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添加微塑料和水稻秸秆对典型农田土壤CO排放的影响

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华中农业大学学报 2024年

作者：胡思晗南倩茹温丽莲赵丽娅湖北大学资源环境学院

为探究微塑料污染对水稻秸秆还田下土壤有机碳矿化的影响，采集3种典型农田土壤（水稻土、红壤和潮土），进行70 d室内培养试验，每种土壤设置对照（control check,CK）、添加微塑料（polyethylene,PE）、添加水稻秸秆（rice straw,RS... 详细信息

为探究微塑料污染对水稻秸秆还田下土壤有机碳矿化的影响，采集3种典型农田土壤（水稻土、红壤和潮土），进行70 d室内培养试验，每种土壤设置对照（control check,CK）、添加微塑料（polyethylene,PE）、添加水稻秸秆（rice straw,RS）、添加微塑料和水稻秸秆（rice straw-polyethylene, RS-PE）4个处理，测定各处理土壤理化性质、CO2释放量、可溶性有机碳（soluble organic carbon,DOC）和微生物量碳（microbial biomass carbon,MBC）含量。结果显示：3种土壤中PE和RS-PE处理下70 d内CO2累积释放量大小为潮土>稻土>红壤。与CK处理相比，RS处理后3种土壤CO2累积释放量均显著增加，PE处理后红壤和潮土中CO2累积释放量显著增加。添加微塑料和水稻秸秆提高了3种土壤DOC和MBC含量，促进土壤有机碳矿化。3种土壤中E2/E3值依次为水稻土>红壤>潮土；且添加微塑料和水稻秸秆提高了土壤DOC平均相对分子质量、芳香性和疏水性。3种土壤有机碳矿化均与DOC平均相对分子质量（E2/E3）呈显著负相关，且水稻土和潮土有机碳矿化与DOC芳香性(SUVA254)和疏水性(SUVA260)呈显著正相关。研究结果表明，微塑料和水稻秸秆还田显著影响土壤有机碳的矿化。

关键词：微塑料土壤水稻秸秆有机碳矿化 CO 排放

北极楚克奇陆架边缘“大西洋水层”钕同位素示踪

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地球科学 2024年第8期49卷 2938-2951页

作者：杨映叶黎明倪建宇于晓果原超葛倩宋赛张泳聪自然资源部海底科学重点实验室&自然资源部第二海洋研究所浙江杭州310012 南京大学地理与海洋科学学院江苏南京210023

温暖的“大西洋水层”为北冰洋提供了重要的热量来源,是决定其海冰状况、冰架分布及周边冰盖稳定性的关键因素.通过分析M04孔沉积物中稀土元素(REE)的含量及其配分模式和Fe-Mn氧化物组分的钕同位素组成,探讨了晚更新世以来楚克奇陆架边... 详细信息

温暖的“大西洋水层”为北冰洋提供了重要的热量来源,是决定其海冰状况、冰架分布及周边冰盖稳定性的关键因素.通过分析M04孔沉积物中稀土元素(REE)的含量及其配分模式和Fe-Mn氧化物组分的钕同位素组成,探讨了晚更新世以来楚克奇陆架边缘REE的富集机制、εNd示踪水团性质的有效性以及“大西洋水层”的强弱变化.结果表明,间冰期Fe-Mn氧化物是溶解态REE沉淀的主要载体,但冰期缺少Fe-Mn氧化物的灰色层中也富集了大量的溶解态REE.同时,Fe-Mn氧化物萃取液中εNd介于—5.50~—8.74之间,呈现出冰期高,间冰期低的特点,有效指示了“大西洋水层”在楚克奇陆架边缘的活动.在间冰期,“大西洋水层”增强,为陆架输入的Fe2+和Mn2+创造了再氧化的条件;而在冰期,“大西洋水层”几乎退出了楚克奇陆架边缘.参照现代冰川溶水的化学组成,导致冰期M04孔Fe-Mn氧化物萃取液中REE富集和εNd显著正偏的环境要素,很可能是东西伯利亚冰盖的扩张及其冰下排水,而不是海冰排盐形成的“卤水”.这些发现进一步揭示了北冰洋REE的富集机制,论证了εNd示踪“大西洋水层”的有效性,并深化了对“大西洋水层”演变规律的认知.

