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闽江河口互花米草残体异位分解及磷养分释放特征

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植物生态学报 2024年第7期48卷 844-857页

作者：王晓颖孙志高陈冰冰武慧慧张党玉福建师范大学福建省亚热带资源与环境重点实验室福州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 福建闽江河口湿地生态系统国家定位观测研究站(国家林业和草原局) 福州350215 枣庄学院旅游与资源环境学院山东枣庄277000 四川省崇州市蜀城中学四川崇州611230

潮汐涨落导致的植物残体异位分解是河口湿地最常见的分解方式,研究分解环境变化下残体的分解及其养分释放对深入了解河口湿地养分循环具有重要意义。为此,2021年3–12月,在闽江河口互花米草(Spartina alterniflora)分布区,以自然环境梯... 详细信息

潮汐涨落导致的植物残体异位分解是河口湿地最常见的分解方式,研究分解环境变化下残体的分解及其养分释放对深入了解河口湿地养分循环具有重要意义。为此,2021年3–12月,在闽江河口互花米草(Spartina alterniflora)分布区,以自然环境梯度作为分解环境变化研究的替代系统,由陆向海方向布设入侵7年的互花米草湿地(M7,残体记为L7)、新近入侵1年的互花米草湿地(M1,残体记为L1)以及入侵前的光滩(BF)3个分解样地,采用分解袋法模拟研究了分解环境变化对不同入侵年限互花米草残体(L7和L1)分解及磷养分释放的影响。结果表明,分解环境变化可对残体分解速率产生显著影响。L7在M1和BF环境中的分解相比其在原来环境中(M7)更快,而L1在M7和BF环境中的分解相比其在原来环境中(M1)更慢。分解环境变化导致的L7或L1分解速率的改变一方面取决于分解环境中关键环境因子(温度和p H)的变化,另一方面与分解环境变化导致的残体质量(碳氮比和氮磷比)发生改变有关。相较于原分解环境,分解环境的变化导致L7的总磷(TP)含量整体增加,而L1的TP含量降低,但二者TP含量均在M1分解环境中最高。残留率是影响不同分解环境下残体TP含量变化的共性因素,而分解环境变化引起的主要环境因子(电导率)和残体质量改变是导致TP含量存在差异的重要原因。不同分解环境下L7和L1的磷养分在分解期间均表现为不同程度的净释放。研究发现,L7和L1的分解速率及磷养分释放量均在M1分解环境中较高,说明残体在该分解环境中的磷养分归还速率可能更快,而这有利于提高对新近入侵互花米草的磷养分的供给能力。

关键词：残体分解异位分解磷互花米草河口湿地养分循环

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闽江河口芦苇与短叶茳芏湿地植物钴生物富集全年变化特征

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环境科学学报 2024年第4期44卷 356-367页

作者：师自香孙志高李晓胡星云陈冰冰李亚瑾福建师范大学福建省亚热带资源与环境重点实验室福州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 福建闽江河口湿地生态系统国家定位观测研究站(国家林业和草原局) 福州350215 枣庄学院旅游与资源环境学院枣庄277000

河口湿地位于陆海相互作用地带,是痕量有益元素的重要源、汇或转换器.在当前河口复杂环境变化及人类活动影响下,探讨湿地植物痕量有益元素的生物富集特征具有重要意义.本研究选择闽江河口鳝鱼滩的典型芦苇湿地和短叶茳芏湿地为研究对象... 详细信息

河口湿地位于陆海相互作用地带,是痕量有益元素的重要源、汇或转换器.在当前河口复杂环境变化及人类活动影响下,探讨湿地植物痕量有益元素的生物富集特征具有重要意义.本研究选择闽江河口鳝鱼滩的典型芦苇湿地和短叶茳芏湿地为研究对象,探讨了不同湿地植物钴(Co)生物富集的全年变化特征及其主要影响因素.结果表明,研究区湿地土壤Co含量的全年平均值((13.47±1.50)mg·kg^(-1))明显高于福建省表层土壤的背景值(7.41 mg·kg^(-1)),存在中等程度富集.芦苇和短叶茳芏湿地不同土层Co含量的全年变化特征较为相似,二者在1—4月均骤然降低,在5—9月变化不大,而在10—12月均迅速增加;除0~10 cm土层外,后者10~60 cm土层的Co含量均显著高于前者(p<0.05).植物生长节律及土层深度是影响芦苇和短叶茳芏湿地土壤Co含量时空变化的重要因素.芦苇与短叶茳芏不同器官的Co含量及富集系数(BCF_(Co))均以根最高,说明根均是二者Co的重要富集器官;二者根、叶、立枯体的BCF_(Co)在1—6月均呈先增加后降低趋势,之后至12月则呈不同波动变化,这主要与二者生长节律以及其对Co的富集能力差异有关.芦苇与短叶茳芏湿地土壤均是Co的重要储库,其占植物-土壤系统Co储量的比例均超过99.7%.研究发现,短叶茳芏不同器官的Co含量、BCF_(Co)及储量均明显高于芦苇,说明其对于Co具有更强的生物富集能力.

