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典型喀斯特白云岩小流域土壤-表层岩溶带厚度空间异质性特征

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地质科技通报 2024年第1期43卷 306-314页

作者：王发聂云鹏陈洪松付智勇连晋姣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

土壤-表层岩溶带厚度是喀斯特地球关键带的关键指标,明确其空间异质性特征对于理解地球关键带结构演化机理以及评估水源涵养功能具有重要意义。在广西环江木连小流域1.4 km 2范围内,通过高密度电法(ERT)探测45条样线,共获取1731个样点... 详细信息

土壤-表层岩溶带厚度是喀斯特地球关键带的关键指标,明确其空间异质性特征对于理解地球关键带结构演化机理以及评估水源涵养功能具有重要意义。在广西环江木连小流域1.4 km 2范围内,通过高密度电法(ERT)探测45条样线,共获取1731个样点的土壤-表层岩溶带厚度及环境因子数据资料,研究了土壤和表层岩溶带厚度的空间分布格局及其影响因素。结果表明,土壤和表层岩溶带厚度平均值分别为1.15 m和6.44 m,且分别呈现强变异程度和中等变异程度。地统计分析结果表明球状模型和指数模型分别可以反映土壤和表层岩溶带的空间结构特征。土壤厚度呈现中等空间自相关性,变程长,空间连续性好;而表层岩溶带呈现强烈的空间自相关性,变程短,空间依赖性强。土壤厚度受到环境因子(地形湿度指数、垂直曲率、曲率、坡向、坡度、高程、覆盖度、出露基岩率和植被归一化指数)的多重影响,而表层岩溶带厚度受部分环境因子影响的同时,与土壤厚度和植被类型的相关性更高。研究结果有助于喀斯特区土壤-表层岩溶带演化机理认识,并为土壤-表层岩溶带厚度的空间预测提供科学依据。

关键词：喀斯特关键带空间异质性土壤-表层岩溶带植被类型白云岩小流域

生长育肥猪菜籽饼消化能和代谢能的测定及预测模型的建立

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动物营养学报 2024年第4期36卷 2208-2217页

作者：唐辉刘小杰欧阳晴邓梦龙谢正军冯淦熠蒋线吉李瑞周锡红印遇龙中国科学院亚热带农业生态研究所中国科学院亚热带农业生态过程重点实验室畜禽养殖污染控制与资源化技术国家工程实验室动物营养生理与代谢过程湖南省重点实验室长沙410125 湖南农业大学动物科学技术学院湖南畜禽安全生产协同创新中心长沙410128 双胞胎(集团)股份有限公司南昌330096

本试验测定了不同来源的10个菜籽饼的化学成分以及生长育肥猪消化能(DE)和代谢能(ME),并基于其有效化学成分含量构建DE和ME预测方程。选取健康的、初始体重为(51.2±1.7)kg的杂交[杜×(长×大)]阉公猪22头,采用2个不完全的11×3拉丁方设... 详细信息

本试验测定了不同来源的10个菜籽饼的化学成分以及生长育肥猪消化能(DE)和代谢能(ME),并基于其有效化学成分含量构建DE和ME预测方程。选取健康的、初始体重为(51.2±1.7)kg的杂交[杜×(长×大)]阉公猪22头,采用2个不完全的11×3拉丁方设计,分别饲喂10个菜籽饼饲粮和1个基础饲粮,菜籽饼饲粮以菜籽饼替代基础饲粮的20%,试验共3个周期,每个周期包括7 d预试期和5 d粪尿收集期,采用全收粪、尿法和套算法测定生长育肥猪对菜籽饼的DE和ME。结果显示:1)在饲喂基础上,10个菜籽饼的干物质(DM)含量为87.95%~94.68%,总能(GE)为18.45~20.84 MJ/kg,粗蛋白质(CP)、粗脂肪(EE)、粗灰分(Ash)、粗纤维(CF)、中性洗涤纤维(NDF)、酸性洗涤纤维(ADF)、钙(Ca)、总磷(TP)和总硫苷(TGS)含量分别为35.15%~43.61%、5.48%~11.76%、5.99%~7.75%、8.26%~11.32%、21.89%~48.61%、13.13%~22.87%、0.50%~0.62%、0.92%~1.30%和20.25~25.02μmol/g,其中EE、CF、NDF、ADF和TGS含量的变异系数均超过了10%。2)在饲喂基础上,10个菜籽饼的DE和ME平均值分别为13.49和12.43 MJ/kg。3)菜籽饼NDF含量与DE、ME均呈极显著负相关(P<0.01),DE和ME的最佳预测方程分别为DE=15.398-0.063×NDF[剩余标准差(RSD)=0.134,决定系数(R 2)=0.954,P<0.01]和ME=14.690-0.075×NDF(RSD=0.141,R 2=0.963,P<0.01)。综上可知,不同来源菜籽饼的纤维组分的变异性较大,NDF含量是菜籽饼生长育肥猪DE与ME的最佳预测因子。

