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内蒙古河套灌区主要作物农田氮素平衡及潜在污染状况分析

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农业环境科学学报 2023年第6期42卷 1347-1354页

作者：赵巴音那木拉路战远李斐红梅杨海波德海山包明哲内蒙古农业大学草原与资源环境学院呼和浩特010018 内蒙古自治区土壤质量与养分资源重点实验室呼和浩特010018 农业生态安全与绿色发展自治区高等学校重点实验室呼和浩特010018 内蒙古自治区农牧业科学院呼和浩特010031

为从氮素平衡的角度研究河套灌区氮素潜在污染风险,本文以河套灌区主要种植作物玉米和向日葵为研究对象,分析了传统种植模式下玉米和向日葵收获期农田土壤无机氮残留现状,并从氮素平衡角度利用氮素盈余、氮素潜在损失对玉米和向日葵种... 详细信息

为从氮素平衡的角度研究河套灌区氮素潜在污染风险,本文以河套灌区主要种植作物玉米和向日葵为研究对象,分析了传统种植模式下玉米和向日葵收获期农田土壤无机氮残留现状,并从氮素平衡角度利用氮素盈余、氮素潜在损失对玉米和向日葵种植的环境污染风险进行了分析。结果表明:河套灌区农田土壤残留无机氮随着施氮量的增加而增加,玉米田和向日葵田0~90 cm土壤无机氮(以N计)平均残留量分别为66.11 kg·hm^(-2)和45.53 kg·hm^(-2)。灌区中部的五原县玉米田土壤无机氮残留量最高,可达336.93 kg·hm^(-2),向日葵田以东部乌拉特前旗最高,残留量达273.66 kg·hm^(-2)。玉米田和向日葵田平均氮素年输入总量分别为514.81 kg·hm^(-2)和314.73 kg·hm^(-2),以化肥氮为主,占总氮素输入的85%以上。氮素输出主要是作物吸收带走,玉米和向日葵平均氮素年输出总量为362.10 kg·hm^(-2)和209.65 kg·hm^(-2)。过高的氮素输入导致玉米和向日葵年平均氮素盈余分别高达235.71 kg·hm^(-2)和168.08 kg·hm^(-2),并伴随着每年169.60 kg·hm^(-2)和122.55 kg·hm^(-2)潜在损失的氮素。通过氮素平衡的综合分析得出,内蒙古河套灌区保持现有产量水平的玉米氮肥推荐用量约为280 kg·hm^(-2),向日葵为150 kg·hm^(-2),与目前河套灌区玉米和向日葵氮肥投入相比,分别节约198 kg·hm^(-2)和128 kg·hm^(-2),同时该施用量也可以显著降低潜在损失的氮,降低环境压力。

关键词：土壤氮残留氮素平衡污染风险河套灌区

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内蒙古河套灌区农田地膜残留量分布特征及影响因素

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农业资源与环境学报 2023年第1期40卷 45-54页

作者：包明哲红梅赵巴音那木拉兴安叶贺沈钦国王力群内蒙古农业大学草原与资源环境学院内蒙古自治区土壤质量与养分资源重点实验室呼和浩特010018 农业生态安全与绿色发展自治区高等学校重点实验室呼和浩特010018

为摸清河套灌区地膜使用及其在土壤中的残留现状,本研究对不同作物种植区进行问卷调查和典型样点采集分析。结果表明,内蒙古河套灌区地膜污染整体处于中度污染水平,农田地膜残留量介于18.20~418.60 kg·hm^(-2)之间,平均值为131.11 kg·... 详细信息

为摸清河套灌区地膜使用及其在土壤中的残留现状,本研究对不同作物种植区进行问卷调查和典型样点采集分析。结果表明,内蒙古河套灌区地膜污染整体处于中度污染水平,农田地膜残留量介于18.20~418.60 kg·hm^(-2)之间,平均值为131.11 kg·hm^(-2)。地膜残留量受覆膜年限、作物类型、回收情况、土壤质地等因素影响,其中覆膜年限对残膜量的影响最大,随着覆膜年限的延长,地膜残留量显著增加,覆膜20年以上地块残膜量显著高于覆膜年限少于20年地块(P<0.05)。玉米种植区地膜残留量(132.77 kg·hm^(-2))高于向日葵种植地区(127.88 kg·hm^(-2))。地膜回收意识是影响河套灌区地膜残留量的重要因素,回收方式主要为人工拾捡或耙地带出农田,研究区地膜回收率仅为38.10%,地膜回收地块的残留量(108.28 kg·hm^(-2))低于不回收地块(145.03 kg·hm^(-2))。相同条件下,不同质地土壤中砂质壤土残膜量最多(153.84 kg·hm^(-2))。研究表明,河套灌区应通过调整种植结构、强化回收意识、提高回收率、推广生物可降解地膜等方式降低地膜污染。

