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鄱阳湖湿地细菌群落多样性和可培养细菌功能基因丰度

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环境科学 2024年第4期45卷 2223-2232页

作者：喻江王淳龙永刘贵花李春杰范国权于镇华哈尔滨商业大学食品工程学院哈尔滨150028 江西师范大学地理与环境学院鄱阳湖湿地与流域研究教育部重点实验室南昌330022 中国科学院东北地理与农业生态研究所黑土区农业生态重点实验室哈尔滨150081 黑龙江省农业科学院经济作物研究所哈尔滨150086

鄱阳湖湿地中蕴含着丰富的微生物资源,参与并维持着湿地生态系统的物质循环和稳定.为探明鄱阳湖湿地土壤细菌分布规律,分析可培养细菌群落结构和功能特征,采用Illumina MiSeq高通量测序技术分析了鄱阳湖湿地土壤全部细菌(AW)和湿地外围... 详细信息

鄱阳湖湿地中蕴含着丰富的微生物资源,参与并维持着湿地生态系统的物质循环和稳定.为探明鄱阳湖湿地土壤细菌分布规律,分析可培养细菌群落结构和功能特征,采用Illumina MiSeq高通量测序技术分析了鄱阳湖湿地土壤全部细菌(AW)和湿地外围周边土壤全部细菌(AS)群落结构多样性特征;又结合可培养方法和qPCR功能基因芯片技术,分析了湿地可培养细菌(CW)和湿地外围周边土壤可培养细菌(CS)功能基因丰度差异.研究发现鄱阳湖湿地土壤细菌多样性低于湿地外围周边土壤细菌,变形菌门和酸杆菌门是两种土壤环境中共有的细菌优势菌门,放线菌门、厚壁菌门、绿弯菌门和热脱硫杆菌门也是存在于两种土壤中的主要菌门,但相对丰度均差异显著;网络分析显示湿地土壤较周边土壤细菌网络结构更简单.采用可培养方法获得的不同采样点土壤细菌群落多样性差异不明显.但湿地土壤可培养细菌功能基因的拷贝数高于周边土壤,其中参与氮循环的UreC基因和参与碳固定的acsE基因在两种土壤可培养细菌中相对丰度较高.研究结果可为深入挖掘调控、维持湿地土壤养分循环和促进鄱阳湖湿地生态系统功能稳定性的潜在有益微生物提供理论依据.

关键词：鄱阳湖湿地细菌多样性 Illumina MiSeq高通量测序可培养细菌分子生态网络

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苍山植被类型分布及其覆被变化和群落演替

大理大学学报 2024年第6期9卷 38-46页

作者：陈丽玲倪春晨李志芳陈有君胡小康蒋显锋刘天猛大理大学农学与生物科学学院云南大理671003 苍山洱海一体化保护与流域绿色发展云南省高校协同创新中心云南大理671003 苍山森林生态系统云南省野外科学观测研究站云南大理671003 洱海流域农业生态云南省教育厅重点实验室云南大理671003 大理大学生物科学馆云南大理671003

通过结合植被生态遥感和野外调查对苍山植被覆被类型及其变化开展调查研究。植被遥感解析发现,苍山植被垂直带谱分布格局明显,亚高山带植被群落类型及其转移变化较复杂,核心保护对象苍山冷杉林主要分布于东坡高山带。随着保护区的建立,... 详细信息

通过结合植被生态遥感和野外调查对苍山植被覆被类型及其变化开展调查研究。植被遥感解析发现,苍山植被垂直带谱分布格局明显,亚高山带植被群落类型及其转移变化较复杂,核心保护对象苍山冷杉林主要分布于东坡高山带。随着保护区的建立,苍山植被覆盖度得到了显著提升,各功能分区已基本完全恢复为高覆盖度植被。野外群落调查发现,苍山冷杉林和多变石栎林群落结构稳定,一些海拔区段华山松林、云南松林和旱冬瓜林群落存在衰退风险。相较于以往单一方式的科学调查,本次遥感影像有效地促进了苍山植被覆被类型及其分流变化的解析,能够与野外调查结果相互支持,而对多种植被群落亚型、群系和群丛的野外调查验证依然非常必要。

