检索结果-内蒙古大学图书馆

纳米膜覆盖与芽孢杆菌菌剂施用对畜禽粪便好氧堆肥中细菌群落结构、关键集群及物质转化过程的影响

环境科学 2025年第3期46卷 1915-1923页

作者：卜正国龙捷杨涛彭霞薇李永双万龙吴秀芹白志辉北京林业大学生物科学与技术学院北京100083 北京林业大学水土保持学院北京100083 北京林业大学云南建水荒漠生态系统国家定位观测研究站北京100083 中国科学院生态环境研究中心北京100085

芽孢杆菌(Bacillus)具有较好的纤维素酶分泌功能、耐热性和良好的环境适应性,在好氧堆肥过程中起着关键作用.好氧堆肥过程中纳米膜覆盖能提供适宜的微气候,但是否能更好地促进接种芽孢杆菌在好氧堆肥体系发挥功能尚不清楚.本研究通过设... 详细信息

芽孢杆菌(Bacillus)具有较好的纤维素酶分泌功能、耐热性和良好的环境适应性,在好氧堆肥过程中起着关键作用.好氧堆肥过程中纳米膜覆盖能提供适宜的微气候,但是否能更好地促进接种芽孢杆菌在好氧堆肥体系发挥功能尚不清楚.本研究通过设置槽式好氧堆肥发酵实验,共设置对照(CK)、单独接种芽孢杆菌(CB)、纳米膜覆盖(CM)以及纳米膜覆盖联合芽孢杆菌接种(BM)这4个好氧堆肥处理组,探讨了纳米膜覆盖和芽孢杆菌接种对好氧堆肥的影响,通过冗余分析与细菌生态网络分析微生物群落结构对好氧堆肥微生物代谢活力的影响.结果表明,纳米膜覆盖与芽孢杆菌接种联合施用可促进有机质降解,提高堆体温度.添加芽孢杆菌后,CM处理的酶活性变化比CK大.与有机质代谢相关的Firmicutes和Actinobacteria等在纳米膜覆盖和联合芽孢杆菌接种(BM)作用下的相对丰度更为丰富.同时,核心细菌集群3相对丰度与好氧堆肥物质转化能力呈现显著的正相关关系,并发现集群3的相对丰度整体上在BM处理组的中丰度高于其他处理组.

关键词：芽孢杆菌纳米膜好氧堆肥胞外酶活细菌群落生态网络

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中国三大粮食作物耕地生态系统碳足迹分析

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北京大学学报（自然科学版） 2024年第3期60卷 575-584页

作者：李亚宁吴秀芹北京林业大学水土保持学院北京100083 北京林业大学云南建水荒漠生态系统国家定位观测研究站建水654399

基于2006—2019年全国NPP、三大粮食作物分布和农业生产投入等统计数据,对中国三大粮食作物的碳汇量、农业碳排放量和碳足迹进行估算,并分析三大粮食作物碳汇量的时空格局。结果表明,1)2006—2019年全国三大粮食作物总固碳量持续增加,... 详细信息

基于2006—2019年全国NPP、三大粮食作物分布和农业生产投入等统计数据,对中国三大粮食作物的碳汇量、农业碳排放量和碳足迹进行估算,并分析三大粮食作物碳汇量的时空格局。结果表明,1)2006—2019年全国三大粮食作物总固碳量持续增加,其中水稻、玉米和小麦的固碳量分别占41.92%,38.62%和19.46%;三大粮食作物的固碳量远超出农田生产要素引起的碳排放量,两者之比为5.37:1,表明全国农田生态系统具有较强的固碳能力;2)全国农业碳排放总量持续增加但增速下降,化肥和柴油是主要碳源;3)三大粮食作物耕地生态系统表现出较大的碳生态盈余,2019年碳足迹为17.55×106hm^(2),占耕地比例为18.62%,即三大粮食作物耕地系统生产排放的CO_(2)降低至需要全国不到1/5的三大粮食作物耕地来消纳。研究结果有助于明晰耕地生态系统在碳循环中的地位,对促进农业碳减排,全国2030年实现“碳达峰”,2060年实现“碳中和”的战略提供科学依据。

关键词：碳汇碳排碳足迹粮食作物中国

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西南喀斯特地区2种森林的土壤优先流特征

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林业科学 2023年第12期59卷 61-70页

作者：管凝程金花侯芳曾合州沈子雅赵梦圆秦建淼北京林业大学水土保持学院云南建水荒漠生态系统国家定位观测研究站北京100083 北京林业大学水土保持国家林业和草原局重点实验室北京100083

