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内蒙古中东部地区草原土壤中重金属分布特征及生态风险评价

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环境化学 2023年

作者：师泰龙许学慧张悦欣红梅内蒙古自治区土壤质量与养分资源重点实验室农业生态安全与绿色发展自治区高等学校重点实验室

为探究内蒙古中东部地区草原土壤重金属污染特征及生态风险状况，采集四子王旗、苏尼特右旗、商都、锡林浩特、西乌旗、新巴尔虎左旗、鄂温克族自治旗等地区土壤，对其中重金属元素（Cd、Cr、As、Zn、Pb和Cu）的全量和有效态含量进行测... 详细信息

为探究内蒙古中东部地区草原土壤重金属污染特征及生态风险状况，采集四子王旗、苏尼特右旗、商都、锡林浩特、西乌旗、新巴尔虎左旗、鄂温克族自治旗等地区土壤，对其中重金属元素（Cd、Cr、As、Zn、Pb和Cu）的全量和有效态含量进行测定，运用空间插值法分析内蒙古草原土壤中重金属含量的空间分异特征；同时采用地累积指数法、潜在生态风险指数法和风险评估指数法对重金属元素的生态风险进行了评价.结果表明，内蒙古中东部地区草原土壤全量重金属元素Cr、Cu、Pb的平均含量相对较低，而Cd、As和Zn全量的均值分别是背景值的3.58倍、1.53倍和1.98倍.地累积指数评价结果显示Cd的污染程度最高，其它元素污染程度相对较低.潜在生态风险指数评价结果显示Cd为研究区土壤中最主要的潜在生态危害因子，其次是As，其它元素则处于低生态危害.风险评估指数法结果显示，研究区土壤中有效态重金属占重金属总量的百分含量不到10%，说明研究区土壤中重金属元素的生物可利用性较低，对环境构成的风险也相对较低.综合来看，研究区土壤中Cd元素存在一定的潜在风险，需引起有关部门高度重视，加大监测力度.

关键词：内蒙古草原土壤重金属污染风险评估

基于层次-灰色关联法的河套灌区玉米田氮素面源污染防治技术综合评价

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中国土壤与肥料 2023年

作者：赵世翔李奕含李斐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

近年来为了实现面源污染的科学防控，相应的防治技术层出不穷。但因气候、土壤等条件的不同，面源污染防治技术的应用效果有很大的差异。因此，为了筛选适宜于河套灌区的面源污染防治技术，在对有机肥替代化肥、滴灌减量施肥以及综合优... 详细信息

近年来为了实现面源污染的科学防控，相应的防治技术层出不穷。但因气候、土壤等条件的不同，面源污染防治技术的应用效果有很大的差异。因此，为了筛选适宜于河套灌区的面源污染防治技术，在对有机肥替代化肥、滴灌减量施肥以及综合优化施肥技术进行环境效应、生产效果、技术可操作性和可复制性评价的基础上，运用层次-灰色关联法对不同面源污染防治技术防治效果进行综合评价。结果表明与传统施肥相比，不同面源污染防控技术均不同程度的降低了氮素流失并提高了氮肥利用率的同时能够维持或增加玉米产量。其中，综合优化施肥技术硝态氮淋失负荷平均削减43.2%，氮肥利用率平均提高149.79%，单项评价值平均为0.7500；滴灌减量施肥技术和有机肥替代化肥技术增加了必要的生产资料投入，综合优化施肥技术生产成本平均降低了21.78%，玉米产量平均增加20.54%，单项评价值为0.7290；综合优化施肥技术操作简单，因此有93.3%～97.3%的农户愿意采用此项技术，95.5%～97.5%的农户对该项技术较为熟悉，同时该项技术与当地政策的匹配程度居中，评分为85～88分，单项评分为0.9688。由层析-灰色关联法计算得出综合优化施肥技术综合评价值最高，平均为0.7649，适宜于在河套灌区面源污染防治过程中大力推广应用。研究结果可为实现区域农业绿色可持续发展提供数据支撑。

关键词：河套灌区氮素面源污染层次分析法灰色关联法

冻融对陆地生态系统土壤CO通量的影响：Meta分析

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生态学杂志 2022年

作者：王旭李斐赵世翔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

冻融是高纬度、高海拔及部分温带地区普遍存在的一种自然现象。冻融可以显著改变冻融交替期土壤二氧化碳(CO)排放通量。为全面了解不同陆地生态系统在冻融期CO的排放规律，本研究利用文献调研方法对1990—2020年同行发表的37篇相关文献...

