黄菊莹 作品数:77 被引量:591 H指数:15 供职机构: 宁夏大学 更多>> 发文基金: 国家自然科学基金 宁夏回族自治区自然科学基金 国家科技支撑计划 更多>> 相关领域: 农业科学 生物学 环境科学与工程 天文地球 更多>>
四种荒漠草原植物的生长对不同氮添加水平的响应 被引量:27 2016年 大气氮(N)沉降增加加速了生态系统N循环,从而会对生态系统的结构和功能产生巨大的影响,尤其是一些受N限制的生态系统。研究N添加对荒漠草原植物生长的影响,可为深入理解N沉降增加对我国北方草原群落结构的影响提供基础数据。该文基于2011年在宁夏荒漠草原设置的N沉降增加的野外模拟试验,研究了两年N添加下4个常见物种(牛枝子(Lespedeza potaninii)、老瓜头(Cynanchum komarovii)、针茅(Stipa capillata)和冰草(Agropyron cristatum))不同时期种群生物量和6–8月份相对生长速率的变化特征。并通过分析物种生长与植物(群落和叶片水平)和土壤碳(C)、N、磷(P)生态化学计量学特征的关系,探讨C:N:P化学计量比对植物生长养分限制的指示作用。结果显示N添加促进了4个物种的生长,但具有明显的种间差异性,且这种差异也存在于相同生活型的不同物种间。总体而言,4个物种种群生物量与叶片N浓度、叶片N:P、群落N库、土壤全N含量和土壤N:P存在明显的线性关系,与植物和土壤C:N和C:P的相关关系相对较弱。几个物种相对生长速率与植物和土壤N:P也呈现一定程度的正相关关系,但与其他指标相关性较弱。以上结果表明,短期N沉降增加提高了植物的相对生长速率,促进了植物生长,且更有利于针茅和老瓜头的生物量积累,从而可能会逐渐改变荒漠草原群落结构。植物N:P和土壤N:P对荒漠草原物种生长具有较强的指示作用:随着土壤N受限性逐渐缓解,土壤N含量和N:P相继升高,可供植物摄取的N增多,因而有利于植物生长和群落N库积累。 黄菊莹 余海龙关键词:荒漠草原 相对生长速率 种群生物量 荒漠草原凋落物分解过程中降水量对土壤酶活性的影响 被引量:3 2022年 近年来,受全球变暖的影响,中国降水格局发生了改变。土壤酶是地下能量流动和物质循环的重要生物活化剂,在土壤养分转化中扮演着重要的角色。研究降水量变化下荒漠草原土壤酶活性的影响因素,可为深入了解降水格局改变下干旱半干旱区草原生态系统生物地球化学循环提供数据支撑。基于2014年在宁夏荒漠草原设置的降水量变化野外试验平台,研究了凋落物分解过程中土壤过氧化氢酶、蔗糖酶和脲酶活性的变化,分析了其与气象因子、土壤理化性质以及植物种凋落物元素累积释放量之间的关系。结果表明:凋落物分解过程中,过氧化氢酶活性(0.077—0.138 g·mL^(−1)·h^(−1))呈逐渐上升趋势,蔗糖酶(7.075—19.550 mg·g^(−1)·d^(−1))和脲酶(0.483—0.998 mg·g^(−1)·d^(−1))活性无明显的时间动态。减少降水量处理对3种酶活性影响较小。增加降水量处理有助于提高蔗糖酶和脲酶活性,但其影响程度在不同凋落物分解时间之间存在差异;对酶活性影响显著的环境因子依次为月平均风速、月平均气温、月降水量、土壤N꞉P和土壤NH4+-N质量分数(P<0.05);除脲酶活性与草木樨状黄芪(Astragalus melilotoides)氮累积释放量无显著的关系外(P>0.05),其他情况下3种酶活性与植物种凋落物元素累积释放量呈显著正相关的线性关系(P<0.05)。