关键词：植被类型植被垂直带谱植被覆被变化群落结构与演替

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论苍山洱海科学考察历史

大理大学学报 2024年第6期9卷 1-18页

作者：胡小康王弢杨力权大理大学农学与生物科学学院云南大理671003 苍山洱海一体化保护与流域绿色发展云南省高校协同创新中心云南大理671003 苍山森林生态系统云南省野外科学观测研究站云南大理671003 洱海流域农业生态云南省教育厅重点实验室云南大理671003 大理大学生物科学馆云南大理671003

目的:梳理苍山洱海科学考察的历史工作,刻画苍山洱海科学考察的历史脉络,总结苍山洱海科学考察的历史成就,提出未来科学考察的工作建议。方法:通过查阅文献资料,以生物科学考察历程为主线,根据近代以来中国社会的发展进程特征将苍山洱... 详细信息

目的:梳理苍山洱海科学考察的历史工作,刻画苍山洱海科学考察的历史脉络,总结苍山洱海科学考察的历史成就,提出未来科学考察的工作建议。方法:通过查阅文献资料,以生物科学考察历程为主线,根据近代以来中国社会的发展进程特征将苍山洱海科学考察历史划分为不同阶段,论述各阶段的考察工作和主要成就。结果:苍山洱海地区现代意义的科学考察于1882年由以德拉韦为代表的西方人所开启。1919年钟观光进入苍山采集标本,开中国人考察苍山洱海之先河。迄今,该地区的科学考察经历了4个主要发展阶段:新中国成立以前的早期阶段(1949年以前)、新中国初期(1949—1977年)、改革开放前20年(1978—2000年)、近20年(2001年至今)。经过140余年科学考察的成果积累,对苍山洱海的植物、大型真菌及部分动物类群(兽类、鸟类、鱼、部分昆虫)的物种资源及其分布特征已有较为系统的了解,对该区域的自然地理、地质、生态环境资源等亦有较为全面的认知。以福里斯特为代表的植物猎人从该地区带走大量植物种质资源到欧美,极大地促进了西方国家园艺和园林学科及其产业的发展。结论:苍山洱海科学考察的历史绵长、内容丰富,为中国所罕见,对近现代生物学,特别是植物学的发展作出了重要贡献。今后须针对人类强烈活动和全球变化背景下的生物多样性和生态环境保护与恢复、人类社会可持续发展等重大问题,进一步强化生物学、生态学、环境科学等方面的研究,促进科学进步;统筹结合国家级自然保护区管理的工作要求和资源开发利用的社会需求开展技术应用实践,助力苍山洱海更好地服务区域经济社会发展。

关键词：苍山洱海植物猎人植物探险家科学考察科学史

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降雨事件下洱海北部主要入湖河流污染物特征分析

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环境污染与防治 2024年第3期46卷 311-319页

作者：聂菊芬唐诚王俊松郭豪王旭黄智刚和弦秦江杨顺涛李明民云南省生态环境科学研究院云南高原湖泊流域污染过程与管理重点实验室云南昆明650034 广西大学农学院广西农业环境与农产品安全重点实验室广西南宁530004

通过研究2019年雨季(7—9月)洱海最主要的入湖河流污染物特征,对流域内6场次降雨下的污染物浓度与负荷进行监测,阐述6种污染物特征,计算入湖负荷,并评估对洱海的水质影响。结果表明:弥苴河是北三江流域径流与污染物入湖的主要贡献来源,... 详细信息

