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黄土肥力提升与土壤无机碳固存互作对土壤健康的调控:机遇和挑战
1
作者 王秀君 卢同平 徐明岗 《山西农业大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第5期1-8,共8页
土壤有机碳(SOC)与无机碳(SIC)是陆地生态系统的2个重要碳库,其互作机制对维持碳平衡、调控土壤健康与农业可持续发展有着极其重要的意义。近年来,有关SOC-SIC之间协同关系的研究越来越多,显示其在增强团聚体稳定性、改善水肥保持能力... 土壤有机碳(SOC)与无机碳(SIC)是陆地生态系统的2个重要碳库,其互作机制对维持碳平衡、调控土壤健康与农业可持续发展有着极其重要的意义。近年来,有关SOC-SIC之间协同关系的研究越来越多,显示其在增强团聚体稳定性、改善水肥保持能力、提升微生物活性及碳固存效率等方面均具有潜在的作用。虽然目前在研究SOC、SIC动态变化及其对农田管理措施的响应方面已取得一定进展,但对解析SOC-SIC的互作及其区域差异性仍面临理论框架不完善与实践路径不清晰等挑战。本文系统阐述了SOC-SIC互作的主要路径与调控机制,重点分析了施肥制度、耕作方式、秸秆还田等农业管理措施对SOC-SIC协同效应的影响机理,结合黄土高原等典型区域的研究进展,对其提升生态脆弱区土壤健康的应用潜力进行了探讨。本文认为未来亟须加强多学科交叉融合,构建涵盖物理、化学、生物过程的SOC-SIC耦合模型,发展区域差异化的碳协同调控技术体系,为实现农业可持续发展与土壤健康目标提供更为精准的科学依据。 展开更多
关键词 土壤有机碳 土壤无机碳 有机-无机协同 黄土农田 土壤健康
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脱硫石膏在碱土改良中的无机固碳作用 被引量：8
2
作者 陈炳铭 冯文婷 +2 位作者 王玉刚 陈园园 李彦 《土壤学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期247-257,共11页
脱硫石膏溶解产生的Ca^(2+)会和土壤中含碳的阴离子(CO_(3)^(2–)、HCO_(3)^(–))发生反应,最终将CO_(2)吸收并固定为土壤无机碳。脱硫石膏在碱土改良中的无机固碳作用对实现“碳中和”具有重要意义。以新疆阜康三工河流域的荒漠碱土为... 脱硫石膏溶解产生的Ca^(2+)会和土壤中含碳的阴离子(CO_(3)^(2–)、HCO_(3)^(–))发生反应,最终将CO_(2)吸收并固定为土壤无机碳。脱硫石膏在碱土改良中的无机固碳作用对实现“碳中和”具有重要意义。以新疆阜康三工河流域的荒漠碱土为研究对象,以脱硫石膏为钙源物对0~20 cm土层进行改良。探究不同时间0~40 t·hm^(-2)脱硫石膏施用量下土壤无机碳(SIC)和土壤无机碳密度(SICD)的变化,从而研究碱土改良中的无机固碳作用。结果表明:施用脱硫石膏能显著减轻土壤碱害(pH下降),增加土壤盐分,同时具有无机固碳作用(SIC和SICD上升)(P<0.05)。脱硫石膏最佳施用量为30 t·hm^(-2),此时改良土层pH降至最低(8.24)。改良后0~46 d SIC含量相较对照组增加0.93 g·kg^(–1),SICD增加0.29 kg·m^(-2)(即CO_(2)固定量为1.06 kg·m^(-2))。改良过程中,脱硫石膏施用量与SIC、SO_(4)^(2–)和Ca^(2+)呈显著正相关(P<0.05),与pH、CO_(3)^(2–)、HCO_(3)^(–)和Na^(+)呈显著负相关(P<0.05)。气候因子对土壤无机固碳存在影响,增大相对湿度和降水量会抑制SIC含量和SICD增加,而增大风速、温度和太阳总辐射则有促进作用。研究结果为施用脱硫石膏改良碱土能增加土壤固碳潜力提供了直接证据。 展开更多
