检索结果-内蒙古大学图书馆

应用生态学报 2021年第6期32卷 1989-1997页

作者：李靳康荣华于浩明王莹莹姚萌方运霆中国科学院沈阳应用生态研究所森林生态与管理重点实验室沈阳110016 中国科学院大学北京100049 辽宁省稳定同位素技术重点实验室沈阳110016

气态氮[一氧化氮(NO)、氧化亚氮(N_(2)O)和氮气(N_(2))]的释放是土壤氮损失的一种重要途径。硝化和反硝化作用是土壤气态氮损失的主要微生物过程,但是异养硝化作用、共反硝化作用和厌氧氨氧化过程对土壤气态氮损失的贡献尚不清楚。本研... 详细信息

气态氮[一氧化氮(NO)、氧化亚氮(N_(2)O)和氮气(N_(2))]的释放是土壤氮损失的一种重要途径。硝化和反硝化作用是土壤气态氮损失的主要微生物过程,但是异养硝化作用、共反硝化作用和厌氧氨氧化过程对土壤气态氮损失的贡献尚不清楚。本研究利用15N标记和配对法,结合硝化抑制剂双氰胺(DCD),通过土壤培养试验来量化厌氧条件下各种微生物过程对NO、N_(2)O和N_(2)产生的贡献。结果表明:在厌氧条件下培养24 h后,土壤孔隙含水率为65%时,3种气体总的15N回收率最高,占加入15N总量的20.0%。反硝化过程对NO、N_(2)O和N_(2)产生的贡献率分别为49.9%~94.1%、29.0%~84.7%和58.2%~85.8%,是产生3种气体的主要过程。异养硝化过程也是产生NO和N_(2)O的重要过程,特别是在土壤孔隙含水率很低时(10%)对两种气体产生的贡献率分别为50.1%和42.8%。,共反硝化过程对N_(2)O产生的贡献率为10.6%~30.7%,共反硝化和厌氧氨氧化过程对N_(2)产生的总贡献率为14.2%~41.8%,表明共反硝化过程在N_(2)O和N_(2)产生中的作用不可忽视。15N标记和配对法是区分气态氮损失的各种微生物过程的有效手段。

关键词： 15N标记法 15N配对法一氧化氮氧化亚氮氮气反硝化过程异养硝化过程共反硝化过程土壤水分

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黑土春玉米田氮素的淋溶风险与阻控机制研究

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中国生态农业学报（中英文） 2021年第1期29卷 102-112页

作者：袁磊陈欣吕丽萍马建史奕贾竞超解宏图张旭东何红波梁超鲁彩艳中国科学院沈阳应用生态研究所沈阳110016 辽宁省稳定同位素技术重点实验室沈阳110016 中国科学院大学北京100049 辽宁省现代保护性耕作与生态农业重点实验室沈阳110016

为阐明黑土春玉米田氮素的淋溶风险与阻控机制,运用田间原位15N示踪技术,设常规垄作、免耕无秸秆覆盖和免耕100%秸秆覆盖(秸秆量为7500 kg·hm−2)3个处理,量化了长期免耕秸秆覆盖措施下氮素在不同形态氮库中的转化特征、淋溶运移规... 详细信息