综上,凋落物分解过程中酶活性主要受气象因子调控;增加降水量提高了土壤水分和氮有效性,有利于刺激蔗糖酶和脲酶活性;随着酶活性的增加,植物种凋落物分解速率加快,碳和氮释放量增多;土壤温度是调控酶活性的主要因子之一。今后还需结合土壤温度等数据,从较长的时间尺度上深入探讨降水量变化下荒漠草原酶活性的驱动因素。 韩翠 康扬眉 余海龙 李冰 黄菊莹关键词:干旱半干旱区 土壤酶 凋落物 生物地球化学循环 宁夏燃煤电厂周边土壤、植物和微生物生态化学计量特征及其影响因素 被引量:2 2021年 大气酸沉降增加对陆地生态系统的影响已得到了广泛证实,但有关酸沉降累积下工业排放源周边植被-土壤系统元素平衡特征及其影响机制的研究较少。燃煤电厂是主要的工业酸排放源之一。因此,以宁东能源化工基地3个燃煤电厂为观测点,研究了电厂周边土壤-植物叶片-微生物生态化学计量特征,分析了叶片和微生物生物量生态化学计量特征与降水降尘S、N沉降量及土壤性质的关系。结果表明:土壤和微生物生物量C∶N∶P生态化学计量特征变异系数较大,叶片各指标的变异系数较小。与受人类活动影响较少的其他同类型区相比,研究区具有较高的土壤有机C水平和N、P供给,且P相对于N丰富。植物可能主要受N限制,而微生物主要受P限制;土壤及微生物元素间均存在极显著的线性关系(P<0.001)。叶片全C与全N、全P均无显著的关系(P>0.05)。叶片全N、全P和N∶P具有高的内稳性。微生物生物量N∶P内稳性较强,但生物量N和P内稳性较弱,对土壤环境的变化反应敏感;SO_(4)^(2-)沉降有助于促进叶片对P的摄取和微生物对C、N、P的固持。少量NO_(3)^(-)沉降有利于叶片N摄取,但持续增加的NO_(3)^(-)沉降可能会使土壤P受限性增强,进而抑制叶片P摄取和微生物生物量积累。土壤酶活性、Ca^(2+)和含水量亦显著影响着植物和微生物元素生态化学计量关系(P<0.05)。因此,今后还需结合多个电厂的土壤性质和植被状况,从较长时间尺度上深入揭示酸沉降增加对工业排放源周边植被-土壤系统元素平衡特征的影响机制。 王攀 王攀 余海龙 李春环 黄菊莹降水量与氮添加对荒漠草原生态系统碳交换的影响 被引量:4 2021年 为深入了解降水格局改变和氮沉降增加对荒漠草原生态系统碳交换的影响机制,于2017年在宁夏荒漠草原设立了降水量变化(减少50%、减少30%、自然降水量、增加30%以及增加50%)和氮添加(0和5 g m^(-2)a^(-1))的野外试验,研究了2019年生长季(5—10月份)净生态系统碳交换(Net ecosystem carbon exchange,NEE)、生态系统呼吸(Ecosystem respiration,ER)和总生态系统生产力(Gross ecosystem productivity,GEP)的时间动态,分析了三者与植被组成以及土壤属性的关系。NEE、ER和GEP日动态和月动态均呈先增加后降低,NEE在整个生长季表现为净生态系统碳吸收。0和5 g m^(-2)a^(-1)氮添加下,减少降水量显著降低了NEE、ER和GEP(P<0.05),增加30%降水量显著提高了三者(P<0.05)。相同降水量条件下,氮添加不同程度地提高了NEE、ER和GEP,且其效应在增加50%降水量时较为明显。