检索结果-内蒙古大学图书馆

生态学报 2022年第3期42卷 1108-1117页

作者：于颖超张心昱戴晓琴吕斯丹杨洋史丽娟中国科学院地理科学与资源研究所生态系统网络观测与模拟重点实验室北京100101 中国科学院大学资源与环境学院北京100190

土壤剖面中20cm以下土壤有机碳(SOC)储量占土壤剖面总SOC储量50%左右,由于土壤微生物残体碳(MRC)是稳定土壤碳库的重要来源,因此研究土壤剖面中MRC对SOC的贡献对于评估土壤碳储量具有重要意义。然而,目前关于MRC含量及其对SOC贡献的研... 详细信息

土壤剖面中20cm以下土壤有机碳(SOC)储量占土壤剖面总SOC储量50%左右,由于土壤微生物残体碳(MRC)是稳定土壤碳库的重要来源,因此研究土壤剖面中MRC对SOC的贡献对于评估土壤碳储量具有重要意义。然而,目前关于MRC含量及其对SOC贡献的研究多数集中在土壤表层,在土壤剖面和母质中尚不清楚。选取江西省千烟洲亚热带典型森林红壤剖面,通过氨基糖与磷脂脂肪酸(PLFA)微生物标志物分析方法,分析红壤剖面和母质中MRC的影响机制及其对SOC贡献的分布特征。研究结果表明:(1)MRC含量随着土壤剖面深度增加而显著降低(P<0.05),在整个土壤剖面中,细菌MRC对SOC贡献为6%-12%,真菌MRC对SOC贡献为12%-36%,MRC对SOC贡献为18%-46%。从土壤表层至母质,真菌MRC对SOC贡献高于细菌MRC。(2)结构方程模型结果表明,在土壤剖面中,MRC含量主要受到微生物-PLFA含量、容重和溶解态有机碳含量的影响。研究量化了红壤剖面中MRC对SOC的贡献,表明在20cm以下土壤及母质中,微生物残体碳对红壤地区生态系统碳库具有重要贡献。

关键词：氨基糖磷脂脂肪酸细菌真菌放线菌母质

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干旱区灌丛形态对水文连通性的响应及生态效应

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山地学报 2023年第3期41卷 375-385页

作者：苏常红刘宇宋子豪寻雅雯天津师范大学地理与环境科学学院天津300387 中国科学院地理科学与资源研究所生态系统网络观测与模拟重点实验室北京100101

干旱区生态系统的水文连通性影响植被斑块形态的空间分异。植被形态对水文连通性的适应是一个复杂且长期的过程。研究植被与水文连通性,过去多基于群落以上尺度,不涉及微观尺度。从植株个体角度探讨植被斑块形态与水文连通性关系,有助... 详细信息

干旱区生态系统的水文连通性影响植被斑块形态的空间分异。植被形态对水文连通性的适应是一个复杂且长期的过程。研究植被与水文连通性,过去多基于群落以上尺度,不涉及微观尺度。从植株个体角度探讨植被斑块形态与水文连通性关系,有助于挖掘微观尺度上景观格局对生态过程的驱动机制。本研究以黄土高原丘陵沟壑区多年生灌丛作为研究对象,以高分辨率无人机航拍照片解译和野外定点观测为研究手段,量化植被斑块形态与水文连通性之间定量关系,分析二者对泥沙截留与土壤固碳等关键生态过程的影响。结果表明:(1)坡面灌丛斑块总体呈现横向生长趋势,灌丛斑块纵横比小于1;灌丛斑块纵横比从坡顶到坡底逐渐增大,分别为0.64、0.70、0.79、0.83;(2)灌丛方向与水流方向夹角从坡顶到坡底先减小再增大;坡面中部的坡度最大,灌丛方向最接近与水流垂直的方向;(3)灌丛的汇流累积量从坡顶到坡底逐渐增大,表明其水文连通度逐渐增大;水文连通度与灌丛斑块纵横比呈正相关关系;当水文连通度足够大时,灌丛在横纵方向上的生长没有倾向,形状近似为圆形;(4)泥沙拦截量和固碳效率随坡位下降而下降,二次曲线拟合表明泥沙拦截量和固碳效率随水文连通度增加呈增加态势,表明水文连通度有促使植株自主优化株型、提升泥沙截留和固碳效率的功效。本研究有助于为黄土高原干旱区植被结构优化及生态建设提供案例分析与借鉴。

