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苹果园花期地表开花植物特征对野生蜂多样性的影响

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应用生态学报 2024年第7期35卷 1968-1978页

作者：张启宇陈宝雄王美娜刘云慧中国农业大学资源与环境学院北京100193 中国农业大学生物多样性与有机农业北京市重点实验室北京100193 农业农村部农业生态与资源保护总站北京100125 河南财经政法大学工程管理与房地产学院/农业农村发展学院郑州450046

传粉服务是人类社会持续存在与发展所依赖的重要生态系统服务之一,野生蜂作为重要的传粉者易受到气候变化、农业集约化、景观转变导致的自然生境丧失等因素的影响。通过种植蜜源植物营建传粉昆虫栖息地是一项重要生态系统传粉服务调控... 详细信息

传粉服务是人类社会持续存在与发展所依赖的重要生态系统服务之一,野生蜂作为重要的传粉者易受到气候变化、农业集约化、景观转变导致的自然生境丧失等因素的影响。通过种植蜜源植物营建传粉昆虫栖息地是一项重要生态系统传粉服务调控手段。本研究于苹果花期调查北京市昌平区22个苹果园内野生蜂现状和地表开花植物及其特征,分析野生蜂多样性对果园内开花植物物种丰富度、花色丰富度、花序类型丰富度、开花植物盖度、草本层盖度、不同花色盖度的响应,以期为野生蜂栖息地营建的蜜源植物选择提供参考。结果表明:苹果花期共在研究区捕获野生蜂3517头,分属5科13属49种;调查到与苹果园花期重合的地表开花植物共21种,统计花色5种,花序类型9种;总野生蜂群落Shannon多样性指数、均匀度指数、社会性蜜蜂丰富度与开花植物物种数呈显著正相关关系;总野生蜂群落丰富度、社会性蜜蜂丰富度、地下筑巢蜜蜂丰富度与花色丰富度呈显著正相关关系;隧蜂科蜜蜂多度与花色丰富度呈显著负相关关系;总野生蜂群落Shannon多样性指数、均匀度指数与花序类型丰富度呈显著正相关关系;切叶蜂科蜜蜂丰富度与白色花盖度呈显著负相关关系;切叶蜂科蜜蜂丰富度、社会性蜜蜂多度、地上筑巢蜜蜂丰富度与紫色花盖度呈显著正相关关系。其余不同科、不同生活方式、不同筑巢类型野生蜂群落与果园内开花植物物种丰富度、花色丰富度、花序类型丰富度、开花植物盖度、草本层盖度、不同花色盖度暂未发现显著相关性。本研究表明,苹果园花期果园开花植物及其特征多样性的增加能够提升果园野生蜂多样性,增加紫色花盖度有利于促进切叶蜂科蜜蜂、社会性蜜蜂、地上筑巢蜜蜂的多样性。

关键词：果园蜜源植物植物特征传粉昆虫多样性植物-传粉者关系

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土壤真菌群落结构对辣椒长期连作的响应特征

环境科学 2024年第1期45卷 543-554页

作者：陈芬余高王谢丰李廷亮孙约兵铜仁学院贵州省梵净山地区生物多样性保护与利用重点实验室铜仁554300 山西农业大学资源环境学院晋中030801 农业农村部产地环境污染防控重点实验室天津市农业环境与农产品安全重点实验室天津300191

通过研究辣椒长期连作对土壤真菌群落结构特征的影响,揭示连作障碍机制,以期为辣椒产地生态安全和产业可持续发展提供理论依据.以铜仁市某蔬菜大棚种植基地辣椒连作土壤为研究对象,采用Illumina MiSeq高通量测序方法分析了农田土壤真菌... 详细信息