关键词 土壤改良 脱硫石膏 固碳 土壤无机碳 碱土
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土壤盐渍化对稀有和常见细菌群落结构和功能的影响 被引量：2
3
作者 林力涛 刘煜杰 +7 位作者 冯文婷 王玉刚 张超 马斌 韩风 王龙龙 耿建阳 李福杰 《环境科学研究》 CAS CSCD 北大核心 2024年第10期2126-2137,共12页
土壤盐渍化是全球干旱区防护林长期固存的主要胁迫因子,影响着防护林细菌群落结构及其驱动的物质循环和养分活性,细菌群落由常见物种和稀有物种组成,为明晰二者在环境胁迫响应中的功能作用,该文以塔里木沙漠公路防护林长期咸水灌溉形成... 土壤盐渍化是全球干旱区防护林长期固存的主要胁迫因子,影响着防护林细菌群落结构及其驱动的物质循环和养分活性,细菌群落由常见物种和稀有物种组成,为明晰二者在环境胁迫响应中的功能作用,该文以塔里木沙漠公路防护林长期咸水灌溉形成的土壤盐分梯度为研究系统,测定土壤细菌群落和土壤碳氮磷酶活性,使用0.01%相对丰度阈值法确定稀有物种和常见物种,使用酶多功能性和向量法表征土壤功能,探究稀有和常见细菌对盐渍化响应的敏感性及二者对土壤功能的驱动作用。结果表明:①防护林稀有细菌物种丰富度随盐分含量增加呈显著下降趋势(P<0.05);稀有细菌(ρ=0.293,P<0.01)和常见细菌群落组成(ρ=0.205,P<0.01)均受土壤盐分变化的影响,但稀有细菌群落组成呈现更大的变幅。②土壤细菌活性受磷而非氮元素的限制(向量角度>45°),随盐分含量增加,磷代谢/氮代谢功能呈显著下降(r=-0.190,P<0.05)的趋势,酶多功能性呈显著增加(r=0.253,P<0.01)的趋势。③常见细菌物种丰富度(r=0.173,P<0.05)及群落组成(r=0.181,P<0.05)显著提升了碳代谢功能(向量长度),群落组成显著改善了土壤酶多功能性(partial r=0.177,P<0.01)。研究显示,沙漠公路防护林稀有细菌而非常见细菌主导群落对盐渍化的响应,二者对土壤功能的调控路径存在差异,而常见细菌是土壤功能变化的主要驱动者。 展开更多
关键词 稀有物种 常见物种 土壤盐渍化 细菌群落 防护林 结构-功能关系
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细菌群落主导沙漠公路防护林营造后的土壤功能变化 被引量：1
4
作者 林力涛 刘煜杰 +2 位作者 王玉刚 张超 冯文婷 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第9期3612-3622,共11页
防护林作为沙漠公路的安全保护屏障,其生长和应对胁迫所需的养分供给依赖于土壤微生物。以塔里木沙漠公路防护林和自然沙漠为研究系统,探究土壤细菌和真菌群落、两种生境共有和特有微生物物种变化对土壤物质循环功能的驱动作用。结果显... 防护林作为沙漠公路的安全保护屏障,其生长和应对胁迫所需的养分供给依赖于土壤微生物。以塔里木沙漠公路防护林和自然沙漠为研究系统,探究土壤细菌和真菌群落、两种生境共有和特有微生物物种变化对土壤物质循环功能的驱动作用。结果显示,土壤细菌和真菌物种丰富度(P<0.01,P<0.01)及群落组成(P<0.05,P<0.01)均受防护林营造的显著影响,细菌物种丰富度的响应增幅为77.5%,高于真菌22.1%。细菌群落是导致土壤酶活性升高的显著驱动因素,而非真菌群落或环境因子;细菌物种丰富度(rho=0.46,P<0.01)和群落组成(rho=0.68,P<0.01)与土壤酶之间呈显著偏Mantel相关。共有细菌相对丰度(rho=0.47,P<0.01)和特有细菌物种丰富度(rho=0.36,P<0.01)是驱动土壤酶活性改善的关键因素,与土壤酶之间呈显著偏Mantel相关。研究表明,沙漠公路防护林土壤细菌而非真菌主导微生物群落的响应,细菌群落通过改变本地物种丰度和新物种数量来调控土壤功能。 展开更多