关键词：菜籽饼生长育肥猪消化能代谢能预测模型

牛粪化肥配施对双季稻田CH_(4)和N_(2)O排放的影响

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生态环境学报 2024年第4期33卷 573-584页

作者：何杰李宗明杨正宇沈健林刘国平吴金水长江大学动物科学技术学院湖北荆州434200 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湖南长沙410125 中国科学院亚热带农业生态研究所/长沙农业环境观测研究站湖南长沙410125

畜禽粪便有机肥替代化肥是实现农田化肥减施和养分循环利用的重要措施。以湖南典型红壤双季稻田系统为研究对象,采用静态箱-气相色谱法结合土壤理化和生物学性质测定,研究了水稻生长季基肥配施牛粪条件下CH_(4)和N_(2)O的排放特征及其... 详细信息

畜禽粪便有机肥替代化肥是实现农田化肥减施和养分循环利用的重要措施。以湖南典型红壤双季稻田系统为研究对象,采用静态箱-气相色谱法结合土壤理化和生物学性质测定,研究了水稻生长季基肥配施牛粪条件下CH_(4)和N_(2)O的排放特征及其主要影响因素。结果表明,与常规施用化肥处理相比,牛粪化肥配施显著影响CH_(4)和N_(2)O累积排放量。具体而言,两个稻季生长期内牛粪替代50%化学氮肥处理(CM)的CH_(4)累积排放量较常规氮肥处理(CON)显著提高43.2%;而CM处理N_(2)O累积排放量较CON处理显著降低45.2%。同时CM处理显著增加了土壤有机碳、土壤总氮、土壤可溶性有机碳、土壤铵态氮和硝态氮质量分数和土壤pH,但显著降低了土壤Eh。受土壤性质改变的影响,早晚稻季土壤中甲烷产生功能基因、甲烷氧化功能基因的基因拷贝数平均分别显著增加79.1%、13.0%;同时完全氨氧化细菌amoA功能基因、反硝化nirS功能基因、反硝化nosZ功能基因的基因拷贝数平均分别显著增加35.8%、50.8%、7.1%,但反硝化nirK功能基因和反硝化nosZⅡ功能基因的基因拷贝数平均分别显著降低了46.5%和17.5%。通过冗余分析发现,土壤有机碳和土壤总氮质量分数对CH_(4)平均排放通量、甲烷产生功能基因拷贝数、甲烷氧化功能基因拷贝数的影响作用最大。另外土壤有机碳、土壤铵态氮和土壤总氮质量分数对N_(2)O平均排放通量、完全氨氧化细菌amoA功能基因拷贝数、反硝化nirS功能基因拷贝数、反硝化nosZ功能基因拷贝数、反硝化nirK功能基因和反硝化nosZⅡ功能基因的基因拷贝数的影响作用最大。考虑CH_(4)和N_(2)O的总的温室效应,与CON处理相比CM处理的温室气体排放(以CO_(2)计)显著增加了41.0%。综上所述,稻田有机无机肥配施改变土壤理化和生物学性质而增加了温室气体排放,需要在稻田温室效应评估中加以考虑。

关键词：稻田牛粪甲烷氧化亚氮土壤微生物

聚苯乙烯微塑料对连续种植小白菜生长及品质的影响

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环境科学 2024年

作者：阳祝庆杨敏黄道友黄敏朱奇宏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武汉理工大学资源与环境工程学院

为探讨不同粒径聚苯乙烯（PS）微塑料对小白菜（Brassica campestris L.）生长及品质的持续影响，通过连续3季小白菜盆栽实验，研究不同粒径PS塑料（<25、 25～48、48～150和150～850 μm）对小白菜生物量、叶绿素含量、营养物质含量以... 详细信息

为探讨不同粒径聚苯乙烯（PS）微塑料对小白菜（Brassica campestris L.）生长及品质的持续影响，通过连续3季小白菜盆栽实验，研究不同粒径PS塑料（营养物质含量以及土壤养分元素供给的影响.结果显示：PS微塑料对连续3季小白菜的生长均有明显抑制效应，小白菜鲜重、叶绿素b和叶绿素a+b分别降低9.22%～30.4%、51.5%～88.9%和25.3%～67.1%.PS微塑料也影响了3季小白菜的品质，显著降低小白菜淀粉（7.44%～73.2%）、锰（23.9%～56.3%）、锌（0%～23.2%）和铜（0%～35.1%），提高其可溶性糖含量（18.9%～37.1%）.PS微塑料影响下土壤速效磷和速效钾含量最大降幅分别达26.0%和55.8%，但对有效态铜、铁、锌和锰含量无明显影响.总体上，PS微塑料对小白菜生长和品质的影响随粒径减小呈增强趋势，而随连续种植季度增加呈减弱趋势；但PS微塑料粒径对土壤速效养分含量的影响并无明显变化规律.

