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氮沉降促进西北干旱区高寒湿地生态系统NO排放

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干旱区研究 2022年

作者：申志博韩耀光王家力陈康怡胡洋朱新萍贾宏涛新疆农业大学资源与环境学院新疆土壤与植物生态过程重点实验室

在气候变化背景下，大气氮沉降的增加会对干旱区高寒湿地NO排放产生影响。以天山中部的巴音布鲁克天鹅湖高寒湿地不同水分条件的常年淹水区、季节性淹水区和常年干燥区为研究区，设置3个氮添加量处理(0、10kg·hm·a和20kg·hm·a)，采...

在气候变化背景下，大气氮沉降的增加会对干旱区高寒湿地NO排放产生影响。以天山中部的巴音布鲁克天鹅湖高寒湿地不同水分条件的常年淹水区、季节性淹水区和常年干燥区为研究区，设置3个氮添加量处理(0、10kg·hm·a和20kg·hm·a)，采用静态箱-气相色谱法监测了植物生长季生态系统 NO的排放量，并探究了NO排放与主要环境因子之间的关系。研究结果表明：(1)在不同水分条件下，氮素增加显著促进了生态系统NO的排放(P<0.05)；在植物生长季不增氮的处理下，生态系统NO累积排放量表现为吸收，10 kg ·hm·a和20 kg ·hm·a处理NO累积排放量均表现为排放；氮沉降量增加显著增加了不同水分条件下NO累积排放量，氮沉降增加会促进湿地生态系统由NO的“汇”向“源”转变。(2)氮施加量极显著影响生态系统NO排放速率(P<0.01)，季节性淹水条件生态系统NO平均排放速率(F)与施氮量(N)、土壤5 cm地温(T)呈多元一次方程关系(F=-2.763+0.209N+0.151T，R=0.483，P<0.01)。综上所述，氮沉降增加促进了干旱区高寒湿地生态系统NO排放。

关键词：

改性生物质炭对原油污染土壤中苏丹草萌发的影响

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农业资源与环境学报 2022年第1期39卷 165-172页

作者：周文君朱新萍陈康怡申志博谷林珠刘菲贾宏涛新疆农业大学草业与环境科学学院乌鲁木齐830052 新疆土壤与植物生态过程重点实验室乌鲁木齐830052

为探究原油胁迫下改性生物质炭对苏丹草种子萌发和幼苗生长的影响,在土壤含油率4%的原油污染土壤中分别添加硝酸和芬顿试剂改性的棉花秸秆生物质炭,采用土培发芽试验研究两种改性生物质炭不同添加量(炭土质量比为2%和4%)对苏丹草发芽率... 详细信息

为探究原油胁迫下改性生物质炭对苏丹草种子萌发和幼苗生长的影响,在土壤含油率4%的原油污染土壤中分别添加硝酸和芬顿试剂改性的棉花秸秆生物质炭,采用土培发芽试验研究两种改性生物质炭不同添加量(炭土质量比为2%和4%)对苏丹草发芽率、胚芽长、胚根长、生物量和土壤总石油烃降解率的影响。结果表明:施用生物质炭和改性生物质炭均能显著提高土壤有机质含量(P<0.05),未改性生物质炭添加会提升土壤pH值,硝酸和芬顿试剂改性生物质炭添加会降低土壤pH值。相比于未加生物质炭处理,添加生物质炭可以显著提高苏丹草发芽率、胚芽长和植株生物量,改性生物质炭对种子生长的促进效果更好,4%硝酸改性生物质炭处理的胚芽长和生物量比对照组分别增加了67.83%和80.26%。生物质炭和改性生物质炭添加均能显著提高土壤中总石油烃降解率,与未加生物质炭处理相比,添加4%生物质炭和4%芬顿改性生物质炭处理的总石油烃降解率分别增加了23.86、20.89个百分点。研究表明,在原油胁迫下,添加改性生物质炭有助于减缓原油污染对苏丹草种子萌发的负面效应,生物质炭的改性方法和添加量会影响苏丹草与生物质炭共同作用下土壤中石油烃的短期降解效果。

