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露天煤矿排土场土层重构对于生态重建具有重要意义,为研究接种深色有隔内生真菌(dark septate endophytes, DSE)对不同重构土层模式下玉米根系水分的利用效应,采用土柱模拟培养试验,设置4种类型土层处理,每种土层类型下设置接菌及对照处理,共8组处理。结果表明:掺黄土20%处理下玉米根长密度最大,分别为掺黄土0%、10%和40%的3.2、2.4、2.8倍,水分胁迫后根系具有向下生长、吸取深层水分的能力;基于δ18O值的MixSIAR模型水源分析,掺黄土0%处理下玉米主要利用0~25 cm处的水分,水分利用效率达到80%;掺黄土10 %处理下玉米主要利用15~35 cm处的水分,水分利用效率达到64%;而掺黄土20%处理下玉米对0~25 cm处的水分利用效率仅为36%,对25~45 cm处水分利用率达到64%,说明掺黄土20%处理下玉米主要利用土壤深层水分。接种DSE提高了植物吸收更深层水的能力,掺黄土20%处理下水分利用深度向下增加了5 cm,掺黄土20%基质中接菌处理在干旱胁迫后植物根系提水量达到最大,生长期总提水量较不接菌处理提升了45%;在不接菌条件下掺黄土20%植物根系提水量是掺黄土0%的1.45倍,而在接菌条件下掺黄土20%植物根系提水量可达到掺黄土0%的1.72倍。综上认为,接种DSE及土层重构均对提升植物提水能力具有显著作用。此外,本研究结果对露天矿区排土场土层重构过程中土壤改良及植物的水分利用效率提供实验参考依据。 相似文献
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土壤水盐分布严重影响煤矿区排土场生态重建及植物组配模式,为探究菌根植物影响下煤矿区排土场“表土层-含水层-隔水层”三层重构模式下的土壤水盐分布特征,采用室内土柱试验,设置种植玉米+接种丛枝菌根真菌(YM+AMF)、仅种植玉米(YM)和不种玉米+不接菌(CK)3个处理。结果表明：(1)不同处理对土柱底部水分运移特征无显著影响,各处理含水层毛细水上升高度均约为10 cm;(2)水分与盐分分布随土层深度均呈正相关关系;接种AMF有利于保持表层土壤水分含量,相较于YM处理土壤含水率在0～10、10～20 cm分别提高52.0%、43.9%;接菌处理降低了10～50 cm土层的盐分含量,在20～30、30～40、40～50 cm处接菌处理的电导率较YM处理分别低了41.0%、14.1%、8.1%;(3)利用MixSIAR模型量化了不同深度土层水分对玉米的贡献率,表明YM和YM+AMF处理的主要供水层皆位于0～10 cm,供水率分别为44.3%和30.5%。同时,在累计土壤剖面水分贡献率上,接菌显著提高了中深部土层(20～70 cm)的水分贡献率,累计提升了13.8%。该研究成果对西部矿区“以水量... 相似文献
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针对旱区露天煤矿排土场土壤退化问题,采用高效放线菌菌剂接种及原位盆栽试验,探究了放线菌对新疆黑山露天煤矿排土场红豆草根系生长及根际土壤肥力的影响。结果表明:(1) 干旱条件下,放线菌接种可显著促进红豆草根系形态发育及生长。与对照相比,接种放线菌红豆草总根长、平均根系直径、根表面积及根总体积较不接菌对照均显著增加(P<0.05);根鲜重、茎叶鲜重及总鲜重较对照分别增加了77.24%、130%及103.49%。(2) 接种放线菌显著增强了红豆草的抗旱性。接菌根谷胱甘肽、脯氨酸含量和根系活力分别增加了35.36%、229.23%和363.75%,降低了丙二醛含量和根细胞质膜透性。(3) 接种放线菌显著提高了红豆草根际土壤肥力。供试放线菌在红豆草根际土壤中定殖量为2.5×105 cfu/g,接种后红豆草根际土壤细菌和放线菌总数较对照分别增加了113.7%和563.64%;根际土壤多酚氧化酶、脲酶及碱性磷酸酶活性较对照均达显著性增加(P<0.05);进而显著提高了根际土壤全氮、有效磷和速效钾含量,其中土壤全氮增加量最大。(4) 相关分析表明,红豆草根生物量与根际细菌和放线菌数量、土壤脲酶活性、碱性磷酸酶活性及全氮含量呈显著正相关(P<0.01)。结果证实了土壤接种放线菌通过增强植物的抗旱性,提高根际土壤微生物数量、酶活性及肥力水平,显著促进植物根系发育及生长,为旱区煤矿植被恢复及退化土壤改良提供了科学依据。 相似文献
