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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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施氮量和收获时间对羊草种子产量的影响

草业科学 2024年

作者：仇春辰胡雨彤严涵赵婷婷张一周小国郭亮廖雨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

种植羊草（Leymus chinensis）的过程中会发生发芽率低、分蘖低甚至颗粒无收的现象，而增施氮肥能够在一定程度改善这种情况，另外在何时收获羊草能得到最大的种子产量仍有待研究。为此，本研究开展施氮量(分别为0、150、300 kg·N·hm-... 详细信息

种植羊草（Leymus chinensis）的过程中会发生发芽率低、分蘖低甚至颗粒无收的现象，而增施氮肥能够在一定程度改善这种情况，另外在何时收获羊草能得到最大的种子产量仍有待研究。为此，本研究开展施氮量(分别为0、150、300 kg·N·hm-2·a-1)和收获时间（分别为盛花期后25天、30天、35天、40天、45天）对羊草种子产量影响的试验，以明确新疆羊草的施氮量和最佳收获时间。结果表明：（1）施氮量和收获时间对羊草种子发芽率、产量及其构成因素产生显著影响。收获时间为盛花期后35天的处理与收获时间为盛花期后40天、45天的处理相比，羊草种子发芽率、产量及产量构成因素没有显著的变化。第一次采样中，150 kg·hm-2处理的种子发芽率比0 kg·hm-2处理和300 kg·hm-2处理分别增加了31.25%和12.51%；（2）不同施氮量和收获时间对羊草各部位全氮、全磷均有提高。在新疆羊草种子生产时，适宜的施氮量是150 kg·hm-2，最佳收获时间为盛花期后35天。

关键词：羊草施氮量收获时间种子产量发芽率

2010—2022年陕西省人为源大气氨排放清单及未来减排潜力

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环境科学研究 2024年

作者：高可心马正权郑怡贾宏涛努尔麦麦提·艾尔肯麦麦提·斯马义王国航黄梓豪苏麦耶·亚森玛依努尔·莫沙苏麦亚·乌斯曼新疆农业大学资源与环境学院新疆农业大学新疆土壤与植物生态过程重点实验室

为了解陕西省人为源氨(NH3)的排放特征，基于排放因子法和“自上而下”的县级活动水平收集方法，建立2010—2022年陕西省及其地级市的人为源NH3排放清单，运用STIRAT模型、基于LSTM滑动窗口的BP神经系统模型和情景模拟法，预测2023—203... 详细信息

为了解陕西省人为源氨(NH3)的排放特征，基于排放因子法和“自上而下”的县级活动水平收集方法，建立2010—2022年陕西省及其地级市的人为源NH3排放清单，运用STIRAT模型、基于LSTM滑动窗口的BP神经系统模型和情景模拟法，预测2023—2035年人为源和畜禽养殖的NH3排放变化趋势，量化分析不同发展结构和排放控制措施对NH3排放影响的差异性。结果表明：①2022年陕西省NH3排放总量为24.48×104t，畜禽养殖和氮肥施用是该省NH3排放的主要贡献者，贡献率分别为63.2%和19.5%，其他人为源贡献率为17.3%。2022年陕西省人为源NH3排放量最高和最低的城市分别为榆林市和铜川市，对全省排放总量的贡献率分别为23.7%和2.1%。②2010—2022年陕西省人为源NH3排放总量呈倒“U”型变化趋势，NH3排放量时间变化趋势主要受畜禽养殖活动的影响。③2023—2035年陕西省NH3排放总量在粗放发展状态下呈增长态势，2035年排放量较2020年增长约110%。基于2020年控制政策下的基准发展模式，人为源和畜禽养殖NH3排放量均于2030年左右达到高峰(分别为33.01×104和18.90×104t)，与“碳达峰”时间一致，其2035年排放量较2020年分别增加39.9%和18.3%；在绿色发展情景下，2035年人为源NH3排放量较2020年下降14.42×104t；在GAINS模型建立的政策加强（PR）减排情景下，2035年人为源和畜禽养殖的NH3排放量较2020年分别下降36.4%和16.9%～37.8%。研究显示，当前NH3排放控制措施支持陕西省2030年前完成“碳达峰”目标，但之后的减排效率不明显；如像PR情景假设，通过建设低排放房舍、粪便覆盖储存和低NH3施用等多种减排措施相互组合可以提高减排效率，重点在畜禽养殖源NH3排放控制。

