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干湿变化调控稻田土壤活性细菌群落与潜在功能

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土壤学报 2024年第5期61卷 1421-1431页

作者：丁晨晓刘耀威刘亥扬叶鑫喆陈雅雯叶静邸洪杰徐建明李勇浙江省农业资源与环境重点实验室浙江大学环境与资源学院杭州310058 河南农业大学环境与资源学院郑州450002

大量研究发现干湿变化显著影响土壤微生物群落和温室气体排放。然而,土壤干湿变化下活性微生物和温室气体排放的瞬时动态变化仍不清楚。因此,本实验首先观察稻田土壤在干旱、湿润和干湿变化三种情况下细菌群落和温室气体排放的动态变化... 详细信息

大量研究发现干湿变化显著影响土壤微生物群落和温室气体排放。然而,土壤干湿变化下活性微生物和温室气体排放的瞬时动态变化仍不清楚。因此,本实验首先观察稻田土壤在干旱、湿润和干湿变化三种情况下细菌群落和温室气体排放的动态变化,然后运用基于18O的稳定性同位素核酸探针技术(DNA-SIP)和高通量测序探讨干湿变化下土壤活性细菌群落的多样性、构建与潜在功能。相比于干旱和湿润处理,干湿变化显著促进二氧化碳的排放和含有更高相对丰度的放线菌门和浮霉菌门。干湿变化下变形菌门、放线菌门和浮霉菌门的相对丰度均随着培养时间呈现显著增长。而DNA-SIP试验结果表明干湿变化处理活性细菌的alpha多样性随着培养时间显著降低,变形菌门和放线菌门细菌是最主要的活性细菌,其中变形菌门中黏球菌目的相对丰度随培养时间呈显著增加。活性细菌的群落构建由确定性所主导,且随着培养进行,确定性的主导作用进一步加强。活性细菌的功能预测进一步发现碳水化合物代谢潜能随培养时间显著降低。综上,干湿变化处理显著改变土壤细菌群落,并促进稻田土壤二氧化碳排放,干湿变化处理的活性细菌由变形菌门和放线菌门细菌主导,活性细菌的群落构建由确定性过程主导。

关键词：干湿变化稻田土壤活性细菌多样性群落构建功能预测

农业科技园区的经济发展带动效应——来自河北省县域的实证评估

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中国农业资源与区划 2024年第2期45卷 180-190页

作者：孙青茹马如霞白子朔河北大学经济学院河北大学资源利用与环境保护研究中心

[目的]农业科技园区作为农业现代化的示范基地，发挥着拓展农业功能、促进农业经济增长的作用。文章将评估农业科技园区的经济发展带动效应。[方法]将农业科技园区视为一项“准自然实验”，以2007—2020年河北省167个区县的面板数据为... 详细信息

[目的]农业科技园区作为农业现代化的示范基地，发挥着拓展农业功能、促进农业经济增长的作用。文章将评估农业科技园区的经济发展带动效应。[方法]将农业科技园区视为一项“准自然实验”，以2007—2020年河北省167个区县的面板数据为研究样本，运用多期双重差分模型，评估了河北省省级以上农业科技园区对农业经济的影响。[结果]（1）农业科技园区总体上显著提高了农业产值，从而有效带动当地农业经济发展水平，这一结论在经过安慰剂检验、稳健性检验后依然稳健。（2）机制分析表明，农业科技园区能够通过科技创新促进农业经济的发展；异质性分析结果显示，农业科技园区对农业经济的影响在不同等级、不同地理空间、不同行政层级中存在差异。[结论]河北省应继续加大农业科技园区的建设力度，持续提升科技园区创新水平以助力实现河北省农业高质量发展。

关键词：农业科技园区农业经济多期双重差分模型河北省科技创新

我国农业地区“十五五”时期总体布局调整建议

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中国科学院院刊 2024年第4期39卷 663-675页

作者：徐勇杨华段健中国科学院地理科学与资源研究所北京100101 中国科学院大学资源与环境学院北京100049 浙江师范大学地理与环境科学学院金华321004

为贯彻落实中央提出的新时期我国农业发展要坚持“树立大食物观”和建设农业强国的指示精神,文章以我国农业地区“十五五”时期总体布局调整为主题,在总结现有农产品主产区划定及粮食生产基地布局变化等问题的基础上,结合中央新要求对... 详细信息

