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枯落物输入改变对森林生态系统土壤理化性质的影响

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生态学报 2024年第4期44卷 1755-1763页

作者：何文强陈林庞丹波曹萌豪张雅琪李学斌宁夏大学西北退化生态系统恢复与重建教育部重点实验室银川750021 宁夏大学西北土地退化与生态恢复国家重点实验室培育基地银川750021 宁夏大学生态环境学院银川750021

枯落物输入改变是影响森林生态系统土壤理化性质的一个重要因素,探究其对土壤理化性质的影响对了解和保护森林生态系统的稳定性至关重要。为探究森林生态系统土壤理化性质对枯落物输入改变的响应,对国内外已发表的研究论文中筛选出712... 详细信息

枯落物输入改变是影响森林生态系统土壤理化性质的一个重要因素,探究其对土壤理化性质的影响对了解和保护森林生态系统的稳定性至关重要。为探究森林生态系统土壤理化性质对枯落物输入改变的响应,对国内外已发表的研究论文中筛选出712组有效数据通过Meta分析,从枯落物输入改变、气候、海拔、林分类型、处理年限等因素揭示枯落物输入对土壤理化性质的影响程度。研究结果表明:枯落物添加使土壤pH降低2.22%;土壤含水量、有机碳、全氮、铵态氮分别提高3.99%、15.9%、9.82%和16.52%;枯落物去除使土壤含水量、pH、有机碳、全氮、C/N、铵态氮分别降低8.16%、4.02%、6.47%、5.09%、10.55%和8.86%。枯落物输入改变对土壤理化性质的影响还受到气候、海拔、林分类型、处理年限等因素的调控。在枯落物输入改变条件下,气候、海拔、林分类型、处理年限等因素对土壤含水量、有机碳、全氮、铵态氮均有显著的促进作用;海拔对土壤pH产生了显著的促进作用,而林分类型对土壤pH产生了抑制作用。同时得出枯落物输入改变条件下,年均温是土壤pH的主要调控因子,年均降水量是土壤含水量的主要调控因子;海拔是土壤有机碳、全氮、铵态氮的主要调控因子。枯落物输入改变后土壤含水量、pH、有机碳、全氮、铵态氮均显著发生变化,而枯落物输入改变对土壤理化性质影响的程度除了受到枯落物输入改变的调控,还受到气候、海拔、林分类型、处理年限等因素的影响。研究结果对深入理解土壤理化性质对枯落物输入差异化响应的驱动因素有一定的理论意义。

关键词：枯落物输入森林生态系统土壤理化性质 Meta分析

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乙撑胺改性生物炭螯合金属材料的磷吸附性能及解吸特性

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环境化学 2024年

作者：杨佳芝杨帆钟艳霞贺婧王世全西北退化生态系统恢复与重建教育部重点实验室西北土地退化与生态恢复国家重点实验室培育基地宁夏大学生态环境学院

以芦苇秸秆制备的生物炭为载体，采用化学改性方法键合不同链长的乙撑胺，螯合不同金属制备了7种乙撑胺改性生物炭螯合金属材料.通过SEM、FTIR、元素分析进行了表征，比较了7种螯合材料对水中磷酸盐的吸附性能.结果表明，7种材料在1 mi... 详细信息

以芦苇秸秆制备的生物炭为载体，采用化学改性方法键合不同链长的乙撑胺，螯合不同金属制备了7种乙撑胺改性生物炭螯合金属材料.通过SEM、FTIR、元素分析进行了表征，比较了7种螯合材料对水中磷酸盐的吸附性能.结果表明，7种材料在1 min内均可达到平衡吸附量的90%. Al/TEPA-BC的吸附效果最佳，pH为6时吸附量最高；7种吸附剂对磷酸盐的吸附均符合Langmuir等温吸附模型，在材料表面积为2.286 m2·g-1的情况下，吸附性能最佳的Al/TEPA-BC的理论最大吸附量达到了9.53 mg·g-1；吸附行为均符合准二级速率模型；当磷酸盐初始浓度为15 mg·L-1,pH=6，投加量为0.1 g，温度为25℃时，Al/TEPA-BC对磷酸盐的吸附量可达到7.11 mg·L-1. Cl-、SO42-、NO3-共存时，Al/TEPA-BC对磷酸盐的选择性吸附为93.4%.推测其吸附机理以静电作用和配位作用为主.