关键词：聚苯乙烯(PS)微塑料粒径小白菜生长小白菜品质连续种植

中国西南喀斯特地区生态系统服务权衡/协同研究及展望

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自然资源学报 2024年第6期39卷 1384-1398页

作者：郭婷婷丁洪伟张浩曾昭霞刘孝利湖南农业大学环境与生态学院长沙410128 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环江547100

明晰区域生态系统服务变化及权衡/协同关系,对优化西南喀斯特生态脆弱区生态管理、攻克贫困、维护社会和谐有重要意义。以中国知网、谷歌学术和Science Direct为数据源,共检索整理89篇论文,研究结果说明:(1)从文献年代分布来看,2008—2... 详细信息

明晰区域生态系统服务变化及权衡/协同关系,对优化西南喀斯特生态脆弱区生态管理、攻克贫困、维护社会和谐有重要意义。以中国知网、谷歌学术和Science Direct为数据源,共检索整理89篇论文,研究结果说明:(1)从文献年代分布来看,2008—2018年间研究较少,在2019—2023年间激增。从研究区分布来看,贵州省最多,广西壮族自治区最少。(2)生态系统服务评估类型的选择不均衡且评估方法依赖于模型。(3)分析权衡/协同的研究方法机理与应用,主要分为统计分析、制图叠加分析和情景模拟分析法三类。(4)自然地理、社会经济发展和生态工程是影响权衡/协同关系的驱动因素,而自然地理为主导因子。最后,本文针对目前喀斯特区生态服务功能与权衡/协同研究不足进行了归纳总结,并提出未来研究展望。

关键词：西南喀斯特生态系统服务评估权衡/协同文献分析研究展望

两种母岩发育森林土壤微生物生物量碳代谢的差异性

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土壤学报 2024年第5期61卷 1432-1443页

作者：付瑞桐万翔宇杨馨逸李德军胡培雷段鹏鹏张玉玲沈阳农业大学土地与环境学院沈阳110866 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 广西自治区重点实验室中国科学院环江喀斯特生态系统观测研究站广西环江547100

针对不同母岩发育土壤的微生物生物量碳代谢特征及驱动因子不明确的科学问题,以石灰岩和碎屑岩两种母岩发育的森林土壤为研究对象,利用18O-H2O标记测定微生物生长速率、微生物呼吸速率、微生物生物量碳利用效率(CUE)以及微生物周转时间... 详细信息

针对不同母岩发育土壤的微生物生物量碳代谢特征及驱动因子不明确的科学问题,以石灰岩和碎屑岩两种母岩发育的森林土壤为研究对象,利用18O-H2O标记测定微生物生长速率、微生物呼吸速率、微生物生物量碳利用效率(CUE)以及微生物周转时间,并结合土壤理化性质、土壤有机质矿物保护特性和土壤酶活性以及微生物生物量和群落组成,明确岩性对森林土壤微生物生物量碳代谢的影响机制。结果表明:石灰岩发育土壤的pH和0.05mm~0.002 mm粒径含量高于碎屑岩发育土壤,而有机碳(SOC)、全氮(TN)、可溶性碳(DOC)、C︰P和N︰P却低于碎屑岩发育土壤(P代谢受生物和非生物因素的控制,这一研究结果为解释不同母岩发育森林土壤有机碳库的差异提供参考。

关键词：石灰岩碎屑岩森林土壤微生物生物量碳代谢磷脂脂肪酸酶有机质

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岩性对森林土壤有机碳矿化的影响

生态学杂志 2024年第4期43卷 1000-1007页

作者：付瑞桐李德军胡培雷段鹏鹏张玉玲沈阳农业大学土地与环境学院沈阳110866 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 广西自治区重点实验室中国科学院环江喀斯特生态系统观测研究站广西环江547100

土壤有机碳(SOC)矿化速率影响大气中二氧化碳(CO_(2))浓度,进而影响全球气候变化。然而,岩性如何影响SOC矿化尚不明确。本研究以喀斯特地区的石灰岩和非喀斯特地区的碎屑岩发育的土壤为对象,利用荧光分析法和磷脂脂肪酸(PLFA)法测定土... 详细信息

