西北大学城市与环境学院陕西省地表系统与环境承载力重点实验室 作品数:94 被引量:607 H指数:15 相关机构: 中国科学院水利部水土保持研究所 中国科学院地理科学与资源研究所 中国科学院水利部水土保持研究所黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室 更多>> 发文基金: 国家自然科学基金 陕西省自然科学基金 中国科学院“百人计划” 更多>> 相关领域: 环境科学与工程 农业科学 天文地球 历史地理 更多>>
秦岭潏河不同海拔和环境因子对生物多样性及群落结构的影响 被引量:1 2023年 环境DNA宏条形码技术相比于传统分类学方法,能够更加全面和快捷地检测生态系统中生物多样性。为揭示不同营养级生物多样性及群落结构对海拔与环境因子的响应规律,于2021年6月在潏河上游及支流小峪河共11个样点,利用环境DNA宏条形码技术对鱼类、浮游植物和底栖动物生物多样性及群落结构进行调查。结果表明:共检测到鱼类16属16种,浮游植物140属128种,底栖动物175属47种;鱼类中鲤形目为主,浮游植物中以硅藻门为主,底栖动物中以节肢动物门为主;小峪河上游、下游和潏河上游浮游植物和底栖动物的Alpha多样性存在较显著差异,且鱼类和浮游植物群落结构的空间异质性较为明显;Pearson相关性分析表明,海拔与水温、pH、电导率(EC)、盐度(SAL)和溶解性总固体(TDS)等环境因子呈负相关;DistLM分析与关联热图结果表明,低营养级生物对海拔和环境因子更为敏感,浮游植物和底栖动物的主要影响因子为海拔、水温、pH、EC、SAL、TDS、总磷(TP)和亚硝酸盐氮(NO2-⁃N),鱼类的主要影响因子为海拔、水温、pH和总氮(TN);对各样点丰度占比最高的物种进行分析,发现水温、悬浮物(SS)、pH、SAL和TDS等环境因子和海拔间接或直接地对不同营养级的生物造成一定影响。本研究结果可为秦岭流域的生物多样性保护以及水生态健康评价提供参考。 孙昊田 陈文武 郝永荣 陈琪琪 宋进喜 郭家骅关键词:海拔梯度 环境因子 群落结构 营养级 潏河冬季潜流带水交换对沉积物间隙水水质的影响 被引量:8 2018年 潜流带作为河流地表水-地下水系统相互作用的交汇区域带,是影响河水、间隙水与地下水水质的主要驱动力之一,对河流生态系统中的水文循环、污染物迁移转化等过程具有重要的意义.本研究采用基于一维热扩散对流方程的温度梯度法,于2016年12月对潏河研究河段21个测试点位进行了沉积物的野外原位垂向温度同步测试,并对其与沉积物间隙水中阴阳离子含量之间的关系进行了分析.结果表明:21个测试点位的潜流带水交换方式均为上升流,水交换量值变化范围较大,左右两岸水交换量值均大于河道中心水交换量值,影响其变化的主要因素是河床地形和沉积物粒径大小;Ca^(2+)、Na^+、Mg^(2+)、HCO_3^-和SO_4^(2-)在沉积物间隙水中的平均含量更接近于其在地下水中的平均含量,而K^+、NH_4^+和Cl^-在沉积物间隙水中的平均含量与其在地下水中的平均含量具有显著差异性;此外,沉积物间隙水中主要阴阳离子含量在河流横断面具有明显的横向空间变化特征,与河道中心相比,河道左右两岸沉积物间隙水中Ca^(2+)、Mg^(2+)和SO_4^(2-)含量均较高,而NH_4^+和Cl^-含量较低;采用Pearson相关分析和线性拟合方法发现,潜流带水交换量与沉积物间隙水中Ca^(2+)、Mg^(2+)和SO_4^(2-)含量呈正相关关系,与K^+、NH_4^+、Cl^-含量呈负相关关系,而与Na^+、HCO_3^-含量的相关性未通过检验,说明其不存在显著相关性. 