植被恢复类型对露采矿山复垦土壤丰富和稀有微生物类群的影响

植被恢复可促进重构土壤发育,调控生物地球化学循环和发挥生态系统功能。因此深入研究露天矿区植物恢复下土壤丰富和稀有微生物类群变化对改善矿区生态环境至关重要。采集内蒙古准格尔旗黑岱沟露天矿东排土场裸地(CK)、苜蓿(GL)、沙棘(BL)、油松(CF)、杨树(BF)和杨树+油松(MF)6种复垦样地土壤,利用高通量测序、共现网络和相关性分析等探测植被类型对土壤丰富、稀有细菌和真菌群落结构组成和多样性的影响机制。结果表明:①不同植被恢复类型对土壤理化性质和酶活性影响存在显著性差异(P<0.05),有机质(SOM)、铵态氮(AN)和亮氨酸氨基肽酶(LAP)酶活性等均显著高于CK。BL对土壤SOM、硝态氮(NN)和有效磷(AP)积累有优势,显著提高了脲酶(URE)、LAP和碱性磷酸酶(ALP)酶活性(P<0.05)。②植被类型显著影响了土壤丰富和稀有微生物群落结构组成(P<0.05),丰富和稀有细菌种类多于真菌,但真菌丰度变化更为显著,尤其是稀有真菌。不同植被恢复类型的丰富和稀有细菌,及稀有真菌群落Shannon指数高于CK,且与CK的群落结构间存在显著差异(P<0.05)。③不同植被恢复类型均提高了丰富和稀有细菌、真菌的网络拓扑参数和复杂度。移除节点改变自然连通性的幅度测试结果表明BL增强了土壤丰富细菌、丰富和稀有真菌网络的稳定性和对外界干扰的抵抗力。④土壤URE、SOM和ALP是土壤微生物群落结构变化的主导因子。BL处理组中pH、SOM、AP、BG(β-葡萄糖苷酶)、URE和ALP均显著影响丰富和稀有微生物群落(P<0.05)。综上认为,BL恢复模式对矿区复垦土壤质量改善效果更好,研究结果可为植被修复受损矿山复垦土壤及微生物资源的开发利用提供理论依据。

美丽中国视域下矿山生态修复:逻辑演进、科学内涵和行动方略

矿山生态修复是美丽中国建设的关键难点。基于美丽中国愿景,梳理了矿山生态修复模式的逻辑演进,诠释了其科学内涵,探讨了未来深入探索矿山生态修复的行动方略,研究结果表明:当前中国矿山生态修复已从建国初期的被动消极、改革开放以来的协调提升,逐步形成了绿色发展的新模式,着重强调恢复矿山生态系统的结构与功能。美丽中国愿景从根本立场、价值追求、贯彻原则和发展保障等方面赋予了矿山生态修复人与自然和谐共生、绿色低碳循环发展、系统推进协同治理和多元共治多产融合的科学内涵。未来应从完善顶层设计、整合修复规划、革新技术体系、优化管理体制等层面自上而下推进矿山生态修复变革,践行美丽中国建设。

耕地系统增产—降污—固碳多效协同:机制、潜力及技术路径

研究目的:阐释耕地系统增产—降污—固碳多效协同的科学内涵与提升机制,系统评估增产—降污—固碳潜力,拓新多效协同的技术路径。研究方法:理论分析法,归纳演绎法。研究结果:(1)增产—降污—固碳多效协同是新时代耕地系统健康、永续利用的客观要求,增产为主导,降污—增汇共同发挥生态系统多功能协同潜力;(2)耕地系统增产—降污—固碳具有高度的协同性和一致性。土壤碳汇形成中物质与能源转化,既是降污自净过程,也是土壤肥力提升过程;(3)耕地系统增产—降污—固碳多效协同潜力巨大,分别可达1.40亿t/a、720.0万t/a和1.49亿t/a,但多效协同应因地制宜、突出重点,满足适应性管理和永续利用准则;(4)未来应充分利用生产障碍消减技术、农艺管理革新技术和环境材料交互微生物强化技术,稳妥推进多效协同。研究结论:耕地系统增产—降污—固碳多效协同,既夯实自主粮食增产,又促进生态健康与固碳,有力推动耕地保护转型和技术创新。

“大食物观”统领国土空间开发和保护格局重塑

研究目的:阐释大食物观与国土空间开发和保护的交互逻辑,重塑大食物观统领下的国土空间开发与保护新格局。研究方法:理论分析法、归纳演绎法。研究结果:(1)大食物观是国家粮食安全的全新理念、“人民至上”价值取向的具体实践、新时代生态文明思想的拓展延续、适应全球复杂格局的现实需求;(2)大食物观与国土空间开发和保护关联密切,凸显人地协调的系统逻辑、统筹兼顾的整体逻辑、人与自然和谐的共生逻辑和供需匹配的实践逻辑;(3)当前国土空间开发和保护实践存在偏差,耕地用途管制政策与实践需求不匹配,生态保护红线与农业生产矛盾,生态产品价值缺失导致多方弱参与,“大食物观”边界模糊加大了制度粘度与跨界操作难度;(4)未来应从精细化管控耕地用途、重构大农业生产空间、统筹山水田林湖草海沙开发与保护和创新食品全产业链空间利用模式等方面重塑国土空间开发和保护格局。研究结论:大食物观根植于地、兴旺于业、服务于人,重塑高质量国土空间格局适应大食物观的新时代需求。

长春市蘑菇沟垃圾填埋场土地利用转型模式研究

随着城市化的深入推进,大量老旧生活垃圾填埋场逐渐趋于饱和,占用大量土地资源,严重限制城市边缘的扩张发展,同时其产生的污染物质也对居民的生产生活产生极大危害,探索绿色经济的垃圾填埋场土地利用转型模式迫在眉睫。本文以长春市蘑菇沟垃圾填埋场为例,利用多因素综合评定等方法,对填埋场转型条件进行定性定量的分析,据此规划出适宜的转型模式,并从经济、社会和生态方面进行项目可行性评价,为项目转型提供科学依据。研究发现项目可利用优越的生态资源发展生态旅游经济,并规划出以生态环保主题公园为主的旅游用地转型模式。

耕地非粮化对土壤健康的影响及其机理——以徐州市城乡结合部为例

【目的】本文旨在探明非粮化行为对土壤健康的潜在损害,为科学评估非粮化对耕地生产力和生态功能影响提供科学依据。【方法】利用实地踏勘、采样分析、模型评价和数据统计与分析等方法,从徐州市城乡结合部现状为设施大棚、果园、杨树林、草地、公路景观林和撂荒地等6类典型非粮化田块和对照耕地共采集80个表层土样,测定土壤物理、化学、生物及重金属污染等23项指标,并构建耕地健康评价模型探索非粮化对耕地健康的影响。【结果】研究表明:①非粮化显著改变了土壤理化和生物指标,非粮化土壤纤维二糖水解酶、碱性磷酸酶和细菌多样性指数显著低于对照样(P<0.05)。设施大棚土壤有机质、总磷、有效磷、有效钾、总氮和硝态氮含量最高,且与其他5种非粮化类型存在显著性差异(P<0.05);②与对照样相比,6类非粮化导致耕地土壤生产力、持水净水、碳固存、养分循环和生物多样性等不同的功能或多或少产生失衡,甚至处于亚健康状态;③结构方程模型拟合显示土壤养分、酶活性、生物多样性指数和重金属污染指数主导了非粮化土壤的健康分异。【结论】非粮化对耕地健康有影响,且不同行为的健康损害差异大,这一结果为非粮化分类整治、稳固粮食安全指明了方向。