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荒漠草原土壤碳分布特征及有机碳向无机碳酸盐的转移

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草地学报 2025年

作者：王雪韧姚佳张普河王伟妮刘长涛赵世翔内蒙古农业大学资源与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内蒙古自治区鄂尔多斯市农牧业生态与资源保护中心内蒙古草业技术创新中心有限公司

本研究以内蒙古四子王旗荒漠草原为研究区，探究土壤碳垂直分布特征，并结合稳定碳同位素技术区分土壤原生碳酸盐（Lithogenic carbonate， LC）及次生碳酸盐（Pedogenic carbonate， PC），量化PC形成过程中固定CO2气体的量及来源比例... 详细信息

本研究以内蒙古四子王旗荒漠草原为研究区，探究土壤碳垂直分布特征，并结合稳定碳同位素技术区分土壤原生碳酸盐（Lithogenic carbonate， LC）及次生碳酸盐（Pedogenic carbonate， PC），量化PC形成过程中固定CO2气体的量及来源比例，最后定量计算土壤有机碳（Soil organic carbon， SOC）向无机碳（Soil inorganic carbon， SIC）的转移。结果表明：在植物生长季，土壤SOC含量范围分别为3.38～10.84 g·kg-1及3.44～12.28 g·kg-1，均随土层的加深而减少；土壤碳酸盐含量范围分别为28.14～189.61 g·kg-1及27.47～192.13 g·kg-1，随土层的加深呈现出先增高后减少的趋势，均在60～80 cm处达到最大值。40～60 cm，60～80 cm，80～100 cm土层土壤的PC含量分别为82.40 g·kg-1，113.05 g·kg-1，25.44 g·kg-1；固定CO2的量分别为18.13 g·kg-1，24.87 g·kg-1，5.60 g·kg-1；土壤呼吸释放CO2为主要贡献源。最后计算得出三个土层土壤内碳转移的量为5.16 g·kg-1，6.46 g·kg-1，1.84 g·kg-1。本研究对碳转移进行初步探究，为后续“碳循环”研究提供理论基础。

关键词：土壤碳稳定同位素剖面特征次生碳酸盐碳转移

不同分子量腐殖酸吸附La^(3+)的动力学实验研究

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内蒙古农业大学学报(自然科学版) 2025年第1期46卷 74-81页

作者：施和平耿小川张静茹吴瑞凤内蒙古农业大学理学院呼和浩特010018 内蒙古土壤质量与养分资源重点实验室呼和浩特010018 农业生态安全与绿色发展自治区高等学校重点实验室呼和浩特010018 内蒙古工业大学化工学院呼和浩特010051

本文采用Na_(4)P_(2)O_(7)和NaOH法提取腐殖酸,通过加压超滤膜法截留得到6种不同分子量的腐殖酸,对腐殖酸进行表征,并采用静态吸附法研究其对La^(3+)的吸附机制,探究了浓度、时间、pH、温度和共存离子对吸附的影响。结果表明:①分子量小... 详细信息

本文采用Na_(4)P_(2)O_(7)和NaOH法提取腐殖酸,通过加压超滤膜法截留得到6种不同分子量的腐殖酸,对腐殖酸进行表征,并采用静态吸附法研究其对La^(3+)的吸附机制,探究了浓度、时间、pH、温度和共存离子对吸附的影响。结果表明:①分子量小于4000腐殖酸碳含量较低,碳和氢含量随着分子量的增加而增加,表明不同分子量腐殖酸的组成和结构存在很大差异性;腐殖酸中的芳香度也随着分子量增加而增加,但分子量较小的腐殖酸脂肪度较高;腐殖酸总酸性基团含量随着分子量增加呈整体增加。②不同分子量腐殖酸对La^(3+)的吸附过程均符合准二级动力学方程,线性相关系数R2大于0.99,表明腐殖酸对La^(3+)的吸附主要由化学吸附机制决定;吸附符合弗罗因德利希等温吸附方程,表明为多分子层吸附。③在酸性条件下,吸附量随pH的增加而增大;碱性条件下随pH的增加而减小;但分子量最小的黄腐酸在弱酸性、中性和弱碱性条件吸附能力基本没有变化;吸附量随温度升高而减小,表明吸附反应是放热反应。④溶液中共存金属离子对腐殖酸吸附络合稀土镧离子有显著影响,存在一个浓度临界点,在低浓度时对吸附产生协同作用,而在高浓度下对吸附产生强烈的抑制作用。