关键词： NH 排放清单 STIRPAT情景模拟 BP神经网络 NH 减排潜势

“乌昌石”城市群大气重污染演变趋势及新冠疫情对其变化的影响

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环境科学学报 2024年第5期44卷 324-338页

作者：郑怡马咏超高可心努尔麦麦提·艾尔肯麦麦提·斯马义帕丽达·牙合甫吐尼沙古丽·乌拉依木江赵金梅代凌峰阿不都拉·阿不都海力力新疆农业大学资源与环境学院乌鲁木齐830052 新疆土壤与植物生态过程重点实验室乌鲁木齐830052 新疆农业大学草业学院乌鲁木齐830052

利用2015—2022年“乌昌石”城市群(乌鲁木齐市、昌吉州、石河子市、五家渠市)逐时大气污染物监测数据,分析了该区域大气重污染和6项常规污染物时空演变趋势及新冠疫情对其变化的影响.结果表明:(1)“乌昌石”城市群大气重污染天数的占比... 详细信息

利用2015—2022年“乌昌石”城市群(乌鲁木齐市、昌吉州、石河子市、五家渠市)逐时大气污染物监测数据,分析了该区域大气重污染和6项常规污染物时空演变趋势及新冠疫情对其变化的影响.结果表明:(1)“乌昌石”城市群大气重污染天数的占比由2015年的6.6%上升到2022年的9.9%,增长率为50.0%,均出现在采暖期;优良天数的占比从72.6%上升到74.5%,但轻度-中度污染天数占比从20.8%下降到15.6%.研究期间,昌吉州、石河子市和五家渠市的大气重污染天数呈上升趋势,其中,五家渠市的大气重污染情况最为严重,其上升幅度为145.5%,只有乌鲁木齐市的大气重污染天数出现较大的下降幅度(54.5%).研究区域重污染过程次数呈上升趋势,总持续天数由2015年的21 d上升到2022年的27d,上升率为28.6%.(2)研究区域SO_(2)、CO、NO_(2)、PM_(10)和PM_(2.5)等5项污染物在研究期间的日均和年均浓度整体呈下降趋势,但O_(3)的年均浓度整体处于上升趋势,研究期间上升了23.6%.研究区域占比较高的首要污染物是PM_(2.5)和PM_(10),每年在采暖期1/3以上时间内PM_(2.5)日均浓度超过国家二级标准(75μg·m^(-3)),而在非采暖期则以PM_(10)污染为主.除乌鲁木齐市外,其他城市颗粒物重污染天数在研究区间内呈波动上升趋势,其中,五家渠市颗粒物重污染天数最多(2016年达到64 d).(3)新冠疫情严格防控期间,大气重污染现象得到了明显的控制,2020年(第1次)疫情严格防控期与2019年同期和2021年同期对比,大气重污染天数分别下降了58.8%和50.0%;2022年(第2次)疫情严格防控期,大气重污染天仅出现在昌吉州(1d)和五家渠市(2d).第1次和第2次严格防控期的AQI值、PM_(2.5)、PM_(10)浓度相对于2019年同期分别下降31.3%、34.6%、35.0%和18.0%、21.5%、24.3%.两次疫情严格防控期间大气污染特征均显示为偏粗颗粒型,其中,PM_(10)的特征值较高,表明污染特征受扬尘和沙尘过程等自然因素影响显著.

