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内蒙古荒漠草原区不同弃耕地植物物种生态位

草业科学 2024年第7期41卷 1571-1582页

作者：王文琼张峰郑佳华李邵宇何江峰杨立山张彬赵萌莉内蒙古农业大学草原与资源环境学院内蒙古呼和浩特010010 内蒙古自治区农牧业科学院生物技术研究所内蒙古呼和浩特010031

生态位特征能够准确反映植物种群间的相互关系。为研究弃耕年限对植物物种生态位特征的影响,在内蒙古荒漠草原区,分别选取弃耕5年、弃耕15年、弃耕20年3个不同恢复阶段的植物群落样地,并以天然草地作为对照,通过对植物种群Shannon-Wiene... 详细信息

生态位特征能够准确反映植物种群间的相互关系。为研究弃耕年限对植物物种生态位特征的影响,在内蒙古荒漠草原区,分别选取弃耕5年、弃耕15年、弃耕20年3个不同恢复阶段的植物群落样地,并以天然草地作为对照,通过对植物种群Shannon-Wiener生态位宽度指数和Pianka生态位重叠指数进行分析,探讨弃耕地植物群落组成的演替规律。结果表明:弃耕演替阶段重要值较高的物种逐渐由一、二年生植物转为多年生禾草,生态位宽度最大物种也由一年生植物转变为多年生植物,但仍与天然草地生态位宽度最大的物种不同。弃耕20年和天然草地生态位重叠程度整体高于弃耕5年与弃耕15年;弃耕15年生态位重叠主要集中在猪毛蒿(Artemisia scoparia)和栉叶蒿(Neopallasia petinata)之间;天然草地和弃耕20年处理下生态位重叠最大的物种对为短花针茅(Stipa breviflora)和栉叶蒿(Neopallasia petinata)。本研究表明,随着弃耕年限增加,弃耕地植物群落特征逐渐向天然草地方向演替。

关键词：荒漠草原弃耕演替优势种生态位宽度生态位重叠物种重要值天然草地

活化剂添加对石灰性土壤中大豆生长及其富集Cd的影响

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湖南师范大学自然科学学报 2024年第1期47卷 25-31页

作者：韩伟刘海云陈佳峰苗雪梅兰亭许学慧生态环境部固体废物与化学品管理技术中心中国北京100029 内蒙古农业大学草原与资源环境学院内蒙古自治区土壤质量与养分资源重点实验室中国呼和浩特010018 农业生态安全与绿色发展自治区高等学校重点实验室中国呼和浩特010018

植物修复以其资源可回收、成本低、低碳绿色等优点逐渐成为土壤重金属污染原位修复的首选方式。然而石灰性土壤中重金属的生物有效性低,限制了植物修复技术的应用。为了探讨活化剂强植物修复技术对石灰性土壤重金属污染的修复效果,以大... 详细信息

植物修复以其资源可回收、成本低、低碳绿色等优点逐渐成为土壤重金属污染原位修复的首选方式。然而石灰性土壤中重金属的生物有效性低,限制了植物修复技术的应用。为了探讨活化剂强植物修复技术对石灰性土壤重金属污染的修复效果,以大豆为模式植物,通过盆栽培养试验,研究添加不同浓度草酸、乙二胺四乙酸(EDTA)和柠檬酸等活化剂对石灰性土壤中大豆生长及其富集Cd的影响。结果表明:添加低、中浓度的活化剂对大豆生长无显著影响,而高浓度活化剂在一定程度上会抑制大豆的发芽、生长及营养成分累积。添加活化剂可以促进大豆对Cd的吸收,其中添加1.0μmol·g-1EDTA和3.0μmol·g-1草酸的促进效果最显著,Cd去除率分别是对照组的3.99倍和3.96倍。添加活化剂降低了土壤pH值,改变了土壤中Cd的赋存形态,添加草酸和低浓度的EDTA能使土壤中的Cd从较稳定形态转化为植物易吸收态,从而促进大豆对土壤Cd的去除,而添加柠檬酸可以促进Cd的茎向传输从而提高大豆对Cd的去除率。此研究结果为石灰性土壤重金属污染植物修复技术的应用及推广提供参考。

关键词：活化剂植物修复石灰性土壤 Cd污染

呼伦贝尔东部农田区动态融雪过程及其影响因子

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干旱区研究 2024年第9期41卷 1514-1526页

