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添加不同秸秆对酸性水稻土pH值及有机碳组分的影响

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江苏农业科学 2023年第15期51卷 225-230页

作者：周喜新刘婵李海平范江张锦韬陈闺张毅湖南农业大学生物科学技术学院湖南长沙410128 湖南农业大学资源环境学院湖南长沙410128 云南省烟草公司保山市公司云南保山678000 湖南中烟工业有限责任公司湖南长沙410007

为明确新鲜和腐熟水稻、油菜秸秆对酸性水稻土的改良和土壤有机碳组分含量的提升效果。将占干土质量2%的4种秸秆与酸性水稻土混合,然后进行室内培养试验,并在培养0、30、60、90 d进行取样,测定培养试验前后土壤pH值、有机碳(SOC)含量和... 详细信息

为明确新鲜和腐熟水稻、油菜秸秆对酸性水稻土的改良和土壤有机碳组分含量的提升效果。将占干土质量2%的4种秸秆与酸性水稻土混合,然后进行室内培养试验,并在培养0、30、60、90 d进行取样,测定培养试验前后土壤pH值、有机碳(SOC)含量和腐殖质各组分含量。随着培养的进行,4种秸秆的添加均显著提高了酸性水稻土的pH值和SOC含量,添加腐熟水稻秸秆和腐熟油菜秸秆对酸性水稻土pH值、SOC含量提升效果显著。与0 d相比,在培养结束后,添加4种秸秆均使酸性水稻土中胡敏酸(HA)含量、富里酸(FA)含量、胡富比(HA/FA)和PQ值不同程度的增加,促进酸性水稻土中HA形成、FA向HA转换。腐熟水稻秸秆的添加对HA形成、HM矿化分解的促进效果最佳,使酸性水稻土中HA/FA和PQ值分别达到最高,腐殖化程度加深,有利于HA分子向简单化方向发展。新鲜水稻秸秆的添加在促进酸性水稻土中FA向HA转化、HM矿化分解的效果最小。腐熟油菜秸秆对改良酸性水稻土,增加土壤有机碳组分含量,提升土壤腐殖质品质方面具有更好的效果。

关键词：作物秸秆酸性土壤 pH值胡敏酸富里酸

热损伤花岗岩力学劣化特性及损伤演化规律研究

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矿业科学学报 2024年第3期9卷 351-360页

作者：周韬范永林陈家嵘周昌台深圳大学深地工程智能建造与健康运维全国重点实验室广东深圳518060 深圳大学土木与交通工程学院广东深圳518060 中南大学资源与安全工程学院湖南长沙410083 香港城市大学建筑学及土木工程学系中国香港999077

深部矿产开采面临的高地温环境导致岩石产生热损伤,易诱发深部工程地质灾害,探究高温后岩石力学性能劣化特性与损伤演化规律对深部高地温环境下的岩体工程具有重要意义。通过将花岗岩进行常温至1200℃范围内的温度处理,采用光学显微镜观... 详细信息

深部矿产开采面临的高地温环境导致岩石产生热损伤,易诱发深部工程地质灾害,探究高温后岩石力学性能劣化特性与损伤演化规律对深部高地温环境下的岩体工程具有重要意义。通过将花岗岩进行常温至1200℃范围内的温度处理,采用光学显微镜观测,探究了花岗岩试样在不同高温处理后杨氏模量和抗压强度的劣化特性,从微观角度分析热损伤花岗岩的内部裂纹和损伤演化规律。试验结果表明,高温处理将显著降低花岗岩的力学性能;岩石抗压强度和杨氏模量随着处理温度的升高而降低,裂纹发育程度随着温度的升高而增大;岩石力学性能与内部裂隙结构的发育程度高度相关,花岗岩在不同温度处理后的裂纹密度同抗压强度之间存在幂函数关系,裂纹密度能很好地反应花岗岩的热损伤程度。