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文章以南亚热带24种木本植物(丛枝菌根、外生菌根和固氮树种各8种)叶凋落物为研究对象,探讨不同菌根类型树种叶凋落物化学性质的差异性。结果表明：叶凋落物在碳相关化学性质、养分含量以及化学计量比特征方面均表现出较大程度变异。不同菌根类型树种碳相关化学性质没有显著差异(P>0.05),而养分含量(N、P、Mg)和化学计量特征(C/P、N/P)差异显著(P<0.01)。固氮树种叶凋落物N含量(16.1 g·kg-1)显著高于丛枝菌根树种(10.1 g·kg-1)和外生菌根树种(10.7 g·kg-1),但丛枝菌根树种叶凋落物P含量(0.4 g·kg-1)要显著高于固氮树种(0.1 g·kg-1)和外生菌根树种(0.08g·kg-1),而外生菌根树种Mg含量(0.51 g·kg-1)则显著高于丛枝菌根树种(0.19 g·kg-1)和固氮树种(0.03g·kg-1);此外,固氮树种C/P和N... 相似文献
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石漠化地区的生态危机及菌根桑生物修复潜力研究进展 总被引：3，自引：1，他引：2
在简要总结出石漠化地区的生态特征、生态威胁及生态恢复存在的主要障碍的基础上,比较系统地分析了桑树在石漠化生境中已表现出的生态适应能力和生态修复潜力。桑树作为喀斯环境的速生造林树种,根系发达,耐干旱耐贫瘠能力极强,对增加植被覆盖率、促进生态环境改善、实现石漠化地区脆弱生态系统的恢复与平衡产生重要作用。尤其是由于丛枝菌根具有对矿质营养和水分吸收能力强的特殊生理生态功能,刚好与石漠化地区贫瘠和干旱这一主要生态障碍相耦合,接种丛枝菌根真菌后能进一步扩大桑树对矿质营养和水分的吸收与运输,减轻贫瘠干旱胁迫,加快土壤微生物群落构建,提高土壤生物活力,促进植被群落正向演替。种植菌根桑可望成为喀斯特石漠化生态修复一种新途径。 相似文献
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我国东部草原露天矿区土壤瘠薄,草场退化严重,生态恢复难度大。针对露天矿排土场的特殊环境,研究丛枝菌根真菌与沙棘的共生状况以及菌根对沙棘根系发育的影响和对排土场土壤的改良效应。试验发现,接菌组(+M)沙棘的株高和冠幅比对照组处理(CK)分别提高了20%和21%,+M的根长和根体积分别为CK的1.46倍和1.97倍;+M中沙棘根际土中的易提取球囊霉素含量为3.22 mg/g,显著高于CK的2.16 mg/g;+M的磷酸酶活性是CK的1.76倍,速效磷含量也有相似变化规律。研究结果表明,利用微生物促进露天矿排土场的土壤改良及生态恢复具有较强的可行性,对矿区生态系统的恢复具有重要意义。 相似文献
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黄土地区石油污染土壤生物修复的强化技术初探 总被引：1，自引：0，他引：1
以石油为典型污染物,在本次试验前期工作筛选保藏的众多优势石油降解细菌中选择4株降解能力突出的菌,对该4菌株(分别编号为A、B、C、D)进行随机混合构建优势降解菌群。结果表明：菌群A-C-D降解石油能力最强,3 d内原油的降解率达到了39.67%,比单菌除油率提高了13.21%;对该菌群的最佳投加配比进行确定,菌群的最佳接种配比为A∶C∶D=1∶2∶0.5,3 d内菌群A-C-D在不同接种配比情况下降解率变化范围为27.8%~44.2%,最高值与最低值相差16.4%,因此菌群间各菌必须维持在一定的数量配比的情况下才能达到理想的降解效果。对影响生物修复效果的环境因素,如营养物质(C、N、P)、表面活性剂、通氧量、电子受体等进行综合考虑,通过正交试验确定菌群A-C-D的最佳修复条件为：营养物质配比C∶N∶P为75∶8∶3,表面活性剂为0.5%,通气条件为六层纱布,电子受体H2O2的加入量为1.5%。在最佳修复条件下,3 d内原油的降解率达到6146%,比自然条件修复下的除油率4.7%提高了56.76%,较只进行菌种强化时的最高除油率44.2%提高了约17%。 相似文献
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以青藏高原多年冻土区高寒沼泽化草甸为研究对象,采用雪栅栏诱导方式模拟积雪厚度增加,结合植物地上、地下根系以及土壤养分变化,分析了高寒沼泽化草甸对积雪厚度增加的响应。结果表明：积雪厚度增加后,0~20 cm浅层土壤温度和水分含量增加;植物群落高度和土壤表层0~10 cm根系生物量显著增加,植物群落组成和地上生物量没有变化;地下0~20 cm土壤碳（C）、氮（N）、磷（P）总储量降低,根系中C、N、P储量增加;土壤表层0~10 cm总N∶P比显著增加,但是有效磷含量在0~10 cm和10~20 cm土层均显著增加。可见,积雪厚度增加并不影响沼泽化草甸植物群落的组成和地上生物量,仅增加植被高度;增加土壤表层总N∶P比意味着积雪厚度增加可能会减轻沼泽化草甸土壤中氮限制,从而减缓沼泽化草甸的氮匮乏状况。结论可为高寒生态系统响应积雪变化研究提供样地尺度的观测数据,并为冰冻圈生态系统应对未来气候变化的模型估算提供数据支撑。 相似文献
