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生态与农村环境学报 2022年第6期38卷 689-701页

作者：王翰琨吴永波刘俊萍薛建辉南京林业大学南方现代林业协同创新中心江苏南京210037 南京林业大学生物与环境学院江苏南京210037 南京林业大学林学院江苏南京210037 江苏省中国科学院植物研究所(南京中山植物园) 江苏南京210014

生物炭是生物质材料在部分或完全无氧条件下,经热裂解形成的高度芳香化的难溶固体。施用生物炭可改变土壤理化性质,强烈影响土壤微生物的栖息环境,影响土壤固氮微生物、硝化微生物和反硝化微生物的群落结构及活性,进而影响土壤氮循环的... 详细信息

生物炭是生物质材料在部分或完全无氧条件下,经热裂解形成的高度芳香化的难溶固体。施用生物炭可改变土壤理化性质,强烈影响土壤微生物的栖息环境,影响土壤固氮微生物、硝化微生物和反硝化微生物的群落结构及活性,进而影响土壤氮循环的主要过程(固氮、硝化、反硝化等)。该研究综述了施用生物炭对土壤氮循环主要过程及微生物功能基因的影响,结果表明,施用生物炭改善了土壤的透气性,提高了土壤pH值,增加了土壤碳和养分的有效性,可使土壤固氮量提高15%~227%,土壤硝化速率提高28%~200%,但土壤氨挥发累积量减少20%~73%,土壤N_(2)O排放累积量减少11%~78%。此外,生物炭的施用提高了nifH、amoA的基因丰度,进而促进土壤的固氮作用和硝化作用。生物炭的施用还提高了土壤nosZ等基因的丰度以及N_(2)O还原酶的活性,有利于土壤反硝化作用(N_(2)O最终转化为N_(2)),抑制N_(2)O的排放,且这种效应随着生物炭施用量的增加而增强。此外,生物炭对土壤氮循环及其功能微生物的影响取决于生物炭原料和试验条件,不同调控基因对土壤氮循环过程的贡献不一。生物炭介导下,土壤pH值增大,养分有效性增强,氨氧化细菌(AOB)对土壤硝化作用的贡献可能比氨氧化古菌(AOA)更大。且与其他调控基因(narG、nirS、nirK)相比,nosZ基因对于土壤反硝化作用似乎更为重要。因此,仍需深入研究施用生物炭对土壤微生物氮循环功能基因的影响,尤其是不同功能基因对氮循环过程的贡献大小及其影响因素,进而深化对土壤微生物氮循环功能基因的认识。

关键词：生物炭土壤氮循环土壤微生物功能基因

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南京市不同功能区城市林业土壤有机碳含量与分布

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南京林业大学学报(自然科学版) 2016年第1期40卷 22-26页

作者：杨靖宇俞元春陈瑜王曦 Vasenev V.I. 南京林业大学南方现代林业协同创新中心南京林业大学生物与环境学院中国科学院南京土壤研究所 Laboratory of Agroecological Monitoring Ecosytem Modeling and Prediction Russian State Agricultural University

为了解城市化过程中人为活动对城市林业土壤性质及土壤碳库的影响,以南京市土壤为对象,测定了7类功能区城市林业土壤030 cm土层的总有机碳(SOC)、溶解有机碳(DOC)、微生物量碳(MBC)、易氧化态碳(ROC)和轻组有机碳(LFOC)的含量,分析了城... 详细信息

为了解城市化过程中人为活动对城市林业土壤性质及土壤碳库的影响,以南京市土壤为对象,测定了7类功能区城市林业土壤030 cm土层的总有机碳(SOC)、溶解有机碳(DOC)、微生物量碳(MBC)、易氧化态碳(ROC)和轻组有机碳(LFOC)的含量,分析了城市林业土壤有机碳的分布规律及其相互关系。结果表明:城市林业土壤表层(010 cm)活性有机碳富集特征明显,土壤活性有机碳含量随着土层加深而减小,人为干扰对土壤有机碳含量影响较大;城郊天然林土壤积累了较高含量的ROC和MBC,道路绿化带土壤由于交通源有机物质的输入,SOC、DOC、LFOC含量较高。人类活动频繁的居民区、公园和校园的土壤活性有机碳各组分含量多处于较低水平。研究表明,土壤总有机碳与各活性有机碳之间有显著相关关系。

