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高密度聚乙烯微塑料与氯嘧磺隆对大豆生长和根际细菌群落的复合胁迫效应

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环境科学 2024年第2期45卷 1161-1172页

作者：胡晓玥滑紫微姚伦广杜丽牛秋红李玉英闫路陈兆进张浩南阳师范学院生命科学与农业工程学院农业生物质资源化河南省高校工程技术研究中心南水北调中线水源区水安全河南省协同创新中心河南省艾草开发利用工程技术研究中心南阳473061 南阳师范学院水资源与环境工程学院南阳473061

随着我国农业的大力发展,塑料地膜和农药被广泛投入到农业生产中,而塑料地膜降解形成的微塑料和农药在土壤中累积也带来诸多环境问题.目前微塑料与农药单一作用的环境生物学效应已有报道,但两者复合胁迫对作物生长和根际土壤细菌群落的... 详细信息

随着我国农业的大力发展,塑料地膜和农药被广泛投入到农业生产中,而塑料地膜降解形成的微塑料和农药在土壤中累积也带来诸多环境问题.目前微塑料与农药单一作用的环境生物学效应已有报道,但两者复合胁迫对作物生长和根际土壤细菌群落的影响研究较少.因此,设计高密度聚乙烯微塑料(HDPE,500目)与磺酰脲类除草剂代表品种氯嘧磺隆共处理,研究其对大豆生长的影响,并通过高通量测序技术、互作网络和PICRUSt2功能分析,探究HDPE和氯嘧磺隆复合胁迫对大豆根际土壤细菌群落多样性、结构组成、菌群网络和土壤功能的影响,阐明HDPE和氯嘧磺隆对大豆的复合毒性.结果表明1%HDPE处理延长氯嘧磺隆在土壤中的半衰期(由11.5 d升至14.3 d),并且HDPE和氯嘧磺隆复合胁迫较单一污染物对大豆生长的影响更为明显.HiSeq 2500测序表明复合胁迫下的大豆根际细菌群落由20个门、312个属组成,门和属的组成数量显著少于对照和单一处理,并降低具有潜在生物防治特性、植物促生特性等功能菌属的相对丰度(如Nocardioides和Sphingomonas等).Alpha多样性表明复合胁迫显著降低大豆根际细菌群落的丰富度与多样性,Beta多样性则表明复合胁迫显著改变大豆根际细菌群落结构.组间样品LEfSe和PICRUSt2功能分析表明复合胁迫调控根际细菌群落的优势菌群,并减弱土壤氨基酸代谢、能量代谢和脂质代谢等二级功能层的丰度占比.由属水平网络分析推测复合胁迫降低土壤细菌间的总连接数和网络密度,使网络结构简单化,维持网络稳定的重要菌群种类也发生变化.研究结果表明HDPE和氯嘧磺隆复合胁迫显著影响大豆生长,并改变大豆根际细菌群落结构、土壤功能和网络结构,相较于单一处理,复合胁迫的潜在危害更大.研究结果可为评价聚乙烯微塑料和氯嘧磺隆生态风险,以及污染土壤修复提供指导.

关键词：高密度聚乙烯(HDPE) 氯嘧磺隆大豆高通量测序网络分析 PICRUSt2功能分析

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两种微塑料对生菜生长及生理特性的影响

农业环境科学学报 2024年第8期43卷 1698-1709页

作者：韩锋刘亥扬王浩权李畅张玉鹏许嘉阳赵鹏刘红恩聂兆君河南农业大学资源与环境学院郑州450046 河南省土壤污染控制工程技术研究中心郑州450046

为探究聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)两种微塑料对生菜生长及生理特性的影响,以生菜(意大利生菜333)为供试材料进行水培试验,设置对照(CK)、3个PE水平(0.1、0.5、1.0 g·L^(-1))、3个PP水平(0.1、0.5、1.0 g·L^(-1))共7个处理,PE和PP粒径均... 详细信息