关键词：乙撑胺改性生物炭螯合材料磷酸盐吸附解吸

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土壤调理剂缓解玉米盐碱胁迫损伤效应

应用生态学报 2024年

作者：赫文文岳健敏王伏琴李阳马国军郭俊驿宁夏大学生态环境学院宁夏大学西北退化生态系统恢复与重建教育部重点实验室宁夏大学西北土地退化与生态恢复国家重点实验室培育基地

近年来，土壤调理剂在改良盐碱土、促进作物生长方面具有良好效果。为探究土壤调理剂提高玉米盐碱胁迫适应性的效应及其生理机制，本研究于2022年在宁夏平罗县六中村开展田间随机区组试验，以“先玉1255”玉米作为供试材料，设置4个调... 详细信息

近年来，土壤调理剂在改良盐碱土、促进作物生长方面具有良好效果。为探究土壤调理剂提高玉米盐碱胁迫适应性的效应及其生理机制，本研究于2022年在宁夏平罗县六中村开展田间随机区组试验，以“先玉1255”玉米作为供试材料，设置4个调理剂处理：T0（不施加调理剂，对照）、T1（腐殖酸）、T2（微硅粉+木醋液）、T3（腐殖酸+木醋液+微硅粉），研究土壤调理剂对盐碱胁迫下玉米抗氧化能力、关键酶活性以及光合荧光特性的影响。结果表明：与对照相比，土壤调理剂可增强玉米叶片的抗氧化能力、关键酶活性及光合荧光特性，其中两个生育期（拔节期-大喇叭期和灌浆期）内各处理叶片的超氧阴离子清除率、超氧化物歧化酶活性均显著增加，丙二醛含量显著降低；拔节期-大喇叭口期各处理叶片的水通道蛋白活性显著增强，T2、T3处理叶片的蒸腾速率、净光合速率、气孔导度、非光化学淬灭系数、表观光合电子传递速率、实际光化学效率显著增强，胞间二氧化碳浓度显著降低；灌浆期各处理叶片的羟自由基清除率和初始荧光显著增加；各指标以T3处理的效果最好。结构方程模型和隶属函数分析表明，土壤调理剂可增强玉米的抗氧化体系和水通道蛋白活性表达，减少膜脂过氧化，促进气孔导度增加，提高玉米光合性能，进而增强玉米盐碱抗性，其中以腐殖酸、木醋液和微硅粉配施效果最佳。

关键词：土壤调理剂玉米盐碱胁迫生理机制

基于文献计量分析近11年土壤有机碳的研究进展

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中国农业大学学报 2024年第4期29卷 138-151页

作者：李冰陈林庞丹波李学斌宁夏大学生态环境学院/西北土地退化与生态恢复国家重点实验室培育基地/西北退化生态系统恢复与重建教育部重点实验室银川750021

为了解土壤有机碳的研究现状和热点动态,基于文献计量分析,在Web of Science核心数据库中以土壤有机碳为主题词进行检索,通过筛选将得到的891篇相关高被引论文作为研究数据,利用VOSviewer和Citespace软件对以土壤有机碳为主题词的文献... 详细信息

