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老化前后聚乙烯微塑料的变化和对四环素植物毒性的影响

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农业环境科学学报 2024年

作者：罗渊乔升赵英蓉孟祥茁山西农业大学资源环境学院土壤环境与养分资源山西省重点实验室

通过观察和测定聚乙烯微塑料（PE-MPs）老化前后的形貌特征、比表面积、孔隙、粒径、接触角和傅里叶变换红外光谱，分析了其理化性质的变化，并以大白菜种子为受试生物，通过植物早期生长试验，探究了其对四环素植物毒性的影响。研究结... 详细信息

通过观察和测定聚乙烯微塑料（PE-MPs）老化前后的形貌特征、比表面积、孔隙、粒径、接触角和傅里叶变换红外光谱，分析了其理化性质的变化，并以大白菜种子为受试生物，通过植物早期生长试验，探究了其对四环素植物毒性的影响。研究结果表明，聚乙烯微塑料经老化后颗粒破碎变小，Dx50由91.4 μm减小至77.3 μm；比表面积增加，从4.150 8 m2·g-1增加至4.967 1 m2·g-1；接触角由103°减小至79°，表明其由疏水性变为亲水性；含氧官能团增多，并于1 650～1 800 cm-1处出现新增的羰基（C＝O）特征吸收带。与单独四环素相比，老化前后聚乙烯微塑料存在下，0.5 mg·L-1和5 mg·L-1四环素对大白菜种子发芽也无显著影响；但对胚根伸长和子叶光合色素合成的抑制作用均随微塑料含量的升高而加剧。其中，相对根长的最大降低幅度为18.9个百分点，光合色素相对含量的最大降低幅度为51.1个百分点。相较于老化前，微塑料老化后对四环素植物毒性的加剧效应有所减弱。

关键词：聚乙烯微塑料四环素老化亲疏水性植物毒性子叶光合色素

亚稳态赤铁矿结构特征及其对Pb(Ⅱ)固持的影响

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环境科学学报 2024年第1期44卷 389-399页

作者：刘娟柳依依熊娟汪明霞谭文峰侯静涛华中农业大学资源与环境学院国家环境保护土壤健康诊断与绿色修复重点实验室武汉430070

亚稳态铁氧化物是土壤环境中常见的活性组分,其对铅的迁移转化行为与归趋具有重要影响.本研究以自然界常见的赤铁矿为例,通过NaBH_(4)还原处理模拟自然环境赤铁矿表面的还原溶解过程,用XRD、SEM、EPR、PAL及NH3-DRIFT等表征技术和批量... 详细信息

亚稳态铁氧化物是土壤环境中常见的活性组分,其对铅的迁移转化行为与归趋具有重要影响.本研究以自然界常见的赤铁矿为例,通过NaBH_(4)还原处理模拟自然环境赤铁矿表面的还原溶解过程,用XRD、SEM、EPR、PAL及NH3-DRIFT等表征技术和批量吸附实验考察了亚稳态赤铁矿结构特征及其对Pb(Ⅱ)固持的影响.结果发现当赤铁矿颗粒出现亚稳态结构时,其表面会变粗糙,颗粒结晶度变弱.经NaBH_(4)处理获得赤铁矿的亚稳态结构以氧空位为主.批次吸附实验表明亚稳态结构的赤铁矿会抑制Pb(Ⅱ)吸附,是由于亚稳态结构的赤铁矿Lewis酸位点更多,会与带正电的铅离子产生排斥,从而抑制了Pb(Ⅱ)的吸附.本研究为进一步理解环境中铁氧化物的亚稳态结构而引起的表面化学性质差异以及对污染物的迁移行为的影响提供了新的见解.

