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西部煤矿区微生物修复促进植物水分高效利用策略

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煤炭学报 2024年第2期49卷 1003-1010页

作者：毕银丽武超彭苏萍田乐煊张延旭西安科技大学地质与环境学院陕西西安710054 西安科技大学西部矿山生态环境修复研究院陕西西安710054 中国矿业大学(北京)矿山生态修复研究院北京100083

西部煤矿区生态环境脆弱,叠加高强度开采致使水土流失、土壤退化、根系受损,植物水分利用效率低,生态恢复困难,提高水分利用效率成为西部矿区生态修复或重建的关键。土壤水是限制干旱半干旱煤矿区生态修复的关键因素,它连接大气水、地... 详细信息

西部煤矿区生态环境脆弱,叠加高强度开采致使水土流失、土壤退化、根系受损,植物水分利用效率低,生态恢复困难,提高水分利用效率成为西部矿区生态修复或重建的关键。土壤水是限制干旱半干旱煤矿区生态修复的关键因素,它连接大气水、地表水、地下水与植被生长,是水分循环与养分运输的重要载体。土壤水分的高效与合理利用关系到生态修复的成败,因此探究植物根系水分利用策略对于西部煤矿区生态修复具有重要作用。分析了国内外植物水分利用的主要研究方法,比较了不同方法之间的优缺点及相应研究进展。在干旱半干旱煤矿区受损生态环境中,采用植物-微生物联合的微生物修复技术,能提高植物水分利用效率,改善植物水分利用策略。同时,接种微生物降低了植物从浅层土壤吸收水分的比例,有效地增加植物从深层土壤中吸收和利用水分,提升了植物水分利用效率,使接菌植物在干旱半干旱煤矿区表现出更高的生态适应性。分析了目前西部煤矿区植物水分利用的研究进展和存在的问题,探讨了煤矿区微生物修复对水分利用策略的改善,提出了西部干旱煤矿区生态修复中不同植物组合对水分利用策略的影响及其研究重点,为实现矿区绿色可持续、高质量发展奠定了扎实的基础,具有重要的生态应用价值。

关键词：西部煤矿区丛枝菌根真菌植物水分利用策略水同位素技术植被组合

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营养调控影响滇杨幼苗镉积累的效应模型分析

生态环境学报 2024年第3期33卷 460-468页

作者：刘楚天郭栋栋侯磊梁启斌王艳霞施艳婷戚艳娥西南林业大学生态与环境学院云南昆明650224

营养调控是强化植物修复效率的重要手段。滇杨(Populus yunnanensis)作为修复土壤镉(Cd)污染的重要候选树种,Cd耐受能力较强,但Cd积累量不高。以滇杨为研究对象,采用“3414”试验设计,开展氮(N)、磷(P)、钾(K)三因素四水平(0、100、200... 详细信息

