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黑土团聚体的孔隙结构特征与有机碳矿化的关系研究

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黑土团聚体的孔隙结构特征与有机碳矿化的关系研究

作者：陈升龙中国科学院研究生院（东北地理与农业生态研究所）

学位级别：硕士

土壤团聚体是土壤结构的基本单元,土壤功能的实现离不开土壤团聚体,团聚体结构与土壤有机碳(Soil organic carbon,SOC)动态变化之间联系密切。土壤团聚体结构特征与有机碳矿化之间的关系研究有利于我们更加精确阐述团聚体在有机碳动态... 详细信息

土壤团聚体是土壤结构的基本单元,土壤功能的实现离不开土壤团聚体,团聚体结构与土壤有机碳(Soil organic carbon,SOC)动态变化之间联系密切。土壤团聚体结构特征与有机碳矿化之间的关系研究有利于我们更加精确阐述团聚体在有机碳动态变化中起到的作用,进而更加全面地解释团聚体固碳机制。计算机断层扫技术(Computed tomography,CT)的快速发展为土壤结构和团聚体结构研究提供了新的技术支撑。本论文以东北典型中层黑土上建立的保护性耕作长期定位试验土壤和自然土壤为研究对象,系统分析了1-2mm大团聚体(以下简称大团聚体)和0.053-0.25mm微团聚体(以下简称微团聚体)内部,大团聚体间和微团聚体间,以及全土尺度上的孔隙结构特征,并结合团聚体结合的有机碳(SOC)、易氧化性有机碳(Readily oxidized organic carbon,ROC)以及SOC矿化速率进行相关性分析,定量评价黑土团聚体结构与有机碳矿化之间的关系,以期揭示不同耕作方式下黑土团聚体对有机碳的固定机制。主要研究结论如下:(1)自然土壤与不同耕作方式下黑土大团聚体和微团聚体孔隙结构存在差异。自然土壤大团聚体10-30μm孔径孔隙度、>100μm孔径孔隙度和总孔隙明显高于不同耕作方式下黑土大团聚体,而孔隙数量则显著小于耕作土壤。然而,总体来看,自然土壤大团聚体和微团聚体内部孔隙结构与免耕下土壤结构差异较大,而与垄作下对应参数值极为接近,说明垄作具有增强团聚体稳定性,促使其向着趋近于自然土壤良好结构发展的潜力。(2)自然土壤和免耕下原状土体在100-500μm孔径孔隙度、孔隙长度以及比表面积等参数存在显著性差异。大团聚体间孔隙结构与原状土体十分相似,是土壤结构组成的主体骨架。微团聚体间孔隙度和孔隙数量均以100-500μm孔径孔隙为主,且与原状土体和大团聚体间结构存在显著差异,而且微团聚体间结构不能成为组成团聚体间结构的重要支架,只能起到调节作用。然而,不容忽视的是微团聚体颗粒较小,填补了团聚体间较大孔隙,能够促使整体孔隙结构向中小孔隙方向发展。(3)自然土壤大团聚体>100μm和总孔隙度与SOC和ROC存在较好的相关性,常规性耕作和保护性耕作与团聚体结合碳和ROC相关性较差。大团聚体内部10-30μm孔径孔隙度、孔隙数量和比表面积在提升团聚体结合碳和ROC含量上起着积极作用。总孔隙度和>100μm孔径孔隙度、中轴均长、节点面积和半径以及弯曲度等参数的增大不利于团聚体结合碳和ROC固定。微团聚体内孔隙结构与有机碳的关系明显差于大团聚体,仅总孔隙度和10-30μm孔径孔隙度与有机碳存在显著相关关系。(4)大团聚体间孔隙结构与有机碳之间的相关关系要比微团聚体明显,二者共同作用影响全土孔隙结构与有机碳的关系。大团聚体间30-60μm、100-500μm、>500μm孔径孔隙度与团聚体结合碳存在很好的相关关系,而微团聚体间仅表现出30-60μm孔径孔隙度、节点面积和半径与团聚体结合碳呈现出一定的相关性。同时,一个稳定地团聚环境和充足碳源输入条件下大团聚体吸附微团聚体,或者在大团聚体内部形成微团聚体,是有效隔绝微团聚体表面碳被分解,以大团聚体核心碳形式固定下来的有效固碳形式。(5)全土尺度上60-100μm和100-500μm孔径孔隙度、孔隙数量、孔隙长度、节点数量、比表面积和弯曲度均与有机碳存在很好的相关关系。60-100μm孔径和100-500μm孔径孔隙有利于有机碳的积累。孔隙数量、节点数量、孔隙长度和弯曲度对于土壤中有机碳和易氧化性有机碳调节作用明显。而且,全土中孔隙间结构是有机碳进入的重要通道,中轴长度、弯曲度与SOC呈显著正相关(P<0.01),其数值增长增加了有机质进入后分布的范围,而比表面积与SOC呈显著负相关(P<0.01),其比值增加减少了固定有机质的孔隙面积。(6)不同尺度上的土壤结构特征与有机碳的关系影响参数不同,但大团聚体及其大团聚体间结构对整个土体结构和有机碳影响较大,而微团聚体由于其本身的稳定性,对整个土体影响区别于大团聚体。综合来看,土壤结构与有机碳的关系是多个参数共同作用的结果,而非单一某个参数可以决定的。因此建立可以表征这一相互关系的综合指标,将是我们下一步需要深入研究的内容。