为阐明黑土春玉米田氮素的淋溶风险与阻控机制,运用田间原位15N示踪技术,设常规垄作、免耕无秸秆覆盖和免耕100%秸秆覆盖(秸秆量为7500 kg·hm−2)3个处理,量化了长期免耕秸秆覆盖措施下氮素在不同形态氮库中的转化特征、淋溶运移规律和去向。结果表明:农民常规施肥量条件下,常规垄作、免耕无秸秆覆盖和免耕全量秸秆覆盖均已导致东北黑土春玉米田0~300 cm土壤剖面中分别累积461.6 kg(N)·hm−2、450.7 kg(N)·hm−2和439.7 kg(N)·hm−2的矿质氮,且主要是硝态氮(占比分别为84.2%、79.5%和81.7%),存在着氮素的淋溶损失风险。当季施入肥料氮对玉米苗期和抽雄期0~40 cm土层总硝态氮库累积的贡献率平均为60.9%和58.0%,其淋溶损失风险较高。与常规垄作处理相比,免耕全量秸秆覆盖降低了0~40 cm土层肥料氮向矿质氮库的转化,降低比例达20.8%;增加了其向黏土矿物固定态铵和有机氮库的转化,提高比例分别为39.4%和30.5%。0~20 cm土层,黏土矿物对肥料来源铵的固定能力和微生物对肥料来源矿质氮的固持能力基本相当;20~40 cm土层,固持能力前者高于后者,说明外源碳输入的数量及其与土壤微生物的接触程度共同决定着对矿质氮的固持潜能。通过免耕和秸秆覆盖调控机制,可阻控黑土春玉米田矿质氮在土壤剖面的大量积累,使氮肥利用效率和玉米产量均提高9.7%,氮肥的气态损失降低27.7%,延缓肥料氮向深层土壤剖面淋溶运移的速率。

关键词：免耕秸秆覆盖 15N示踪迁移转化淋溶损失

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硅酸盐矿物增强风化技术对水稻田植物-土壤系统固碳的影响

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应用生态学报 2024年第10期35卷 2733-2743页

作者：王芳娜朱飞飞李英华刘德泽曲玉莹秦玉婧王莹莹王文超谢瑾方运霆东北大学资源与土木工程学院沈阳110819 中国科学院沈阳应用生态研究所森林生态与管理重点实验室沈阳110016 辽宁省稳定同位素技术重点实验室沈阳110016

连续的作物收获导致农田生态系统土壤硅损失,进一步降低了有效硅含量,亟需相关农业措施来增加土壤中硅的可用性。增强硅酸盐矿物风化可有效补充土壤硅,促进植物吸收硅,形成植硅体固存大气CO_(2),且硅酸盐矿物风化过程本身也可促进土壤... 详细信息

连续的作物收获导致农田生态系统土壤硅损失,进一步降低了有效硅含量,亟需相关农业措施来增加土壤中硅的可用性。增强硅酸盐矿物风化可有效补充土壤硅,促进植物吸收硅,形成植硅体固存大气CO_(2),且硅酸盐矿物风化过程本身也可促进土壤碳固存。本研究在辽宁省水稻田施加硅酸盐矿物硅灰石粉末,探究其增强风化过程对土壤有效硅、植物-土壤系统中植硅体碳(PhytOC)含量变化以及土壤各形态碳含量的影响。结果表明:与不施硅对照相比,施加硅灰石粉可显著提高表层土壤有效硅含量(53%),促进水稻干生物量生产(籽粒增加12%,秸秆增加4%),增加PhytOC含量(籽粒增加4%,秸秆增加26%),进而导致硅灰石粉施加处理植硅体碳产生通量较对照显著增加25%。硅灰石粉施加处理土壤无机碳和有机碳含量均有所提高,土壤中总碳含量增加13%。综上,增强硅酸盐矿物风化技术可有效提高水稻田土壤有效硅含量,促进水稻硅吸收和PhytOC形成,同时增强土壤CO_(2)固存,达到地上地下协同固碳的效果。

关键词：水稻植硅体植硅体碳硅酸盐矿物风化

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基于^(15)N示踪的东北黑土地保护性耕作农田减氮增产调控机制

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应用生态学报 2023年第4期34卷 876-882页

作者：苗贺袁磊杨淼茵胡艳宇陈欣何红波张旭东解宏图鲁彩艳辽宁大学环境学院沈阳110036 中国科学院沈阳应用生态研究所沈阳110016 辽宁省现代保护性耕作与生态农业重点实验室沈阳110016 辽宁省稳定同位素技术重点实验室沈阳110016 中国科学院大学北京100049

