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生态学杂志 2025年第2期44卷 619-626页

作者：罗小飞曹旖旎李永中南林业科技大学长沙410004 南方林业生态应用技术国家工程实验室长沙410004

中国耕地土壤资源紧缺,且耕地土壤污染区与粮食主产区高度重叠,严重影响农产品质量、威胁人类健康和生态安全,成为农田土壤污染治理的难点。硅肥在补充植物营养的同时还能缓解重金属对植物的毒害作用。纳米硅肥因其比表面积大、多微孔... 详细信息

中国耕地土壤资源紧缺,且耕地土壤污染区与粮食主产区高度重叠,严重影响农产品质量、威胁人类健康和生态安全,成为农田土壤污染治理的难点。硅肥在补充植物营养的同时还能缓解重金属对植物的毒害作用。纳米硅肥因其比表面积大、多微孔、利用率高、对污染物吸附性强和提升植物抗性等优势而备受关注,在污染农田治理中展现巨大潜力。本文重点探讨了传统硅肥和纳米硅肥的理化性质差异,不同类型的硅肥对土壤重金属生物有效性、作物吸收和转运重金属等作用机理、缓解重金属毒害的生理调控机制。纳米硅肥在农田重金属治理中具有广阔的应用前景,但目前仍存在一些不足,如纳米硅肥在农业应用中的最佳剂量和尺寸、缓解重金属毒害的分子机制等,未来发展需关注这些热点问题,以期更有效地推动纳米肥料在农田污染治理中的应用及绿色可持续发展,保障农田土壤健康和粮食安全利用。

关键词：纳米硅重金属土壤修复生理调控

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中国食用原料林苗木生产系统生命周期温室气体清单及活动足迹评估

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中国环境科学 2025年

作者：刘倩文赵梅芳郭飞付军康鹏谭一波郑威孙孟德韦兰英中南林业科技大学生命与环境科学学院中南林业科技大学中国南方林业生态应用技术国家工程实验室广西壮族自治区国有派阳山林场广西林业科学研究院广西林业实验室广西林业勘察设计院

全球气候变化引发关注，农林业温室气体（GHG）排放亟需评估。本研究旨在评估中国八角苗木生产系统的温室气体排放，以期为农林业的可持续发展提供科学依据。通过结合碳足迹和生命周期评估（LCA），全面分析中国八角苗木生产系统的温室... 详细信息

全球气候变化引发关注，农林业温室气体（GHG）排放亟需评估。本研究旨在评估中国八角苗木生产系统的温室气体排放，以期为农林业的可持续发展提供科学依据。通过结合碳足迹和生命周期评估（LCA），全面分析中国八角苗木生产系统的温室气体排放，重点关注不同排放源、不同生产阶段和不同活动的排放特征及其对环境的潜在影响。结果显示，单株八角幼苗年度温室气体排放总量为0.145kgCO2e，电力使用为主要排放源，占总排放量的43.44%。在大田容器苗阶段，排放量达到峰值，为0.11kgCO2e。此外，能源消耗在种苗生产中占据57.21%的比重，灌水活动则贡献47.37%的排放量。研究揭示了关键排放环节，并提供了新的排放因子，为农林业减排策略提供科学依据，对促进低碳环保发展和实现全球减排目标具有深远影响。

关键词：碳足迹分析中国八角苗木生命周期清单减排

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中国食用原料林苗木生产系统碳排放及活动足迹评估

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中国环境科学 2025年第5期45卷 2884-2896页

作者：刘倩文赵梅芳郭飞付军康鹏谭一波郑威孙孟德韦兰英中南林业科技大学生命与环境科学学院湖南长沙410004 中南林业科技大学中国南方林业生态应用技术国家工程实验室湖南长沙410004 广西壮族自治区国有派阳山林场广西宁明532599 广西壮族自治区林业科学研究院广西南宁530002 广西壮族自治区林业实验室广西南宁530002 广西壮族自治区林业勘察设计院广西南宁530011

在全球气候治理与"双碳"战略协同推进背景下,林业碳汇体系建设亟需突破苗木生产环节的碳计量瓶颈.食用原料林苗木对改善生态环境和提高经济收入具有重要意义,估算苗木生产的碳足迹对于评估林业碳汇至关重要.以典型食用原料林8... 详细信息