关键词：黑土团聚体孔隙结构土壤有机碳有机碳矿化速率

不同耕作方式下土壤水分状况对土壤呼吸的初期影响

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环境科学 2016年第3期37卷 1106-1113页

作者：张延梁爱珍张晓平陈升龙孙冰洁刘四义中国科学院东北地理与农业生态研究所长春130102 中国科学院大学北京100049

以2001年在东北典型黑土上进行的保护性耕作长期定位试验下免耕、垄作及常规耕作土壤进行了室内培养实验,按照田间持水量(water-holding capacity,WHC)的30%、60%、90%、120%、150%、180%、210%、240%、270%设定了9个水分梯度,并分别对... 详细信息

以2001年在东北典型黑土上进行的保护性耕作长期定位试验下免耕、垄作及常规耕作土壤进行了室内培养实验,按照田间持水量(water-holding capacity,WHC)的30%、60%、90%、120%、150%、180%、210%、240%、270%设定了9个水分梯度,并分别对其二氧化碳(CO_2)排放量进行了22 d的短期观测,以研究不同耕作方式下土壤水分状况对土壤呼吸的初期影响.结果表明:1干土条件下在加水培养初期,3种耕作方式均产生了明显的激发效应,并且土壤呼吸速率与土壤含水量间存在正相关关系.2除干旱(30%WHC)及淹水(240%WHC、270%WHC)条件下,3种耕作方式CO_2排放通量分别为免耕>垄作>常规耕作.3对不同耕作方式下土壤水分状况及CO_2排放通量进行了方程拟合,在30%~270%WHC条件下,免耕的CO_2排放通量与水分状况拟合为二次回归方程,而垄作与常规耕作则是线性回归方程.在30%~210%WHC条件下,免耕与垄作下土壤CO_2排放通量与水分状况均可拟合为较好的对数方程,可决系数R^2分别为0.966、0.956.

关键词：耕作方式土壤水分土壤呼吸 CO2排放通量拟合方程

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烟酰胺分子印迹电化学传感器研制

食品科学 2013年第22期34卷 332-335页

作者：陈升龙邵义娟李建平桂林理工大学化学与生物工程学院广西桂林541004

为研制烟酰胺分子印迹电化学传感器，以邻苯二胺作为功能单体，烟酰胺为模板分子，在pH5．7醋酸盐缓冲溶液中采用循环伏安法在玻碳电极表面电聚合形成分子印迹敏感膜，并以此作为识别元件制备电流型烟酰胺分子印迹电化学传感器。结果表... 详细信息

为研制烟酰胺分子印迹电化学传感器，以邻苯二胺作为功能单体，烟酰胺为模板分子，在pH5．7醋酸盐缓冲溶液中采用循环伏安法在玻碳电极表面电聚合形成分子印迹敏感膜，并以此作为识别元件制备电流型烟酰胺分子印迹电化学传感器。结果表明：烟酰胺浓度在1．0×10～1．1×10^-6mol／L的范围内与峰电流呈良好的线性关系，检出限达4．5X10^9mol／L。该传感器具有灵敏度高、选择性好、制备简单且成本低的优势，并可对饮料中微量的烟酰胺进行定量分析。

关键词：烟酰胺分子印迹电化学传感器饮料测定

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维欧

东方企业家 2011年第6期 120-121页

作者：陈升龙

受规模生产成本和市场等因素影响，目前全球电动车相关产业前进的速度比人们预期放缓不少。尽管如此，自成立10年之后，美国锂离子电池生产商A123 Systems的CEO大卫·维欧（David Vieau），都对这一行业始终充满着信心。

关键词：锂离子电池因素影响生产成本相关产业速度比电动车生产商 CEO

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创新管理手段建设绿色校园探索

绿色科技 2019年第13期21卷 291-292页

作者：陈升龙福建中医药大学

指出了绿色校园建设对学校发展有重要意义,需要在创新管理手段的基础上,完成绿色校园建设任务,以便发挥校园在教育、科研等多项活动开展中的平台作用。围绕绿色校园文化构建的必要性、绿色校园建设现状、基于绿色校园建设目标的管理手... 详细信息

指出了绿色校园建设对学校发展有重要意义,需要在创新管理手段的基础上,完成绿色校园建设任务,以便发挥校园在教育、科研等多项活动开展中的平台作用。围绕绿色校园文化构建的必要性、绿色校园建设现状、基于绿色校园建设目标的管理手段分析等方面展开了讨论,在对绿色校园建设重要性加以阐述的情况下,提出了绿色校园建设实践中的管理手段,以期提供参考。