作者：黄坤琳吴国周徐维新李利东王海梅李航李自翔司荆柯刘洪宾吴成娜成都信息工程大学资源环境学院四川成都610225 内蒙古自治区生态与农业气象中心内蒙古呼和浩特010051

春季融雪过程不仅是陆面过程与冰雪水文研究领域的关键一环,更直接指示了气候、物候及其变化特征。受气候条件以及观测数据的限制,呼伦贝尔中高纬农田地区积雪消融过程及其变化规律长期被忽略。本文以呼伦贝尔东部农田区域两个野外雪深... 详细信息

春季融雪过程不仅是陆面过程与冰雪水文研究领域的关键一环,更直接指示了气候、物候及其变化特征。受气候条件以及观测数据的限制,呼伦贝尔中高纬农田地区积雪消融过程及其变化规律长期被忽略。本文以呼伦贝尔东部农田区域两个野外雪深自动观测站2021—2022年小时级雪深数据以及同步气温、地表温度等气象观测数据为依据,分析了呼伦贝尔农区积雪消融过程及其敏感影响因子。结果表明:(1)在呼伦贝尔高纬农区积雪持续期一般始于10月中旬并终于次年3月上旬,其中,2022年的积雪期长达116 d。秋冬季节积雪较浅,雪深一般处于5~9 cm,春季雪深大多超过10 cm以上。积雪融化期始于3月上旬,完全融化需5~18 d。(2)年融雪过程表现为先逐渐减少后迅速融化的前稳后急特征。日融雪过程则开始于每日9:00—10:00,最大融雪速率通常出现于11:00—16:00。(3)气温和雪面温度对积雪融化影响显著,但融雪与土壤温度相关最为显著,9:00—17:00地表0 cm的温度是融化速率快慢的主导影响因子。(4)不同类型融雪过程对比表明,呼伦贝尔市高纬农区动态融雪特征与草地、林地不同覆盖条件下融雪过程有较好的一致性,表明融雪过程主要决定于热量条件的差异,不同土地覆盖与利用类型条件下的融雪过程差异性小。

关键词：积雪融雪特征影响因子农田呼伦贝尔

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生态安全格局视角下黄土高原生态网络韧性研究

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生态学报 2024年

作者：杨亮洁张玲玲张芳宁杨永春罗亚玲西北师范大学地理与环境科学学院甘肃省绿洲资源环境与可持续发展重点实验室兰州大学资源环境学院兰州大学西部环境教育部重点实验室

生态网络韧性是生态系统面对不确定性扰动的抵抗、恢复及适应能力，是生态系统研究的热点。本文从生态安全格局视角构建“水资源-水土保持-沙漠化-生态系统质量”生态安全格局评价体系，识别生态源地，应用MCR模型提取廊道，分析黄土高... 详细信息

生态网络韧性是生态系统面对不确定性扰动的抵抗、恢复及适应能力，是生态系统研究的热点。本文从生态安全格局视角构建“水资源-水土保持-沙漠化-生态系统质量”生态安全格局评价体系，识别生态源地，应用MCR模型提取廊道，分析黄土高原生态安全格局特征；应用引力模型构建生态网络，分析黄土高原生态网络韧性特征和核心节点影响广度和强度；应用网络鲁棒性模型模拟不同情境下黄土高原生态网络韧性变化。结果表明：（1）黄土高原生态源地和廊道空间异质性显著，北部密集南部稀疏，呈东北-西南走向的带状分布，核心源地主要分布在高原北部的内蒙古自治区和榆林市；（2）黄土高原生态网络呈组团模式，网络传输效率较高，网络联系呈现邻近效应和偏好依附效应；网络结构层级性显著，核心节点对网络的控制及辐射带动效应强；（3）蓄意攻击和随机故障情境下，黄土高原生态网络连通鲁棒性和脆弱鲁棒性均显著下降，但网络连通性下降更显著，网络易破碎，生态网络脆弱；蓄意攻击情景下网络韧性下降更显著，核心节点对生态网络控制及辐射带动效应强，影响范围广、强度大。保护核心源地，加强边缘源地间的联系，形成密集的多核心组团式生态网络，提升黄土高原生态环境质量。

关键词：生态网络韧性 MCR模型引力模型鲁棒性模型黄土高原

芽孢杆菌WL911促低温下小麦生长效应及其功能基因分析

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微生物学通报 2024年第1期51卷 209-224页

作者：高英谢永丽陈兰杨雪陈俊奇王添武玲玲李俊熹青海大学农牧学院青海西宁810016 青海大学省部共建三江源生态与高原农牧业国家重点实验室青海西宁810016 青海省青藏高原优良牧草种质资源利用重点实验室青海西宁810016