关键词：钴生物富集芦苇短叶茳芏闽江河口

氮负荷增强对闽江口短叶茳芏湿地植物-土壤系统氮累积与分配的影响

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生态学报 2024年第11期44卷 4831-4843页

作者：姚钦予孙志高胡星云李亚瑾宋振阳贺攀霏夏星辰武慧慧方冠荣福建师范大学福建省亚热带资源与环境重点实验室福州350117 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350117 福建闽江河口湿地生态系统国家定位观测研究站国家林业和草原局福州350215

选择闽江河口短叶茳芏(Cyperus malaccensis)湿地为研究对象,基于野外氮负荷增强模拟实验,探讨了不同氮负荷水平下(NNT对照处理,0 g N m^(-2)a^(-1);LNT低氮处理,12.5 g N m^(-2)a^(-1);MNT中氮处理,25.0 g N m^(-2)a^(-1);HNT高氮处理,75.0 g N m^(-2)a^(-1))湿地植物-土壤系统的氮累积与分配特征。结果表明,不同氮负荷处理下湿地土壤(TN)、NH+4-N和NO-3-N含量均发生了明显改变。相较于NNT,LNT和MNT的TN、NH+4-N和NO-3-N含量均明显增加,增幅分别为9.44%、3.57%、11.99%(LNT)和6.71%、9.37%、46.50%(MNT)。与之不同,HNT的TN含量相比NNT增幅不大,而其NH+4-N、NO-3-N含量均显著降低,降幅分别为9.26%和40.77%。不同氮负荷处理下土壤氮含量的垂直分布特征亦发生了明显变化。除HNT外,LNT和MNT的TN、NH+4-N和NO-3-N含量均以表层土壤最高。不同氮负荷处理下的TN和NH+4-N含量分布主要受SOM的影响,而NO-3-N含量分布主要受植物吸收和垂直淋失的影响。氮负荷增强条件下植物不同器官的TN含量整体表现为叶>茎>根。不同氮负荷处理下植物-土壤系统的氮储量整体以LNT和MNT较高,而HNT最低。研究发现,短叶茳芏在中低氮负荷条件下可能将更多的氮优先分配给根系,进而以拓展地下空间和提高地下生物量的方式来适应环境;而在高氮负荷条件下,其可能通过增强“自疏效应”,并通过拓展地上空间的方式来适应环境。

关键词：氮负荷氮分配植物-土壤系统短叶茳芏湿地闽江河口

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陶瓷钎焊用钎料的国内外研究进展

材料导报 2024年第16期38卷 168-184页

作者：吴船江张亮王曦陈晨卢晓厦门理工学院材料科学与工程学院福建厦门361024 江苏师范大学机电工程学院江苏徐州221116

陶瓷材料具有良好的抗高温、耐腐蚀等性能,对航空航天、化工、核能等领域的发展具有极大的影响。然而,陶瓷与异种材料的互连存在热膨胀系数不匹配等固有缺陷,其导致的残余应力过大、材料难以润湿等是当前相关行业急需解决的问题。钎焊... 详细信息

陶瓷材料具有良好的抗高温、耐腐蚀等性能,对航空航天、化工、核能等领域的发展具有极大的影响。然而,陶瓷与异种材料的互连存在热膨胀系数不匹配等固有缺陷,其导致的残余应力过大、材料难以润湿等是当前相关行业急需解决的问题。钎焊是连接陶瓷材料的主要方法之一,所使用的钎料在很大程度上决定了钎焊接头的综合性能。目前,针对陶瓷材料的连接已开发出多种钎料,如Ag-Cu体系钎料、Ni基钎料、玻璃钎料、高熵合金钎料等,但实现以上钎料与陶瓷材料可靠连接的手段还尚未完善,使用不同体系钎料钎焊的接头性能存在差异。因此,本文综述了陶瓷材料与异种材料钎焊过程中存在的差异与问题,以期为后续陶瓷/异种材料连接的发展提供参考。