通过研究2019年雨季(7—9月)洱海最主要的入湖河流污染物特征,对流域内6场次降雨下的污染物浓度与负荷进行监测,阐述6种污染物特征,计算入湖负荷,并评估对洱海的水质影响。结果表明:弥苴河是北三江流域径流与污染物入湖的主要贡献来源,径流量占北三江流域入湖总径流量的47%,氨氮、硝态氮、可溶性总氮(TDN)、正磷酸盐、可溶性总磷(TDP)和化学需氧量(COD)入湖负荷分别占总负荷的40.5%、65.0%、55.0%、55.0%、54.1%、57.1%;TDN、TDP、氨氮、COD污染负荷之间都存在着不同程度的相关性,降雨是影响氮磷等典型污染物负荷入湖的主要因素。雨季径流携带大量养分入湖使水体养分浓度升高,导致水体环境质量下降。因此在雨季控制径流携带污染物入湖,对防控洱海水质持续下降具有重要意义。

关键词：洱海径流氮磷负荷水体富营养化

白洋淀流域种植业氮磷投入-盈余-排放时空特征

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农业环境科学学报 2024年

作者：魏月莹杨紫薇杨见进尹高飞焦会青赵海璇马文奇王佳宝习斌李文超农业农村部农业生态与资源保护总站河北农业大学资源与环境科学学院省部共建华北作物改良与调控国家重点实验室河北省农田生态环境重点实验室

为明晰白洋淀流域种植业氮磷施用、盈余及流失特征及影响因子，以对流域种植业养分管理及氮磷污染控制提供参考依据。本研究以白洋淀流域36个县区为研究对象，从种植业氮磷施用、盈余与流失角度，分析白洋淀流域2015—2020年种植业氮磷... 详细信息

为明晰白洋淀流域种植业氮磷施用、盈余及流失特征及影响因子，以对流域种植业养分管理及氮磷污染控制提供参考依据。本研究以白洋淀流域36个县区为研究对象，从种植业氮磷施用、盈余与流失角度，分析白洋淀流域2015—2020年种植业氮磷排放的时空特征，量化不同作物的相对贡献。结果表明：2015—2020年，白洋淀流域氮磷施用强度分别减少30.2%和31.1%，空间上呈现上游低、中下游高的分布特征。在研究周期内，玉米对种植业氮磷施用量的贡献分别达到31%～41.8%和32.6%～48%；果树氮磷施用强度最大，分别为247～299 kg·hm-2和145.6～199.4 kg·hm-2。从研究期初至期末，白洋淀流域种植业氮磷盈余强度分别减少37.2%、33.3%，空间上呈现上游低、中下游高的分布特征。流域内各作物氮盈余量大小由蔬菜>玉米>小麦>果树变为玉米>小麦>蔬菜>果树，磷盈余量大小始终为玉米>小麦>蔬菜>果树，果树氮磷盈余强度最大，分别为395.8～480.1 kg·hm-2和148～202 kg·hm-2。2015—2020年，白洋淀流域氮磷流失强度分别减少30%、33.3%，空间分布特征与氮磷施用及盈余相同。玉米对种植业氮磷流失量贡献最大，分别为33.3%～43.3%和31.8%～47.1%；蔬菜氮流失强度最大(4.5～5.6 kg·hm-2)，果树磷流失强度最大(0.52～0.72 kg·hm-2)。种植业氮磷盈余与流失强度极大程度上取决于施肥强度，为减少流失应对氮磷施用强度大的作物及地区进行针对性管理。

关键词：种植业氮磷盈余流失

改变碳输入对亚热带针阔混交林土壤化学性质和微生物群落的影响

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农业环境科学学报 2024年

作者：李静凯朱丽琴黄荣珍刘萍渝王金平房焕英侯斌南昌工程学院流域生态智能监测与综合治理江西省重点实验室

为探究有机碳输入改变对土壤微生物群落特征的影响，促进亚热带针阔混交林土壤肥力提升和生态系统恢复，本文以亚热带红壤退化地恢复形成的木荷与马尾松针阔混交林为研究对象，原位设置凋落物输入+根系输入+菌根输入（LRM，对照）、双... 详细信息

