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生物炭施用对微塑料污染石灰性土壤理化性质和细菌群落的影响

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环境科学 2023年第8期44卷 4507-4518页

作者：冉泰山龙健廖洪凯李娟杨国梅赵雨鑫贵州师范大学贵州省山地环境信息系统与生态环境保护重点实验室贵阳550001 贵州师范大学地理与环境科学学院贵阳550001

微塑料广泛分布在土壤环境中,威胁着土壤生态环境系统,改变了土壤理化性质和微生物特征.生物炭因其特殊的孔隙结构具有良好的土壤养分保持能力,常被作为改善土壤质量的土壤改良剂.然而,目前关于生物炭施用对微塑料污染土壤理化性质和细... 详细信息

微塑料广泛分布在土壤环境中,威胁着土壤生态环境系统,改变了土壤理化性质和微生物特征.生物炭因其特殊的孔隙结构具有良好的土壤养分保持能力,常被作为改善土壤质量的土壤改良剂.然而,目前关于生物炭施用对微塑料污染土壤理化性质和细菌群落的影响及其机制研究还非常有限.因此,进行为期21 d微观土壤培养实验,利用16S rRNA高通量测序技术分析生物炭的施用对不同浓度微塑料污染土壤理化性质和细菌群落变化的影响.结果表明,生物炭的施用减缓了微塑料污染土壤硝态氮和速效磷含量的降低,增加了全磷含量.生物炭的添加增加了微塑料污染石灰性土壤酸杆菌门(Acidobacteriota)、放线菌门(Actinobacteriota)和拟杆菌门(Bacteroidota)等微塑料耐受菌门相对丰度.在第7 d和第21 d各处理的优势细菌为变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门和放线菌门.与第7 d相比,第21 d各处理土壤变形菌门和厚壁菌门(Firmicutes)的相对丰度显著降低,酸杆菌门、放线菌门、拟杆菌门、绿弯菌门(Chloroflexi)和粘菌门(Myxococcota)的相对丰度增加.施用生物炭还增加了微塑料污染土壤溶杆菌属(Lysobacter)的相对丰度.以上结果表明生物炭的施用增加了微塑料耐受菌,增强了微塑料污染土壤稳定性,减缓了微塑料对土壤的污染,且生物炭对改善微塑料污染石灰性土壤质量有着巨大潜力.

关键词：微塑料生物炭细菌群落土壤理化性质石灰土

白云岩坡地土壤流失空间分布特征及关键影响因子

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应用生态学报 2023年第2期34卷 377-386页

作者：蒙清梅付智勇邓羽松陈洪松广西大学林学院南宁530004 中国科学院亚热带农业生态研究所亚热带农业生态过程重点实验室长沙410125 中国科学院环江喀斯特生态系统观测研究站广西环江547100

本研究选择典型白云岩坡地,在上、中、下坡各设置3个土壤流失监测微区(投影长2 m、宽1.2 m),连续观测2个水文年(2020—2021年),分析土壤流失量的动态变化及其关键影响因子。结果表明:白云岩坡地不同坡位的土壤流失量依次为下坡半淋溶土(... 详细信息

本研究选择典型白云岩坡地,在上、中、下坡各设置3个土壤流失监测微区(投影长2 m、宽1.2 m),连续观测2个水文年(2020—2021年),分析土壤流失量的动态变化及其关键影响因子。结果表明:白云岩坡地不同坡位的土壤流失量依次为下坡半淋溶土(386 g·m^(-2)·a^(-1))>中坡始成土(77 g·m^(-2)·a^(-1))>上坡新成土(48 g·m^(-2)·a^(-1))。沿坡向下,土壤流失量与土壤表层含水量、降雨量的正相关关系逐渐增加,而与最大30 min雨强的正相关性逐渐降低;影响上、中、下坡土壤流失的气象因子分别为最大30 min雨强、降雨量、平均雨强和表层土壤含水量。上坡土壤侵蚀过程主要由雨滴击溅及超渗产流驱动,而下坡主要由蓄满产流驱动。土壤剖面细土体积占比是控制白云岩坡地土壤流失的关键因子,其解释率达到93.7%。下坡是白云岩坡地土壤流失的关键部位,石漠化治理应基于不同坡位的侵蚀发生机理,因地制宜布设防控措施。