营养调控是强化植物修复效率的重要手段。滇杨(Populus yunnanensis)作为修复土壤镉(Cd)污染的重要候选树种,Cd耐受能力较强,但Cd积累量不高。以滇杨为研究对象,采用“3414”试验设计,开展氮(N)、磷(P)、钾(K)三因素四水平(0、100、200、400 mg·kg^(-1))共15个处理的营养调控盆栽试验。通过肥料效应模型推算最佳施肥量、最大Cd积累量以及提升滇杨Cd积累量的最佳施肥方案。结果表明,施加N、P、K均能提升Cd胁迫下滇杨的生物量,提升比例为70.5%-132%,生物量随N、P和K浓度增加而呈现先增加后降低趋势,均在200 mg·kg^(-1)时达到最大值,施N对生物量的促进最显著。滇杨Cd积累量受N影响最大,其次为P,再次是K。无N处理(N0P0K0、N0P2K2)的Cd积累量最低,高N、高P处理(N2P4K2、N4P2K2)的Cd积累量最高。一元模型拟合结果显示,N以374.704 mg·kg^(-1)施加时可获得最大Cd积累量(2.168 mg·pot^(-1)),拟合方程为y=-0.0000090x^(2)+0.0067x+0.92;二元模型拟合时,N、P分别按344.125、278.633 mg·kg^(-1)施加时Cd积累量较大,达到2.057 mg·pot^(-1),拟合方程为y=0.091+0.0090x_(1)+0.0028x_(2)-0.000021x_(1)x_(2)-0.0000047x_(1)^(2)+0.0000074x_(2)^(2);三元模型拟合时,N、P、K分别按468.911、46.774、305.529 mg·kg^(-1)施加时Cd积累量较大,拟合方程为y=0.81+0.0025x_(1)-0.0015x_(2)+0.0029x_(3)+0.000012x_(1)x_(2)-0.0000065x_(2)x_(3)-0.000017x_(1)x_(3)+0.000011x_(2)^(2)+0.0000015x_(3)^(2)。结合实际最大处理(N4P2K2)与模型拟合结果,推荐基质营养背景下最佳施肥方案为:N 374.704 mg·kg^(-1)+P_(2)O_(5)200.000 mg·kg^(-1)+K_(2)O 200.000mg·kg^(-1)。由冗余分析可知,滇杨Cd积累量与生物量、土壤速效N、速效P呈正相关,与pH、速效K呈负相关,说明营养调控可通过改变滇杨生物量以及土壤性质影响Cd积累。研究结果可为滇杨修复Cd污染土壤的应用实践提供科学依据。

关键词：滇杨植物修复镉污染土壤氮磷钾镉积累模型分析

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林下三七种植对土壤微生物群落的影响

微生物学通报 2024年第6期51卷 1995-2012页

作者：李京豪黎建强高朗周云西南林业大学生态与环境学院云南昆明650224

【背景】目前,林下三七种植对林地土壤的理化性质及其土著微生物群落结构和功能产生影响的研究比较匮乏。开展林下三七种植对土壤微生物群落影响的研究将对林下三七种植产业发展具有重要的科学指导意义。【目的】分析林下不同生长期的... 详细信息

【背景】目前,林下三七种植对林地土壤的理化性质及其土著微生物群落结构和功能产生影响的研究比较匮乏。开展林下三七种植对土壤微生物群落影响的研究将对林下三七种植产业发展具有重要的科学指导意义。【目的】分析林下不同生长期的三七种植地在雨季、旱季的土壤微生物群落变化特征,阐明林下土壤微生物群落对于三七种植过程的响应规律及其关键影响因子。【方法】选择未种植三七的人工自然林地土壤为对照,以不同生长期的三七种植林地土壤为研究对象,运用高通量测序技术和生物化学分析方法,对林下三七种植过程中林地土壤微生物群落的动态变化进行研究,并在此基础上采用冗余分析法分析土壤微生物群落变化的驱动因子。【结果】自然对照林地和三七种植林地土壤中优势细菌种群以变形菌门(Proteobacteria)为主,优势真菌种群以担子菌门(Basidiomycota)为主,并且有益微生物门和属的相对丰度都呈现增加趋势。自然对照林地中土壤真菌和细菌特有属的个数最少,而两年生三七种植林地土壤真菌和细菌特有属的个数最多,三年生三七种植林地土壤Chao1和ACE指数最高;主坐标分析(principal coordinate analysis,PCoA)结果显示,三七种植林地土壤微生物组成的分布区范围随着种植年份的增加出现偏移,且分布圈范围呈逐年缩小趋势;相较于雨季,旱季土壤微生物组成的分布范围整体表现为更紧密的特征。冗余分析(redundancy analysis,RDA)表明,土壤中全磷和酸性磷酸酶是影响三七种植林地土壤微生物群落变化的主要驱动因素。【结论】林下三七种植过程显著改变了种植地土壤微生物的组成,随着种植年份增加微生物组成分布的范围表现出了逐步偏移和收缩的趋势,雨旱季交替加速了三七种植林地土壤微生物群落组成与结构的分化过程。全磷和酸性磷酸酶是影响土壤微生物群落的主要环境因子。

