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单县表层土壤重金属污染特征、健康风险及溯源解析

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环境科学 2025年第1期46卷 442-452页

作者：赵庆令李清彩马龙贾琛陈娟山东省鲁南地质工程勘察院(山东省地质矿产勘查开发局第二地质大队) 济宁272100 自然资源部采煤沉陷区综合治理与生态修复工程技术创新中心济宁272100 山东农业大学资源与环境学院泰安271018

掌握土壤重金属污染风险特征及定量解析潜在来源,对精准防控、科学管理与安全利用土壤资源具有重要意义.以单县表层土壤为研究对象,采集并测定了330件表层土壤样品As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn等8种重金属含量,借助地累积指数和富集... 详细信息

掌握土壤重金属污染风险特征及定量解析潜在来源,对精准防控、科学管理与安全利用土壤资源具有重要意义.以单县表层土壤为研究对象,采集并测定了330件表层土壤样品As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn等8种重金属含量,借助地累积指数和富集指数评价了重金属污染程度,利用生态环境部指定的健康风险模型评价了重金属所产生的致癌风险和非致癌风险,运用绝对主成分得分-多元线性回归模型(APCS-MLR)定量解析了表层土壤中重金属的来源.结果表明,单县表层土壤样品中8种重金属的平均值均低于菏泽市表层土壤背景值和国家农用地土壤污染风险筛选值,Hg含量的变异系数达40.26%,其他7种元素含量的变异系数均低于15.2%;经Igeo和EF评价,仅Hg元素约5%的样点为轻微污染,其他7种重金属均为无污染或轻微污染状态;表层土壤中As对成人及儿童的致癌风险和非致癌风险为可耐受水平,其他7种重金属对成人及儿童的致癌风险和非致癌风险均可忽略;表层土壤中Cd、Cu、Zn、Ni和As的主要物质来源为自然背景源,Cr和Hg的主要物质来源分别为农业养殖源和工业燃煤源,Pb的主要污染来源包括其他未知源和自然背景源,自然背景源、农业养殖源、工业燃煤源和其他未知源平均贡献率分别为51.69%、27.18%、6.83%和14.31%,说明单县表层土壤中重金属来源主要为自然背景源,其次为农业养殖源.

关键词：重金属(HMs) 地累积指数富集指数健康风险源解析

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构树根萌条水培生根发育及解剖观察

山东农业大学学报(自然科学版) 2025年第01期 1-10页

作者：刘永贵梁伟伟蒋慧儿欧阳昆唏周玮华南农业大学林学与风景园林学院广东省森林植物种质创新与利用重点实验室广东省木本饲料工程技术研究中心

构树具有重要的生态和经济价值，它不仅可以作为保护环境、修复土壤污染的先锋树种，还可以作为为动物提供蛋白质和能量的畜牧饲料来源。本文采用广州种源构树根萌条为试验材料，设计NAA浓度、IBA浓度、霍格兰浓度和萌条成熟度四因素四... 详细信息

构树具有重要的生态和经济价值，它不仅可以作为保护环境、修复土壤污染的先锋树种，还可以作为为动物提供蛋白质和能量的畜牧饲料来源。本文采用广州种源构树根萌条为试验材料，设计NAA浓度、IBA浓度、霍格兰浓度和萌条成熟度四因素四水平的正交试验，确定最佳水培处理方式。同时对水培不同时间的萌条生根部位进行石蜡切片，观察不定根形成过程。结果表明，NAA、IBA、霍格兰浓度和成熟度对生根效果指数的影响均极显著；其中，NAA的最佳处理水平为0.1 mg/L,IBA的最佳处理水平为0 mg/L，霍格兰浓度的最佳处理水平为1/4，成熟度的最佳水平为3（保留6个叶片）。通过对不同水培时期的生根萌条基部横切观察，构树萌条水培生根过程可分为三个时期，其中5～6 d为根原基形成时期，9～12 d为不定根的发生时期，12 d以后为不定根的伸长期。构树根萌条水培9 d左右开始出现不定根，不定根原基起源于形成层，为诱生型根原基。成熟度3（保留6个叶片）的构树根萌条在1/4霍格兰+NAA 0.1 mg/L的处理下水培生根效果最佳，生根率达100%，生根效果指数为42.55。