关键词：水文连通性灌丛泥沙截留土壤固碳黄土高原

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垫状点地梅对生长季土壤净氮矿化和酶活性的影响

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Journal of Resources and Ecology 2024年第2期15卷 422-430页

作者：邢硕何永涛牛犇徐兴良宋茜王英凡中国科学院地理科学与资源研究所生态系统网络观测与模拟重点实验室拉萨高原生态试验站北京100101 中国科学院大学北京100049 中国科学院大学资源与环境学院北京100190 辽宁师范大学辽宁大连116029

垫状植物是高寒生态系统中一类独特的物种,具有厚实的多年生垫状体,可以改善局部微环境,从而对生长于其内部的其他物种起到保育作用,被称为高寒生态系统的工程师,其中对土壤养分有效性的改变是其保育作用的重要途径,但关于这一过程的研... 详细信息

垫状植物是高寒生态系统中一类独特的物种,具有厚实的多年生垫状体,可以改善局部微环境,从而对生长于其内部的其他物种起到保育作用,被称为高寒生态系统的工程师,其中对土壤养分有效性的改变是其保育作用的重要途径,但关于这一过程的研究目前还很少。本研究选择青藏高原广泛分布的垫状点地梅(Androsace tapete),在西藏当雄念青唐古拉山脉南坡4500 m和4800 m两个海拔设置样地,通过动态测定垫状点地梅覆盖下土壤和无垫状点地梅生长的对照草地土壤在生长季中的无机氮含量、净氮矿化速率以及土壤酶活性,对比分析垫状点地梅对土壤氮素有效性的影响。结果表明:(1)土壤中硝态氮和铵态氮含量在4500 m样地无显著差异,但在4800 m样地,垫状点地梅覆盖下土壤的硝态氮与无机氮含量在生长季中期有显著增加,其中硝态氮比对照草地增加了56%,无机氮则增加了74.5%;(2)垫状点地梅还改变了土壤中氮的矿化趋势和速率。在4500 m样地,垫状点地梅覆盖下土壤净氮矿化在生长季中期为负值(氮固定),速率为-0.11μg g^(-1)d^(-1),而对照草地土壤则为正值(氮矿化),速率为0.61μg g^(-1)d^(-1),二者差异显著;在生长季初期和末期二者均为正值,但差异未达到显著水平;在4800 m样地,垫状点地梅覆盖下的土壤在生长季初期的净氮矿化为正值,速率为0.07μg g^(-1)d^(-1),而对照草地土壤则为负值,速率为-1.17μg g^(-1)d^(-1),差异达到了显著水平;生长季中期二者均为负值,但垫状点地梅覆盖下土壤净氮矿化速率(-1.95μg g^(-1)d^(-1))显著低于对照草地土壤(-0.02μg g^(-1)d^(-1));在生长季末期二者也均为负值,且差异不显著。(3)垫状点地梅覆盖下土壤中的硝酸还原酶与亚硝酸还原酶活性显著提高。与对照草地土壤相比,4500 m样地垫状点地梅覆盖下土壤中的硝酸还原酶活性提高了9.1%,亚硝酸还原酶活性提高了15.7%;4800 m样地两种酶的活性则分别提高了22.5%和16.1%,而这两种酶的活性与土壤中无机氮的动态变化显著相关。以上结果表明,与对照草地相比较,垫状点地梅会改变土壤中的氮矿化过程和无机氮含量,但存在着季节上的动态变化,且不同样地之间也存在差异,说明这种作用不仅受垫状植物生态工程师效应的影响,还会受到外部环境变化的影响。并且垫状点地梅的工程师效应在整个生长季出现了不同程度的变化,尤其是在如今全球变暖的大背景下,青藏高原也正在加速变化,因此需要更多的研究来阐明其变化过程。