为探究有机碳输入改变对土壤微生物群落特征的影响，促进亚热带针阔混交林土壤肥力提升和生态系统恢复，本文以亚热带红壤退化地恢复形成的木荷与马尾松针阔混交林为研究对象，原位设置凋落物输入+根系输入+菌根输入（LRM，对照）、双倍凋落物输入+根系输入+菌根输入（2LRM）、凋落物去除+根系输入+菌根输入（NRM）、凋落物去除+根系去除+菌根输入（NNM）和凋落物去除+根系去除+菌根去除（NNN）5种处理，利用高通量测序技术研究混交林表层土壤微生物群落特征，并探讨其与土壤化学性质的关系。结果表明：2LRM和NNN处理显著降低了土壤酸性磷酸酶的活性，NRM、NNM和NNN处理显著降低了土壤真菌的丰富度指数和多样性指数，改变有机碳输入对细菌Alpha多样性影响不显著。混交林土壤优势细菌门为酸杆菌门（15.5%～40.2%）、变形菌门（23.6%～35.5%）和放线菌门（11.2%～17.7%），优势真菌门为担子菌门（32.5%～47.8%）、子囊菌门（26.9%～48.8%）和被孢菌门（12.8%～34.5%）。NRM处理使子囊菌门的相对丰度提高了62.1%，使担子菌门的相对丰度降低了27.6%。NNM处理使放线菌门和被孢菌门的相对丰度分别提高了57.8%和169.8%，使酸杆菌门和担子菌门的相对丰度分别降低了57.7%和22.7%。NNN处理使被孢菌门的相对丰度提高了61.0%。土壤有机质、蔗糖酶和多酚氧化酶是影响土壤细菌群落变化的关键因子，pH和蔗糖酶是影响土壤真菌群落的关键因子。研究表明，有机碳输入增加和减少均降低了真菌Alpha多样性，均未改变细菌Alpha多样性；地上凋落物和地下根系的同时去除对微生物群落组成影响最大。

关键词：土壤微生物有机碳输入改变高通量测序土壤化学性质木荷与马尾松混交林

亚热带典型农林流域磷持留时空特征及其影响因素

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环境科学学报 2024年第2期44卷 193-202页

作者：贾中政孟岑李裕元吴大付刘欢瑶白姣杰余少波张苗苗宫殿林吴金水河南科技学院资源与环境学院新乡453000 中国科学院亚热带农业生态研究所亚热带农业生态过程重点实验室长沙410125 中国科学院大学北京100049 湖南农业大学环境与生态学院长沙410128

由流域水文过程和地球化学循环所导致的污染物持留是造成面源磷污染治理效果改善缓慢且难以达到预期目标的主要原因.量化流域尺度面源磷持留效应及影响因素是科学实施流域水污染治理的前提.以金井河流域为研究区,利用长期水文、水质定... 详细信息

由流域水文过程和地球化学循环所导致的污染物持留是造成面源磷污染治理效果改善缓慢且难以达到预期目标的主要原因.量化流域尺度面源磷持留效应及影响因素是科学实施流域水污染治理的前提.以金井河流域为研究区,利用长期水文、水质定位监测数据(2012—2019年),采用双端元混合模型(E-EMMA)和流量历史曲线法量化了研究区内9个集水区磷持留率(TPRP)时空变化特征.结果表明监测期内9个集水区的TPRP为14.39%~84.07%.不同水文阶段TPRP存在显著差异,表现为低流量阶段(55.07%~86.96%)>中流量阶段(35.45%~74.52%)>高流量阶段(32.54%~55.31%).此外,利用偏最小二乘回归分析方法(PLS),分析了流域特征因子(尺度、土壤、地形、景观格局)对于TPRP的影响作用.在中、低流量阶段,TPRP主要受流域地形和景观格局特征的影响;而在高流量阶段,影响磷持留的主要是流域尺度和景观格局特征.研究结果为洞庭湖磷污染控制与削减攻坚行动制定高效和科学的管控措施提供科学理论基础.

