沿黄灌区盐碱地不同盐生植物根际土壤细菌群落特征和生态功能预测

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作者 贺世龙 叶贺 +3 位作者 赵宇 范若渝 张雅玲 红梅 《生态学报》 北大核心 2025年第5期2141-2151,共11页

盐生植物根际土壤细菌是盐碱地生态治理的有效工具,但由于其培养过程不确定性高、功能探索程度小导致利用效率难以提升。为了提高沿黄灌区盐生植物根际细菌利用效率,在鄂尔多斯沿黄灌区盐碱地内选取黄花补血草Limonium aureum、芨芨草Ac... 盐生植物根际土壤细菌是盐碱地生态治理的有效工具,但由于其培养过程不确定性高、功能探索程度小导致利用效率难以提升。为了提高沿黄灌区盐生植物根际细菌利用效率,在鄂尔多斯沿黄灌区盐碱地内选取黄花补血草Limonium aureum、芨芨草Achnatherum splendens、碱蓬Suaeda glauca、芦苇Phragmites australis、羊草Leymus chinensis、砂引草Messerschmidia sibirica Linn六种盐生植物,通过16S扩增子测序技术分析其根际细菌群落与组成,并通过文献检索和PICRUSt2方法进行功能预测。结果表明:(1)在六种植物根际土壤共检测到细菌38门、97纲、226目、372科、659属,其中在六种植物内均稳定存在的优势菌门为变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteriota)和厚壁菌门(Firmicutes)。(2)PCoA分析表明,根际土壤β多样性表现出砂引草、黄花补血草和羊草相近,碱蓬和芨芨草相近的规律。(3)LEfSe分析表明碱蓬根际存在6类差异性细菌,芦苇根际5类,砂引草与羊草各2类。(4)六种植物根际差异性细菌功能差异较大,而共有细菌功能则均与耐盐促生能力相关。(5)PICRUSt2功能预测发现泌盐植物根际土壤功能丰度显著高于其他植物(P<0.05)。综上,在耐盐促生菌筛选过程中应以多种植物根际土壤做为筛选基质,同时需要重视泌盐植物的应用。研究为沿黄灌区盐碱地盐生植物根际土壤细菌后续培养利用提供了一定理论依据。 展开更多

关键词 根际细菌群落 盐生植物 沿黄灌区盐碱地 PICRUSt2功能预测

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我国草原生态系统土壤动物群落特征研究进展

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作者 德海山 赵巴音那木拉 +2 位作者 红梅 美丽 刘鹏飞 《中国草地学报》 北大核心 2025年第3期136-143,共8页

土壤动物是陆地生态系统的重要组成部分,在维持草原生态系统功能和稳定性方面具有不可或缺的作用。全球气候变化及不同类型的人为干扰,显著改变了土壤动物的群落结构及多样性,进而对土壤质量与土壤健康产生影响。本文系统梳理了我国草... 土壤动物是陆地生态系统的重要组成部分,在维持草原生态系统功能和稳定性方面具有不可或缺的作用。全球气候变化及不同类型的人为干扰,显著改变了土壤动物的群落结构及多样性,进而对土壤质量与土壤健康产生影响。本文系统梳理了我国草原土壤动物研究的发展历程和研究现状,深入分析了在模拟增温、氮添加、降水变化和人为干扰(放牧、刈割、围封、开垦和采矿)下不同草原类型中土壤动物的变化特征。并在此基础上提出未来需要深入研究的3个方向:加强土壤动物与多学科结合的研究;开展全球气候变化背景下大空间尺度、长期定位观测基础上的土壤动物群落特征变化研究;深化草原生态系统土壤动物群落结构和功能稳定性的研究。 展开更多

关键词 土壤动物 土壤健康 草原生态系统 生态功能

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实验室废液与脱硫石膏配施对碱土化学性质及苜蓿生长的影响 被引量：1

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作者 戴旭光 朝博 +1 位作者 包庆格乐 乌恩 《农业科学研究》 2023年第3期16-23,共8页

为研究实验室废液资源化利用途径,将实验室废液进行无害化处理后与脱硫石膏配施,进行碱土改良与栽培苜蓿的盆栽试验。通过比较各处理土壤pH、碱化度、电导率、全盐量、八大离子、有效氮磷钾和有机质含量及苜蓿出苗率、株高和地上部生物... 为研究实验室废液资源化利用途径,将实验室废液进行无害化处理后与脱硫石膏配施,进行碱土改良与栽培苜蓿的盆栽试验。通过比较各处理土壤pH、碱化度、电导率、全盐量、八大离子、有效氮磷钾和有机质含量及苜蓿出苗率、株高和地上部生物量,评价实验室废液与脱硫石膏配施对碱土化学性质的改善效果及其对苜蓿生长的效应。结果表明:实验室废液呈强酸性,通常pH<2,其主要污染物是汞(Hg)、镉(Cd)、铜(Cu)、锌(Zn)、镍(Ni)、铅(Pb)和六价铬(Cr^(6+))等重金属,其中六价铬超标,可以用活性炭(添加量0.8 g/200 mL)吸附(48 h)法进行无害化处理,使废液的六价铬含量达到灌溉水质标准,从而加以资源化利用。实验室废液与脱硫石膏适当配施对碱土化学性质有显著的改良作用,对苜蓿苗期的生长有显著的促进作用,其中w(脱硫石膏)=1.3%配施φ(实验室废液)=30%和w(脱硫石膏)=2.0%配施φ(实验室废液)=30%这2个处理的效果最为显著。 展开更多