为贯彻落实中央提出的新时期我国农业发展要坚持“树立大食物观”和建设农业强国的指示精神,文章以我国农业地区“十五五”时期总体布局调整为主题,在总结现有农产品主产区划定及粮食生产基地布局变化等问题的基础上,结合中央新要求对农业地区进行了细化分类、功能定位和布局调整思路拟定,提出了包括8个农产品主产区、3个农产品次级产区和6个农产品优势产区(即“8+3+6”)的农业地区总体布局方案,进而对农业地区功能提升和适宜开展的重大建设工程提出具体建议。

关键词：农业地区农产品主产区大食物观粮食安全粮食生产基地总体布局

亚稳态赤铁矿结构特征及其对Pb(Ⅱ)固持的影响

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环境科学学报 2024年第1期44卷 389-399页

作者：刘娟柳依依熊娟汪明霞谭文峰侯静涛华中农业大学资源与环境学院国家环境保护土壤健康诊断与绿色修复重点实验室武汉430070

亚稳态铁氧化物是土壤环境中常见的活性组分,其对铅的迁移转化行为与归趋具有重要影响.本研究以自然界常见的赤铁矿为例,通过NaBH_(4)还原处理模拟自然环境赤铁矿表面的还原溶解过程,用XRD、SEM、EPR、PAL及NH3-DRIFT等表征技术和批量... 详细信息

亚稳态铁氧化物是土壤环境中常见的活性组分,其对铅的迁移转化行为与归趋具有重要影响.本研究以自然界常见的赤铁矿为例,通过NaBH_(4)还原处理模拟自然环境赤铁矿表面的还原溶解过程,用XRD、SEM、EPR、PAL及NH3-DRIFT等表征技术和批量吸附实验考察了亚稳态赤铁矿结构特征及其对Pb(Ⅱ)固持的影响.结果发现当赤铁矿颗粒出现亚稳态结构时,其表面会变粗糙,颗粒结晶度变弱.经NaBH_(4)处理获得赤铁矿的亚稳态结构以氧空位为主.批次吸附实验表明亚稳态结构的赤铁矿会抑制Pb(Ⅱ)吸附,是由于亚稳态结构的赤铁矿Lewis酸位点更多,会与带正电的铅离子产生排斥,从而抑制了Pb(Ⅱ)的吸附.本研究为进一步理解环境中铁氧化物的亚稳态结构而引起的表面化学性质差异以及对污染物的迁移行为的影响提供了新的见解.

关键词：亚稳态赤铁矿 Pb(Ⅱ) 固持性能

有机污染场地土壤化学氧化耦合微生物修复技术

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中国环境科学 2024年第6期44卷 3280-3288页

作者：陈斌徐江周文军赵甲亭朱利中浙江大学环境与资源学院浙江杭州310058 浙江农林大学浙江临安311300 浙江省有机污染过程与控制重点实验室浙江杭州310058

化学氧化耦合微生物修复是通过适度氧化预处理降解转化污染土壤中的高浓度、难降解有机污染物,并增强其生物可利用性,再利用微生物降解有机污染物的技术,在有机污染场地土壤修复中具有良好的应用潜力.本文评述了化学氧化耦合微生物修复... 详细信息

化学氧化耦合微生物修复是通过适度氧化预处理降解转化污染土壤中的高浓度、难降解有机污染物,并增强其生物可利用性,再利用微生物降解有机污染物的技术,在有机污染场地土壤修复中具有良好的应用潜力.本文评述了化学氧化耦合微生物修复技术的研究进展,重点介绍了土壤氧化还原电位精准预测、土著微生物优化或工程菌强化方法,阐述了基于机器学习的土壤污染修复调控策略,以期提升化学氧化耦合微生物修复效率,为有机污染场地土壤绿色、经济、安全、高效修复的工程应用提供参考.

关键词：有机污染场地土壤适度化学氧化微生物降解

铈掺杂镧基钙钛矿制备及对水体磷酸盐和植酸的吸附性能

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化工进展 2024年第8期43卷 4748-4756页

作者：郭长滨李蒙蒙冯梦晗原田张克强罗艳丽王风新疆农业大学资源与环境学院新疆乌鲁木齐830052 农业农村部环境保护科研监测所天津300191 农业农村部大理农业环境科学观测实验站云南大理671004

为有效防治水体中的磷酸盐和有机磷污染,利用镧基金属氧化物结构灵活易调控和磷亲和力强等优势,本文在柠檬酸溶胶凝胶法制备的镧铁钙钛矿基础上,在镧位点掺杂铈成功制备了铈镧铁钙钛矿(LCFO),研究了LCFO吸附磷酸盐和植酸的热力学和动力... 详细信息