关键词：亚稳态赤铁矿 Pb(Ⅱ) 固持性能

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城市绿道生态系统大型土壤动物群落特征研究

长江流域资源与环境 2024年第3期33卷 561-571页

作者：黄玉梅徐卫超曾倩张丹桔肖菲菲肖玖金解文峰四川农业大学风景园林学院四川成都611130 四川农业大学林学院四川成都611130

绿道,作为城市一种开放的绿色线性空间,不仅具有景观、游憩等社会功能,还具有重要的生态价值,是城市生态环境保护和生物多样性保育的重要绿色基础设施。通过野外调查、室内分析等手段,对不同城市绿道生境大型土壤动物群落特征进行研究,... 详细信息

绿道,作为城市一种开放的绿色线性空间,不仅具有景观、游憩等社会功能,还具有重要的生态价值,是城市生态环境保护和生物多样性保育的重要绿色基础设施。通过野外调查、室内分析等手段,对不同城市绿道生境大型土壤动物群落特征进行研究,探讨生境类型、廊道宽度、植物配置及土壤理化性质对土壤动物多样性保育的影响。结果显示:滨水绿道生境大型土壤动物群落个体密度、类群数、多样性指数显著高于道路绿道生境(P土壤动物指示种为喜湿的地蜈蚣属(Geophilus)和鼠妇虫属(Porcellio),而道路绿道生境指示种为喜热的短猛蚁属(Brachyponera);土壤温度(ST)、土壤容重(SBD)、土壤含水量(SWC)、铵态氮(AN)、速效钾(AK)、乔木层丰富度指数(TR)、落叶乔木占比(DTR)等环境因素,对大型土壤动物群落分布有显著影响。未来可以通过增加生态廊道宽度、提高落叶乔木占比、增施有机肥、适当保留凋落物等途径,提高城市绿道系统土壤生物多样性保育功能。研究结果为探索构建生态、高效城市绿道的近自然途径提供一定的理论依据。

关键词：城市绿道生物多样性保育大型土壤动物生态廊道

基于Py-GCMS定量分析不同覆膜年限土壤中微塑料含量以及微生物群落变化

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农业环境科学学报 2024年

作者：黄彭鑫悦刘宇航吕凤媛张艳艳高雪松四川农业大学资源学院四川农业大学西南作物基因资源发掘与利用国家重点实验室

为探究不同覆膜年限农田中微塑料的污染水平及其微生物群落的变化，本研究采集覆膜年限5、15 a以及从未覆膜的农田土壤，在土壤中采用Py-GCMS定量微塑料含量并采用高通量测序手段，探讨不同覆膜年限对土壤微塑料含量的影响以及残膜生态... 详细信息

为探究不同覆膜年限农田中微塑料的污染水平及其微生物群落的变化，本研究采集覆膜年限5、15 a以及从未覆膜的农田土壤，在土壤中采用Py-GCMS定量微塑料含量并采用高通量测序手段，探讨不同覆膜年限对土壤微塑料含量的影响以及残膜生态位微生物和土壤微生物群落的变化。研究显示，随着覆膜年限的增加，土壤中微塑料的含量呈上升趋势。5 a覆膜（A地）土壤中微塑料含量为0.47 g·kg-1，而15 a覆膜（B地）土壤中微塑料含量为2.66 g·kg-1。此外，研究还表明覆膜时间对土壤微生物群落丰度、多样性和种类组成产生了显著影响。5 a覆膜（A地）土壤中的细菌丰富度和多样性均高于膜上细菌，而15 a覆膜（B地）土壤中的细菌丰富度虽然低于膜上细菌，但多样性却高于膜上细菌。5 a覆膜（A地）土壤中的真菌丰富度高于膜上真菌，但土壤中的真菌多样性低于膜上真菌，而15 a覆膜（B地）土壤中的真菌丰富度和多样性均高于膜上真菌。尽管地理位置、作物种植种类以及农业生产方式不同，但两地残膜表面均富集了具有降解塑料能力的菌株，包括假单胞细菌属、类诺卡氏菌属等，证明塑料残膜的存在促进了土壤中特异细菌的生长。研究表明，随着覆膜年限增加土壤微塑料污染水平加剧，同时微塑料会导致周围环境的微生物群落发生改变。

关键词：微塑料 Py-GCMS 微塑料含量微生物群落地膜

污染水稻土淹水-落干过程土壤铁形态转化及元素生物有效性的原位监测

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土壤学报 2024年

作者：赵万通王雨枫刘哲黄巧云易层冯雄汉王小明华中农业大学资源与环境学院农业农村部长江中下游耕地保育重点实验室土壤环境与污染修复湖北省重点实验室国家环境保护部土壤健康诊断与绿色修复重点实验室