关键词：高温处理热损伤裂纹密度抗压强度

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不同林龄杉木人工林药用植物多样性恢复动态

应用与环境生物学报 2024年第1期30卷 35-45页

作者：罗焓毓骆金初冯慧芳肖美娟杨诗敏李永泉刘菊秀李旭仲恺农业工程学院广州510225 中国科学院华南植物园退化生态系统植被恢复与管理重点实验室广州510650 广东省森林资源保育中心广州510173 中国科学院大学北京100049

野生药用植物资源是我国中医药事业和产业的重要物质基础,并与生态平衡密切相关,然而药用植物资源和物种多样性在人工林恢复中随林龄的变化知之甚少.以广东省乐昌林场选取近自然经营杉木(Cunninghamia lanceolata)人工林(5、10、15、20... 详细信息

野生药用植物资源是我国中医药事业和产业的重要物质基础,并与生态平衡密切相关,然而药用植物资源和物种多样性在人工林恢复中随林龄的变化知之甚少.以广东省乐昌林场选取近自然经营杉木(Cunninghamia lanceolata)人工林(5、10、15、20、30和60年林龄)为研究对象,分析药用植物多样性及组成结构随林龄的变化轨迹.结果表明:(1)6个林龄下共有林下植被74科131属和178种,其中药用植物有58科86属105种.(2)杉木人工林林下植被和药用植物物种丰富度随林龄无显著的线性关系,林下植被灌木层物种多丰富度最大值出现在林龄10年(22.33),草本层出现在林龄20年(14.33).灌木层药用植物物种丰富度最大值出现在10年和20年的林龄(16.00),草本层为20年林龄(8.67).(3)杉木林草本层和灌木层的药用植物Jaccard和Morisita-Horn相似性指数比林下植被的草本层和灌木层更高;杉木人工林林下植被灌木层、草本层和灌木层药用植物随林龄间隔Jaccard相似性指数降低,而草本层药用植物增加.综上,近自然经营的杉木人工林可以培育较多药用植物,停止人为扰动后药用植物多样性随着恢复时间会维持一个相对稳定的状态.结合人工林野生药用植物的恢复趋势,可以根据林龄适当地进行野生药材资源的保护性开发.

关键词：林下植被药用植物重要值物种多样性演替

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融合作物类型的土壤盐分遥感反演方法研究

测绘通报 2024年第2期 1-7页

作者：张胜男陆苗温彩运宋英强康璐沈军辉杨民志北方干旱半干旱耕地高效利用全国重点实验室(中国农业科学院农业资源与农业区划研究所) 北京100081 山东理工大学建筑工程与空间信息学院山东淄博255000 东营市垦利区农业发展服务中心山东东营257500

在沿海平原地区,土壤盐度是制约作物生长的非生物胁迫之一,也是作物种植的重要依据,作物类型能够间接反映土壤盐渍化程度,因此本文提出了一种融合作物类型信息的土壤盐分反演方法。以黄河三角洲典型滨海盐渍土地区为例,基于Sentinel-2 ... 详细信息

在沿海平原地区,土壤盐度是制约作物生长的非生物胁迫之一,也是作物种植的重要依据,作物类型能够间接反映土壤盐渍化程度,因此本文提出了一种融合作物类型信息的土壤盐分反演方法。以黄河三角洲典型滨海盐渍土地区为例,基于Sentinel-2 MSI影像,首先采用随机森林分类提取作物类型信息,并基于OneHot方式将作物类型信息编码;然后融合作物类型信息,结合环境协变量数据、地面实测盐分数据,采用自适应增强决策树模型(AB-DT)进行盐分反演;最后与其他机器学习方法,如支持向量机、随机森林、K最邻近和决策树进行盐分反演精度的对比。结果表明:①加入作物类型信息能够提高土壤盐分反演模型精度,所有模型中,融合作物类型变量的AB-DT反演模型精度最高,建模集R 2为0.86,测试集R 2为0.61;②加入作物类型信息能够修正误判的盐渍土级别,并使土壤盐分反演结果的地块边缘更加清晰。综上所述,加入作物类型信息,能够提高土壤盐分反演的准确性,为农田管理和农业决策提供更可靠的依据。