郭伟强 宋进喜 宋进喜 张国涛 王伟泽 唐斌 窦馨逸关键词:间隙水 北疆积雪中溶解性砷和汞的空间分布特征及来源分析 被引量:1 2021年 为了解北疆积雪中砷(As)和汞(Hg)的空间分布特征及来源,基于2018年1月在北疆地区58个采样点采集的积雪样品,采用原子荧光光谱法测定积雪中溶解性砷和汞的含量,用反距离加权插值法分析空间分布特征,并利用后向轨迹模型探讨了其来源。结果表明:积雪中溶解性砷和汞的浓度分别在0.21~2.69μg·L^(-1)和5.32~64.09 ng·L^(-1),均低于地表水I类水质标准限值,说明积雪中砷和汞元素污染较轻。反距离加权插值法分析表明,积雪中砷和汞污染物的空间分布存在差异性,其中准噶尔盆地和天山北坡地区的浓度分布较高。结合后向轨迹聚类分析结果,推断积雪中砷和汞污染物主要来自局地活动,周边国家气团远距离传输所产生的影响较小。研究结果可为评估北疆生态环境质量及区域污染防治提供科学支持。 刘鑫 牛志莹 李杨子 贺茂勇 黄华宇 王宁练关键词:积雪 砷 汞 北疆 绿肥填闲种植和施氮对旱作冬小麦农田土壤氮组分的影响 2024年 【目的】研究绿肥填闲种植和施氮对旱作冬小麦农田土壤氮组分的影响,探讨旱地绿肥填闲种植系统提升土壤供氮能力的途径。【方法】冬小麦−夏季绿肥田间定位试验开始于2017年,采用绿肥填闲作物和施氮双因素设计,其中绿肥填闲作物包括苏丹草单播(SG)、长武怀豆单播(SB)、苏丹草与怀豆混播(MIX)和裸地休闲(CK)4个处理,冬小麦施氮量包括0、60、120 kg/hm^(2)3个水平。2023年6月小麦收获后采集0—10、10—20和20—40 cm土壤样品,测定土壤全氮(STN)、颗粒有机氮(PON)、潜在矿化氮(PMN)和微生物量氮(MBN)含量。【结果】与CK处理相比,种植绿肥并未显著影响各土层STN含量,但提高了0—10 cm土层PON含量(增幅为25.8%~54.8%)、0—10和10—20 cm土层PMN含量(增幅分别为9.7%~14.1%和11.2%~13.7%)以及0—10、10—20和20—40 cm土层MBN含量(增幅分别为15.1%~24.1%、18.2%~28.8%和22.3%~32.5%)。不同绿肥处理间比较,SB和MIX处理较SG显著提高了0—10 cm土层PON含量(增幅均为23.1%),SB处理各土层MBN含量均显著高于SG处理(增幅为7.79%~8.93%),而各土层PMN含量在不同绿肥处理间差异均不显著。供试土壤氮组分相对含量大小排序为PON>MBN>PMN,绿肥处理较CK均显著提高了0—10 cm土层PON、PMN、MBN相对含量、10—20 cm土层PMN和MBN相对含量以及20—40 cm土层PON和MBN相对含量。施氮提高了0—20 cm土层氮组分及其相对含量,但对20—40 cm土层没有显著影响。相关性分析结果表明,除STN外,PON、PMN和MBN含量均与系统年均氮输入呈显著正相关关系;STN、PON、PMN、MBN含量间均呈显著正相关,且PON较其它活性组分更能指示土壤供氮能力变化。【结论】夏季绿肥填闲种植和施氮均能显著提高旱地冬小麦单作系统0—20 cm土层氮组分含量及其相对含量,其中长武怀豆与氮肥120 kg/hm^(2)联合施用更有助于提高农田土壤供氮能力。 杨蕊嘉 温萌萌 刘洋 刘洋 王俊关键词:绿肥 施氮量 旱作冬小麦 中国地表水硝酸盐分布及其来源分析 被引量:37 2020年 地表水硝酸盐污染已经受到世界研究者的广泛关注,中国地表水系统硝酸盐污染情况也不容乐观.为了解中国地表水硝酸盐分布、来源和转化机制,本研究系统收集了全国7大地区的71条主要河流硝酸盐数据,分析了地表水硝酸盐的分布及污染情况,并且通过硝酸盐氮氧同位素特征值揭示了不同地区、不同流域水体硝酸盐的主要来源.