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微生物复垦技术在西部干旱–半干旱煤矿区生态修复中已被广泛应用,便捷的微生物菌剂施用方式对于提高采煤沉陷地生态治理效率具有重要意义。试验以蛋白桑为研究对象,供试菌剂为深色有隔内生真菌(dark septate endophyte,DSE),采用温室盆栽试验,设置DSE菌液根际接种(GXZR)、DSE菌液叶片涂抹(YMTM)和对照蛋白桑(CK)3个处理,探究不同菌液接种方式对蛋白桑生长发育影响及其生态修复前景。结果表明,与CK相比,YMTM与GXZR处理均能显著提高蛋白桑地上生物量,增加幅度为1.9～3.3倍;同时YMTM与GXZR处理促进了蛋白桑对土壤C、N、P的吸收,全碳分别提升164.8%和121.8%、全氮分别提升177.7%和132.4%、全磷分别提升113.6%和28.7%。此外,YMTM与GXZR处理蛋白桑的相对饲用价值显著提升1.04和1.07倍。这些结果表明,DSE叶面涂抹促进蛋白桑对土壤C、N的吸收,使蛋白桑株高、冠幅、根茎叶生物量也得到显著提升,具有较强的碳汇作用。此外,DSE菌液叶面涂抹能够使DSE快速定殖于蛋白桑叶片,具有养分吸收快、利用率高、见效快的特点。因此,... 相似文献
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为探索石油污染土壤的高效修复方法,从实验室保存的优势菌中筛选得到4株降油效果最佳菌,采用摇床和恒温培养箱培养,对含油量为5％的石油污染土壤进行微生物菌剂强化处理和环境强化实验。微生物菌剂强化结果表明：4种菌和除油效果最好的A、C、D混合菌3d可将石油烃依次降解24％、19．81％、22．55％、26．46％、39．67％;并对该菌群的最佳投加配比进行确定,A、C、D菌群数量的最佳配比为Nn：Nc：No=1：2：0．5,3d内菌群A、C、D在最佳接种配比情况下可将石油烃降解44．2％。环境强化实验结果表明：A、C、D菌群在最佳修复条件营养物质C：N：P为75：8：3、表面活性剂为0．5％、通气条件为6层纱布、电子受体H2O2的加入量为1．5％下,3d内石油烃降解61．46％,比自然条件下修复的除油率4．7％提高了56．76％,较只进行菌种强化时最高除油率44．2％提高了约17％。 相似文献
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Designing of the perpendicular drought index 总被引：15，自引：0，他引：15
In this paper, a simple, effective drought monitoring method is developed using two dimensional spectral space obtained from
reflectance of near-infrared (NIR) and Red wavelengths. First, NIR–Red reflectance space is established using atmospheric
and geometric corrected ETM+ data, which is manifested by a triangle shape and in which different surface targets possess
certain spatial distribution rules. Second, perpendicular drought index (PDI) is developed on the basis of spatial characteristics
of moisture distribution in NIR–Red space, as well as the relationships between PDI and soil moisture is examined. Validation
work includes: comparison of PDI with in-situ drought index obtained from field measured data in the study area which includes
bulk soil moisture content at different soil depths, field moisture capacity and wilting coefficient, etc.; and comparison
of PDI with other recognized drought monitoring methods such as LST/NDVI and vegetation temperature condition index (VTCI).