关键词：地形序列土链石灰土白云岩土壤剖面产流机制水蚀过程

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桂西北喀斯特区石灰土矿物质的空间变异特征

中国岩溶 2023年第3期42卷 509-516,527页

作者：俞月凤曾成城宋同清彭晚霞何铁光广西壮族自治区农业科学院农业资源与环境研究所广西南宁530007 中国科学院亚热带农业生态研究所湖南长沙410125 广西耕地保育重点实验室广西南宁530007

基于整个桂西北喀斯特地区石灰土的网格取样分析,采用经典统计分析和地统计学方法,研究桂西北喀斯特大尺度区域下表层(0~15 cm)石灰土矿物质(SiO_(2)、Fe_(2)O_(3)、CaO、MgO、Al_(2)O_(3)、MnO)的空间变异特征及影响因素。结果表明:SiO... 详细信息

基于整个桂西北喀斯特地区石灰土的网格取样分析,采用经典统计分析和地统计学方法,研究桂西北喀斯特大尺度区域下表层(0~15 cm)石灰土矿物质(SiO_(2)、Fe_(2)O_(3)、CaO、MgO、Al_(2)O_(3)、MnO)的空间变异特征及影响因素。结果表明:SiO_(2)含量高达55.72%,其次为Al_(2)O_(3),二者占了土壤矿物质含量的85.22%;变异系数在37.50%~71.67%之间。SiO_(2)空间自相关中等,Al_(2)O_(3)和MnO空间自相关弱,三者变程长,空间连续性好;CaO、Fe_(2)O_(3)、MgO空间自相关显著,变程短。Al_(2)O_(3)、Fe_(2)O_(3)的空间变异特征主要受海拔影响,裸岩率是影响SiO_(2)、MnO和MgO空间变异性的主要地质因子,坡度则是影响CaO空间分布的主要因素。主成分分析表明土壤矿物质是影响桂西北喀斯特区石灰土空间变异的重要因子,特别是SiO_(2)。区域大尺度下,各地质地形因子通过影响石灰土矿物质空间变异特征,从而影响石灰土的空间分布。

关键词：矿物质喀斯特空间变异石灰土

典型喀斯特小流域石灰土和黄壤硫同位素分布特征及其影响因素

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长江流域资源与环境 2022年第11期31卷 2514-2525页

作者：张伟张丽丽天津师范大学水资源与水环境重点实验室天津300387 天津师范大学地理与环境科学学院天津300387 贵州师范学院地理与资源学院贵州贵阳550018 贵州省流域地理国情监测重点实验室贵州贵阳550018

分析了贵州普定陈旗和后寨河喀斯特小流域石灰土和黄壤剖面不同深度总硫、碳键硫、酯键硫酸盐、SO_(4)^(2-)和总还原态无机硫的含量及其δ^(34)S值、硫酸盐还原菌数量和采样坡地溪水SO_(4)^(2-)的δ^(34)S值,目的是阐明喀斯特流域土壤... 详细信息