关键词：垫状植物垫状点地梅无机氮净氮矿化青藏高原

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利用无人机影像反演水稻SPAD值的最优空间窗口确定

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农业工程学报 2023年第19期39卷 165-174页

作者：刘一博裴杰方华军刘鹏宇刘四义邹耀鹏中山大学测绘科学与技术学院珠海519082 自然资源部华南热带亚热带自然资源监测重点实验室珠海519082 中国科学院地理科学与资源研究所生态系统观测与模拟重点实验室北京100101 中科吉安生态环境研究院吉安343000 中国科学院生态环境研究中心城市与区域生态国家重点实验室北京100085

通过无人机多光谱影像反演农作物理化参数、动态监测作物长势是精准农业发展的重要方向。然而,由于无人机影像多具有较高的空间分辨率,地面采样点与影像上对应像素的空间范围往往不匹配,导致所构建的反演模型精度降低。为确定利用无人... 详细信息

通过无人机多光谱影像反演农作物理化参数、动态监测作物长势是精准农业发展的重要方向。然而,由于无人机影像多具有较高的空间分辨率,地面采样点与影像上对应像素的空间范围往往不匹配,导致所构建的反演模型精度降低。为确定利用无人机多光谱影像反演水稻叶绿素含量的最优空间窗口,该研究分别采集水稻孕穗期、抽穗期和成熟期多光谱影像,以不同大小和形状的空间窗口对影像进行处理并计算多种植被指数,将不同窗口处理的植被指数与地面实测SPAD(soil and plant analyzer development)值进行相关性分析,将相关性最高的一组植被指数所对应的空间窗口确定为最优空间窗口,并以该组植被指数与地面实测SPAD值为依据,分别构建支持向量机、随机森林、极限学习机、广义线性模型和多元逐步回归模型,分析各模型在水稻各生育期对SPAD值的反演精度。结果表明:经过空间窗口处理后各植被指数与SPAD值间的相关系数与处理前相比均有较大提升,圆形空间窗口下各生育期的最优窗口半径分别为35、25、25个像素,方形空间窗口下各生育期的最优窗口边长分别为71、41、61个像素,方形窗口处理效果与圆形窗口近似;利用支持向量机模型反演水稻SPAD值的效果最优,且在孕穗期反演精度最高,决定系数为0.718,均方根误差为1.849,平均绝对误差为1.465。研究结果可为其他作物理化参数反演的空间窗口选择提供参考,为无人机利用多光谱监测作物长势、发展精准农业提供技术支持。

关键词：无人机多光谱水稻叶绿素含量空间窗口反演

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1980s—2010s东北农田土壤养分时空变化特征

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应用生态学报 2023年第4期34卷 865-875页

作者：王世豪徐新良黄麟赵广中国科学院地理科学与资源研究所资源与环境信息系统国家重点实验室北京100101 中国科学院大学北京100049 中国科学院地理科学与资源研究所陆地表层格局与模拟重点实验室北京100101 中国科学院地理科学与资源研究所生态系统网络观测与模拟重点实验室拉萨高原生态试验站北京100101

近年来,东北地区农田土壤“变薄、变瘦、变硬”等退化问题日趋严峻,严重影响了东北农业的可持续发展。本研究基于1980年代(1980s)《中国土种志》和2010年代(2010s)《中国土系志》土壤样点的土壤剖面属性数据,通过大样本统计分析,揭示了3... 详细信息