关键词：管理手段绿色校园智慧校园

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泡沫中的真金白银

东方企业家 2011年第7期 20-21页

作者：陈升龙

股市有泡沫？大量的中国互联网科技股3月开始蜂拥上市，5月却以集体暴跌呈现出一派颓势。大量泡沫论者和美国投资者集体做空中国概念的阴谋论者便开始高调发言。

关键词：泡沫白银中国互联网中国概念科技股阴谋论投资者集体

利用Sentinel-1卫星数据和地形数据分析法国Le Teil地震与采石活动关系

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武汉大学学报（信息科学版） 2024年第7期49卷 1190-1200页

作者：马升龙周宇沈旭章中山大学地球科学与工程学院广东省地球动力作用与地质灾害重点实验室广东珠海519000

2019年11月11日的Mw 4.9 Le Teil地震是法国东南部罗纳河谷地区历史上破坏性最大的地震。基于哨兵1号卫星数据,利用GAMMA软件提取了该地震同震形变场。根据同震形变场,采用贝叶斯算法和最速下降法分别反演了断层几何参数和断层滑动分布... 详细信息

2019年11月11日的Mw 4.9 Le Teil地震是法国东南部罗纳河谷地区历史上破坏性最大的地震。基于哨兵1号卫星数据,利用GAMMA软件提取了该地震同震形变场。根据同震形变场,采用贝叶斯算法和最速下降法分别反演了断层几何参数和断层滑动分布。利用2000年和2006—2011年的两期数字高程模型数据估算了断层附近采石场开采量,并根据三维均匀弹性半空间的Boussinesq解求得由采石活动所造成的断层面上的库仑应力变化。结果表明,升降轨卫星视线向最大垂直位移分别为14.9 cm和8.6 cm。Le Teil地震是倾角72°、走向54°、平均滑动角约108°的高角度逆冲型地震;地震破裂到地表,破裂面积约3 413 m×1 358 m,最大破裂深度约为1.472 km;断层最大滑动量0.2 m,主滑动量(> 0.15 m)集中于0~0.75 km深度范围内;反演得到的矩震级为Mw 4.79。断层面上的库仑应力变化显示库仑应力在2000年以后的6~11年内增加了0.024 MPa。Le Teil采石场在1833—2019年被持续开采,且2007年以来,采石速率迅速增大。若考虑整个采石周期,则库仑应力变化可达0.1 MPa,远大于该地区的构造加载速率,表明2019年Le Teil地震与采石活动密切相关。

关键词： Le Teil地震哨兵1号滑动分布反演采石活动库仑应力变化地震触发

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中医药院校后勤管理中的精细化管理模式分析

企业科技与发展 2019年第4期 170-171页

作者：陈升龙福建中医药大学福建福州350122

随着社会的不断发展,各院校为了更好地适应社会的发展,对后勤管理的重视程度不断提高,医药类院校也不例外。文章从中医药院校后勤管理中存在的问题入手,基于中医药院校精细化管理模式的原则,从激励机制、人员培养、监督方式、管理环境4... 详细信息

随着社会的不断发展,各院校为了更好地适应社会的发展,对后勤管理的重视程度不断提高,医药类院校也不例外。文章从中医药院校后勤管理中存在的问题入手,基于中医药院校精细化管理模式的原则,从激励机制、人员培养、监督方式、管理环境4个方面,详细分析了中医药院校后勤管理中的精细化管理模式。

关键词：中医药院校精细化管理激励机制管理理念管理环境

耕作方式对黑土表层土壤微生物生物量碳的影响

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应用生态学报 2015年第1期26卷 101-107页

作者：孙冰洁贾淑霞张晓平梁爱珍陈学文张士秀刘四义陈升龙中国科学院东北地理与农业生态研究所中国科学院黑土区农业生态重点实验室长春130102 中国科学院大学北京100049

以保护性耕作13年田间定位试验玉米-大豆轮作黑土为研究对象,探讨了玉米不同生长期（2013年6月至次年4月）0-5、5-10和10-20 cm土层土壤微生物生物量碳（MBC）对耕作方式响应的动态变化.土壤MBC含量采用氯仿熏蒸法测定.结果表明：土壤MB... 详细信息

以保护性耕作13年田间定位试验玉米-大豆轮作黑土为研究对象,探讨了玉米不同生长期（2013年6月至次年4月）0-5、5-10和10-20 cm土层土壤微生物生物量碳（MBC）对耕作方式响应的动态变化.土壤MBC含量采用氯仿熏蒸法测定.结果表明：土壤MBC含量受时间和土层影响显著.免耕和垄作下土壤MBC含量表现为4月最低,各土层最高值多出现在8月,而秋翻各土层土壤MBC含量也表现为4月最低,但最高值出现在6月.同一采样时间下,耕作方式仅显著影响表层0-5 cm的MBC含量,免耕和垄作下土壤MBC含量出现明显的分层现象,表现为在表层0-5 cm富集.各采样时间下免耕和垄作土壤层化率（0-5 cm/10-20 cm）均显著高于秋翻,9月的土壤层化率增幅最大,为67.8%和95.5%.综上,时间和土层显著影响土壤MBC,而耕作方式主要影响表层土壤MBC的积累与分布.免耕和垄作下表层土壤MBC的积累明显.

关键词：微生物生物量碳黑土免耕垄作