关键词 实验室废液 脱硫石膏 碱土 化学性质 苜蓿生长

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内蒙古中东部地区草原土壤中重金属分布特征及生态风险评价

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作者 师泰龙 许学慧 +1 位作者 张悦欣 红梅 《环境化学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1832-1841,共10页

为探究内蒙古中东部地区草原土壤重金属污染特征及生态风险状况,采集四子王旗、苏尼特右旗、商都、锡林浩特、西乌旗、新巴尔虎左旗、鄂温克族自治旗等地区土壤,对其中重金属元素(Cd、Cr、As、Zn、Pb和Cu)的全量和有效态含量进行测定,... 为探究内蒙古中东部地区草原土壤重金属污染特征及生态风险状况,采集四子王旗、苏尼特右旗、商都、锡林浩特、西乌旗、新巴尔虎左旗、鄂温克族自治旗等地区土壤,对其中重金属元素(Cd、Cr、As、Zn、Pb和Cu)的全量和有效态含量进行测定,运用空间插值法分析内蒙古草原土壤中重金属含量的空间分异特征;同时采用地累积指数法、潜在生态风险指数法和风险评估指数法对重金属元素的生态风险进行了评价.结果表明,内蒙古中东部地区草原土壤全量重金属元素Cr、Cu、Pb的平均含量相对较低,而Cd、As和Zn全量的均值分别是背景值的3.58倍、1.53倍和1.98倍.地累积指数评价结果显示Cd的污染程度最高,其它元素污染程度相对较低.潜在生态风险指数评价结果显示Cd为研究区土壤中最主要的潜在生态危害因子,其次是As,其它元素则处于低生态危害.风险评估指数法结果显示,研究区土壤中有效态重金属占重金属总量的百分含量不到10%,说明研究区土壤中重金属元素的生物可利用性较低,对环境构成的风险也相对较低.综合来看,研究区土壤中Cd元素存在一定的潜在风险,需引起有关部门高度重视,加大监测力度. 展开更多

关键词 内蒙古 草原土壤 重金属污染 风险评估

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智能滴灌水肥一体化下有机物料对盐碱地土壤性状与向日葵产量的影响 被引量：1

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作者 韩哲群 高奇奇 +4 位作者 贾昂元 刘美英 武雪萍 南珊珊 张海睿 《中国土壤与肥料》 北大核心 2025年第3期136-146,共11页

以常规漫灌为对比,分析智能滴灌水肥一体化条件下不同有机物料对土壤物理、化学性质和作物产量的影响,以期为新型智能滴灌水肥一体化技术的应用与推广以及内蒙古引黄灌区改良盐碱地和作物增产提供理论和技术支撑。2023年5月在内蒙古达... 以常规漫灌为对比,分析智能滴灌水肥一体化条件下不同有机物料对土壤物理、化学性质和作物产量的影响,以期为新型智能滴灌水肥一体化技术的应用与推广以及内蒙古引黄灌区改良盐碱地和作物增产提供理论和技术支撑。2023年5月在内蒙古达拉特旗盐碱地开展田间试验,分别在漫灌和滴灌下设置单施化肥(F)、化肥+秸秆(FS)、化肥+牛粪(FM)、化肥+高碳基肥(FH)4种施肥处理,于9月采集0~20和20~40 cm土层土样,分析土壤容重、含水量、pH、电导率(EC)、颗粒有机碳(POC)、硝态氮、有效磷(AP)和速效钾(AK),探究向日葵产量及其与土壤理化性质的关系。结果表明,相比于漫灌,滴灌显著降低了土壤容重和EC,增加了土壤含水量、POC、AP、AK和硝态氮含量,提高了向日葵产量。在智能滴灌条件下,0~20 cm土层中FS比F处理的土壤容重降低4.1%;FS、FM和FH降低了23.0%~48.7%的EC和2.3%~4.4%的pH,增加硝态氮含量36.4%~114.2%;FM和FH增加了35.0%~43.3%的AP、11.7%~14.5%的AK和23.1%~26.1%的POC含量。在20~40 cm土层中,FS、FM和FH增加硝态氮含量100.9%~231.5%、AP含量5.8%~21.8%、AK含量11.9%~19.2%和POC含量26.7%~29.1%;FM和FH的作物产量增加20.4%~21.5%。相关分析表明,作物产量与土壤容重和EC呈极显著负相关,与含水量、AP、AK、硝态氮和POC呈极显著正相关。通过比较内蒙古引黄灌区重度盐碱地下不同灌溉方式和有机物料添加对土壤理化性质和作物产量的影响发现,相比于常规漫灌,采用智能滴灌水肥一体化结合牛粪和高碳基肥能降低土壤容重、pH和EC,增加含水量、有效磷、速效钾和硝态氮含量,提高活性碳组分含量,进而提高作物产量。 展开更多

关键词 智能滴灌 有机物料 颗粒态有机碳 速效养分 产量

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不同土壤改良剂对向日葵-土壤碳氮磷含量及其化学计量比的影响 被引量：1

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作者 王燕红 任恩良 +3 位作者 赵彬 崔翔 刘美英 王丽萍 《西北农林科技大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第9期134-144,156,共12页