通过研究辣椒长期连作对土壤真菌群落结构特征的影响,揭示连作障碍机制,以期为辣椒产地生态安全和产业可持续发展提供理论依据.以铜仁市某蔬菜大棚种植基地辣椒连作土壤为研究对象,采用Illumina MiSeq高通量测序方法分析了农田土壤真菌多样性和群落结构,探讨了土壤理化性质和真菌群落特征对长期辣椒连作的响应,采用典范对应分析(CCA)和相关性网络分析了土壤真菌群落结构与环境因子的互作关系.结果表明,土壤pH和有机质(OM)含量随着连作年限的延长而降低,全磷(TP)和有效磷(AP)含量随着连作年限的增加而增加,水解氮(AN)和速效钾(AK)含量呈先降低后上升的趋势,全氮(TN)和全钾(TK)含量变化则不明显.长期连作先降低后提高Chao1指数和Observed species指数,降低了Shannon指数和Simpson指数.在门水平上被孢霉门(Mortierellomycota)的相对丰度随着连作年限的延长而降低,子囊菌门(Ascomycota)呈先增加后降低的趋势,担子菌门(Basidiomycota)则呈先降低后增加的趋势.在属水平上植物病原菌镰刀菌属(Fusarium)的相对丰度随着连作年限的延长而增加,有益菌被孢霉属(Mortierella)和青霉属(Penicillium)则呈逐渐降低趋势.此外,长期连作还使土壤真菌共生网络变得简单.CCA结果表明,pH、OM、TN、AN、AP和AK是连作土壤真菌群落结构组成的主要环境因子,相关性网络分析结果显示,pH、OM、TN、TP、TK、AN、AP和AK是Fusarium、瓶毛壳属(Lophotrichus)、Penicillium、Mortierella、毛葡孢属(Botryotrichum)、圆孢霉属(Staphylotrichum)、小不整球壳属(Plectosphaerella)和顶孢霉属(Acremonium)等真菌群落结构的主要环境因子.综上所述,连作改变了土壤的理化性质,影响了土壤真菌群落的多样性和群落结构,改变了微生物间的互作关系,破坏了土壤的微生态平衡,可能是导致辣椒连作障碍的主要原因.

关键词：辣椒连作真菌群落结构环境因子典范对应分析(CCA) 相关性网络分析

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我国羊养殖量及其粪尿资源化利用潜力分析

农业资源与环境学报 2024年第1期41卷 155-163页

作者：邓茹丹王国英李丹阳李国学袁京中国农业大学资源与环境学院农田土壤污染防控与修复北京市重点实验室北京100193

为了解我国各地区羊粪尿产量及其资源化利用潜力,本研究依据统计年鉴数据和粪尿产排污系数,估算了2021年我国各省份羊粪尿产生量、羊粪尿肥料化和能源化利用潜力,进一步测算了羊粪尿养分农田耕地负荷。结果表明,2021年全国羊粪尿总产生... 详细信息

为了解我国各地区羊粪尿产量及其资源化利用潜力,本研究依据统计年鉴数据和粪尿产排污系数,估算了2021年我国各省份羊粪尿产生量、羊粪尿肥料化和能源化利用潜力,进一步测算了羊粪尿养分农田耕地负荷。结果表明,2021年全国羊粪尿总产生量达2.91亿t,其中总氮(TN)、总磷(TP)、总钾(TK)含量分别为91.08万、19.28万t和73.89万t,可有效替代氮肥(以尿素计)255.31万t、磷肥(以P_(2)O_(5)计)108.45万t、钾肥(以K_(2)O计)191.82万t,可产沼气165.95亿m^(3),具有较高的肥料化与能源化利用潜力。青海和西藏两省份农田耕地负荷居全国第一和第二,消纳羊粪尿时,应充分考虑耕地、农牧交错带、林地和草地等多种土地类型。

关键词：羊粪尿养分肥料化能源化耕地负荷

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华北地区蛋鸡养殖产业碳排放核算

农业工程学报 2024年第12期40卷 193-201页

作者：李冬冬田培雨孙莹莹杨冬寒苏羽翱马于清田静张卫峰李扬阳中国农业大学资源与环境学院北京100193 国立首尔科学技术大学首尔01811 农业农村部农业绿色低碳重点实验室北京100193