关键词：河套灌区地膜残留生物可降解地膜回收分布特征

贝加尔针茅草原植物群落结构及生物量对长期养分添加的响应

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草业学报 2022年第4期31卷 22-31页

作者：卢俊艳红梅赵巴音那木拉赵乌英嘎王文东马尚飞杨殿林内蒙古农业大学草原与资源环境学院内蒙古呼和浩特010018 内蒙古自治区土壤质量与养分资源重点实验室内蒙古呼和浩特010018 农业农村部环境保护科研监测所天津300191

贝加尔针茅草原因常年放牧导致不同程度退化,主要体现为植物多样性下降和土壤养分流失等问题,而将流失养分归还后能否提高贝加尔针茅草原植被群落多样性及生产力尚不明确。故于2010年在内蒙古呼伦贝尔市鄂温克旗贝加尔针茅草原设置长期N... 详细信息

贝加尔针茅草原因常年放牧导致不同程度退化,主要体现为植物多样性下降和土壤养分流失等问题,而将流失养分归还后能否提高贝加尔针茅草原植被群落多样性及生产力尚不明确。故于2010年在内蒙古呼伦贝尔市鄂温克旗贝加尔针茅草原设置长期N、P、K添加(100 kg·hm^(-2)∙a^(-1))及其交互处理试验。连续3年(2017-2019年)试验结果表明:1)长期N、NK、NP和NPK添加显著提高草原禾本科相对重要值(P<0.05),降低杂类草相对重要值,使群落优势种由杂类草转变为禾本科;2)N、NK、NP和NPK添加显著增加群落和禾本科地上生物量(P<0.05),显著降低杂类草地上生物量(P<0.05),P添加显著增加豆科地上生物量(P<0.05),在降水量充足年份植物生物量对养分添加的响应更为敏感;3)Simpson指数、Shannon-Wiener指数、Pielou指数和物种丰富度均在NK、NP和NPK添加下显著降低(P<0.05)。综上所述,N是贝加尔针茅草原群落和功能群地上生物量以及物种多样性的主要限制因子,P的限制作用仅次于N,K的作用最弱。N与P、K的组合添加在降水量充足年份对贝加尔针茅草原植被群落的影响大于干旱年份。

关键词：群落结构物种多样性功能群养分添加贝加尔针茅草原

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降水变化和氮沉降对荒漠草原两种多年生禾草凋落物分解的影响

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生态学报 2022年第7期42卷 2910-2920页

作者：叶贺红梅梁志伟图纳热武振丹王力群包明哲赵巴音那木拉内蒙古农业大学草原与资源环境学院内蒙古自治区土壤质量与养分资源重点实验室呼和浩特010018

凋落物分解是陆地生态系统养分循环的重要过程,在生物地球化学循环过程中发挥着重要作用。全球变化是影响凋落物分解的重要因子,其对生态系统养分循环的影响存在诸多不确定性。研究荒漠草原凋落物分解对氮沉降和降水变化及其二者交互作... 详细信息

凋落物分解是陆地生态系统养分循环的重要过程,在生物地球化学循环过程中发挥着重要作用。全球变化是影响凋落物分解的重要因子,其对生态系统养分循环的影响存在诸多不确定性。研究荒漠草原凋落物分解对氮沉降和降水变化及其二者交互作用的响应,是揭示这些不确定性、保护草原生态系统结构和功能的科学基础。以内蒙古四子王旗短花针茅荒漠草原为研究对象,选取建群种短花针茅和优势种无芒隐子草两种植物凋落物,开展为期4年的长期分解实验,探究两种植物凋落物分解特征及养分释放规律。实验采用裂区设计,主区为自然降水(C)、增雨30%(W)和减雨30%(R)3个水分梯度,副区为0(N0)、30(N30)、50(N50)和100(N100) kg hm^(-2)a^(-1)4个氮素梯度。结果表明:(1)增雨和氮沉降促进荒漠草原凋落物分解,减雨反之,降水对两种凋落物影响具有差异,而氮沉降的作用不依赖于物种;(2)氮沉降缩短凋落物分解周期5.12%—14.82%,增雨与氮沉降交互缩短凋落物分解周期3.69%—28.75%;(3)降水始终有利于凋落物中碳、纤维素和木质素释放,而分解后期氮沉降对其影响不显著,凋落物分解后期主要受木质素分解速率控制。综上所述,影响荒漠草原凋落物分解的主要因素为降水,其次是氮素,二者对凋落物分解具有协同作用。

