科研产出
基于Meta分析的煤矿区植被恢复对土壤有机碳储量的影响
《环境科学 》 2024 EI 北大核心 CSCD
摘要：煤矿开采是全世界应对不断增加的能源需求的主要手段.但随着煤矿开采，区域生态系统遭到不同程度的破坏，导致“碳汇”能力下降.植被恢复是矿区退化的生态系统和固碳功能恢复的基础.然而，目前尚未对全球范围内煤矿区植被恢复对土壤有机碳（SOC）的影响进行系统研究，因此无法准确预测全球SOC库对植被恢复的响应.通过搜集同行评议的112篇文章中植被恢复的土壤理化性质，以评估煤矿区植被恢复类型、土壤深度、恢复年份、年均温、年降水量和海拔等对SOC的影响，并明确相关的关键驱动因素.结果表明，受损煤矿区通过植被恢复能够显著改善土壤的理化性质，植被恢复后土壤相较于未恢复或自然恢复SOC储量提升了39.02%.当不考虑环境因素时，利于SOC储量积累的植被恢复类型为：农田＞林地＞草地＞灌木林. 4种类型的植被恢复对表层（0～20 cm）SOC储量均得到显著增加，草地和灌木能显著增加深层（＞40 cm）的SOC储量，而林地和农田类型下深层的SOC储量与未恢复或自然恢复后的SOC储量无显著差异.植被恢复后SOC储量的增加趋势会随着土壤深度的增加而降低.具体的植被恢复策略应根据气候条件选择合适的植被类型.受损煤矿区在年均温＜0℃和年均降水＜500 mm的环境下，固碳效应较高的植被恢复类型为草地和灌木林，而在年均温＞15℃和年降水量＞800 mm的环境下，林地和农田恢复类型能够更好地增加SOC储量. TN、 BD、 AN和AK是影响土壤固碳能力的主要因素.研究可为量化受损煤矿区不同植被恢复措施的固碳效果和退化生态系统的恢复与重建提供理论参考.
关键词： 煤矿区 植被恢复 土壤有机碳储量 土壤特性 森林 草地 农田 灌木林
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温度对菊芋秸秆与猪粪共消化特性及微生物群落的影响
《太阳能学报 》 2024 EI 北大核心 CSCD
摘要：采用批式发酵方式，考察菊芋秸秆与猪粪在不同温度（20、25、37℃）下共消化特性及关键微生物变化情况。结果表明：不同温度下菊芋秸秆与猪粪共消化时均具有明显的物料协同作用，且共消化能在一定程度上缓解低温导致的甲烷产率低问题。同时，不同温度下共消化的最适配比不同，温度越高最适配比的猪粪含量越高。37℃时，菊芋秸秆与猪粪质量配比为1∶4时获得最大积累甲烷产量，为332.29 mL/g VS；而在20和25℃时，菊芋秸秆与猪粪配比分别为1∶1和1∶2时最大。微生物分析显示多数优势细菌类群随温度的升高其相对丰度也升高，Syner-01和Chirstensenellaceae-R-7-group等类群在共消化样品中相对丰度较高。温度对古菌群落变化影响显著，随着温度的降低，氢营养型产甲烷菌—产甲烷菌属相对丰度增加；且在不同温度下，共消化系统能够促进不同类型产甲烷菌（甲烷八叠球菌属、甲烷短杆菌属和甲烷杆菌属）的富集。
关键词： 甲烷 农业废弃物 共消化 温度 协同作用 微生物群落
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蔬菜秸秆与牲畜粪便共消化特性及关键微生物分析
《中国环境科学 》 2023 EI 北大核心 CSCD
摘要：采用批式发酵方式,考察了黄瓜秸秆、番茄秸秆、茄子秸秆和辣椒秸秆分别与猪粪、牛粪和羊粪共消化产甲烷特性及关键微生物变化情况.结果表明:蔬菜秸秆与牲畜粪便共消化均发生了协同促进作用,且4种蔬菜秸秆与猪粪混合的产甲烷效果最好,其次为与牛粪混合,最后则是与羊粪混合.其中,黄瓜秸秆和茄子秸秆与猪粪配比为1:2时累积甲烷产量最大,分别为338.28和283.00mL/g VS,较各自秸秆单消化分别提高了65.15%和67.36%;番茄秸秆和辣椒秸秆与猪粪配比为1:4时最大,分别为317.90和251.17mL/g VS,较各自秸秆单消化分别提高了69.07%和92.93%.微生物分析结果显示,Syner-01在添加猪粪的样品和所有共消化样品中相对丰度较高;添加猪粪的共消化样品中产甲烷菌类群更丰富,甲烷囊菌属(Methanoculleus)和甲烷盘菌属(Methanoplanus)相对丰度更高,而添加牛粪后甲烷粒菌属(Methanocorpusculum)丰度更高,说明在蔬菜秸秆中添加不同粪便进行共消化时会引起氢营养型产甲烷菌的富集.
