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Assessing the relative role of climate change and human activities in desertification of North China from 1981 to 2010

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Frontiers of Earth Science 2019年第1期13卷 43-54页

作者： Duanyang XU alin song Dajing LI Xue DING Ziyu WANG Institute of Geographic Sciences and Natural Resources Research Chinese Academy of SciencesBeijing 100101China Institute of Agricultural Resources and Regional Planning of Chinese Academy of Agricultural Sciences Beijing 100081China College of Resources and Environment Northeast Agricultural UniversityHarbin 150030China College of Forestry Beijing Forestry UniversityBeijing 100083China

Desertification is a severe environmental problem induced by both climate change and human *** study assessed the relative contribution of climate change,human activities,and different climatic and anthropogenic factors in desertification reversion and expansion of North China from 1981 to *** results showed that the desertification of North China had changed significantly over the past 30 years;desertification reversion and expansion covered an area of 750,464 km^2, and the spatial distribution of these regions exhibited considerable *** desertification reversion, climate change and human activity accounted for 22.6% and 26%,respectively of total reverted *** speed reduction and the improvement ofhydrothermal conditions were the most important climatic factors for desertification reversion in the arid region of Northwest China (ARNC) and the Three-River Headwaters region (TRHR),and the reduction in grassland use intensity was the most important anthropogenic factor related to desertification reversion in Inner Mongolia and regions along the Great Wall (IMGW). For desertification expansion,the relative role of climate change was more obvious,which was mainly attributed to the continuous reduction in precipitation in eastern IMGW, and the increase in grassland use intensity was the main factor underlying regional human-induced desertification expansion.

关键词： desertification climate change human activity relative role North China

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Assessing the effect of desertification controlling projects and policies in northern Shaanxi Province, China by integrating remote sensing and farmer investigation data

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Frontiers of Structural and Civil Engineering 2017年第4期11卷 689-701页

作者： Duanyang XU alin song Xiao song Institute of Geographic Sciences and Natural Resources Research Chinese Academy of Sciences Beijing 100101 China Institute of Agricultural Resources and Regional Planning of Chinese Academy of Agricultural Sciences Beijing 100081 China Henan Agricultural University Zhengzhou 450002 China

To combat desertification, the Chinese govern- ment has launched a series of Desertification Controlling Projects and Policies over the past several decades. However, the effect of these projects and policies remains controversial due to a lack of suitable methods and data to assess them. In this paper, the authors selected the farming- pastoral region of the northern Shaanxi Province in China as a sample region and attempted to assess the effect of Desertification Controlling Projects and Policies launched after 2000 by combining remote sensing and farmer investigation data. The results showed that the combina- tion of these two complementary assessments can provide comprehensive information to support decision-making. According to the remote sensing and Net Primary Production data, the research region experienced an obvious desertification reversion between 2000 and 2010, and approximately 70% of this reversion can be explained by Desertification Controlling Projects and Policies. Farmer investigation data also indicated that these projects and policies were the dominating factor contributing to desertification reversion, and approxi- mately 70% of investigated farmers agreed with this conclusion. However, low supervision and subsidy levels were issues that limited the policy effect. Therefore, it is necessary for the government to enhance supervision, raise subsidy levels, and develop environmental protection regulations to encourage more farmers to participate in desertification control.

关键词： desertification control policy assessment,remote sensing farmer investigation China

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Soil bacterial communities interact with silicon fraction transformation and promote rice yield after long-term straw return

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Soil Ecology Letters 2021年第4期3卷 395-408页

作者： alin song Zimin Li Yulin Liao Yongchao Liang Enzhao Wang Sai Wang Xu Li Jingjing Bi Zhiyuan Si Yanhong Lu Jun Nie Fenliang Fan Key Laboratory of Plant Nutrition and Fertilizer Ministry of Agriculture and Rural Affairs/Institute of Agricultural Resources and Regional PlanningChinese Academy of Agricultural SciencesBeijing 100081China Earth and Life Institute Soil SciencesUniversitécatholique de Louvain(UCLouvain)Croix du Sud 2/L7.05.101348 Louvain‐la‐NeuveBelgium Soil and Fertilizer Institute of Hunan province Hunan Academy of Agricultural SciencesChangsha 410125China Ministry of Education Key Laboratory of Environment Remediation and Ecological Health College of Environmental and Resource SciencesZhejiang UniversityHangzhou 310058China