关键词：城市林业功能区土壤活性有机碳分布

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村镇生活垃圾焚烧底渣农用的重金属污染风险评价

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生态环境学报 2016年第2期25卷 307-313页

作者：张刚王德建俞元春王灿庄锦贵南京林业大学生物与环境学院江苏南京210037 中国科学院南京土壤研究所江苏南京210008 南京林业大学南方现代林业协同创新中心江苏南京210037

随着生活垃圾焚烧处理方式的不断推广,生活垃圾焚烧底渣的处置也成为一个日益严峻的问题。为了明确生活垃圾底渣农用的可行性,于2014年在江苏常熟农业生态实验站进行了小白菜(Brassica rapa *** Group.)盆栽试验,各施肥处理土壤中分别... 详细信息

随着生活垃圾焚烧处理方式的不断推广,生活垃圾焚烧底渣的处置也成为一个日益严峻的问题。为了明确生活垃圾底渣农用的可行性,于2014年在江苏常熟农业生态实验站进行了小白菜(Brassica rapa *** Group.)盆栽试验,各施肥处理土壤中分别添加底渣的比例为0%、5%、10%、20%、50%、100%,以不施肥处理和单施底渣(10%)处理为对照。于小白菜收获时,取样分析小白菜产量、品质,以及小白菜和土壤中Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn含量,并采用内梅罗综合污染指数法和目标危害系数法评价了底渣农用的重金属污染风险。结果表明,施用适量的底渣可以有效增加小白菜产量,亦增加了小白菜中可溶性糖、维生素C和硝酸盐含量,并且硝酸盐含量未超过中国无公害蔬菜安全要求;小白菜地上部重金属含量和土壤重金属含量在不同处理中均随底渣施用比例的增加而增加,且底渣施用量超过12.2%时,土壤内梅罗综合污染指数大于1,土壤呈轻度重金属污染,底渣施用量超过15%时,小白菜地上部重金属Cr含量超过中国食物污染物的限量标准;小白菜单一重金属目标风险系数在不同处理中均小于1,而底渣用量大于或等于10.7%时小白菜重金属复合目标风险系数大于1,存在食用健康风险,健康风险以Pb、Cd为主,并且儿童更易遭受小白菜重金属危害。因此,在保证小白菜产量、品质和土壤安全下,底渣一次性安全施用比例不能超过10%。

关键词：生活垃圾焚烧底渣重金属污染品质分析风险评价

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生物炭功能化g-C_(3)N_(4)光催化剂构筑及催化性能

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林业工程学报 2021年第6期6卷 137-141页

作者：邢伟男程珂熊若帆薛樱涔韩建刚吴光瑜南京林业大学生物与环境学院南京210037 南京林业大学南方现代林业协同创新中心南京210037 江苏洪泽湖湿地生态系统国家定位观测研究站江苏洪泽223100

针对类石墨相氮化碳(g-C_(3)N_(4))在光催化降解污染物过程中光生载流子复合严重,导致其光催化活性差的问题,研究中以稻壳为生物炭原料、三聚氰胺为g-C_(3)N_(4)原料,采用热缩聚法构筑了生物炭修饰的g-C_(3)N_(4)复合光催化剂。生物炭... 详细信息