为有效防治水体中的磷酸盐和有机磷污染,利用镧基金属氧化物结构灵活易调控和磷亲和力强等优势,本文在柠檬酸溶胶凝胶法制备的镧铁钙钛矿基础上,在镧位点掺杂铈成功制备了铈镧铁钙钛矿(LCFO),研究了LCFO吸附磷酸盐和植酸的热力学和动力学特征;考察了不同氯离子和腐殖酸根离子等因素对吸附过程的影响;采用扫描电子显微镜-能量色散光谱仪、X射线衍射仪、傅里叶变换红外光谱仪、X射线光电子能谱等表征探究吸附机理。结果表明,LCFO对磷酸盐和植酸吸附能力分别比原始钙钛矿提高了11.56倍和1.74倍,LCFO吸附量分别为57.86mg/g和98.71mg/g;两种形态磷吸附特征均符合准二级动力学方程和Langmuir等温吸附方程,腐殖酸根离子对LCFO对磷酸盐和植酸的吸附作用有一定削弱,但吸附量仍保持在80%以上;通过表征分析表明材料吸附磷酸盐和植酸的机理主要为内层络合。本研究为进一步改善镧铁钙钛矿对无机磷的吸附能力及对有机磷的去除提供参考。

关键词：铈掺杂镧铁钙钛矿磷酸盐植酸吸附模型

2008-2020年泛珠三角区域大气氨排放清单及分布特征

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环境科学研究 2024年第2期37卷 266-277页

作者：方利江虞丹君余朝毅杨一群叶观琼舟山市生态环境保护技术中心浙江舟山316000 浙江大学海洋学院浙江舟山316000

精确的区域氨排放清单编制对于制定有效的空气污染控制措施至关重要.以福建省、江西省、湖南省、广东省、广西壮族自治区、海南省、四川省、贵州省、云南省等9省份为研究区域,基于10种不同氨排放源活动水平数据,采用排放因子法建立了泛... 详细信息

精确的区域氨排放清单编制对于制定有效的空气污染控制措施至关重要.以福建省、江西省、湖南省、广东省、广西壮族自治区、海南省、四川省、贵州省、云南省等9省份为研究区域,基于10种不同氨排放源活动水平数据,采用排放因子法建立了泛珠三角区域2008−2020年的氨排放清单,并利用ArcGIS软件对2020年研究区的氨排放量进行1 km×1 km空间网格分配.结果表明:①2008−2020年泛珠三角区域氨排放量为2685.40×10^(3)~2839.35×10^(3) t,总体较为稳定,年变化率在−1.42%~1.88%之间,农业源占氨排放总量的92.23%~93.79%,非农业源贡献率为6.21%~7.77%.②2020年,四川省氨排放量最大,为689.07×10^(3) t,占研究区氨排放总量的24.53%;其次为云南省和湖南省,贡献率分别为14.70%和13.90%.蛋鸡、肉牛和生猪是畜禽养殖氨排放主要贡献源,其氨排放量分别为661.75×10^(3)、339.88×10^(3)和310.97×10^(3) t.尿素占氮肥施用氨排放量的97.17%.③2020年,泛珠三角区域氨排放呈显著的空间分布差异,高值区主要集中在四川省中部地区,排放强度高达481.03 t/km^(2);低值区主要位于四川省西部和云南省西北部区域.④在95%置信区间上,2020年研究区氨排放量的不确定度范围为−18.08%~20.97%,其中畜禽养殖和燃料燃烧的不确定度较低,分别为−7.43%~8.15%和−9.50%~10.32%.研究显示,泛珠三角区域历年氨排放趋势总体变化较小,以畜禽养殖排放源为主,加强畜牧业氨减排技术的积极推广和普遍实施将是显著削减氨排放的实现途径.

关键词：氨排放清单年际变化空间分布不确定性分析泛珠三角区域

CuMn_(2)O_(4)催化剂臭氧催化甲苯:反应条件和机理分析

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高校化学工程学报 2024年第3期38卷 500-511页

作者：叶志平王朝晖刘明浩赵博王冠杰姜宁黄燕浙江工业大学环境学院浙江杭州310014 国家环境保护大气复合污染来源与控制重点实验室北京100084 浙江卓锦环保科技股份有限公司浙江杭州310064 浙江德创环境科技有限公司浙江绍兴312000 浙江大学台州研究院浙江台州318000 德清县生态环境监测站浙江湖州313299

为减少目前工业生产排放大量的挥发性有机污染物(VOCs)对环境的影响,采用共沉淀法制备CuMn_(2)O_(4)尖晶石催化剂,将CuMn_(2)O_(4)催化剂结合臭氧(O_(3))催化氧化VOCs具有良好的效果,考察了反应条件对甲苯处理效果的影响,分析CuMn_(2)O_... 详细信息