Returning crop straw into the soil is an important practice to balance biogenic and bioavailable silicon(Si)pool in paddy,which is crucial for the healthy growth of ***,owing to little knowledge about soil microbial communities responsible for straw degradation,how straw return affects Si bioavailability,its uptake,and rice yield remains ***,we investigate the change of soil Si fractions and microbial community in a 39-year-old paddy field amended by a long-term straw *** show that rice straw return significantly increased soil bioavailable Si and rice yield from 29.9%to 61.6%and from 14.5%to 23.6%,respectively,when compared to NPK fertilization *** return significantly altered soil microbial community *** was positively and significantly related to amorphous Si,while Rokubacteria at phylum level,Deltaproteobacteria,and Holophagae at class level was negatively and significantly related to organic matter adsorbed and Fe/Mn-oxide-combined Si in *** analysis of their correlations further demonstrated that Si status significantly explained 12%of soil bacterial community *** findings suggest that soil bacteria community and diversity interact with Si mobility by altering its transformation,thus resulting in the balance of various nutrient sources to drive biological Si cycle in agroecosystem.

关键词： Bacterial community Long-term Silicon fractions Straw returning Silicon cycle

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硅对过量锰胁迫下水稻根系抗氧化系统和膜脂质过氧化作用的调控机理

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环境科学学报 2011年第7期31卷 1542-1549页

作者：李萍宋阿琳李兆君梁永超中国农业科学院农业资源与农业区划研究所山西农业大学农学院

揭示Mn胁迫下Si对水稻根系抗氧化系统的影响机制,可为减轻水稻Mn毒害提供重要的理论依据和技术支持.因此,本研究通过水培试验,采用两个对Mn耐性不同的水稻品种,研究Si(1.5mmol·L-1)对Mn(2mmol·L-1)胁迫下水稻根系抗氧化系统的影响.结... 详细信息

揭示Mn胁迫下Si对水稻根系抗氧化系统的影响机制,可为减轻水稻Mn毒害提供重要的理论依据和技术支持.因此,本研究通过水培试验,采用两个对Mn耐性不同的水稻品种,研究Si(1.5mmol·L-1)对Mn(2mmol·L-1)胁迫下水稻根系抗氧化系统的影响.结果表明,在Mn胁迫下,敏感品种新香优640(XXY)根系的超氧化物歧化酶(SOD)活性、抗坏血酸(AsA)和非蛋白巯基(NPT)含量显著增加,但过氧化物酶(CAT)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)酶活性显著降低,谷胱甘肽(GSH)含量也显著降低,最终导致膜脂过氧化加剧,丙二醛(MDA)含量升高,质膜完整性遭到破坏,根系受到伤害.Mn胁迫下,耐性品种株两优99(ZLY)根系的GSH和AsA含量增加,但CAT酶活性和NPT含量降低,导致MDA含量升高,根系受到伤害.加Si后增强了水稻根系抗氧化系统活性,降低了MDA和过氧化氢(H2O2)含量,缓解了水稻根系受到的伤害.总体而言,Mn胁迫下,施Si处理可加强水稻根系抗氧化系统的防御能力,使根尖质膜保持完整,减轻膜脂质过氧化伤害,缓解根系受到的伤害,且这种缓解效应在敏感品种XXY根系中更为显著.

关键词：锰胁迫硅水稻根系抗氧化系统膜脂质过氧化

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微生物多样性对土壤氮磷钾转化、酶活性及油菜生长的影响

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生态学报 2016年第18期36卷 5856-5864页

作者：张敏孙宝利宋阿琳梁永超于冰范分良中国农业科学院农业资源与农业区划研究所农业部植物营养与肥料重点实验室北京100081 中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所北京100081 浙江大学教育部环境修复与生态健康教育部重点实验室杭州310058

采用灭菌土壤分别接种不同稀释倍数(1、10^(-2)、10^(-4)和10^(-6))未灭菌土壤悬浊液的方法,研究了土壤微生物多样性降低对油菜生长和养分吸收、土壤养分有效性和酶活性的影响。结果表明:(1)随着接种土壤悬浊液稀释倍数增加,油菜生物量... 详细信息