土壤有机碳(SOC)矿化速率影响大气中二氧化碳(CO_(2))浓度,进而影响全球气候变化。然而,岩性如何影响SOC矿化尚不明确。本研究以喀斯特地区的石灰岩和非喀斯特地区的碎屑岩发育的土壤为对象,利用荧光分析法和磷脂脂肪酸(PLFA)法测定土壤微生物活性和微生物量以及群落组成,采用铁、铝氧化物和交换性钙镁含量来评估矿物保护特征,结合室内培养探究岩性对SOC矿化的影响因素。结果表明,碎屑岩和石灰岩发育土壤的SOC矿化量有显著差异,培养结束时(第42天),碎屑岩发育土壤的累积矿化量比石灰岩发育土壤高38.5%。方差分解分析表明,土壤化学性质、微生物和矿物保护特性对两种岩性发育土壤的SOC矿化量的共同解释度为47.1%。结构方程模型结果进一步表明,岩性可以通过调控土壤矿物保护特性或土壤化学性质影响土壤SOC的矿化,也可以通过调控土壤化学性质进而影响微生物性质来影响SOC矿化,岩性还可以直接影响SOC的矿化。上述结果表明,为了预测土壤碳的动态变化,并尽量减少全球变化下的碳排放,应考虑土壤SOC矿化的岩性驱动因素。

关键词：岩性 SOC矿化磷脂脂肪酸土壤酶活性矿物保护

两类水稻Nramp5基因突变体衍生系在镉污染稻田中糙米镉锰积累特征分析

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杂交水稻 2024年第1期39卷 17-26页

作者：宋嘉俊翁绿水李锦江邓力华王学华肖国樱湖南农业大学农学院湖南长沙410128 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湖南长沙410125

以来源于珞红4A的Nramp5基因缺失突变型、来源于lcd1的Nramp5基因点突变型及缺失与点突变的杂合体为材料,比较在有效镉(Cd)含量为0.58 mg/kg(pH值5.3)的中度污染稻田种植条件下不同突变类型和遗传背景材料的糙米Cd和锰(Mn)含量。结果表... 详细信息

以来源于珞红4A的Nramp5基因缺失突变型、来源于lcd1的Nramp5基因点突变型及缺失与点突变的杂合体为材料,比较在有效镉(Cd)含量为0.58 mg/kg(pH值5.3)的中度污染稻田种植条件下不同突变类型和遗传背景材料的糙米Cd和锰(Mn)含量。结果表明,遗传背景不影响由Nramp5基因缺失或点突变所赋予的糙米Cd和Mn低积累特性;Nramp5基因缺失突变与点突变的杂合体的糙米Cd含量为0.082mg/kg,显著低于含野生型Nramp5基因的对照品种9311(2.345 mg/kg),且与Nramp5基因缺失或点突变的纯合体相比,Cd含量和Mn含量均无显著差异;Nramp5基因缺失纯合体、点突变纯合体及缺失与点突变杂合体的糙米Cd含量均符合国家食品安全标准(≤0.2 mg/kg)。因此,来源于珞红4A的Nramp5基因缺失突变的亲本与来源于lcd1的Nramp5基因点突变的亲本配组,其杂交种仍然具有糙米Cd低积累特征,本研究为杂交水稻低镉积累分子育种提供了重要参考数据。

关键词：水稻糙米镉锰 Nramp5基因突变低镉积累

日粮辣度对黑水虻幼虫生长性能、转化率和减废指数的影响

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家畜生态学报 2024年第4期45卷 47-52页

作者：杨欣瑶唐凯琳周天彤陈佩滢李曼宁程嘉琪印遇龙何庆华深圳大学化学与环境工程学院深圳518071 中国科学院亚热带农业生态研究所/中国科学院亚热带农业生态过程重点实验室/动物营养生理与代谢过程湖南省重点实验室长沙410128 深圳市食品大分子科学与加工重点实验室深圳大学深圳518060

黑水虻幼虫在餐厨垃圾资源化利用中具有很好的应用前景。为探讨辣度对黑水虻幼虫生长的影响,该研究设置7个不同辣度梯度日粮(辣椒碱浓度分别为0、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%和1.2%)饲喂7日龄黑水虻幼虫。结果表明:0.8%辣椒碱组料重... 详细信息

黑水虻幼虫在餐厨垃圾资源化利用中具有很好的应用前景。为探讨辣度对黑水虻幼虫生长的影响,该研究设置7个不同辣度梯度日粮(辣椒碱浓度分别为0、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%和1.2%)饲喂7日龄黑水虻幼虫。结果表明:0.8%辣椒碱组料重比显著低于0.6%辣椒碱组(P0.05)。总的来看,0.8%辣椒碱组饲料转化为虫体本身的营养物质最少,0.6%辣椒碱组饲料转化效率最低。黑水虻幼虫对辣度表现出较大的耐受性,研究结果可为黑水虻幼虫在餐厨垃圾资源化利用中的应用提供基础数据。

关键词：黑水虻幼虫辣度生长性能减废指数