关键词：陶瓷材料钎焊钎料接头性能

氮负荷增强对闽江河口短叶茳芏湿地近地气层CH4浓度变化的影响

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环境科学学报 2024年第1期44卷 503-515页

作者：方冠荣孙志高胡星云李亚瑾宋振阳贺攀霏夏星辰武慧慧姚钦予福建师范大学福建省亚热带资源与环境重点实验室福州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 福建闽江河口湿地生态系统国家定位观测研究站(国家林业和草原局) 福州350215

2021年3月—2022年2月,选择闽江河口鳝鱼滩的短叶茳芏湿地为研究对象,基于野外原位氮负荷增强模拟试验,探讨了不同氮负荷水平(N0,无氮负荷处理,0g·m^(-2)·a^(-1);NL,低氮负荷处理,12.5 g·m^(-2)·a^(-1);NM,中氮负荷处理,25.0g·m^(... 详细信息

2021年3月—2022年2月,选择闽江河口鳝鱼滩的短叶茳芏湿地为研究对象,基于野外原位氮负荷增强模拟试验,探讨了不同氮负荷水平(N0,无氮负荷处理,0g·m^(-2)·a^(-1);NL,低氮负荷处理,12.5 g·m^(-2)·a^(-1);NM,中氮负荷处理,25.0g·m^(-2)·a^(-1);NH,高氮负荷处理,75.0 g·m^(-2)·a^(-1))对湿地近地气层甲烷(CH_(4))浓度时空变化的影响.结果表明,不同氮负荷增强条件下湿地近地气层的CH_(4)浓度呈现出不同的月动态变化特征;不同处理下的CH_(4)浓度均在氮负荷持续5个月后最低,在持续9个月后最高.随着氮负荷时间的延长,近地气层的CH_(4)浓度整体以NH处理最高((2.032±0.554)mL·L^(-1)),NL((1.937±0.618)mL·L^(-1))和NM((1.889±0.589)mL·L^(-1))处理次之,而N0处理最低((1.830±0.647)mL·L^(-1)).不同氮负荷处理下湿地近地气层的CH_(4)浓度在每次氮负荷后的1 h和3h整体低于氮负荷前,原因可能与每次氮负荷时的铵态氮(NH_(4)^(+)-N)与硝态氮(NO_(3)^(-)-N)输入比例以及输入时间有关.不同氮负荷水平下湿地近地气层的CH_(4)浓度整体均随高度增加而降低;除NL处理的CH_(4)平均浓度在0.3 m取得最高值外,其他处理的CH_(4)浓度均在0m最高.研究发现,氮负荷增强条件下湿地近地气层CH_(4)浓度的时间变化主要与土壤氮养分状况改变以及温度、Eh等主要因子的变化有关,而其垂直变化可能主要受风速和植物生态特征(株高、密度)的显著影响.

关键词： CH4 氮负荷垂直变化短叶茳芏湿地闽江河口

不同氮负荷水平下闽江河口芦苇残体分解及硫养分释放特征

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环境科学学报 2024年第3期44卷 387-398页

作者：贺攀霏孙志高宋振阳陈冰冰夏星辰武慧慧方冠荣姚钦予福建师范大学福建省亚热带资源与环境重点实验室福州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 福建闽江河口湿地生态系统国家定位观测研究站(国家林业和草原局) 福州350215 枣庄学院旅游与资源环境学院枣庄277000

河口湿地是响应全球气候变化和人类活动最为敏感的生态系统之一,是外源氮的一个重要“汇”,其对于残体分解及生源元素释放过程可产生深刻影响.作为湿地重要的生源元素之一,硫在植物生长发育以及维持湿地稳定性方面扮演着重要角色.在当... 详细信息