关键词：钕同位素稀土元素大西洋水层楚克奇陆架边缘北冰洋海洋地质

中国深度参与全球海洋生物多样性保护的研究与展望

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科学通报 2024年第12期69卷 1598-1612页

作者：林昕李艺王磊吴思扬王宏伟石哲萱陈治学张欣宜章紫曦柳欣戴民汉厦门大学近海海洋环境科学国家重点实验室厦门361102 厦门大学海洋与地球学院厦门361102 厦门大学环境与生态学院厦门361102 自然资源部第三海洋研究所自然资源部海洋生态保护与修复重点实验室厦门361005

海洋是全球生物多样性的宝库,目前全球海洋的保护面积不足10%.世界各国如何携手实现“30×30”目标,将面临诸多争议与挑战,全球海洋治理体系正在发生变革.海洋生物多样性保护已成为未来全球海洋治理的重要议题,中国应抓住契机,规划路径... 详细信息

海洋是全球生物多样性的宝库,目前全球海洋的保护面积不足10%.世界各国如何携手实现“30×30”目标,将面临诸多争议与挑战,全球海洋治理体系正在发生变革.海洋生物多样性保护已成为未来全球海洋治理的重要议题,中国应抓住契机,规划路径,以实现深度参与.本文通过对全球海洋生物多样性议题发展过程中的关键事件开展溯源分析,系统梳理了全球海洋生物多样性保护的现行治理机制与发展趋势,并基于该领域代表性的国际调查评估,重点剖析全球海洋生物多样性的现状以及未来实现“30×30”目标将要面临的挑战.综合以上,对中国未来深度参与全球海洋生物多样性保护的实施路径进行思考与展望.面对国际形势与国家需求,中国应首先夯实科技支撑,加快构建自主化、智能化和国际化的海洋生物多样性观测网络与基础数据库.以科技引领海洋强国建设,支撑中国积极参与重塑全球海洋治理秩序,为海洋资源的可持续开发与利用提供中国方案.

关键词：海洋生物多样性全球海洋治理 “30×30”目标 BBNJ协定可持续发展命运共同体

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山东省小麦玉米秸秆资源分布与还田减肥潜力

中国农业科学 2024年第11期57卷 2202-2214页

作者：柴如山朱丽青刘梦阳罗来超张亮亮程启鹏张朝春安徽农业大学资源与环境学院/农田生态保育与养分资源高效利用安徽省重点实验室/自然资源部江淮耕地资源保护与生态修复重点实验室安徽农业大学生物技术中心中国农业大学资源与环境学院

【目的】山东地处华北地区，是我国小麦玉米主产省份。明晰其秸秆资源的空间分布特征及秸秆还田的养分替代潜力，可为推进全省秸秆综合高效利用和农田化肥合理减量增效提供决策依据。【方法】基于统计年鉴资料和文献调研数据，利用草谷... 详细信息

【目的】山东地处华北地区，是我国小麦玉米主产省份。明晰其秸秆资源的空间分布特征及秸秆还田的养分替代潜力，可为推进全省秸秆综合高效利用和农田化肥合理减量增效提供决策依据。【方法】基于统计年鉴资料和文献调研数据，利用草谷比法对2019—2021年山东省不同地区小麦玉米秸秆年均产量及还田情景下的化肥可替代量进行测算。【结果】2019—2021年山东省小麦和玉米秸秆年均产量分别为2 928万t和2 252万t，两种秸秆资源的区域占比表现为鲁北（34.9%、34.7%）>鲁西南（27.6%、24.9%）>鲁中（20.2%、21.4%）>鲁东（9.1%、11.3%）>鲁东南（8.2%、7.8%）。单位面积小麦秸秆可收集量排序为鲁北(5 573 kg·hm-2)>鲁西南(5 380 kg·hm-2)>鲁中(5 361 kg·hm-2)>鲁东南(5 088 kg·hm-2)>鲁东(4 968 kg·hm-2)，玉米秸秆可收集量排序为鲁西南(5 121 kg·hm-2)>鲁北(5 034 kg·hm-2)>鲁东南(4 807 kg·hm-2)>鲁中(4 790 kg·hm-2)>鲁东(4 709 kg·hm-2)。秸秆产量较高的菏泽、德州、聊城、济宁和潍坊五市的小麦和玉米秸秆总占比分别为57.5%和55.5%，而秸秆产出较少的东营、淄博、日照和威海四市的两种秸秆总占比分别仅为7.2%和8.0%。全省小麦秸秆N、P2O5、K2O养分年均资源量分别为13.94万t、5.13万t和50.90万t，玉米秸秆N、P2O5、K2O养分资源量分别为16.65万t、6.58万t和36.60万t。区域尺度上单位面积小麦秸秆还田当季的N、P2O5、K2O养分理论可替代化肥的量分别为16.7—18.7、7.8—8.7和110.4—123.8 kg·hm-2，玉米秸秆还田的N、P2O5、K2O养分可替代化肥的量分别为25.4—27.6、11.8—12.8和83.2—90.5 kg·hm-2。【结论】山东省不同地区的小麦玉米秸秆资源总量及单位面积可收集量存在一定差异，应因地制宜加强秸秆高效利用；秸秆还田利用情景下需考虑还田秸秆的替代化肥潜力，以促进化肥减量增效和农业绿色发展。