近年来,东北地区农田土壤“变薄、变瘦、变硬”等退化问题日趋严峻,严重影响了东北农业的可持续发展。本研究基于1980年代(1980s)《中国土种志》和2010年代(2010s)《中国土系志》土壤样点的土壤剖面属性数据,通过大样本统计分析,揭示了30年来东北不同地区、不同土壤类型的土壤养分状况变化规律。结果表明:1)1980s—2010s,东北地区各土壤养分指标变化程度不同,土壤pH总体下降0.03,土壤有机质(SOM)含量下降最突出,下降了8.99 g·kg^(-1),降幅为23.6%,土壤全氮(TN)、全磷(TP)和全钾(TK)含量呈现出不同程度的上升趋势,增幅分别为17.1%、46.8%和4.9%。2)各省市土壤养分指标变化表现出较大差异,辽宁土壤酸化最明显,pH降低了0.32,SOM含量下降最明显,降低31.0%,土壤TN、TP、TK含量上升最显著,增幅分别为73.8%、248.1%和44.0%。3)不同土壤类型土壤养分变化差异较大,棕壤和栗钙土pH下降最多,几乎所有类型土壤的SOM含量均为下降趋势,其中棕壤、暗棕壤和黑钙土分别下降了35.4%、33.8%和26.0%,而TN、TP、TK含量上升最多的为棕壤,增幅分别为89.1%、232.8%和48.5%。综上,有机质含量下降和土壤酸化是1980s—2010s东北土壤退化的核心问题,探索合理的耕作方式,制定针对性的保护策略,是保证东北地区农业可持续发展的迫切需求。

关键词：东北地区农田土壤养分时空变化

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长期排水降低若尔盖高寒泥炭地土壤酶活性

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草地学报 2025年第5期33卷 1398-1407页

作者：时蓉喜王全成刘宁刘梦洁汪金松胡健汪辉陈有军周青平西南民族大学草地资源学院四川成都610041 中国科学院生态系统网络观测与模拟重点实验室中国科学院地理科学与资源研究所北京100101 四川若尔盖高寒湿地生态系统国家野外科学观测研究站四川成都610041

若尔盖高寒泥炭地在全球碳储存和气候调节中有重要角色,排水对泥炭地土壤特性和生态功能产生重要影响。目前,土壤酶活性对排水的响应尚不明确。本研究选取了排水50年后的高寒泥炭地和邻近的近自然泥炭地,探讨土壤水解酶和氧化酶活性对... 详细信息

若尔盖高寒泥炭地在全球碳储存和气候调节中有重要角色,排水对泥炭地土壤特性和生态功能产生重要影响。目前,土壤酶活性对排水的响应尚不明确。本研究选取了排水50年后的高寒泥炭地和邻近的近自然泥炭地,探讨土壤水解酶和氧化酶活性对排水的响应,并从植物和土壤理化性质等方面揭示排水对高寒泥炭地土壤酶活性的影响机制。结果表明,随土壤剖面深度增加,土壤酶活性和大部分土壤理化性质均显著降低,养分化学计量比均显著增加。排水处理后,不同土层的硝态氮和有效磷含量呈上升趋势,其他理化性质均呈下降趋势;20~100 cm土层水解酶活性和不同土层氧化酶活性显著降低。排水对土壤酶活性的影响主要受土壤水分含量、pH值、植物地上生物量、土壤养分含量及化学计量比的共同调控。本研究为理解高寒泥炭地土壤碳动态和泥炭地碳库管理提供一定的科学依据。

关键词：泥炭地排水水解酶氧化酶土壤理化性质土壤剖面

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氮磷添加对内蒙古温带草原植物功能群氮含量的影响

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生态学报 2024年第3期44卷 1242-1250页

作者：郝亚鹏罗登楠胡中民郭群中国科学院地理科学与资源研究所生态系统网络观测与模拟重点实验室北京100101 中国科学院大学资源与环境学院北京100190 国家生态科学数据中心北京100101 华南师范大学地理科学学院广州510631 海南大学生态与环境学院海口570228

植物功能群氮含量既是理解氮沉降对生物多样性影响的关键指标,也是生产力过程模型模拟的重要参数,极易受氮素可利用性的影响和磷元素的限制。基于内蒙古温带草原4年氮磷添加试验(N10、N40、P5、P10及其交互,数字代表添加剂量,单位为g m^... 详细信息