关键词：三七林下种植微生物群落高通量测序环境因子

西双版纳热带森林恢复对土壤反硝化N_(2)O排放的影响

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西北林学院学报 2024年第2期39卷 97-105页

作者：张路路王邵军张昆凤樊宇翔解玲玲肖博王郑钧郭志鹏郭晓飞罗双李瑞夏佳慧杨胜秋兰梦杰西南林业大学生态与环境学院云南昆明650224

为探明热带森林恢复对土壤反硝化N_(2)O排放时空动态的影响,选择西双版纳热带森林不同恢复阶段白背桐(Mallotus paniculatus)、崖豆藤(Mellettia leptobota)、高檐蒲桃(Syzygium oblatum)群落为研究对象,反硝化N_(2)O排放及微生物多样... 详细信息

为探明热带森林恢复对土壤反硝化N_(2)O排放时空动态的影响,选择西双版纳热带森林不同恢复阶段白背桐(Mallotus paniculatus)、崖豆藤(Mellettia leptobota)、高檐蒲桃(Syzygium oblatum)群落为研究对象,反硝化N_(2)O排放及微生物多样性分别采用“纯氧法抑制反硝化”和高通量测序测定,并分析其与土壤化学性质之间的关联特征。结果表明,1)热带森林恢复显著影响土壤反硝化N_(2)O排放速率(P崖豆藤(251.38±28.37)>白背桐(193.45±26.76)。2)反硝化N_(2)O排放速率具有显著的时空变化,季节动态表现为湿季(6月和9月)显著高于干季(3月和12月),且干湿季变幅表现为白背桐(2.94倍)>高檐蒲桃(2.50倍)>崖豆藤(2.22倍);垂直变化随土层加深逐渐降低。3)不同恢复阶段土壤水分、微生物生物量碳及Shannon多样性对反硝化N_(2)O排放速率的解释量随恢复年限呈增加趋势,其大小顺序分别为:高檐蒲桃(68.77%,70.45%,97.87%)>崖豆藤(62.54%,57.16%,96.8%)>白背桐(54.56%,46.46%,93.17%)。4)主成分分析表明,土壤有机碳、易氧化有机碳、Shannon指数、含水率、微生物量碳是调控土壤反硝化N_(2)O排放的主控因子,而全氮、硝态氮、铵态氮、水解氮、Chao指数、Simpson指数的贡献次之。热带森林恢复通过影响土壤反硝化微生物Shannon多样性、水分及碳库组分含量,进而调控反硝化过程的N_(2)O排放的时空动态。

关键词：热带森林次生演替反硝化作用反硝化微生物 N_(2)O排放

珠江流域常见鱼类及大型底栖动物DNA条形码空缺分析

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生态学报 2024年第4期44卷 1564-1574页

作者：邹艳婷胡丹心吴非霏闵星月李飞龙张远广东工业大学生态环境与资源学院广东省流域水环境治理与水生态修复重点实验室广州510006 广东省广州生态环境监测中心站广州510006 辽宁大学环境学院沈阳110036

条形码数据库是开展基于DNA的生物监测关键先决条件。为在珠江流域有效开展基于DNA的生物监测,迫切需要了解物种DNA条形码的覆盖或空缺状况。整理了珠江流域常见鱼类和大型底栖动物的物种清单,从National Center and Biotechnology Info... 详细信息

条形码数据库是开展基于DNA的生物监测关键先决条件。为在珠江流域有效开展基于DNA的生物监测,迫切需要了解物种DNA条形码的覆盖或空缺状况。整理了珠江流域常见鱼类和大型底栖动物的物种清单,从National Center and Biotechnology Information (NCBI)数据库中检索了物种清单的DNA条形码序列,分析了常见鱼类(包括线粒体组和12s rRNA基因)和大型底栖动物(包括线粒体组、COI和18s rRNA基因)的DNA条形码覆盖范围和空缺程度。数据分析表明:(1)珠江流域共记录了常见鱼类221种,隶属于2纲18目51科和137属;常见大型底栖动物105种/属,隶属于6纲14目53科。(2)共检索到常见鱼类线粒体组序列913条和12s rRNA基因序列962条,分别占总物种的81.45%和57.92%;有12.67%的物种没有线粒体组和12s rRNA基因序列,若将条形码阈值设置为至少包含5个参考序列,则空缺度上升至52.94%;(3)共检索到常见大型底栖动物线粒体组65条序列、COI基因26,988条序列和18s rRNA基因175条序列,分别占总种/属数的29.52%、68.57%和37.14%;有25.71%的种/属在线粒体组、COI和18s rRNA基因区域皆无序列收录,若将条形码阈值设置为至少包含5个参考序列,则空缺度上升至41.90%。总之,本研究将为珠江流域开展基于DNA的鱼类和大型底栖动物监测提供基础数据支撑,为完善珠江本土DNA条形码数据库提供参考建议。