关键词：大气重污染新冠疫情首要污染物特征污染物 “乌昌石”城市群

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减氮配施羊粪对库尔勒香梨园土壤真菌群落的影响

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农业资源与环境学报 2024年

作者：谢文歌沈幸李伟张曦瑜何展一吴骏峰柴仲平新疆土壤与植物生态过程实验室新疆农业大学资源与环境学院

为探究减氮配施半腐熟羊粪对库尔勒香梨园土壤真菌群落的影响，提出最佳氮肥减施用量与羊粪配比，本研究以10～12年生库尔勒香梨栽植园0～20 cm土壤样品为试材，设置常规施肥处理(NPK)以及三个氮肥减量处理(N1PK、N2PK、N3PK，分别较常... 详细信息

为探究减氮配施半腐熟羊粪对库尔勒香梨园土壤真菌群落的影响，提出最佳氮肥减施用量与羊粪配比，本研究以10～12年生库尔勒香梨栽植园0～20 cm土壤样品为试材，设置常规施肥处理(NPK)以及三个氮肥减量处理(N1PK、N2PK、N3PK，分别较常规施氮量减少10%、20%、30%)和两个羊粪配施量处理(OF1、OF2，分别施羊粪22500、33750 kg·hm-2)，并形成氮肥减量配施羊粪组合试验处理N、N1F1、N2F1、N3F1、N1F2、N2F2、N3F2，利用高通量测序技术测定土壤理化性质与土壤真菌群落结构组成及群落多样性的关系。结果表明，N3F1、N3F2处理子囊菌门相对丰度与完全施氮处理相比显著提高了97.3%、95.3%。N2F1、N2F2处理爪甲白癣菌、链格孢属相对丰度分别较完全施氮处理显著增加了182倍和4100倍。N1F1、N2F2、N3F2处理对真菌群落α多样性指数的丰富度和多样性、均匀度有显著促进作用。土壤全氮、全碳、有机碳、硝态氮、电导率、pH值是影响微生物真菌群落结构的重要环境因素。硝态氮、有效磷、速效钾、pH、电导率是影响土壤真菌群落α多样性的主要因子。研究表明，10～12年树龄的库尔勒香梨园在完全施氮(300 kg·hm-2)基础上减氮20%～30%(210～240 kg·hm-2)，同时配施羊粪22500～33750 kg·hm-2，更有利于维护香梨园土壤微生物区系的稳定与健康。

关键词：库尔勒香梨氮肥羊粪真菌群落土壤养分

磷添加对棉田土壤理化性质及其细菌多样性的影响

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西南农业学报 2024年第2期37卷 373-381页

作者：张曼侯天钰张应榕王娟红陈波浪新疆农业大学资源与环境学院乌鲁木齐830052 新疆土壤与植物生态过程重点实验室乌鲁木齐830052

【目的】为了解不同磷肥施用量对棉田土壤理化性质及其细菌群落结构的影响,以连续6年不同磷添加的田间定位试验为背景,探讨土壤细菌群落与其理化性质的关系。【方法】试验共设5个处理:0 kg/hm^(2)(P0)、75 kg/hm^(2)(P1)、150 kg/hm^(2)... 详细信息