华北地区是中国蛋鸡养殖的主要区域,摸清华北地区蛋鸡养殖产业碳排放清单,开展科学规范的蛋鸡养殖产业碳排放核算,可为中国畜牧业碳减排技术筛选和政策制定提供依据。该研究利用混合生命周期评价和联合国政府间气候变化专门委员会(inter... 详细信息

华北地区是中国蛋鸡养殖的主要区域,摸清华北地区蛋鸡养殖产业碳排放清单,开展科学规范的蛋鸡养殖产业碳排放核算,可为中国畜牧业碳减排技术筛选和政策制定提供依据。该研究利用混合生命周期评价和联合国政府间气候变化专门委员会(intergovernmental panel on climate change,IPCC)国家温室气体清单指南的相关核算方法,结合实地调研数据、GABI软件中Ecoinvent数据库和中国蛋鸡养殖业文献Meta分析数据,对华北地区蛋鸡养殖产业碳排放因子进行完善,构建出“饲料种植-蛋鸡饲养-鸡蛋包装-粪污存储-粪污处理”全生命周期的蛋鸡养殖产业碳排放核算方法。并将该方法用在华北某区域362家蛋鸡养殖场,综合分析蛋鸡养殖产业链各环节碳排放量,找到目前存在的碳排放问题,并提出碳减排建议。结果表明:1)大规模养殖场每羽蛋鸡1 a的碳排放量(以二氧化碳当量计,CO_(2)-eq)为23.0 kg,较小规模养殖场的25.6 kg和中等规模养殖场的24.4 kg少10.1%和5.7%。2)对每羽蛋鸡不同养殖环节1 a的碳排情况进行分析,发现饲料种植、蛋鸡肠道发酵、鸡蛋包装和粪便存储处理为主要排放源,排放量分别为13.0、2.2、2.2和1.2 kg。3)建议通过精准饲养,提高饲料利用率、提升畜禽粪污的处理水平、打破蛋鸡养殖固化模式等方式减少蛋鸡养殖碳排放。该研究可为蛋鸡养殖产业碳排放核算提供方法,并为制定碳减排政策提供科学依据。

关键词：动物碳排放生命周期评价蛋鸡养殖产业养殖规模区域调研

绿洲农田氮磷利用与生产水平、经济和环境效益的协同效应分析

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农业工程学报 2024年第7期40卷 152-160页

作者：李一鸣任一哲吴湘琳蒲胜海马兴旺楚天舒李晓红中国农业大学资源与环境学院北京100193 新疆农业科学院土壤肥料与农业节水研究所/农业农村部西北绿洲农业环境重点实验室乌鲁木齐830091 中国农业大学工学院北京100083 中国农业大学经济管理学院北京100083

提高养分利用效率是西北绿洲农业发展的重要议题之一。该研究以新疆生产建设兵团农业生产系统为研究对象,明晰农田土壤表观氮磷养分流动特征,计算2000—2020年农田氮磷养分盈亏量与利用效率;采用斯皮尔曼相关性分析法探究其养分利用与... 详细信息

提高养分利用效率是西北绿洲农业发展的重要议题之一。该研究以新疆生产建设兵团农业生产系统为研究对象,明晰农田土壤表观氮磷养分流动特征,计算2000—2020年农田氮磷养分盈亏量与利用效率;采用斯皮尔曼相关性分析法探究其养分利用与生产水平、经济效益和环境效益之间的协同效应。结果表明:1)新疆生产建设兵团农田氮、磷输入以化肥为主,而输出以秸秆、籽粒和氨挥发为主。农田氮、磷盈亏量相对较高,2020年分别为147.54和47.61 kg/hm^(2)。农田氮、磷利用效率相对较低,分别在34.33%~44.05%和39.25%~49.54%之间波动。2)新疆生产建设兵团农田养分利用与生产水平、经济效益和环境效益之间存在权衡效应,而生产水平和经济效益存在协同效应。新疆生产建设兵团农业机械化生产获得良好收益,但以养分损失、环境污染为代价。发达国家农田养分利用与生产水平、经济效益协同促进,不牺牲环境效益。因此,建议新疆生产建设兵团优化肥料用量与结构,推广智慧农业技术管控肥水。该研究可为地区农业养分管理与绿色发展提供参考。