为了解土壤有机碳的研究现状和热点动态,基于文献计量分析,在Web of Science核心数据库中以土壤有机碳为主题词进行检索,通过筛选将得到的891篇相关高被引论文作为研究数据,利用VOSviewer和Citespace软件对以土壤有机碳为主题词的文献进行定量分析。结果表明:1)高被引文献在2012-2022年间总体呈上下波动状态。2)环境科学、生态学和多学科科学等学科是土壤有机碳研究涉及的主要学科领域,多学科科学逐渐成为研究的主要趋势,在该领域占有重要地位。3)Yakov Kuzyakov和中国科学院是土壤有机碳研究相关领域的主要贡献作者和机构;中国科学院和Yong Sik Ok分别为该研究领域内与其他科研机构和作者之间合作最为密切的机构和作者。4)通过对关键词和突现词的分析得出,该领域的主要研究热点和发展趋势主要集中在土壤中CO_(2)含量的变化对大气中温室气体含量与气候变化之间的关系、农业土地利用中土壤有机碳封存与固定和热解温度对生物炭影响的相关研究。总体而言,在全球气候变暖的背景下,土壤有机碳的研究仍然是目前研究的热点主题,今后应更加注重不同环境、不同区域间的协同研究,从而进一步探明全球气候变化对土壤有机碳的影响。

关键词：文献计量土壤有机碳知识图谱可视化分析

基于文献计量的放牧对草地土壤动物多样性的影响

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生态学报 2024年第14期44卷 6405-6415页

作者：孙建财刘任涛王真田颖宁夏大学林业与草业学院银川750021 宁夏大学生态环境学院银川750021 西北土地退化与生态恢复国家重点实验室培育基地银川750021 西北退化生态系统恢复与重建教育部重点实验室银川750021

放牧是草地管理和利用的主要方式,对草地生物多样性及其生态系统结构与功能产生深刻影响。土壤动物作为草地生态系统的重要组成部分,由于其生物生态学特性而使其分布受到放牧干扰的显著影响。然而,放牧如何影响土壤动物多样性尚缺乏系... 详细信息

放牧是草地管理和利用的主要方式,对草地生物多样性及其生态系统结构与功能产生深刻影响。土壤动物作为草地生态系统的重要组成部分,由于其生物生态学特性而使其分布受到放牧干扰的显著影响。然而,放牧如何影响土壤动物多样性尚缺乏系统总结与梳理。通过文献计量分析发现,关于放牧对土壤动物的影响研究论文中,美国发文最多(18.36%),其次是中国(16.39%),新西兰以12.14%的占比位居第三;国内外相关发文量经历了三个阶段:1999—2006年为起步发展阶段,2007—2013年为稳步发展阶段,2014年至今为快速发展阶段,国内外发文量分别在2021、2020年达到最高(15篇、81篇);相关论文的引用率逐年升高,2021年以3813次的引用率达到最高,说明放牧对土壤动物的影响研究引起了越来越多国内外学者的关注和重视。总结发现,放牧对土壤动物分布的影响主要以地上栖居和地下栖居土壤动物为研究对象,既包括直接作用途径,亦包括间接作用途径,而且作用方向取决于放牧强度和放牧方式。综合分析表明,以往的研究多注重于放牧对土壤动物产生的影响,忽视了放牧对土壤动物产生影响的作用途径的深入研究。根据我国草地资源分布特征及放牧对土壤动物的影响研究现状,提出未来我国在此领域研究的重点,为未来草地土壤动物多样性研究提供新思路。

关键词：放牧土壤动物草地多样性文献计量分析

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荒漠草原不同植物群落蒸散组分特征及其环境因子影响分析

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生态学报 2024年第1期44卷 330-342页

作者：陈林杨新国王磊宋乃平郑松吴梦瑶宁夏大学生态环境学院银川750021 宁夏大学西北土地退化与生态恢复国家重点实验室培育基地银川750021 宁夏大学西北退化生态系统恢复与重建教育部重点实验室银川750021 宁夏大学农学院银川750021

蒸散发是生态水文过程的关键环节,掌握蒸散组分的变化特征及其影响因子,对干旱半干旱地区的可持续发展至关重要。以荒漠草原多年生植物针茅群落和一年生植物猪毛蒿群落为研究对象,利用小型蒸渗仪开展了连续3年监测,分析了蒸散组分的日... 详细信息