关键词：腐殖酸稀土离子吸附机制

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甘肃省黄河干支流水质差异及其影响因素分析

中国环境科学 2025年

作者：张晋博陆志翔罗艳冯起中国科学院西北生态环境资源研究院干旱区生态安全与可持续发展重点实验室中国科学院大学

河流水质对流域的水资源安全和生态建设至关重要。以黄河流域甘肃段为研究对象，基于DEM数据、土地利用数据、水质监测数据和社会经济数据，采用Fragstats 3.3软件和Pearson相关分析方法，计算河道缓冲区景观格局指数，分析水质指标与... 详细信息

河流水质对流域的水资源安全和生态建设至关重要。以黄河流域甘肃段为研究对象，基于DEM数据、土地利用数据、水质监测数据和社会经济数据，采用Fragstats 3.3软件和Pearson相关分析方法，计算河道缓冲区景观格局指数，分析水质指标与景观格局的相关性，探讨影响甘肃省黄河干支流水质的因素。结果表明:(1)2018—2021年，除洮河水质指标浓度总体趋于增长外，甘肃省黄河干流和其他支流水质整体好转，但超过80%的监测点的总氮(TN)指标处于Ⅴ类以上，且渭河、泾河和庄浪河氮源污染水平仍然较高；总氮(TN)和氨氮(NH4+-N)高值区主要分布在流域中部和东部局部地区，大部分地区的总磷(TP)很高，化学需氧量(COD)值空间差异大，且高值区主要集中在兰州市、临夏回族自治州中部的局部地区。(2)景观格局与水质指标存在显著相关性，景观斑块聚集度和连通性越强，水质越好；景观斑块破碎化程度和离散程度越高，水质污染风险越高；(3)水质指标具有较强的空间差异，水质驱动因素结果表明氨氮(NH4+-N)、总磷(TP)、高锰酸钾指数和化学需氧量(COD)指标主要受农村生活和农业生产影响，总氮和溶解氧指标主要受城镇生活和工业生产影响。研究结果为黄河流域甘肃段下一步的水质防治提供了依据。

关键词：景观格局河流水质驱动因素甘肃省黄河

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基于文献计量分析的土壤健康研究进展

中国农业大学学报 2025年第4期 192-205页

作者：张江周程金孙新展张俊伶内蒙古农业大学资源与环境学院/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福建农林大学资源与环境学院/国际镁营养研究所中国农业大学资源与环境学院/国家农业绿色发展研究院/养分资源高效利用全国重点实验室

为明确国内外土壤健康领域研究现状与热点，选择中国知网（CNKI）和Web of Science(WOS)作为数据来源，利用文献计量学和CiteSpace可视化软件对2002—2023年发表的土壤健康领域研究文献进行分析。结果表明：1)2002—2022年土壤健康领域... 详细信息