关键词：原油污染苏丹草生物质炭改性种子发芽幼苗生长

氮沉降促进西北干旱区高寒湿地生态系统N_(2)O排放

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干旱区研究 2022年第5期39卷 1655-1662页

作者：申志博韩耀光王家力陈康怡胡洋朱新萍贾宏涛新疆农业大学资源与环境学院新疆乌鲁木齐830052 新疆土壤与植物生态过程重点实验室新疆乌鲁木齐830052

在气候变化背景下,大气氮沉降的增加会对干旱区高寒湿地N_(2)O排放产生影响。以天山中部的巴音布鲁克天鹅湖高寒湿地,不同水分条件的常年淹水区、季节性淹水区和常年干燥区为研究区,设置3个氮添加量处理(0、10 kg·hm^(−2)·a^(−1)和20... 详细信息

在气候变化背景下,大气氮沉降的增加会对干旱区高寒湿地N_(2)O排放产生影响。以天山中部的巴音布鲁克天鹅湖高寒湿地,不同水分条件的常年淹水区、季节性淹水区和常年干燥区为研究区,设置3个氮添加量处理(0、10 kg·hm^(−2)·a^(−1)和20 kg·hm^(−2)·a^(−1)),采用静态箱-气相色谱法监测了植物生长季生态系统N_(2)O的排放量,并探究了N_(2)O排放与主要环境因子之间的关系。研究结果表明:(1)在不同水分条件下,氮素增加显著促进了生态系统N_(2)O的排放(P<0.05);在植物生长季不增氮的处理下,生态系统N_(2)O累积排放量表现为吸收,10 kg·hm^(−2)·a^(−1)和20 kg·hm^(−2)·a^(−1)处理N_(2)O累积排放量均表现为排放;氮沉降量增加显著增加了不同水分条件下N_(2)O累积排放量,氮沉降增加会促进湿地生态系统由N_(2)O的“汇”向“源”转变。(2)氮施加量极显著影响生态系统N_(2)O排放速率(P<0.01),季节性淹水条件生态系统N_(2)O平均排放速率(F)与施氮量(N)、土壤5 cm地温(T)呈多元一次方程关系(F=-2.763+0.209N+0.151T,R^(2)=0.483,P<0.01)。综上所述,氮沉降的增加促进了干旱区高寒湿地生态系统N_(2)O排放。

关键词：氮沉降 N_(2)O 生态系统水分高寒湿地

放牧强度对干旱区高寒草地土壤线虫群落结构的影响

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农业资源与环境学报 2022年第1期39卷 55-64页

作者：杨贝贝朱新萍赵一申志博买迪努尔·阿不来孜胡洋贾宏涛新疆农业大学草业与环境科学学院乌鲁木齐830052 新疆土壤与植物生态过程重点实验室乌鲁木齐830052

为了解不同放牧强度对巴音布鲁克高寒草地土壤线虫群落结构的影响,以巴音布鲁克高寒草地不同放牧强度(以羊数量计)下的土壤为研究对象,研究了轻度放牧(0.65只·hm^(-2))、中度放牧(2.09只·hm^(-2))和重度放牧(4.15只·hm^(-2))对土壤... 详细信息

为了解不同放牧强度对巴音布鲁克高寒草地土壤线虫群落结构的影响,以巴音布鲁克高寒草地不同放牧强度(以羊数量计)下的土壤为研究对象,研究了轻度放牧(0.65只·hm^(-2))、中度放牧(2.09只·hm^(-2))和重度放牧(4.15只·hm^(-2))对土壤线虫群落结构的影响。结果表明:三种放牧强度样地共获得土壤线虫1698条,分属于32科38属,中度放牧强度下土壤线虫数量最多,达22属1427条,重度放牧强度下土壤线虫的种类最多,达到26属191条。轻度放牧和中度放牧的共同优势属为绕线属(Plectus)和前矛线属(Prodorylamus),重度放牧强度下土壤线虫的优势属为丽突属(Acrobeles)和微矛线属(Microdorylaimus)。土壤线虫数量主要分布在0~5 cm土层,并随土层深度的增加而逐渐减少;中度放牧强度下食细菌类(Bacterivores)、食真菌类(Fungivores)、植物寄生类(Plant-parasites)和捕食/杂食类(Predators/Omnivores)线虫的数量显著高于轻度放牧和重度放牧。不同放牧强度下,土壤含水量、养分和pH影响土壤线虫数量、群落多样性和功能结构。研究表明,中度放牧强度下土壤线虫个体密度最高,土壤生态系统食物网相对稳定,有利于高寒草地生态系统的维持。