It is evident from the results that graph of PDI of field measured plots demonstrates very similar trends with ground truth
drought data, LST/NDVI and VTCI. PDI is highly correlated with in-situ drought values calculated from 0 to 20 cm mean soil
moisture with correlation coefficients of R
2 = 0.49 (r = 0.75). This paper concludes that PDI has a potential in remote estimation of drought phenomenon as a simple, effective
drought monitoring index. 相似文献
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蒙古扁桃种子在4%~16%的各含水量条件下, 出苗率高达96%~98%且差异不显著(P>0.05), 在4%~13%的土壤含水量下, 发芽指数、活力指数、平均出苗日数极显著高于16%含水量下的值(P<0.01), 其种子萌发最适宜的土壤含水量为4%~13%. 随土壤含水量的升高, 苗高增加, 根冠比和壮苗指数降低, 根长、幼苗生长量、干物质积累量先升高后降低, 幼苗生长最适宜的土壤含水量为7%~16%; 较低的土壤水分下可以提高幼苗的抗旱性, 有利于培育壮苗. 随播种深度的增加, 出苗率下降, 平均出苗日数增加, 出苗速率放缓, 保证全苗的最适宜播深为0~1 cm, 保证壮苗的最适宜播深为1~3 cm. 种子萌发形成的幼苗为子叶留土型双子叶植物幼苗. 相似文献
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研究了石生穗枝赤齿藓对喀斯特环境变迁的水分及光合生理适应,为喀斯特石漠化生态环境的恢复与治理提供依据。选择贵州普定石漠化区域交织型石生穗枝赤齿藓（Erythrodontium julaceum (Schwaegr.) Par.）为材料,测定水分和光合生理等指标。结果表明:干旱胁迫下石生穗枝赤齿藓水势（Ψs）、自由水含量（Va）、组织总含水量和相对含水量（RWC）降低,束缚水（Vs）、水分饱和亏（WSD）和Vs/Va比值增大,复水后各水分生理指标均有不同程度的恢复。RWC与qN负相关,与Fv/Fm、Yield、ETR、qP、Pn呈正相关关系;叶绿素含量总体呈出先升后降再升高的趋势。轻度干旱胁迫Pn逐渐下降,重度急剧下降,光合作用受到了严重的影响;随干旱胁迫进程蒸腾速率（Tr）的变化未见显著差异。复水后各荧光参数在轻中度胁迫下能恢复到正常水平,而重度胁迫较难恢复到对照水平。喀斯特石生穗枝赤齿藓具有适应岩溶干湿交替的水分代谢和光合生理机制,是石漠化地区植被恢复与重建过程中的先锋物种。 相似文献
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本文以云南省蒙自市断陷盆地高原面上典型封闭式岩溶洼地小流域为研究对象,研究小降雨事件对土壤水分及植物水势的影响。结果表明:（1）在研究区内小降雨事件一般只能补给10 cm以上的土壤,因此在旱季（强降雨事件发生前）,土壤水分随着深度的增加整体呈变小的趋势;受洼地地形影响,整个土壤剖面（0 ~ 80 cm）的土壤水分存在从坡顶到洼地底部逐渐增加,苹果树叶水势逐渐升高的现象;受地质背景的影响,土石质坡地平均土壤水分比石质坡地土壤水分高2.67%,相对应的土石质坡地苹果树受干旱胁迫的程度要低于石质坡地。（2）通过观测对比发现,8天内12次的小降雨事件可以使0~10 cm土壤水分整体上略有升高,但并未能完全改变0~10 cm土壤水分洼地底部大于两侧坡地,而土石质坡地高于石质坡地的特征。（3）小降雨事件虽然只能补给0~10 cm的土壤水分,但由于坡地地区苹果树根系分布较浅（5~30 cm）,部分浅层分布的苹果树根系已能吸收到水分,另一方面小降雨事件具有降温、增湿,减少太阳辐射的作用,可以减小苹果树蒸腾作用,从而降低苹果树叶水势,因此推测小雨事件可以明显减轻苹果树受干旱胁迫的程度 相似文献
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Using monitoring data of surface soil to predict whole crop-root zone soil water content with PSO-LSSVM,GRNN and WNN 总被引：1，自引：0，他引：1
Zhao Lixi Shui Pengbo Jiang Fang Qiu Hengqing Ren Shumei Li Yunkai Zhang Yu 《Earth Science Informatics》2014,7(1):59-68
Drought is a significant disaster in Beijing and it is important to find a method to assess the drought condition. First, this paper collected data of 85 soil monitoring stations in Beijing, such as soil dry bulk densities, saturated water contents, field capacities. Then, spatial variability characteristics of soil physics parameters were investigated by GIS and other three factors, 10 cm soil moisture content, organic matter and saturated water content which notably influenced soil moisture were extracted by Principal Component Analysis (PCA). Furthermore, four different nonlinear methods were put forward to predict crop-root zone soil water. 15555 single daily data from 2011 were used in parameters determination, while 15470 double daily data were used to test. The result showed that the Least Square Support Vector Machine coupling Particle Swarm Optimization Algorithm (PSO-LSSVM) (R 2?