【背景】青藏高原特殊生境孕育着强耐逆性的微生物资源。【目的】探究青藏高原特殊生境的芽孢杆菌对小麦的促生效应。【方法】以分离自青海省海西蒙古族藏族自治州乌兰县的红柳(Tamarix ramosissima)根围菌株WL911为研究对象进行16S rRN... 详细信息

【背景】青藏高原特殊生境孕育着强耐逆性的微生物资源。【目的】探究青藏高原特殊生境的芽孢杆菌对小麦的促生效应。【方法】以分离自青海省海西蒙古族藏族自治州乌兰县的红柳(Tamarix ramosissima)根围菌株WL911为研究对象进行16S rRNA基因及gyrB基因鉴定;测定其低温适生性;以WL911菌悬液(浓度为1×10^(7)CFU/mL)对4℃条件下的小麦(Triticum aestivum)品种“青麦7号”幼苗进行灌根处理,测定其对小麦幼苗的促生效应;采用二代测序平台Illumina HiSeq×10对菌株WL911进行全基因组测序、功能注释及相关功能基因分析。【结果】菌株WL911鉴定为贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis),可耐受4℃低温;菌株WL911对“青麦7号”幼苗生长具有显著的促生效果,26℃时小麦株高、根长和鲜重分别提高12.22%、50.12%和70.99%;4℃条件下小麦生物量提高的同时,叶绿素含量提高19.72%,H2O2、丙二醛(malondialdehyd,MDA)的积累量分别下降23.50%、40.68%,超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、过氧化物酶(peroxidase,POD)和过氧化氢酶(catalase,CAT)活性分别提高45.82%、17.35%和14.18%;WL911基因组大小为3915549 bp,G+C百分含量为46.47%;生物学功能gene ontology(GO)注释到的基因占基因总量的75.74%,包括促生相关功能基因glnB、yclQ和fetB等,可参与合成生长激素、营养元素等途径;存在mnhA、mnhE、pheT、pheS和proV等关键基因参与Na^(+)外排机制、编码脯氨酸和酚类化合物等反应;也存在编码冷休克蛋白CspC、CspB和CspD的关键基因cspA。【结论】*** WL911(登录号为OP874802)是一种优质的生物肥料研发菌株。

关键词：贝莱斯芽孢杆菌低温促生效应功能基因

毛乌素沙地樟子松人工林根内真菌群落结构与功能时间动态特征

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环境科学 2024年第7期45卷 4241-4250页

作者：任悦高广磊丁国栋张英赵珮杉北京林业大学水土保持学院北京100083 林木资源高效生产全国重点实验室北京100083 宁夏盐池毛乌素沙地生态系统国家定位观测研究站盐池751500 林业生态工程教育部工程研究中心北京100083 水土保持国家林业和草原局重点实验室北京100083

为揭示毛乌素沙地樟子松人工林根内真菌群落结构和功能时间动态特征,以毛乌素沙地不同林龄(23、33和44 a)樟子松人工林为研究对象,采用高通量测序技术,比较分析不同月份(4~9月)樟子松人工林根内真菌群落组成及其对环境因子的响应.结果表... 详细信息

为揭示毛乌素沙地樟子松人工林根内真菌群落结构和功能时间动态特征,以毛乌素沙地不同林龄(23、33和44 a)樟子松人工林为研究对象,采用高通量测序技术,比较分析不同月份(4~9月)樟子松人工林根内真菌群落组成及其对环境因子的响应.结果表明:(1)樟子松根内真菌群落分布存在明显的季节性,月份对樟子松根内真菌多样性指数影响显著(P环境因子的变化塑造了毛乌素沙地樟子松人工林根内真菌群落结构和功能的时间动态特征,而林龄的贡献较小.研究结果可为樟子松人工林可持续经营管理提供理论依据.

