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六盘山华北落叶松和白桦林日蒸腾对环境因子的响应差异

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林业科学 2024年第10期60卷 29-39页

作者：张智伟万艳芳于澎涛白雨诗王彦辉刘兵兵王晓胡振华山西农业大学林学院晋中030801 中国林业科学研究院森林生态环境与自然保护研究所国家林业和草原局森林生态环境重点实验室北京100091

【目的】准确量化半干旱区典型人工林的蒸腾特征及其对气象因子和土壤水分的响应规律,探究其水分利用策略的差异,为该区域的林水综合管理提供理论依据。【方法】2022年5—10月,在六盘山半干旱区叠叠沟小流域选取当地主要的造林树种华北... 详细信息

【目的】准确量化半干旱区典型人工林的蒸腾特征及其对气象因子和土壤水分的响应规律,探究其水分利用策略的差异,为该区域的林水综合管理提供理论依据。【方法】2022年5—10月,在六盘山半干旱区叠叠沟小流域选取当地主要的造林树种华北落叶松和白桦,各布设1个面积30 m×30 m的固定样地,每个样地选取12株不同胸径的样树,连续测定树干液流密度、气象因子和0~60 cm土层的土壤含水量,分析华北落叶松和白桦人工林蒸腾特征及其对潜在蒸散(PET)和土壤相对可利用水分(REW)的响应差异。【结果】1)7—10月华北落叶松和白桦人工林的日均蒸腾量分别为0.63和0.54 mm·d^(-1),前者比后者高0.09 mm·d^(-1);华北落叶松和白桦林分日蒸腾量随着月份变化均呈先增后减的变化趋势,在7月均达到最大值,分别为1.38和1.45 mm·d^(-1)。2)2种人工林的日蒸腾量对PET的响应均符合指数函数关系,即日蒸腾量随PET增大呈先增大后趋于稳定,但变化趋势在不同REW之间有差别;华北落叶松林分日蒸腾量随PET增长的速率在REW0.3后则迅速升高,且不同REW之间差距很小;而白桦林分日蒸腾量随PET增长的速率持续增大,且比较均匀。3)2种人工林的日蒸腾量对REW的响应也均符合指数函数关系,但变化趋势在不同PET之间有差别;华北落叶松林分蒸腾量随REW增长的速率在PET2 mm·d^(-1)后则迅速升高,且不同PET之间差距很小;相比之下,白桦人工林日蒸腾量随REW增大而升高的变化在整个PET变化范围内都比较均匀,且增长速率持续增大。【结论】华北落叶松林分日蒸腾量对PET和REW的响应明显比白桦林更敏感。华北落叶松林分日蒸腾量在PET2 mm·d^(-1)或REW>0.3后迅速升高到其最大值附近并随PET或REW升高保持稳定,而白桦林分日蒸腾量表现为相对均匀地逐渐趋于其最大值。这说明在水分受限的半干旱区,华北落叶松林的蒸腾耗水量高于白桦林,且白桦林蒸腾受干旱期土壤水分的限制更明显。

关键词：蒸腾土壤水分潜在蒸散华北落叶松白桦

坡耕地土壤转化酶活性与芸豆产量对等高反坡阶措施的响应

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中国水土保持科学(中英文) 2024年

作者：徐其静侯磊李加豪李奇奇李航汪丽王克勤西南林业大学生态与环境学院

为探究坡面微地形改造水土保持措施—等高反坡阶（Contour reverse-slope terrace， CRT）对坡耕地土壤肥力的提升效果及其生态修复功能，有必要关注该措施对土壤养分与转化酶活的影响，及其提升作物产量的机制。通过分析坡耕地CRT处理... 详细信息