【目的】研究不同土壤改良剂对内蒙古河套灌区向日葵根、茎、叶和土壤中碳、氮、磷含量及其化学计量比的影响,为河套灌区盐碱地的改良提供理论依据。【方法】以向日葵同庆6号为材料,采用大田试验,设置6个处理,分别为:CK(对照),不施用土... 【目的】研究不同土壤改良剂对内蒙古河套灌区向日葵根、茎、叶和土壤中碳、氮、磷含量及其化学计量比的影响,为河套灌区盐碱地的改良提供理论依据。【方法】以向日葵同庆6号为材料,采用大田试验,设置6个处理,分别为:CK(对照),不施用土壤改良剂;BO.22.5 t/hm^(2)生物炭+15 t/hm^(2)有机肥;BF.22.5 t/hm^(2)生物炭+3600 kg/hm^(2)脱硫石膏;BH.22.5 t/hm^(2)生物炭+500 kg/hm^(2)腐殖酸;BC.22.5 t/hm^(2)生物炭+75 kg/hm^(2)复合肥;O.38.8 t/hm^(2)有机肥。于向日葵成熟期,采集植物样品和土壤样品,测定不同处理向日葵根、茎、叶中的C、N、P含量及土壤有机碳、全氮和全磷含量,计算植物和土壤的C:N、C:P、N:P,分析不同处理向日葵根、茎、叶与土壤C:N、C:P、N:P的关系。【结果】与CK相比,不同土壤改良剂处理明显影响了0~20和20~40 cm土层土壤有机碳、全氮和全磷含量及C:N、C:P、N:P。在0~20和20~40 cm土层,与CK相比,BH、BF、O和BO处理土壤有机碳含量均显著增加,BH、BF和BO处理土壤全氮含量均显著增加,BO和BC处理土壤全磷含量显著增加;BF、O和BC处理土壤C:N显著增加,BH、BF和O处理土壤C:P显著增加,BH、O处理土壤N:P显著增加。与CK相比,不同土壤改良剂处理明显影响了向日葵根、茎、叶中的C、N、P含量和C:N、C:P、N:P。与CK相比,不同土壤改良剂处理向日葵根部C、N、P含量总体显著增加;茎中的P含量显著增加;叶中的C含量明显降低,N和P含量总体显著增加。与CK相比,不同土壤改良剂处理向日葵根C:N总体显著下降;BF、BO和BC处理向日葵根的C:P显著增加,O处理显著降低;除了O处理,其余土壤改良剂处理根中的N:P显著增加。与CK相比,BH、O处理向日葵茎中的C:N显著增加,BC处理显著下降;不同土壤改良剂处理向日葵茎中的C:P和N:P值均显著降低。与CK相比,不同土壤改良剂处理向日葵叶中的C:N、C:P和N:P总体显著降低。不同处理向日葵根、茎、叶与土壤C:N、C:P、N:P总体有明显的相关性。【结论】在内蒙古河套灌区,土壤改良剂对向日葵-土壤的碳、氮、磷含量及其化学计量比影响较大,N是向日葵生长的主要限制因子。 展开更多

关键词 向日葵 盐碱地 土壤改良剂 碳氮磷化学计量比 河套灌区

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春季冻害对六盘山区辽东栎林水分利用的影响

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作者 王语冰 于澎涛 +3 位作者 魏江生 刘兵兵 牛佳乐 乌艺恒 《生态学报》 北大核心 2025年第14期6961-6972,共12页

探讨春季冻害对生长季内辽东栎林水分利用的影响,为理清区域森林生态系统对极端气候变化的反应提供重要理论依据。通过利用热扩散探针技术对六盘山区辽东栎天然林发生春季冻害年生长季(2023年5—9月)树干液流速率进行连续观测,并同步监... 探讨春季冻害对生长季内辽东栎林水分利用的影响,为理清区域森林生态系统对极端气候变化的反应提供重要理论依据。通过利用热扩散探针技术对六盘山区辽东栎天然林发生春季冻害年生长季(2023年5—9月)树干液流速率进行连续观测,并同步监测气温、相对湿度等气象因子以及叶面积指数(LAI),分析春季冻害对辽东栎林水分利用的影响。结果表明:冻害发生后,受害样地LAI由1.57骤降至0,叶片全部受损,对LAI的影响长达32 d,致使LAI损失54.31%。就单株蒸腾(TS)而言,冻害后受害样地优势木TS损失量最多(4.55 L/d),被压木最少(1.37 L/d);较未受害样地相比,受害样地标准化单株蒸腾损失量同样表现为优势木损失最大(0.27),被压木最小(0.08)。对于林分蒸腾(T),受害样地冻害影响期远低于冻害前期(减幅80.44%)与未受害样地同期(相差0.53),此外,回归分析表明受害样地冻害影响期T与潜在蒸散的关系最差(R^(2)=0.44),低于其他时期(冻害前期R^(2)=0.48、正常期R^(2)=0.82)及未受害样地整个生长季(R^(2)=0.70)。总体来看,春季冻害导致了辽东栎林LAI及蒸腾耗水的降低,使得辽东栎林水分利用能力显著下降,其中优势木受冻害影响最大,被压木最小。研究结果不仅可为其他树种的冻害研究提供借鉴,而且能辅助深化认识极端气候对森林的影响。 展开更多

关键词 春季冻害 辽东栎林 叶面积指数 蒸腾 水分利用

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荒漠草原土壤原生生物群落对长期放牧的响应

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作者 岳梅 德海山 +5 位作者 叶贺 赵宇 尚星玲 李硕 黄开春 红梅 《土壤学报》 北大核心 2025年第4期1221-1232,共12页