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基于Bayesian分析的垂穗披碱草根系力学特性估计方法
《农业工程学报 》 2023 EI 北大核心 CSCD
摘要：植物根系力学特性是度量植物根系对土体抗剪强度贡献,评价植物根系提高土壤抗侵蚀性和边坡稳定性的重要指标之一.该研究基于Bayesian分析,选取生长于青海天峻县江仓矿区排土场人工种植的垂穗披碱草(Elymus nutans Griseb.)为研究对象,在对其根系力学特性进行测定基础上,以测得的 28组根系力学特性的期望值和方差为先验信息,以第 29组根系力学特性测定值为样本信息,建立了用于计算该区域垂穗披碱草根系力学特性的正态-逆伽马后验分布,并分别计算了先验分布的超参数以及后验分布中的分布参数.研究结果表明,先验信息中,除极限拉伸应变外,其余指标均值的期望值变异性均较小且各指标的均值均服从正态分布,方差的倒数则满足伽马分布,而各指标的样本分布满足正态分布,故可通过正态-逆伽马分布对区内垂穗披碱草根系力学特性的后验分布进行描述;后验信息概率密度曲线与样本信息概率密度曲线几何形状较为相似,该结果说明后验信息更倾向于样本信息,且得到的结果亦可由柯尔莫哥洛夫-斯米洛夫检验予以佐证.此外,样本数量与先验信息离散度决定了先验均值和样本均值在决定后验均值时所占的权重.在其他条件不变的情况下,样本数量越大则样本所占权重越大.该研究可为准确计算植物根系力学特性提供思路和研究方法.
关键词： 力学特性 正态分布 根系 贝叶斯分析 后验信息 先验信息
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三种影响条件下黄河源区高寒草地土壤物理及力学性质
《农业工程学报 》 2022 EI 北大核心 CSCD
摘要：为探讨放牧和鼠害对黄河源区高寒退化草地土壤物理力学性质的影响，该研究选取位于黄河源区青海河南县高寒草地作为研究区，分别设置禁鼠、禁牧和自然3种影响条件，并将草地依次划分为未退化、轻度退化、中度退化、重度退化4种退化类型。通过测定3种影响条件下4种退化类型草地的土壤含水率、密度、含根量、黏聚力和内摩擦角，分析3种影响条件对不同退化类型草地土壤物理力学性质的影响；采用灰色关联分析法探讨不同退化类型草地土壤含水率、密度、含根量对土壤黏聚力的影响程度。结果表明：随着草地退化程度加剧，土壤含水率、含根量及黏聚力均呈逐渐降低的变化趋势，而土壤密度则呈逐渐增大的变化趋势。进一步研究表明，同一退化类型草地，土壤黏聚力由大至小依次为禁鼠、禁牧和自然条件，且禁鼠条件土壤黏聚力显著大于自然条件（P＜0.05）；未退化和轻度退化草地，土壤黏聚力与含根量间的关联度相对较高，关联度为0.706～0.778，而中度退化和重度退化草地，土壤黏聚力与密度和含水率间的关联度相对较大，关联度分别为0.586～0.785和0.622～0.779。研究结果对于科学有效防治黄河源区高寒草地退化及其所引起的水土流失、浅层滑坡等灾害现象的发生，具有实际指导意义。
关键词： 物理力学性质 土壤 黏聚力 黄河源区 高寒草地 禁鼠 禁牧
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不同芜菁种质资源营养成分分析及评价
《中国食品学报 》 2021 EI 北大核心 CSCD
摘要：为了探究芜菁资源的开发利用价值,以50个不同来源的芜菁为研究材料,利用原子吸收分光光度法及全自动氨基酸分析仪检测50份芜菁块根中的营养成分、氨基酸组成及含量,并做分析评价。结果表明:50份芜菁中矿质元素含量存在较大差异,以钾、钙、镁为主体,其中以G2和T11两种芜菁的总矿质元素含量最高。氨基酸分析表明:G4的总氨基酸、儿童必需氨基酸、人体必需氨基酸、非必需氨基酸、鲜味氨基酸、甜味氨基酸、药用氨基酸及含硫氨基酸含量均最高,1408的芳香类氨基酸含量最高（1.09 g/100 g DW）。对芜菁的氨基酸含量分析表明,谷氨酸平均含量最高（3.35 g/100 g DW）,胱氨酸含量最少（0.01 g/100 g DW）。