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荒漠草原生物结皮演替对结皮层及层下土壤细菌群落结构的影响

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生态学杂志 2021年第7期40卷 2033-2044页

作者：樊瑾李诗瑶王融融余海龙黄菊莹宁夏大学地理科学与规划学院银川750021 宁夏大学生态环境学院银川750021

为探明生物结皮演替对结皮层及层下土壤细菌群落结构的影响,采用空间代替时间序列的研究方法,以位于宁东能源化工基地的荒漠草原的不同演替阶段(藻结皮(ZB)、混生结皮(HB)和藓结皮(TB))的生物结皮和其下0~5 cm土壤为研究对象,通过Illumi... 详细信息

为探明生物结皮演替对结皮层及层下土壤细菌群落结构的影响,采用空间代替时间序列的研究方法,以位于宁东能源化工基地的荒漠草原的不同演替阶段(藻结皮(ZB)、混生结皮(HB)和藓结皮(TB))的生物结皮和其下0~5 cm土壤为研究对象,通过Illumina NovaSeq PE250平台对细菌16S rRNA的V3-V4高变区进行高通量测序,分析了生物结皮演替过程中结皮层及层下土壤细菌α多样性和β多样性、群落结构及其与土壤理化因子的关系。结果表明:细菌α多样性指数表现出了基本一致的趋势,生物结皮下层0~5 cm土壤细菌群落的Chao1指数、ACE指数和香农指数均明显高于结皮层,但不同类型生物结皮细菌α多样性差异不显著(P>0.05);主坐标分析结果表明,不同类型生物结皮下层0~5 cm土壤中细菌OTUs相近,细菌群落物种组成结构相似;藻结皮和混生结皮细菌群落结构有一定的相似性,而藓结皮与藻结皮、混生结皮差异较大。在门水平上相对丰度最高的5个菌群分别为:放线菌门、变形菌门、酸杆菌门和芽单胞菌门和浮霉菌门,且均表现为下层0~5 cm土壤的优势菌群相对丰度高于结皮层,下层0~5 cm土壤的特有属和共有属数量多于结皮层。冗余分析结果表明,土壤有效钾、全氮和有效磷是影响生物结皮层细菌群落结构的主要因素,分别解释了21.4%、18.9%和17.4%的群落结构变化(P<0.05),而EC是影响结皮层下土壤细菌群落结构的主导因子,解释度为20.5%(P<0.05)。这些结果证实了在生物结皮演替进程中,土壤微生物的发育过程与土壤理化性质的改善相互依存,细菌群落结构组成及多样性的变化可能会促进结皮层理化性质的改善。

关键词：荒漠草原生物结皮细菌群落结构高通量测序

硫氮沉降下西北荒漠煤矿区周边土壤性质的变化特点

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生态环境学报 2022年第1期31卷 170-180页

作者：李春环王攀韩翠许艺馨黄菊莹宁夏大学生态环境学院宁夏银川750021 宁夏大学地理科学与规划学院宁夏银川750021 宁夏大学农学院宁夏银川750021

近年来中国大部分区域大气硫、氮沉降速率趋于平稳甚至下降,但西北地区煤炭行业的快速发展使得硫、氮沉降速率加快。燃煤电厂作为酸前体物的主要排放源之一,在其周围开展硫、氮沉降效应研究,可为合理评价煤矿区大气污染物控制措施的实... 详细信息