为探究坡面微地形改造水土保持措施—等高反坡阶（Contour reverse-slope terrace， CRT）对坡耕地土壤肥力的提升效果及其生态修复功能，有必要关注该措施对土壤养分与转化酶活的影响，及其提升作物产量的机制。通过分析坡耕地CRT处理后阶上和阶下0～5 cm土层养分(全氮TN、全磷TP、铵态氮NH4+–N、硝态氮NO3––N和速效磷AP)及酶活（脲酶S-UE、β-1，4-N-乙酰葡萄糖苷酶S-NAG、亮氨酸氨基肽酶S-LAP和酸性磷酸酶S-ACP）差异，并以原状坡耕地（CK）相应位置作对照，探讨CRT措施下土壤养分转化相关酶对芸豆（Phaseolus vulgaris）产量和千粒重的影响机制。结果表明：1)CRT使土壤TN、NO3––N、TP、AP含量较CK阶上分别提高21.2%、86.2%、14.1%和28.4%，阶下提高7.3%、77.4%、21.8%和30.1%；使NH4+–N阶下提高2.8%，阶上降低22.5%。CRT对NO3––N的提升效果高于TN和NH4+–N，对AP的提升效果优于TP。2)CRT措施使坡耕地S-UE、S-NAG、S-LAP和S-ACP活性阶上较CK分别提高13.4%、55.9%、56.8%和44.6%，阶下提高48.3%、72.3%、70.9%和34.6%，且阶下增幅大于阶上。3)CK坡耕地阶上、阶下芸豆每公顷产量为20和23.2 kg/hm2，千粒重为448和376 g，而CRT使芸豆产量和千粒重阶上提高66.7%和8.6%，阶下提高289%和26.6%，阶下增幅均大于阶上。4)相比CK，CRT使坡耕地芸豆产量与S-UE由不相关变为显著正相关（P系数（R）由0.12增至0.91，使坡耕地芸豆千粒重与氮、磷、酶活（S-NAG、S-LAP、S-ACP）由显著负相关（P<0.05）变为相关。S-LAP、S-NAG、NH4+–N对芸豆产量和千粒重的影响显著（P<0.01），解释量分别为48.4%、29.2%、18.0%。CRT通过改善坡耕地土壤养分的空间分布，提高相关酶活，加速有机养分向无机养分的转化，提升土壤关键性肥力，进而促进芸豆生长发育，提高产量和千粒重。

关键词：酶活性芸豆产量等高反坡阶土壤养分坡耕地

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落叶松八齿小蠹伴生长喙壳真菌致病性研究

林业科学研究 2024年第2期37卷 96-103页

作者：刘亚周勤政王慧敏王正吕全国家林业和草原局森林保护学重点实验室中国林业科学研究院森林生态环境与自然保护研究所北京100091 中国农业大学植物保护学院北京100193 山东农业大学植物保护学院山东泰安271018

[目的]通过分析落叶松八齿小蠹伴生长喙壳真菌对寄主的致病能力,探究其对落叶松的危害程度与潜在风险。[方法]利用人工接种的方法,将从落叶松八齿小蠹虫体及坑道中分离到的12种长喙壳真菌接种到长白落叶松上,60 d后观察和测量病斑大小... 详细信息

[目的]通过分析落叶松八齿小蠹伴生长喙壳真菌对寄主的致病能力,探究其对落叶松的危害程度与潜在风险。[方法]利用人工接种的方法,将从落叶松八齿小蠹虫体及坑道中分离到的12种长喙壳真菌接种到长白落叶松上,60 d后观察和测量病斑大小。并对2种Endoconidiophora真菌(***和***)诱导寄主抗性的能力进行测定。[结果]结果表明,5种长喙壳真菌***、***、Ophiostoma hongxingense、***和***接种长白落叶松产生的病斑面积大于对照处理,其余7种Ophiostoma真菌产生的病斑面积与对照无显著差异。***产生的平均病斑面积最大,为3.51 cm^(2),且诱导寄主萜类物质含量呈现先升高后降低的趋势,表现出对长白落叶松的较强致病力。而***产生的平均病斑面积为1.70 cm^(2),诱导寄主萜类物质含量呈现下降趋势,表现出较弱致病力。[结论]***对长白落叶松具有强致病性,***、***、***和***对长白落叶松具有弱致病性,而另外7种Ophiostoma真菌对落叶松无明显致病性。

关键词：落叶松八齿小蠹 Endoconidiophora Ophiostoma 单萜

城-郊区域土壤铅(Pb)累积过程时空模拟:以中部某大城市为例

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环境科学 2024年第6期45卷 3493-3501页

作者：宋啸凡侯鹰董一帆杨勇高镇陈卫平云南大学国际河流与生态安全研究院昆明650091 中国科学院生态环境研究中心城市与区域生态国家重点实验室北京100085 中国科学院大学北京100049 华中农业大学资源与环境学院武汉430070