关键词：构树萌条水培生根

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3个树种对不同程度土壤干旱的生理生化响应

生态学报 2013年第12期33卷 3648-3656页

作者：吴芹张光灿裴斌方立东山东省土壤侵蚀与生态修复重点实验室/山东农业大学林学院/国家林业局泰山森林生态站泰安271018

利用盆栽试验和采用人工浇水后持续自然耗水的方法,研究了3年生山杏(Prunus sibirica)、沙棘(Hippophae rhamnoides)、油松(Pinus tabulaeformis)对土壤干旱胁迫的生理生化响应过程。结果表明:随着干旱程度加剧,3个树种叶片相对含水量(L... 详细信息

利用盆栽试验和采用人工浇水后持续自然耗水的方法,研究了3年生山杏(Prunus sibirica)、沙棘(Hippophae rhamnoides)、油松(Pinus tabulaeformis)对土壤干旱胁迫的生理生化响应过程。结果表明:随着干旱程度加剧,3个树种叶片相对含水量(LRWC)及叶绿素(Chl)含量持续下降,细胞膜透性逐渐增大;其中,以山杏和沙棘变化幅度较大,油松最小;3个指标发生显著变化的土壤相对含水量(RWC)临界值,油松为54.7%、山杏和沙棘分别为46.7%和48.4%。3个树种超氧化物歧化酶(SOD)与过氧化物酶(POD)两种抗氧化酶活性,随RWC降低先升高后降低;维持较高抗氧化酶活性的RWC范围,油松为32.9%—76.4%、山杏和沙棘分别为46.7%—77.9%和35.8%—78.2%;在不同土壤干旱程度下,油松的抗氧化酶活性水平高于沙棘和山杏。3个树种两种渗透调节物质脯氨酸(Pro)与可溶性糖(Ss)的含量随RWC降低而增加,油松的增加幅度大于山杏和沙棘;Pro含量的增加速度大于Ss含量。结论:3个树种可通过渗透调节、抗氧化酶活性升高等途径增强对干旱逆境的耐受性和适应性;3个树种的抗旱能力为油松>沙棘>山杏。

关键词：抗旱生理水分胁迫抗氧化酶活性渗透调节抗旱评价

黄土丘陵区土壤水分对黄刺玫叶片光响应特征参数的影响

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生态学报 2016年第16期36卷 5142-5149页

作者：夏宣宣张淑勇张光灿方立东张松松李辉山东省土壤侵蚀与生态修复重点实验室国家林业局泰山森林生态站山东农业大学林学院泰安271018

在半干旱黄土丘陵区,以3年生黄刺玫(Rosa xanthina L.)植株为材料采用盆栽控水试验,利用CIRAS-2型便携式光合作用测定系统在8个土壤水分含量下测定了黄刺玫叶片的光响应过程。探讨了黄刺玫光合生理参数与土壤水分的定量关系及土壤水分... 详细信息

在半干旱黄土丘陵区,以3年生黄刺玫(Rosa xanthina L.)植株为材料采用盆栽控水试验,利用CIRAS-2型便携式光合作用测定系统在8个土壤水分含量下测定了黄刺玫叶片的光响应过程。探讨了黄刺玫光合生理参数与土壤水分的定量关系及土壤水分效应等级划分问题。结果表明:黄刺玫的净光合速率(P_n)、光合量子效率(Φ)、水分利用效率(WUE)、胞间CO_2浓度(C_i)和蒸腾速率(T_r)对土壤水分都具有明显阈值响应特征。土壤相对含水量(RWC)在36.2%—81.2%范围内,黄刺玫在强光下的P_n和WUE水平较高,光合作用不会发生明显的光抑制。RWC为66.5%左右时,Φ与P_n达到最高水平,表现出较强的光能利用潜力;RWC为81.2%为时,T_r达最大值,RWC为44.5%时,WUE为最大值。依据黄刺玫叶片P_n、C_i、T_r和WUE与土壤水分的定量关系确定RWC在低于36.2%时为"低产低效"等级,在36.2%—44.5%之间为"低产高效"等级,44.5%—66.5%为"高产高效"等级,66.5%—81.2%为"高产中效"等级,在高于81.2%时为"低产低效"等级。