【目的】分析西南喀斯特地区纯林和混交林的土壤优先流特征,为当地森林植被恢复提供一定理论依据。【方法】选取2种典型森林植被类型(侧柏纯林和侧柏、马尾松、直杆蓝桉混交林),基于野外染色示踪试验,设置2种模拟降水量,使用亮蓝染料溶... 详细信息

【目的】分析西南喀斯特地区纯林和混交林的土壤优先流特征,为当地森林植被恢复提供一定理论依据。【方法】选取2种典型森林植被类型(侧柏纯林和侧柏、马尾松、直杆蓝桉混交林),基于野外染色示踪试验,设置2种模拟降水量,使用亮蓝染料溶液染色,挖掘土壤的染色竖直剖面和水平剖面,借助图像处理技术,提取染色面积比、平均最大入渗深度、基质流深度、优先流比和长度指数5个优先流特征参数,同时获取不同深度处土壤的优先路径分布、数量和比例。【结果】当模拟降水量相同时,混交林的土壤染色面积比和平均最大入渗深度均高于纯林;当模拟降水量由25 mm增至60 mm时,混交林的土壤染色面积比由12.36%变为16.44%,平均最大入渗深度由22.21 cm变为30.64 cm,土壤染色面积比和最大入渗深度增幅相近;纯林的土壤染色面积比由7.42%变为15.89%,最大入渗深度由12.50 cm变为17.59 cm,土壤染色面积比增幅明显高于平均最大入渗深度。混交林下土壤染色形态呈指状或枝状,有独立斑块存在,纯林呈漏斗状,无独立斑块。当模拟降水量为25 mm时,混交林下基质流深度、优先流比和长度指数平均分别为1.65 cm、76.70%和352.61%,高于侧柏纯林的1.31 cm、74.33%和184.20%;当模拟降水量增至60 mm时,混交林下基质流深度、优先流比和长度指数为2.21 cm、77.18%和497.02%,而侧柏纯林则为4.29 cm、53.83%和331.27%。喀斯特地区混交林和纯林的优先路径主要分布在15 cm以上土层,且半径大多小于5 mm。混交林下土壤优先路径随土层深度的变异性更强,且大影响半径(>5 mm)优先路径的比例(19.0%)高于纯林(9.0%)。【结论】喀斯特地区侧柏纯林和侧柏、马尾松、直杆蓝桉混交林2种典型森林下均存在一定的优先流现象,由于其特殊土石结构影响,林地土壤优先路径数量较多;混交林下优先流的发育程度和空间变异性比纯林高,与其大影响半径优先路径比例高、优先路径分布变异性强有直接关系。

关键词：优先流喀斯特地区染色示踪试验纯林混交林

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喀斯特断陷盆地土地利用对生态系统生产力的影响

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北京大学学报（自然科学版） 2020年第2期56卷 341-351页

作者：史晨璐吴秀芹北京林业大学水土保持学院北京100083 北京林业大学水土保持国家林业局重点实验室北京100083 北京林业大学云南建水荒漠生态系统国家定位研究站建水654399

为了客观地评估断陷盆地土地利用对生态环境的影响,从生态系统服务变化反映更深层次的人地之间复杂关系,本文基于断陷盆地多时间序列土地利用数据和陆地植被净生产力(NPP),阐明断陷盆地NPP时空变化趋势,揭示多年间土地利用变化的地类层... 详细信息

为了客观地评估断陷盆地土地利用对生态环境的影响,从生态系统服务变化反映更深层次的人地之间复杂关系,本文基于断陷盆地多时间序列土地利用数据和陆地植被净生产力(NPP),阐明断陷盆地NPP时空变化趋势,揭示多年间土地利用变化的地类层次变化特征;运用生命周期评估方法,定量地分析土地占用和土地转化对石漠化地区陆地植被净生产力的影响,探讨石漠化治理的生态效益。结果表明:1) 2000-2015年间,断陷盆地大部分区域NPP变化不显著,少部分区域变化显著,以上升趋势为主;2)在6种地类中,林地变化平稳,建设用地增加趋势活跃且强烈,草地减少趋势活跃且强烈;3)林地占用潜在植被生产力与现有NPP之间的差值由西向东逐渐增加,与林地占用面积减少的空间分布一致,林地分布影响林地植被净生产力水平;4)研究区北部植被自然生长情况较好,东部地区六盘水市、普安县和陆良县石漠化区域林地植被存在一定程度的天然退化,林地生态恢复工程效果不明显;5)研究区80%的土地转化类型使得NPP增益,其中使NPP明显提升、有效而普遍的方式是草林转换和退耕还林;林地转为建设用地则对NPP的损害最大。