为减少目前工业生产排放大量的挥发性有机污染物(VOCs)对环境的影响,采用共沉淀法制备CuMn_(2)O_(4)尖晶石催化剂,将CuMn_(2)O_(4)催化剂结合臭氧(O_(3))催化氧化VOCs具有良好的效果,考察了反应条件对甲苯处理效果的影响,分析CuMn_(2)O_(4)臭氧催化氧化甲苯的反应机理。结果表明,CuMn_(2)O_(4)在臭氧的体积分数为2.1×10^(-3)、反应温度为100℃以及干空气条件下对甲苯的去除率达73%。通过催化表征和原位反应过程分析,证实适当温度和高体积分数的O_(3)可促进活性氧物种(ROS)产生,O_(3)在Mn-O或Cu-O_(v)-Mn分解并生成ROS,而Cu_(0)与Cu^(+)质量分数比w(Cu~0)/w(Cu^(+))可作为甲苯吸附锚点,在反应初期吸附甲苯并促使甲苯在活性位点(Cu-O_(v)-Mn)氧化成苯甲酸,甚至CO_(2)、H_(2)O等小分子物质。

关键词： CuMn_(2)O_(4) 臭氧催化氧化影响因素反应机理

长期化肥与不同有机物料配施对土壤微生物生态化学计量特征和群落结构的影响

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植物营养与肥料学报 2024年第2期30卷 209-220页

作者：程琪毛霞丽孙涛王湘洁马庆旭吴良欢浙江大学环境与资源学院/浙江省农业资源与环境重点实验室浙江杭州310058 安庆市长三角未来产业研究院安徽安庆246000

【目的】研究长期化肥与不同有机物料配施对黄泥田土壤养分含量、土壤微生物生物量化学计量特征以及土壤微生物群落结构的影响,探讨微生物群落结构对养分变化的响应特征及其与微生物生物量化学计量变化的关系。【方法】田间试验开始于2... 详细信息

【目的】研究长期化肥与不同有机物料配施对黄泥田土壤养分含量、土壤微生物生物量化学计量特征以及土壤微生物群落结构的影响,探讨微生物群落结构对养分变化的响应特征及其与微生物生物量化学计量变化的关系。【方法】田间试验开始于2011年,种植制度为单季稻。选取不施肥(CK)、单施化肥(NPK)、化肥配施紫云英(NPKGM)、化肥配施牛粪(NPKCM)和化肥配施水稻秸秆(NPKRS)5个处理。2022年水稻收获后采样,测定土壤有机质(SOM)、可溶性有机碳(DOC)、可溶性有机氮(DON)及全氮(TN)、全磷(TP)和有效磷(AP)、无机氮(IN)含量以及微生物生物量碳、氮、磷含量,并计算化学计量比;利用磷脂脂肪酸(PLFA)方法,分析微生物群落结构并计算相应指标。【结果】与NPK处理相比,化肥与紫云英、牛粪、水稻秸秆配施均能提高土壤有机质和养分含量,其中与牛粪配施的提升效果最好,SOM、TN、AP含量分别提高了40.7%、41.6%、108.6%。与CK相比,化肥与不同有机物料配施均显著提高了土壤MBC/MBN,降低了MBC/MBP和MBN/MBP,以配施牛粪处理的MBC/MBP最低。与NPK处理相比,化肥与不同有机物料配施均增加了土壤细菌、真菌、放线菌和总微生物生物量,降低了真菌/细菌(F/B)和革兰氏阳性菌/革兰氏阴性菌(G^(+)/G^(−))。冗余分析表明,土壤TN(P环境因子,其次是土壤TP(P<0.05)。线性回归分析表明,MBC/MBN与DOC/(DON+IN)呈显著负相关,MBC/MBP与DOC/AP、MBN/MBP与(DON+IN)/AP均呈显著正相关。相关性分析表明,微生物生物量化学计量比的变化可能与F/B、G^(+)/G^(−)的值的变化密切相关,说明真菌与细菌、革兰氏阳性菌与革兰氏阴性菌等优势种群发生变化,可以在一定程度上引起微生物生物量化学计量比的变化。【结论】化肥与紫云英、牛粪、秸秆等有机物料配施,不仅可有效提高黄泥田土壤有机质和养分含量,还可改变土壤微生物生物量化学计量特征和微生物群落,其中与低化学计量比的牛粪配施效果最好。F/B、G^(+)/G^(−)的值与土壤微生物生物量化学计量比有相关关系,这种群落结构的重塑可能是黄泥田中土壤微生物响应底物化学计量比变化的有效策略。

关键词：长期施肥土壤养分有机物料微生物生物量微生物群落生态化学计量学