关键词 多样性 塔里木沙漠公路 防护林 细菌 真菌 土壤酶
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古尔班通古特沙漠树枝状沙丘土壤水分时空变异特征 被引量：28
5
作者 周宏飞 肖祖炎 +2 位作者 姚海娇 李莉 李原理 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第6期771-777,共7页
认识沙漠土壤水分的时空变异性，是揭示沙漠生态系统生态一水文格局的基础。利用中子土壤水分仪的实测数据，对古尔班通古特沙漠树枝状沙丘土壤水分时空变异进行了系统分析。研究表明：①沙丘不同部位土壤水分随时间具有一致性变化规律... 认识沙漠土壤水分的时空变异性，是揭示沙漠生态系统生态一水文格局的基础。利用中子土壤水分仪的实测数据，对古尔班通古特沙漠树枝状沙丘土壤水分时空变异进行了系统分析。研究表明：①沙丘不同部位土壤水分随时间具有一致性变化规律，上层土壤和下层土壤的变化趋势有所不同。0～1m土层坡顶〉坡中〉坡脚，1～2m土层坡脚〉坡中〉坡顶。②土壤水分具有明显的季节变化和分层变化特征。春季是古尔班通古特沙漠土壤水分最丰富、变化最迅速的时期；0～40cm、40～140cm、140～200cm土层土壤水分变异系数分别为13．56％、5．35％和0．80％，与不同土层水分来源和消耗以及植物根系分布相对应；不同土层土壤水分的变异强度要大于不同部位土壤水分的变异强度。③植被和地形对土壤水分的空间分异作用明显，沙丘坡脚处以及荒漠灌木梭梭根区始终存在土壤水分相对富集区。 展开更多
关键词 土壤水分 时空变异 沙丘 古尔班通古特沙漠 干旱区
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天山天池水体季节性分层特征 被引量：24
6
作者 王斌 马健 +1 位作者 王银亚 尹湘江 《湖泊科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第6期1197-1204,共8页
于2014年6—10月，对高山深水湖泊天山天池水温、电导率、溶解氧、pH值、叶绿素a浓度和蓝绿藻细胞密度进行垂直剖面的连续监测，通过对其季节动态和垂直分层结构的分析，探讨天池水体季节性分层特征．天池出现明显水温分层的时间短（6—... 于2014年6—10月，对高山深水湖泊天山天池水温、电导率、溶解氧、pH值、叶绿素a浓度和蓝绿藻细胞密度进行垂直剖面的连续监测，通过对其季节动态和垂直分层结构的分析，探讨天池水体季节性分层特征．天池出现明显水温分层的时间短（6—9月），夏季温跃层变化范围为2～18m，而秋季温跃层不断下移，10月在18m水深以下；受水温分层影响，天池水体溶解氧浓度、电导率、pH值、叶绿素a浓度和蓝绿藻细胞密度在垂直剖面表现出明显的季节性分层，尤其是夏季水温分层影响溶解氧浓度、叶绿素a浓度和蓝绿藻细胞密度在水体中的分布，对天池水质变化产生重要影响．天池浅水层（水深小于10m）溶解氧浓度较高（大于8mg／L），而深水层（水深超过18m）溶解氧浓度9月接近4mg／L，季节性缺氧导致底泥营养盐向上扩散，对水体水质产生不利影响．所以，应在夏、秋季节加强水质监测，以防止天池水华发生；天池叶绿素a浓度与蓝绿藻细胞密度的垂直剖面变化趋势相似，均随水深增加呈先增加后减小的趋势，但叶绿素a浓度在2～12m水深处较高，蓝绿藻细胞密度在5～15m水深处较高，表明5～15m深度适合藻类生长，同时，电导率、pH值的垂直变化也说明藻类的生长情况，这为监测天池水体富营养化取样和分析提供依据． 展开更多