冻融是高纬度、高海拔及部分温带地区普遍存在的一种自然现象。冻融可以显著改变冻融交替期土壤二氧化碳(CO)排放通量。为全面了解不同陆地生态系统在冻融期CO的排放规律，本研究利用文献调研方法对1990—2020年同行发表的37篇相关文献进行Meta分析，系统分析冻结温度和循环次数对农田、森林、湿地和草原4种生态系统土壤CO排放的影响。结果显示：野外实地条件下，与未冻融处理相比，弱冻结条件下农田、森林和草原土壤CO排放量分别增加了44.2%、25.5%和56.0%，而湿地生态系统土壤CO排放量降低了10.1%，中冻结(MF)和强冻结(SF)对4种陆地生态系统的土壤CO排放速率均呈抑制作用；室内模拟条件下，除草原生态系统在中冻结(MF)外，不同冻融强度对4种生态系统土壤CO排放量均有促进作用，平均增幅46.3%～272.5%。土壤CO排放峰值出现在冻融作用初期，之后随着冻融交替次数的增加，土壤CO排放速率逐渐降低至稳定水平。本分析结果有助于更好地了解不同生态系统土壤CO排放对冻融的响应，为今后深入开展相关研究工作奠定基础。

关键词：

降水变化和氮沉降对荒漠草原两种多年生禾草凋落物分解的影响

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生态学报 2022年第7期42卷 2910-2920页

作者：叶贺红梅梁志伟图纳热武振丹王力群包明哲赵巴音那木拉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呼和浩特010018

凋落物分解是陆地生态系统养分循环的重要过程,在生物地球化学循环过程中发挥着重要作用。全球变化是影响凋落物分解的重要因子,其对生态系统养分循环的影响存在诸多不确定性。研究荒漠草原凋落物分解对氮沉降和降水变化及其二者交互作... 详细信息

凋落物分解是陆地生态系统养分循环的重要过程,在生物地球化学循环过程中发挥着重要作用。全球变化是影响凋落物分解的重要因子,其对生态系统养分循环的影响存在诸多不确定性。研究荒漠草原凋落物分解对氮沉降和降水变化及其二者交互作用的响应,是揭示这些不确定性、保护草原生态系统结构和功能的科学基础。以内蒙古四子王旗短花针茅荒漠草原为研究对象,选取建群种短花针茅和优势种无芒隐子草两种植物凋落物,开展为期4年的长期分解实验,探究两种植物凋落物分解特征及养分释放规律。实验采用裂区设计,主区为自然降水(C)、增雨30%(W)和减雨30%(R)3个水分梯度,副区为0(N0)、30(N30)、50(N50)和100(N100) kg hm^(-2)a^(-1)4个氮素梯度。结果表明:(1)增雨和氮沉降促进荒漠草原凋落物分解,减雨反之,降水对两种凋落物影响具有差异,而氮沉降的作用不依赖于物种;(2)氮沉降缩短凋落物分解周期5.12%—14.82%,增雨与氮沉降交互缩短凋落物分解周期3.69%—28.75%;(3)降水始终有利于凋落物中碳、纤维素和木质素释放,而分解后期氮沉降对其影响不显著,凋落物分解后期主要受木质素分解速率控制。综上所述,影响荒漠草原凋落物分解的主要因素为降水,其次是氮素,二者对凋落物分解具有协同作用。

关键词：凋落物分解氮沉降降水变化荒漠草原

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活化剂添加对重金属污染土壤性状的影响

干旱区资源与环境 2022年第2期36卷 105-109页

作者：许学慧兰亭刘海云苗雪梅刘美英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呼和浩特010018

利用活化剂来活化土壤中的重金属,进而被植物吸收,达到修复重金属污染土壤的目的,是一种高效环保的土壤重金属污染修复技术。活化剂的加入一方面提高了修复效果,另一方面也会对土壤性状产生影响。以Cd和Pb污染土壤为研究对象,通过室内... 详细信息

利用活化剂来活化土壤中的重金属,进而被植物吸收,达到修复重金属污染土壤的目的,是一种高效环保的土壤重金属污染修复技术。活化剂的加入一方面提高了修复效果,另一方面也会对土壤性状产生影响。以Cd和Pb污染土壤为研究对象,通过室内盆栽实验研究添加不同浓度(1.0mmol/kg、3.0mmol/kg、5.0mmol/kg)活化剂EDTA、FeCl;、柠檬酸、草酸对重金属污染土壤性状的影响。结果表明:1)添加活化剂EDTA(5.0mmol/kg)、柠檬酸(3.0mmol/kg和5.0mmol/kg)和草酸(3.0 mmol/kg和5.0mmol/kg)均显著提高了土壤中有效态Cd的含量,且以柠檬酸和草酸处理的效果最显著,分别比对照增加了13.58%~43.21%、19.75%~51.85%。四种活化剂的添加也提高了土壤中有效态Pb的含量,以草酸处理效果最显著。2)添加活化剂会降低土壤的pH,加速土壤中有机物料的腐解,提高其腐殖化作用,产生大分子量的有机物质,故能提高土壤的阳离子交换量(CEC)和有机质含量,添加3.0mmol/kg FeCl;、5.0mmol/kg柠檬酸和全部草酸处理均显著提高土壤有机质含量,而添加EDTA 5.0mmol/kg处理有机质却显著下降。3)低剂量的活化剂促进土壤酶活性,而随着添加量的增加逐渐表现为抑制作用。综合考虑,在土壤重金属污染利用植物修复中添加低浓度小分子有机酸类活化剂来强化修复效果是比较理想的选择。研究结果为评估活化剂修复重金属污染土壤技术的潜在生态风险提供科学依据。

