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内蒙古高寒露天煤矿植被恢复土壤碳变化及影响因素

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内蒙古高寒露天煤矿植被恢复土壤碳变化及影响因素

作者：杨漫牡丹江师范学院

学位级别：硕士

露天煤矿开采需要将表土及煤层上覆岩层剥离,导致开采完毕后很难将其恢复到破坏前的地貌,对区域植被和土壤环境的破坏极大。特别是高寒干旱露天煤矿,由于气候严苛使得矿区排土场植被恢复更加困难,排土场生态恢复问题制约矿区可持续发展... 详细信息

露天煤矿开采需要将表土及煤层上覆岩层剥离,导致开采完毕后很难将其恢复到破坏前的地貌,对区域植被和土壤环境的破坏极大。特别是高寒干旱露天煤矿,由于气候严苛使得矿区排土场植被恢复更加困难,排土场生态恢复问题制约矿区可持续发展。被恢复是矿区生态环境的恢复和重建的关键。排土场通常选取当地优势物种,以人工种植的方式进行植被修复,但在高寒干旱露天煤矿,由于水热条件受限导致植物生长受抑制,植被恢复难度相对更大。而土壤是植被生长和恢复的重要支撑,在恢复初期土壤质量提高,可以加快高寒露天煤矿区排土场植被恢复。本研究分别选择通辽白音华和霍林河5个典型的高寒露天煤矿,通过对2018年、2019年和2020年开始进行植被恢复的排土场土壤调查取样分析,探讨植被恢复年限、地形、以及类型对土壤碳的影响,以期为高寒干旱矿区排土场生态恢复提供科学依据和决策支持。土壤碳组分主要包括土壤全碳、颗粒有机碳(Particulate organic carbon,POC),矿物结合态有机碳(Mineral-associated organic carbon,MAOC)、微生物量碳(Soil microorganism biomass carbon,MBC)。研究结果如下:(1)随着排土场植被恢复时间的增加,虽然土壤全碳含量没有随恢复时间增加而增加,但土壤活性有机质中的POC和MAOC组分以及MBC的含量显著增加。土壤p H能够显著影响土壤全碳和MAOC含量,随着恢复时间增加,土壤p H降低,土壤中全碳、MAOC的含量显著增加;(2)土壤碳组分含量受立地类型影响,坡面的土壤全碳、MAOC、MBC显著高于平面,但坡面POC含量显著低于平面,碳组分出现明显分异;(3)不同植被类型对土壤碳组分含量有显著影响,草本下土壤全碳、POC和MAOC含量显著高于灌木,但草本土壤MBC与灌木土壤MBC含量没有显著差异。高寒露天煤矿排土场植被恢复初期,不同恢复时间、不同地形、不同植被类型显著影响土壤碳组分含量,随恢复时间增加,显著影响土壤MAOC含量,而土壤p H值是土壤碳累积的重要影响因子。

关键词：露天煤矿恢复年限恢复地形植被类型土壤有机碳组分

红壤有机碳组分中微生物群落构成及均匀度决定其矿化特征

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植物营养与肥料学报 2023年第1期29卷 109-119页

作者：单会茹张璐高强段英华徐明岗吉林农业大学资源与环境学院吉林长春130118 中国农业科学院农业资源与农业区划研究所/农业农村部耕地质量监测与评价重点实验室北京100081

【目的】有机碳矿化是陆地碳循环的关键环节,探究长期不同施肥下有机碳组分的矿化特征及其微生物学响应,以明确有机碳在土壤中的固存过程和损失机制。【方法】选取中国农业科学院祁阳红壤肥力长期试验的撂荒(CK0)、不施肥对照(CK)、氮... 详细信息