关键词：凋落物分解氮沉降降水变化荒漠草原

放牧和刈割对草甸草原中小型土壤动物群落的影响

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中国土壤与肥料 2023年第3期 218-225页

作者：赵巴音那木拉兴安刘鹏飞哈琴德海山红梅美丽内蒙古农业大学草原与资源环境学院内蒙古自治区土壤质量与养分资源重点实验室农业生态安全与绿色发展自治区高等学校重点实验室内蒙古呼和浩特010018 巴林左旗林业和草原局内蒙古赤峰025450 内蒙古沿河流域生态产业有限公司内蒙古鄂尔多斯017000

为了解放牧和刈割对草甸草原中小型土壤动物群落结构的影响,于2019~2020年在内蒙古呼伦贝尔市鄂温克旗贝加尔针茅草甸草原采用自由放牧、刈割和围封3种不同草地利用方式下,研究了内蒙古草甸草原中小型土壤动物群落结构特征。调查研究在... 详细信息

为了解放牧和刈割对草甸草原中小型土壤动物群落结构的影响,于2019~2020年在内蒙古呼伦贝尔市鄂温克旗贝加尔针茅草甸草原采用自由放牧、刈割和围封3种不同草地利用方式下,研究了内蒙古草甸草原中小型土壤动物群落结构特征。调查研究在草地返青期、生长期和枯黄期3个时期进行,共捕获中小型土壤动物284只,隶属于12目34个类群。结果表明:放牧导致中小型土壤动物数量、类群数和多样性指数降低,而刈割影响相对较轻;返青期、生长期、枯黄期对应的春、夏、秋三季中小型土壤动物群落结构存在明显差异,土壤动物个体数、类群数和多样性指数均在草地枯黄期最多。放牧和刈割利用方式下改变了草甸草原中小型土壤动物在草地生长期Shannon-Weiner指数、Margalef指数、Pielou指数的变化趋势。中小型土壤动物群落表聚性在刈割利用方式中表现最为典型,放牧利用方式下0~10 cm土层中小型土壤动物有向10~20 cm土层移动趋势;土壤pH和速效钾含量与中小型土壤动物类群有密切关系。

关键词：草甸草原草地利用方式土壤动物群落

施肥对荒漠草原土壤呼吸和生态系统CO2通量的影响

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施肥对荒漠草原土壤呼吸和生态系统CO2通量的影响

作者：赵巴音那木拉内蒙古农业大学

学位级别：硕士

本研究通过不同施肥处理条件下对短花针茅荒漠草原进行土壤呼吸速率和生态系统CO通量的测定，分析了不同施肥处理的土壤呼吸速率和生态系统CO通量季节变化、植物生长季平均土壤呼吸速率和CO通量、土壤呼吸速率和生态系统CO通量日变化、... 详细信息