通过主成分分析发现5个主成分包含所有供试性状的大部分信息（81.807%）。聚类分析结果显示50份芜菁在遗传距离为5处可分为4大类:第1类硒含量最低（0.058 mg/kg）且平均氨基酸含量最低（9.72 g/100 g DW）;第2类平均铁含量最低（47.08 mg/kg）,平均蛋氨酸含量最高;第3类中的矿质元素及氨基酸含量位于4类的中下水平,表现一般;第4类中矿质元素含量均最高,且平均总氨基酸含量亦最高。综合各项指标,最终筛选出4份优异芜菁种质资源:G2、G4、T11和1408,供今后进一步的研究。
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青藏高原小麦秸秆和箭筈豌豆混合腐解规律和养分释放特征
《农业工程学报 》 2021 EI 北大核心 CSCD
摘要：掌握麦秆、绿肥混合腐解和养分释放规律,对于青藏高原东部农区的地力培育和减肥增效具有重要意义.该研究在田间设置麦秆、箭筈豌豆、低量和高量麦秆与箭筈豌豆混合4个处理,研究有机物料的腐解和养分释放规律.结果表明,各处理下有机物料的腐解呈现前期快后期慢的变化规律,至腐解结束,麦秆、箭筈豌豆、低量和高量麦秆与绿肥混合处理的累积腐解率分别为51.5%、82.2%、78.6%和75.2%,氮素释放率分别为21.3%、81.5%、79.3%和79.0%,磷素释放率分别为60.1%、76.2%、74.2%和82.2%.物料中氮素和钾素释放主要集中在填埋后0~33 d,占总释放量的70%~83%和95%以上.箭筈豌豆磷素释放主要集中于0~33 d,麦秆主要在0~97 d.双库指数衰减模型可以很好地表征物料腐解过程的干物质量、氮素和磷素的残留过程,方程的决定系数大于0.93.物料混合显著提高了氮素的易分解比例(P<0.01),延长了易分解氮素的平均周转周期,低量和高量麦秆与箭筈豌豆混合的氮素易分解比例分别比预测值提高了14%和25%,周转天数延长了5和6 d.高量麦秆与绿肥混合使磷素的易分解比例提高了21%.物料混合显著改善了氮素和磷素的释放特征,其中高量麦秆和绿肥混合提高了氮素和磷素的可利用率,延长了氮素释放周期,更有利于后茬作物的吸收利用.研究结果可为青藏高原东部农区秸秆还田的实施提供理论和技术指导.
关键词： 秸秆;腐解;养分;混合效应;周转周期;双库指数衰减模型
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祁连山青海云杉中龄林混交度对细根形态特征的影响
《林业科学 》 2020 EI 北大核心 CSCD
摘要：【目的】研究青藏高原东部祁连山地区青海云杉中龄林混交度对各土层细根生物量和形态特征的影响,以期为当地森林恢复和林分经营提供理论依据。【方法】选择混交度分别为0、0. 2、0. 4和0. 6的青海云杉天然中龄林样地,调查混交度对0～20和20～40 cm土层各树种细根生物量密度、比根长、比表面积、根表面积密度和根长密度的影响。【结果】混交度为0. 4的青海云杉林以10～25 cm径级(63. 72%)、24～32 m高度级(48. 72%)和16～20 m高度级(11. 18%)乔木占比最大,且均显著高于其他3个混交度的林分;青海云杉林总细根生物量密度主要分布在0～20 cm土层,占细根总量的68. 31%～83. 49%,其数值随混交度增大呈现先升后降趋势,混交度0. 4时最大,为616. 26 g·m~(-3); 20～40 cm土层总细根生物量密度随混交度增大而增大,在混交度0. 6时最大,为227. 17g·m~(-3);在0～20 cm土层,细根根长密度和根表面积密度表现为混交度0. 4>混交度0. 2>混交度0>混交度0. 6,比根长和比表面积表现为混交度0. 4>混交度0. 2>混交度0. 6>混交度0;在20～40 cm土层,根长密度、根表面积密度和比根长均表现为混交度0. 6>混交度0. 4>混交度0. 2>混交度0,比表面积表现为混交度0. 6>混交度0. 2>混交度0. 