关键词：光合作用黄刺玫土壤水分黄土丘陵区等级划分

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不同设障年限沙丘土壤粒径和有机碳分布特征

环境科学研究 2014年第6期27卷 628-634页

作者：许婷婷董智李红丽邵水仙王丽琴山东农业大学林学院山东泰安271018 山东省土壤侵蚀与生态修复重点实验室山东泰安271018 泰山森林生态站山东泰安271018

为探讨沙柳沙障对毛乌素沙地土壤粒径和SOC（土壤有机碳）的影响,选取流动沙丘、设障2和7 a的半固定和固定沙丘为研究对象,利用多重分形理论分析不同设障年限沙丘PSD（土壤粒径分布）（以φ计）和w（SOC）的分布特征.结果表明：设置沙障... 详细信息

为探讨沙柳沙障对毛乌素沙地土壤粒径和SOC（土壤有机碳）的影响,选取流动沙丘、设障2和7 a的半固定和固定沙丘为研究对象,利用多重分形理论分析不同设障年限沙丘PSD（土壤粒径分布）（以φ计）和w（SOC）的分布特征.结果表明：设置沙障后,φ（黏粒）、φ（粉粒）与φ（极细砂）增加,φ（细砂）与φ（中砂）下降;土壤粒径的多重分形参数D1/D0（D1为PSD均匀性程度,D0为PSD宽度）和δ-f（δ）谱图可以反映沙丘土壤PSD的宽度与均匀性程度,随着设障年限延长,PSD的D1/D0均小于流动沙丘,土壤中细粒物质显著增多.D0表现为设障7 a沙丘（1.01）〉流动沙丘（1.00）〉设障2 a沙丘（0.93）,D1表现为流动沙丘（0.91）〉设障2 a沙丘（0.88）〉设障7 a沙丘（0.65）.w（SOC）随着设障年限的延长而显著增加,设障7 a沙丘与其他2类沙丘间w（SOC）差异显著;多重分形参数可以表征土壤养分状况与流沙防治状况,设障沙丘上部、下部的w（SOC）与PSD的D1/D0之间有明显的相关关系,设障沙丘上部、下部D1/D0间呈明显负相关,设障沙丘中部D1/D0之间则呈正相关,流动沙丘各部位w（SOC）与D1/D0间无显著相关关系.

关键词：沙柳沙障土壤粒径分布多重分形参数有机碳毛乌素沙地

模拟降雨下麻栎林地表径流和壤中流及氮素流失特征

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生态学报 2019年第8期39卷 2732-2740页

作者：王荣嘉高鹏李成刘潘伟孙鉴妮刘晴山东农业大学林学院国家林业局泰山森林生态站山东省土壤侵蚀与生态修复重点实验室泰安271018

为探讨人工林地地表径流和壤中流产流机制及其氮素流失规律,选择鲁中南山区典型林地麻栎林为研究对象,采用模拟降雨试验方法,研究麻栎林与荒草地的产流及氮素流失特征。结果表明:(1)麻栎林的总产流量、地表径流量、壤中流量分别是荒草地... 详细信息