为明确国内外土壤健康领域研究现状与热点，选择中国知网（CNKI）和Web of Science(WOS)作为数据来源，利用文献计量学和CiteSpace可视化软件对2002—2023年发表的土壤健康领域研究文献进行分析。结果表明：1)2002—2022年土壤健康领域中英文发文量均呈上升趋势，中文发文量远低于英文发文量，仅为英文发文量的14.50%。2）中国和美国土壤健康领域发文量分别占总发文量的28.63%和20.36%；中国科学院、美国农业部、中国农业农村部和印度农业研究委员会等是土壤健康领域发文的主要单位。3）中文文献关键词主要为土壤质量、土壤肥力和土地管理等，而英文文献关键词主要关注土壤环境安全。4）从发文时间来看，CNKI数据库土壤健康领域研究文献依次关注土壤肥力（2002—2014年），土地占补平衡、土地整治与粮食安全（2015—2019年），耕地产能、功能及生物活性（2019—2023年）；而WOS数据库土壤健康领域研究文献主要关注土壤环境质量（2002—2017年），面源污染及重金属污染（2018—2023年）。未来中国和美国仍是土壤健康领域研究的两大中心，耕地质量、耕地产能、土壤污染、健康土壤培育和土壤微生态等可能成为土壤健康领域的研究热点和焦点。

关键词：文献计量法 CiteSpace 土壤健康研究热点

基于GIS技术和聚类分析的汾河上游草地土壤养分空间特征分析

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草业学报 2025年第3期34卷 17-28页

作者：李家新景亚泓张俊净思璞杨宇星范博阳路文杰山西农业大学草业学院农业农村部饲草高效生产模式创新重点实验室草地生态保护与乡土草种质资源创新山西省重点实验室

土壤环境的保护和治理在促进草地健康可持续发展中发挥着关键作用。本研究利用地理信息系统技术，对汾河上游81个草原点的土壤养分状况进行了调查。以土壤化学性质为主要标准的聚类分析将81个地点的表层土壤分为3类。本研究评估了0～10... 详细信息

土壤环境的保护和治理在促进草地健康可持续发展中发挥着关键作用。本研究利用地理信息系统技术，对汾河上游81个草原点的土壤养分状况进行了调查。以土壤化学性质为主要标准的聚类分析将81个地点的表层土壤分为3类。本研究评估了0～10 cm、10～20 cm和20～30 cm这3个深度的土壤养分空间特征。研究发现，研究区草地土壤健康水平较差，自然含水率较低，全磷及碱解氮含量相对匮乏，土壤pH属弱碱性。各类养分相关指标的空间分布特征存在显著差异。不同指标在不同土层中的最佳拟合模型不同，多数指标的空间自相关性较弱，土壤养分空间变异主要受结构因素和随机因素共同影响；各指标在水平方向上存在明显的空间变异规律。土壤养分浓度高的地点周围也有土壤养分含量高的地点，即高-高集聚区，主要分布在汾河源头地区。土壤养分浓度低的地点也被土壤养分低的地点包围，即低-低集聚区，主要分布在汾河流域东部。低-高集聚区域较为分散，高-低集聚区较少，主要分布在汾河上游南部；在垂直方向上，土壤养分含量具有随着土层的加深而逐渐减少的趋势。各指标的集聚特征无明显的变化规律。研究结果可为退化草地修复提供科学合理的指导意见。

关键词：汾河上游土壤健康聚类分析地统计学空间自相关

农田土壤和辣椒/甘薯可食部位镉砷铅污染特征及健康风险评价

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环境科学 2025年第1期46卷 470-477页

作者：张志强韦亮耿丽平刘峰赵全利吴鸿斌薛培英刘文菊河北农业大学资源与环境科学学院省部共建华北作物改良与调控国家重点实验室河北省农田生态环境重点实验室保定071000 河北省农业环境保护监测总站石家庄050035

为探明农田土壤重金属Cd、As和Pb及其在作物可食部位的含量特征,在金属冶炼和污水灌溉共同影响的农田区域,重点调查分析了土壤、辣椒与甘薯可食部位(两种作物果实分别在地上和地下)中Cd、As和Pb含量及污染特征,并采用化学致癌物模型和... 详细信息