关键词：净初级生产力(NPP) 土地利用强度断陷盆地喀斯特生命周期环境影响评估

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云南省建水县石漠化修复模式评价

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北京大学学报（自然科学版） 2020年第6期56卷 1073-1080页

作者：肖林颖吴秀芹北京林业大学水土保持学院北京100083 北京林业大学水土保持国家林业局重点实验室北京100083 北京林业大学云南建水荒漠生态系统国家定位研究站建水654399

基于1992—2017年Landsat TM数据、建水县森林资源二类调查数据及云南省石漠化监测数据,借助Mann-Kendall突变分析和趋势分析等方法,探讨近25年云南省建水县植被的时空变化特征及不同石漠化修复模式下的植被恢复情况。结果表明:1)25年间... 详细信息

基于1992—2017年Landsat TM数据、建水县森林资源二类调查数据及云南省石漠化监测数据,借助Mann-Kendall突变分析和趋势分析等方法,探讨近25年云南省建水县植被的时空变化特征及不同石漠化修复模式下的植被恢复情况。结果表明:1)25年间,建水县植被覆盖整体上呈上升趋势,平均增速为0.065%/10a,以2008年为界,增速由之前的0.077%/10a增加到0.475%/10a;2)25年间,建水县植被覆盖呈增加趋势的区域、无显著变化区域及呈减少趋势的区域面积占比分别为55.32%,34.44%和10.24%;3)对于不同修复模式,在10年的修复时间范围内,纯生态林模式与混交生态林模式下植被恢复效果差别不大,而在25年的修复时间范围内,混交生态林模式下植被修复速率明显优于纯生态林修复模式,优势主要展现在修复后期。短期内,纯生态林模式中阔叶树和桤木的植被修复效果较好;从长期看,云南松和车桑子是较好的修复树种。混交生态林模式中,针叶混交林修复速率在10年和25年修复时间范围内均表现最优,是较好的混交模式。研究结果揭示了不同治理模式对植被恢复的效果,可为优化石漠化区域生态修复方法提供理论依据。

关键词：植被修复石漠化治理模式喀斯特归一化植被指数(NDVI) 树种

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污泥堆肥施用对土壤及地下水影响研究

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中国环境科学 2020年第5期40卷 2157-2166页

作者：胡译水齐实李昱彤周金星伍冰晨北京林业大学水土保持学院北京100083 杭州领见数据科技有限公司浙江杭州310004 云南建水荒漠生态系统国家定位研究站北京100083

为探究北京市污泥堆肥产品施用对土壤和地下水的影响,采用原状土柱模拟降雨试验方法,研究了在污泥堆肥产品年施用量为3、6、12kg/m^2的条件下,Cu、Cr、Ni、Zn、Pb、Cd、As、Hg 8种重金属元素的迁移和淋溶特征.结果表明,Cd淋溶后残留最少... 详细信息

为探究北京市污泥堆肥产品施用对土壤和地下水的影响,采用原状土柱模拟降雨试验方法,研究了在污泥堆肥产品年施用量为3、6、12kg/m^2的条件下,Cu、Cr、Ni、Zn、Pb、Cd、As、Hg 8种重金属元素的迁移和淋溶特征.结果表明,Cd淋溶后残留最少(6.1%~11.9%),进入淋溶水最多(4.5%~7.3%);Hg淋溶残留最多(16.0%~22.1%),进入淋溶水最少(<0.1%).Hg、Pb、Ni、Cd、Cu在0~20cm土壤层积累最多(52.0%~78.7%);Cr、Zn、As则在20~40cm层积累最多(42.7%~53.2%).8种元素在土壤中的含量均符合《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB 15618-2018)限值.淋溶水中测得的6种重金属浓度由大至小依次为Zn>As>Cd>Cu>Pb>Cr,受堆肥施用量及降雨量共同影响.淋溶水中Cu、Cr、Ni、Zn、Pb 5种元素的浓度始终在《地下水质量标准》(GB/T 14848-2017)Ⅰ类水质范围内,Cd、As、Hg在Ⅲ类范围内.