【目的】为了解不同磷肥施用量对棉田土壤理化性质及其细菌群落结构的影响,以连续6年不同磷添加的田间定位试验为背景,探讨土壤细菌群落与其理化性质的关系。【方法】试验共设5个处理:0 kg/hm^(2)(P0)、75 kg/hm^(2)(P1)、150 kg/hm^(2)(P2)、300 kg/hm^(2)(P3)和450 kg/hm^(2)(P4)。测定花铃期棉田土壤含水率、温度、容重、pH、电导率以及有机质等理化指标,运用高通量测序技术分析不同施磷水平0~20 cm土层细菌多样性及其结构组成。【结果】施磷可以降低pH和电导率含量,而对土壤容重和含水量均无较大影响;不同施磷水平对土壤有机质含量和温度均产生显著影响,且在P2时达到最高。细菌群落结构中,2个优势菌门为变形菌门和放线菌门,3个优势菌纲为γ⁃变形菌纲、α⁃变形菌纲和β⁃变形菌纲,2个优势菌目为假单胞菌目和根瘤菌目,2个优势菌科为假单胞菌科和慢生根瘤菌科,4个优势菌属为中华根瘤菌属、慢生根瘤菌属、链霉菌属和糖多孢菌属。P2处理的OTU数和Chao1指数分别为4702和6217.79,均为最高。说明磷添加可以增加土壤细菌群落的丰富度和多样性。具有溶磷作用的3个门(放线菌门、变形菌门和浮霉菌门)和2个属(慢生根瘤菌属和链霉菌属)相对丰度随磷肥施入而显著升高。RDA分析结果表明,土壤pH、电导率、有机质和容重与放线菌门呈显著正相关,与变形菌门呈负相关。【结论】与不施用磷肥相比,施用磷肥可显著提高土壤温度、有机质和细菌优势菌群(浮霉菌门、β⁃变形菌纲、慢生根瘤菌属和链霉菌属)相对丰度,降低土壤pH和电导率。其中,P2处理的土壤温度、有机质和α多样性明显提高,电导率显著下降,能够有效改善土壤生态环境,进而提高土壤肥力。

关键词：磷肥棉田土壤理化性质细菌群落结构

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基于植被指数融合的无人机冬小麦LNC反演

麦类作物学报 2024年第8期 1063-1073页

作者：愿彬彬汪洋武红旗康镱梁谷海斌骆俊腾王帅帅新疆农业大学资源与环境学院新疆土壤与植物生态过程实验室新疆农业大学草业学院

为了解无人机遥感平台用于快速、准确地监测冬小麦叶片氮含量（LNC）中的可行性，利用无人机遥感平台获取新疆喀什地区新疆农业科学院小麦育种基地冬小麦冠层光谱图像，分析和筛选可见光植被指数、多光谱植被指数与LNC的相关性，建立融... 详细信息

为了解无人机遥感平台用于快速、准确地监测冬小麦叶片氮含量（LNC）中的可行性，利用无人机遥感平台获取新疆喀什地区新疆农业科学院小麦育种基地冬小麦冠层光谱图像，分析和筛选可见光植被指数、多光谱植被指数与LNC的相关性，建立融合植被指数，比较多元线性回归（MLR）、逐步线性回归（SMLR）、随机森林回归（RF）在冬小麦各生育时期对叶片氮含量的适用性，筛选最优冬小麦叶片氮素含量估测模型。结果表明，小麦LNC与可见光植被指数（ExR、IKAW、VARI）、多光谱植被指数（RVI、RDVI、MSR、NDRE、RERDVI）、融合植被指数（ExR×RERDVI、IKAW×RERDVI和VARI×RERDVI）具有较高相关性，遥感监测效果在抽穗期最佳，灌浆期次之，成熟期最差。以融合植被指数作为自变量，采用随机森林回归模型构建的LNC估测模型在抽穗期的预测精度最佳，建模r2、RMSE和nRMSE分别为0.866、0.95 g·kg-1和6.23%,模型验证r2、RMSE和nRMSE分别为0.71、1.61 g·kg-1和10.83%。这说明基于无人机遥感平台利用融合植被指数能够实现对冬小麦LNC的快速、准确估测。

关键词：无人机冬小麦叶片氮含量植被指数可见光多光谱

冻融期巴音布鲁克高寒湿地雪被去除对土壤有机碳库稳定性的影响

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水土保持通报 2024年

作者：胡云鹏陈末杨再磊买迪努尔·阿不来孜田宇欣贾宏涛寇天乐贾远彬新疆农业大学资源与环境学院新疆农业大学草业学院新疆土壤与植物生态过程重点实验室新疆农业大学新生学院