河口湿地是响应全球气候变化和人类活动最为敏感的生态系统之一,是外源氮的一个重要“汇”,其对于残体分解及生源元素释放过程可产生深刻影响.作为湿地重要的生源元素之一,硫在植物生长发育以及维持湿地稳定性方面扮演着重要角色.在当前闽江河口氮负荷增强背景下,探讨残体分解及硫养分释放特征对氮负荷增强的响应具有重要意义.为此,2021年3月—2022年12月,选择闽江河口芦苇(Phragmites australis)湿地为研究对象,基于野外氮负荷增强模拟试验,探讨了不同氮负荷水平下(NL0,对照处理,0 g·m^(-2)·a^(-1);NL1,低氮处理,12.5 g·m^(-2)·a^(-1);NL2,中氮处理,25.0 g·m^(-2)·a^(-1);NL3,高氮处理,75.0 g N·m^(-2)·a^(-1))芦苇残体分解及硫养分释放特征.结果表明,不同氮负荷处理下残体的分解速率在分解期间(0~630 d)整体表现为NL3(0.00255 d^(-1))>NL2(0.00252 d^(-1))>NL1(0.00219 d^(-1))>NL0(0.00194 d^(-1));相较于NL0处理,NL1、NL2和NL3处理下的分解速率分别增加了12.89%、29.90%和31.44%.尽管NL1和NL3处理对0~270 d的残体分解可产生一定的抑制作用,而该抑制作用在270~630 d又转变为促进作用.不同氮负荷处理下残体中的TS含量在分解期间均呈波动增加趋势,其中NL1处理下残体的TS含量整体高于NL0处理,但NL2和NL3处理下的TS含量整体低于NL0处理.随着氮负荷水平的升高,影响残体TS含量变化的关键因子由NL0处理下的N/S(R^(2)=0.869,p<0.01)转变为NL1处理下的残留率(R^(2)=0.883,p<0.01),而在NL2处理下又转变为C/S(R^(2)=0.769,p<0.01);但在NL3处理下,其TS含量变化主要受残留率、C/N和pH的共同影响(R2=0.958,p<0.05).不同氮负荷处理下残体中的硫养分在0~180d均表现为不同程度的净释放;但在180~630 d,NL0和NL1处理表现为不同程度的净累积,而NL2和NL3处理表现为不同程度的净释放.研究发现,中、高氮负荷条件下芦苇残体的分解速率较高,且随着分解时间的延长,其更有利于残体中硫养分的归还,而这将加速湿地的硫生物循环.

关键词：残体分解氮负荷硫芦苇闽江河口

40 a施肥措施对黑土土壤酶化学计量特征的影响

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环境科学 2024年第8期45卷 4915-4922页

作者：邓慧玉马星竹刘子恺刘妍霁郝小雨赵月贺纪正沈菊培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350117 黑龙江省黑土保护利用研究院哈尔滨150086 福建师范大学地理科学学院碳中和未来技术学院福州350117

为探究长期施肥措施对黑土土壤养分平衡和酶化学计量特征的影响,选取长期定位实验(40a)样地4种不同施肥处理:不施肥、施氮肥、施磷肥和氮磷混施,分别在2021年4月和2022年4月采集土壤样品,测定土壤4种水解酶活性并分析酶化学计量特征.结... 详细信息

为探究长期施肥措施对黑土土壤养分平衡和酶化学计量特征的影响,选取长期定位实验(40a)样地4种不同施肥处理:不施肥、施氮肥、施磷肥和氮磷混施,分别在2021年4月和2022年4月采集土壤样品,测定土壤4种水解酶活性并分析酶化学计量特征.结果表明,施氮和氮磷混施均显著提高酸性磷酸酶和β-D-葡萄糖苷酶活性,分别提高68%~158%和26%~222%.施磷和氮磷混施则显著影响β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶活性,其酶活性最高达75.48 nmol·(g·h)^(-1)和106.81 nmol·(g·h)^(-1).双因素方差分析显示氮和磷输入对土壤酶活性均产生显著影响.冗余分析表明酶活性变化的主要影响因子为土壤pH值、微生物生物量磷和有效磷.通过计算酶化学计量比,发现氮处理显著增加酶矢量长度,其数值主要在1.32~1.52之间,而酶矢量角度均>45°,表明黑土主要受碳磷共同限制.通过以上分析可以发现40 a长期施肥处理对黑土土壤酶及资源利用策略有显著影响,研究结果为评估长期施肥处理对土壤养分平衡和可持续利用具有重要的生态学意义.