本研究通过不同施肥处理条件下对短花针茅荒漠草原进行土壤呼吸速率和生态系统CO通量的测定，分析了不同施肥处理的土壤呼吸速率和生态系统CO通量季节变化、植物生长季平均土壤呼吸速率和CO通量、土壤呼吸速率和生态系统CO通量日变化、日均土壤呼吸速率和生态系统CO通量及土壤呼吸速率和CO通量与环境因子之间的关系。结果表明： 1.土壤呼吸速率：1)在植物生长初期和中期P和PK肥处理的土壤呼吸速率显著高于其他处理(P0.05);氮跟磷钾肥的配施和氮肥的单施能提高荒漠草原土壤呼吸速率，但效果不显著。2)CK处理和各施肥处理的日变化和季节变化规律基本一致，说明施肥没有改变荒漠草原土壤呼吸日变化和季节变化特征，土壤呼吸速率有明显的昼夜变化规律，最高值出现在11:00—14:00之间，最低值出现在03:00—05:00之间;季节变化呈现出明显的单峰曲线，峰值出现在植物生长旺盛期(8月份)。3)所有处理的生长季平均和日均土壤呼吸速率之间无显著差异(P>0.05)。4)土壤呼吸速率与5cm土壤温度和0-10cm土壤含水量的相关性看出，土壤含水量的相关系数高与土壤温度，决定系数分别在0.5-0.7和0.40-0.58之间，说明0-10cm土壤含水量成为制约土壤呼吸变化的主要环境因子。 2.生态系统CO通量：1)在植物生长初期和后期施肥处理区NEE、GEP和ER均大于CK区，其中NP肥小区的NEE、GEP和ER显著高于对照(CK)小区(PN5>N2.5，与对照(CK)小区无显著差异(P>0.05);在植物生长中期三个N肥水平的NEE、GEP和ER大小关系为N5>N10>N2.5，N10和N5小区NEE、GEP和ER显著高于对照(CK)小区(P N10≈N5>P>N2.5>CK，分别比对照(CK)小区增加固碳量128%-28%和提高CO排放62%-24%，施肥处理比对照(CK)小区增加的固碳量高于呼吸过程中的碳排放量。4)相关性检验和拟合方程看出，土壤0-10cm含水量是影响生态系统净碳交换量和总的生态系统生产力的主要环境因子，温度是影响生态系统呼吸的主要环境因子。 3.施肥对土壤各土层中有机碳、全氮、全磷、全钾和有效钾含量并没有产生显著性影响(P>0.05)，随着土层的深入土壤有效磷含量逐渐降低，单施磷肥和磷肥跟氮钾肥配施小区的土壤表层有效磷含量显著高于对照(CK)小区(PN5>N2.5。 4.施N10、NPK、NK和NP肥小区的地上生物量显著高于CK(对照)小区(PN5>N2.5;0-100cm总地下生物量变化趋势是NK>NP> N10>NPK>PK>N5>N2.5>P>K>CK(图17)，它们的值分别比对照(CK)小区显著(P<0.01)提高了98%、95%、93%、85%、80%、69%、66%、59%和46%。

关键词：施肥土壤呼吸短花针茅荒漠草原生态系统CO2通量

施肥对内蒙古短花针茅荒漠草原土壤呼吸的影响

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应用生态学报 2014年第3期25卷 687-694页

作者：赵巴音那木拉红梅梁存柱包乌云张佳鑫内蒙古农业大学生态环境学院呼和浩特010019 内蒙古大学生命科学学院呼和浩特010021

2012年在内蒙古短花针茅荒漠草原设置了3个N肥水平（2．5、5和10gN·m^-2）的不同NPK配施样地，并以未施肥样地为对照（CK），采用LI-8100土壤碳通量测量系统测定了样地中土壤呼吸速率的日动态和季节变化，分析土壤呼吸速率与环境因子... 详细信息

2012年在内蒙古短花针茅荒漠草原设置了3个N肥水平（2．5、5和10gN·m^-2）的不同NPK配施样地，并以未施肥样地为对照（CK），采用LI-8100土壤碳通量测量系统测定了样地中土壤呼吸速率的日动态和季节变化，分析土壤呼吸速率与环境因子的关系．结果表明：在植物生长旺盛期（8月），3个N肥水平中，10gN·m^-2处理的土壤呼吸速率显著高于其他处理，5和2．5gN·m^-2处理的土壤呼吸速率与CK无显著差异．在植物生长初期和中期（5—9月），施P肥有利于提高土壤呼吸速率．施肥并未改变荒漠草原土壤呼吸的日动态和季节变化特征．各处理日变化最高值和最低值分别出现在10：00—14：00和03：00-05：00；季节动态的峰值均出现在8月．土壤呼吸速率与5cm土壤温度及0～10cm土壤含水量显著相关，其决定系数分别在0．40—0．58和0．51～0．70，说明表层土壤含水量是制约土壤呼吸变化的主要环境因子．