针对我国水稻土重金属污染问题，以广东韶关大宝山矿区污染水稻土为研究对象，通过淹水-落干培养实验，结合化学提取、薄膜扩散梯度技术（DGT）和相关分析，探究了磷酸盐（P）或腐殖酸（HA）添加对土壤铁（Fe）形态及相关元素生物有效... 详细信息

针对我国水稻土重金属污染问题，以广东韶关大宝山矿区污染水稻土为研究对象，通过淹水-落干培养实验，结合化学提取、薄膜扩散梯度技术（DGT）和相关分析，探究了磷酸盐（P）或腐殖酸（HA）添加对土壤铁（Fe）形态及相关元素生物有效性的影响。结果表明：淹水2d至42 d，酸溶性Fe2+、无定形Fe（Feox）和Fe活化度分别由1.5 g·kg-1升至4.8g·kg-1、6.6g·kg-1升至10.1 g·kg-1、21%升至29%，添加P或HA处理中无定形Fe含量均降低。土壤落干后，Feox和Fe活化度分别快速下降至7.4 g·kg-1和21.6%。对于CaCl2提取态重金属，土壤淹水14 d后降至最低，而落干后砷（As）、镉（Cd）、铜（Cu）和锌（Zn）分别快速增至0.1、0.4、0.3和7.0 mg·kg-1；在淹水初期P处理和HA处理的As含量较对照分别提升了80%和35%，但降低了Cu、Zn和Cd含量，添加HA造成CaCl2提取态Cu、Zn、Cd减少率均大于67%。淹水过程中，DGT提取态P、Fe含量先增加后减小，Zn含量逐渐降低；土壤有效态P、As含量主要受有效态Fe控制；添加P或HA处理均降低了淹水前期有效Zn含量。上述结果为重金属污染土壤修复和农业安全利用提供了重要的科学依据。

关键词：水稻土铁氧化物重金属磷薄膜扩散梯度技术生物有效性

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土壤真菌群落结构对辣椒长期连作的响应特征

环境科学 2024年第1期45卷 543-554页

作者：陈芬余高王谢丰李廷亮孙约兵铜仁学院贵州省梵净山地区生物多样性保护与利用重点实验室铜仁554300 山西农业大学资源环境学院晋中030801 农业农村部产地环境污染防控重点实验室天津市农业环境与农产品安全重点实验室天津300191

通过研究辣椒长期连作对土壤真菌群落结构特征的影响,揭示连作障碍机制,以期为辣椒产地生态安全和产业可持续发展提供理论依据.以铜仁市某蔬菜大棚种植基地辣椒连作土壤为研究对象,采用Illumina MiSeq高通量测序方法分析了农田土壤真菌... 详细信息

通过研究辣椒长期连作对土壤真菌群落结构特征的影响,揭示连作障碍机制,以期为辣椒产地生态安全和产业可持续发展提供理论依据.以铜仁市某蔬菜大棚种植基地辣椒连作土壤为研究对象,采用Illumina MiSeq高通量测序方法分析了农田土壤真菌多样性和群落结构,探讨了土壤理化性质和真菌群落特征对长期辣椒连作的响应,采用典范对应分析(CCA)和相关性网络分析了土壤真菌群落结构与环境因子的互作关系.结果表明,土壤pH和有机质(OM)含量随着连作年限的延长而降低,全磷(TP)和有效磷(AP)含量随着连作年限的增加而增加,水解氮(AN)和速效钾(AK)含量呈先降低后上升的趋势,全氮(TN)和全钾(TK)含量变化则不明显.长期连作先降低后提高Chao1指数和Observed species指数,降低了Shannon指数和Simpson指数.在门水平上被孢霉门(Mortierellomycota)的相对丰度随着连作年限的延长而降低,子囊菌门(Ascomycota)呈先增加后降低的趋势,担子菌门(Basidiomycota)则呈先降低后增加的趋势.在属水平上植物病原菌镰刀菌属(Fusarium)的相对丰度随着连作年限的延长而增加,有益菌被孢霉属(Mortierella)和青霉属(Penicillium)则呈逐渐降低趋势.此外,长期连作还使土壤真菌共生网络变得简单.CCA结果表明,pH、OM、TN、AN、AP和AK是连作土壤真菌群落结构组成的主要环境因子,相关性网络分析结果显示,pH、OM、TN、TP、TK、AN、AP和AK是Fusarium、瓶毛壳属(Lophotrichus)、Penicillium、Mortierella、毛葡孢属(Botryotrichum)、圆孢霉属(Staphylotrichum)、小不整球壳属(Plectosphaerella)和顶孢霉属(Acremonium)等真菌群落结构的主要环境因子.综上所述,连作改变了土壤的理化性质,影响了土壤真菌群落的多样性和群落结构,改变了微生物间的互作关系,破坏了土壤的微生态平衡,可能是导致辣椒连作障碍的主要原因.