近年来中国大部分区域大气硫、氮沉降速率趋于平稳甚至下降,但西北地区煤炭行业的快速发展使得硫、氮沉降速率加快。燃煤电厂作为酸前体物的主要排放源之一,在其周围开展硫、氮沉降效应研究,可为合理评价煤矿区大气污染物控制措施的实施效果提供数据支撑。该文以宁东能源化工基地3个燃煤电厂为采样点,研究了电厂周围土壤化学和生物学性质的变化特点,分析了其与降水降尘中硫、氮沉降量的关系。结果表明:研究区土壤pH变化范围分别为8.14—9.94,NO_(3)^(−)-N质量分数、NH_(4)^(+)-N质量分数、速效P质量分数变化范围分别为0.34—1.32、0.37—0.67、0.18—1.18 mg·kg^(−1),蔗糖酶活性变化范围为109.53—372.73 mg·kg^(−1)·h^(−1)。电导率、脲酶活性和磷酸酶活性变异系数较大,变化范围分别为51.60—3890.00μS·cm^(−1)、12.36—51.80 mg·kg^(−1)·h^(−1)和13.98—77.26 mg·kg^(−1)·h^(−1);各土壤指标在电厂间差异较大,在取样距离间差异较小,且无明显的规律性;土壤电导率、NH_(4)^(+)-N质量分数、速效P质量分数和磷酸酶活性与降水降尘中SO_(4)^(2−)沉降量显著正相关(P<0.05)。土壤速效P质量分数、蔗糖酶活性和磷酸酶活性与降水降尘中NO_(3)^(−)沉降量显著负相关(P<0.05)。总体上,土壤pH与降水降尘中硫、氮沉降量相关性较弱。以上结果意味着,当前硫沉降强度有助于提高土壤磷酸酶活性、促进速效养分积累,氮沉降则表现出相反的效应,但二者均未对土壤pH产生明显影响。考虑到高架源大气污染物的长距离迁移性、酸沉降的时间累积性、土壤污染成分组成的复杂性等,今后还需延长取样距离,并结合土壤污染源成分分析,从较长时间尺度上深入探讨工业排放源周边硫、氮沉降的生态效应。

关键词：大气酸沉降土壤速效养分土壤酶活性土壤pH 工业酸排放源

西北荒漠煤矿区降水降尘中盐基离子沉降特征及其效应研究

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生态环境学报 2022年第5期31卷 969-978页

作者：李春环王攀余海龙李冰黄菊莹西北土地退化与生态恢复国家重点实验室培育基地宁夏银川750021 西北退化生态系统恢复与重建教育部重点实验室宁夏银川750021 宁夏大学生态环境学院宁夏银川750021 宁夏大学地理科学与规划学院宁夏银川750021 宁夏大学农学院宁夏银川750021

在全国酸沉降速率趋于平稳而西北地区持续增加的背景下,明晰西北典型区域盐基离子沉降特征有助于合理评价区域酸沉降风险。以宁东能源化工基地3个燃煤电厂为采样点,研究了电厂周围降水降尘混合沉降中盐基离子沉降特征及来源,分析了盐基... 详细信息

在全国酸沉降速率趋于平稳而西北地区持续增加的背景下,明晰西北典型区域盐基离子沉降特征有助于合理评价区域酸沉降风险。以宁东能源化工基地3个燃煤电厂为采样点,研究了电厂周围降水降尘混合沉降中盐基离子沉降特征及来源,分析了盐基离子沉降量与混合沉降酸性质和土壤性质的关系。结果表明,4种盐基离子季沉降量的变化范围均较大,Ca^(2+)为主要的沉降形式;夏季盐基离子沉降量较高,气团主要来源为东南方向。春季和秋季沉降量较低,气团主要来源分别为西北和东南方向;混合沉降输入酸度低于其平均pH,且Ca^(2+)中和因子最大。K^(+)季沉降量与土壤K质量分数、Ca^(2+)季沉降量与土壤Ca^(2+)质量分数呈正相关(P0.05)。该研究区降水降尘中盐基离子沉降量与中国西北地区平均值相当,但低于东部和南部等区域;盐基离子中和了降水降尘输入酸度,其中Ca^(2+)占主导作用。K^(+)和Ca^(2+)沉降促进了土壤K^(+)和Ca^(2+)积累,可能是酸沉降下研究区土壤盐基营养的重要来源。中重度碱性土壤环境下,盐基离子沉降较难改变研究区土壤pH。研究结果为科学评估荒漠煤矿区酸沉降风险提供了数据支撑。