为探明农田土壤重金属Cd、As和Pb及其在作物可食部位的含量特征,在金属冶炼和污水灌溉共同影响的农田区域,重点调查分析了土壤、辣椒与甘薯可食部位(两种作物果实分别在地上和地下)中Cd、As和Pb含量及污染特征,并采用化学致癌物模型和化学非致癌物模型对两种作物果实及不同部位进行了人体健康风险评价.结果表明,辣椒和甘薯农田土壤Cd和As达中度复合污染水平,且距离污染源较近的甘薯农田土壤Cd、As和Pb综合污染指数(2.82)显著高于辣椒农田(2.38)(P安全国家标准食品中污染物限量》(GB 2762-2022),全部辣椒果实Cd含量超过《绿色食品辣椒制品》国家农业行业标准(NY/T 1711-2020).进一步分析发现辣椒可食部位对土壤中Cd、As和Pb的富集系数显著高于甘薯,尤其是对土壤Cd具有很强的富集能力,可见富集系数是决定辣椒果实Cd累积的主要因子.对辣椒和甘薯可食部位中化学致癌物Cd和As的健康风险进行评价表明,辣椒果实中Cd累积对成人有较显著健康风险(Ri>1×10^(−4)),辣椒和甘薯可食部位均对儿童有可接受的健康风险,二者中非致癌物Pb尚未对人体产生健康风险.总之,Cd和As中度复合污染区生产的辣椒果实对Cd的富集能力很强,已构成显著的人体健康风险,甘薯则存在可接受水平的健康风险.

关键词：重金属复合土壤辣椒甘薯镉(Cd)-砷(As)-铅(Pb) 污染特征健康风险

1990-2020年攀枝花市植被覆盖度时空变化及其驱动因素

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水土保持学报 2025年第1期39卷 368-376页

作者：李见会何淑勤易海燕郑子成四川农业大学林学院成都611130 长江上游森林资源保育与生态安全国家林业和草原局重点实验室长江上游林业生态工程四川省重点实验室成都611130 水土保持与荒漠化防治重点实验室成都611130 四川农业大学资源学院成都611130

[目的]探究攀枝花市植被覆盖度时空变化特征及驱动因素,为攀枝花市制定区域生态环境保护方案、维护区域生态平衡提供理论依据。[方法]基于Landsat-EVI数据,结合自然和社会经济数据,借助像元二分模型、Theil-Sen Median趋势、偏相关和最... 详细信息

[目的]探究攀枝花市植被覆盖度时空变化特征及驱动因素,为攀枝花市制定区域生态环境保护方案、维护区域生态平衡提供理论依据。[方法]基于Landsat-EVI数据,结合自然和社会经济数据,借助像元二分模型、Theil-Sen Median趋势、偏相关和最优参数地理探测器模型等方法,分析攀枝花市1990—2020年植被覆盖度特征,明晰其驱动因素。[结果]攀枝花市植被覆盖度(FVC)呈“南低北高”的空间分布特征,以高等级植被覆盖为主。1990—2020年,FVC为0.635~0.792,退化区面积占比为17.70%,改善区面积占比为44.97%。FVC与降水、气温呈正相关,区域面积占比分别为61.87%、57.40%。土地利用类型、高程、气温是FVC空间分异的主要影响因素,影响力在0.20以上;因子间的交互作用大多表现为增强,其中,坡向和气温耦合后,影响力可提升到43.00%;各驱动因子对研究区植被生长的影响均有其适宜的范围。[结论]1990—2020年,FVC整体呈上升趋势,但部分区域植被退化明显,未来区域植被建设需要在优化土地利用格局时注重地形分布规律及气候变化,以应对环境演变下植被生态系统可持续发展面临的挑战。

关键词：植被覆盖度气候变化时空变化最优参数地理探测器

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内蒙古荒漠草原典型植物物候对增温和氮添加的响应

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草业科学 2025年

作者：杨子琼屈志强田磊李坤亮王瑞孙雪岩韩国栋任海燕内蒙古农业大学草业学院草地资源教育部重点实验室内蒙古自治区草种质创新与草地资源可持续利用重点实验室蒙草生态环境(集团)股份有限公司

植物物候对气候变化十分敏感，物候序列（返青、现蕾、开花和结实期）的变化能够改变群落种间关系进而影响生态系统的结构和功能，一直是植物生态学的重要研究内容之一。目前，荒漠草原不同植物物候序列及对气候变化的响应仍未清楚解析... 详细信息