关键词：土壤盐渍化多光谱遥感反演机器学习

干湿交替对水钠锰矿促进黄棕壤性水稻土N_(2)O释放效应的影响

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土壤通报 2023年第4期54卷 872-880页

作者：甘雪莲郑恒付庆灵胡红青朱俊华中农业大学资源与环境学院湖北武汉430070

【目的】水稻土中锰氧化物的氧化还原状态可随土壤水分干湿交替而变化,影响土壤氮素循环,进而影响氧化亚氮(N_(2)O)的排放。以土壤水分条件和水钠锰矿(0.1%,w/w)对土壤N_(2)O释放的影响为切入点,探究干湿交替下水钠锰矿影响土壤N_(2)O... 详细信息

【目的】水稻土中锰氧化物的氧化还原状态可随土壤水分干湿交替而变化,影响土壤氮素循环,进而影响氧化亚氮(N_(2)O)的排放。以土壤水分条件和水钠锰矿(0.1%,w/w)对土壤N_(2)O释放的影响为切入点,探究干湿交替下水钠锰矿影响土壤N_(2)O释放的机制。【方法】以黄棕壤性水稻土为对象,设置不同水分条件和水钠锰矿(0.1%,w/w)进行微宇宙培养试验,探究土壤水分和水钠锰矿对土壤N_(2)O释放的影响。【结果】培养14 d内,土壤水分在60%和100%田间持水量恒定条件下水钠锰矿显著促进了土壤N_(2)O累计释放量,增幅分别为11.3%和25.3%;但土壤水分在干湿交替(100%~60%田间持水量)条件下水钠锰矿对土壤N_(2)O累计释放量影响不显著。水钠锰矿显著提高了恒定土壤水分条件下亚硝酸还原酶(nirK)/氧化亚氮还原酶(nosZ)基因拷贝数比;但水钠锰矿显著降低了土壤水分干湿交替条件的nirK/nosZ基因拷贝数比。【结论】土壤水分在干湿交替条件下不添加水钠锰矿处理和恒定条件下(60%和100%田间持水量)添加水钠锰矿处理分别促进黄棕壤性水稻土N_(2)O的释放,但干湿交替条件下降低了水钠锰矿对土壤N_(2)O释放的促进效应。土壤水分条件比水钠锰矿对黄棕壤性水稻土N_(2)O释放的影响更大。

关键词：氧化亚氮水稻土水分变化水钠锰矿

湿地植物根系泌氧能力和根表铁膜与根系吸收重金属的关系

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生态环境学报 2022年第8期31卷 1657-1666页

作者：李莹张洲杨高明祖艳群李博陈建军云南农业大学资源与环境学院云南昆明650201

以纸莎草(Cyperus papyrus L.)、鸢尾(Iris tectorum Maxim.)、美人蕉(Canna indica Linn)、香蒲(Typha orientalis Presl)、再力花(Thalia dealbata Fraser)作为供试植物,矿渣土作为底泥进行植物培养试验,研究5种植物根系泌氧(ROL)和根表铁膜对植物吸收重金属的影响及差异,为湿地植物修复重金属污染提供理论。结果表明,5种供试植物在高浓度Cd、Pb、As复合污染下,香蒲的根部特征都表现为促进生长状态,其他4种植物生长均受到抑制作用;5种供试植物的ROL速率均是呈现先增加后降低的趋势,在第40天时香蒲ROL显著高于其他4种植物,因其在Cd、Pb、As复合污染下孔隙度和通气组织的增大使其具有较高的ROL速率;5种供试植物铁膜中Fe含量都呈现为先增加后降低的趋势,在试验第20天,供试植物根表铁膜中Fe质量分数达到最大,美人蕉和香蒲分别为15.63 mg·kg^(−1)和13.72 mg·kg^(−1),显著高于其他3种供试植物;5种供试植物铁膜中Cd、Pb含量都在第10—20天显著上升,后趋于稳定,而As含量则呈持续上升趋势,特别是香蒲和美人蕉根表铁膜中Cd、Pb、As含量显著高于其他3种供试植物;5种供试植物地上部和地下部Cd、Pb、As含量总体都为逐渐上升,其中纸莎草地下部重金属含量较其他4种植物多。通过相关性分析和回归性分析发现,ROL对植物吸收Cd、Pb、As的系数绝对值远大于根表铁膜抑制Cd、Pb、As吸收的系数绝对值,说明ROL对植物吸收Cd、Pb、As促进作用强于根表铁膜对Cd、Pb、As的抑制作用,ROL是作为湿地植物根部吸收重金属最主要的影响因素。