关键词：环境DNA 线粒体组 COI 12s rRNA 18s rRNA

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西双版纳热带森林土壤有机碳积累-分配动态对蚂蚁筑巢活动的响应

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生态环境学报 2024年第1期33卷 35-44页

作者：王郑钧王邵军肖博解玲玲郭志鹏张昆凤张路路樊宇翔郭晓飞罗双夏佳慧李瑞杨胜秋兰梦杰西南林业大学生态与环境学院云南昆明650224

蚂蚁筑巢能够通过影响土壤微生物及理化环境而直接或间接调控土壤有机碳各组分积累及分配动态。以西双版纳崖豆藤热带森林群落为研究样地,测定蚁巢和非巢地土壤碳库组分(总有机碳、易氧化有机碳、微生物生物量碳)含量及分配(易氧化有机... 详细信息

蚂蚁筑巢能够通过影响土壤微生物及理化环境而直接或间接调控土壤有机碳各组分积累及分配动态。以西双版纳崖豆藤热带森林群落为研究样地,测定蚁巢和非巢地土壤碳库组分(总有机碳、易氧化有机碳、微生物生物量碳)含量及分配(易氧化有机碳/总有机碳、微生物生物量碳/总有机碳)的时空动态,分析蚂蚁筑巢引起热带森林土壤性质改变对有机碳组分积累与分配的影响特征。结果表明,1)蚂蚁筑巢显著促进土壤总有机碳及各组分含量的积累(P环境(微气候、酸碱性、通气性)和土壤氮库(铵氮)的状况,进而对土壤有机碳组分积累及组分分配产生重要影响。

关键词：蚂蚁筑巢活性碳组分碳积累碳分配西双版纳热带森林

室内环境重金属和有机磷阻燃剂的污染特征的发展趋势与前沿领域

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福建师范大学学报（自然科学版） 2024年第5期40卷 127-138页

作者：陈晨王成尘崔道雷杨丹蕾任彩霞向萍刘建祥西南林业大学生态与环境学院/环境修复与健康研究院云南昆明650224

为探讨国内外室内重金属和有机磷阻燃剂污染特征研究领域的发展历程、研究热点、前沿领域,检索了2003-2022年间Web of Science核心合集数据库中有关室内重金属和有机磷阻燃剂污染特征研究的404篇文献,利用CiteSpace和VOSviewer两个可视... 详细信息

为探讨国内外室内重金属和有机磷阻燃剂污染特征研究领域的发展历程、研究热点、前沿领域,检索了2003-2022年间Web of Science核心合集数据库中有关室内重金属和有机磷阻燃剂污染特征研究的404篇文献,利用CiteSpace和VOSviewer两个可视化软件分析国家、研究机构和关键词,并绘制图谱。结果表明:室内重金属和有机磷阻燃剂污染特征的相关研究在2003-2022年间总体呈上升趋势。室内重金属污染研究领域主要包括职业暴露、住宅区室内重金属污染与室外环境的关系、城市家庭灰尘、微量元素的生物可给性以及颗粒物来源5个大方向;室内有机磷阻燃剂污染研究领域主要包括有机磷阻燃剂的生物可给性、毒性研究、室内空气污染、人体灰尘暴露的风险评估4个大方向。该领域的研究热点随着时间和需求而改变,研究方向朝着人体健康深入,室内灰尘是贯穿该领域的重点研究对象,后期研究重点均聚焦人体健康风险评估。