净生态系统碳吸收(-NEE)、ER和GEP与群落生物量、牛枝子(Lespedeza potaninii)以及草木樨状黄芪(Astragalus melilotoides)生物量正相关。三者亦随Patrick丰富度指数和Shannon-Wiener多样性指数的增加而增加。本文结果意味着,减少降水量降低了土壤水分和养分有效性、抑制了植物生长,从而降低了生态系统碳交换。适量增加降水量则可能通过提高土壤含水量、刺激土壤酶活性、调节土壤C∶N∶P平衡特征等途径,促进了植物生长和物种多样性,从而提高了生态系统碳汇功能;氮添加亦促进了生态系统碳交换,但其与降水的交互作用尚不明显,需通过长期观测进行深入探讨。 朱湾湾 许艺馨 余海龙 王攀 黄菊莹关键词:大气氮沉降 植物生物量 土壤性质 典型草原优势植物养分回收特性对养分和水分梯度变化的响应 养分回收是植物衰老时,养分从衰老组织向活的组织体转移的一种过程。该过程延长了养分在植物体内的滞留时间,提高了植物保持养分的能力,因此是植物适应养分贫瘠生境的策略之一。全球气候变化,包括降水格局改变和氮(N)沉降增加,改变... 黄菊莹火电厂周边不同生物结皮细菌群落特征差异及其影响因素 被引量:6 2021年 为探究大气降尘重金属污染对矿区周边不同类型生物结皮细菌群落结构的影响,利用高通量测序技术分析位于宁东能源化工基地典型火电厂周边的3类生物结皮(藻结皮ZB、混生结皮HB、苔藓结皮TB)和对照(CK,裸土)的细菌丰度和群落结构,并探讨了影响细菌群落结构的环境因子。结果表明:不同类型生物结皮的理化性质和重金属含量存在差异,且由于生物结皮对大气降尘重金属的富集作用造成各类结皮均达重度污染级别。在相对丰度排名前10的优势细菌门中,芽单胞菌门、蓝细菌门在不同类型生物结皮之间差异显著。细菌群落α多样性由高到低排序依次为CK>TB>HB>ZB。非度量多维排序(NMDS)结果显示,裸土细菌群落与其他3种生物结皮存在明显差异。相关性分析表明,生物结皮演替对细菌群落组成具有显著影响,细菌多样性和组成与pH、养分、重金属含量等密切相关。放线菌门、绿弯菌门相对丰度与pH值呈显著正相关关系,而与全氮(TN)、全磷(TP)、Pb、Zn、Cd均呈显著负相关关系;冗余分析结果表明,TN、pH、TP、有机碳(SOC)是影响3种生物结皮细菌群落α多样性以及一些优势菌群相对丰度的主要土壤环境因子,而重金属Pb、Zn、Cd是影响细菌群落结构的主要重金属元素,对细菌群落数量和多样性有抑制或刺激作用。说明pH、重金属和养分是影响结皮细菌群落组成的关键因子。总体而言,长期的重金属富集作用会对生物结皮的细菌多样性和群落组成产生影响。 樊瑾 李诗瑶 杜雅仙 王融融 余海龙 黄菊莹关键词:大气降尘 重金属污染 生物结皮 细菌群落 高通量测序 不同水分条件下两个树种木质部栓塞对P素添加的响应 被引量:5 2008年 在两种水分供给(干旱胁迫和适宜水分,土壤含水量分别为田间持水量的30%~40%和70%~80%)下,研究了耐旱树种元宝枫(Acer truncatum)和中生树种女贞(Ligustrum lucidum)木质部栓塞(以导水率(Percentage loss of hydraulic conductivity,PLC)损失程度衡量)对P素添加的响应。