放牧是内蒙古荒漠草原最主要、最简便、最经济的草地利用途径之一,是影响植物、生物和土壤环境变化的重要因素。土壤原生生物在荒漠草原生态系统的物质循环和能量流动过程中起着重要作用,但原生生物群落对放牧强度变化如何响应仍知之甚... 放牧是内蒙古荒漠草原最主要、最简便、最经济的草地利用途径之一,是影响植物、生物和土壤环境变化的重要因素。土壤原生生物在荒漠草原生态系统的物质循环和能量流动过程中起着重要作用,但原生生物群落对放牧强度变化如何响应仍知之甚少。以短花针茅(Stipa breviflora)荒漠草原为对象,通过随机区组试验,设置对照(Control,CK)、轻度放牧(Light grazing,LG)、中度放牧(Moderate grazing,MG)和重度放牧(Heavy grazing,HG)四个处理组,采用高通量测序技术分析土壤原生生物群落的多样性和组成,并结合植被特征和土壤理化性质分析探究驱动土壤原生生物群落变化的关键环境因子。研究结果表明,短花针茅(Stipa breviflora)荒漠草原土壤原生生物群落主要由未分类-真核生物门(Unclassified_Eukaryota)、隐藻门(Cryptophyta)、绿藻类门(Chlorophyta)、节肢动物门(Arthropoda)、链形植物门(Streptophyta)及毛霉门(Mucoromycota)等构成。其中,优势类群(相对丰度占总丰度20%及以上)为未分类-真核生物门(Unclassified_ukaryota)、隐藻门(Cryptophyta),常见类群(相对丰度占总丰度2%~20%)为绿藻类门(Chlorophyta)、节肢动物门(Arthropoda)、链形植物门(Streptophyta)及毛霉门(Mucoromycota),稀有类群(相对丰度占总丰度2%及以下)为壶菌门(Chytridiomycota)、顶复亚门(Apicomplexa)、脊索动物门(Chordata)和担子菌门(Basidiomycota)等,其中优势类群和常见类群对放牧强度变化较敏感。放牧强度改变了荒漠草原的植被特性、土壤理化性质和土壤原生生物群落多样性。植被Margalef丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度指数和生物量对原生生物群落的变化均敏感;而土壤理化性质中总孔隙度、容重、有机质、全氮、全磷、有效磷、速效钾及pH是影响原生生物群落的关键环境因子。总之,放牧通过改变植被特征和土壤环境因子进而影响土壤原生生物群落,证明了养分资源相对匮乏的生态系统中原生生物与环境因子之间具有较强的连通性,同时明确了对荒漠草原放牧管理措施变化反应敏感的原生生物类群。 展开更多

关键词 荒漠草原 原生生物 群落组成 多样性 放牧 环境因子

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施用腐熟和半腐熟有机肥对盐渍土生化指标的影响

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作者 陈淑慧 白红梅 +3 位作者 李亚杰 刘美英 包伟民 索全义 《农家科技》 2025年第11期94-96,共3页

通过研究腐熟和半腐熟有机肥对盐渍土培肥效果,为盐渍土科学施用有机肥提供理论依据。试验采用盆培养方法,对盐渍土施用腐熟和半腐熟有机肥各设置低(8.50g/kg)、中(16.99g/kg)、高(25.49g/kg)3个水平施用量,以盐渍土(CK)为对照,在培养的... 通过研究腐熟和半腐熟有机肥对盐渍土培肥效果,为盐渍土科学施用有机肥提供理论依据。试验采用盆培养方法,对盐渍土施用腐熟和半腐熟有机肥各设置低(8.50g/kg)、中(16.99g/kg)、高(25.49g/kg)3个水平施用量,以盐渍土(CK)为对照,在培养的第180d取土样,对其生化指标进行分析。研究结果表明,半腐熟有机肥更有利于降低盐渍土pH值,高量半腐熟有机肥施用盐渍土后pH值降低0.55;盐渍土中施用腐熟有机肥增加土壤全盐量、养分含量的效果优于施用半腐熟有机肥;施用半腐熟有机肥提高盐渍土酶活性效果较佳。随着有机肥用量的增加,腐熟与半腐熟有机肥之间的差异显著增大。因此,当有机肥用量高于2000kg/亩时,可考虑是否施用半腐熟有机肥。 展开更多

关键词 腐熟 半腐熟 盐渍土 化学指标 生物指标

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荒漠草原典型牧草根际、根内功能细菌的筛选及促生功能解析

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作者 黄真真 高卉 李海港 《中国草地学报》 北大核心 2025年第3期82-93,共12页

在内蒙古荒漠草原生态系统中,功能微生物具有重要的生长促进作用,但该区域牧草根际、根内功能微生物的种类及其促生机制缺乏系统研究。本研究采用高通量测序技术初步解析荒漠草原12种典型牧草根际细菌群落组成,并基于试验地的土壤养分... 在内蒙古荒漠草原生态系统中,功能微生物具有重要的生长促进作用,但该区域牧草根际、根内功能微生物的种类及其促生机制缺乏系统研究。本研究采用高通量测序技术初步解析荒漠草原12种典型牧草根际细菌群落组成,并基于试验地的土壤养分含量改良专性培养基从根内和根际分离筛选出5株菌株(分别记为A1~A3和B1~B2),其中B1和B2菌株属于芽孢杆菌属(Bacillus sp.),A1菌株属于原小单孢菌属(Promicromonospora sp.),A2和A3菌株属于链霉菌属(Streptomyces sp.)。5个菌株均具有较强的溶解养分能力,其中,在无机磷发酵液中菌株A2的可溶性磷含量达164.51 mg/L,有机磷发酵液中菌株A3的可溶性磷含量达17.43 mg/L;均具有显著的解钾能力(P<0.05);具有产激素能力,菌株B1生长素含量达26.08μg/L;可提高ACC脱氨酶活性,除B2菌株外,其他菌株的ACC脱氨酶活性在32.20~40.05 U/L。5个菌株均可促进栉叶蒿幼苗的生长,特别是胚根的生长。 展开更多