=?0. 875) did better than BP Neural Network (R 2?=?0. 840), Generalized Regression Neural Network (GRNN) (R 2?=?0. 850) and Wavelet Neural Network (WNN) (R 2?=?0. 853). As so the POS-LSSVM method was used to evaluate the drought conditions from October 2010 to March 2011 of Beijing, and the result showed that from October 2010 to January 2011, the drought conditions were getting increasingly worse while later relieved from January 2011 to March 2011. 相似文献
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耕层土壤含水量消长规律分析 总被引：4，自引：1，他引：4
利用濉溪县耕层土壤含水量和同期观测的降水量、蒸发量资料分析表明:耕层土壤含水量的消长与基期土壤含水量、期间降水量和蒸发量呈多元直线相关关系,其中耕层土壤含水量增加量主要取决于基期土壤含水量的高低和降水量的多少;土壤含水量减少量主要取决于蒸发量的多少和基期土壤含水量的高低。耕层土壤相对含水量在50%～65%之间,需降水或补充灌溉15.9～82.3mm的水量。降水效力与基期土壤含水量和降水量呈多元指数曲线关系,蒸发效力与基期土壤含水量呈指数曲线关系。耕层土壤含水量的消退呈“快—缓慢—滞缓”的变化过程。使耕层相对含水量达到80%以上的一次降水(过程)过后,连续9.2～39.6d无降水耕层相对含水量尚可维持在60%以上。 相似文献
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从趋势性、滞后性及相关性三方面,对2002—2013年间GRACE重力卫星反演的长江上游与中游陆地水储量与模型模拟土壤含水量、实测降水和实测径流数据进行了对比分析,并从干旱强度及发展时间两方面评估了标准化陆地水储量指数SWSI、标准化降水指数SPI、标准化径流指数SRI和标准化土壤含水量指数SSMI对区域性干旱的表征能力.结果表明:长江上游地区陆地水储量与降水、径流和土壤水蓄量均无显著变化,而中游地区陆地水储量则与水库蓄量同样具有显著性增加,反映人类活动对中游地区陆地水储量变化有很大影响;各指标指示的各等级干旱月份数量基本相当,但各指标反映的特旱具体月份有较大差别,基于GRACE数据构建的SWSI指标对特大干旱的指示性不好;对比各指标对上游与中游地区干旱事件发展时间,体现出水文干旱、农业干旱对气象干旱存在一定的迟滞关系. 相似文献
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Torsa Sengupta Arati Deshpande Mukherjee Ravi Bhushan F. Ram M. K. Bera Harsh Raj Ankur J. Dabhi R. S. Bisht Y. S. Rawat S. K. Bhattacharya Navin Juyal Anindya Sarkar 《第四纪科学杂志》2020,35(3):382-395
Radiocarbon dating of archaeological carbonates from seven cultural stages of Dholavira, Great Rann of Kachchh (GRK), the largest excavated Harappan settlement in India, suggests the beginning of occupation at ~5500 years BP (pre-Harappan), and continuation until ~3800 years BP (early part of the Late Harappan period). The settlement rapidly expanded under favourable monsoonal climate conditions when architectural elements such as the Citadel, Bailey, Lower and Middle Town were added between the Early and mid-Mature Harappan periods. Abundant local mangroves grew around the GRK sustaining prolific populations of the edible gastropod Terebralia palustris. Oxygen isotope (δ18O) sclerochronology of Early Harappan gastropod shell suggests seasonal mixing of some depleted (δ18O ~ −12‰) river water in summer/monsoon months (through ancient Saraswati and/or Indus distributary channels) with seawater that periodically inundated the GRK. Evaporation from this semi-enclosed water body during the non-monsoon months enriched the δ18O of water/shell carbonates. The humid fluvial landscape possibly changed due to a catastrophic drought driving the final collapse of the settlement of Dholavira exactly at the onset of the Meghalayan (Late Holocene) stage (~4300–4100 years BP ). Indeed, Dholavira presents a classic case for understanding how climate change can increase future drought risk as predicted by the IPCC working group. Copyright © 2019 John Wiley & Sons, Ltd. 相似文献