在全球气候治理与"双碳"战略协同推进背景下,林业碳汇体系建设亟需突破苗木生产环节的碳计量瓶颈.食用原料林苗木对改善生态环境和提高经济收入具有重要意义,估算苗木生产的碳足迹对于评估林业碳汇至关重要.以典型食用原料林8cm×12cm八角容器苗为研究对象,,建立一个基于过程的生命周期清单(LCI)数据集,并构建生命周期评价(LCA)模型.通过调查广西现有八角育苗基地的原始数据,计算苗木生产从种子采集到苗木运输至零售商三个阶段产生的碳排放.结果显示,一株八角苗木一年产生的全球变暖潜势(GWP)为0.145kgCO_(2)e,其中能源消耗(57.2%)和物料投入(28.8%)为主要排放源,分别集中于电力消耗(占能源排放75.9%)和水资源利用(占物料排放60%).在八角苗木生产活动中,田间容器苗阶段的灌溉活动是影响其GWP的主要因素(0.07kgCO_(2)e/株).敏感性分析显示能源消耗的变化对碳足迹影响最大(0.804),其中大部分来自于柴油(42.4%).结果表明,优化清洁能源替代、实施精准水肥管理等可降低苗木生产过程中碳排放,对推进食用林产品碳标签制度建设和林业碳中和进程具有实践指导价值.

关键词：碳足迹分析中国八角苗木生命周期清单适应性减排

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青羊湖杉木生态系统碳、氮、磷生态化学计量季节动态特征

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湖南师范大学自然科学学报 2025年第2期48卷 32-39页

作者：杨俊杰张雨雨喻聪张学余喻剑波钟萍王光军湖南省青羊湖国有林场中南林业科技大学生命与环境科学学院南方林业生态应用技术国家工程实验室

为研究杉木人工林碳、氮、磷养分限制及其相互作用关系，以青羊湖国有林场25年生杉木人工林为研究对象，测定杉木人工林叶片、凋落物和土壤中碳、氮、磷含量，采用单因素方差分析和Pearson相关性分析法，分析叶片、凋落物和土壤中碳、... 详细信息

为研究杉木人工林碳、氮、磷养分限制及其相互作用关系，以青羊湖国有林场25年生杉木人工林为研究对象，测定杉木人工林叶片、凋落物和土壤中碳、氮、磷含量，采用单因素方差分析和Pearson相关性分析法，分析叶片、凋落物和土壤中碳、氮、磷生态化学计量随季节的变化规律及三者间的相关关系。结果表明：随季节变化，杉木叶片中碳、氮、磷含量均呈现出先升高后降低再升高的趋势，m(C)∶m(N)则先降低后升高再降低，m(C)∶m(P)随季节变化呈下降趋势；凋落物与叶片中碳含量呈现出相同的季节动态特征，氮、磷含量总体上随着季节变化呈现出先降低后升高的趋势，m(C)∶m(N),m(C)∶m(P)呈现出先升高后降低的趋势；不同土层中土壤碳含量、m(C)∶m(N)和m(C)∶m(P)均呈现先升高后降低的季节动态趋势；叶片与土壤、凋落物与土壤间相关关系显著，凋落物与叶片相关关系不显著。季节变化会影响杉木人工林养分循环及化学计量特征，且杉木人工林养分相互作用效应显著，叶片和土壤中m(N)∶m(P)小于14,凋落物中m(N)∶m(P)小于25,该区域杉木人工林生长主要受氮限制。

关键词：生态化学计量季节动态特征杉木人工林青羊湖

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湘潭锰矿栾树叶片和土壤N、P化学计量特征

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生态学报 2014年第9期34卷 2316-2322页

作者：徐露燕田大伦王光军罗赵慧叶生晶梁贵中南林业科技大学长沙410004 南方林业生态应用技术国家工程实验室长沙410004

湘潭锰矿区废弃地是一个典型的退化生态系统,针对矿区废弃地植被恢复中3个不同林龄的栾树林(3年生、5年生和9年生),测定了林木叶片以及相应土壤的N、P含量,综合分析了不同林龄土壤和林木叶片的化学计量特征。结果表明,随着年龄的增长土... 详细信息