分析了贵州普定陈旗和后寨河喀斯特小流域石灰土和黄壤剖面不同深度总硫、碳键硫、酯键硫酸盐、SO_(4)^(2-)和总还原态无机硫的含量及其δ^(34)S值、硫酸盐还原菌数量和采样坡地溪水SO_(4)^(2-)的δ^(34)S值,目的是阐明喀斯特流域土壤对大气酸沉降的响应。结果表明:在同等酸沉降水平下,石灰土和黄壤剖面中各形态硫含量、δ^(34)S值及硫酸盐还原菌数量有明显差异,同时溪水中有超过70%的SO_(4)^(2-)来自石灰土和黄壤剖面不同深度土壤的输出,指示石灰土和黄壤对大气酸沉降的不同响应。有机硫形成和SO_(4)^(2-)异化还原反应是石灰土和黄壤中都存在的硫滞留过程。黄壤剖面存在着SO_(4)^(2-)吸附并在底层累积,因此SO_(4)^(2-)吸附是黄壤硫滞留的主要原因。石灰土和黄壤剖面输出的SO_(4)^(2-)主要来自大气酸沉降输入的SO_(4)^(2-),不是土壤本身有机硫矿化。不过,有机硫是石灰土和黄壤主要的硫形态,在沉降的硫通量显著降低后,这两类剖面有机硫矿化会释放大量的SO_(4)^(2-)进入水体。

关键词：喀斯特小流域石灰土黄壤硫的滞留和输出土壤响应

桂林典型岩溶区和非岩溶区土壤剖面钙镁形态迁移对比

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中国岩溶 2022年第2期41卷 220-227页

作者：梁建宏崔旭东文来艳刘鼎伊晨旭黄可尊王俊中国地质科学院岩溶地质研究所/自然资源部、广西岩溶动力学重点实验室广西桂林541004 山东建勘集团有限公司山东济南250031 广东省云浮市罗定市廷锴纪念中学广东罗定527200 广西师范大学环境与资源学院广西桂林541006 山西农业大学(山西省农业科学院)玉米研究所山西忻州034000

文章以桂林典型岩溶区和非岩溶区土壤剖面为研究对象,采用改进的Tessier元素形态连续提取法,测定岩溶区和非岩溶区土壤钙(Ca)和镁(Mg)元素离子交换态(包括水溶态)、碳酸盐结合态、腐殖酸结合态、铁锰氧化物结合态、强有机质结合态(包括... 详细信息

文章以桂林典型岩溶区和非岩溶区土壤剖面为研究对象,采用改进的Tessier元素形态连续提取法,测定岩溶区和非岩溶区土壤钙(Ca)和镁(Mg)元素离子交换态(包括水溶态)、碳酸盐结合态、腐殖酸结合态、铁锰氧化物结合态、强有机质结合态(包括部分硫化物)和残渣态等形态,探讨岩溶区和非岩溶区土壤Ca、Mg形态在土壤剖面中的迁移变化特征。结果表明:(1)岩溶区石灰土剖面中,随剖面深度加深,pH值增大,而土壤有机质、全氮(N)、全磷(P)含量减少,Ca元素主要以交换态存在且在各土壤剖面中含量相近,Mg元素主要是以残渣态赋存在土壤剖面中,随着土壤剖面深度腐殖酸结合态百分比减少,存在累积现象;(2)在非岩溶地区酸性土壤中,土壤总钙较低。在土壤剖面0~60 cm以强有机结合态为主,深层剖面(大于60 cm)以残渣态为主;Mg元素有效态含量较低,非岩溶区土壤Mg元素以腐殖酸结合态和残渣态为主,与岩溶区土壤类似,非岩溶区Mg元素在土壤中也存在一定累积。

关键词：石灰土酸性土 Tessier 形态连续提取法淋溶

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石灰土和水泥土的减水剂改性效果

建筑材料学报 2017年第2期20卷 283-287,309页

作者：余帆黄煜镔孙大权同济大学道路与交通工程教育部重点实验室上海201804 重庆大学山地城镇建设与新技术教育部重点实验室重庆400045

测试了萘系高效减水剂对软土无侧限抗压强度、抗剪强度、压缩性和水稳定性的改性效果,研究了减水剂作为添加剂对石灰改良软土(石灰土)和水泥改良软土(水泥土)无侧限抗压强度的影响,并采用扫描电镜观测了软土改性前后的微观结构.结果表明... 详细信息