关键词：碱性土壤盐基离子沉降降水降尘混合沉降中和作用宁东能源化工基地

宁东能源化工基地核心区表层土壤酚类污染物的污染评价、空间分布及来源解析

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化工环保 2021年第1期41卷 112-119页

作者：钟艳霞肖俊丞杨帆王幼奇白一茹罗红雪宁夏大学西北土地退化与生态恢复省部共建国家重点实验室培育基地宁夏银川750021 宁夏大学西北退化生态系统恢复与重建教育部重点实验室宁夏银川750021 宁夏大学资源环境学院宁夏银川750021

采集了宁东能源化工基地核心区的146个表层土壤样品,检测了6种优控酚类污染物。运用单因子污染指数、内梅罗综合污染指数和致癌风险指数评价了酚类污染物的污染程度及健康风险。借助主成分分析和绝对主成分分数-多元线性回归受体模型,... 详细信息

采集了宁东能源化工基地核心区的146个表层土壤样品,检测了6种优控酚类污染物。运用单因子污染指数、内梅罗综合污染指数和致癌风险指数评价了酚类污染物的污染程度及健康风险。借助主成分分析和绝对主成分分数-多元线性回归受体模型,结合地统计学方法,对酚类污染物的空间分布及来源进行了分析。结果显示:2,4-二氯酚和2,4,6-三氯酚处于清洁水平,五氯酚在部分区域为重度污染;苯酚、2,4-二氯酚、2,4,6-三氯酚为可接受风险,五氯酚在部分区域为不可接受风险;苯酚、4-硝基酚、间-甲酚和2,4-二氯酚的来源以交通源为主,2,4,6-三氯酚和五氯酚的来源以工业活动源为主。

关键词：酚类污染物健康风险评价来源解析空间分布

叶面滞尘对火电厂周边绿化树种叶片反射光谱及光合作用的影响

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西北林学院学报 2022年第1期37卷 1-9,40页

作者：李诗瑶王融融樊瑾王怡雯余海龙黄菊莹宁夏大学地理科学与规划学院宁夏银川750021 宁夏大学生态环境学院宁夏银川750021

以宁东能源化工基地典型火电厂周边5种常见绿化树种白蜡、臭椿、火炬树、山槐、榆树的叶片为对象,并在雨后第1天和第15天分别采用洗脱法分析其滞尘能力,地物光谱仪测定滞尘对叶面反射光谱的影响,Li-6400便携式光合仪测定滞尘对光合特征... 详细信息

以宁东能源化工基地典型火电厂周边5种常见绿化树种白蜡、臭椿、火炬树、山槐、榆树的叶片为对象,并在雨后第1天和第15天分别采用洗脱法分析其滞尘能力,地物光谱仪测定滞尘对叶面反射光谱的影响,Li-6400便携式光合仪测定滞尘对光合特征参数(净光合速率、气孔导度和蒸腾速率)的影响。结果表明,5种绿化树种的滞尘能力由大到小表现为:火炬树、臭椿、榆树、山槐、白蜡。光谱反射曲线总体特征是洁净叶片反射率大于滞尘叶片反射率,主要表现在740~1300 nm波段,而在350~680、1500~2500 nm波段,则无一致性规律,存在波动。叶面滞尘量与叶片光谱反射率相关性研究表明对叶面滞尘敏感的波段主要集中在可见光波(700~750 nm)和近红外波段(1390~1500 nm)。滞尘不改变叶面特有的反射特征,但存在增强或削弱效果,且这种增强或者削弱效果存在种间差异。滞尘对叶片反射光谱曲线一阶导数的三边位置没有明显影响,说明三边位置对滞尘的干扰不敏感;三边幅值和三边面积对滞尘有明显的响应,5种绿化树种均表现为洁净叶片大于滞尘叶片。在相同的污染环境下,滞尘会对绿化树种的光合生理特征产生抑制作用,但并非滞尘量越大、光合特征损失率越大,而损失的幅度因植物种类的不同而异,存在种间差异。综合各树种受滞尘影响的光合特征参数变化,发现榆树和山槐对当地大气降尘污染的抗性较强。