关键词：放牧强度土壤线虫生物多样性巴音布鲁克干旱区群落结构

不同水分条件天鹅湖高寒湿地土壤线虫群落结构对氮沉降的响应

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农业环境科学学报 2023年第10期42卷 2244-2253页

作者：陈康怡韩耀光王家力申志博杨贝贝赵一朱新萍贾宏涛新疆农业大学资源与环境学院乌鲁木齐830052 北京农学院生物与资源环境学院北京102206 新疆土壤与植物生态过程重点实验室乌鲁木齐830052 新疆农业大学草业学院乌鲁木齐830052

为探究氮沉降对干旱区高寒湿地土壤线虫群落结构的影响,本研究以天山中部的巴音布鲁克天鹅湖高寒湿地为样地,选取2个不同水分条件区域,分别喷施3个不同浓度氮素,开展野外原位模拟氮沉降控制试验,研究不同水分条件土壤线虫群落结构对氮... 详细信息

为探究氮沉降对干旱区高寒湿地土壤线虫群落结构的影响,本研究以天山中部的巴音布鲁克天鹅湖高寒湿地为样地,选取2个不同水分条件区域,分别喷施3个不同浓度氮素,开展野外原位模拟氮沉降控制试验,研究不同水分条件土壤线虫群落结构对氮沉降的响应。结果表明:地表季节性积水条件土壤线虫群落的优势属主要为前矛线属(Prodorylamus,29.30%),地表常年干燥条件土壤线虫群落的优势属是前矛线属(Prodorylamus,18.69%)、Laimydorus(20.21%)和螺旋属(Helicotylenchus,33.48%);在土壤水分和氮添加的共同作用下,杂食/捕食类线虫(OP)和食真菌类线虫(FU)丰度升高,植物寄生类线虫(PP)丰度降低;地表常年干燥条件下,氮添加对土壤线虫群落各生态指数影响不显著。在地表季节性积水条件下,随着氮添加浓度上升,富集指数(EI)和成熟度指数(PPI)先下降后上升,但氮添加对土壤线虫群落香农威尔指数(H)和优势度指数(λ)无显著影响,20 kg·hm^(-2)·a^(-1)氮添加会促进干旱区高寒湿地土壤有机质分解途径由细菌向真菌分解途径发展。土壤含水量、土壤电导率和碱解氮是影响土壤线虫群落结构的主要因素。研究表明,氮沉降增加会影响土壤线虫群落中不同营养类群的丰度,但对土壤线虫群落结构多样性和干旱区高寒湿地土壤生态系统稳定性影响较小。

关键词：氮沉降土壤线虫高寒湿地生态指数水分

氮添加对巴音布鲁克高寒湿地土壤微生物量和酶活性的影响

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生态学报 2022年第13期42卷 5328-5339页

作者：胡洋丛孟菲陈末买迪努尔·阿不来孜愚广灵申志博杨再磊朱新萍贾宏涛新疆农业大学资源与环境学院乌鲁木齐830052 新疆农业大学草业学院乌鲁木齐830052 新疆土壤与植物生态过程重点实验室乌鲁木齐830052

随着全球氮沉降速率的快速增加,已对陆地生态系统微生物群落活性和代谢产生了深刻的影响。因此迫切需要了解全球气候变化敏感区土壤中微生物量和酶活性对氮添加的响应。为此,以中亚干旱区巴音布鲁克高寒湿地为研究对象,在保护良好的高... 详细信息