为探讨人工林地地表径流和壤中流产流机制及其氮素流失规律,选择鲁中南山区典型林地麻栎林为研究对象,采用模拟降雨试验方法,研究麻栎林与荒草地的产流及氮素流失特征。结果表明:(1)麻栎林的总产流量、地表径流量、壤中流量分别是荒草地的80.5%、61.4%、162.2%。地表径流产流呈不断增加且趋于稳定的特征;壤中流产流时间明显滞后于地表径流的,产流过程径流量波动比较小,保持相对稳定。地表径流量和壤中流量随时间的变化过程可分别通过对数函数和多项式函数进行模拟。(2)麻栎林的全氮总流失浓度、地表径流全氮流失浓度、壤中流全氮流失浓度为11.5、13.1、8.9 mg/L,分别比荒草地低19.0%、13.8%、8.2%。地表径流全氮流失浓度一般前期较大,而后递减并趋于稳定;壤中流全氮流失浓度在整个产流过程中保持相对稳定。地表径流和壤中流全氮流失浓度随降雨时间的变化过程可分别通过幂函数和多项式函数进行模拟。(3)在整个降雨产流过程中,麻栎林和荒草地的地表径流量分别占总产流量的61.8%和81.1%,麻栎林和荒草地的地表径流全氮流失量分别占全氮总流失量的70.4%和87.0%,径流、氮素的流失都以地表径流为主。与荒草地相比,麻栎林具有明显增加壤中流,减少氮素流失效果。

关键词：鲁中南山区模拟降雨地表径流壤中流氮素流失

不同土壤水分下山杏光合作用光响应过程及其模拟

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生态学报 2011年第16期31卷 4499-4508页

作者：郎莹张光灿张征坤刘顺生刘德虎胡小兰山东农业大学林学院山东省土壤侵蚀与生态修复重点实验室国家林业局泰山森林生态站山东泰安271018

利用CIRAS-2型便携式光合作用测定系统,在黄土高原丘陵沟壑区,测定了山杏(Prunus sibirical L.)在8个土壤水分梯度下光合作用的光响应过程,并采用直角双曲线模型、非直角双曲线模型和直角双曲线修正模型对其进行拟合分析。结果表明:土... 详细信息

利用CIRAS-2型便携式光合作用测定系统,在黄土高原丘陵沟壑区,测定了山杏(Prunus sibirical L.)在8个土壤水分梯度下光合作用的光响应过程,并采用直角双曲线模型、非直角双曲线模型和直角双曲线修正模型对其进行拟合分析。结果表明:土壤相对含水量(RSWC)在56.3%—80.9%范围内,山杏在强光下能维持较高的光合作用水平,受到的光抑制不明显。在此土壤水分范围内,3个模型均能较好地拟合光合作用的光响应过程及其表观量子效率(Φ)、光补偿点(LCP)和暗呼吸速率(Rd),对Φ、LCP和Rd的拟合精度以非直角双曲线模型>直角双曲线修正模型>直角双曲线模型。但超出此范围(即RSWC80.9%)时,山杏的光合作用在强光下会发生明显的光抑制,表现为光合速率随光强增加而明显降低,量子效率和光饱和点明显减小,此时只有直角双曲线修正模型能较好地拟合山杏光响应过程及其特征参数。结论:山杏光合作用正常的土壤水分范围在RSWC为56.3%—80.9%之间;直角双曲线修正模型能较好地拟合各种土壤水分下山杏的光响应过程及其特征参数;直角和非直角双曲线模型适用于正常水分下山杏光响应过程及其特征参数的模拟,但不能用于拟合胁迫水分(或光抑制)下的光响应过程。

关键词：植物光合生理山杏土壤水分光响应模型光合作用模拟

不同土壤水分下山杏光合作用CO_2响应过程及其模拟

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应用生态学报 2013年第6期24卷 1517-1524页

作者：吴芹张光灿裴斌徐志强赵瑜方立东山东省土壤侵蚀与生态修复重点实验室/山东农业大学林学院/国家林业局泰山森林生态站山东泰安271018

在半干旱黄土丘陵区,以2年生盆栽山杏为材料,应用CIRAS-2型光合作用系统,测定了8个土壤水分梯度下山杏光合作用的CO2响应过程,并采用直角双曲线模型、指数方程和直角双曲线修正模型对其CO2响应数据进行拟合,分析了山杏光合作用与土壤水... 详细信息