关键词：绿化树种叶面滞尘叶片反射光谱光合作用

宁夏燃煤电厂周围降水降尘中硫氮沉降特征研究

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生态环境学报 2020年第6期29卷 1189-1197页

作者：王攀朱湾湾樊瑾许艺馨余海龙王斌黄菊莹宁夏大学资源环境学院宁夏银川750021 宁夏大学环境工程研究院宁夏银川750021 中国林业科学研究院亚热带林业研究所浙江富阳311400

燃煤电厂是SO2和NOx的主要排放源之一。本世纪初以来,随着煤炭等行业的快速发展,中国西北地区大气酸沉降速率加快。以宁东能源化工基地3个燃煤电厂为监测点,初步探讨了2019年1—6月电厂周围降水降尘S、N组成特征。结果表明:研究区SO4^2... 详细信息

燃煤电厂是SO2和NOx的主要排放源之一。本世纪初以来,随着煤炭等行业的快速发展,中国西北地区大气酸沉降速率加快。以宁东能源化工基地3个燃煤电厂为监测点,初步探讨了2019年1—6月电厂周围降水降尘S、N组成特征。结果表明:研究区SO4^2−月沉降量、NO3^−月沉降量、NH4^+月沉降量、无机N月沉降量、SO4^2−/NO3^−和NO3^−/NH4^+均存在较大变异,其平均值分别为(2.51±0.07)、(1.17±0.05)、(0.23±0.01)、(1.40±0.05)kg·hm^−2·month^−1、(3.82±0.26)和(5.34±0.21);马莲台电厂和灵武电厂具有较高的SO4^2−月平均沉降量、NH4^+月平均沉降量和SO4^2−/NO3^−,鸳鸯湖电厂具有较高的NO3^−月平均沉降量、无机N月平均沉降量和NO3^−/NH4^+;除SO4^2−/NO3^−外,5月各指标的测定值较高,2月各指标的测定值较低;除SO4^2−月平均沉降量外,各指标在取样距离间差异较小。以上结果意味着,SO4^2−是研究区降水降尘中主要的酸沉降形式、NO3^−是其主要的N沉降形式,体现了以燃煤电厂为主导的工业源排放特点;研究区SO4^2−沉降量与全国水平相当,但低于区域S沉降临界负荷。N沉降量高于中国西北地区平均值,且超过了区域可接受的沉降量;鉴于本研究收集的大气沉降为湿沉降加部分干沉降,故可能低估了研究区S、N总沉降量。考虑到酸沉降的时间累积性,宁夏燃煤电厂S、N限排工作依然十分必要。

关键词：酸沉降临界负荷降尘酸沉降增加降水工业酸排放源

宁夏燃煤电厂周边土壤、植物和微生物生态化学计量特征及其影响因素

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生态学报 2021年第16期41卷 6513-6524页

作者：王攀余海龙许艺馨李春环黄菊莹宁夏大学生态环境学院银川750021 西北土地退化与生态恢复国家重点实验室培育基地银川750021 西北退化生态系统恢复与重建教育部重点实验室银川750021 宁夏大学地理科学与规划学院银川750021

大气酸沉降增加对陆地生态系统的影响已得到了广泛证实,但有关酸沉降累积下工业排放源周边植被-土壤系统元素平衡特征及其影响机制的研究较少。燃煤电厂是主要的工业酸排放源之一。因此,以宁东能源化工基地3个燃煤电厂为观测点,研究了... 详细信息