结果表明,我国7.83%河流硝酸盐质量浓度超过了标准限值(45 mg·L^-1).牡丹江、海河和长江入海口的硝酸盐质量浓度超过90 mg·L^-1,呈现重度污染现象.中国地表水δ15N-NO3和δ18O-NO3特征值范围分别为-23.5‰~26.99‰和-12.7‰~83.5‰.研究表明:东北、华中、华东地区地表水硝酸盐主要来源为生活污水,西北和华北地区地表水硝酸盐主要来源为生活污水、无机化肥和土壤有机质硝化,西南和华南地区地表水硝酸盐主要来源为无机化肥和生活污水.通过相关性分析得到中国地表水硝酸盐质量浓度与常住人口、废水排放量、农用氮肥施用折纯量和人均GDP呈正相关关系.解决污染问题和防止中国地表水进一步污染迫在眉睫,中国政府出台的新的水十条解决了之前的不足,但是控制和修复地表水污染还需要几十年的努力.西北、华北、西南和华南地区不仅要增加城市、县区污水处理厂运行规模,政府还要控制和管理农业化肥的使用量.东北、华中和华东地区需要进一步控制点源污染,减少工业废水和生活污水排放到河流. 张鑫 张妍 毕直磊 山泽萱 任丽江 李琦关键词:硝酸盐 地表水 黄土高原地区县域经济的时空分异特征及其影响因素 被引量:7 2020年 以黄土高原地区277个县域单元为研究对象,综合运用空间自相关及空间变差函数等方法揭示其2000-2015年经济发展的格局分异特征,通过普通最小二乘法和地理加权回归模型探究其影响因素的空间异质性.结果表明,黄土高原地区经济呈快速增长态势,整体上存在显著的空间集聚效应,其冷热点分布呈现典型的"中心-外围"空间结构,冷点区变化的波动性较为明显.地区经济空间分异中随机性占比不断减小,全方向上的空间差异程度渐趋加深,经济发展空间非均质性愈发显著,各方向上的经济发展差异经历了复杂的动态变化过程.资本投入与工业化发展始终是影响黄土高原地区经济发展的主要因素,居民消费水平和城镇化水平对县域经济发展也存在较大影响,各影响因素与地区经济热点区、冷点区的空间分布具有一定的地域耦合性,但其影响程度和作用敏感性的区域差异较为显著. 黄晓军 刘萌萌 王博关键词:影响因素 地理加权回归 黄土高原地区 基于不同主体的生态系统服务流时空特征及影响因素研究——以苹果供给服务为例 2024年 揭示食物供给服务流的时空特征及影响因素是保证粮食安全、确保该服务持续供给的必要前提和重要依据。以苹果供给服务为例,首先构建了研究理论框架,随后采用空间自相关、地理探测器等方法分析了客商、企业、电商3类主体作用下苹果供给服务流(apple provision service flow,APEF)的时空特征及影响因素。结果表明:①APEF时间上呈季节式变化,秋季流量最高,夏季最少,受节假日影响“波峰”型态势明显,不同主体差异较大;②空间上呈“喇叭”状多核心分布,主要流向为华东、华南、西南地区,其中客商呈“南—北”走向的放射状,企业呈“三核三线”状,电商呈“多核心串珠状”;③APEF的主要影响因素包括苹果产量、经济发展和消费水平。研究结论可为解决生态系统服务供需时空错配及科学管理提供理论参考。 陈文婷 陈海 贾哲 耿甜伟关键词:影响因素 南方红壤丘陵区不同土地利用方式土壤N_(2)O排放系数研究 被引量:3 2021年 【目的】明确不同土地利用方式土壤氧化亚氮(N_(2)O)排放系数的差异并评估区域N_(2)O排放,为评估南方红壤丘陵区N_(2)O排放清单提供基础数据和参考依据。【方法】选择南方红壤丘陵区4种常见的土地利用方式(油茶林、旱地农田、稻田和松林),通过分析土壤不施肥与施氮肥时N_(2)O排放速率和排放量的差异,计算排放系数,并用^(15)N同位素标记方法探究硝化作用和反硝化作用对土壤排放N_(2)O的相对贡献。