关键词：重金属污泥堆肥土柱迁移特征

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典型耕作土壤团聚体力稳性的区域分异特点及其影响因素

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农业工程学报 2023年第21期39卷 47-53页

作者：刘益辰范雪松杨晨曦周金星吴新亮北京林业大学水土保持学院水土保持国家林业和草原局重点实验室北京100083 北京林业大学云南建水荒漠生态系统国家定位观测研究站北京100083 广东省科学院生态环境与土壤研究所广州510650

土壤团聚体力稳性直接影响根系生长和农业耕作等过程。为探究不同类型土壤团聚体力稳性的区域分异规律,自北向南选取典型农业种植区耕作土壤(黑土、褐土、红壤和砖红壤),通过抗压试验测定不同粒径团聚体(1~2、3~5、>5~8、>8~10 mm... 详细信息

土壤团聚体力稳性直接影响根系生长和农业耕作等过程。为探究不同类型土壤团聚体力稳性的区域分异规律,自北向南选取典型农业种植区耕作土壤(黑土、褐土、红壤和砖红壤),通过抗压试验测定不同粒径团聚体(1~2、3~5、>5~8、>8~10 mm)的抗张强度、破碎能量和易碎性指数,分析其与土壤理化性质和气候因子间关系。结果表明:抗张强度和破碎能量自北向南逐渐减小,并随团聚体粒径增大而减小,但具体变化特征因土壤类型而异。易碎性指数自北向南先增大后减小,其中红壤最大(0.87),黑土最小(0.47);相比温带地区黑土和褐土,亚热带和热带的红壤和砖红壤易碎性指数的粒径分异更为明显,表现为其小粒径团聚体易碎性指数(1.10和0.76)显著高于大粒径团聚体(0.65和0.58)。抗张强度和破碎能量与蛭石呈极显著正相关关系(r=0.73和0.70,P<0.01),与年均降水量呈极显著负相关关系(r=-0.72和-0.72,P<0.01);易碎性指数与年均降水量呈极显著正相关关系(r=0.66,P<0.01),与蛭石、碳氮比、非晶形氧化锰呈极显著负相关关系(r=-0.75~-0.66,P<0.01),表明在区域尺度上气候因子通过黏土矿物控制团聚体力稳性的空间分异。研究结果为不同区域农业土壤质量的评估与改良提供了理论依据。

关键词：团聚体土壤降水量团聚体稳定性抗张强度易碎性指数破碎能量

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喀斯特断陷盆地景观生态风险演变及其地形分异

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生态学报 2023年第19期43卷 8167-8180页

作者：王锦宇关颖慧吴秀芹北京林业大学水土保持学院云南建水荒漠生态系统国家定位观测研究站北京100083 北京林业大学水土保持国家林业局重点实验室北京100083

景观生态风险评价是构建区域生态安全格局的关键途径。以喀斯特断陷盆地为研究对象,从自然、社会、景观格局三个维度选取11个评价因子构建景观生态风险评价指标体系,通过空间主成分分析的方法评价研究区2000—2020年的景观生态风险时空... 详细信息

景观生态风险评价是构建区域生态安全格局的关键途径。以喀斯特断陷盆地为研究对象,从自然、社会、景观格局三个维度选取11个评价因子构建景观生态风险评价指标体系,通过空间主成分分析的方法评价研究区2000—2020年的景观生态风险时空演变格局,并基于地形位指数系统揭示喀斯特断陷盆地景观生态风险与地形的关系。结果表明:(1)2000—2020年,喀斯特断陷盆地的景观生态风险水平整体呈下降趋势,生态环境整体好转。(2)景观生态风险的变化呈现出较强的时空异质性,南部更甚。2000和2005年,研究区高、较高景观生态风险区主要分布于研究区北部和南部部分地区;2010年及其以后,高风险区面积显著减少,低风险区面积显著增加,但南部个别区县的风险水平未明显改善。(3)20年间,除建设用地外,不同土地利用类型的生态风险水平均显著降低。到2020年,耕地、林地、草地均主要分布在风险水平较低的区域,而建设用地在高风险区的面积仍高达43.43%。(4)景观生态风险在不同地形位梯度的变化随时间推移有显著差异。研究初期,各风险区对地形的选择性较强,低、较低风险区在中、低地形位区间的分布优势较强,高风险区倾向分布在高地形位区间;随时间推移,不同等级风险区对地形的选择性减弱,地形对景观生态风险的影响逐渐减小,人类活动对景观生态风险的影响日益凸显。