关键词 荒漠草原 高通量测序 功能微生物 代谢产物 促生

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四溴双酚S(TBBPS)及其衍生物的植物吸收、传输和生物转化

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作者 张悦欣 许学慧 +2 位作者 师泰龙 陈佳峰 张宇飞 《环境化学》 北大核心 2025年第6期2209-2219,共11页

新型溴代阻燃剂四溴双酚S(tetrabromobisphenol S,TBBPS)作为四溴双酚A(tetrabromobisphenol A,TBBPA)的一种替代品,在生产和产品使用、回收处置过程中易释放到环境中,并发生代谢转化产生衍生物、代谢物,对人类健康和生态环境造成潜在... 新型溴代阻燃剂四溴双酚S(tetrabromobisphenol S,TBBPS)作为四溴双酚A(tetrabromobisphenol A,TBBPA)的一种替代品,在生产和产品使用、回收处置过程中易释放到环境中,并发生代谢转化产生衍生物、代谢物,对人类健康和生态环境造成潜在的危害.因此,探究TBBPS及其衍生物在土壤-植物系统中的吸收、传输和生物转化的过程,对于认识环境中TBBPS及其衍生物的归趋,评估其生态风险具有十分重要的意义.本研究选用常种植的油菜和大豆作为模式植物,利用温室土培实验,探究TBBPS及其衍生物在两种植物体内的吸收、富集特征以及传输和生物转化规律.主要研究结论如下:建立了基于快速溶剂萃取-超高效液相色谱-三重四极杆质谱联用(UPLC-MS/MS)的方法能成功实现TBBPS及其多种衍生物的分离和测定,具有较高的灵敏度和较低的检测限.土培实验结果表明,随着暴露时间的增加,大豆、油菜对TBBPS及其衍生物、代谢物的吸收富集量呈先增高后降低的趋势,并在第25天时富集量达到最大值.化合物在大豆体内的传输因子均低于油菜,说明化合物在油菜体内的转运能力更强.对比不同化合物,大豆体内TBBPS-MAE的传输因子最高,即茎向传输能力最强,油菜体内则表现为TBBPS的传输能力最强,但总体传输因子均<1,且衍生物的转运量大于代谢物,表明代谢物相对于衍生物更难转移至地上部.TBBPS及其衍生物在大豆、油菜体内通过代谢转化生成BPS、TBBPS-BME、2-BPM和4-BPM等代谢产物并富集,植物体内代谢物总量随着暴露时间增加呈先增加后降低的趋势.与无植物种植空白处理相比,代谢物2-BPM/4-BPM只在植物体内代谢产生.研究结果为综合评价TBBPS及其衍生物的环境分布、迁移、转化规律和生态危害性提供了科学数据和技术支持. 展开更多

关键词 四溴双酚S 植物 生物吸收 传输 生物转化.

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葵花秸秆水热炭对土壤有机碳及其矿化特征的影响

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作者 姚佳 王雪韧 +1 位作者 张普河 赵世翔 《水土保持通报》 北大核心 2025年第4期286-293,303,共9页

[目的]探讨不同制备温度葵花秸秆水热炭添加对土壤有机碳(SOC)及其组分的影响,为葵花秸秆资源化利用和土壤固碳提供理论依据。[方法]以葵花秸秆为原料,分别在180℃和220℃制备水热炭(SB180,SB220)。通过室内培养试验,分析不同温度制备... [目的]探讨不同制备温度葵花秸秆水热炭添加对土壤有机碳(SOC)及其组分的影响,为葵花秸秆资源化利用和土壤固碳提供理论依据。[方法]以葵花秸秆为原料,分别在180℃和220℃制备水热炭(SB180,SB220)。通过室内培养试验,分析不同温度制备的水热炭及不同添加量输入对土壤有机碳及组分的差异化调控。[结果]①随着制备温度的升高,水热炭的碳含量、芳香度、比表面积以及孔体积增大。②随着制备温度和添加量的增加,土壤有机碳、矿物结合态有机碳(MAOC)和颗粒有机碳(POC)含量显著提高,2%SB220处理的SOC,POC以及MAOC含量最高,分别较对照增加了75.34%,23.34%和105.75%。③土壤有机碳矿化速率、累积矿化量、潜在可矿化量(C_(p))以及激发效应(P_(E))随着制备温度的升高而降低,随添加量的增加而增加,2%SB220的累积矿化量、C_(p)以及P_(E)较1%SB220分别升高了50.88%,57.61%和79.51%。[结论]SB220显著提升了土壤有机碳、矿物结合态有机碳和颗粒有机碳含量,有较好的固碳潜力,但随着添加量增加,碳排放风险增加,建议添加1%的SB220,实现碳矿化损失与长效固存的平衡。 展开更多

关键词 水热炭 土壤有机碳 矿物结合态有机碳 颗粒有机碳 激发效应

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荒漠草原土壤呼吸及其组分对持续干旱及再湿润的响应

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作者 孙志强 韩春雪 李海港 《草地学报》 北大核心 2025年第2期535-546,共12页