关键词：小麦玉米秸秆资源秸秆还田化肥替代山东省

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极端气候对中国粮食生产的影响及其应对措施

科技导报 2024年第16期42卷 82-90页

作者：许航刘盛刘磊刘学军中国农业大学资源与环境学院北京100193 兰州大学资源环境学院兰州730000

随着全球气候变暖趋势加剧,极端气候事件对粮食生产的影响愈发显著。2023年中国粮食生产遭受极端气候的严重冲击,导致全国农田大面积减产,对粮食安全构成了严重威胁。为应对频发的极端气候事件,从全国农业布局调整、作物育种研发、农田... 详细信息

随着全球气候变暖趋势加剧,极端气候事件对粮食生产的影响愈发显著。2023年中国粮食生产遭受极端气候的严重冲击,导致全国农田大面积减产,对粮食安全构成了严重威胁。为应对频发的极端气候事件,从全国农业布局调整、作物育种研发、农田水利设施建设、土壤质量优化、立法保障农业绿色发展、推广农业金融服务、建立农业灾害预警系统等7个方面提出了中国极端气候事件频发下的应对措施,并通过与《“十四五”全国种植业发展规划》对比,提出了中国应对极端气候事件的策略。中国未来粮食生产的核心任务是提高对各种灾害的长期防御能力,重视气候变化给未来农业生产带来的挑战,确保粮食生产的安全与稳定。

关键词：气候变化极端气候粮食生产

城乡融合对低碳土地利用效率影响的空间效应——以长三角地区为例

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自然资源学报 2024年第6期39卷 1299-1319页

作者：刘笑杰金晓斌罗秀丽周寅康肖人荣南京大学地理与海洋科学学院南京210023 自然资源部海岸带开发与保护重点实验室南京210023 自然资源部碳中和与国土空间优化重点实验室南京210023 兰州大学资源环境学院兰州730000

城乡融合是国土空间低碳转型的重要路径,在区域一体化背景下探究其对低碳土地利用的作用机制具有重要意义。在测度城乡融合发展水平和低碳土地利用效率的基础上,运用ESTDA框架和空间计量模型量化了长三角地区城乡融合对低碳土地利用的... 详细信息

城乡融合是国土空间低碳转型的重要路径,在区域一体化背景下探究其对低碳土地利用的作用机制具有重要意义。在测度城乡融合发展水平和低碳土地利用效率的基础上,运用ESTDA框架和空间计量模型量化了长三角地区城乡融合对低碳土地利用的时空动态性,并对具体因素及其空间效应进行甄别。结果表明:(1)2005—2020年长三角城乡融合发展水平与低碳土地利用效率在波动中上升,区域差异显著并呈现以区域中心城市为核心的扩散模式;(2)城乡融合发展水平与低碳土地利用效率之间具有显著的空间正相关且空间依赖程度呈增强态势,局部格局保持稳定并表现出HH型和LL型的空间聚类趋同现象;(3)城乡融合发展相对于低碳土地利用格局演化的空间整合性较弱,且局部关联和动态跃迁展现出一定的路径依赖和空间锁定特征;(4)城乡融合是影响低碳土地利用的关键因素,其发展水平每提高1%将导致本地低碳土地利用效率增加0.2%,而控制因素中科技投入和对外开放的直接效应为正,财政压力和生态压力的直接效应为负,财政压力、环境规制、公共服务设施和土地市场化则均不存在显著的空间溢出效应。研究结果可为制定低碳高效的土地利用政策,促进城乡融合高质量发展提供参考。

关键词：城乡融合土地利用效率空间溢出效应低碳长三角

基于自然的山水林田湖草沙一体化保护和修复技术路径探索

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中国土地科学 2024年第6期38卷 40-49页

作者：周妍王金满陈妍应凌霄周旭冯宇景明自然资源部国土整治中心(自然资源部土地科技创新中心) 北京100035 自然资源部土地整治重点实验室北京100035 中国地质大学(北京)土地科学技术学院北京100083 中国科学院生态环境研究中心北京100085 中国自然资源报社北京100860

研究目的:探索将基于自然的解决方案(NbS)融入山水林田湖草沙一体化保护和修复工程实施全过程的理论框架、技术路径,对其全过程技术体系和适应性管理进行研究,为科学推进工程实施提供理论基础和技术参考。研究方法:文献梳理、对比分析... 详细信息