植物功能群氮含量既是理解氮沉降对生物多样性影响的关键指标,也是生产力过程模型模拟的重要参数,极易受氮素可利用性的影响和磷元素的限制。基于内蒙古温带草原4年氮磷添加试验(N10、N40、P5、P10及其交互,数字代表添加剂量,单位为g m^(-2) a^(-1)),分析氮磷添加对植物群落及三种植物功能群(禾本科、灌木和杂类草)氮含量的影响。结果表明:(1)氮添加显著增加了群落及各功能群的氮含量,同一处理水平下禾本科(N10)和灌木(N10和N40)的氮含量显著高于杂类草,同一功能群不同氮添加剂量间无显著差异;(2)磷添加对群落和三种功能群的氮含量无显著影响;(3)与单独氮添加相比,氮磷同时添加显著增加了群落、禾本科和杂类草氮含量,且高剂量氮磷添加的促进作用更大;(4)与单独氮添加相比,氮磷同时添加显著增加群落和三种功能群磷含量而降低氮磷比,相同处理水平下禾本科和杂类草磷含量增加幅度最大。本研究将为草原生态系统管理和应对全球变化提供科学依据。

关键词：植物氮含量植物功能群氮磷添加内蒙古草原

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中国干旱半干旱区土壤CO_(2)与CH_(4)通量的耦联解耦及其对温度的响应

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植物生态学报 2022年第12期46卷 1497-1507页

作者：杨萌于贵瑞中国科学院地理科学与资源研究所生态系统网络观测与模拟重点实验室中国生态系统研究网络综合研究中心北京100101 中国科学院大学资源与环境学院北京100049

干旱半干旱区是一类典型的生态脆弱区,同时又对全球变暖具有重要影响。其土壤以氧化型土壤为主,被认为是重要的CH_(4)汇,然而研究发现随着土壤吸收CH_(4)速率的升高,排放CO_(2)的速率也升高。为验证该消长现象是否广泛存在以及是否发生... 详细信息

干旱半干旱区是一类典型的生态脆弱区,同时又对全球变暖具有重要影响。其土壤以氧化型土壤为主,被认为是重要的CH_(4)汇,然而研究发现随着土壤吸收CH_(4)速率的升高,排放CO_(2)的速率也升高。为验证该消长现象是否广泛存在以及是否发生于特定环境条件下,该研究基于中国干旱半干旱地区的土壤温室气体通量与相关环境数据整合,首次开展了多站点的土壤CO_(2)与土壤CH_(4)通量季节变化耦联与日变化耦联分析。结果显示,土壤CO_(2)与土壤CH_(4)通量间存在协同(正相关)、消长(负相关)及随机(不相关)3种模式,其中随机变化的比例更高,季节尺度与日尺度上分别占比83%与54%。相对于水分和植被状况,温度与通量间相关性的关系更强,呈现为随气温升高通量间相关性下降的二次函数关系。季节尺度上,采样期间平均气温对通量间相关关系的判别准确率为92%,通量间耦联解耦的气温阈值为12.5℃;日尺度上,日气温差对通量间相关关系的判别准确率为79%,通量间耦联解耦的温度阈值为15.2℃。此外,日尺度上土壤为吸收CH_(4)状态时,土壤CH_(4)与土壤CO_(2)通量之间并非呈现为负相关关系,而更多呈现为正相关关系,这一现象难以仅用温度进行解释,我们推测土壤呼吸和CH_(4)氧化在竞争O2过程中形成了不对等的耦联关系,即土壤呼吸可通过消耗O2抑制CH_(4)氧化,从而出现土壤CO_(2)排放增加而CH_(4)吸收降低的现象。该研究表明,土壤CO_(2)和CH_(4)通量间可能存在温度调控嵌套O2竞争调控的耦联解耦机制,气候变暖可能导致两种通量在更广的空间上以及更长的时间上发生解耦,增加区域碳循环的复杂性以及碳通量评估的不确定性。

关键词：耦联解耦土壤CO_(2)通量土壤CH_(4)通量温度干旱半干旱区

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中国碳达峰、碳中和行动方略之探讨

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中国科学院院刊 2022年第4期37卷 423-434页