湘潭锰矿区废弃地是一个典型的退化生态系统,针对矿区废弃地植被恢复中3个不同林龄的栾树林(3年生、5年生和9年生),测定了林木叶片以及相应土壤的N、P含量,综合分析了不同林龄土壤和林木叶片的化学计量特征。结果表明,随着年龄的增长土壤中N含量呈递增趋势,而P含量为递减趋势,在3个林龄中均表现出显著性差异;3个林龄叶片的N、P含量以及N∶P比值差异显著,N、P含量在年龄增长梯度上表现为降低,而N∶P比值却表现为升高;3个林龄叶片中N含量与N∶P比值之间表现出显著正相关,而P含量与N∶P比值之间却为显著负相关关系;土壤中N、P含量与叶片N∶P比值之间分别存在显著正相关和负相关关系。通过对3个林龄叶片和土壤N、P含量及化学计量特征研究,发现P很有可能成为湘潭锰矿退化生态系统植被恢复过程中植物生长的限制性因子。研究结果可为矿区废弃地植被恢复和经营管理以及森林可持续发展提供科学依据。

关键词：退化生态系统 N P比值化学计量特征相关性分析

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湘潭锰矿废弃地栾树人工林微量元素生物循环

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生态学报 2013年第20期33卷 6517-6525页

作者：罗赵慧田大伦田红灯徐露燕李雄华中南林业科技大学长沙410004 南方林业生态应用技术国家工程实验室长沙410004

对湘潭锰矿废弃地5年生栾树人工林中8种微量元素的含量、积累、空间分布和生物循环进行了研究。结果表明:林地土壤中,各微量元素含量顺序为:Fe>Mn>Zn>Pb>Ni>Cu>Co>Cd,且Fe、Mn、Co、Cd含量随土层深度的增加而增加... 详细信息

对湘潭锰矿废弃地5年生栾树人工林中8种微量元素的含量、积累、空间分布和生物循环进行了研究。结果表明:林地土壤中,各微量元素含量顺序为:Fe>Mn>Zn>Pb>Ni>Cu>Co>Cd,且Fe、Mn、Co、Cd含量随土层深度的增加而增加。枯枝落叶层中,仅Mn和Co从半分解到已分解阶段向土壤中转移,其他元素在分解过程中都出现了不同程度的富集。栾树各器官微量元素含量顺序为:叶>枝>细根>皮>粗根>大根>根头>干,各微量元素总含量顺序为:Mn>Fe>Zn>Pb>Cu>Cd>Ni>Co。林分微量元素总贮量为15.272kg/hm2,其中干和枝贮存量最高,占总贮存量的54.204%,各器官微量元素贮存量顺序为:枝>干>叶>皮>根头>大根>粗根>细根;林分微量元素吸收量为5.255kg·hm-2·a-1,存留量为2.504kg·hm-2·a-1,归还量2.751kg·hm-2·a-1,总利用系数为2.394,循环系数为3.138,周转期为11.203a。栾树对土壤中Mn的吸收和富集能力强,维持生长所需量较多,循环强度较大和周转期较短,而且林分对养分的稳定性和自我调节能力强有利于林地生产力维持。因此,栾树可作为锰矿区废弃地植被修复的优选树种。

关键词：湘潭锰矿废弃地栾树人工林微量元素生物循环

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长沙城市森林土壤7种重金属含量特征及其潜在生态风险

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生态学报 2012年第23期32卷 7595-7606页

作者：方晰唐志娟田大伦项文化孙伟军中南林业科技大学长沙410004 南方林业生态应用技术国家工程实验室长沙410004

采用调查分析方法,研究长沙城市森林土壤Zn、Cu、Ni、Pb、As、Cd、Hg7种重金属含量,并以长沙市土壤背景值和湖南省土壤背景值为参比值,采用Hakanson潜在生态危害指数法评价不同城市化梯度森林土壤重金属潜在生态风险。结果表明:7种重金... 详细信息