结果发现,两个树种PLC的日变化均呈现出先上升后降低的规律,表明木质部栓塞的形成与恢复是植物体的一种平常事件;除适宜水分条件的女贞外,P素可以显著提高元宝枫和遭受干旱胁迫时女贞的PLC;两种水分条件下,干旱胁迫时元宝枫木质部栓塞明显高于适宜水分供给时。女贞的PLC在两种水分状况下无显著差异;树种间,干旱胁迫促进了元宝枫木质部的栓塞形成,明显高于同等水分条件下的女贞。该研究结果证实了"木质部限流耐旱假设"。 黄菊莹 蔡靖 姜在民 张硕新 余海龙关键词:木质部栓塞 日变化 不同地表覆盖措施对土壤水热特性及玉米生长发育的影响 被引量:16 2017年 为探究不同地表覆盖措施在半干旱地区旱作农业生产中的适宜性,在宁夏盐池县进行随机小区试验,设置了4种不同地表覆盖措施(地膜覆盖、砾石覆盖、牲畜粪便覆盖、秸秆覆盖)和对照(无覆盖)对土壤含水量与土壤温度的影响,并比较了玉米的出苗率以及生长状况的差异。试验结果表明:1)地膜覆盖和砾石覆盖具有较好的增温效果,有利于提高玉米的出苗率和促进玉米拔节,并有利于延长作物的生长期;2)4种不同覆盖措施均有一定的保持土壤水分效应,其中牲畜粪便覆盖效果显著;3)4种不同覆盖措施都显著增加了不同生育期玉米的株高、茎粗和叶面积值;4)与对照相比,4种覆盖措施均显著提高了玉米的产量,其中以牲畜粪便覆盖最高,砾石覆盖和地膜覆盖产量次之,秸秆覆盖玉米产量最低。因此,本研究认为当地最适宜的地表覆盖措施为牲畜粪便覆盖,其次为砾石覆盖。 王丽丽 余海龙 马凯博 黄菊莹关键词:玉米 地表覆盖 作物气候生产潜力计算模型研究述评 被引量:14 2014年 气候生产潜力是指在充分合理利用当地的光、热、水气候资源,而其他条件处于最适宜状况时单位面积土地上获得的最高生物学产量或农业产量。笔者从模型构建、应用范围、运用效果及适用性等方面对作物气候生产潜力经验模型和机理模型进行了详细述评,提出了气候生产潜力模型研究方面存在的问题以及今后应加强研究的领域,为区域粮食生产和农业发展研究提供合理的模型和科学的指导。 赖荣生 余海龙 黄菊莹西北荒漠煤矿区降水降尘中盐基离子沉降特征及其效应研究 2022年 在全国酸沉降速率趋于平稳而西北地区持续增加的背景下,明晰西北典型区域盐基离子沉降特征有助于合理评价区域酸沉降风险。以宁东能源化工基地3个燃煤电厂为采样点,研究了电厂周围降水降尘混合沉降中盐基离子沉降特征及来源,分析了盐基离子沉降量与混合沉降酸性质和土壤性质的关系。结果表明,4种盐基离子季沉降量的变化范围均较大,Ca^(2+)为主要的沉降形式;夏季盐基离子沉降量较高,气团主要来源为东南方向。春季和秋季沉降量较低,气团主要来源分别为西北和东南方向;混合沉降输入酸度低于其平均pH,且Ca^(2+)中和因子最大。K^(+)季沉降量与土壤K质量分数、Ca^(2+)季沉降量与土壤Ca^(2+)质量分数呈正相关(P<0.05),但4种盐基离子季沉降量均与土壤pH无显著相关性(P>0.05)。该研究区降水降尘中盐基离子沉降量与中国西北地区平均值相当,但低于东部和南部等区域;盐基离子中和了降水降尘输入酸度,其中Ca^(2+)占主导作用。K^(+)和Ca^(2+)沉降促进了土壤K^(+)和Ca^(2+)积累,可能是酸沉降下研究区土壤盐基营养的重要来源。中重度碱性土壤环境下,盐基离子沉降较难改变研究区土壤pH。研究结果为科学评估荒漠煤矿区酸沉降风险提供了数据支撑。 李春环 王攀 余海龙 李冰 黄菊莹关键词:碱性土壤 宁东能源化工基地