为探究聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)两种微塑料对生菜生长及生理特性的影响,以生菜(意大利生菜333)为供试材料进行水培试验,设置对照(CK)、3个PE水平(0.1、0.5、1.0 g·L^(-1))、3个PP水平(0.1、0.5、1.0 g·L^(-1))共7个处理,PE和PP粒径均为13μm,测定了生菜生物量、根系形态参数、光合参数、叶片和根系超微结构以及抗氧化能力等相关指标。试验结果表明:微塑料胁迫下,生菜的干质量显著降低了9.6%~65.4%,根体积显著减少了18.3%~50.2%,光合参数先升高了20.5%后降低40.4%,叶绿素a和类胡萝卜素含量也显著降低了26.1%和29.9%。从叶片和根系的超微结构来看,生菜叶片叶绿体及根系细胞膜、细胞壁均遭受到两种微塑料不同程度的破坏。与CK相比,生菜超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD),过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性分别增加了3.0~15.0倍、24.8%~164.0%、2.8~12.0倍和3.5~8.1倍,丙二醛(MDA)和抗坏血酸(ASA)含量增加了1.2~18.9倍和7.2%~10.1%。微塑料对生菜叶片和根系细胞有明显毒害作用,其可破坏叶肉细胞叶绿体,导致生菜叶片的光合参数及光合色素含量降低,同时也抑制了根系的生长发育,降低了其生物量。另外,试验表明生菜抗氧化系统对两种微塑料均产生了响应。

关键词：生菜微塑料根系形态光合色素抗氧化系统超微结构

铀矿区超富集植物可见及短波近红外光谱判别研究

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光谱学与光谱分析 2024年第7期44卷 1813-1819页

作者：肖怀春刘阳魏冰雪高家榕刘燕德肖慧东华理工大学江西省核地学数据科学与系统工程技术研究中心江西南昌330013 华东交通大学智能机电装备创新研究院江西南昌330013

随着各国对核能需求的剧增,铀矿勘探成为核能供给中关键环节。铀矿勘探方法主要有放射性物探测量、地球化学测量等传统方法,大都存在探测数据不准确、效率低等的不足。采用近红外光谱技术,结合化学计量学,探索铀超富集植物筛选及确定的... 详细信息

随着各国对核能需求的剧增,铀矿勘探成为核能供给中关键环节。铀矿勘探方法主要有放射性物探测量、地球化学测量等传统方法,大都存在探测数据不准确、效率低等的不足。采用近红外光谱技术,结合化学计量学,探索铀超富集植物筛选及确定的可行性。通过铀矿区植物生长情况及特性调查挑选超富集植物,利用近红外光谱分析仪获取不同区域其叶片综合光谱,比较分析光谱响应关系。发现两种超富集植物的吸收峰位于650~700和950~1050 nm两个波段内,前一个波段为叶绿素的吸收峰主要由C—O与C—H键伸缩振动的组合频产生。后一个波段是水的吸收峰主要由O—H键弯曲振动5级倍频导致。通过PCA与SPA选择特征变量,将两种样本分别按照3∶1的比例随机划分为训练与预测两部分,结合PLS和LSSVM两种方法构建超富集植物铀富集检测模型,并对比预测效果。发现基于PLS的狗尾草铀富集检测模型效果最佳,其判别正确率高达100%,RMSEP为0.115,R^(2)为0.946。两种建模方法中狗尾草检测模型均优于辣蓼,可能是狗尾草富集系数高于辣蓼,导致其铀矿区叶片铀含量浓度高于非铀矿区。结果表明,近红外光谱技术联合偏最小二乘法建立的超富集植物铀富集检测模型效果最好,很好的对铀超富集植物进行无损识别,从而筛选并确定之是可行的。该方法为废铀矿区生态修复提供重要参考,同时为利用特异性、指示性植物寻找铀矿提供新思路。

关键词：铀矿超富集植物铀富集近红外光谱偏最小二乘

集残留置浸矿的离子型稀土浸-淋一体化工艺研究

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中国稀土学报 2024年第3期42卷 549-558页

作者：肖信锦王慧娟黄金郭安孙雪菲邓扬悟王林生国家离子型稀土资源高效开发利用工程技术研究中心江西离子型稀土工程技术研究有限公司江西赣州341000 江西应用技术职业学院江西赣州341000 江西理工大学资源与环境工程学院江西赣州341000

离子型稀土经(NH_(4))_(2)SO_(4)浸矿后尾矿内有大量的铵盐残留,在闭矿后长期缓释对矿区环境造成污染,制约了(NH_(4))_(2)SO_(4)浸矿剂的应用和离子型稀土的高效开采。试验通过室内柱浸模拟试验,对浸矿与集中淋洗工艺的组合优化工艺进... 详细信息