气候变化下频繁和严重的干湿循环事件对荒漠化草地生态系统的碳循环产生不可估量的影响。本研究2023年在短花针茅(Stipa breviflora Griseb)荒漠草原生长季初期(5—6月)和旺盛期(7—9月)设置了持续干旱及再润湿模拟试验,测定土壤总呼吸(... 气候变化下频繁和严重的干湿循环事件对荒漠化草地生态系统的碳循环产生不可估量的影响。本研究2023年在短花针茅(Stipa breviflora Griseb)荒漠草原生长季初期(5—6月)和旺盛期(7—9月)设置了持续干旱及再润湿模拟试验,测定土壤总呼吸(Soil respiration,Rs)和土壤异养呼吸(Soil heterotrophic respiration,Rh),同时测量表层土壤温度、湿度和土壤微生物生物量碳含量,以及对样地进行了植被调查。结果表明:持续干旱及再湿润均显著影响Rs与Rh,生长季旺盛期Rs和Rh较生长季初期对土壤水分的响应更强烈;Rh是荒漠草原生态系统土壤碳排放的主要成分,占比约为63.0%,其受土壤微生物生物量碳含量影响显著;土壤自养呼吸(Soil autotrophic respiration,Ra)主要受植被生物量的影响,但由于土壤根际微生物受土壤温度和土壤水分的影响,Ra与地上和地下生物量线性关系不显著。本研究对评估荒漠草原生态系统碳平衡与量化土壤碳排放过程具有指导意义。 展开更多

关键词 短花针茅荒漠草原 土壤异养呼吸 土壤自养呼吸 干旱胁迫 复湿

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基于高光谱小波变换的玉米叶片含水量估测

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作者 肖娅婷 唐彧哲 +2 位作者 白宇飞 王潞 李斐 《光谱学与光谱分析》 北大核心 2025年第10期2875-2884,共10页

在植物的生命活动中,水分对于作物产量起着决定性的作用。快速检测并获知植物叶片水分状况,对于了解田间作物的生理需水特性以及相应的水分管理具有重要的意义。高光谱指数是进行作物叶片含水量无损实时估测的重要参数,然而常用的光谱... 在植物的生命活动中,水分对于作物产量起着决定性的作用。快速检测并获知植物叶片水分状况,对于了解田间作物的生理需水特性以及相应的水分管理具有重要的意义。高光谱指数是进行作物叶片含水量无损实时估测的重要参数,然而常用的光谱指数在估测叶片含水量中受生育时期影响明显,且稳定性较差,估测精度很难达到生产要求。为了提高玉米叶片水分估测的精度,于2023年—2024年在内蒙古玉米种植的典型区域进行不同水分梯度的田间试验,测定玉米叶片三个关键生育时期的高光谱反射率,通过建立叶片含水量(LWC)与小波函数及光谱指数的关系模型,以确定表现最佳的小波函数和光谱指数,并评估他们在检测玉米叶片含水量方面的稳定性和鲁棒性。利用光谱指数和小波函数对叶片含水量进行相关性分析发现,选用的13个水分指数中MDATT指数的预测结果最好(R^(2)=0.52),但估测精度受生育时期和层位影响较大。相比之下,连续小波变换在提高LWC估测精度的同时克服了生育时期和层位对于预测精度的影响,其中表现最佳的小波函数及其特征为Coif3(S_(6)W_(1725))(R^(2)=0.83)。与光谱指数相比小波函数中的Coif3函数在估测玉米叶片含水量方面更为稳定,模型独立验证结果的决定系数R^(2)为0.76,并且验证误差最小,RMSE和RE分别为3.08%和3.51%。研究结果可为玉米生长关键期水分的准确判断和灌溉的精准管理提供指导,从而有助于中国中西部地区玉米水肥一体化种植制度的可持续性发展。 展开更多

关键词 玉米叶片 含水量 小波函数 光谱指数

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秸秆还田下盐碱农田灌水前后盐分动态和有机碳变化耦合作用

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作者 尚星玲 裴志福 +7 位作者 兰天 岳梅 赵宇 巴特勒 郑飞宇 南紫瑶 尹颢杰 红梅 《土壤》 北大核心 2025年第3期568-578,共11页

盐渍化是制约农田土壤肥力的主要障碍因素。为探究秸秆还田条件下盐渍化土壤盐分动态和土壤有机碳(SOC)积累的耦合作用并筛选最佳秸秆还田用量,以内蒙古土默川盐渍化土壤为研究对象,设置6种不同用量秸秆还田处理:0(CK)、2 100(ST1)、4 2... 盐渍化是制约农田土壤肥力的主要障碍因素。为探究秸秆还田条件下盐渍化土壤盐分动态和土壤有机碳(SOC)积累的耦合作用并筛选最佳秸秆还田用量,以内蒙古土默川盐渍化土壤为研究对象,设置6种不同用量秸秆还田处理:0(CK)、2 100(ST1)、4 200(ST2)、6 300(ST3)、8 400(ST4)、10 500 kg/hm^(2)(ST5),分析灌水前后土壤盐分和SOC动态变化规律以及两者之间的耦合关系。结果表明:(1)长期秸秆还田可提高0~30 cm土层SOC含量,与CK处理相比平均增幅可达10.0%~35.3%。灌水对SOC分布也产生显著影响,灌水后0~30 cm土层SOC含量降低,60~90 cm土层SOC含量增加(P<0.05),SOC分布存在向深层土壤迁移趋势。(2)不同秸秆还田处理均能显著降低各土层水溶性阴离子含量,尤其在30~60 cm土层中各处理的HCO_(3)~–含量较CK处理降低85.2%~96.7%(P<0.05),但水溶性Ca^(2+)含量显著增加。灌水后,盐分离子含量由表层向深层逐渐减少,阳离子交换量在各土层中均有提高。综上所述,秸秆还田有利于盐碱土固碳降盐,在秸秆还田量为8 400 kg/hm^(2)(ST4)及10 500 kg/hm^(2)(ST5)时,效果最佳。值得注意的是,灌水虽然促进了盐分离子淋溶,但同时也显著改变了不同土层SOC分布。因此,在盐碱土改良实践中应综合考虑灌水对盐分运移和有机碳积累的影响。 展开更多