采用灭菌土壤分别接种不同稀释倍数(1、10^(-2)、10^(-4)和10^(-6))未灭菌土壤悬浊液的方法,研究了土壤微生物多样性降低对油菜生长和养分吸收、土壤养分有效性和酶活性的影响。结果表明:(1)随着接种土壤悬浊液稀释倍数增加,油菜生物量逐渐降低,10-4的油菜生物量显著低于1和10^(-2),10^(-6)仅为1的26%;(2)油菜氮、磷和钾的吸收量与油菜生物量呈现相同的变化规律;(3)土壤铵态氮浓度随接种土壤悬浊液稀释倍数增加而降低;而土壤硝态氮则以10^(-4)为最高,其它处理间没有显著差异;土壤有效磷未发生显著变化;有效钾反而有上升趋势;(4)土壤多酚氧化酶(PhO X)活性随接种土壤悬浊液稀释倍数增加逐渐升高;β-1,4-葡萄糖苷酶(βG)活性以10^(-6)为最高,而其它处理差异不显著;土壤亮氨酸酶氨肽酶(LAP)活性和酸性磷酸酶(AP)活性变化不显著;(5)相关分析表明,油菜生物量与土壤铵态氮浓度的对数显著正相关;与多酚氧化酶、葡萄糖苷酶和亮氨酸氨肽酶活性显著负相关。研究表明,微生物多样性降低主要通过抑制土壤氮素释放影响植物生长。

关键词：土壤微生物多样性土壤有效养分植物养分吸收土壤酶活性伽马射线灭菌

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水稻根系细菌挥发性有机物对小孢根霉的非接触性抑制作用

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中国农业科学 2020年第10期53卷 1986-1996页

作者：王恩召范分良李艳玲刘雄舵卢玉秋宋阿琳中国农业科学院农业资源与农业区划研究所

【目的】通过分析水稻根系细菌挥发性有机物(volatile organic compounds,VOCs)组成和对小孢根霉(Rhizopus microsporus)的抑制作用,寻找新的具有潜在抑菌功能的挥发性物质。【方法】通过对扣熏蒸法测定不同细菌对小孢根霉的抑菌率;采... 详细信息

【目的】通过分析水稻根系细菌挥发性有机物(volatile organic compounds,VOCs)组成和对小孢根霉(Rhizopus microsporus)的抑制作用,寻找新的具有潜在抑菌功能的挥发性物质。【方法】通过对扣熏蒸法测定不同细菌对小孢根霉的抑菌率;采用顶空固相微萃取法收集细菌挥发性有机物,对其进行气相色谱-质谱(GC-MS)检测,测得细菌挥发性有机物质谱,并在NIST/EPA/NIH数据库中进行比对鉴定,根据抑菌效果及各物质在质谱中的峰面积,进行相关性分析,购买与抑菌率具有显著相关性的物质,体外检测这些纯物质对小孢根霉的抑制作用。【结果】所有菌株均能释放挥发性有机物,并且通过挥发性有机物的非接触性产生不同的抑菌效果,这些菌株共产生14类90种挥发性有机物,分别为酯、烯烃、烷、酮、酸、噻吩、醛、萘、硫化物、酚、醇、吡嗪、吡咯和苯类物质,其中所有菌株都能够释放醇类物质。通过相关性分析,发现有6种物质具有潜在的抑菌活性,分别为2-庚酮、5-甲基-2-己酮、2-壬酮、5-甲基-3-己酮、3-甲基丁酸和甲基异丁基酮,其释放量与抑菌率呈显著正相关,其中3种(2-庚酮、2-壬酮和甲基异丁基酮)是前期研究已经报道过具有抑菌活性的物质,其余3种物质(5-甲基-2-己酮、5-甲基-3-己酮和3-甲基丁酸)暂未被报道具有抑菌活性,通过购买其中2种物质3-甲基丁酸和5-甲基-2-己酮进行体外熏蒸试验验证,发现3-甲基丁酸严重抑制小孢根霉生长,5-甲基-2-己酮对小孢根霉具有致死作用。5-甲基-2-己酮主要由菌株麦克默多生孢八叠球菌、短短芽孢杆菌和阿氏芽孢杆菌释放,5-甲基-3-己酮主要由菌株假单胞菌、阿氏芽孢杆菌和麦克默多生孢八叠球菌释放,3-甲基丁酸主要由菌株神户肠杆菌、假单胞菌和阿氏芽孢杆菌释放。【结论】水稻根系细菌能释放种类丰富的挥发性有机物,部分挥发性有机物对水稻病原菌小孢根霉具有显著抑制作用。经过相关性分析及体外验证确定了2种新型的具有抑菌活性的物质(5-甲基-2-己酮和3-甲基丁酸)以及1种可能具有抑菌活性的物质(5-甲基-3-己酮),这些菌株和挥发性有机物均具有作为新型药物和抗真菌代谢物生物资源的潜力。

