_(4)排放呈显著正相关(p<0.05,p<0.01),微生物生物量碳(MBC)与土壤CH_(4)排放呈显著正相关(p<0.01),土壤C/N与土壤CH_(4)排放呈显著负相关(p<0.05).综合来看,互花米草入侵闽江河口短叶茳芏湿地增强了土壤C、N、P的固持和CH_(4)、CO_(2)的排放,并受到生态化学计量比的调节.本研究拓展了对植物入侵情形下河口湿地生物地球化学循环的认知.

关键词：碳、氮、磷甲烷二氧化碳植物入侵闽江河口湿地

茶园管理模式对土壤团聚体稳定性与碳氮含量的影响

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中国水土保持科学 2023年第5期21卷 81-89页

作者：阳祥金强李先德刘旭阳尹晓雷王维奇张永勋福建师范大学地理科学学院福州350007 中国农业科学院农业经济与发展研究所北京100081

为了分析不同茶园管理模式对土壤团聚体稳定性及碳、氮含量的影响,选取福建安溪铁观音茶园土壤为研究对象,设置常规管理模式茶园(M1)、间作套种模式茶园(M2)和常规管理配套现代技术模式茶园(M3)3种处理,采集3种茶园管理模式下0~30 cm土... 详细信息

为了分析不同茶园管理模式对土壤团聚体稳定性及碳、氮含量的影响,选取福建安溪铁观音茶园土壤为研究对象,设置常规管理模式茶园(M1)、间作套种模式茶园(M2)和常规管理配套现代技术模式茶园(M3)3种处理,采集3种茶园管理模式下0~30 cm土样,利用湿筛法获得4种粒级的土壤团聚体,通过平均质量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)和分形维数(D)来表示团聚体的稳定性,并对土壤碳、氮含量进行测定。结果表明:1)M1、M2和M3模式均以>0.25 mm粒级土壤团聚体为主;2)土壤团聚体稳定性综合表现为M1>M2>M3;3)分形维数D与MWD、GMD之间呈显著负相关(P<0.01),而土壤pH值与土壤团聚体稳定性参数MWD、GMD呈显著正相关,与D呈显著负相关(P<0.01);4)冗余分析表明,不同茶园管理模式下土壤团聚体稳定性主要受土壤pH值的影响。综上,不同管理模式下茶园土壤团聚体稳定性特征存在显著差异。管理模式通过改变茶园土壤的理化性质进一步调节着土壤团聚体分布及其稳定性。

关键词：土壤团聚体碳氮管理模式茶园间作套种滴灌

不同轮作模式的土壤真菌群落结构及功能特征分析

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环境科学学报 2022年第4期42卷 432-442页

作者：阳祥李先德刘吉龙林少颖尹晓雷王维奇张永勋福建师范大学地理科学学院福州350007 中国农业科学院农业经济与发展研究所北京100081 福建师范大学湿润亚热带生态地理过程教育部重点实验室福州350007

为分析不同轮作模式的土壤真菌群落结构与功能特征差异,以安徽铜陵两种不同轮作模式的农田土壤为研究对象,设置水-旱轮作(姜-稻)、旱-旱轮作(姜-菜)两种样地,利用Illumina MiSeq高通量测序平台测定了土壤真菌的ITS变异区序列,以分析不... 详细信息

为分析不同轮作模式的土壤真菌群落结构与功能特征差异,以安徽铜陵两种不同轮作模式的农田土壤为研究对象,设置水-旱轮作(姜-稻)、旱-旱轮作(姜-菜)两种样地,利用Illumina MiSeq高通量测序平台测定了土壤真菌的ITS变异区序列,以分析不同轮作模式下土壤真菌群落结构和功能的差异及其影响因素.结果表明:姜季转变为菜季/稻季后均会造成土壤真菌α多样性指数增加,尤其是水-旱轮作模式(p<0.05);与旱-旱轮作相比,水-旱轮作提高了土壤真菌群落ACE和Chao1指数(p<0.05);子囊菌门(Ascomycota)、担子菌门(Basidiomycota)、被孢霉菌门(Mortierellomycota)和隐真菌门(Rozellomycota)是不同轮作模式下土壤环境中的主要真菌门类.被孢霉属(Mortierella)是两种轮作模式姜季处理中的主要真菌属,镰刀菌属(Fusarium)是旱-旱轮作菜季中的主要真菌属;水-旱轮作模式能有效降低白姜致病风险.在旱-旱轮作中的菜季土壤环境中真菌功能群以动植物病原真菌和腐生真菌为主,辅以内生真菌和地衣寄生真菌;在两种轮作模式中的姜季,真菌功能群均以腐生真菌和内生真菌为主;冗余分析发现,土壤含水量和土壤C/N是影响土壤环境中真菌群落结构和组成的主要因素;相关分析表明,ACE和Chao1指数与土壤容重呈显著正相关(p<0.05).由此可见,水-旱轮作通过提高土壤真菌群落丰富度改变土壤环境中真菌群落组成,并进一步改善土壤环境健康.