关键词：湿地植物根系泌氧根表铁膜重金属根系孔隙度通气组织

2000—2020年河南省土地利用强度与碳排放脱钩关系

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水土保持通报 2023年第3期43卷 421-429页

作者：孟庆香刘祺李保路郑燕娜蔡恩香河南农业大学资源与环境学院河南郑州450046

[目的]测度土地利用碳排放效应,探索土地利用与碳排放之间的脱钩关系,进而揭示土地利用变化的碳排放规律,为制定资源保护和生态文明政策提供科学依据。[方法]以中国农业典型生产中心地区、中国人口大省——河南省为研究区域,基于近20 a... 详细信息

[目的]测度土地利用碳排放效应,探索土地利用与碳排放之间的脱钩关系,进而揭示土地利用变化的碳排放规律,为制定资源保护和生态文明政策提供科学依据。[方法]以中国农业典型生产中心地区、中国人口大省——河南省为研究区域,基于近20 a间土地利用现状遥感监测数据,从县域尺度研究土地利用碳排放和土地利用强度的时空格局演变特征,并借助于脱钩分析的理论框架来检测它们之间的脱钩关系。[结果]①在研究期间,碳排放呈现出明显的空间异质性。豫中地区、豫北地区碳排放水平明显高于其他区域;平原地区和大城市周边地区的碳排放明显高于山区和丘陵地区。②研究期间土地利用强度持续增加,豫中地区土地利用强度明显高于豫南地区,而豫北地区土地利用强度分布表现出明显的空间集聚现象。③研究期间土地利用强度和碳排放二者的主要关系类型为扩张负脱钩和强脱钩,需要从资源高消耗、高碳排放的双高模式不断向资源低消耗、低碳排放的低碳发展模式转变。[结论]不同阶段、不同地区在土地利用强度与碳排放之间的脱钩关系程度方面有着明显差异,应采用差异性管控政策,促进生态环境保护和经济发展之间形成协调稳定的发展关系。

关键词：碳排放土地利用脱钩分析双碳战略河南省

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碳化温度对牛粪铜和锌形态及生态毒性的影响

中国环境科学 2022年第9期42卷 4240-4247页

作者：黄辉吕雨薇梁敏朱咏莉梁文蒋亚辉张增强李荣华南京林业大学生物与环境学院江苏南京210037 西北农林科技大学资源环境学院陕西杨凌712100 南京农业大学资源与环境科学学院江苏南京210095

通过设置不同的热解温度(350,550和750℃)对牛粪废弃物进行碳化处理,并使用光谱技术手段对牛粪炭的微观特点及Cu、Zn赋存形态进行了分析表征,同时结合淋溶和毒性实验探究了热解温度对牛粪炭生态毒性的影响.结果表明,高温碳化明显改善牛... 详细信息