城-郊区域类型众多的高强度人类活动导致土壤Pb累积过程复杂、时空异质性高,使得揭示该类区域土壤Pb累积过程的时空变化特征十分困难.以国内中部某大城市典型城-郊区域为研究区,构建土壤Pb累积过程单元模型,基于土地利用分类和模拟结果... 详细信息

城-郊区域类型众多的高强度人类活动导致土壤Pb累积过程复杂、时空异质性高,使得揭示该类区域土壤Pb累积过程的时空变化特征十分困难.以国内中部某大城市典型城-郊区域为研究区,构建土壤Pb累积过程单元模型,基于土地利用分类和模拟结果,建立土壤Pb累积过程时空模拟方法,模拟研究区2013~2040年土壤Pb累积含量,阐明土壤Pb含量未来时空变化特征.结果表明,研究区2013年Pb含量平均值约为其所在省份表层Pb含量背景值的1.77倍,土壤Pb污染较重.2013~2040年Pb含量将持续增加,增加量较低(0.53~2.25 mg·kg^(-1))的区域位于研究区西部、北部和南部,占总面积的25.46%,增加量较高(3.98~5.70 mg·kg^(-1))的区域位于其东部,占总面积的17.14%.研究区东部林地面积的增加、水域和草地面积的减少导致了该区域土壤Pb含量较大幅度地上升;此外,土壤Pb含量的空间分布还同重要工厂和交通设施的分布高度相关.通过突破以往研究中将土地利用视为静态不变的局限,能够在一定程度上反映区域土地利用变化对重金属累积过程的影响,可为城-郊区域土壤Pb累积过程模拟提供方法,并为该城市城-郊区域土壤Pb污染管控提供依据.

关键词：城-郊区域土壤铅(Pb)含量土地利用模拟累积过程模型克里金插值时空模拟

基于文献计量的农用酵素处理污水研究现状及热点分析

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中国农业大学学报 2024年第6期29卷 164-176页

作者：徐润钰许书林高游慧黄雪霜滕丽秀陈春虹王小芬中国农业大学农学院北京100193 中国农业大学三亚研究院海南三亚572000 义源(上海)节能环保科技有限公司上海200083

为探究农用酵素在污水处理方面的应用方法和实际效果,并探讨出水用于农田灌溉的可行性,利用可视化软件VOSviewer对CNKI和Web of Science数据库中农用酵素处理污水的1 952篇相关文献进行综合分析。结果表明:1)国内外农用酵素处理污水的... 详细信息

为探究农用酵素在污水处理方面的应用方法和实际效果,并探讨出水用于农田灌溉的可行性,利用可视化软件VOSviewer对CNKI和Web of Science数据库中农用酵素处理污水的1 952篇相关文献进行综合分析。结果表明:1)国内外农用酵素处理污水的研究主要集中在农用酵素发酵工艺、农用酵素有效组分、污染物去除效果、酵素添加量及处理条件、对环境的影响和应用实例等方面。2)农用酵素是通过微生物厌氧发酵而形成的以有益微生物、有机酸、多种水解酶等活性代谢成分为一体的复杂而稳定的生态系统,可以提高污水中污染物的降解效率,处理后的污水达到了农田灌溉水质的标准。3)农用酵素作为1种低成本的绿色环保制剂近年来逐渐被用于污水处理,又因生活污水中含有氮磷钾等矿质元素而具有较丰富的养分和灌溉用水潜力,将乡村生活污水经酵素处理后用于农田灌溉,可以有效解决农业水资源短缺和乡村生活污水污染环境的问题。综上,在全球水资源短缺的情况下,农用酵素处理污水作为一项新型的高效低成本污水处理和循环再利用的方式,从农业可持续发展的需求出发构建生活污水等资源还田的模式,为农田生态系统物质循环健康发展提供新思路。

关键词：农用酵素污水处理废弃物利用农田灌溉

水生生物监测质量保证、质量控制与标准化:动态与展望

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湖泊科学 2024年第4期36卷 975-986页

作者：熊莉赵先富贾世琪阴琨许人骥王备新王业耀金小伟四川省宜宾生态环境监测中心站宜宾644000 水利部中国科学院水工程生态研究所水利部水工程生态效应与生态修复重点实验室武汉430079 中国环境监测总站北京100012 南京农业大学昆虫系南京210095