离子型稀土经(NH_(4))_(2)SO_(4)浸矿后尾矿内有大量的铵盐残留,在闭矿后长期缓释对矿区环境造成污染,制约了(NH_(4))_(2)SO_(4)浸矿剂的应用和离子型稀土的高效开采。试验通过室内柱浸模拟试验,对浸矿与集中淋洗工艺的组合优化工艺进行了小试条件探索和扩大化试验验证。结果发现,在(NH_(4))_(2)SO_(4)加入量为4.53 g·g^(-1)REO,MgSO_(4)加入量为(NH_(4))_(2)SO_(4)加入摩尔量的120%的工艺条件下,均配制成2%(质量分数)的溶液先后进行浸矿和淋洗,小试和扩大化试验中铵浸+镁淋的稀土浸出率分别为96.81%和98.61%,稀土混合浸出液中的Mg^(2+)浓度分别为57.24和77.34 mg·L^(-1),NH_(4)HCO_(3)沉淀得到的碳酸稀土精矿中镁含量均小于15 mg·kg^(-1);结合一倍柱内矿土孔隙体积纯水淋洗,镁淋+水淋洗的尾矿氨氮淋出率在90%左右,尾矿中残留的氨氮含量小于200 mg·kg^(-1),符合绿化种植土壤要求。采用浸-淋一体化工艺在利用淋洗药剂淋洗和推动离子型稀土尾矿中铵根向下浸矿的同时并未对浸出液质量造成影响,同等稀土浸出率条件下,可大幅降低浸矿剂(NH_(4))2SO_(4)的用量,缩短浸矿和淋洗周期,具有较好的工业推广价值。

关键词：离子型稀土浸矿淋洗

喀斯特峡谷石漠化区造林对土壤细菌群落结构的影响

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生态学杂志 2024年

作者：王莎莎蓝家程祁雪王俊贤龙启霞黄明芝刘磊岳坤前贵州师范大学喀斯特研究院国家喀斯特石漠化防治工程技术研究中心

土壤微生物是评价喀斯特生态系统植被恢复有效性的重要指标。然而，受许多生物和非生物因素的影响，土壤微生物群落对植被恢复的响应仍存在不确定性。土壤理化性质作为影响细菌的生存环境的主要因素之一，是否可以直接用于推断与喀斯特... 详细信息

土壤微生物是评价喀斯特生态系统植被恢复有效性的重要指标。然而，受许多生物和非生物因素的影响，土壤微生物群落对植被恢复的响应仍存在不确定性。土壤理化性质作为影响细菌的生存环境的主要因素之一，是否可以直接用于推断与喀斯特生态系统土地利用改变相关的土壤细菌群落的变化仍然不清楚。本研究采集贵州花江喀斯特峡谷石漠化地区花椒林和次生林以及对照耕地0～10 cm的表层土壤样本。通过16S rRNA基因高通量测序技术，研究了喀斯特石漠化地区造林对土壤性质以及土壤细菌群落组成和多样性的影响，探究造林后影响土壤细菌群落的主要因素。结果表明：所有样品中土壤的主要优势菌门为酸杆菌（Acidobacteriota）、放线菌（Actinobacteriota）、变形菌（Proteobacteria）、绿弯菌（Chloroflexi）。造林显著改变了土壤细菌组成丰度，但并未显著改变α多样性。耕地转为花椒林和次生林后，酸杆菌和放线菌相对丰度显著增加，变形菌的丰度显著降低，绿弯菌在花椒林中的丰度最高。造林降低了显著富集细菌的数量并改变了富集细菌类别。冗余分析表明，土壤pH、交换态钙、有机碳、含水量、容重及土壤粉砂含量共同影响细菌群落结构，其中交换态钙的影响程度最高。这些结果表明，造林后，土壤理化性质和细菌类群之间潜在的相互作用可能共同影响喀斯特峡谷地区的土壤细菌群落结构。

关键词：造林交换态钙土壤细菌群落喀斯特石漠化

基于RUSLE模型的土壤侵蚀时空变化及其影响因子—以粤港澳大湾区为例

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中国水土保持科学(中英文) 2024年

作者：程露黎丽莉毛智慧仲恺农业工程学院资源与环境学院广东省农业产地环境污染防控工程技术研究中心

深入了解区域的土壤侵蚀时空演变特征，可以为该地区水土保持的开展提供参考。使用修正的通用土壤流失方程模型，估算粤港澳大湾区2010和2020年的土壤侵蚀模数，探讨土壤侵蚀的时空变化特征及其影响因素。结果表明：1)粤港澳大湾区2010... 详细信息