【目的】有机碳矿化是陆地碳循环的关键环节,探究长期不同施肥下有机碳组分的矿化特征及其微生物学响应,以明确有机碳在土壤中的固存过程和损失机制。【方法】选取中国农业科学院祁阳红壤肥力长期试验的撂荒(CK0)、不施肥对照(CK)、氮磷钾化肥配施(NPK)和化肥配施有机肥(NPKM)4个处理,通过物理分组方法获得粗颗粒有机碳(cPOC)、细颗粒有机碳(fPOC)、团聚体内颗粒有机碳(iPOC)和矿物结合态有机碳(MOC)。以该4个处理的有机碳组分进行室内培养试验,研究有机质的矿化动态。采用磷脂脂肪酸(PLFA)方法测定各组分中的微生物量及组成,再利用冗余分析明确微生物群落特征对有机碳矿化的贡献。【结果】长期施肥显著提升了红壤总有机碳水平,显著提高了活性有机碳组分(cPOC、fPOC、iPOC)的占比。有机碳组分的矿化速率表现出明显的阶段性特征:前期(矿化1~35天)矿化迅速,后期逐渐变缓并趋于平稳。各组分平均最大矿化速率和累积矿化量均表现为fPOC>cPOC>iPOC>MOC,表明fPOC组分的活性最高,可矿化性最强。与CK相比,CK0处理的cPOC、fPOC、iPOC和MOC组分最大矿化速率分别提高了158.0%、36.4%、67.3%和146.0%;NPK处理的4个组分有机碳的矿化速率与CK无显著差异;NPKM处理分别提高了246.0%、62.9%、21.4%和183.0%。土壤有机碳组分快速矿化阶段(矿化15天)的总PLFA生物量表现为fPOC最高,平均为94.5 nmol/g,约为其他组分(平均26.1~35.0 nmol/g)的3倍。各组分中革兰氏阳性菌/革兰氏阴性菌(G+/G–)比例表现为MOC(6.06)>cPOC(5.18)>fPOC(1.26)>iPOC(1.03),平均真菌/细菌(F/B)为iPOC(0.11)>fPOC(0.10)>MOC(0.06)>cPOC(0.03),fPOC和iPOC组分F/B值较高而G+/G–值较低,且二者的微生物群落多样性指数都高于其他组分,表明二者群落结构更稳定,所受养分胁迫较少,群落多样性高。冗余分析表明,微生物群落特征对组分矿化的总解释率达96.4%,其中总PLFA含量、真菌、革兰氏阴性菌是对有机碳组分矿化影响最大的3个因素。【结论】土壤有机碳的可矿化程度与微生物群落结构及群落的物种均匀度密切相关。长期施肥尤其是有机无机肥配施,提高了活性组分中的微生物量,因此提高了土壤中可矿化碳的比例,加之有机肥直接为土壤养分循环提供了额外的能量来源,促进了有机碳的矿化,这可能是施用有机肥提高土壤肥力的原因之一。

关键词：红壤土壤有机碳组分有机无机肥配施有机碳矿化微生物群落结构物种均匀度

长期有机肥替代化肥对水稻土有机碳稳定性的影响

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土壤学报 2023年第2期60卷 512-522页

作者：缪玉琳梁丰谢军张嵚刘益仁赵小敏江西农业大学国土资源与环境学院/江西省鄱阳湖流域农业资源与生态重点实验室南昌330045 江西省农业科学院土壤肥料与资源环境研究所南昌330200

针对不同有机肥替代化肥比例下红壤性水稻土有机碳稳定性不明确的科学问题,以第四纪红色黏土发育的水稻土的长期定位试验为研究对象,选取不施肥处理(CK)、化肥处理(100F0M)、化肥处理中30%、50%及70%的氮量被有机肥替代(70F30M、50F50M... 详细信息