关键词：喀斯特断陷盆地空间主成分分析景观生态风险地形

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基于土地利用变化的喀斯特断陷盆地景观格局演变与生态安全评价

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生态学报 2023年第22期43卷 9471-9485页

作者：程研关颖慧吴秀芹北京林业大学水土保持学院北京100083 北京林业大学水土保持国家林业局重点实验室北京100083 北京林业大学云南建水荒漠生态系统国家定位观测研究站建水654399

喀斯特地区生态重要性与脆弱性并存,研究喀斯特断陷盆地景观生态安全格局演变对当地土地利用高效管理和生态修复具有重要意义。以云南、四川、贵州三省交界处的喀斯特断陷盆地为研究对象,基于2000—2020年土地利用数据,通过构建土地利... 详细信息

喀斯特地区生态重要性与脆弱性并存,研究喀斯特断陷盆地景观生态安全格局演变对当地土地利用高效管理和生态修复具有重要意义。以云南、四川、贵州三省交界处的喀斯特断陷盆地为研究对象,基于2000—2020年土地利用数据,通过构建土地利用转移矩阵、计算景观格局指数和景观生态安全指数,系统分析土地利用、景观格局与景观生态安全水平的时空演变特征。结果如下:(1)林地、草地、耕地是研究区主要土地利用类型,面积占比超过96%。土地利用变化主要发生在2005—2010年和2015—2020年,空间上表现出整体稳定而局部变化剧烈的特点,以退耕还林还草和林地向草地转换为主,耕地面积在过去20年共减少了386.62 km^(2)。(2)景观多样性与均匀度上升,景观蔓延度下降。林地的最大斑块面积比例下降而草地上升,多数用地的斑块密度上升而集聚度下降,土地利用结构整体优化,但破碎化趋势明显,尤其是林地、耕地和草地。此外,建设用地呈连片化扩张。(3)景观生态安全水平明显提升,一般安全及以上安全区面积占比由2000年的62.35%上升到2020年的98.11%。在石漠化治理和生态保护的推动下,南部的生态安全水平大幅提高,推动空间格局从“北高南低”逐步转向“南北相对均衡”。景观生态安全水平的空间集聚性明显,高-高值集聚区主要在北部而低-低值集聚区主要在南部,需进一步推动北部生态保护以保障其生态屏障功能的发挥,并加强南部生态修复来提升其生态安全水平。此外,需持续推进石漠化治理并合理调控当地经济发展与生态保护间的关系,来维持生态安全水平的长期稳定。

关键词：土地利用景观格局景观生态安全喀斯特断陷盆地石漠化治理

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基于遗传算法优化BP神经网络的石漠化区土壤水分动态预测模型

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中国水土保持科学 2022年第3期20卷 109-118页

作者：杨佳琦郭建斌汤明华周金星万龙北京林业大学水土保持学院云南建水荒漠生态系统国家定位观测研究站云南建水654300 北京林业大学水土保持国家林业和草原局重点实验室北京100083

云南省建水县为典型的岩溶断陷盆地地貌,是我国喀斯特石漠化综合治理的重要类型区,对该地区土壤水分动态变化过程及其影响因素的揭示是水土保持和生态恢复工作的必要条件。收集云南建水县石漠化治理区2006年4月16日—2020年12月1日的逐... 详细信息

云南省建水县为典型的岩溶断陷盆地地貌,是我国喀斯特石漠化综合治理的重要类型区,对该地区土壤水分动态变化过程及其影响因素的揭示是水土保持和生态恢复工作的必要条件。收集云南建水县石漠化治理区2006年4月16日—2020年12月1日的逐日气象资料和轻度和中度2个石漠化区的土壤水分资料,分层建立BP(back propagation)神经网络土壤水分预测模型,并利用遗传算法对模型的权值和偏置进行优化。结果表明:1)经遗传算法优化后轻度石漠化区和中度石漠化区样地平均相对误差分别提升45%和63%,均方根误差分别提升3%和12%,R^(2)分别提升约27%和17%,但随着土层深度的增加,预测精度呈降低趋势;2)应用敏感性分析确定影响该地区土壤水分动态的主要气象因子为降水和气温,但随着土层深度增加,对气象因子的响应程度降低,遗传算法优化BP神经网络模型更适合对中度石漠化样地进行土壤水分预测。基于遗传算法优化的神经网络预测模型精度较高,能更好地实现该区域的预测。

关键词：遗传算法 BP神经网络土壤水分预测敏感性分析石漠化

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