关键词：水稻根系挥发性有机物抑菌效果细菌小孢根霉顶空-固相微萃取-气质联用

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1981-2010年中国北方风蚀气候侵蚀力演变与植被动态响应

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水土保持研究 2018年第2期25卷 15-20页

作者：李达净许端阳丁雪王子玉宋阿琳中国科学院地理科学与资源研究所陆地表层格局与模拟院重点实验室北京100101 华中师范大学农村改革发展协同创新中心武汉430079 东北农业大学资源与环境学院哈尔滨150030 北京林业大学林学院北京100083 中国农业科学院农业资源与农业区划研究所北京100081

风蚀气候侵蚀力演变是影响植被生长的重要因素,基于GIMMS NDVI3gV1.0数据以及气候数据,并结合多情景分析法、敏感性分析法,分析了1981—2010年中国北方风蚀气候侵蚀力演变及其对植被变化的影响。结果表明:(1)1981—2010年,风蚀气候因子... 详细信息

风蚀气候侵蚀力演变是影响植被生长的重要因素,基于GIMMS NDVI3gV1.0数据以及气候数据,并结合多情景分析法、敏感性分析法,分析了1981—2010年中国北方风蚀气候侵蚀力演变及其对植被变化的影响。结果表明:(1)1981—2010年,风蚀气候因子指数多介于10~100,均值为29.4,侵蚀力水平一般。其基本特征是由东至西逐渐减弱,由南至北逐渐减弱。(2)1981—2010年,中国北方风蚀气候侵蚀力整体上呈下降趋势,其变化主要受风速影响,二者相关系数高达0.95。(3)植被动态对风蚀气候侵蚀力演变的响应具有典型的空间异质性,多数沙区表现为风蚀气候侵蚀力减少导致植被增加。(4)不同沙区植被变化对风蚀气候侵蚀力演变的响应程度不同,河套平原、塔里木盆地等沙区植被动态对风蚀气候侵蚀力演变较为敏感,伊犁盆地、乌兰察布以及阿拉善高原等沙区则敏感性较小。

关键词：风蚀气候侵蚀力植被变化时空演变

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促进适应气候变化科技创新的政策环境研究

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科技管理研究 2018年第2期38卷 14-18页

作者：许端阳王子玉丁雪李达净宋阿琳中国科学院地理科学与资源研究所北京100101 北京林业大学北京100083 东北农业大学黑龙江哈尔滨150030 华中师范大学湖北武汉430079 中国农业科学院农业资源与农业区划研究所北京100081

系统地梳理适应气候变化科技创新的内涵与特点,分析世界主要国家促进适应气候变化科技创新的共性特征,基于ND-GAIN指数对我国适应气候变化的能力进行国际比较。在此基础上,从供给侧和需求侧,提出优化研发布局、加强技术扩散、开展气候... 详细信息

系统地梳理适应气候变化科技创新的内涵与特点,分析世界主要国家促进适应气候变化科技创新的共性特征,基于ND-GAIN指数对我国适应气候变化的能力进行国际比较。在此基础上,从供给侧和需求侧,提出优化研发布局、加强技术扩散、开展气候可行性论证、提升适应标准、政府绿色采购以及开展国际合作等促进适应气候变化科技创新的政策建议。

关键词：气候变化适应科技政策

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新型复合肥在大桃上的应用效果

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浙江农业科学 2022年第9期63卷 1999-2001页

作者：宋阿琳刘小奇钱凯李艳萍范分良中国农业科学院农业资源与农业区划研究所农业农村部植物营养与肥料重点实验室北京100081 郑州阿波罗肥业有限公司河南郑州450121 北京世纪阿姆斯生物工程有限公司北京101213

为验证新型复合肥在大桃上的应用效果,为该产品的大面积推广提供一定的研究基础,本研究在北京市平谷区金海湖镇胡庄村设立试验点进行研究。通过测定施肥前后桃园的土壤有机质、碱解氮、速效磷、有效钾含量和pH,以及不施肥、农户常规处... 详细信息