蒸散发是生态水文过程的关键环节,掌握蒸散组分的变化特征及其影响因子,对干旱半干旱地区的可持续发展至关重要。以荒漠草原多年生植物针茅群落和一年生植物猪毛蒿群落为研究对象,利用小型蒸渗仪开展了连续3年监测,分析了蒸散组分的日、月和年变化规律,探讨了影响蒸散组分的主要环境因子。结果表明:晴天时,多年生和一年生植物群落蒸散组分呈先增加后减小的抛物线型,夜间蒸散活动较弱,累积蒸散量较低,不足全天总累积蒸散量的20%;阴天时各蒸散组分无明显峰值,且日累积量均较小,一年生和多年生植物群落的蒸散量、蒸发量和蒸腾量无显著差异;10.64 mm/d及以上降雨对蒸散和蒸发的日变化具有明显影响,随着降雨量的增多,蒸散量和蒸发量也呈增大趋势,但蒸腾量则相对较小。从月动态来看,7—9月占全年蒸散量和蒸发量的一半左右,冬春季蒸散量和蒸发量维持在全年最低水平。年蒸散量与年降雨量接近,而蒸腾量占蒸散量的比例低于10%。总体来看,多年生植物群落蒸散量较一年生植物群落多。采用Mantel检验方法分析不同时间尺度影响蒸散组分的主要气候因素,在小时尺度上太阳辐射与蒸发量和蒸腾量显著性水平较高(P环境因子的影响在不同时间尺度上具有较大差异,说明蒸散组分受多种因子共同影响。

关键词：荒漠草原蒸散组分时间尺度环境因子 Mantel检验

腾格里沙漠东南缘固沙植被区蚁丘对中小型土壤节肢动物群落的影响

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生态学报 2024年

作者：周磊刘任涛曾飞越宁夏大学林业与草业学院西北退化生态系统恢复与重建教育部重点实验室西北土地退化与生态恢复国家重点实验室培育基地宁夏大学生态环境学院

为阐明固沙植被区中蚂蚁筑巢活动形成蚁丘对中小型土壤节肢动物群落的影响规律，于2022年在腾格里沙漠东南缘建植5年、8年、34年和57年的固沙植被区中，分别采集蚁丘内、外土壤样品，采用干漏斗法分离中小型土壤节肢动物，调查了固沙植... 详细信息

为阐明固沙植被区中蚂蚁筑巢活动形成蚁丘对中小型土壤节肢动物群落的影响规律，于2022年在腾格里沙漠东南缘建植5年、8年、34年和57年的固沙植被区中，分别采集蚁丘内、外土壤样品，采用干漏斗法分离中小型土壤节肢动物，调查了固沙植被演替过程中蚁丘内外中小型土壤节肢动物群落组成、多样性分布特征及影响因素。结果显示：（1）中小型土壤动物的优势类群包括球角虫兆属、等节虫兆属和小真古螨科，分别从第8、34和57年开始呈现出蚁丘内显著高于蚁丘外的分布特征（P环境因子，而在中后期则为土壤全氮和全钾含量。综合分析表明，腾格里沙漠东南缘固沙植被演替初期蚁丘仅增加中小型土壤节肢动物个体数，而只有在长期演替后蚁丘才表现为显著增加其个体数和多样性、直至改变群落组成结构，并对裸沙地中小型土壤节肢动物个体数分布具有重要辐射作用。

关键词：中小型土壤节肢动物群落多样性固沙植被区生态系统演替蚁丘腾格里沙漠

利用CARS算法联合协变量估算盐碱农田土壤水分和有机质含量

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应用生态学报 2024年第5期35卷 1321-1330页

作者：丁启东王怡婧张俊华贾科利黄华雨宁夏大学生态环境学院银川750021 宁夏大学地理科学与规划学院银川750021 西北退化生态系统恢复与重建教育部重点实验室银川750021 西部土地退化与生态恢复国家重点实验室培育基地银川750021