关键词：氮磷养分利用率新疆生产建设兵团协同效应

水环境中阿莫西林的分布特征及其风险研究进展

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应用基础与工程科学学报 2024年第1期32卷 1-19页

作者：李思薛海林王雅娟宋瑞平孙卫玲中国农业大学资源与环境学院农田土壤污染防控与修复北京市重点实验室北京100193 中国农业大学烟台研究院山东烟台264670 北京市水利规划设计研究院北京100048 北京大学环境科学与工程学院北京100871

阿莫西林作为一种常用的广谱抗生素,在各种水环境介质中被广泛检出,其环境赋存和生态风险亟待关注.基于文献调研,系统梳理了2003~2022年81篇有关水环境中阿莫西林污染调查的研究数据,构建了水环境中阿莫西林浓度数据库,总结分析了阿莫... 详细信息

阿莫西林作为一种常用的广谱抗生素,在各种水环境介质中被广泛检出,其环境赋存和生态风险亟待关注.基于文献调研,系统梳理了2003~2022年81篇有关水环境中阿莫西林污染调查的研究数据,构建了水环境中阿莫西林浓度数据库,总结分析了阿莫西林在污水处理厂进出水、地表水、地下水和饮用水中的分布特征和风险.研究结果表明,阿莫西林在水环境的浓度为ng/L至μg/L,其在污水处理厂进出水和地表水中的浓度和检出率显著高于地下水和饮用水(p市河流和近海中,阿莫西林对藻类具有高生态风险,其对细菌耐药性的影响也不容忽视.

关键词：阿莫西林污染特征生态风险污水处理厂河流地下水饮用水

DNDC模型耦合遥感技术的保护性耕作下土壤有机碳模拟

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农业工程学报 2024年第9期40卷 108-118页

作者：刘泓君许昭辉周永馨孙君龄万炜刘忠中国农业大学土地科学与技术学院北京100193 华北耕地保育农业农村部重点实验室北京100193 南昌大学资源与环境学院鄱阳湖环境与资源利用教育部重点实验室南昌330031

不同耕作措施会改变土壤有机碳储量,影响农田生态系统的碳收支。揭示自实行保护性耕作以来农田土壤有机碳的响应规律,对增加土壤碳库具有重要意义。该研究基于遥感反演技术耦合DNDC(denitrification-decomposition)模型,从县域和栅格尺... 详细信息

不同耕作措施会改变土壤有机碳储量,影响农田生态系统的碳收支。揭示自实行保护性耕作以来农田土壤有机碳的响应规律,对增加土壤碳库具有重要意义。该研究基于遥感反演技术耦合DNDC(denitrification-decomposition)模型,从县域和栅格尺度,精细刻画保护性耕作下2000-2020年吉林省土壤有机碳密度(soil organic carbon density,SOCD)的空间分布格局,并模拟不同秸秆还田情景下SOCD增长潜力。结果表明:1)20 a间土壤有机碳储量由6.08×10^(8)t增加到1.22×10^(9)t,增量主要与耕地面积扩大相关。县域尺度SOCD在4.46~98.09 t/hm^(2),栅格尺度SOCD在3.34~139.2 t/hm^(2),呈现中高北低的格局。2)保护性耕作对表层土的影响更大,0~10 cm土层的SOCD增长率最高达4.4%,>10~20 cm土层增长率最高为0.09%。3)吉林西南及中部具有巨大的SOCD增长潜力,达0.24~0.57 t/hm^(2)。研究结果可为保护性耕作政策制定提供科学参考。