关键词：室内环境有机磷阻燃剂重金属可视化分析文献计量分析

通过综合受威胁状态和保护价值评估云南省自然植被的保护优先性

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生物多样性 2024年第3期32卷 112-125页

作者：陶斯琦杨飞龄华朝朗武瑞东云南大学生态与环境学院昆明650500 云南大学国际河流与生态安全研究院昆明650500 云南省国际河流与跨境生态安全重点实验室昆明650500 云南省林业调查规划院昆明650051

植被保护优先性评估是保护规划制定和保护资源配置的重要基础。目前,评估植被保护优先性的因子较为单一,结合多因子系统性评估植被保护优先性的研究还很有限。本研究综合考虑植被受威胁状况和保护价值,评估了云南省104类自然群系的保护... 详细信息

植被保护优先性评估是保护规划制定和保护资源配置的重要基础。目前,评估植被保护优先性的因子较为单一,结合多因子系统性评估植被保护优先性的研究还很有限。本研究综合考虑植被受威胁状况和保护价值,评估了云南省104类自然群系的保护优先性。首先,根据IUCN生态系统红色名录评估框架评估群系受威胁状态;然后,选取濒危保护物种丰富度、冠层高度和碳储量3个指标,加权计算各群系的生态系统质量以表征其保护价值;最后,通过综合受威胁状态与保护价值评估云南省自然植被的保护优先性,并进一步划分为4个植被保护类型。研究结果表明:(1)在云南省104类群系中,66.3%的群系受威胁等级为易危/濒危/极危(VU/EN/CR),受到不同程度的威胁,群系的分布范围受限是导致其受威胁的关键因素。(2)45.2%的群系评估为高和极高保护价值,38.5%的群系评估为中等保护价值,植被质量整体较高。(3)综合评估建议:保护价值高或极高且受威胁的31类群系进行优先保护;保护价值中等但受威胁的26类群系进行次优先保护;保护价值极高或高但未受威胁的16类群系进行预先保护;其他群系进行一般保护。(4)云南省已建自然保护区对优先、次优先和预先保护植被的覆盖率分别为19.5%、9.7%和16.9%,还存在一定的保护空缺。本研究构建的综合受威胁状态和保护价值的植被保护优先性评估方法,能够为区域尺度生态系统水平的保护规划与行动提供科学支持。

关键词：自然植被群系 IUCN生态系统红色名录受威胁状态保护价值云南省

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徽水河底栖动物群落结构季节动态及构建机制

长江流域资源与环境 2024年第6期33卷 1239-1249页

作者：傅海霞张玉洲黄书雅储玲严云志葛奕豪安徽师范大学生态与环境学院皖江流域退化生态系统修复与重建协同创新中心安徽芜湖241000

为了解徽水河流域大型底栖动物群落结构的季节动态及构建机制,于2021年10月(秋季)、12月(冬季)、2022年4月(春季)和8月(夏季)对徽水河流域开展系统性调查。4个季节共采集底栖动物5门8纲73科168种,其中春季、夏季、秋季和冬季的物种数分... 详细信息

为了解徽水河流域大型底栖动物群落结构的季节动态及构建机制,于2021年10月(秋季)、12月(冬季)、2022年4月(春季)和8月(夏季)对徽水河流域开展系统性调查。4个季节共采集底栖动物5门8纲73科168种,其中春季、夏季、秋季和冬季的物种数分别为85、77、82和82种。单因素相似性分析(ANOSIM)和非度量多维尺度分析(NMDS)结果显示:徽水河底栖动物群落结构在季节动态上存在显著差异。典范对应分析(CCA)表明不同季节影响底栖群落结构变化的关键环境因子不尽相同。变差分解分析显示环境过滤作用在徽水河春季、秋季和冬季底栖动物群落构建过程中占主导,空间因子在高水文连通性的夏季中影响更加明显,表明由高扩散率引起的质量效应在夏季底栖动物群落聚合中起决定性作用。该研究可为皖南山区河流水生生物多样性评估和环境监测提供重要的基础参考。

关键词：徽水河底栖动物群落结构多样性季节动态