关键词：轮作模式真菌群落结构与功能土壤理化性质农田

添加秸秆及其生物炭对茉莉植株与土壤碳氮磷生态化学计量特征的影响

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植物生态学报 2023年第4期47卷 530-545页

作者：林少颖曾瑜杨文文陈斌阮敏敏尹晓雷阳祥王维奇福建师范大学地理研究所湿润亚热带生态-地理过程教育部重点实验室福州350007 闽榕茶业有限公司福州350018 福州市农业农村局福州350026

研究植物不同器官碳(C)、氮(N)、磷(P)含量及其生态化学计量特征对深入了解土壤养分元素在循环过程中的相互耦合关系具有重要指示意义。在福州茉莉(Jasminum sambac)种植基地,设置对照、秸秆、生物炭添加处理,测定茉莉植株的生长特性、... 详细信息

研究植物不同器官碳(C)、氮(N)、磷(P)含量及其生态化学计量特征对深入了解土壤养分元素在循环过程中的相互耦合关系具有重要指示意义。在福州茉莉(Jasminum sambac)种植基地,设置对照、秸秆、生物炭添加处理,测定茉莉植株的生长特性、茉莉不同器官和土壤C、N、P含量,分析其生态化学计量特征。结果表明:与对照处理相比,秸秆添加处理的茉莉叶生物量显著增加了73.33%,土壤盐度和土壤温度均显著降低了37.04%和1.41%;而生物炭添加处理的茉莉株高、叶面积及叶、茎生物量较对照处理分别显著增加了26.11%、29.42%、239.59%和96.04%,土壤密度和土壤温度显著降低了18.33%和1.79%。不同添加处理下,茉莉叶和茎的C含量及叶N含量均无显著差异,而根和土壤的C、N含量则表现为生物炭添加处理显著高于秸秆添加处理和对照处理;茉莉叶、茎和根P含量均表现为生物炭添加处理>对照处理>秸秆添加处理,且生物炭添加处理比对照处理分别显著提高了41.68%、43.73%和24.63%,而土壤P含量则表现为生物炭添加处理>秸秆添加处理>对照处理。其次,生物炭添加处理较对照处理降低了叶、茎、根和土壤的C:P,且显著降低了茉莉叶和茎的N:P,而根和土壤则反之。此外,茉莉不同器官的C、N、P元素内稳性整体表现为C>N>P,比值内稳性表现为N:P>C:P>C:N。综合而言,生物炭添加增加了茉莉地上植株对N、P的吸收和同化量,进一步促进了植物-土壤系统的固碳与内稳性。

关键词：秸秆生物炭土壤生态化学计量学茉莉园

高抽巷抽采条件下综采面采空区煤炭自燃防治技术研究

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高抽巷抽采条件下综采面采空区煤炭自燃防治技术研究

作者：尹晓雷安徽理工大学

学位级别：硕士

火灾和瓦斯是制约煤矿安全、高效发展的两大主要灾害,目前很多矿井采用高抽巷瓦斯抽采方法治理瓦斯超限,这种方法在治理瓦斯灾害的同时也对采空区漏风场造成很大的影响,增加了遗煤自然发火的概率。因此,预防高抽巷抽采条件下采空区遗煤... 详细信息