保护性耕作是退化黑土地培肥地力的重要措施,但地力提升后氮肥减施条件下保护性耕作农田的稳产增产是否具有可持续性尚不明晰。本研究依托中国科学院保护性耕作研发基地的长期免耕定位试验研究平台,设置常规垄作(RT)、免耕无秸秆还田(N... 详细信息

保护性耕作是退化黑土地培肥地力的重要措施,但地力提升后氮肥减施条件下保护性耕作农田的稳产增产是否具有可持续性尚不明晰。本研究依托中国科学院保护性耕作研发基地的长期免耕定位试验研究平台,设置常规垄作(RT)、免耕无秸秆还田(NT0)、免耕100%秸秆还田(NTS)和连续9年免耕100%秸秆还田培肥后氮肥减施20%(RNTS)4个处理,采用^(15)N示踪田间微区试验,探究长期保护性耕作培肥地力下氮肥减施对玉米产量和肥料氮转化的影响。结果表明:经过一个完整生育期,不同耕作方式下肥料氮在东北黑土农田中的土壤残留率、植株利用率和气态损失率平均比例分别为34%、50%和16%;与常规垄作相比,保护性耕作(NTS和RNTS)使肥料氮当季利用效率显著提高了10%~14%。通过氮素来源分析发现,不同耕作方式下植株及各部位(籽粒、秸秆、根和玉米芯)吸收的肥料氮占其总吸氮量的比例均在40%左右,土壤始终是为作物供应氮素的主体;与常规垄作相比,保护性耕作通过降低土壤扰动、增加有机质输入显著提高了0~40 cm土壤全氮储量,有效保障了退化黑土地农田土壤氮库扩容增效。2016—2018年,NTS和RNTS处理玉米产量较常规垄作显著提高。综上,长期实施免耕秸秆覆盖还田耕作方式,可提高肥料氮当季利用效率、保障土壤对作物持续供氮,即使氮肥减施20%,也可实现连续3个生长季玉米稳产高产,同时降低肥料氮损失带来的环境风险,实现东北黑土地农业绿色可持续发展。

关键词：东北黑土区免耕秸秆还田氮肥减施 ^(15)N示踪

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我国北方几种玉米和设施菜地土壤的N_(2)O和N_(2)排放特征

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应用生态学报 2021年第9期32卷 3204-3212页

作者：赵星涵刘东黄凯全智黄斌方运霆陈欣中国科学院沈阳应用生态研究所中国科学院大学沈阳建筑大学辽宁省稳定同位素技术重点实验室中国科学院沈阳生态实验站

为了探究旱地土壤施入氮肥后的气态氮(N_(2)O和N_(2))损失规律,本研究通过室内好氧培养试验(60 d,25℃,80%孔隙含水量),运用^(15)N同位素示踪技术,研究了4个玉米地土壤(哈尔滨、沈阳、栾城、寿光)和2个设施菜地土壤(沈阳、寿光)在施入... 详细信息

为了探究旱地土壤施入氮肥后的气态氮(N_(2)O和N_(2))损失规律,本研究通过室内好氧培养试验(60 d,25℃,80%孔隙含水量),运用^(15)N同位素示踪技术,研究了4个玉米地土壤(哈尔滨、沈阳、栾城、寿光)和2个设施菜地土壤(沈阳、寿光)在施入尿素后的氮转化、N_(2)O和N_(2)排放动态。试验中尿素添加量为167 mg N·kg^(-1),以模拟田间氮肥施用量200 kg N·hm^(-2)。结果表明:在4个玉米地土壤中,尿素施用60 d内N_(2)O累积排放量为寿光(20 mg N·kg^(-1))>栾城(14 mg N·kg^(-1))>沈阳(5 mg N·kg^(-1))>哈尔滨(0.5 mg N·kg^(-1)),N_(2)累积排放量为栾城(176 mg N·kg^(-1))>沈阳(106 mg N·kg^(-1))>寿光(75 mg N·kg^(-1))>哈尔滨(12 mg N·kg^(-1));在2个设施菜地土壤中,寿光土壤N_(2)O累积排放量(21 mg N·kg^(-1))是沈阳(2 mg N·kg^(-1))的10倍,而两个站点N_(2)累积排放量分别为28和24 mg N·kg^(-1)。不同土壤N_(2)O排放占两种气体排放总量的5%~40%,其中寿光土壤(30%~40%)显著高于其他样地土壤(1%~10%)。在土壤排放的N_(2)O和N_(2)中,土壤氮库分别贡献了56%和61%,高于添加当季氮肥的贡献率。相关分析表明,N_(2)O累积排放量与本底土壤pH呈正相关,说明土壤本底pH可能是调控不同旱地土壤N_(2)O和N_(2)排放的重要环境因子。在华北碱性土壤区,采用能降低土壤pH值的措施可能具有较好的气态氮减排效果。