关键词：面源污染双端元模型流量历时曲线偏最小二乘回归

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微塑料对稻田土壤-水界面重金属分布及迁移的影响

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水生态学杂志 2024年第3期45卷 10-20页

作者：朱晓艳王琪琛姜懿真武忠柳钟惠陈吉孝王钰琳袁宇翔吉林建筑大学市政与环境工程学院松辽流域水环境教育部重点实验室吉林长春130118 中国科学院东北地理与农业生态研究所黑土地保护与利用全国重点实验室吉林长春130102

研究微塑料(microplastics,MPs)对稻田土壤-水界面中重金属空间分布和迁移的影响机制,可为微界面环境中MPs和重金属交互作用及生态风险评估提供理论支撑和科学依据。2021年7月对采自东北地区稻田的土壤添加不同浓度不同粒径的MPs,借助... 详细信息

研究微塑料(microplastics,MPs)对稻田土壤-水界面中重金属空间分布和迁移的影响机制,可为微界面环境中MPs和重金属交互作用及生态风险评估提供理论支撑和科学依据。2021年7月对采自东北地区稻田的土壤添加不同浓度不同粒径的MPs,借助薄膜梯度扩散技术(DGT)在毫米尺度上获取稻田土壤-水微界面生物有效态重金属元素的原位高分辨信息,并根据Fick第一扩散定律评估不同MPs添加处理下重金属元素的迁移特征和释放通量。结果表明:(1)稻田土壤-水微界面生物有效态Mn、Co、Fe、Ni、Zn、Pb、Cu和Cd浓度在剖面上具有显著的空间分布差异;(2)MPs的添加显著降低了有效态Cu(-50.7%~8%,P<0.001)、Zn(-17.1%~-4.1%,P<0.001)和Cd(-16.7%~-2.2%,P<0.001)的浓度;(3)土壤MPs的添加改变了有效态Cu的迁移方向,使土壤由Cu源转化成Cu汇,说明MPs对Cu存在明显的吸附效应;(4)不同粒径MPs的添加对生物有效态Ni的影响差异较大,大粒径(80μm)MPs增加了其浓度,小粒径(10μm)则相反。

关键词：微塑料土壤-水微界面重金属原位高分辨率信息迁移特征

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基于PMF模型和地理探测器的金陵河下游土壤重金属源风险评价

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环境科学 2024年

作者：李雨茹段伟杰董嘉臻张军宝鸡文理学院陕西省灾害监测与机理模拟重点实验室长安大学旱区地下水文与生态效应教育部重点实验室

为了解金陵河下游土壤重金属的污染特征和污染来源，采集金陵河下游表层土壤41份，使用高精度X射线荧光光谱仪（HDXRF）测定8种重金属（Cr、Mn、Ni、Cu、Zn、As、Cd和Pb）含量.运用相关性分析、正定矩阵因子分解模型（PMF）分析土壤重... 详细信息

为了解金陵河下游土壤重金属的污染特征和污染来源，采集金陵河下游表层土壤41份，使用高精度X射线荧光光谱仪（HDXRF）测定8种重金属（Cr、Mn、Ni、Cu、Zn、As、Cd和Pb）含量.运用相关性分析、正定矩阵因子分解模型（PMF）分析土壤重金属的来源，利用基于源的潜在生态风险评价模型分析不同污染源下的生态风险，并借助地理探测器分析各污染源生态风险的影响因素.结果表明：①8种土壤重金属元素平均值均低于土壤污染风险筛选值，但都高于陕西省土壤背景值，其中Zn、Cd和Pb空间变异性大，主要受人类活动影响.②研究区土壤重金属主要来源于工业源、交通源、自然源和农业-工业混合源，各污染源贡献率分别为16.51%、23.68%、51.08%和8.73%，基于源的潜在生态风险评价表明，工业源、交通源、自然源和农业-工业混合源的潜在生态风险指数（RI）均值分别为34.11、85.03、16.76和21.19，Cd是优先控制元素，交通源为优先控制源.③不同污染源RI的主要影响因素存在显著差异，距重点企业距离、距公路距离、砂土含量和土地利用类型分别是工业源、交通源、自然源和农业-工业混合源的主要影响因子.研究结果可为流域土壤重金属环境管理和污染控制提供科学依据.

关键词：土壤重金属正定矩阵因子分解(PMF)模型潜在生态风险指数地理探测器金陵河下游