关键词：土壤呼吸速率施肥环境因子短花针茅荒漠草原

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水氮控制对荒漠草原中小型土壤动物的影响

中国环境科学 2018年第11期38卷 4325-4333页

作者：叶贺红梅赵巴音那木拉霍利霞高海燕内蒙古农业大学草原与资源环境学院内蒙古呼和浩特010011 内蒙古自治区土壤质量与养分资源重点实验室内蒙古呼和浩特010011

为了解模拟氮沉降和降雨变化对短花针茅荒漠草原中小型土壤动物的影响,本试验设计主区为自然降雨(CK)、增雨30%(W)和减雨30%(R)3个水分处理,副区为0(N0),30(N30),50(N50)和100(N100)kg/(hm^2?a)4个氮素处理共12个处理.研究表明:在相同... 详细信息

为了解模拟氮沉降和降雨变化对短花针茅荒漠草原中小型土壤动物的影响,本试验设计主区为自然降雨(CK)、增雨30%(W)和减雨30%(R)3个水分处理,副区为0(N0),30(N30),50(N50)和100(N100)kg/(hm^2?a)4个氮素处理共12个处理.研究表明:在相同的水分处理中随着氮浓度的不断增高,表层土壤中中小型土壤动物的个体密度呈先上升后下降趋势.W-N30处理下中小型土壤动物个体密度高于其他处理(P<0.05),类群数随着氮浓度升高呈下降趋势,减雨与过量施氮对表层土壤中中小型土壤动物个体密度具有抑制作用.短花针茅荒漠草原中小型土壤动物在土层中具有明显的表聚特性.另外,冗余分析(RDA)表明,研究区内中小型土壤动物的优势类群与常见类群受环境因子影响较显著,土壤pH值、温度、含水量、有机质和植物全C、全N、C/N对中小型土壤动物个体密度影响均较大,但短期内对类群数的影响不显著.当短花针茅荒漠草原面临全球变化时,随着氮沉降量逐渐增加,表层土壤中中小型土壤动物个体密度先逐渐增加,当达到不同水分条件下氮浓度阈值时,则对表层土壤中中小型土壤动物产生抑制作用.

关键词：荒漠草原氮沉降降水变化中小型土壤动物

玉米/大豆间作种植对农田大型土壤动物群落动态变化的影响

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中国土壤与肥料 2022年第7期 132-140页

作者：赵巴音那木拉德海山红梅刘鹏飞兴安叶贺常国军美丽内蒙古农业大学草原与资源环境学院内蒙古自治区土壤质量与养分资源重点实验室内蒙古呼和浩特010011 赤峰市巴林左旗委巡察办内蒙古赤峰025450 内蒙古沿河流域生态产业有限公司内蒙古鄂尔多斯017000

为调查玉米/大豆间作种植模式对农田大型土壤动物群落结构动态特征的影响,采用手拣法捕获土壤动物,于2016年6~9月玉米生育期内对大型土壤动物群落组成、多样性、垂直分布和功能群特征进行了研究。结果表明:玉米生育期共捕获大型土壤动物... 详细信息

为调查玉米/大豆间作种植模式对农田大型土壤动物群落结构动态特征的影响,采用手拣法捕获土壤动物,于2016年6~9月玉米生育期内对大型土壤动物群落组成、多样性、垂直分布和功能群特征进行了研究。结果表明:玉米生育期共捕获大型土壤动物818只,隶属于34个类群。大型土壤动物个体数随玉米生长呈现逐渐增加的趋势,在拔节期间作种植显著提高了土壤动物个体数(P<0.05);玉米拔节、抽穗和成熟期10~20 cm土层大型土壤动物个体数显著高于0~10和20~30 cm土层(P<0.05)。Shannon-Weiner指数和Margalef指数随玉米生长呈现先升高后下降的趋势,在拔节期Shannon-Weiner指数和Margalef指数均最大;Simpson指数总体与Shannon-Weiner指数变化趋势相反,随玉米生长呈现先下降后升高的趋势。间作种植在成熟期显著提高了植食性大型土壤动物个体数,在拔节期显著提高了捕食性和腐食性大型土壤动物个体数(P<0.05);植食性和腐食性大型土壤动物个体数随玉米生长呈增加的趋势;捕食性大型土壤动物个体数随玉米生育期基本呈增加的趋势。

关键词：间作种植大型土壤动物动态特征群落组成