关键词：氧化亚氮氮气 ^(15)N标记示踪法玉米土壤菜地土壤

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大气氧化态活性氮循环与稳定同位素过程：问题与展望

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地球科学进展 2019年第9期34卷 922-935页

作者：周涛蒋壮耿雷冰芯和大气化学稳定同位素实验室地球和空间科学学院中国科学技术大学安徽合肥230026 极地环境与全球变化安徽省重点实验室安徽合肥230026

大气中氧化态活性氮主要包括氮氧化物(NOX=NO+NO2)和硝酸等。NOX的循环过程会影响臭氧和羟基自由基的浓度,进而影响大气氧化能力。NOX的氧化终端产物硝酸是颗粒污染物的重要组成部分,其干湿沉降过程会对生态系统产生影响。氮稳定同位素(... 详细信息

大气中氧化态活性氮主要包括氮氧化物(NOX=NO+NO2)和硝酸等。NOX的循环过程会影响臭氧和羟基自由基的浓度,进而影响大气氧化能力。NOX的氧化终端产物硝酸是颗粒污染物的重要组成部分,其干湿沉降过程会对生态系统产生影响。氮稳定同位素(δ^15N)在大气活性氮循环,示踪区域和全球活性氮排放、传输和沉降等研究方面都展现出了一定的潜力。回顾目前用δ^15N研究NOX排放和大气活性氮循环的现状,从NOX的产生机制和收集分析方法等方面讨论NOX源δ^15N数据的不确定性及原因,分析NOX和硝酸在大气转化和传输过程中氮同位素的分馏效应和影响等,最后讨论用δ^15N示踪NOX排放的可能性和问题。虽然目前用δ^15N量化示踪排放源还存在比较大的不确定性,但是δ^15N可以有效地示踪大气活性氮循环和转化过程。在此基础上,有望利用大气化学传输模型,结合同位素观测数据和分馏机制,对区域和全球大气活性氮循环过程中的同位素效应进行综合评估,提高用δ^15N研究大气氧化态活性氮来源以及循环的准确性和可靠性。

关键词：氮氧化物排放大气硝酸活性氮循环氮同位素

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工厂化堆肥温室气体排放和氨气同位素特征

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应用生态学报 2022年第6期33卷 1451-1458页

作者：刘东孙剑平王莹莹宋琳琳李靳赵星涵刘畅全智方运霆沈阳建筑大学市政与环境工程学院沈阳110168 中国科学院沈阳应用生态研究所沈阳110016 中国科学院大学北京100049 辽宁省稳定同位素技术重点实验室沈阳110016

畜禽废弃物堆肥处理过程中产生的二氧化碳(CO_(2))、氧化亚氮(N_(2)O)、甲烷(CH_(4))和氨气(NH_(3))等是重要的温室气体和大气污染物。但目前有关该过程气体排放的研究多基于室内小型模拟的反应器式堆肥,在工厂化堆肥条件下的原位气体... 详细信息