采用调查分析方法,研究长沙城市森林土壤Zn、Cu、Ni、Pb、As、Cd、Hg7种重金属含量,并以长沙市土壤背景值和湖南省土壤背景值为参比值,采用Hakanson潜在生态危害指数法评价不同城市化梯度森林土壤重金属潜在生态风险。结果表明:7种重金属的平均含量均随着城市化程度提高而增加,Pb增幅最大,As增幅最小。同一城市化梯度森林土壤均以Zn平均含量最高,Cd最低,但均未超过土壤环境质量标准(GB15618—1995)Ⅱ级标准值。在城市中心区,桂花树林、樟树+桂花树混交林土壤Zn、Cu、Pb、As、Hg平均含量普遍较高,而樟树+马尾松混交林、桂花树+杜英混交林土壤Cu、Ni、As、Cd、Hg平均含量普遍较低,Pb、Zn空间分布差异明显,Cd、Ni、As空间分布比较均匀,Cu、Ni、Pb、As、Cd、Hg之间(除Cd与As、Ni之间外)均存在显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)的相关性,与土壤有机质之间也呈显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)的相关性,Zn、Cu、Ni、Pb、As、Cd、Hg主要是人为输入;中心区森林土壤重金属的潜在生态危害已达到中等生态危害程度,边缘区接近中等生态危害程度,郊区为轻微生态危害程度,Zn、Cu、Ni、Pb、As均为轻微生态危害程度,Cd、Hg已达到中等生态危害程度以上。

关键词：长沙市城市森林土壤重金属潜在生态风险

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单宁改性制备生物质吸附剂及其性能表征

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林业科学 2018年第3期54卷 117-122页

作者：李湘洲王玲芝旷春桃周军中南林业科技大学材料科学与工程学院长沙410004 南方林业生态应用技术国家工程实验室长沙410004

【目的】对单宁进行化学改性制备改性单宁生物质吸附剂,并对其性能进行表征,为天然单宁在重金属离子污染治理中的应用提供技术基础。【方法】以杨梅单宁(BT)和马占相思单宁(AMT)为原料,在碱性条件下,甲醛先与缩合单宁反应生成羟甲基化单... 详细信息

【目的】对单宁进行化学改性制备改性单宁生物质吸附剂,并对其性能进行表征,为天然单宁在重金属离子污染治理中的应用提供技术基础。【方法】以杨梅单宁(BT)和马占相思单宁(AMT)为原料,在碱性条件下,甲醛先与缩合单宁反应生成羟甲基化单宁,再以聚丙烯酰胺(PAM)中的酰胺基为亲核试剂,与羟甲基化单宁反应,分别生成不溶于水的改性杨梅单宁吸附剂(PBT)和马占相思单宁吸附剂(PAMT),通过扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)和红外光谱(FTIR)对单宁改性与吸附Pb(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)前后的物理化学特性进行分析,对比研究BT、AMT、PAM、PBT和PAMT对Pb(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)的吸附性能。【结果】BT和AMT在改性过程中发生了有效交联反应,颗粒度增大,微观表面无明显变化,且改性吸附剂吸附金属离子通过离子交换生成了稳定的螯合物;PBT对Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的最大平衡吸附容量分别为49.75和142.86 mg·g^(-1),而PAMT对Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的最大平衡吸附量分别为34.16和115.61 mg·g^(-1)。【结论】通过PAM改性可获得稳定性好、吸附能力强的改性单宁吸附剂,其对Pb(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)的平衡吸附容量均高于原料BT、AMT以及改性剂PAM本身的吸附容量,说明制备的PAM改性单宁是一类具有开发前景的生物质吸附材料。

关键词：单宁聚丙烯酰胺改性单宁吸附剂 Pb(Ⅱ)和Cu(Ⅱ) 吸附容量

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4种城市绿化树种叶片PAHs含量特征与叶面结构的关系

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生态学报 2010年第14期30卷 3700-3706页

作者：彭钢田大伦闫文德朱凡梁小翠中南林业科技大学长沙410004 南方林业生态应用技术国家工程实验室长沙410004

用气质联用仪测定了长沙市樟树(Cinnamomu camphora)、广玉兰(Magnolia grandiflora)、桂花(Opsmanthus fragrans)和红檵木(Redrlowered loropetalum)4个主要绿化树种叶片中PAHs含量,同时测定了叶片的气孔密度、气孔长宽比、叶片的宽长比和叶面积等叶面结构特征值,探讨了叶面结构与叶片中PAHs含量的关系。结果表明:红檵木叶片的PAHs含量最高,为11.13mg·kg-1,16种PAHs在4树种叶片中均有不同程度的检出,其中以3环和4环为主,菲的浓度最高。除桂花外,在气温较低的秋冬季节,其余3种植物叶片气孔密度大PAHs含量高。叶面宽长比、气孔长宽比均与叶片PAHs含量呈极显著正相关,而叶面积与PAHs含量呈极显著负相关。表明叶面结构是影响叶片PAHs含量的重要因素。研究结果可为城市绿化树种合理选择与配置提供科学依据。