[目的]分析冻融期降雪减少对巴音布鲁克高寒湿地土壤有机碳组分及碳库稳定性的影响,为高寒湿地应对未来气候变化及区域“碳中和”战略措施的制定提供科学数据。[方法]于2022年9月布设野外试验,设置2种处理:雪被去除与自然降雪,分别在冻... 详细信息

[目的]分析冻融期降雪减少对巴音布鲁克高寒湿地土壤有机碳组分及碳库稳定性的影响,为高寒湿地应对未来气候变化及区域“碳中和”战略措施的制定提供科学数据。[方法]于2022年9月布设野外试验,设置2种处理:雪被去除与自然降雪,分别在冻融期的初冻期（11月）、冻结期（3月）、融冻期（7月）进行取样,测定土壤含水量（SWC）、电导率（EC）、pH值,有机碳含量（SOC）,极不稳定有机碳组分（F1）、不稳定有机碳组分（F2）、稳定有机碳组分（F3）和惰性有机碳组分（F4）。[结果]（1）雪被去除后土壤有机碳含量（SOC）在初冻期、冻结期、融冻期均无显著差异,但出现了降低的趋势。雪被去除后有机碳含量在3时期分别降低了2.87%,6.65%和4.49%。（2）初冻期雪被去除后F1和F2组分有机碳含量出现了显著差异（p土壤有机碳有降低的趋势,但土壤碳库稳定性有上升的趋势。而随着冻融进行,土壤有机碳含量呈现出先降低后上升的趋势,而土壤碳库稳定性呈现出先上升后下降的趋势。[结论]短期观测结果表明冻融循环和雪被去除对有机碳含量和碳库稳定性均无显著影响,但雪被去除对土壤的影响大于冻融变化,未来需进一步开展长期定位观测研究,以更好服务高寒湿地科学管理和助力区域碳中和战略实施。

关键词：高寒湿地冻融期雪被去除有机碳组分碳库稳定性

跨区域量化比较3种土壤类型坡面的拦蓄径流能力

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水土保持通报 2024年第2期44卷 128-136,290页

作者：闫颖如张文太胡桂清新疆农业大学资源与环境学院新疆土壤与植物生态过程自治区级重点实验室新疆乌鲁木齐830052

[目的]基于定量化数值建立一个跨区域评价不同土壤类型和管理措施坡面拦蓄径流能力的指标体系,为水土流失防治工作提供科学指导。[方法]在新疆维吾尔自治区伊宁市北山坡的灰钙土、棕红土坡面和贵州赤水市大石河小流域的紫色土坡面各布设... 详细信息

[目的]基于定量化数值建立一个跨区域评价不同土壤类型和管理措施坡面拦蓄径流能力的指标体系,为水土流失防治工作提供科学指导。[方法]在新疆维吾尔自治区伊宁市北山坡的灰钙土、棕红土坡面和贵州赤水市大石河小流域的紫色土坡面各布设了4种管理措施的径流小区,基于2019—2021年4—9月的自然降雨量和径流量观测数据,用径流系数、径流曲线数(CN值)和降雨产流阈值数据量化比较了12个径流小区的减流能力。[结果]不同土壤拦蓄径流能力排序为:灰钙土水平沟>增渗孔>对照;紫色土管理措施坡面减流能力的顺序为:园地>草地>耕地>对照。对于对照小区,当径流系数增加1%时,灰钙土、棕红土和紫色土的径流深分别增加了1.73,2.61和6.79 mm;当CN值增加1时,3种土壤坡面的径流深则将分别减少1.00,1.00和0.71 mm。[结论]跨区域评价不同土壤类型坡面的减流能力时,推荐用CN值和降雨产流阈值指标,不宜使用径流系数。

关键词：跨区域径流调控土壤管理措施 SCS-CN模型降雨产流阈值减流能力