关键词：秸秆遥感碳 DNDC模型情景模拟有机碳密度吉林省

CPK激酶调控植物生长发育的分子机理及其研究进展

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科学通报 2024年第8期69卷 1082-1095页

作者：刘欣李炜佳李希东陈艳梅中国农业大学生物学院北京100193 北京农学院生物与资源环境学院北京102206

钙离子依赖性蛋白激酶(calcium-dependent protein kinase,CDPK或CPK)是细胞信号转导中发挥重要调控功能的一类丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶.植物基因组编码大量的CPK激酶.当外界钙离子浓度发生变化时,CPK激酶能感知这些变化并与钙离子结合,... 详细信息

钙离子依赖性蛋白激酶(calcium-dependent protein kinase,CDPK或CPK)是细胞信号转导中发挥重要调控功能的一类丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶.植物基因组编码大量的CPK激酶.当外界钙离子浓度发生变化时,CPK激酶能感知这些变化并与钙离子结合,导致蛋白构象改变以及释放自抑制结构域对激酶活性的抑制,从而激活CPK激酶.激活的CPK激酶通过磷酸化底物蛋白把钙信号向下游传递并引发胞内信号通路的级联反应,最终调控植物生长发育或对外界环境信号的响应.本文概述了CPK激酶的基本结构和分子特征,以及CPK激酶在调控植物生长发育、激素信号机理、生物和非生物胁迫应答过程中的最新研究进展,并对当前研究中存在的问题和未来的研究方向进行探讨与展望.

关键词： ABA CPK激酶钙信号钙指纹钙调蛋白磷酸化

硝化抑制剂Nitrapyrin对猪粪堆肥腐熟度、NO排放以及氮损失的影响

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农业资源与环境学报 2024年

作者：于佳琳刘燕李佳明崔忠良李国学袁京中国农业大学资源与环境学院农田土壤污染防控与修复北京市重点实验室

为探究硝化抑制剂Nitrapyrin [2-氯-6-（三氯甲基）吡啶] 对堆肥腐熟度、N2O排放和氮损失的综合影响，本研究以猪粪和玉米秸秆为原料，以初始混合原料总氮（TN）含量为基准，分别设置仅在堆肥初期添加Nitrapyrin（0.25%），以及在初期（... 详细信息

为探究硝化抑制剂Nitrapyrin [2-氯-6-（三氯甲基）吡啶] 对堆肥腐熟度、N2O排放和氮损失的综合影响，本研究以猪粪和玉米秸秆为原料，以初始混合原料总氮（TN）含量为基准，分别设置仅在堆肥初期添加Nitrapyrin（0.25%），以及在初期（0.25%）和腐熟期（0.75%）联合添加Nitrapyrin两种添加方式进行高温好氧堆肥试验。结果表明：Nitrapyrin的添加不会影响堆肥腐熟进程，最终堆肥产品种子发芽指数值达到81.0%～100.4%。Nitrapyrin的添加可显著减少N2O和NH3排放，仅堆肥初期添加Nitrapyrin减少了14.90%的NH3和16.27%的N2O排放；在初期和腐熟期联合添加Nitrapyrin则进一步将N2O减排率提高到了27.43%。最终，添加Nitrapyrin减少了TN损失4.1%～22.1%，并提高了堆肥产品氮含量（Nitrapyrin中氮的含量忽略不计）。相关性分析发现，NH4+-N含量、温度和pH均与N2O排放速率呈显著负相关，而NO3--N含量也对N2O的产生具有重要贡献。研究表明，Nitrapyrin主要通过抑制硝化作用提高NH4+-N含量和pH值、降低NO3--N含量，进而实现N2O减排。

关键词：堆肥硝化抑制剂 Nitrapyrin 氧化亚氮氮素损失