深入了解区域的土壤侵蚀时空演变特征，可以为该地区水土保持的开展提供参考。使用修正的通用土壤流失方程模型，估算粤港澳大湾区2010和2020年的土壤侵蚀模数，探讨土壤侵蚀的时空变化特征及其影响因素。结果表明：1)粤港澳大湾区2010和2020年土壤侵蚀模数分别为13.24和8.74 t/(hm2·a)，10 a间土壤侵蚀模数减少34%，土壤侵蚀呈好转趋势。2)大湾区的土壤侵蚀呈现中部侵蚀强度低、周围地区侵蚀剧烈的空间特征。2010-2020年大湾区土壤侵蚀强度等级较为稳定，88.2%的地区未出现侵蚀强度等级变化，土壤侵蚀加剧的区域主要集中在大湾区北部、西南部及东部沿海区域。3)土壤侵蚀模数随海拔的增加先降低再升高，海拔>1000 m的地区侵蚀模数最大；坡度越陡，侵蚀强度越大；草地和耕地是土壤侵蚀严重的区域，侵蚀模数分别为13.96和13.43 t/(hm2·a)。研究表明，大湾区的土壤侵蚀治理措施较为有效，未来需要进一步关注陡坡、高海拔、草地及耕地等区域的土壤侵蚀防治。

关键词：土壤侵蚀 RUSLE模型时空特征影响因素粤港澳大湾区

含钙添加剂处理下不同秸秆腐解产物可溶性有机质三维荧光特征变化

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光谱学与光谱分析 2024年第1期44卷 118-124页

作者：夏明明刘佳吴萌樊剑波刘晓利陈玲马昕伶李忠佩刘明中国科学院南京土壤研究所/土壤与农业可持续发展国家重点实验室江苏南京210008 中国科学院大学北京100049 江西省农业科学院土壤肥料与资源环境研究所/国家红壤改良工程技术研究中心江西南昌330200

秸秆是优质的有机资源,研究含钙添加剂种类及添加量对不同秸秆腐解产物可溶性有机物(DOM)组成性质差异,可为秸秆高效腐熟利用提供理论依据和技术参考。以花生秸秆和水稻秸秆为供试物料,通过添加不同含钙添加剂草酸钙(CaC_(2)O_(4))和氢... 详细信息

秸秆是优质的有机资源,研究含钙添加剂种类及添加量对不同秸秆腐解产物可溶性有机物(DOM)组成性质差异,可为秸秆高效腐熟利用提供理论依据和技术参考。以花生秸秆和水稻秸秆为供试物料,通过添加不同含钙添加剂草酸钙(CaC_(2)O_(4))和氢氧化钙[Ca(OH)_(2)]及不同添加量(4%、 8%),进行秸秆腐解试验。测定腐解产物养分含量,并利用三维荧光光谱(3DEEM)技术和平行因子方法(PARAFAC)探究秸秆腐解产物DOM的化学组成变化特征。结果表明:(1)总体上,草酸钙处理的秸秆腐解物总碳含量显著大于氢氧化钙处理;高量添加剂处理的秸秆腐解产物总碳含量小于低量处理;花生秸秆腐解产物的总氮、总磷和总钾高于水稻秸秆腐解产物。(2)通过3DEEM-PARAFAC方法分析腐解产物DOM组成,共识别出类胡敏酸(C1)、类胡敏酸(C2)和类色氨酸(C3)三种荧光组分;不同添加剂类型、添加量和不同秸秆类型对腐解产物DOM荧光组分的影响较为复杂,没有明显规律,但是总体上氢氧化钙处理的秸秆腐解产物DOM的C1和C2组分比例大于草酸钙处理,而草酸钙处理的秸秆腐解产物DOM的C3组分比例显著高于氢氧化钙处理;秸秆腐解产物DOM中组分C1、 C2与组分C3呈显著负相关;组分C2含量与总碳含量呈显著负相关。(3)氢氧化钙处理的秸秆腐解产物DOM的腐殖化指数(HIX)明显高于草酸钙处理,而草酸钙处理的秸秆腐解产物DOM生物源指数(BIX)明显高于氢氧化钙处理;高量草酸钙处理秸秆腐解产物DOM主要来自于微生物的转化,而其他处理DOM来自于微生物转化和陆生植物;不同添加量处理下秸秆腐解产物DOM的荧光指数没有明显变化规律;花生秸秆腐解产物DOM的HIX、 BIX和荧光指数(McKnight index)均高于水稻秸秆;秸秆腐解产物DOM中McKnight和HIX呈显著负相关,和BIX间呈极显著正相关,而秸秆腐解产物DOM中BIX和总碳含量呈显著正相关。上述结果表明,氢氧化钙可以促进秸秆腐解以及腐解产物的腐殖化,其中高量氢氧化钙处理的花生秸秆效果较好。