关键词 秸秆还田 盐碱地 土壤有机碳 灌溉

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荒漠草原土壤碳分布特征及有机碳向无机碳酸盐的转移

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作者 王雪韧 姚佳 +3 位作者 张普河 王伟妮 刘长涛 赵世翔 《草地学报》 北大核心 2025年第7期2219-2226,共8页

本研究以内蒙古四子王旗荒漠草原为研究区,探究土壤碳垂直分布特征,并结合稳定碳同位素技术区分土壤原生碳酸盐(Lithogenic carbonate,LC)及次生碳酸盐(Pedogenic carbonate,PC),量化PC形成过程中固定CO_(2)气体的量及来源比例,从而定... 本研究以内蒙古四子王旗荒漠草原为研究区,探究土壤碳垂直分布特征,并结合稳定碳同位素技术区分土壤原生碳酸盐(Lithogenic carbonate,LC)及次生碳酸盐(Pedogenic carbonate,PC),量化PC形成过程中固定CO_(2)气体的量及来源比例,从而定量计算土壤有机碳(Soil organic carbon,SOC)向无机碳(Soil inorganic carbon,SIC)的转移。结果表明:在植物生长季,土壤SOC含量范围分别为3.38~10.84 g·kg^(-1)及3.44~12.28 g·kg^(-1),均随土层的加深而减少;土壤碳酸盐含量范围分别为28.14~189.61 g·kg^(-1)及27.47~192.13 g·kg^(-1),随土层的加深呈现出先增高后减少的趋势,均在60~80 cm处达到最大值。40~60 cm,60~80 cm,80~100 cm土层土壤的PC含量分别为82.40,113.05,25.44 g·kg^(-1);固定CO_(2)的量分别为18.13,24.87和5.60 g·kg^(-1);土壤呼吸释放CO_(2)为主要贡献源。最后计算得出三个土层土壤内碳转移的量为5.16,6.46和1.84 g·kg^(-1)。本研究对碳转移进行初步探究,为后续“碳循环”研究提供理论基础。 展开更多

关键词 土壤碳 稳定同位素 剖面特征 次生碳酸盐 碳转移

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河套灌区农田土壤有机碳向无机碳酸盐转移的定量研究

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作者 王雪韧 姚佳 +4 位作者 李奕含 王伟妮 刘长涛 杜时荣 赵世翔 《土壤》 北大核心 2025年第4期799-805,共7页

以河套灌区农田土壤为研究对象,结合稳定碳同位素技术,测定土壤有机碳、无机碳、土壤CO_(2)气体同位素值(δ13C值),并对原生碳酸盐和次生碳酸盐进行区分,量化次生碳酸盐形成过程中固定CO_(2)气体的量及来源比例,最后定量计算土壤有机碳... 以河套灌区农田土壤为研究对象,结合稳定碳同位素技术,测定土壤有机碳、无机碳、土壤CO_(2)气体同位素值(δ13C值),并对原生碳酸盐和次生碳酸盐进行区分,量化次生碳酸盐形成过程中固定CO_(2)气体的量及来源比例,最后定量计算土壤有机碳向无机碳酸盐的碳转移量。结果表明,在河套灌区农田土壤中,40~60、60~80、80~100 cm土层次生碳酸盐占比分别为46.59%、28.09%、30.39%,次生碳酸盐质量分别为35.88、20.15、21.35 g/kg;在次生碳酸盐的形成及重结晶过程中,3个土层固定的CO_(2)的量分别为7.73、4.43、5.04 g/kg,其中来自大气CO_(2)的量分别为4.43、2.70、3.41 g/kg,来自土壤呼吸的量为3.30、1.73、1.64 g/kg,大气CO_(2)为主要贡献源;土壤有机碳向无机碳酸盐转移的碳量分别为1.65、0.87、0.82 g/kg。本研究对土壤内碳的转移进行初步探究,对于了解河套灌区土壤碳动态及维系生态系统稳定性具有重要意义。 展开更多

关键词 土壤碳 稳定碳同位素 次生碳酸盐 碳转移

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气候变化下大兴安岭南段季节冻土退化特征 被引量：3

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作者 孙逸晨 魏江生 +3 位作者 舒洋 赵鹏武 齐桂萍 张静 《林业科学研究》 CSCD 北大核心 2024年第3期86-94,共9页

[目的]季节冻土退化会直接影响生长季初期的水分补给,进而影响区域森林健康。然而,目前大兴安岭南段的冻土退化,特别是气候变化下冻土如何退化尚不清楚。[方法]在内蒙古赛罕乌拉国家级自然保护区长期实验森林中,定位观测2014-2022年气... [目的]季节冻土退化会直接影响生长季初期的水分补给,进而影响区域森林健康。然而,目前大兴安岭南段的冻土退化,特别是气候变化下冻土如何退化尚不清楚。[方法]在内蒙古赛罕乌拉国家级自然保护区长期实验森林中,定位观测2014-2022年气温、土壤温度、土壤体积含水量等环境因子,分析森林季节冻土退化特征。[结果]研究表明:大兴安岭南段气温加速上升,1997-2022年间年平均气温上升速率为0.42℃·(10 a)^(-1),比1973-1996年间的升温速率[0.34℃·(10 a)^(-1)]加快了23.5%;且冻融期(当年11月-次年6月)平均气温上升速率更快[0.46℃·(10 a)^(-1)]。土壤的冻融模式呈自上而下单向冻结,单向融化;冻结速率、融化速率随着土壤深度的增加而变快,在40~80 cm土层达到最大值(冻结速率2.23 cm·d^(-1)、融化速率4.50 cm·d^(-1))。季节冻土持续退化,观测到的最大冻结深度由80 cm减少至40 cm;冻融期显著缩短,开始冻结时间推迟,完全融化时间提前,导致年冻融期缩短15.21%。应用本文建立的冻融多元线性回归模型计算得出,积温升高对研究区季节冻土退化的贡献率超过90%,是该区域季节冻土退化的最主要原因。[结论]在大兴安岭南段,冻土退化主要表现为冻融期缩短,气温升高是导致季节冻土退化的主要驱动因素,今后有必要监测季节冻土的变化,从而更好地进行森林经营。 展开更多