针对不同有机肥替代化肥比例下红壤性水稻土有机碳稳定性不明确的科学问题,以第四纪红色黏土发育的水稻土的长期定位试验为研究对象,选取不施肥处理(CK)、化肥处理(100F0M)、化肥处理中30%、50%及70%的氮量被有机肥替代(70F30M、50F50M、30F70M)5个处理,明确长期不同有机肥替代化肥比例对水稻土活性/惰性碳组分含量及有机碳化学结构稳定性的影响。结果表明:不同有机肥替代化肥比例均提高了水稻土有机碳、活性碳、惰性碳的含量,活性碳含量表现为70F30M、30F70M>CK、50F50M,惰性碳含量表现为30F70M>70F30M、50F50M>100F0M>CK。随着有机肥替代比例的增加,惰性碳比例从69.67%逐渐增加至77.26%。不同有机肥替代比例下土壤有机碳的化学结构种类相同,相对含量百分比表现出相同的趋势:芳香碳(33.28%~37.79%)、烷基碳(27.81%~31.19%)最高,烷氧碳(16.19%~20.10%)、羰基碳(10.35%~12.07%)居中,羧基碳(2.52%~5.75%)最低。同时随着有机肥替代化肥比例的增加,芳香度从0.40增加至0.44,脂族碳/芳香碳和烷基碳/烷氧碳的比值均降低,有机碳的稳定性增强。pH(P碳含量的主要影响因素,pH、CEC、碱解氮(AN)、碳投入(有机肥、水稻根系、水稻留茬)(P碳含量的主要影响因素。因此,30F70M不仅提高了活性、惰性碳的含量,同时增加惰性碳的芳香度,更有利于提高土壤有机碳的稳定性。

关键词：有机无机配比长期定位试验土壤有机碳组分有机碳稳定性影响因素

深耕结合秸秆还田提高作物产量并改善耕层薄化土壤理化性质

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植物营养与肥料学报 2020年第2期26卷 276-284页

作者：韩上武际李敏陈峰王允青程文龙唐杉王慧郭熙盛卢昌艾安徽省农业科学院土壤肥料研究所/养分循环与资源环境安徽省重点实验室安徽合肥230031 安徽农业大学资源与环境学院安徽合肥230036 濉溪县五铺农场安徽淮北235118 中国农业科学院农业资源与农业区划研究所北京100081

【目的】小麦–玉米轮作区土壤耕层变薄,直接深耕往往导致土壤肥力降低。在存在该类问题的土壤上,研究不同耕作方式和秸秆还田对作物产量和土壤理化性质的影响,以期实现在增加耕层厚度的同时维持作物产量,并提升土壤肥力。【方法】试验... 详细信息

【目的】小麦–玉米轮作区土壤耕层变薄,直接深耕往往导致土壤肥力降低。在存在该类问题的土壤上,研究不同耕作方式和秸秆还田对作物产量和土壤理化性质的影响,以期实现在增加耕层厚度的同时维持作物产量,并提升土壤肥力。【方法】试验于2012-2016年在华北平原南部濉溪县进行,供试土壤为砂姜黑土。在人工剥离5 cm土层的耕层薄化土壤上开展试验,设旋耕(RT)、深耕(DT)、旋耕+秸秆还田(RTS)、深耕+秸秆还田(DTS)4个处理。在每年玉米和小麦成熟期进行田间测产;在第4季小麦收获后采集0-10和10-20cm土层土样,分析土壤有机碳各组分和土壤养分含量、土壤团聚体分布。【结果】与旋耕(RT)相比,单纯深耕(DT)不能明显提高玉米和小麦产量,显著降低土壤总有机碳含量、0-10 cm土层有机碳各组分含量和土壤速效钾含量,并显著降低10-20 cm土层胡敏酸与富里酸比值及各土层粒径>0.25 mm水稳性团聚体的比例。深耕配合秸秆还田(DTS)处理玉米和小麦4季平均分别增产7.72%和8.06%,旋耕配合秸秆还田(RTS)处理分别增产7.55%和7.05%。在0-10 cm土层,DTS和RTS处理均明显提升土壤胡敏酸与富里酸比值,提高总有机碳及多数组分碳含量、提高土壤养分含量,RTS处理效果好于DTS处理;而在10-20 cm土层,DTS处理显著提高土壤胡敏酸、全氮和有效磷含量,效果好于RTS处理。DTS和RTS处理均可以显著提高粒径>0.25mm水稳性团聚体的比例,在0-10 cm土层,以DTS处理效果最高,比RT处理增加23.09%,而在10-20cm土层,以RTS处理效果最好,相比RT处理增加6.32%。【结论】在耕层薄化处理的土壤上,单纯深耕提升作物产量的效果不显著,也不利于土壤有机碳及各组分含量、土壤养分含量的提升,还破坏了土壤团粒结构。秸秆还田配合深耕或者旋耕均能显著提高作物产量,秸秆还田配合旋耕能有效培肥0-10 cm土层土壤,但对10-20 cm土层土壤肥力改善效果有限;秸秆还田配合深耕在增加耕层厚度的同时,还改善了土壤养分状况,明显减弱了单纯深耕对10-20 cm土层土壤结构稳定性的不利影响。