作者：于贵瑞郝天象朱剑兴中国科学院地理科学与资源研究所中国科学院生态系统网络观测与模拟重点实验室北京100101 中国科学院大学资源与环境学院北京100049

中国碳达峰、碳中和(以下简称“双碳”)行动是一项涵盖全域国土空间、国家主导全民参与、长期持续实施的巨大系统工程,需要有明确且兼具韧性和适应性的行动方略。文章在梳理“双碳”现状的基础上,探讨了中国实现“双碳”目标的行动方略... 详细信息

中国碳达峰、碳中和(以下简称“双碳”)行动是一项涵盖全域国土空间、国家主导全民参与、长期持续实施的巨大系统工程,需要有明确且兼具韧性和适应性的行动方略。文章在梳理“双碳”现状的基础上,探讨了中国实现“双碳”目标的行动方略、技术途径与科技支撑等问题,认为中国“双碳”行动的基本方略应该是坚持“一个基本理念”、实现“两个宏观目标”、贯彻“三路综合”与“四举并进”的技术路径、落实全域国土空间管控和产业协同发展的“五个统筹”宏观布局,强化气候变化、地球系统碳循环科学研究及脱碳、低碳产业技术变革。面向国家“双碳”行动的全球变化和生态经济学研究需要长期持续关注的核心科学问题,构建地球系统碳循环过程、碳储量及通量的多要素-多过程-多界面-多尺度协同监测体系,系统认知和精细评估中国区域生态系统碳汇功能及增汇潜力。当前的迫切任务是构建和完善科学基础、观测模拟、能源结构转型、产业结构调整、生态保碳增汇、国家战略与路径选择、协同治理与管理政策7个方面的科技支撑体系。

关键词：碳达峰碳中和行动方略气候治理减排增汇生态系统碳循环

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亚热带典型树种根毛特征及其与共生真菌的关系

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植物生态学报 2023年第1期47卷 88-100页

作者：张慧曾文静龚新桃马泽清中国科学院地理科学与资源研究所生态系统网络观测与模拟重点实验室北京100101 中国科学院千烟洲亚热带森林生态系统观测研究站江西吉安343700 中国科学院大学资源与环境学院北京100049 北京林业大学水土保持学院北京100083

根毛和共生真菌增加了吸收面积,提高了植物获取磷等土壤资源的能力。由于野外原位观测根表微观结构较为困难,吸收细根、根毛、共生真菌如何相互作用并适应土壤资源供应,缺乏相应的数据和理论。该研究以受磷限制的亚热带森林为对象,选取... 详细信息

根毛和共生真菌增加了吸收面积,提高了植物获取磷等土壤资源的能力。由于野外原位观测根表微观结构较为困难,吸收细根、根毛、共生真菌如何相互作用并适应土壤资源供应,缺乏相应的数据和理论。该研究以受磷限制的亚热带森林为对象,选取了21种典型树种,定量了根毛存在情况、属性变异,分析了根毛形态特征与共生真菌侵染率、吸收细根功能属性之间的关系,探讨了根表结构对低磷土壤的响应和适应格局。结果表明:1)在亚热带森林根毛不是普遍存在的,21个树种中仅发现7个树种存有根毛,4个为丛枝菌根(AM)树种,3个为外生菌根(ECM)树种。其中,马尾松(Pinus massoniana)根毛出现率最高,为86%;2)菌根类型是理解根-根毛-共生真菌关系的关键,AM树种根毛密度与共生真菌侵染率正相关,但ECM树种根毛直径与共生真菌侵染率负相关;3)AM树种根毛长度和根毛直径、ECM树种根毛出现率与土壤有效磷含量呈负相关关系。该研究揭示了不同菌根类型树种根毛-共生真菌-根属性的格局及相互作用,为精细理解养分获取策略奠定了基础。

关键词：根毛出现率根毛长度根毛密度根毛直径菌根真菌侵染率土壤有效磷

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