畜禽废弃物堆肥处理过程中产生的二氧化碳(CO_(2))、氧化亚氮(N_(2)O)、甲烷(CH_(4))和氨气(NH_(3))等是重要的温室气体和大气污染物。但目前有关该过程气体排放的研究多基于室内小型模拟的反应器式堆肥,在工厂化堆肥条件下的原位气体排放监测较少。为探究工厂化堆肥产生气体对区域环境的影响,本研究对沈阳某堆肥厂畜禽废弃物堆体的气体排放进行了19 d的监测,并量化了排放氨气的自然丰度;N(δ^(15)N)特征。结果表明:堆置周期内,CO_(2)、CH_(4)、N_(2)O和NH_(3)的平均排放速率分别为86.8 g CO_(2)-C·d^(-1)·m^(-2)、9.8 g CH_(4)-C·d^(-1)·m^(-2)、3.7 mg N_(2)O-N·d^(-1)·m^(-2)和736.6 mg NH_(3)-N·d^(-1)·m^(-2)。温室气体日增温潜势(GWP)的贡献大小为CH_(4)>CO_(2)>NH_(3)(间接)>N_(2)O,其中CH_(4)贡献了65%。堆肥排放NH_(3)的δ^(15)N在-21.8‰~-7.2‰,平均-11.6‰±1.2‰。本研究结果可为区域畜禽废弃物堆肥过程中温室气体排放的核算及大气氨溯源提供数据支持。

关键词：工厂化堆肥温室气体增温潜势 N-氨气自然丰度

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气候变暖对森林生态系统碳汇功能的影响:机制、方法和主要进展

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生态学杂志 2024年第9期43卷 2551-2565页

作者：方运霆刘冬伟段伊行黄凯王文超秦玉婧王盎王超刘娱齐图影森林生态与保育重点实验室(中国科学院) 中国科学院沈阳应用生态研究所沈阳110016 中国科学院大学北京100049 辽宁省稳定同位素技术重点实验室沈阳100016 辽宁清原森林生态系统国家野外科学观测研究站沈阳110016

森林是重要的碳汇,每年吸收化石燃料燃烧释放二氧化碳量的33%。自1850年来全球气温已经增加了1.1℃,未来全球气温可能会增加到2.7~4.8℃。但全球变暖对森林碳汇功能影响方向、程度及其机制存在激烈的争议,严重影响对全球未来气候变化的... 详细信息

森林是重要的碳汇,每年吸收化石燃料燃烧释放二氧化碳量的33%。自1850年来全球气温已经增加了1.1℃,未来全球气温可能会增加到2.7~4.8℃。但全球变暖对森林碳汇功能影响方向、程度及其机制存在激烈的争议,严重影响对全球未来气候变化的预测和政府碳排放控制政策的制定。本文综述了全球变暖对森林生态系统碳汇功能影响的机制、研究方法和主要结论。在此基础上,分析现有研究的不确定性,并提出未来的研究方向。

关键词：气候变暖森林生态系统碳汇控制实验树木生长土壤呼吸物候

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2019年国庆节前后北京气态氨和气溶胶铵盐浓度的同步观测

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环境科学 2021年第1期42卷 1-8页

作者：顾梦娜潘月鹏宋琳琳李萍田世丽武岳洋杨婷婷李浩洋石生伟吐莉尼沙吕雪梅孙倩方运霆中国科学院大气物理研究所大气边界层物理和大气化学国家重点实验室北京100029 中国科学院大学北京100049 中国科学院沈阳应用生态研究所辽宁省稳定同位素技术重点实验室沈阳110016 北京农学院生物与资源环境学院北京102206 新疆维吾尔自治区气象台乌鲁木齐830002

我国自2013年实施《大气污染防治行动计划》以来,大气细颗粒物(PM_(2.5))特别是硫酸盐浓度迅速下降,但硝酸盐浓度降幅较小,大气中过量的氨气(NH_(3))是维持硝酸盐居高不下的主要因素.迄今,我国生态环境部门尚未将NH_(3)纳入常规观测,以... 详细信息