关键词：耕层厚度耕作方式土壤有机碳组分土壤团聚体玉米–小麦轮作

陇中黄土高原不同草田轮作模式土壤碳组分的差异研究

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草业学报 2016年第2期25卷 58-67页

作者：赵靖静罗珠珠张仁陟蔡立群李玲玲牛伊宁甘肃农业大学资源与环境学院甘肃兰州730070 甘肃省干旱生境作物学重点实验室甘肃兰州730070

通过田间定位试验,研究黄土高原西部旱农区多年生苜蓿草地（L-L）及苜蓿耕翻轮作处理苜蓿-休闲（L-F）、苜蓿-小麦（L-W）、苜蓿-玉米（L-C）、苜蓿-马铃薯（L-P）、苜蓿- 谷子（L-M）对土壤总有机碳（TOC）、易氧化有机碳（ROC）、轻... 详细信息

通过田间定位试验,研究黄土高原西部旱农区多年生苜蓿草地（L-L）及苜蓿耕翻轮作处理苜蓿-休闲（L-F）、苜蓿-小麦（L-W）、苜蓿-玉米（L-C）、苜蓿-马铃薯（L-P）、苜蓿- 谷子（L-M）对土壤总有机碳（TOC）、易氧化有机碳（ROC）、轻组有机碳（LFOC）及重组有机碳（HFOC）的影响.结果表明,在0～200cm 土层,不同轮作模式下土壤总有机碳含量及土壤各有机碳组分均表现为随土层加深呈波动下降趋势,其中TOC、ROC、HFOC 含量最高值和最低值分别出现在苜蓿连作表层（0～5cm）和苜蓿轮作（小麦）中层（30～50cm）,LFOC 最高值和最低值分别出现在苜蓿轮作（马铃薯）表层（0～5cm）和苜蓿轮作（玉米）底层（170～200cm）.与苜蓿连作模式相比,苜蓿轮作（小麦、玉米、马铃薯、谷子）会降低TOC、ROC、HFOC 含量,增加LFOC 含量,其中TOC 含量分别降低17.44%,9.25%,18.40% 和9.34%;ROC 含量分别降低28.10%,8.52%,29.75% 和23.17%;HFOC 含量分别降低18.80%,10.06%,20.53%和12.50%;LFOC 分别增加7.41%,5.56%,22.22%和57.41%.可见,苜蓿种植多年耕翻轮作粮食作物后降低了土壤总有机碳水平,且对有机碳各组分的影响存在显著差异.

关键词：黄土高原苜蓿轮作土壤有机碳组分

土壤团聚体稳定性及有机碳组分对苜蓿种植年限的响应

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草业学报 2016年第10期25卷 40-47页

作者：罗珠珠李玲玲牛伊宁蔡立群张仁陟谢军红甘肃农业大学资源与环境学院甘肃兰州730070 甘肃省干旱生境作物学省部共建国家重点实验室甘肃兰州730070

通过设置在陇中黄土高原半干旱区的长期定位试验,应用干筛法与湿筛法比较不同种植年限苜蓿地和农田土壤团聚体粒径分布、平均重量直径（mean weight diameter,MWD）以及团聚体破坏率（percentage of aggregate destruction,PAD）的差异... 详细信息