测试了萘系高效减水剂对软土无侧限抗压强度、抗剪强度、压缩性和水稳定性的改性效果,研究了减水剂作为添加剂对石灰改良软土(石灰土)和水泥改良软土(水泥土)无侧限抗压强度的影响,并采用扫描电镜观测了软土改性前后的微观结构.结果表明:萘系高效减水剂能改善软土的力学性能和水稳定性,进一步提高石灰土的无侧限抗压强度;减水剂掺入顺序对水泥土无侧限抗压强度影响很大,先在软土中掺入水泥,闷料6h后再掺入减水剂的顺序能提高水泥土的无侧限抗压强度,特别是其早期强度提高显著;经萘系高效减水剂改性后,软土呈相互交错的不规则结构,石灰土和水泥土中水化产物变得更丰富且分布更均匀.

关键词：软土萘系高效减水剂石灰土水泥土改性

石灰土与红壤坡地降雨产流及土壤水分变化特征

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人民珠江 2024年

作者：陈晓娜潘焰菲徐勤学方荣杰王绍旭桂林理工大学岩溶地区水污染控制与用水安全保障协同创新中心桂林市水利电力勘测设计研究院桂林理工大学广西环境污染控制理论与技术重点实验室中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司

为探究桂西北喀斯特区石灰土与红壤坡地降雨产流及土壤水分变化特征，采用自制土槽模拟石灰土与红壤坡地，在自然降雨条件下对坡地产流过程及不同深度土层（10、30 cm）的土壤含水量进行监测，对比分析不同类型土壤降雨产流及土壤水分... 详细信息

为探究桂西北喀斯特区石灰土与红壤坡地降雨产流及土壤水分变化特征，采用自制土槽模拟石灰土与红壤坡地，在自然降雨条件下对坡地产流过程及不同深度土层（10、30 cm）的土壤含水量进行监测，对比分析不同类型土壤降雨产流及土壤水分变化特征。结果表明：①石灰土坡地产流以壤中流为主，平均壤中流径流系数为0.087，红壤坡地产流以地表径流为主，平均地表径流系数为0.088；②石灰土坡地在中雨时地表才开始产流，随着降雨等级的增加地表径流系数无明显变化，壤中流径流系数随着降雨等级的增加，变化复杂，呈减小—增大—减小的过程，红壤坡地的地表径流系数随降雨等级的增加而增加，壤中流径流系数随降雨等级的增加呈减小趋势；③不同降雨等级下，石灰土坡地径流深与降雨量和降雨历时具有极显著相关性，红壤坡地径流深与降雨历时呈极显著相关关系；④石灰土坡地整体平均土壤含水量（24.77%）显著低于红壤坡地（25.15%），石灰土坡地土壤含水量对降雨的响应比红壤坡地更迅速。研究成果能够为喀斯特坡地降水资源优化配置提供参考和合理意见。

关键词：喀斯特石灰土红壤坡地产流土壤水分

喀斯特退耕地不同植被恢复阶段土壤团聚体稳定性特征

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水土保持研究 2024年第2期31卷 33-42页

作者：董天富邓志豪杨静戴全厚聂云鹏贵州大学林学院贵阳550025 中国科学院环江喀斯特生态系统观测研究站广西环江547100 中国科学院亚热带农业生态研究所长沙410125

[目的]探究黔中喀斯特地区黄壤和石灰土发育区耕地退耕对土壤结构和稳定性的影响,为喀斯特区水土流失防治和退耕地恢复植被效益评价提供理论依据。[方法]基于干湿筛法,对耕地(YM)和退耕后不同植被恢复阶段草地(CD)、灌丛(GC)、林地(LD)... 详细信息