关键词：辣椒连作真菌群落结构环境因子典范对应分析(CCA) 相关性网络分析

超顺磁性纳米功能材料Fe_(3)O_(4)@Ca(H_(2)PO_(4))_(2)对Cd污染稻田土壤修复作用的研究

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环境科学学报 2024年第1期44卷 414-423页

作者：江湘婷张立志万灿孙圆鹏黎洁王强西南大学资源环境学院重庆400716 重庆市农业资源与环境研究重点实验室重庆400716 四川省绵阳市涪城区住房和城乡建设局绵阳621000

农田土壤镉(Cd)污染与危害不容忽视,亟需探索经济、高效的Cd污染土壤修复技术.采用共沉淀法制备超顺磁性纳米磷酸盐功能化材料(Magnetic nano-Fe_(3)O_(4)@Ca(H_(2)PO_(4))_(2),MFC),并用于重庆市某Cd污染稻田土壤磁选修复,在修复后的... 详细信息

农田土壤镉(Cd)污染与危害不容忽视,亟需探索经济、高效的Cd污染土壤修复技术.采用共沉淀法制备超顺磁性纳米磷酸盐功能化材料(Magnetic nano-Fe_(3)O_(4)@Ca(H_(2)PO_(4))_(2),MFC),并用于重庆市某Cd污染稻田土壤磁选修复,在修复后的稻田栽培本地低Cd富集水稻“神9优28”和常规水稻“宜香优2115”,研究了施加MFC对土壤理化性质、土壤总Cd和有效态Cd含量、水稻根茎叶和籽粒Cd含量的影响.结果表明,MFC磁选修复Cd污染稻田土壤,显著提高了土壤全磷、有机质和阳离子交换量(CEC)含量;显著降低了土壤中的总Cd和有效态Cd含量,以施加1.0%功能化材料的降Cd效果最好,土壤中总Cd去除率为24.03%,有效Cd含量下降12.30%;两种水稻根、茎、叶和成熟期籽粒中Cd含量均显著降低,且低Cd富集品种糙米中的Cd含量显著低于常规品种.

关键词：磁性纳米材料磷酸盐稻田土壤 Cd 大田修复

准噶尔荒漠两种灌木冠下土壤无机氮含量变化特征

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草业学报 2024年第5期33卷 183-195页

作者：潘斯瑶宋渝川袁如薏候圣彤蔡俊歌陈冰程军回新疆农业大学资源与环境学院新疆土壤与植物生态过程重点实验室新疆乌鲁木齐830052

土壤无机氮作为植物可直接吸收和利用的氮源,其含量变化反映了土壤供氮能力。大量研究表明荒漠生态系统中土壤无机氮含量受到灌木种类和空间位置的影响。然而,有关采样方向对土壤无机氮含量的影响,目前仍所知甚少。基于此,本研究以准噶... 详细信息