关键词：活化剂重金属污染土壤性质

采煤沉陷地复垦土壤团聚体碳氮磷化学计量特征

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煤炭科学技术 2022年第12期50卷 271-277页

作者：刘美英李文龙赵晶许学慧内蒙古农业大学草原与资源环境学院内蒙古呼和浩特010018 内蒙古农业大学内蒙古自治区土壤质量与养分资源重点实验室内蒙古呼和浩特010018

为明确不同林型复垦土壤团聚体养分及其化学计量变化,揭示采煤沉陷地土壤养分的固持及限制特征,进而筛选出最佳的复垦林型。本研究在神府-东胜矿区采煤沉陷地上设置长柄扁桃、欧李、文冠果3种复垦林型,同时以附近未沉陷且未种植的废弃... 详细信息

为明确不同林型复垦土壤团聚体养分及其化学计量变化,揭示采煤沉陷地土壤养分的固持及限制特征,进而筛选出最佳的复垦林型。本研究在神府-东胜矿区采煤沉陷地上设置长柄扁桃、欧李、文冠果3种复垦林型,同时以附近未沉陷且未种植的废弃农田作为对照,基于干筛法探究0~40 cm土层土壤机械稳定性团聚体组成、土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)含量及其化学计量特征对长期植被复垦的响应规律。结果表明:不同复垦林型土壤微团聚体含量下降而大团聚体含量增加,各林型>0.25 mm大团聚体总量均超过了70%。不同林型土壤土壤SOC、TN以及TP的贡献随团聚体粒级的增大而增加,3种林型>0.25 mm大团聚体对土壤SOC、TN和TP的贡献率分别为72%~83%、66%~74%、65%~82%。不同林型土壤团聚体C/N、C/P和N/P均低于全国及全球平均水平。土壤TN与SOC、TP呈显著正相关,与C/N呈显著负相关;TP与C/P、N/P呈显著负相关。主要结论为植被复垦增加土壤大团聚体含量,而大团聚体对土壤碳氮磷的贡献率最大,其中文冠果对土壤碳氮磷的贡献率大于其他林型。不同林型土壤团聚体C/P的变化范围为5.44~20.83,低于全国及全球平均水平,表明采煤沉陷区土壤缺乏氮元素,氮元素是主要养分限制因子。

关键词：采煤沉陷地复垦区植被复垦土壤团聚体化学计量比

内蒙古林草交错带有机氯农药的多介质分布特征及风险评价

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环境化学 2023年第2期42卷 446-455页

作者：张宇飞许学慧李俊文李柏成李佳琪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呼和浩特010018

本研究采集了内蒙古林草交错带土壤、凋落物和树皮等环境样品,通过对样品中有机氯农药(OCPs)含量进行测定,分析其残留特征、可能来源及潜在的生态风险.研究结果表明,研究区内土壤中ΣOCPs浓度为7.07—435.80ng·g^(-1)dw,平均值为85.22... 详细信息

本研究采集了内蒙古林草交错带土壤、凋落物和树皮等环境样品,通过对样品中有机氯农药(OCPs)含量进行测定,分析其残留特征、可能来源及潜在的生态风险.研究结果表明,研究区内土壤中ΣOCPs浓度为7.07—435.80ng·g^(-1)dw,平均值为85.22 ng·g^(-1)dw;凋落物中ΣOCPs浓度为7.52—35.48 ng·g^(-1)dw,平均值为21.52 ng·g^(-1)dw;活树皮中ΣOCPs浓度为0.99—13.19 ng·g^(-1)dw,平均值为8.11 ng·g^(-1)dw;死树皮中ΣOCPs浓度为5.75—38.89 ng·g^(-1)dw,平均值为12.11 ng·g^(-1)dw.不同环境介质中的OCPs以异狄氏剂醛、硫丹硫酸酯、HCHs、DDTs为主.不同土地利用类型下,土壤中OCPs的含量差异较大,农业用地、森林土壤中含量较高,边缘草地土壤中较低.来源分析表明,HCHs的主要来源于林丹的输入,DDT主要来源于外界新污染物的输入.研究区内土壤中HCHs和DDTs总量分别在1.73—66.92 ng·g^(-1)dw和1.62—55.84 ng·g^(-1)dw范围内,均低于农用地土壤污染风险筛选值.生态风险评价结果显示土壤HCHs残留属于低风险,DDTs类有机氯农药对研究区生物可能存在一定的生态风险,但危害性总体较低.