水生生物监测是流域水生态状况评价的重要基础,监测数据的准确性和可靠性直接影响水生态环境质量评价与流域水生态管理成效。目前我国水生生物监测质量保证和质量控制体系尚处于持续完善的阶段,关键环节的控制要求和质控目标等亟待明确... 详细信息

水生生物监测是流域水生态状况评价的重要基础,监测数据的准确性和可靠性直接影响水生态环境质量评价与流域水生态管理成效。目前我国水生生物监测质量保证和质量控制体系尚处于持续完善的阶段,关键环节的控制要求和质控目标等亟待明确和细化。本文总结了欧美发达国家水生生物监测质量保证与质量控制体系建设中的经验,通过梳理我国水生生物监测工作基础与进展,较为系统地提出了适合我国现状的水生生物监测质量保证与质量控制体系标准化建设对策建议,包括实验室内部和外部质量保证与质量控制、水生生物监测质控数据库、人工智能识别和环境DNA新技术质控要点等标准化建议,为实现水生生物监测业务化运行,准确评估我国流域水生态质量状况的变化提供技术支撑。

关键词：水生态水生生物监测标准化质量控制质量保证

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绿色发展背景下的中国氮肥需求

土壤学报 2024年

作者：李婷玉姚澜钟于秀王怡李伟芳徐洋李冬佳刘蕊李贝张卫峰海南大学热带农林学院中国农业大学资源与环境学院全国农业技术推广服务中心

氮肥是粮食安全的重要保障，但过量施用会导致活性氮排放，造成严重的生态环境问题。在全面推动绿色发展的新时期，明确我国氮肥合理需求与化学氮肥减量路径对农业转型升级具有重要意义。本文综合分析了我国31种主要作物的产量潜力和氮... 详细信息

氮肥是粮食安全的重要保障，但过量施用会导致活性氮排放，造成严重的生态环境问题。在全面推动绿色发展的新时期，明确我国氮肥合理需求与化学氮肥减量路径对农业转型升级具有重要意义。本文综合分析了我国31种主要作物的产量潜力和氮素需求，并结合不同作物在优化管理下的氮素合理盈余水平，确定了我国在满足粮食安全和生态可持续发展要求下的氮肥合理需求。绿色发展背景下我国氮素养分合理需求总量为3 100万t，在不改变氮素投入结构的情况下，化学氮肥合理需求量为1 904万t，占总需求的61%。未来我国氮肥合理化应用调整路径应考虑氮肥定额、提高有机养分投入及替代比例、增加豆科作物种植比例提高生物固氮潜力，以及优化氮肥产品结构等方面。在此路径下，化学氮肥减量潜力为26%～53%。如在合理的氮素投入情况下（氮肥定额），通过提高有机养分替代比例到适宜水平40%，可将化学氮肥需求量下调至1 428万t N，减量潜力为44%。在此基础上，进一步提高豆科作物种植面积（增加大豆-玉米轮作比例），化学氮肥合理需求量可下调至1 360万t N，减量潜力为47%。最后，进一步通过优化氮肥产品结构，我国化学氮肥合理需求可进一步降低至1 213万t N，减量潜力达53%。本文对氮肥合理需求的评估和氮肥绿色发展路径的探索将有助于实施更科学的管理体系，并为我国氮肥产业升级提供科学支持。

关键词：氮肥定额氮肥合理需求绿色发展发展路径减量潜力

不同覆盖对圣女果秸秆简化静态堆肥与腐殖化进程的影响

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农业工程学报 2024年第4期40卷 273-283页

作者：林嘉聪韩卓雅王定美麦力文李勤奋袁京余小兰李光义中国热带农业科学院环境与植物保护研究所农业农村部热区高效农业绿色低碳重点实验室海南省热带生态循环农业重点实验室海口570010 华中农业大学资源与环境学院武汉430070 中国农业大学资源与环境学院北京100193 海南儋州热带农业生态系统国家野外科学观测研究站国家农业环境儋州观测实验站国家农业绿色发展长期固定观测儋州试验站儋州571737

热带圣女果种植分布广,产生的秸秆废弃物难收储。在热带高温多雨气候条件下,如何高效、简单、低成本实现圣女果秸秆的就地无害化与腐殖化还田,是热带圣女果秸秆废弃物处置利用面临的重要难题之一。该研究以构建秸秆简化、就地的静态堆... 详细信息