针对类石墨相氮化碳(g-C_(3)N_(4))在光催化降解污染物过程中光生载流子复合严重,导致其光催化活性差的问题,研究中以稻壳为生物炭原料、三聚氰胺为g-C_(3)N_(4)原料,采用热缩聚法构筑了生物炭修饰的g-C_(3)N_(4)复合光催化剂。生物炭材料的引入,可以充当良好的光生电子转移通道,促进复合材料中光生载流子的分离与传输,进而提高光催化降解罗丹明B(RhB)的效率。利用X射线衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、紫外可见漫反射仪(UV-Vis-DRS)等,对所制备的复合材料的晶体结构、官能团组成及光学性质进行表征。通过在可见光下降解RhB,评价所制备材料的光催化性能。结果表明,所构筑的生物炭修饰g-C_(3)N_(4)复合光催化剂表现出优越的光催化降解RhB活性。探究了不同负载量生物炭对复合光催化剂降解RhB的影响,其中3%的生物炭添加量复合光催化剂具有最优的光催化性能,80 min内就可以将RhB完全降解。此外,通过对复合光催化剂的循环性能测试表明所制备的材料具有良好的循环稳定性。该项研究工作不仅拓宽了生物炭材料的应用范围,同时也为高性能、高稳定的光催化材料的构筑提供了良好的思路,对实现农林废弃物的资源化利用具有重大意义和广泛的应用价值。

关键词：生物炭氮化碳光催化染料降解稳定性

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荧光法检测重金属铅离子的研究进展

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应用化学 2022年第7期39卷 1039-1051页

作者：薛晨怡刘林佳王婷宫磊金龙韩建刚李胎花南京林业大学生物与环境学院南方现代林业协同创新中心南京210037 江苏洪泽湖湿地生态系统国家定位观测研究站洪泽223100

铅作为一种重金属,广泛应用于工业生产,对环境和人体健康具有显著影响。因此,开发铅离子检测技术是一项具有重要意义的研究内容。荧光法与传统重金属离子检测方法相比,具有灵敏度高、选择性好等优点,故荧光法常用于水体等实际样品中重... 详细信息

铅作为一种重金属,广泛应用于工业生产,对环境和人体健康具有显著影响。因此,开发铅离子检测技术是一项具有重要意义的研究内容。荧光法与传统重金属离子检测方法相比,具有灵敏度高、选择性好等优点,故荧光法常用于水体等实际样品中重金属离子的定性或定量分析。本文围绕近几年报道的基于荧光法检测铅离子的研究现状进行介绍,包括荧光染料、荧光纳米材料、荧光生物材料包括荧光蛋白等3种检测材料,并在此基础上提出荧光法检测铅离子领域面临的主要挑战,对未来的研究趋势进行了展望。

关键词：铅离子荧光法重金属离子环境污染

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不同浓度吲哚乙酸对周丛生物微生物群落代谢特性的影响

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中国农业科技导报 2021年第8期23卷 74-79页

作者：吴聪敏马兰吴永红俞元春南京林业大学生物与环境学院南方现代林业协同创新中心南京210037 中国科学院南京土壤研究所南京210008

周丛生物是重要的初级生产者和分解者,在生态系统中扮演着重要角色。从碳源利用角度探讨了吲哚乙酸(indole-3-acetic acid, IAA)对周丛生物微生物群落代谢特性的影响。以人工培育的周丛生物为材料,在温室培育20 d后施加不同浓度的吲哚乙... 详细信息

周丛生物是重要的初级生产者和分解者,在生态系统中扮演着重要角色。从碳源利用角度探讨了吲哚乙酸(indole-3-acetic acid, IAA)对周丛生物微生物群落代谢特性的影响。以人工培育的周丛生物为材料,在温室培育20 d后施加不同浓度的吲哚乙酸,使用Biology生态测试板在群落水平上对微生物碳源利用特性进行定量分析,测定平均每孔颜色变化率和多功能指数。结果表明:随着培养时间的增加,25、50、100 mg·L^(-1)高浓度IAA处理后,平均每孔颜色变化率显著增加,特定的碳源(如碳水化合物)利用能力发生变化,微生物功能多样性指数(Shannon指数、McIntosh指数)显著升高,说明高浓度IAA可以促进周丛生物的碳代谢活性,为探讨周丛生物的扩大培养与富集方法奠定了基础。

关键词：周丛生物吲哚乙酸微生物碳代谢平均颜色变化率

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有机物覆盖对女贞人工林不同根序细根C、N、P含量的影响

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生态学杂志 2022年第11期41卷 2098-2105页

作者：王刚孙晓丹赵家豪陈霞关庆伟南方现代林业协同创新中心南京210037 南京林业大学生物与环境学院南京210037 自然资源部第一海洋研究所海洋生态研究中心山东青岛266061 中山陵园管理局南京210014