关键词：林草结合带有机氯多介质分布风险评价

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土壤氟污染与修复方法研究进展

中国土壤与肥料 2023年第12期 261-270页

作者：李海霞许学慧刘海云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内蒙古呼和浩特010018

土壤作为氟的环境化学体系枢纽,有着极其重要的作用。土壤中的氟污染不仅会对人类造成直接的危害,还会因水源、动植物的富集而对人类的健康造成不利的影响。氟污染是目前环境热点问题之一。我国是高氟地区分布广泛的国家,地方性氟中毒... 详细信息

土壤作为氟的环境化学体系枢纽,有着极其重要的作用。土壤中的氟污染不仅会对人类造成直接的危害,还会因水源、动植物的富集而对人类的健康造成不利的影响。氟污染是目前环境热点问题之一。我国是高氟地区分布广泛的国家,地方性氟中毒的研究表明饮用水是地方性氟中毒的主要传播途径,氟中毒的发病率与饮用水含量之间是否存在相关性,已有的研究结论不尽相同。现有的土壤氟污染修复技术主要有植物修复技术、固化/稳定化修复技术、电动力学修复技术和化学淋洗修复技术等。目前土壤氟的研究还存在部分地区土壤氟污染的来源、土壤微生物与土壤中氟化物的相互作用机制不明确。因此,对土壤氟污染与修复方法的研究十分必要。论文参考大量的国内外有关氟污染的相关文献,系统总结了土壤氟污染的现状、土壤氟污染修复方法的最新研究进展,重点比较了各种土壤氟污染修复方法的优势和缺陷,并探究在实际修复应用中的可行性,指出了今后土壤氟污染修复的发展方向。

关键词：氟污染毒性效应氟中毒修复方法

施氮量对不同品种苜蓿结瘤固氮和产量及粗蛋白含量的调控

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中国土壤与肥料 2023年

作者：刘雨涵陈杨李海港卢勇鑫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/农业生态安全与绿色发展自治区高等学校重点实验室

摸清不同苜蓿品种结瘤固氮对氮肥用量的响应，增强苜蓿固氮能力与产量和品质的协同，对于苜蓿节氮增效的生产实践至关重要。本研究采用10个苜蓿品种设置5个氮梯度，通过测定地上部生物量及粗蛋白含量和根瘤数、根瘤重、固氮率及固氮量... 详细信息

摸清不同苜蓿品种结瘤固氮对氮肥用量的响应，增强苜蓿固氮能力与产量和品质的协同，对于苜蓿节氮增效的生产实践至关重要。本研究采用10个苜蓿品种设置5个氮梯度，通过测定地上部生物量及粗蛋白含量和根瘤数、根瘤重、固氮率及固氮量，探究施氮对不同品种苜蓿建植当年的生物量、粗蛋白含量和结瘤固氮的影响及相互调控关系。结果表明，地上部生物量和粗蛋白含量在不同品种和处理间差异显著，两项指标均较高的品种超新星、佰苜202、骑士T、佰苜341和绿思乐的固氮效率显著高于其他品种。固氮率对施氮量响应在茬次间差异显著，第一茬N0处理下最高，第二茬或仅收获1茬时N25～N50处理下最高，粗蛋白含量与之呈正相关变化。在N0～N50处理下，高固氮率品种的生物量和粗蛋白含量比低固氮率品种分别高1.2%～16.7%和12.9%～19.2%，N100～N150处理与其相比，除固氮率较低的第一茬外，生物量差值基本相等，粗蛋白含量差值显著降低至7.8%～12.3%，低固氮率品种粗蛋白积累对施氮依赖更高。生物量和粗蛋白含量与结瘤固氮指标呈显著正相关关系。建植当年，适量施氮有利于苜蓿固氮协调增效，超新星等固氮效率较高的5个品种在较低氮梯度下生物量和粗蛋白含量可平衡提升，且显著高于其他品种，可作为节氮栽培的优良品种。

关键词：苜蓿品种施氮量生物量粗蛋白含量结瘤固氮 N自然丰度法