关键词：樟子松根内真菌生态功能环境因子林龄

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地被物对祁连山青海云杉林土壤呼吸的影响

内蒙古师范大学学报（自然科学版） 2024年第2期53卷 111-119页

作者：孟祥宇王阳内蒙古师范大学生命科学与技术学院内蒙古呼和浩特010022 内蒙古自治区高等学校蒙古高原生物多样性保护与可持续利用重点实验室内蒙古呼和浩特010022 无穷维哈密顿系统及其算法应用教育部重点实验室内蒙古呼和浩特010022

土壤呼吸是陆地生态系统碳循环的重要组成部分,对环境变化响应的敏感性受地被物强烈影响,并显著影响生态系统的碳源/汇功能。应用Li-8100A土壤碳通量自动测量系统,对祁连山青海云杉林下土壤呼吸进行野外测定,研究环境因素和不同地被物(... 详细信息

土壤呼吸是陆地生态系统碳循环的重要组成部分,对环境变化响应的敏感性受地被物强烈影响,并显著影响生态系统的碳源/汇功能。应用Li-8100A土壤碳通量自动测量系统,对祁连山青海云杉林下土壤呼吸进行野外测定,研究环境因素和不同地被物(苔藓和凋落物)对土壤呼吸动态变化的影响。将去除苔藓和凋落物的样地与对照组进行对比,并收集0~<20 cm、20~<40 cm、40~60 cm土壤温度和土壤含水量、光合有效辐射、风速风向、相对湿度和大气温度等数据。在日尺度上,土壤温度和空气温度是影响该地区土壤呼吸日变化的主要驱动因子,但与土壤含水量的变化没有显著相关性。在季节尺度上,20~60 cm土壤温湿度的变化是土壤呼吸季节变化的主要影响因素。研究区日均CO_(2)排放量约为311.66~728.61 mg·m^(-2)·h^(-1),去除苔藓生长季土壤碳排放减少约12%,而去除凋落物土壤碳排放减少约32%。移除苔藓或者凋落物可以显著增加土壤呼吸的温度敏感性(Q_(10))。研究结果表明青海云杉林下的苔藓和凋落物对土壤呼吸有显著影响,在估算区域土壤碳排放时应区分考虑。

关键词：青海云杉土壤呼吸 Q10 土壤温度 Van’t Hoff模型

微生物群落驱动AM真菌、生物炭及联合改良沙化土壤作用潜力

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环境科学 2021年第4期42卷 2066-2079页

作者：张哲超杨久扬郝百惠郝利君罗俊清李雪刁风伟张璟霞郭伟内蒙古大学生态与环境学院蒙古高原生态学与资源利用教育部重点实验室内蒙古草地生态学重点实验室呼和浩特010021

沙化土壤作为土地荒漠化的重要过渡形式,实现其有效恢复对减缓土地荒漠化进程意义重大.本研究显示,丛枝菌根(arbuscular mycorrhizal,AM)真菌和生物炭已应用于沙化土壤改良过程,但二者联合对沙化土壤改良影响研究较少;此外,细菌和真菌... 详细信息

沙化土壤作为土地荒漠化的重要过渡形式,实现其有效恢复对减缓土地荒漠化进程意义重大.本研究显示,丛枝菌根(arbuscular mycorrhizal,AM)真菌和生物炭已应用于沙化土壤改良过程,但二者联合对沙化土壤改良影响研究较少;此外,细菌和真菌群落在沙化土壤改良过程中的作用尚不清楚.采用温室盆栽试验的方法,分别设置对照处理(CK)、单独接种AM真菌处理(RI)、单独施加生物炭处理(BC)和二者联合改良处理(BC_RI),研究不同改良方式对小果白刺(Nitrariasi birica Pall.)菌根侵染率、生物量、矿质营养元素(N、P、K、Ca和Mg)含量及土壤有机碳、营养元素(全N、全P和全K)、水稳性团聚体组成影响.采用高通量测序技术,考察细菌和真菌群落在沙化土壤改良过程中的作用,结合多元分析手段,探究不同改良方式改良作用机制,旨在为合理有效改良沙化土壤提供基础数据和理论依据.结果表明,接种处理(RI和BC_RI)小果白刺根系均观察到明显的菌根侵染现象,但RI和BC_RI处理间菌根侵染率无显著性差异.与CK相比,RI处理显著增加了小果白刺地上部生物量和地上部N、K、Ca和Mg含量,BC和BC_RI处理显著增加了小果白刺地上部、根部生物量及N、P、K、Ca和Mg含量;BC_RI处理与RI和BC相比,根部生物量及P、K、Ca和Mg含量显著增加.与CK相比,BC和BC_RI处理显著增加了土壤有机碳含量,RI处理使得土壤全N含量显著增加了152.54%,BC处理使得土壤全P和全K含量分别显著降低了12.5%和18.18%.各处理0.25~0.05 mm粒径土壤团聚体比例最高,BC_RI处理能够显著促进大粒径(>0.25 mm)土壤团聚体形成.与CK相比,RI和BC_RI处理显著降低细菌、真菌群落Sobs指数和Shannon指数;各处理细菌及真菌菌门组成及丰度存在显著差异性.RDA及网络分析结果显示,AM真菌、生物炭及二者联合改良方式对土壤基质环境及土壤微生物群落结构影响显著,不同改良方式下微生物分子生态网络关系发生显著变化,不同改良处理中核心物种组成具有差异性;BC和BC_RI较RI处理,网络连接密集程度更高且核心物种组成更丰富;生物炭与AM真菌联合,弱化了Rhizophagus intraradices的核心作用,并增强其他微生物(特别是细菌菌种)的核心地位.SEM结果显示,AM真菌和生物炭施用通过直接影响土壤细菌和真菌群落结构,进而实现对植物生长及土壤性质变化的影响,微生物群落结构差异(特别是微生物间的互作关系变化)是导致土壤改良效果差异的主要驱动力.综上所述,不同改良方式对沙化土壤改良效果影响具有差异性,微生物群落在土壤改良过程中具有关键影响作用,AM真菌和生物炭联合对加速沙化土壤生态恢复具有潜在优势和应用价值.