以南京市16年生女贞(Ligustrum lucidum)人工林为研究对象,采用元素分析仪和钼锑抗比色法测定了3种强度的有机物覆盖处理(覆盖半径为80 cm,覆盖厚度分别为5、10、20 cm;覆盖物量分别为35、70、140 kg·株^(-1),记作T1、T2、T3)和空... 详细信息

以南京市16年生女贞(Ligustrum lucidum)人工林为研究对象,采用元素分析仪和钼锑抗比色法测定了3种强度的有机物覆盖处理(覆盖半径为80 cm,覆盖厚度分别为5、10、20 cm;覆盖物量分别为35、70、140 kg·株^(-1),记作T1、T2、T3)和空白对照CK对女贞不同根序细根C、N、P含量的影响,结合土壤理化性质以及细根形态和生物量解析其影响因素,为揭示细根养分利用过程和城市土壤近自然化管理提供科学依据。结果表明:(1)随着根序等级增加,细根C含量无明显变化,N、P含量减少,其中2、3级根中的N含量和4、5级根的N含量之间有显著差异(P<0.05),而P含量在各根序之间均有显著差异(P<0.05);(2)有机物覆盖后,细根的C含量在低级根(1、2级根)中减少,在高级根(3、4、5级根)中增加;(3)有机物覆盖后,细根的N含量在0~20 cm土层中减少,在20~40 cm土层中增加,且低级根的变化较显著(P<0.05);(4)有机物覆盖后,细根的P含量在0~20 cm土层减少;在20~40 cm土层中的2、3级根的P含量增加,但4、5级根的P含量减少,其中T2、T3处理影响较显著(P<0.05)。有机物覆盖改变了不同根序细根的C、N、P含量,加速了20~40 cm土层的元素循环,改善了土壤环境,是促进城市土壤近自然化管理的有效措施。

关键词：有机物覆盖女贞人工林根序细根 C、N、P含量

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毛竹实生苗生长发育规律及其模型拟合研究

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西部林业科学 2020年第3期49卷 14-20,28页

作者：姚文静王茹王星杨蒙丁雨龙林树燕南方现代林业协同创新中心江苏南京210037 南京林业大学竹类研究所江苏南京210037 南京林业大学生物与环境学院江苏南京210037

为揭示大型竹种实生苗生长发育规律,从中筛选出优良无性系,以1~2年生毛竹实生苗为研究对象,测量13个地上和地下生长发育的形态指标,利用MATLAB软件中多项数学函数对其生物量进行模型拟合,分析毛竹实生苗生物量因子之间的相互关系。结果... 详细信息

为揭示大型竹种实生苗生长发育规律,从中筛选出优良无性系,以1~2年生毛竹实生苗为研究对象,测量13个地上和地下生长发育的形态指标,利用MATLAB软件中多项数学函数对其生物量进行模型拟合,分析毛竹实生苗生物量因子之间的相互关系。结果表明,毛竹1~2年生实生苗多个构件生长量随时间的关系符合Logistic模型;毛竹实生苗地径相同时,茎秆干重与其高度成正比,有线性关系且关系显著;毛竹实生苗地上干重与地下干重的比值呈现先下降后上升再下降的趋势。

关键词：毛竹实生苗形态指标模型拟合生长规律

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洪泽湖湿地杨树林土壤水分变化及其与气象因子的关系

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浙江农林大学学报 2018年第1期35卷 20-28页

作者：徐勇峰郭俨辉季淮吴翼韩建刚李萍萍南京林业大学生物与环境学院江苏南京210037 南京林业大学江苏洪泽湖湿地生态系统国家定位观测研究站江苏南京210037 南京林业大学江苏省南方现代林业协同创新中心江苏南京210037

在洪泽湖调蓄灌溉与南水北调常态化调水影响下,湖区水位显著波动对湿地土壤水分及植被生长产生深刻影响。以江苏洪泽湖湿地典型杨树林为对象,借助涡度相关及土壤水分监测系统,研究湿地土壤-杨树系统水分的时空动态变化特征,解析气象因... 详细信息