为验证新型复合肥在大桃上的应用效果,为该产品的大面积推广提供一定的研究基础,本研究在北京市平谷区金海湖镇胡庄村设立试验点进行研究。通过测定施肥前后桃园的土壤有机质、碱解氮、速效磷、有效钾含量和pH,以及不施肥、农户常规处理和新型复合肥处理后的单果重、单株留果数、产量、果实硬度、可溶性固形物含量、可滴定酸含量、投入产出比等指标,分析新型复合肥在大桃上的应用肥效。研究发现,施用新型复合肥(N 14%、PO9%、KO 26%)颗粒后,显著提高大桃的果实单果重、留果量和产量,提高桃果实硬度、可溶性固形物含量,显著降低桃可滴定酸含量,显著提高果实固酸比,显著改善果实的口感。施用新型复合肥能够显著提高农民的经济效益,建议大面积推广使用。

关键词：复合肥大桃产量

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秸秆添加量对土壤生物固氮速率和固氮菌群落特征的影响

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中国农业科学 2021年第5期54卷 980-991页

作者：李旭董炜灵宋阿琳李艳玲卢玉秋王恩召刘雄舵王萌范分良中国农业科学院农业资源与农业区划研究所/农业农村部植物营养与肥料重点实验室

[目的]研究不同秸秆添加量对土壤固氮速率及固氮菌群落结构的影响,为我国秸秆还田及化肥减施增效提供支持。[方法]采用室内培养试验,除对照(C0:0)外共设5个秸秆添加梯度(Cl:0.2 mg·g;C2:1.0 mg·g、;C3:2.0 mg·g;C4:4.0 mg·g;C5:10.0... 详细信息

[目的]研究不同秸秆添加量对土壤固氮速率及固氮菌群落结构的影响,为我国秸秆还田及化肥减施增效提供支持。[方法]采用室内培养试验,除对照(C0:0)外共设5个秸秆添加梯度(Cl:0.2 mg·g;C2:1.0 mg·g、;C3:2.0 mg·g;C4:4.0 mg·g;C5:10.0 mg·g),采用N标记的方法,在黑暗条件下培养28 d后收集土壤样品,进而对生物固氮速率进行定量,利用Illumina PE250高通量测序和荧光定量PCR技术分析固氮功能基因nifH的丰度及群落特征。[结果]随着秸秆添加量的增加,土壤硝态氮含量显著下降,铵态氮含量无显著变化,土壤pH有下降趋势。同时,生物固氮速率显著增加,C3、C4及C5处理在培养期间(28d)潜在固氮速率为87-96 kgN·hm·a,相比于对照提高了38.1%-52.4%。各处理固氮微生物nifH基因拷贝数变化范围为5.48×10~7—9.20×10~7 copies/(g soil),其中,相比于C0,C4及C5处理固氮微生物nifH基因拷贝数均显著提高(P<0.05)。随着秸秆添加量的增加,C4、C5水平的香农-威尔指数显著低于其他4个处理(P<0.05),其他4个处理多样性无显著差异。主成分分析(PCoA)结果显示土壤固氮微生物群落结构主要因秸秆添加量差异而聚集为不同组别。固氮微生物在门水平上分为变形杆菌(Proteobacteria),蓝细菌(Cyanobacteria),厚壁菌(Firmicutes)和放线菌(Actinobacteria)和螺旋体菌(Spirochaetes)。随着秸秆添加量的增加,蓝细菌相对丰度有先增加再降低的趋势;在属水平上,不同优势菌属对秸秆添加量的响应存在明显差异,慢生根瘤菌(Bradyrhizobium)为数量最丰富菌属,随着秸秆添加量的增加,C5相较于C0、C1、C2、C3水平相对丰度差异显著(P<0.05),显著增加了12.07%-14.1 3%。与生物固氮速率呈正相关的贺氏伪枝藻属(Scytonema hofmanni)随着秸秆添加量的增加其相对丰度逐渐增加,但当秸秆添加量达C5水平其相对丰度反而降低(P<0.05)。同时,最小偏二乘路径分析(PLS-PM),冗余分析(RDA)及相关性分析表明生物固氮速率和土壤固氮微生物群落受秸秆添加量和MO~--N含量影响较大。[结论]土壤生物固氮速率随着秸秆添加量的增加而增加,秸秆对固氮的促进作用主要源于秸秆添加降低了土壤NO~--N含量,进而促进慢生根瘤菌(Bradyrhizobium)、贺氏伪枝藻属(Scytonema hofmanni)和固氮螺菌属(Azospirillum)等固氮菌属微生物的生长。根据本试验结果计算,相比于不添加秸秆,添加秸秆4.0 mg·g后,土壤生物固氮速率约增加26 kg N·hm·a,可显著降低我国氮肥需求。

关键词：固氮微生物秸秆还田固氮速率 15N2定量 nifH

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