关键词：长期定位实验氮肥磷肥酶矢量长度酶矢量角度磷限制

长期施肥处理对东北黑土真菌多样性和群落结构的影响

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福建师范大学学报（自然科学版） 2024年第1期40卷 69-75页

作者：邓慧玉刘子恺马星竹郝小雨赵月沈菊培贺纪正福建师范大学地理科学学院/碳中和未来技术学院福建福州350117 黑龙江省黑土保护利用研究院黑龙江哈尔滨150086

基于40年的长期氮磷定位试验,利用高通量测序的方法,对比分析了未施肥处理(CK)、氮肥处理(N)、磷肥处理(P)和氮磷处理(NP)下黑土土壤真菌群落的差异。结果表明,与CK处理相比,长期氮输入显著降低了土壤pH,显著提高土壤NO_(3)^(-)-N、NH_(... 详细信息

基于40年的长期氮磷定位试验,利用高通量测序的方法,对比分析了未施肥处理(CK)、氮肥处理(N)、磷肥处理(P)和氮磷处理(NP)下黑土土壤真菌群落的差异。结果表明,与CK处理相比,长期氮输入显著降低了土壤pH,显著提高土壤NO_(3)^(-)-N、NH_(4)^(+)-N和可溶性有机氮(DON)含量,而磷输入显著提高了土壤有效磷和总磷含量。土壤真菌类群门水平最丰富的为子囊菌门(相对丰度为63%~68%),毛霉门(相对丰度为15%~20%)和担子菌门(相对丰度为9%~15%)。不同施肥处理对真菌多样性产生了显著影响。NP处理土壤真菌扩增子序列变异数目和香农指数分别为405和4.16,显著低于CK,分别为502和4.64。基于非度量多维尺度分析发现NP和N处理真菌群落结构与CK和P处理显著分开。冗余分析发现土壤性质包括pH,NO_(3)^(-)-N和DON是影响土壤群落结构的主要影响因子。可见,长期氮磷施肥处理通过影响土壤性质而对土壤真菌群落产生了重要的影响。

关键词：氮磷输入真菌群落土壤酸化长期施肥黑土

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利用努氏硬度表征金属的弹性模量和屈服强度

哈尔滨工业大学学报 2024年第4期56卷 108-119页

作者：刘明徐智通尉贺宝福建省太赫兹功能器件与智能传感重点实验室(福州大学) 福州350108 福州大学机械工程及自动化学院福州350108 上海中研仪器制造有限公司上海201411

为利用努氏硬度表征金属材料弹性模量和屈服强度,提出了Marshall和Conway的修正模型表征弹性模量,以及Lockett、Yu、Marsh、Johnson和Vandeperre的修正模型表征屈服强度,开拓了努氏硬度表征金属材料力学性能的新应用。选取35种金属进行... 详细信息

为利用努氏硬度表征金属材料弹性模量和屈服强度,提出了Marshall和Conway的修正模型表征弹性模量,以及Lockett、Yu、Marsh、Johnson和Vandeperre的修正模型表征屈服强度,开拓了努氏硬度表征金属材料力学性能的新应用。选取35种金属进行努氏硬度试验,利用Meyer定律、弹塑性变形模型、Hays-Kendall模型和比例试样模型对努氏硬度的正压痕尺寸效应(硬度随载荷的减小而增大)进行了分析,可以用大载荷下趋于稳定的硬度值代表材料的真硬度。首次考虑金属材料在努氏压痕短对角线处材料堆积的影响,Marshall模型和Conway模型进行了修正:Marshall模型中原有的常参数α修正为b/d(努氏压痕短对角线与长对角线的比值)的二次函数;Conway模型引入了与b/d的平方呈线性关系修正系数β。通过比较文献中与原模型计算的屈服强度,引入修正系数k,首次获得了基于努氏硬度利用Lockett、Yu、Marsh、Johnson和Vandeperre模型计算金属屈服强度的修正模型。结果表明:除Ti6Al4V和Sn外,修正模型与仪器化压入得到的弹性模量一致,置信度不低于0.94;除60Si2Mn弹簧钢外,修正后得到的屈服强度与文献值一致,置信度不低于0.90。

关键词：金属努氏硬度仪器化压入弹性模量屈服强度