在洪泽湖调蓄灌溉与南水北调常态化调水影响下,湖区水位显著波动对湿地土壤水分及植被生长产生深刻影响。以江苏洪泽湖湿地典型杨树林为对象,借助涡度相关及土壤水分监测系统,研究湿地土壤-杨树系统水分的时空动态变化特征,解析气象因子的影响,为洪泽湖湿地杨树林的水分管理和科学经营与保护提供理论依据。结果表明:湿地杨树林土壤水分的年内变化可以大致分为稳定期(10-2月,31.36%~36.07%),消耗期(3-4月,36.64%~37.46%),积累期(5-7月,39.22%~53.92%)和消退期(8-9月,40.38%~32.92%)等4个阶段;春、夏和冬3季的土壤含水量的日变化曲线呈单峰型特征,而秋季表现为不对称双峰曲线特征。土壤水分随着土壤深度(0~40 cm)的增加而逐渐增加。土壤水分变化与日降水量、日平均气温、日平均相对湿度、日平均土壤温度呈极显著正相关(P<0.01),与日平均感热通量、平均风速呈极显著负相关(P<0.01)。气象因子中,日平均土壤温度和日平均相对湿度对土壤水分的影响最为明显,其贡献率分别为10.73%~57.97%和18.62%~25.12%。

关键词：湿地科学洪泽湖杨树土壤水分气象因子

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江西武夷山中亚热带南方铁杉针阔混交林群落组成与结构

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生态学报 2018年第20期38卷 7359-7372页

作者：陈斌赵家豪关庆伟薛建辉郭英荣南京林业大学南方现代林业协同创新中心南京210037 南京林业大学生物与环境学院南京210037 江苏省中国科学院植物研究所南京210014 江西武夷山国家级自然保护区管理局铅山334500

长期监测型固定样地是研究物种分布格局、群落动态和生物多样性维持机制等森林生态系统特征、过程与机理的重要平台。我国亚热带地区已建立的森林固定样地多为阔叶林类型,而针叶(阔叶混交)林类型十分有限。按照巴拿马Barro Colorado Isl... 详细信息

长期监测型固定样地是研究物种分布格局、群落动态和生物多样性维持机制等森林生态系统特征、过程与机理的重要平台。我国亚热带地区已建立的森林固定样地多为阔叶林类型,而针叶(阔叶混交)林类型十分有限。按照巴拿马Barro Colorado Island大型森林固定样地的建设规范,于2014年在江西武夷山国家级自然保护区内海拔1800 m左右的南方铁杉(Tsuga chinensis var. tchekiangensis)天然种群分布区域建立中亚热带针阔混交林6.4 hm^2固定样地。木本植物调查结果表明:(1)样地内胸径≥1 cm的木本植物共有29科53属89种,显著低于我国亚热带阔叶林样地平均水平,但显著高于温带针叶(阔叶混交)林样地平均水平;(2)在区系组成上,科以热带成分为主,而属以温带成分为主;(3)样地内独立个体数密度为2252株/hm^2,与温带针叶(阔叶混交)林平均水平相当,但显著低于亚热带阔叶林平均水平;(4)胸高断面积为37.89 m^2/hm^2,与亚热带阔叶林样地平均水平相当,但显著低于温带针叶(阔叶混交)林平均水平;(5)群落成层现象显著,优势种明显,多度排名前4位的物种的个体数占总个体数的55%,而排名后40的物种仅占1%;(6)群落总径级结构呈倒"J"型分布,其中胸径≤10 cm的小径木占总个体数的76.9%,而胸径>30 cm的大径木仅占5.3%;(7)主要树种的径级结构有偏正态分布和"L"型分布等类型,但它们的种群在空间上均呈现显著的聚集分布特征;(8)南方铁杉虽然是群落现阶段最重要的优势种,但它的种群更新缓慢。研究结果充分显示该样地对中国森林多样性监测以及南方铁杉种群保育的重要意义。

关键词：生物多样性固定样地植物区系群落动态径级结构空间分布

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