植物物候对气候变化十分敏感，物候序列（返青、现蕾、开花和结实期）的变化能够改变群落种间关系进而影响生态系统的结构和功能，一直是植物生态学的重要研究内容之一。目前，荒漠草原不同植物物候序列及对气候变化的响应仍未清楚解析。因此，本研究基于内蒙古荒漠草原长期增温与氮添加实验平台，以增温为主处理因子（地表平均增温幅度1.3℃），氮添加为副处理因子(10 g m-2a-1NH4NO3)，共形成对照（Control，C）、增温（Warming，W）、氮添加（Nitrogen addition，N）、增温+氮添加（Warming+ Nitrogen addition，WN）四个处理。于2023年以短花针茅（Stipa breviflora）、木地肤（Kochia prostrata）和无芒隐子草（Cleistogenes songorica）为研究对象，采用物候打分法对优势植物的返青期、现蕾期、开花期和结实期进行野外监测。结果表明：（1）在增温处理下，2种植物返青期提前（短花针茅和木地肤分别显著提前3.1和2.1天），1种植物返青期推迟；1种植物现蕾期提前，2种植物现蕾期推迟；3种植物开花期提前（其中短花针茅显著提前3.9天）；1种植物结实期提前，2种植物结实期推迟。氮添加处理下，3种植物的返青期推迟（其中无芒隐子草返青期显著推迟3.9天）；2种植物现蕾期提前，1种植物现蕾期推迟；2种植物的开花期提前，1种植物推迟；3种植物结实期提前。在增温+氮添加处理下，2种植物返青期提前，1种植物返青期推迟；3种植物现蕾期提前；2种植物开花期提前（其中木地肤返青期显著提前2.4天），1种植物开花期推迟；3种植物的结实期提前。（2）增温和氮添加处理未改变植物返青-开花和开花-结实的时间间隔。本研究结果将有助于理解全球变化下荒漠草原植物物候的响应规律及其变化机制。

关键词：荒漠草原植物物候气候变暖氮沉降

太原市多尺度生态系统服务权衡/协同关系及生态功能分区

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环境科学 2025年

作者：吴朝巧余晓成宁彧杰林菲牛俊杰赵乐罗君一太原师范学院地理科学学院太原师范学院汾河流域地表过程与资源生态安全山西省重点实验室中国科学院西双版纳热带植物园热带森林生态学重点实验室

深入理解生态系统服务间的关系和生态功能区划，对生态修复和国土空间规划、资源管理和经济持续发展具有重要意义。基于InVEST模型评估太原市2000～2020年产水、碳储量、粮食生产和土壤保持这4种生态系统服务，并运用R语言、GIS技术和... 详细信息

深入理解生态系统服务间的关系和生态功能区划，对生态修复和国土空间规划、资源管理和经济持续发展具有重要意义。基于InVEST模型评估太原市2000～2020年产水、碳储量、粮食生产和土壤保持这4种生态系统服务，并运用R语言、GIS技术和自组织映射等方法识别太原市全域、县域和像元这3种尺度下生态系统服务间权衡/协同关系和生态功能分区。结果表明：①2000～2020年，太原市土地利用和生态系统服务变化显著，耕地和草地面积减少，林地和建设用地面积增加，土壤保持、粮食生产和产水服务增加，碳储量服务略降。②全域尺度，各项生态系统服务之间权衡关系占优势，而像元尺度上则以弱协同关系为主，县域尺度具有显著的区域异质性。③太原市共识别出3种生态系统服务簇，划分为生态保育区、农业生产区和生态脆弱区，其中以生态保育区面积占比最大，根据各分区提出了差异化的管控建议。研究结果可为太原市生态系统服务可持续管理提供科学参考。

关键词：权衡与协同生态系统服务(ESs) 生态功能分区 InVEST模型太原市