研究目的:探索将基于自然的解决方案(NbS)融入山水林田湖草沙一体化保护和修复工程实施全过程的理论框架、技术路径,对其全过程技术体系和适应性管理进行研究,为科学推进工程实施提供理论基础和技术参考。研究方法:文献梳理、对比分析和归纳总结。研究结果:(1)山水工程实施的全过程应围绕NbS准则和指标要求,在调查评价、规划设计、工程实施和管理维护全过程融入NbS理念,以有效指导工程实施;(2)将NbS作为山水工程的理论指引,应针对特定生态问题和修复对象,识别关键修复要素并选择对应工程技术;(3)串联关键生态系统要素、贯通区域(流域)—保护修复单元—场地三个尺度是将NbS融入山水工程,推动全要素、多尺度、多层级治理的实现路径。研究结论:将NbS准则融入山水工程调查评价、规划设计、工程实施和管理维护全过程,是保证山水工程实施成效的关键,需尽快完善相关理论和实践研究、形成具体标准和范式,推动生态系统整体保护、系统修复和综合治理。

关键词：山水林田湖草沙一体化保护和修复基于自然的解决方案(NbS) 技术路径

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不同土地利用方式砖红壤团聚体水稳性及其对前期含水率的响应

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土壤学报 2024年第4期61卷 978-988页

作者：王杰任少聪魏玉杰黄伊静阳邦戈蔡崇法华中农业大学资源与环境学院武汉430070

前期含水量是影响土壤团聚体稳定性的重要因素,而其对砖红壤结构稳定性的影响缺乏系统研究,本文以海南地区3种典型利用方式(林地、荒地、耕地)下玄武岩发育砖红壤团聚体为研究对象,测定其理化性质,干、湿筛团聚体组成及不同前期含水率(3... 详细信息

前期含水量是影响土壤团聚体稳定性的重要因素,而其对砖红壤结构稳定性的影响缺乏系统研究,本文以海南地区3种典型利用方式(林地、荒地、耕地)下玄武岩发育砖红壤团聚体为研究对象,测定其理化性质,干、湿筛团聚体组成及不同前期含水率(3%、5%、10%、15%、20%)条件下3~5 mm粒径团聚体破碎后粒径分布状况,采用冗余分析探究了土壤性质及前期含水率对不同土地利用方式砖红壤团聚体水稳性的影响。结果表明:(1)不同土地利用方式下,土壤部分性质存在显著差异,如土壤pH、有机碳、阳离子交换量及部分交换性盐基离子等,其余性质差异较小。(2)土壤水稳性团聚体组成总体呈现“单峰”或“双峰”分布,峰值主要出现在2~1 mm和0.5~0.25 mm处,对于表层土壤而言,林地土壤团聚体稳定性最高,而耕地土壤团聚体稳定性较弱,表下层土壤稳定性显著(P90%,MWD>1.5,GMD>1.2),随着前期含水率的增加,团聚体破碎后大团聚体(>2 mm)含量有不同程度的变化,整体呈现水稳性大团聚体含量随前期含水率增加而增加。(4)土壤有机碳是影响砖红壤团聚体水稳性的最主要因素,其对团聚体水稳性差异的解释率达80.6%。

关键词：砖红壤土壤结构前期含水率团聚体水稳性

先验信息驱动的DSInSAR自适应相位优化算法

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中国矿业大学学报 2024年第2期53卷 409-420页

作者：李世金卞正富高延东张书毕郑南山张秋昭张艳锁田雨中国矿业大学环境与测绘学院江苏徐州221116 中国矿业大学自然资源部国土环境与灾害监测重点实验室江苏徐州221116

相位优化是分布式散射体干涉合成孔径雷达(Distributed Scatterers Interferometric Synthetic Aperture Radar,DSInSAR)技术中提升相位信噪比的关键步骤.为了改善现有相位优化算法在矿区大梯度形变对应密集条纹处的相位信息严重损失问... 详细信息

相位优化是分布式散射体干涉合成孔径雷达(Distributed Scatterers Interferometric Synthetic Aperture Radar,DSInSAR)技术中提升相位信噪比的关键步骤.为了改善现有相位优化算法在矿区大梯度形变对应密集条纹处的相位信息严重损失问题,提出一种基于先验信息驱动的DSInSAR自适应相位优化算法.算法首先采用常规小基线集技术反演初始时序形变相位,通过时序相位预处理获取先验形变相位信息;然后将其从原始单视复数(Single Look Complex,SLC)相位中去除,获取SLC残余相位,结合相干性次幂加权策略构建残余相位优化模型,通过先验形变相位补偿,估计最终优化相位.试验结果表明:提出算法可有效兼顾大梯度形变场对应条纹密集区域的相位信息保护及噪声抑制,且有效提升了大梯度形变区域的监测点密度及监测精度,较常规优化算法具有更好的自适应效果及优化性能.

关键词： DSInSAR 相位优化先验信息矿区形变监测