通过设置在陇中黄土高原半干旱区的长期定位试验,应用干筛法与湿筛法比较不同种植年限苜蓿地和农田土壤团聚体粒径分布、平均重量直径（mean weight diameter,MWD）以及团聚体破坏率（percentage of aggregate destruction,PAD）的差异,分析探讨了土壤团聚体稳定性与土壤有机碳组分之间的关系。结果表明,土壤机械稳定性团聚体粒径分布呈中间低两边高的＂V＂型,其中〉5mm和〈0.25mm的团聚体为优势粒径;土壤水稳性团聚体以〈0.25mm的团聚体为主,平均含量达90%以上。湿筛MWD仅在0~10cm表层土中表现为不同种植年限苜蓿显著高于农田;PAD在0~30cm土层表现为农田显著高于不同种植年限苜蓿,且随苜蓿种植年限的延长呈降低趋势。0~50cm剖面不同深度土壤有机碳组分在处理间存在差异,其中总有机碳（total organic carbon,TOC）、重组有机碳（heavy fraction organic carbon,HFOC）和易氧化有机碳（readily oxidized organic carbon,ROOC）在0~10cm土层均表现为12a〉10a〉农田〉3a,说明苜蓿对土壤表层有机碳组分的提高只有达到一定种植年限之后才产生效应。相关性分析表明,与土壤TOC相比,土壤轻组有机碳（light fraction organic carbon,LFOC）和ROOC与土壤水稳性团聚体粒级分布及稳定性指标之间的相关性更为显著,说明土壤活性有机碳组分对陇中黄土高原地区土壤团聚体稳定性的贡献率比土壤总有机碳更大。

关键词：黄土高原紫花苜蓿土壤有机碳组分团聚体稳定性

火烧对马尾松林土壤酶活性和有机碳组分的影响

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生态学报 2018年第15期38卷 5374-5382页

作者：刘俊第林威王玉哲姜婧方熊易志刚福建农林大学资源与环境学院福州350002 福建农林大学林学院福州350002

土壤酶参与土壤有机质矿化过程,林火能通过改变土壤中微生物的群落结构等来改变土壤酶的活性,进而影响土壤有机碳的动态过程。土壤有机碳库是陆地碳库的重要组成部分,火烧会使土壤有机碳组分发生变化,研究火烧后土壤有机碳组分的变化对... 详细信息

土壤酶参与土壤有机质矿化过程,林火能通过改变土壤中微生物的群落结构等来改变土壤酶的活性,进而影响土壤有机碳的动态过程。土壤有机碳库是陆地碳库的重要组成部分,火烧会使土壤有机碳组分发生变化,研究火烧后土壤有机碳组分的变化对于土壤有机碳库的管理具有重要意义。以我国中亚热带典型马尾松人工林火烧迹地为研究对象,通过对比研究,探讨了火烧对土壤酶活性和土壤有机碳组分的影响以及两者之间的关系。结果表明:(1)与对照相比,火烧后一年0—10 cm土层土壤p H值明显升高(P土壤总碳含量显著降低(P土壤全氮含量平均降低17.5%(P>0.05)。0—10 cm土层和10—20 cm土层土壤含水量均显著低于对照(P土壤β-葡萄糖苷酶活性在0—10 cm土层显著降低(P土壤酚氧化物酶活性和过氧化物酶活性显著升高(P土壤微生物量碳、土壤颗粒性有机碳、土壤易氧化碳含量比对照分别降低26.4%、30.9%和2.69%,但无显著差异,土壤溶解性有机碳含量则显著降低(P土壤不稳定有机碳含量和粘粒有机碳含量变化不显著。

关键词：马尾松人工林火烧土壤酶活性土壤总碳土壤有机碳组分

鸡骨生物炭对铅铜镉复合污染的吸附机制及长期稳定钝化能力研究

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鸡骨生物炭对铅铜镉复合污染的吸附机制及长期稳定钝化能力研究