关键词 高山深水湖泊 天池 水体分层 溶解氧 PH值 电导率 叶绿素A 蓝绿藻细胞密度
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强降雨条件下沙丘土壤水分运移特征分析 被引量：14
7
作者 刘昊 周宏飞 刘翔 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2015年第2期157-162,182,共7页
通过开展野外模拟降雨及亮蓝示踪试验,分析古尔班通古特沙漠强降雨条件下沙丘土壤水分运移规律。结果表明,2003-2013年间沙漠降雨以小雨量、小强度、短历时降雨特征为主。存在少数大雨量、大强度、长历时降雨;裸沙地平均土壤入渗率为7.8... 通过开展野外模拟降雨及亮蓝示踪试验,分析古尔班通古特沙漠强降雨条件下沙丘土壤水分运移规律。结果表明,2003-2013年间沙漠降雨以小雨量、小强度、短历时降雨特征为主。存在少数大雨量、大强度、长历时降雨;裸沙地平均土壤入渗率为7.87mm/min,远大于最大自然降雨强度(14mm/h),降雨条件下沙丘坡面不易形成地表径流,降雨期间土壤水分以垂直入渗为主。强降雨后再分配阶段,土壤水分顺坡侧向运移显著;陡坡、缓坡下部土壤水分顺坡侧向运移补给量分别为8.68,4.66mm,各占坡下部土壤水分来源的37.32%和32.63%,是坡下部土壤水分的重要来源。雨后土壤水分运移是土壤水分空间分布的重要影响因素,土壤水分顺坡侧向运移主要作用于土壤水分水平空间分布;强降雨后土壤水分富集层及富集区域向深层及坡下部运移;缓坡土壤水分空间富集层较浅,坡中部为土壤水分富集区域;陡坡土壤水分空间富集层较深,坡下部为土壤水分富集区域。 展开更多
关键词 干旱区 强降雨 土壤水分运移 顺坡侧向流
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古尔班通古特沙漠植物雾凇凝结特征 被引量：20
8
作者 周宏飞 周宝佳 代琼 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期56-62,共7页
古尔班通古特沙漠冬季稳定积雪期长,多雾凇天气。通过2007年11月~2008年3月在沙漠南缘的定位实验观测,发现植物雾凇凝结水总量平均为5.8 mm,占冬季降水量的21.8%,其中,沙漠区垄间和垄上植物雾凇凝结水总量分别是3.8 mm和9.1 mm,各占冬... 古尔班通古特沙漠冬季稳定积雪期长,多雾凇天气。通过2007年11月~2008年3月在沙漠南缘的定位实验观测,发现植物雾凇凝结水总量平均为5.8 mm,占冬季降水量的21.8%,其中,沙漠区垄间和垄上植物雾凇凝结水总量分别是3.8 mm和9.1 mm,各占冬季降水量的14.4%和34.3%;植物雾凇凝结水量是雪面凝结水量的5倍;荒漠植物的雾凇凝结水可以增加古尔班通古特沙漠冬季植被分布区域水资源量。雾凇形成的最大风速一般小于3m/s;-15℃^-20℃是雾凇形成次数最多的气温区间,占全部雾凇日数的24.3%,气温低于-30℃时雾凇凝结量显著减少;观测期雾凇形成时大气最大相对湿度小于80%的日数占冬季雾凇日数的41%。低温、高湿、低风速的气象条件,加之梭梭枝条的细直径和针状叶特征,是古尔班通古特沙漠冬季具有丰富植物雾凇凝结水的重要原因。 展开更多
关键词 古尔班通古特沙漠 凝结特征 植物雾凇 试验研究
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