关键词 气候变化 季节性冻土 冻土退化 冻融期

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短期氮添加对荒漠草原土壤无机碳及土壤酸缓冲能力的影响 被引量：7

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作者 张普河 姚佳 +4 位作者 王雪韧 李奕含 杜时荣 兴安 赵世翔 《草地学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第7期2081-2088,共8页

为揭示荒漠草原土壤无机碳及土壤缓冲能力对氮添加的响应,本文采用室内模拟试验探究不同氮添加量(30 kg·ha^(-1)·a^(-1);50 kg·ha^(-1)·a^(-1))以及NH_(4)^(+)-N/NO_(3)^(-)-N比例(比例为1.63,2.5)对荒漠草原土壤... 为揭示荒漠草原土壤无机碳及土壤缓冲能力对氮添加的响应,本文采用室内模拟试验探究不同氮添加量(30 kg·ha^(-1)·a^(-1);50 kg·ha^(-1)·a^(-1))以及NH_(4)^(+)-N/NO_(3)^(-)-N比例(比例为1.63,2.5)对荒漠草原土壤无机碳和土壤酸缓冲能力的影响。研究结果表明随氮添加量以及NH_(4)^(+)-N/NO_(3)^(-)-N的增加,pH值、土壤碳酸盐及CaCO_(3)含量呈现逐渐降低的趋势,与未添加氮处理(CK)相比,外源氮添加下土壤CO_(2)-3和HCO_(3)^(-)分别下降了9.53%~51.92%和6.74%~52.21%,土壤pH值下降了0.24~0.56,土壤CaCO_(3)含量下降了6.22%~12.53%;土壤阳离子含量随外源氮添加量以及NH_(4)^(+)-N/NO_(3)^(-)-N的增加而升高,与CK相比,土壤Ca 2+和Mg 2+含量分别升高了6.30%~30.13%和20.33%~31.10%。外源氮添加降低了土壤酸中和容量且随着外源氮添加量以及NH_(4)^(+)-N/NO_(3)^(-)-N的增加而降低,不同外源氮添加处理下土壤pH值下降至8.0,7.5,7.0时土壤酸中和容量与CK相比下降了45.00%~65.21%。由此可知,外源氮添加导致土壤无机碳的溶解,降低了土壤的酸缓冲性能。 展开更多

关键词 荒漠草原 氮添加 土壤酸化 土壤缓冲性能 石灰性土壤

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施氮量对不同品种苜蓿结瘤固氮和产量及粗蛋白含量的调控 被引量：4

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作者 刘雨涵 陈杨 +1 位作者 李海港 卢勇鑫 《中国土壤与肥料》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期186-198,共13页

摸清不同苜蓿品种结瘤固氮对氮肥用量的响应,增强苜蓿固氮能力与产量和品质的协同,对于苜蓿节氮增效的生产实践至关重要。采用10个苜蓿品种并设置5个氮梯度,通过测定地上部生物量及粗蛋白含量和根瘤数、根瘤重、固氮率及固氮量,探究施... 摸清不同苜蓿品种结瘤固氮对氮肥用量的响应,增强苜蓿固氮能力与产量和品质的协同,对于苜蓿节氮增效的生产实践至关重要。采用10个苜蓿品种并设置5个氮梯度,通过测定地上部生物量及粗蛋白含量和根瘤数、根瘤重、固氮率及固氮量,探究施氮对不同品种苜蓿建植当年的生物量、粗蛋白含量和结瘤固氮的影响及相互调控关系。结果表明,地上部生物量和粗蛋白含量在不同品种和处理间差异显著,两项指标均较高的品种超新星、佰苜202、骑士T、佰苜341和绿思乐的固氮效率显著高于其他品种。固氮率对施氮量响应在茬次间差异显著,第一茬N0处理下最高,第二茬或仅收获1茬时N25、N50处理下最高,粗蛋白含量与之呈正相关变化。在N0~N50处理下,高固氮率品种的生物量和粗蛋白含量比低固氮率品种分别高1.2%~16.7%和12.9%~19.2%,N100、N150处理与其相比,除固氮率较低的第一茬外,生物量差值基本相等,粗蛋白含量差值显著降低至7.8%~12.3%,低固氮率品种粗蛋白积累对施氮依赖更高。生物量和粗蛋白含量与结瘤固氮指标呈显著正相关。建植当年,适量施氮有利于苜蓿固氮协调增效,超新星等固氮效率较高的5个品种在较低氮梯度下生物量和粗蛋白含量可平衡提升,且显著高于其他品种,可作为节氮栽培的优良品种。 展开更多

关键词 苜蓿品种 施氮量 生物量 粗蛋白含量 结瘤固氮 15N自然丰度法

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