4>混交度0;随混交度增大,云杉对0～40 cm土层林分细根生物量密度、比根长、比表面积、根表面积密度和根长密度的贡献逐渐减小,而白桦对0～40 cm土层林分细根生物量密度、比根长、比表面积、根表面积密度和根长密度的贡献持续增大;混交度对细根根长密度和根表面积密度的影响主要表现在0～1 mm径级细根上。【结论】与其他混交度林分相比,混交度为0. 4的青海云杉中龄林具有更合理的径级结构和高度级结构,异龄、复层的林分结构可以减小相邻植株间生态位竞争重叠范围,优化林分空间利用效率,提高群落稳定性,细根生物量密度及细根形态特征如比根长、比表面积、根表面积密度和根长密度达到最大。在未来青海云杉中龄林经营中,合理控制混交度在0. 4左右,可促进群落细根发育,利于森林持续健康发育。
关键词： 混交度 青海云杉中龄林 林分结构 细根 分布 生物量 形态特征
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覆膜与生物炭对青藏高原马铃薯水分利用效率和产量的影响
《农业工程学报 》 2020 EI 北大核心 CSCD
摘要：生物炭具有比表面积大,吸附力强等特点,该研究尝试在地膜覆盖基础上引入生物炭技术,利用生物炭的保水保肥效应以及固碳培肥效果,解决地膜覆膜带来的土壤地力下降及后期减产问题.2019年通过设置施炭(B)、覆膜(M)、施炭+覆膜(M+B)和对照(CK)共4个处理的大田试验,探究覆膜和生物炭对青海省东部农业区马铃薯生长、耗水特征和产量的影响.结果表明:块茎膨大期和淀粉积累期是植株干物质量增加的主要时期,覆膜在块茎膨大期即有显著的促进效果,生物炭仅在淀粉积累后期和成熟期促进效果显著.施炭和覆膜均能显著提高收获期植株总干物质量,施炭比覆膜的根冠比显著提高.马铃薯苗期耗水量最高,在块茎膨大期以前日均耗水量在3 mm/d以上.覆膜显著增加了作物总耗水量和土壤储水消耗量,总耗水量比对照多出35mm,施炭和覆膜均显著提高了水分利用效率.施炭和覆膜均能显著提高马铃薯块茎产量(P<0.05),覆膜显著增加了大薯的数量和产量.无论施炭与否,覆膜均显著增产,而施炭仅在不覆膜下显著增产,覆膜增产效应是施炭的2.2倍.覆膜能显著提高马铃薯净收益,但施炭降低了净收益,主要是由于生物炭的成本较高.该研究为青藏高原东部农区马铃薯高产栽培提供科学依据.
关键词： 膜 生物炭 马铃薯 产量 水分利用效率 净收益 青藏高原
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超微粉碎对青稞麸皮粉多酚组成及抗氧化活性的影响
《农业工程学报 》 2020 EI 北大核心 CSCD
摘要：为评价超微粉碎对青稞麸皮多酚、体外抗氧化活性和淀粉消化酶抑制活性的影响.该研究制备了3种粒径分别为335.94、72.52、22.69μm的青稞麸皮粉体,对3种粉体的多酚、黄酮含量及其组成、体外抗氧化活性与淀粉消化酶活性抑制率进行测定.结果表明:与粗粉相比,2种微粉的多酚(游离酚、结合酚)、黄酮和总酚含量均显著高于粗粉(P<0.05)且粒径越小,含量越高;青稞麸皮粉共检出19种酚酸,其中游离酚以阿魏酸和藜芦酸为主,结合酚以阿魏酸和苯甲酸为主;随着粒径的减小,粉体多酚提取物的抗氧化活性(DPPH·自由基清除能力、FRAP还原能力、ABTS~+·自由基清除能力)及对α-葡萄糖苷酶、α-淀粉酶抑制率均显著增强(P<0.05);粉体多酚组成及含量与体外抗氧化活性及淀粉消化酶活性抑制率存在一定的相关性.相关分析结果表明:青稞麸皮游离酚提取物中2,4-二羟基苯甲酸、藜芦酸是清除DPPH·自由基、抑制α-葡萄糖苷酶活性的主要贡献物质,阿魏酸是抑制α-葡萄糖苷酶及α-淀粉酶活性的主要物质;结合酚提取物中2,4-二羟基苯甲酸是抑制α-淀粉酶活性的主要物质.该结果显示超微粉碎一定程度上可提高青稞麸皮中多酚含量、体外抗氧化活性及淀粉消化酶抑制率,可作为青稞麸皮食品的一种有效前处理加工手段.
关键词： 粒径 抗氧化活性 超微粉碎 青稞麸皮 多酚组成 淀粉消化酶活性
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