随着全球氮沉降速率的快速增加,已对陆地生态系统微生物群落活性和代谢产生了深刻的影响。因此迫切需要了解全球气候变化敏感区土壤中微生物量和酶活性对氮添加的响应。为此,以中亚干旱区巴音布鲁克高寒湿地为研究对象,在保护良好的高寒湿地选择沼泽(S)、沼泽草甸(SM)和草甸(M)3种湿地类型布设野外原位氮添加试验(施氮浓度分别为0、8、16 kg N hm^(-2) a^(-1)),探究短期氮添加对土壤微生物生物量碳(MBC)、微生物生物量氮(MBN)、微生物生物量碳/氮(MBC/MBN)、微生物商(QMB)、土壤蛋白酶、脲酶、碱性磷酸酶、H_(2)O_(2)酶和蔗糖酶活性的影响。结果表明:(1)高寒湿地不同湿地类型土壤微生物量和酶活性存在显著差异,其中SM土壤MBC、MBN、MBC\N、QMB较S和M区高,对酶活性而言,SM和M区土壤蛋白酶和碱性磷酸酶活性较高,M区H_(2)O_(2)酶和脲酶活性较高。(2)氮添加显著增加了3种湿地类型中土壤MBC和MBN,其中MBC增加了7.00%—119.00%,MBN增加了8.03%—38.26%。氮添加仅显著增加了S和SM区土壤MBC/N和QMB(增加了24.68%—113.10%),但抑制了M区土壤MBC/N和QMB(抑制了8.93%—10.36%)。(3)氮添加显著增加了3种湿地类型土壤中脲酶、蛋白酶和H_(2)O_(2)酶活性,分别增加了7.25%—59.63%、4.71%—58.55%和34.70%—157.27%。但是氮添加对土壤碱性磷酸酶活性无显著影响。对蔗糖酶而言,N1处理增加了S区土壤蔗糖酶活性(增加了58.58%),而N2处理显著降低了22.72%。氮添加对SM和M区蔗糖酶活性无显著影响。(4)结构方程模型的结果显示,氮添加直接增加了土壤微生物量和酶活性。而随着湿地类型的变化(S⁃SM⁃M)直接和间接(通过pH)增加了酶活性;湿地类型的变化还通过影响pH、有机碳和有效养分间接增加了土壤微生物量。总之,氮添加和湿地类型可直接或间接的影响着土壤微生物量和酶活性。其中,土壤pH和有机碳是微生物量和酶活性变化的主要影响因素。本研究可为中亚干旱区高寒湿地应对未来气候变化的措施的制定提供技术参考。

关键词：氮添加高寒湿地微生物量酶活性

模拟氮添加对巴音布鲁克高寒湿地土壤活性有机碳和温室气体排放的影响

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新疆农业大学学报 2022年第4期45卷 298-305页

作者：申志博王家力韩耀光陈康怡朱新萍贾宏涛新疆农业大学资源与环境学院乌鲁木齐830052 新疆土壤与植物生态过程实验室乌鲁木齐830052

本研究以巴音布鲁克高寒沼泽草甸土壤为研究对象,利用室内培养试验模拟土壤处于淹水条件(水∶土质量比=2∶1),设3个氮添加处理,年施氮量分别为0、10、20 kg/hm^(2),研究了氮添加对沼泽草甸土壤温室气体排放及其土壤活性有机碳组分的影... 详细信息

本研究以巴音布鲁克高寒沼泽草甸土壤为研究对象,利用室内培养试验模拟土壤处于淹水条件(水∶土质量比=2∶1),设3个氮添加处理,年施氮量分别为0、10、20 kg/hm^(2),研究了氮添加对沼泽草甸土壤温室气体排放及其土壤活性有机碳组分的影响。结果表明,10、20 kg/hm^(2)氮添加量降低了沼泽草甸土壤CH_(4)排放和促进土壤N_(2)O的排放。氮素增加可极显著增加微生物生物量碳(MBC)(P<0.01),显著降低土壤溶解性有机碳(DOC)(P<0.05)。CO_(2)、CH_(4)和N_(2)O排放速率均受土壤微生物生物量碳含量的显著影响(P<0.05),N_(2)O排放与土壤可溶性有机碳含量呈极显著正相关(P<0.01),同时CH_(4)和N_(2)O排放受氮素增加量的显著影响。本研究表明,干旱区高寒沼泽草甸土壤温室气体排放主要受到氮素添加量、微生物生物量碳和土壤可溶性有机碳含量变化的影响。