[目的]探究黔中喀斯特地区黄壤和石灰土发育区耕地退耕对土壤结构和稳定性的影响,为喀斯特区水土流失防治和退耕地恢复植被效益评价提供理论依据。[方法]基于干湿筛法,对耕地(YM)和退耕后不同植被恢复阶段草地(CD)、灌丛(GC)、林地(LD)浅层(0—30 cm)土壤团聚体组成和稳定性差异特征进行了研究。[结果]两种土壤类型发育区土壤机械团聚体含量随粒径减小而降低,水稳性团聚体含量随粒径减小先降低后上升,且土壤机械团聚体均以>1 mm为主,黄壤和石灰土占比分别为82.45%,84.01%;水稳性团聚体以>2 mm为主,占比分别为53.53%,54.61%。黄壤团聚体平均重量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)随土层深度增加而降低,石灰土则相反;黄壤退耕地的团聚体稳定性相对于石灰土更好;两种土壤MWD,GMD总体上均为YM最低,土壤结构破坏率(PAD)最高,即YM土壤团聚体稳定性最低,不同退耕植被恢复阶段土壤团聚体稳定性相对于YM皆有所提高。黄壤土壤MWD与有机质含量(SOM)、全氮(TN)显著正相关,GMD与SOM显著正相关,PAD则是与粉粒显著正相关(p石灰土MWD,GMD与砂粒、全钾(TK)显著正相关(p<0.05),和全磷(TP)极显著负相关,PAD与砂粒、TK极显著负相关,与TP极显著正相关(p<0.01),与黏粒显著正相关(p<0.05)。多因素方差分析结果表明:植被类型、土层深度和土壤类型均对土壤团聚体稳定性有显著(p<0.05)影响。[结论]在两种土壤发育区,退耕后不同植被恢复阶段土壤团聚体稳定性指标均高于耕地,可见退耕还林还草有效提高了土壤团聚体稳定性,增强了土壤抵抗侵蚀的能力,研究结果能为喀斯特区水土保持措施布设和退耕地效益评价提供理论依据。

关键词：喀斯特黄壤石灰土不同退耕植被团聚体稳定性

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绿肥还土对黄壤和石灰土温室气体排放的影响

湖南农业大学学报（自然科学版） 2022年第6期48卷 699-705页

作者：何燕高小叶张涛李期佳赵秋梅贵州民族大学生态环境工程学院贵州贵阳550025 农业农村部都市农业重点实验室上海200240 贵州大学新农村发展研究院贵州贵阳550025 贵阳市乌当区农业农村局贵州贵阳550025

以贵州典型黄壤和石灰土进行盆栽试验,设置对照(不种绿肥)、光叶紫花苕、紫花苜蓿、黑麦草和油菜5个处理,探究种植不同绿肥还土后贵州典型土壤CO_(2)、CH4排放通量特征及其与环境影响因子(温度、水分)的关系。结果表明:与对照相比,绿肥... 详细信息

以贵州典型黄壤和石灰土进行盆栽试验,设置对照(不种绿肥)、光叶紫花苕、紫花苜蓿、黑麦草和油菜5个处理,探究种植不同绿肥还土后贵州典型土壤CO_(2)、CH4排放通量特征及其与环境影响因子(温度、水分)的关系。结果表明:与对照相比,绿肥处理增加了土壤CO_(2)排放,黄壤的CO_(2)平均排放通量和累积排放总量大于石灰土的,而石灰土的CH4平均排放通量和总累积排放量大于黄壤的;绿肥处理提高了全球增温潜势(GWP),黄壤和石灰土均以黑麦草处理的GWP最高,其次为油菜绿肥的,表明非豆科绿肥对土壤GWP的贡献大于豆科绿肥的;土壤类型、绿肥及其交互作用均对CO_(2)排放通量具有显著影响,且土壤水分为土壤CO_(2)排放的主要驱动因子,CH4排放通量仅受土壤类型影响。可见,在黄壤和石灰土中种植绿肥还土能增加CO_(2)排放,对提升土壤肥力和生产力具有积极作用。

关键词：黄壤石灰土光叶紫花苕紫花苜蓿黑麦草油菜绿肥二氧化碳甲烷排放通量全