关键词：微生物群落丛枝菌根真菌生物炭联合改良沙化土壤改良机制

内蒙古典型旱区盐湖盆地浅层地下水污染风险评价

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环境化学 2024年第2期43卷 536-548页

作者：苑林枫卢俊平高瑞忠张琦黄磊田雅楠内蒙古农业大学水利与土木建筑工程学院呼和浩特010018 内蒙古自治区水资源保护与利用重点实验室呼和浩特010018

为明晰内蒙古阿拉善盟吉兰泰盐湖盆地浅层地下水污染特征及评估地下水饮水安全风险等级,采集了盐湖盆地研究区土壤表层(0—10 cm)样品56个,地下水样品127个,检测分析土壤中重金属元素Cu、As、Pb含量及水样中Cr、Hg、As、F^(-)、NO_(2)^... 详细信息

为明晰内蒙古阿拉善盟吉兰泰盐湖盆地浅层地下水污染特征及评估地下水饮水安全风险等级,采集了盐湖盆地研究区土壤表层(0—10 cm)样品56个,地下水样品127个,检测分析土壤中重金属元素Cu、As、Pb含量及水样中Cr、Hg、As、F^(-)、NO_(2)^(-)、NO_(3)^(-)含量.运用地下水风险评价概念模型,将地下水脆弱性、地下水污染物容量及土壤毒性污染物潜在生态危害评价有机结合,对地下水污染风险展开评价.借助ArcGIS软件进行克里格插值绘图,探析盐湖盆地浅层地下水风险的空间分布特征.结果表明:盐湖盆地地下水脆弱性指数范围为4.80—5.30属于中等脆弱性,吉兰泰盐湖东南部和吉兰泰镇西北部脆弱性高于其他区域;地下水样品中重金属Hg的含量在《地下水质量标准》中Ⅲ类水水质标准范围内,其他元素均有超标现象,其中F^(-)超标率最高,为62.20%,Cr、As、F^(-)、NO_(2)^(-)、NO_(3)^(-)变异系数分别为125.40%、183.50%、178.70%、248.70%、280.70%,属于强变异性,受外界因素干扰较为明显,研究区地下水特征污染物分布较为集中,主要分布在盐湖盆地的东南部;土壤中重金属Cr、Hg、As的平均含量分别为26.32、0.17、11.77 mg·kg^(-1),与内蒙古当地土壤背景值相比较,Cr的平均值在背景值范围内,而Hg、As的平均值分别超出背景值4.25、1.57倍,土壤综合潜在生态危害指数为188.32,属于中等潜在生态危害,在盐湖盆地中有41.07%的样品点属于中等、强、很强潜在生态危害;盐湖盆地地下水污染风险等级分布不同与含水层脆弱性指数、特征污染物容量指数及潜在生态危害指数有关,较高污染风险区和高风险区分布在锡林高勒镇西部,较高风险以上的面积占研究区面积的25.77%,古拉本敖包镇、贺兰山的东南部在中风险范围内,中风险区面积占研究区面积的11.49%.

关键词：盐湖盆地地下水污染评价空间分布毒性污染物

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