土壤无机氮作为植物可直接吸收和利用的氮源,其含量变化反映了土壤供氮能力。大量研究表明荒漠生态系统中土壤无机氮含量受到灌木种类和空间位置的影响。然而,有关采样方向对土壤无机氮含量的影响,目前仍所知甚少。基于此,本研究以准噶尔荒漠西北缘两种广泛分布的优势灌木为对象-梭梭和里海盐爪爪,通过测定和计算两物种个体大小(大、中、小和较小个体)在4个空间位置(主根周围、冠幅中央、冠幅边缘和株间空地)和4个采样方向(东、南、西和北)上0~10 cm和10~20 cm土层中土壤铵态氮、硝态氮含量和铵硝比,分析了灌木个体大小、空间位置和采样方向主效应及其交互效应对各土层无机氮含量的影响。研究结果发现:1)梭梭和里海盐爪爪冠下土壤无机氮含量均受到个体大小主效应的影响。两物种大个体冠下硝态氮含量均显著高于较小个体,梭梭大个体冠下铵态氮含量和铵硝比最低,而里海盐爪爪大个体冠下则拥有最高的铵态氮含量和铵硝比,表明土壤无机氮含量变化存在灌木个体大小依赖性。2)两物种冠下0~10 cm土层中硝态氮和铵态氮含量都显著高于10~20 cm,意味着灌木对表层土壤无机氮的影响幅度更大。3)梭梭冠下土壤无机氮含量还受到个体大小与采样方向交互作用的影响,且在冠幅东侧和南侧存在无机氮富集特征。4)空间位置和采样方向对里海盐爪爪冠下土壤无机氮存在显著交互作用,在里海盐爪爪冠下东侧和南侧,主根周围无机氮含量普遍高于其他3个空间位置。这些结果表明荒漠生态系统中土壤无机氮的变化特征因物种而异,同时受到个体大小、空间位置和采样方向等多种因素的影响。

关键词：土壤无机氮灌木个体大小空间位置采样方向荒漠生态系统

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亚热带同质园不同树种枝、叶氮磷含量及其重吸收特征

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长江流域资源与环境 2024年第5期33卷 993-1003页

作者：赖明玥何樟儒朱鹏杨玉莲李婧李济宏贾世冰李晗张丽谭波徐振锋游成铭长江上游林业生态工程四川省重点实验室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华西雨屏区人工林生态系统研究长期科研基地都江堰灵岩山常绿阔叶林省级长期科研基地四川农业大学林学院四川成都611130 绵阳市安州区自然资源局四川绵阳622651 绵阳师范学院生态安全与保护四川省重点实验室四川绵阳621000

植物氮磷含量及其重吸收特征是揭示林木养分利用策略的有效途径。然而,目前关于不同树种枝、叶氮磷含量及其重吸收特征的研究结果尚不明确。为探究不同树种枝、叶氮磷化学计量及其重吸收效率的变化规律,以亚热带同质园中大叶樟(Cinnamom... 详细信息

植物氮磷含量及其重吸收特征是揭示林木养分利用策略的有效途径。然而,目前关于不同树种枝、叶氮磷含量及其重吸收特征的研究结果尚不明确。为探究不同树种枝、叶氮磷化学计量及其重吸收效率的变化规律,以亚热带同质园中大叶樟(Cinnamomum platyphyllum)、油樟(***)、香樟(***)、香椿(Toona sinensis)、红椿(***)、天竺桂(***)和桤木(Alnus cremastogyne)7种阔叶树种人工林为研究对象,采集其枝、叶(成熟、凋落)样品,测定氮、磷含量,计算重吸收效率。结果表明:(1)桤木成熟(6.35 g/kg)和凋落枝(5.38 g/kg)氮含量显著高于其他树种,但其磷含量则相反,而红椿、香椿、桤木成熟(20.02~23.21 g/kg;1.59~2.75 g/kg)和凋落叶(17.69~21.43 g/kg;1.12~1.95 g/kg)氮、磷含量整体高于其他树种。香樟、油樟成熟叶以及桤木凋落枝、叶氮磷比均显著高于其他树种,且树种枝叶氮磷比均土壤理化性质的共同影响,而枝主要受土壤理化性质的影响。研究结果表明,相较于其他乡土树种,选择桤木和红椿等落叶树种作为人工混交林的改造树种,可能更有利于提升亚热带人工林的质量。

关键词：同质园人工林乡土树种氮磷化学计量养分重吸收效率