火灾和瓦斯是制约煤矿安全、高效发展的两大主要灾害,目前很多矿井采用高抽巷瓦斯抽采方法治理瓦斯超限,这种方法在治理瓦斯灾害的同时也对采空区漏风场造成很大的影响,增加了遗煤自然发火的概率。因此,预防高抽巷抽采条件下采空区遗煤自燃,避免火灾事故的发生,具有重要而现实的意义。针对防治高抽巷抽采条件下采空区煤炭自燃,本文从以下四个方面进行研究：首先通过采集刘庄矿13煤层三组煤样并进行低温氧化实验,根据实验结果优选出13煤自燃早期预测预报的指标气体,并结合指标气体浓度与温度的函数关系建立了多指标气体预测煤炭自燃体系。通过理论分析采空区上覆围岩的特性,分析了采空区孔隙率、渗透率在采空区的分布情况。利用Fluent流体模拟软件,建立了高抽巷抽采条件下采空区气体渗流模型,结合漏风强度划分出该条件下采空区自燃“三带”的范围。并分析了高抽巷抽采前后及高抽巷不同层位高度条件下,采空区自燃“三带”范围的变化。通过在刘庄矿151305综采面进、回风巷预埋束管和热电偶,实测出采空区测点氧气浓度和测点温度,根据氧气浓度和温度划分出采空区自燃“三带”的范围,结合数值模拟的结果,采用MIN-MAX方法优化了采空区自燃“三带”范围并推算出了极限推进速度。最后根据研究结果结合151305综采面的特殊性提出了高抽巷抽采条件下综采工作面煤炭自燃防治技术。该论文的研究对高抽巷抽采条件下采空区遗煤自燃综合防治有一定的指导意义。

关键词：指标气体高抽巷数值模拟自燃“三带”

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轮作模式对农田土壤团聚体及碳氮含量的影响

中国水土保持科学 2022年第3期20卷 126-134页

作者：黑杰李先德刘吉龙王亚非胥佳忆阳祥尹晓雷王维奇张永勋福建师范大学地理科学学院福州350007 中国农业科学院农业经济与发展研究所北京100081 福建师范大学湿润亚热带生态地理过程教育部重点实验室福州350007

土壤碳(C)和氮(N)含量在农田作物养分利用和循环中起着关键作用。土壤团聚体的C、N含量和稳定性是表征土壤结构、退化和稳定性的重要指标。姜-稻轮作和姜-菜轮作为水旱轮作和旱地轮作,具有不同的C、N保护机制。为探究不同轮作模式下农... 详细信息

土壤碳(C)和氮(N)含量在农田作物养分利用和循环中起着关键作用。土壤团聚体的C、N含量和稳定性是表征土壤结构、退化和稳定性的重要指标。姜-稻轮作和姜-菜轮作为水旱轮作和旱地轮作,具有不同的C、N保护机制。为探究不同轮作模式下农田土壤团聚体分布规律、稳定性和C、N含量的变化特征,寻求最优的轮作模式,以安徽省铜陵市姜-菜轮作和姜-稻轮作模式下的农田为研究对象,采集0~20 cm深度的土壤样品,测定不同粒级土壤团聚体的质量分数,并使用单因素方差分析土壤团聚体及C、N含量的差异性。通过土壤团聚体稳定性指标平均质量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)、大团聚体含量(DR_(0.25))和分形维数(D)来衡量土壤团聚体的稳定,并使用皮尔逊相关系数分析土壤团聚体和团聚体C、N与土壤稳定性指标的关系。结果表明:1)姜-菜轮作下姜季>0.053~0.25 mm微团聚体质量分数比菜季显著增加53%(P0.25~1.00 mm大团聚体质量分数比稻季显著增加约2倍(P1.00 mm大团聚体C、N含量分别显著降低39%与33%(P1.00 mm大团聚体C的贡献率显著高于姜-菜轮作24%(P0.25~1.00 mm大团聚体C、N贡献率分别显著低于姜-菜轮作32%与25%(P0.25~1.00 mm大团聚体质量分数显著正相关(P1.00 mm大团聚体含量显著正相关(P0.25 mm大团聚体C、N显著正相关(P<0.05)。相对于姜-菜轮作下的旱地轮作,水旱轮作下的姜-稻轮作模式可以持续改善土壤团聚体稳定性和维持高效的土壤C、N的养分利用,是实现铜陵市水土保持与养分协调利用的最优轮作模式,有利于维系白姜的可持续生产。

关键词：土壤团聚体团聚体稳定性轮作模式农田