在半干旱黄土丘陵区,以2年生盆栽山杏为材料,应用CIRAS-2型光合作用系统,测定了8个土壤水分梯度下山杏光合作用的CO2响应过程,并采用直角双曲线模型、指数方程和直角双曲线修正模型对其CO2响应数据进行拟合,分析了山杏光合作用与土壤水分的定量关系.结果表明:山杏CO2响应过程对土壤水分有明显的阈值响应特征.维持山杏叶片较高的光合速率(Pn)和羧化效率(CE)的土壤相对含水量(RWC)在46.3%～81.9%,在此水分范围内,光合作用没有发生明显的CO2饱和抑制现象;当RWC超出此范围,土壤水分升高或降低均明显降低山杏叶片的光合能力(Pnmax)、CE和CO2饱和点(CSP).在不同土壤水分条件下,3个模型对山杏CO2响应数据的模拟效果有明显差别.在46.3%～81.9%土壤水分范围内,3个模型均能较好地拟合山杏CO2响应过程及其特征参数CE、CO2补偿点(Γ)和光呼吸速率(Rp),其拟合精度均表现为直角双曲线修正模型>指数方程>直角双曲线模型;当土壤水分含量过高(RWC>81.9%)或过低(RWC<46.3%)时,只有直角双曲线修正模型能较好地拟合山杏CO2响应过程及其特征参数.RWC在46.3%～81.9%范围内,山杏具有较高的光合作用效率;与传统直角双曲线模型和指数方程相比,直角双曲线修正模型具有更好的适用性.

关键词：黄土丘陵区山杏光合作用水分胁迫CO2响应

土壤干旱胁迫对沙棘叶片光合作用和抗氧化酶活性的影响

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生态学报 2013年第5期33卷 1386-1396页

作者：裴斌张光灿张淑勇吴芹徐志强徐萍山东省土壤侵蚀与生态修复重点实验室/山东农业大学林学院/国家林业局泰山森林生态站泰安271018

在半干旱黄土丘陵区,采用盆栽控水试验,通过测定3年生沙棘苗木在8个土壤水分梯度下的光合速率、叶绿素荧光、抗氧化酶活性等光合生理生化指标,探讨沙棘叶片光合作用在土壤干旱逐渐加重过程中的变化过程、机制及其与土壤水分的定量关系... 详细信息

在半干旱黄土丘陵区,采用盆栽控水试验,通过测定3年生沙棘苗木在8个土壤水分梯度下的光合速率、叶绿素荧光、抗氧化酶活性等光合生理生化指标,探讨沙棘叶片光合作用在土壤干旱逐渐加重过程中的变化过程、机制及其与土壤水分的定量关系。结果表明:(1)土壤相对含水量(RWC)在38.9%—70.5%范围内,随干旱胁迫加重,沙棘的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和胞间CO2浓度(Ci)明显下降,而气孔限制值(Ls)显著上升,即Pn下降主要是由气孔限制造成的;当RWC土壤适度水分胁迫能够提高沙棘叶片的水分利用效率(WUE),维持沙棘Pn和WUE处于较高水平的RWC范围为58.6%—82.9%和48.3%—70.5%。(3)土壤干旱加重过程中,沙棘的最大荧光(Fm)、PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ实际光化学效率ΦPSⅡ,光化学猝灭(qP)均表现出逐渐降低的趋势,而初始荧光(Fo)显著升高,非光化学猝灭(NPQ)则表现出先上升后下降的趋势;RWC在38.9%—70.5%的范围内,热耗散是沙棘重要光保护机制;RWC土壤干旱加重过程中,沙棘叶片的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性表现出先升高后降低的趋势,丙二醛(MDA)含量则表现出逐级递增趋势;土壤干旱程度在RWC为48.3%—70.5%时,对沙棘叶片的抗氧化酶系统活性有诱导作用;而土壤干旱到严重胁迫(RWC土壤干旱程度在RWC为48.3%—70.5%时,沙棘叶片可以通过热耗散和酶活性调节协同作用,稳定光合机构的正常功能,Pn下降的主要原因是气孔限制;而干旱到严重胁迫(RWC土壤水分亏缺在RWC为38.9%,维持沙棘具有较高WUE和Pn的土壤水分阈值为RWC在58.6%—70.5%之间。

关键词：沙棘干旱胁迫气体交换叶绿素荧光抗氧化酶活性