通过设置不同的热解温度(350,550和750℃)对牛粪废弃物进行碳化处理,并使用光谱技术手段对牛粪炭的微观特点及Cu、Zn赋存形态进行了分析表征,同时结合淋溶和毒性实验探究了热解温度对牛粪炭生态毒性的影响.结果表明,高温碳化明显改善牛粪孔隙结构,使其比表面积从牛粪原料的1.15m2/g提高至牛粪炭的5.51(350℃)~195.90m^(2)/g(750℃).随着热解温度的提高,牛粪炭pH值从8.18(350℃)提高到了10.14(750℃);牛粪炭中Cu、Zn含量则从牛粪原料中的1.22和1.23mg/g分别升高至18.29~35.11和18.58~31.24mg/g.透射电镜-选区衍射以及X射线能谱分析表明,热解处理可使牛粪中Cu、Zn离子分别转化为副黑铜矿(Cu4O3)和红锌矿(ZnO)等金属氧化物,从而明显降低了牛粪炭中水溶态、DTPA提取态以及HNO_(3)-H_(2)SO_(4)提取态的Cu、Zn离子浓度;此外,FTIR分析及混合有机酸浸提实验结果也表明,350℃牛粪炭中酚羟基、烷烃基、羧基、酰胺类等有机官能团通过吸附和络合作用固定未完全转化的Cu离子,而升高热解温度会使得这些官能团显著减少、促进Cu离子的完全转化以及无机物与Cu、Zn离子之间稳定金属氧化物化合键的形成.淋溶和生态毒性实验表明,高于550℃的热解温度能够显著降低牛粪炭中Cu、Zn的溶出率以及生态毒性,是高Cu、Zn含量牛粪废弃物无害化处理的一种推荐优选技术.

关键词：热解温度牛粪 Cu Zn 环境行为生态毒性影响因素

氮肥增效剂对石灰性潮土氨挥发及冬小麦产量的影响

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中国土壤与肥料 2023年第3期 1-6页

作者：刘世腾刘春丽李开春杜晨曦潘世斌冀文凤韩燕来李培培河南农业大学资源与环境学院河南郑州450000

石灰性土壤由于偏碱性的特点容易发生氨挥发,严重的氨挥发会导致氮肥资源的浪费,而且会污染大气环境。在河南省许昌市的石灰性潮土上开展小麦季氮肥增效剂应用效果试验,氮肥用量180 kg/hm^(2),研究4个肥料处理:无化肥氮(CK)、常规尿素(U... 详细信息

石灰性土壤由于偏碱性的特点容易发生氨挥发,严重的氨挥发会导致氮肥资源的浪费,而且会污染大气环境。在河南省许昌市的石灰性潮土上开展小麦季氮肥增效剂应用效果试验,氮肥用量180 kg/hm^(2),研究4个肥料处理:无化肥氮(CK)、常规尿素(U)、脲酶抑制剂尿素(URI)和硝化抑制剂尿素(NIF)对华北典型石灰性潮土冬小麦整个生育期氨挥发及小麦产量的影响。结果表明,各处理土壤氨挥发速率峰值均出现在小麦播种施肥后第3周,其大小顺序为:U>NIF>URI>CK。U处理下的土壤氨挥发速率峰值比NIF处理和URI处理分别高2.27%和21.84%,NIF处理比URI处理土壤氨挥发速率峰值高19.13%;而小麦整个生育期氨挥发累积量的大小顺序为:NIF>U>URI>CK。整个小麦生育期,3个施氮处理氨挥发损失量均较低,仅为施氮量的1.18%~1.58%。与常规尿素U处理相比,URI处理与NIF处理氨挥发均无显著降低或增加,但NIF比URI显著增加了氨挥发量。与U处理相比,URI处理和NIF处理显著提高小麦的穗数、千粒重和产量,其中URI处理比U处理产量和氮肥利用率分别显著提升14.9%和19.7%,NIF处理分别显著提升25.9%和28.6%。在本研究土壤及施肥管理条件下,虽然硝化抑制剂比脲酶抑制剂促进了氨挥发,但整个冬小麦生育期各处理氨挥发总量都较低,氨挥发量占施肥量的比例均不足2%;硝化抑制剂(CP)尿素在小麦增产中的效益显著高于脲酶抑制剂(NBPT),具有推广应用价值。

关键词：氨挥发脲酶抑制剂硝化抑制剂石灰性潮土冬小麦