热带圣女果种植分布广,产生的秸秆废弃物难收储。在热带高温多雨气候条件下,如何高效、简单、低成本实现圣女果秸秆的就地无害化与腐殖化还田,是热带圣女果秸秆废弃物处置利用面临的重要难题之一。该研究以构建秸秆简化、就地的静态堆肥工艺为目标,模拟了polytetrafluoroethylene(PTFE)分子膜、polyvinyl-chloride(PVC)塑料膜、无覆盖(即干秸秆原料)3种不同覆盖所形成的静态环境对堆肥理化性质与腐殖化进程的影响,结合冗余-相关性分析与二维相关傅立叶红外光谱阐明腐殖化的影响规律及其关键组分的分子结构演化机制。结果表明:3种覆盖下≥50℃高温期持续时间均超过5 d;促进产热-蓄热-保温能力上,由高到低顺序依次为:分子膜、无覆盖、塑料膜。秸秆堆肥过程中酸碱度、电导率、氮磷钾、容重升高,大颗粒破碎,小颗粒占比提高。覆盖塑料膜堆肥有效积温相对较低,有机碳损失相对较低,堆肥后有机碳降幅分别为20.12%(分子膜)、4.63%(塑料膜)与16.13%(无覆盖)。相比于无覆盖,分子膜覆盖可以显著加快堆肥腐殖化进程;塑料膜覆盖堆肥虽能实现一定程度腐殖化,但腐殖化率最低。3种处理下腐殖化指数分别为15.61%(分子膜)、9.95%(无覆盖)、6.17%(塑料膜)。二维相关光谱表明木质纤维素分解产生的醌、醛、酮、多酚类化合物与氨基聚合,多酚缩合可能是秸秆腐殖酸合成的主要途径。分子膜与塑料膜覆盖下,重点调控物料结构与养分,并提高温度,是提高腐殖化效果的关键。

关键词：堆肥腐殖化圣女果秸秆分子膜覆盖

北京园林树木秋色盛期的空间异质性及其对热环境差异的响应

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北京林业大学学报 2024年第1期46卷 119-130页

作者：邢小艺张梦园李晓璐范舒欣董丽北京林业大学园林学院城乡生态环境北京实验室北京100083 华中农业大学风景园林系湖北武汉430070

【目的】城市化进程影响下,城市内部热环境的空间分布不均导致植物物候的空间异质性突出。秋色盛期作为落叶树种生长季的终点,其空间异质性对于城市植被的年周期固碳量及整个城市生态系统的初级生产力具有重要影响,同时会引起秋季季相... 详细信息

【目的】城市化进程影响下,城市内部热环境的空间分布不均导致植物物候的空间异质性突出。秋色盛期作为落叶树种生长季的终点,其空间异质性对于城市植被的年周期固碳量及整个城市生态系统的初级生产力具有重要影响,同时会引起秋季季相景观的空间变化,是监测城市生态及景观动态的一个关键角度,值得深入探究。本研究以此为切入点,旨在揭示北京城市环境中秋色盛期的空间异质性特征及其对下垫面热环境的响应。【方法】本研究以北京主城区西北城郊梯度上9处公园绿地中的5种秋色叶树种为研究对象,基于地面物候观测对2017—2019年的秋色盛期数据进行采集,基于MODIS地温反演对样地热环境数据进行采集,对秋色盛期空间差异及其与秋季热环境的相关性进行分析。【结果】(1)北京主城区各树种的秋色盛期整体发生于10月中旬至12月上旬、集中于11月上中旬,由早到晚依次为洋白蜡、元宝枫、银杏、水杉、旱柳,且银杏雌株的秋色盛期显著早于雄株。(2)各树种秋色盛期整体上由二环—三环—五环—五环外逐渐提前,城郊物候天数差异达(10.1±0.3) d;样地间物候期整体差异显著,尤其四环外样地的秋色盛期显著早于三环内。(3)各树种秋色盛期与样地秋季平均地温(LST_(a))呈显著正相关(P 环境空间差异的显著响应,城市热岛效应是未来气候变化的一个缩影,城市环境中物候期对热环境空间差异的响应可反映未来气候变化对植物物候的潜在影响,即具有“空间代替时间”的研究价值。

关键词：秋色盛期空间异质性城市热环境地表温度株间差异