大气酸沉降增加对陆地生态系统的影响已得到了广泛证实,但有关酸沉降累积下工业排放源周边植被-土壤系统元素平衡特征及其影响机制的研究较少。燃煤电厂是主要的工业酸排放源之一。因此,以宁东能源化工基地3个燃煤电厂为观测点,研究了电厂周边土壤-植物叶片-微生物生态化学计量特征,分析了叶片和微生物生物量生态化学计量特征与降水降尘S、N沉降量及土壤性质的关系。结果表明:土壤和微生物生物量C∶N∶P生态化学计量特征变异系数较大,叶片各指标的变异系数较小。与受人类活动影响较少的其他同类型区相比,研究区具有较高的土壤有机C水平和N、P供给,且P相对于N丰富。植物可能主要受N限制,而微生物主要受P限制;土壤及微生物元素间均存在极显著的线性关系(P0.05)。叶片全N、全P和N∶P具有高的内稳性。微生物生物量N∶P内稳性较强,但生物量N和P内稳性较弱,对土壤环境的变化反应敏感;SO_(4)^(2-)沉降有助于促进叶片对P的摄取和微生物对C、N、P的固持。少量NO_(3)^(-)沉降有利于叶片N摄取,但持续增加的NO_(3)^(-)沉降可能会使土壤P受限性增强,进而抑制叶片P摄取和微生物生物量积累。土壤酶活性、Ca^(2+)和含水量亦显著影响着植物和微生物元素生态化学计量关系(P<0.05)。因此,今后还需结合多个电厂的土壤性质和植被状况,从较长时间尺度上深入揭示酸沉降增加对工业排放源周边植被-土壤系统元素平衡特征的影响机制。

关键词：大气氮硫沉降西北荒漠煤矿区元素内稳性元素限制工业氮硫排放源

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浅析工业区域灰霾形成危害及治理措施

环境与生活 2014年第18期 157-157页

作者：陈凯张炳宏宁夏环境监测中心站

引言随着工业化进程的加快,经济社会发展速度超过了环境承载能力,导致污染现象发生。本文以宁夏宁东能源化工工业区为例,浅述工业区域灰霾的形成及危害,并针对灰霾形成的情况提出了相应的应对措施。霾一般是指空气中因悬浮着大量烟、尘... 详细信息

引言随着工业化进程的加快,经济社会发展速度超过了环境承载能力,导致污染现象发生。本文以宁夏宁东能源化工工业区为例,浅述工业区域灰霾的形成及危害,并针对灰霾形成的情况提出了相应的应对措施。霾一般是指空气中因悬浮着大量烟、尘等微粒而形成的混浊形象。作为一种天气现象,也称灰霾(烟霞),又称大气棕色云。中国气象局《地面气象观测规范》中定义为:"大量极细微的干尘粒等均匀地浮游在空中,使水平能见度小于10千米的空气

关键词：细颗粒物源解析宁东能源化工基地环境空气质量治理措施

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宁东能源(煤)化工基地物质流分析

干旱区资源与环境 2012年第9期26卷 137-142页

作者：智静傅泽强陈燕中国环境科学研究院北京100012 宁夏环境科学设计研究院银川750021

在分析能源(煤)化工基地物质代谢特点的基础上,构建能源(煤)化工基地物质流分析框架,并以宁东能源(煤)化工基地为案例,深入分析基地内不同行业物质代谢规模、效率以及污染结构。研究结果表明:火力发电行业是基地内最大的污染物排放源,... 详细信息

在分析能源(煤)化工基地物质代谢特点的基础上,构建能源(煤)化工基地物质流分析框架,并以宁东能源(煤)化工基地为案例,深入分析基地内不同行业物质代谢规模、效率以及污染结构。研究结果表明:火力发电行业是基地内最大的污染物排放源,其污染物排放量占大气污染物排放总量的82.98%;煤化工行业水资源利用效率最低,其新鲜水生产率最低,而废水排放率最高;新型材料制造行业物质消耗强度和污染物排放强度在各行业中均是最高的。

关键词：物质代谢物质流分析能源(煤)化工基地宁东