作者：刘晓菲华南理工大学

学位级别：硕士

矿产开采和电子垃圾拆解等人类活动过程中,往往伴随着大量重金属离子的产生,如铅（Pb）、铜（Cu）和镉（Cd）等。当这些重金属离子进入水体和土壤环境中并超量累积时,不仅会对生态环境造成破坏,同时还会威胁到人类的生命安全,因此修复... 详细信息

矿产开采和电子垃圾拆解等人类活动过程中,往往伴随着大量重金属离子的产生,如铅（Pb）、铜（Cu）和镉（Cd）等。当这些重金属离子进入水体和土壤环境中并超量累积时,不仅会对生态环境造成破坏,同时还会威胁到人类的生命安全,因此修复受重金属污染的环境是一项非常紧迫的任务。目前,生物炭材料由于低成本、高效、绿色环保等多种优点,被认为是一种极具潜力的重金属吸附和钝化材料。因此本文以鸡骨生物炭材料为研究对象,首先探究了其在单一和多组分污染体系中对Pb、Cu和Cd的吸附行为及机制,随后将不同热解温度的鸡骨生物炭用于矿区农田和电子垃圾拆解区土壤中复合重金属污染的修复,通过干湿循环进行人工加速老化,探究了老化作用对不同生物炭性质的影响,以及在修复过程中土壤重金属形态、理化性质的长期变化趋势,同时对土壤中有机碳各组分含量变化进行了测定,以评估鸡骨生物炭材料在不同性质土壤修复中的稳定性以及同步减污固碳的潜力。论文取得的主要研究成果如下:（1）以鸡骨为原料在700℃下限氧热解生成鸡骨生物炭材料,利用其在一元、二元、三元复合污染体系中分别吸附Pb、Cu和Cd。结果表明:在单组分溶液中,鸡骨生物炭对Pb、Cu和Cd的最大吸附量分别达到311.16、82.05和92.54 mg g。在多组分溶液中,鸡骨生物炭具有同时吸附三种重金属离子的能力。此外,鸡骨生物炭的表面官能团和无机矿物在单组分和多组分体系中均能协同诱导PbCa（PO）（OH）稳定晶体的原位生长,使得Pb主要以一般稳定态存在于鸡骨生物炭上（占比均超过95%）,因此其对Pb的吸附受共存重金属离子的影响最小;而鸡骨生物炭对Cu和Cd的吸附性能以及其赋存状态明显受到重金属共存体系的影响,通过XRD、XPS等表征分析表明Cu和Cd在单组分体系中主要通过离子交换机制和络合作用被吸附,在多组分体系中离子交换机制的作用减弱。（2）通过干湿循环人工加速老化探究不同热解温度（300℃、500℃和700℃）的鸡骨生物炭修复矿区农田和电子垃圾拆解区土壤中的Pb、Cu和Cd复合污染的长期稳定性。结果表明:不同热解温度的鸡骨生物炭材料的表面形貌、组成结构和表面官能团在干湿循环中发生了不同程度的变化,其中700℃热解生成的鸡骨生物炭的性质最稳定。不同热解温度的鸡骨生物炭均明显提高了酸性矿区农田土壤的p H且改变了p H的变化规律,同时大幅提高了碱性电子垃圾拆解区土壤EC且改变了EC的变化规律。此外,不同热解温度的鸡骨生物炭能将两种土壤中的酸溶态Pb全部转化为更稳定形态,且在干湿循环过程中,酸溶态Pb含量基本保持稳定;较高热解温度的鸡骨生物炭对两种土壤中酸溶态Cu向氧化态Cu转化的促进作用更明显,较低热解温度的鸡骨生物炭更有利于电子垃圾拆解区土壤中残渣态Cu的形成;较高热解温度的鸡骨生物炭能促进两种土壤中酸溶态Cd向可还原态和氧化态的转化,同时在电子垃圾拆解土壤中能同时提高残渣态Cd的占比。这表明鸡骨生物炭材料能调节不同土壤的理化性质,并达到长期稳定地降低土壤中重金属毒性的效果。（3）进一步通过测定添加鸡骨生物炭前后矿区农田和电子垃圾拆解区的土壤有机碳（SOC）、颗粒态有机碳（POC）和矿物结合态有机碳（MAOC）含量的变化来评估其在土壤中的固碳潜力。结果表明:不同热解温度的鸡骨生物炭均能显著提高矿区农田和电子垃圾拆解区土壤中POC和MAOC的含量,从而明显增加矿区农田和电子垃圾拆解区土壤中SOC含量。随着干湿循环的进行,热解温度较高的鸡骨生物炭能小幅提高矿区农田土壤中POC含量并维持MAOC含量的稳定,从而对矿区农田土壤中SOC含量的提升作用具有长期性。但是加入不同热解温度的鸡骨生物炭后的电子垃圾拆解区土壤中POC和SOC含量在干湿循环中均呈现下降趋势。因此在利用较高热解温度的生物炭修复矿区农田的过程中,其同步进行土壤长期碳封存的潜力更大。本研究阐明了鸡骨生物炭材料在单组分和多组分重金属污染体系中对Pb、Cu和Cd的吸附行为和机制,并探究了老化作用对不同热解温度的鸡骨生物炭材料修复矿区农田土壤和电子垃圾拆解区土壤复合重金属污染的影响,同时通过土壤中有机碳组分的变化评估了其长期修复效果以及同时减污固碳的可能性,为环境中Pb、Cu和Cd污染的修复提供理论基础和实例参考。