【结果】不同土地利用方式土壤理化性质差异明显,稻田全氮含量最高(2.22 g/kg),显著高于其他3种土地利用方式土壤(P<0.05,下同)。土壤不施肥时,N_(2)O排放速率在0~227.80μg/(kg·h),施氮量为200 kg N/ha时,N_(2)O排放速率在0~4213.27μg/(kg·h)。4种土地利用方式的土壤N_(2)O排放系数均随土壤孔隙含水量(WPFS)增加而增加,WPFS为75%时,稻田、旱地农田、油茶林和松林土壤N_(2)O排放系数分别为2.47%、0.39%、2.31%和0.91%。4种土地利用方式土壤N_(2)O排放系数主要受全氮含量影响,N_(2)O累积排放量均与潜在反硝化潜势呈显著正相关,除稻田外,其他3种土地利用方式土壤N_(2)O累积排放量也与潜在硝化势呈显著正相关,以NO_(3)^(-)-N为底物的反硝化作用对N_(2)O排放的相对贡献平均大于90.00%,远高于硝化作用。【结论】南方红壤丘陵区土壤以NO_(3)^(-)-N为底物的反硝化作用主导N_(2)O排放,施用氨基氮肥可能有效减少氮肥N_(2)O排放损失,为国家执行碳中和政策提供理论依据。 王芝麟 邹彬 张涵 郭季璞 韩林蓉 王逗 李玲玲 秦红灵 郭家骅关键词:硝化和反硝化 土地利用方式 红壤 若尔盖盆地黄河辖曼段河岸沉积物成因判别 被引量:5 2021年 选取若尔盖盆地黄河辖曼段西仓村河岸典型的沉积剖面进行分层采样,通过沉积物粒度和端元分析,发现该剖面全新世沉积物主要由全新世中期以来堆积的河流沙、泥沼土、风成沙、古土壤与现代土壤等类型的沉积物构成.按照其沉积顺序自下而上依次为:新近纪古老的坚硬黏土;由高原面强劲风力搬运沉积的细沙质风成沙;古湖滨浅洼地积水沼泽沉积的淤泥和泥炭;河漫滩沉积物及其经过风力改造形成的较厚风成沙;浅洼地积水沼泽沉积的淤泥与风沙互层;沙尘暴过程堆积的粗粉沙经过生物化学风化成壤改造形成古土壤;风力作用形成的细沙质风成沙;沙尘暴过程堆积的粗粉沙经过生物化学风化成壤改造形成的现代亚高山草甸土壤. 柴佳楠 查小春 黄春长 周亚利 庞奖励 张玉柱 王娜 炊郁达 戎晓庆 尚瑞清关键词:黄河 若尔盖盆地 黄河支流陕西段渭河流域沿岸农业土壤肥力综合评价 2024年 农业土壤肥力综合评价是黄河支流陕西段渭河流域生态保护和农业可持续发展的重要环节。该文以黄河支流陕西段渭河流域沿岸农业土壤为研究区域,采集陕西段渭河流域沿岸地区13个代表性地点的农业土壤样品,测定了土壤pH、电导率、有机质、全钾、速效钾、全磷、有效磷、全氮共8个理化肥力指标,以及脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶3个生物肥力指标。利用主成分分析法和内梅罗指数法,计算出该地区土壤肥力综合指数,二者相互验证,获得该地区土壤肥力质量状况。分析测试结果表明:(1)该地区土壤pH普遍较高,均值为7.99,呈弱碱性;有机质含量均值为17.295 g/kg;全钾、全磷和全氮均值为6.17 g/kg、1.06 g/kg和1.27 g/kg;速效钾和有效磷的含量均值为133.46 mg/kg、16.02 mg/kg。(2)对陕西段渭河土壤整体综合肥力评价的结果,主成分分析法的平均综合肥力得分为-0.0015,内梅罗指数法的平均综合肥力得分为1.342。依据主成分分析法和内梅罗指数法对土壤肥力评价的标准,表明陕西段渭河流域沿岸农业土壤综合肥力为中等水平,土壤中养分含量适中,能满足一般农作物的生长需求,适宜作为普通农田的种植基地。(3)肥力影响因素主要为干旱的气候和所处地理位置,人为因素次之。研究结果可促进渭河流域农业土壤资源利用,对于保障陕西省粮食安全、经济发展和生态建设具有重要意义。 姜彬 姜彬 李春雨 万春阳 李家鑫 李贺关键词:渭河流域 内梅罗指数法 肥力综合评价