关键词：温室气体氮沉降微生物生物量碳溶解性有机碳

聚吡咯改性葡萄藤炭的制备及对水中氟的吸附效果

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新疆农业大学学报 2020年第3期43卷 228-234页

作者：吕续永周建勤朱新萍愚广灵贾宏涛周文君申志博新疆农业大学草业与环境科学学院乌鲁木齐830052

以葡萄藤为原料,在500℃条件下制备生物炭,用负载聚吡咯(PPy)的方法改性生物炭。利用吸附试验研究投加量、吸附时间、初始浓度、初始pH值和共存离子对改性生物炭(PPy/GBC)除氟能力的影响。结果表明,PPy/GBC在pH值4.0~9.0溶液中对氟离子... 详细信息

以葡萄藤为原料,在500℃条件下制备生物炭,用负载聚吡咯(PPy)的方法改性生物炭。利用吸附试验研究投加量、吸附时间、初始浓度、初始pH值和共存离子对改性生物炭(PPy/GBC)除氟能力的影响。结果表明,PPy/GBC在pH值4.0~9.0溶液中对氟离子都具有较好的吸附效果;在初始浓度为10 mg/L,吸附时间为3 h,投加量为10 g/L时氟的去除率可达90%以上。溶液中常见的氯离子和硫酸根对吸附剂的吸附没有显著影响。PPy/GBC对氟离子的吸附过程符合伪二级动力学模型。

关键词：葡萄藤炭聚吡咯改性氟离子吸附

柴窝堡湖湿地不同土地利用方式对土壤线虫群落的影响

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新疆农业大学学报 2021年第5期44卷 313-323页

作者：马嘉昱马越杨贝贝赵一申志博李典鹏贾宏涛朱新萍新疆农业大学资源与环境学院乌鲁木齐830052 南京大学生命科学学院南京210046 新疆土壤与植物生态过程重点实验室乌鲁木齐830052

为了比较不同土地利用方式对干旱区湖泊湿地土壤线虫群落结构的影响。在柴窝堡湿地选取了5种土地利用方式的样地,即湖泊湿地、湿地-农田过渡带、沼泽湿地、自然农田和退耕农田,研究了土壤线虫的生物多样性以及相关生态指数。结果表明:(1... 详细信息

为了比较不同土地利用方式对干旱区湖泊湿地土壤线虫群落结构的影响。在柴窝堡湿地选取了5种土地利用方式的样地,即湖泊湿地、湿地-农田过渡带、沼泽湿地、自然农田和退耕农田,研究了土壤线虫的生物多样性以及相关生态指数。结果表明:(1)调查共获得土壤线虫2685条,分属于51属。自然农田和退耕农田中土壤线虫数量高于湖泊湿地线虫数量。自然农田土壤线虫主要集中在0~20 cm土层中,平均值达到了290条/100 g干土;而湖泊湿地、湿地-农田过渡带、沼泽湿地线虫主要分布在0~10 cm土层中。随土层深度的增加,土壤养分含量降低,土壤线虫的数量逐渐减少。(2)土地利用方式影响了土壤线虫群落组成和优势营养类群。湖泊湿地和湿地-农田过渡带的线虫群落组成主要为食细菌类和杂食/捕食类线虫;沼泽湿地的线虫群落组成主要为杂食/捕食类线虫;自然农田和退耕农田的线虫群落组成均以植食类线虫为主,且退耕农田中的线虫属少于自然农田。(3)生态指数与土壤养分分析得出,土壤pH、电导率和速效氮是影响土壤线虫群落结构和土壤食物网稳定性的主要因素。研究表明土地利用方式对土壤线虫群落有显著的影响,土壤线虫能够灵敏反映湖泊湿地、自然农田发生生态系统演替时土壤环境受干扰程度。

关键词：干旱区湿地土壤线虫生态指数群落结构土地利用方式