关键词：重金属复合污染修复矿区农田酸性土壤电子垃圾拆解区碱性土壤鸡骨生物炭土壤有机碳组分

放牧对内蒙古荒漠草原土壤理化性质和有机碳组分的影响

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生态环境学报 2018年第9期27卷 1602-1609页

作者：通乐嘎赵斌吴玲敏河套学院内蒙古巴彦淖尔015000

为了揭示放牧扰动下荒漠草原土壤有机碳组分变化特征,通过野外调查与室内分析相结合的方法,以围封样地为对照(NG),选择轻度(LG)、中度(MG)、重度(HG)放牧退化草地,连续2年开展放牧强度对荒漠草原土壤有机碳组分的影响,为北方草地生态保... 详细信息

为了揭示放牧扰动下荒漠草原土壤有机碳组分变化特征,通过野外调查与室内分析相结合的方法,以围封样地为对照(NG),选择轻度(LG)、中度(MG)、重度(HG)放牧退化草地,连续2年开展放牧强度对荒漠草原土壤有机碳组分的影响,为北方草地生态保护和优化管理提供有效的科学支持。结果表明:随着放牧强度的增加,荒漠草原丰富度指数(12.3~18.9)、均匀度指数(1.03~1.68)、多样性指数(0.35~0.79)呈先增加后降低趋势,大致表现为MG>LG>NG>HG,而优势度指数(2.56~4.23)呈相反的变化趋势。随着放牧强度增加,地上生物量(158.2~221.3 g·m^(-2))和地下生物量(126.9~152.3g·m^(-2))均呈递减趋势,土壤容重随放牧强度的增加而增加,而总孔隙度随放牧强度的增加而减小。土壤微生物量碳(MBC)、易氧化有机碳(EOC)、颗粒有机碳(POC)、轻组有机碳(LFOC)和水溶性有机碳(WSOC)明显受放牧强度的的影响,呈现出一致性规律,大致表现为MG>LG>HG>NG。ω(EOC)/ω(SOC)比例和微生物商[ω(MBC)/ω(SOC)]随放牧强度的增加呈先增加后降低趋势,其中MG显著高于NG、LG和HG(P0.05)。相关分析表明,地下生物量与土壤活性有机碳组分呈显著正相关(P土壤活性有机碳组分变化的重要影响因素。

关键词：放牧强度荒漠草原土壤有机碳组分土壤理化性质