快速获取土壤含水率(SMC)和土壤有机质(SOM)含量对于盐碱农田土壤的改良利用至关重要。本研究基于河套平原农田土壤野外高光谱反射率和土壤属性实测数据,对原始光谱反射率(Ref)进行标准正态变量(SNV)转换后,采用竞争性自适应重加权采样... 详细信息

快速获取土壤含水率(SMC)和土壤有机质(SOM)含量对于盐碱农田土壤的改良利用至关重要。本研究基于河套平原农田土壤野外高光谱反射率和土壤属性实测数据,对原始光谱反射率(Ref)进行标准正态变量(SNV)转换后,采用竞争性自适应重加权采样算法(CARS)筛选敏感波段,然后分别以Ref、Ref-SNV和Ref-SNV+土壤协变量(SC)及数字高程模型(DEM)作为建模输入变量的策略Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ,基于随机森林(RF)和轻梯度提升机(LightGBM)建立SMC和SOM估算模型,并对模型精度进行验证和对比。结果表明:经CARS筛选后,SMC和SOM敏感波段压缩至全波段的3.3%以下,有效优化波段选择,减少了冗余光谱信息。与LightGBM模型相比,RF模型在SMC和SOM估算中精度更高,输入变量策略Ⅲ优于Ⅱ和Ⅰ,辅助变量的引入有效提升了模型的估算能力。综合分析,基于策略Ⅲ-RF的SMC估算模型验证决定系数(R_(p)~2)、均方根误差(RMSE)和相对分析误差(RPD)分别为0.63、3.16和2.01,基于策略Ⅲ-RF的SOM估算模型R_(p)~2、RMSE和RPD分别为0.93、1.15和3.52,策略Ⅲ-RF模型是估算土壤水分和土壤有机质的有效方法。研究结论可为盐碱农田土壤水分和有机质含量快速估算提供新方法。

关键词：高光谱遥感土壤协变量变量重要性投影随机森林轻梯度提升机反距离权重法

不同林龄中间锦鸡儿叶功能性状及其对年际降水量的响应

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草地学报 2024年

作者：李琴王奕璇王磊张雪潘昱伶杨新国王筱平宁夏大学生态环境学院西北土地退化与生态恢复国家重点实验室培育基地西北退化生态系统恢复与重建教育部重点实验室宁夏黄河湿地生态系统国家定位观测研究站

降水作为内陆干旱地区植被重要的水分来源，在调节中间锦鸡儿（Caragana liouana）叶功能性状与生长发育中发挥关键作用。本研究以不同林龄中间锦鸡儿为研究对象，分析不同林龄中间锦鸡儿叶功能性状差异及其对年际降水量变化的响应机制... 详细信息

降水作为内陆干旱地区植被重要的水分来源，在调节中间锦鸡儿（Caragana liouana）叶功能性状与生长发育中发挥关键作用。本研究以不同林龄中间锦鸡儿为研究对象，分析不同林龄中间锦鸡儿叶功能性状差异及其对年际降水量变化的响应机制，旨在揭示其对荒漠区干旱环境的适应策略。结果表明：不同林龄中间锦鸡儿叶片种内变异程度大；PCA分析结果显示叶长（Leaf length，LL），叶宽（Leave weight，LW），叶鲜重（Fresh weight of leaves，LFW），叶干重（Dry weight of leaves，LDW）与叶面积（Leaf area，LA）是叶片功能性状的主要指标，表明中间锦鸡儿通过调节多个叶功能性状之间的关系以适应环境变化；随降水量变化，2005年、1975年与1987年种植的中间锦鸡儿生长速率差异显著，1996年的生长速率不显著。综上所述，不同林龄中间锦鸡儿叶片通过多功能性状组合变异对年际降水量变化进行响应，以较好地适应干旱区环境。

关键词：中间锦鸡儿叶功能性状降水量不同林龄