我国自2013年实施《大气污染防治行动计划》以来,大气细颗粒物(PM_(2.5))特别是硫酸盐浓度迅速下降,但硝酸盐浓度降幅较小,大气中过量的氨气(NH_(3))是维持硝酸盐居高不下的主要因素.迄今,我国生态环境部门尚未将NH_(3)纳入常规观测,以往有关NH_(3)和气溶胶铵盐(NH^(+)_(4))的研究多是分别进行的,缺少同步观测.由于NH_(3)和NH^(+)_(4)在大气中可互相转化,只测量其中一种相态很难全面了解它们的动态变化.本研究基于酸涂覆的蜂窝型扩散管和膜采样串联系统,同步测量了2019年国庆节前后北京城区大气NH_(3)和NH^(+)_(4)浓度,时间分辨率为2 h(PM_(2.5)>35μg·m^(-3))~5 h(PM_(2.5)<35μg·m^(-3)).结果表明,采样期间NH_(3)和NH^(+)_(4)平均浓度分别为(4.1±2.9)μg·m^(-3)和(1.7±1.4)μg·m^(-3),且二者均与PM_(2.5)、CO和NO_(2)呈现相似的时间变化规律.NH_(3)浓度在早晨(05:30~08:30)和夜间(21:30~05:30)较高,这种双峰日变化特征在污染天(PM_(2.5)>75μg·m^(-3))最为明显.NH_(3)浓度在污染天17:30~21:30存在明显的低谷,这主要与有利的扩散条件有关(平均风速6 m·s^(-1)).NH^(+)_(4)浓度的日变化特征与NH_(3)差异较大,NH^(+)_(4)浓度在非污染天(PM_(2.5)<75μg·m^(-3))17:30~21:30出现明显峰值,期间NH_(3)浓度较低,而NO_(2)浓度较高.在非污染天,NH_(3)浓度是NH^(+)_(4)的2.8倍;而在污染天,由于气粒转化加速,大气NH_(3)浓度低于NH^(+)_(4)(NH_(3)/NH^(+)_(4)=0.8).国庆节前大气NH_(3)、CO、NO_(2)、SO_(2)和PM_(2.5)浓度超过国庆后的幅度分别为54.2%、40.4%、33.3%、0.0%和49.4%.国庆节前虽然实施了减排行动,但极端不利的静稳天气导致大气环境容量下降,掩盖了污染物减排的效果,导致大部分污染物浓度不降反升.

关键词：氨气气溶胶铵盐日变化相态分布国庆节阅兵

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氮稳定同位素技术在陆地生态系统氮循环研究中的应用

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植物生态学报 2020年第4期44卷 373-383页

作者：方运霆刘冬伟朱飞飞图影李善龙黄韶楠全智王盎中国科学院沈阳应用生态研究所森林生态与管理重点实验室沈阳110016 中国科学院清原森林生态系统观测研究站沈阳110016 辽宁省稳定同位素实验室沈阳110016 中国科学院大学北京100049

在过去几十年中,氮(N)稳定同位素技术的发展提高了人们对于陆地生态系统氮循环的认识。该文回顾了氮稳定同位素技术在研究生态系统氮循环中的历史,综述了最近十多年来氮稳定同位素技术在陆地生态系统氮循环研究中的典型案例,包括利用氮... 详细信息

在过去几十年中,氮(N)稳定同位素技术的发展提高了人们对于陆地生态系统氮循环的认识。该文回顾了氮稳定同位素技术在研究生态系统氮循环中的历史,综述了最近十多年来氮稳定同位素技术在陆地生态系统氮循环研究中的典型案例,包括利用氮同位素自然丰度鉴定植物氮来源、指示生态系统氮状态和量化过程速率,利用15N标记技术示踪氮的去向和再分布等。该文同时指出这些应用中存在的问题,以及在陆地生态系统上氮稳定同位素技术今后研究的重点发展方向。

关键词：氮稳定同位素技术自然丰度技术 15N标记技术

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