关键词：含钙添加剂秸秆可溶性有机物三维荧光平行因子分析

盐胁迫下生物炭添加对紫苏生长及根际微生物群落的影响

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农业环境科学学报 2024年

作者：陈军豪杨生茂汪玉瑛何莉莉刘玉学甘毅吕豪豪浙江省农业科学院环境资源与土壤肥料研究所浙江省生物炭工程技术研究中心浙江农林大学现代农学院

为揭示生物炭对盐土理化性质和紫苏(Perilla frutescens L.)生长的影响规律，采用盆栽试验，研究了不同生物炭添加量(炭土质量分数0、1%、3%)处理下不同浓度(盐土质量分数0、2‰、4‰、6‰)盐分胁迫对土壤养分、结构、微生物群落结构以... 详细信息

为揭示生物炭对盐土理化性质和紫苏(Perilla frutescens L.)生长的影响规律，采用盆栽试验，研究了不同生物炭添加量(炭土质量分数0、1%、3%)处理下不同浓度(盐土质量分数0、2‰、4‰、6‰)盐分胁迫对土壤养分、结构、微生物群落结构以及紫苏产量、品质等影响。结果表明：生物炭施加能够提高盐胁迫下紫苏株高、整株干鲜比、叶片光合色素含量、叶片可溶性蛋白含量和可溶性总糖含量。相同浓度盐分胁迫条件下，3%生物炭处理相较于0%生物炭处理，土壤有机质、全氮、速效钾、有效磷含量以及土壤pH、最大持水率显著提高(P土壤EC、容重显著降低(P土壤酶活性有显著的提高作用(P土壤微生物多样性，变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteriota)为土壤中的优势群落，盐胁迫下土壤微生物的丰富度与多样性随着生物炭的施加显著提高(P土壤EC呈显著正相关(P研究认为，生物炭能够改善土壤EC和土壤容重等理化性质，缓解根系盐胁迫，提高紫苏株高、整株干鲜比；生物炭施入提高土壤酶活性、增加土壤微生物群落丰度与多样性，进一步改善紫苏根系微环境，实现紫苏的品质提升。

关键词：生物炭紫苏盐土理化性质微生物

动态地理背景下过度饮酒行为的时空特征及影响因素——以广州市中心城区为例

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地球信息科学学报 2024年第8期26卷 1794-1810页

作者：文隽永周素红李双明中山大学地理科学与规划学院广州510006 广东省公共安全与灾害工程技术研究中心广州510275 广州市急救医疗指挥中心广州510062

过度饮酒的危害是中国乃至全球面临的问题。本研究结合经典理论构建过度饮酒行为与地理环境关系的理论框架,使用广州市急救医疗指挥中心受理的公众急性酒精中毒呼叫记录、手机信令等多源时空数据,探究动态地理背景下过度饮酒行为的时空... 详细信息

过度饮酒的危害是中国乃至全球面临的问题。本研究结合经典理论构建过度饮酒行为与地理环境关系的理论框架,使用广州市急救医疗指挥中心受理的公众急性酒精中毒呼叫记录、手机信令等多源时空数据,探究动态地理背景下过度饮酒行为的时空特征及影响因素。结果显示:(1)过度饮酒行为在时间上多发于周末和夜间,在空间上集中于城市商业中心;其空间分布在日间较为均衡,而在夜间较为集聚;(2)过度饮酒行为受酒精可获得性的影响,其与社区的KTV、交通站点密集度正相关。KTV的正向影响在日间主要体现在旧城区,在夜间体现在旧城区、近郊区和开发区,夜间的影响相对明显;交通站点的正向影响主要体现在近郊区,且在日间相对明显;(3)过度饮酒行为也受部分空间失序因素的影响,其与所在社区的土地建成率正相关,但与建筑楼龄、街景脏乱度等关系不显著。土地建成率的正向影响主要体现在新城区的景观风貌核心地区以及城郊结合部的城中村社区,且在日间相对明显;(4)过度饮酒行为与社会失序的关系较为复杂且时空分异性较强,其整体上与社区的外地出生人口比例负相关,与低教育人口比例和住宅租金正相关。(5)按照日间和夜间过度饮酒行为影响因素的聚类,分别划分不同的类型区,可针对这些类型区实施差异化的干预措施,以降低过度饮酒的危害。研究揭示了动态地理背景和较小空间尺度下过度饮酒行为与地理环境的关系,弥补了以往的相关研究对动态地理背景和时空异质性考虑不足、分析尺度较大等局限,相关结果能为酒精政策制定和完善、地区治安和卫生资源配置、城乡空间规划设计和相关健康问题的环境干预措施提供参考。

关键词：健康地理犯罪地理地理加权回归急救数据过度饮酒酒精中毒动态地理背景地理环境时空特征