关键词：多环芳烃气孔密度气孔长宽比叶片宽长比叶面积

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亚热带4种林分类型枯落物层和土壤层的碳氮磷化学计量特征

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林业科学 2016年第10期52卷 10-21页

作者：喻林华方晰项文化石俊刘兆丹李雷达中南林业科技大学生命科学与技术学院长沙410004 南方林业生态应用技术国家工程实验室长沙410004

【目的】探讨亚热带森林恢复过程中枯落物层和土壤层的C,N,P含量及其化学计量比的变化规律,为阐明亚热带次生林恢复对土壤养分的影响及森林恢复提供科学依据。【方法】采用空间代替时间的方法,以湘中丘陵区杉木人工纯林、马尾松+石栎针... 详细信息

【目的】探讨亚热带森林恢复过程中枯落物层和土壤层的C,N,P含量及其化学计量比的变化规律,为阐明亚热带次生林恢复对土壤养分的影响及森林恢复提供科学依据。【方法】采用空间代替时间的方法,以湘中丘陵区杉木人工纯林、马尾松+石栎针阔混交林、南酸枣落叶阔叶林和石栎+青冈常绿阔叶林作为1个恢复系列,分别在其1 hm^2的长期定位观测样地内,沿着坡面选择6块10 m×10 m小样地,每块小样地随机设置2个1.0 m×1.0 m样方,采集地表未分解层、半分解层、已分解层枯落物和0~10,10~20和20~30 cm土层土壤样品,测定C,N,P含量并计算C,N,P的化学计量比。【结果】随着森林恢复和阔叶树比例增大,同一分解层枯落物C含量呈下降趋势,而N和P(除已分解层外)含量大体呈增加趋势;C含量随枯落物分解而下降;马尾松+石栎针阔混交林N含量表现为半分解层>已分解层>未分解层,杉木人工林、南酸枣落叶阔叶林、石栎+青冈常绿阔叶林表现为半分解层>未分解层>已分解层;南酸枣落叶阔叶林P含量表现为未分解层>半分解层>已分解层,杉木人工林、马尾松+石栎针阔混交林和石栎+青冈常绿阔叶林均表现为半分解层最高,已分解层最低(除马尾松+石栎针阔混交林外);同一分解层枯落物C∶N、C∶P和N∶P比值随森林恢复而下降;C∶N、C∶P比值随枯落物分解而下降,N∶P比值无明显变化规律;同一土层C,N,P含量随森林恢复而增加;4种林分0~30 cm土壤层C∶N和C∶P平均比值变化趋势基本一致,石栎+青冈常绿阔叶林最高,其次是马尾松+石栎针阔混交林,杉木人工林最低;4种林分0~30 cm土壤层N∶P平均比值无显著差异;未分解层枯落物C含量与0~10和0~30 cm土层C,N,P含量显著负相关,而N,P含量与0~10和0~30 cm土壤层C,N(除N外),P含量显著正相关;未分解层枯落物C∶N、C∶P和N∶P比值与0~10和0~30 cm土壤层C(除N∶P比值外),N,P含量显著负相关;枯落物层C∶N、C∶P和N∶P比值与土壤层C∶N、C∶P和N∶P比值相关性不显著。【结论】随着森林恢复,阔叶树比例增大,枯落物层C∶N、C∶P和N∶P比值逐渐下降,土壤层C,N,P含量增加,未分解层枯落物C,N,P含量及其化学计量比对土壤层C,N,P含量影响显著。在森林恢复和森林经营过程中,如何调整林分树种组成,改变枯落物层的质量显得十分关键。

关键词：养分含量地表枯落物分解层生态化学计量比杉木人工林次生林

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