农业资源与环境学报杂志

农业资源与环境学报杂志2025年第5期

• 机器学习在农田土壤污染识别、修复和风险评估中的应用研究进展

  李杏桢,林汉森,邱少健,林庆祺,叶龙,麦粤帮,吴培浩,倪卓彪,仇荣亮

  农田作为国家的保护土地资源，与农业生产、食品安全、人体健康有着密不可分的关系。因此，研究农田土壤污染状况对确保粮食质量、保护农田资源具有重大意义。传统的农田土壤污染研究多针对单一场景、污染物或实验条件，难以应对日益复杂的环境问题。随着大数据时代的来临，机器学习逐渐在农田土壤环境保护领域中得到广泛应用，并在土壤污染识别、修复等方面的研究中展现其客观、准确、擅长处理复杂任务的优势。本文介绍了常用的机器学习流程、方式、算法和模型性能评价指标；通过对Web of Science以及中国知网数据库中2011—2023年间相关领域文献进行统计分析，从农田土壤污染的识别、修复材料的筛选与机理研究、生态风险评估三方面综述机器学习在这些领域研究中的应用，分析了其优势和局限性。最后，本文从提升数据共享、增强模型可解释性以及应用迁移学习等新手段提高模型性能等方面进行了展望。

• 腐殖质调控农田土壤细菌耐药传播扩散的作用机制研究进展

  杨奇凡,李厚禹,张丹丹,徐艳

  由于抗生素在畜禽养殖业中广泛使用，加剧了农业环境细菌耐药问题。特别是有机肥资源化的滥用加剧了农田土壤中抗生素耐药基因（ARGs）污染。除有机肥携带大量ARGs直接被引入到农田环境，农田腐殖质也被认为是影响土壤ARGs定殖和增殖的关键因素。然而，现阶段关于腐殖质对农田系统ARGs传播扩散的促进/抑制作用和机制缺乏系统的认知。对此，本文综述了农田系统中腐殖质对ARGs传播扩散的正向/负向调控作用，梳理了腐殖质调控ARGs传播扩散的影响因素，例如土壤与腐殖质自身物化特性，土壤微生物组构成等，并厘清了腐殖质通过吸附作用、群落重塑及介导电子传递等方式调控ARGs定殖扩散的作用路径与关键机制。此外，本文提出构建电化学装置，深入探究腐殖质干预根际耐药变化的微生物群落效应，明确介导植物-微生物协同调节反馈作用，并以此发展有效遏制农田细菌耐药蔓延关键技术的建议。

• 蚯蚓堆肥及其温室气体排放研究进展

  李仲瀚,杨凤霞,杨铭,闫仁凯,牟美睿,韩秉君,辛蕊,张克强

  蚯蚓堆肥作为农业农村有机废弃物高值资源化利用的重要途径，不仅能够将有机废弃物转化为营养丰富的蚓体蛋白和均质稳定的蚓粪有机肥，还具有降碳控污的优势，符合国家绿色可持续发展重大策略。然而，温室气体排放严重制约了蚯蚓堆肥的健康发展。本文在介绍蚯蚓堆肥技术工艺和产业发展现状的基础上，重点综述了其对温室气体排放的影响，并探讨了不同减排措施的控制成效。诸多研究表明，蚯蚓堆肥可减少16.5%~68.4%的温室气体排放量，通过在堆肥过程中适当添加生物炭、秸秆或接种微生物菌剂等方式，减排效果最高能够提升80%，但外源物质的引入可能对堆肥产物的利用产生影响。未来研究应重点关注蚯蚓堆肥过程温室气体减排机制、增效添加剂的开发以及产物后续利用的风险评估，以期为我国粪污的高值资源化利用提供参考，助推农业尽早实现“双碳”战略目标。

• 高温和不同光照条件下微地膜对土壤微生物群落结构和碳固定/碳降解功能的影响

  余殊彤,张饮江,张娟琴,白娜玲,李双喜,张翰林,郑宪清,张月,吕卫光,张海韵

  为揭示高温和不同光照条件下微小地膜碎片（微地膜）对土壤微生物群落结构和碳固定/碳降解功能的影响，本研究运用宏基因组测序技术，探究了强、弱光照下4种微地膜（传统黑地膜B、传统白地膜W、可降解黑地膜DB、可降解白地膜DW）对土壤微生物群落结构和碳固定/碳降解功能的影响。结果表明：可降解微地膜对细菌群落结构的影响程度比传统微地膜更强，如强光照下鞘氨醇单胞菌属在B、W、DB和DW的相对丰度分别比对照（未添加微地膜）下降了30.4%、6.9%、40.8%和51.4%。微地膜对真菌群落结构的影响程度较细菌更显著，如篮状菌属在弱光照添加B微地膜条件下的丰度上升了47.8倍，强光照下B、DB和DW使其丰度增加了2.4、2.1倍和4.2倍。土壤pH、硝态氮和速效钾与微生物群落结构具有显著相关性，光照和微地膜转变了土壤理化性质与微生物群落结构的正、负相关性。弱光照下B、W和DB显著提升了土壤碳固定功能丰度（5.1%~13.1%），强光照下B、DB和DW增加了土壤碳降解功能丰度（17.7%~20.6%）。研究表明，微地膜和光照共同影响土壤微生物群落结构，强光照下添加可降解微地膜的效应总体更显著，同时微地膜在特定光照下对碳固定/碳降解功能有一定促进作用，但可降解与传统微地膜的效应之间差异不大。

• 基于不同机器学习方法的典型冬小麦-夏玉米农田CO2通量模拟研究

  唐欢,叶剑,殷华,高振翔,王锦杰,李成

  为探究典型冬小麦-夏玉米农田CO2通量的影响因素及不同机器学习模型对其模拟能力，本研究选取中国生态系统研究网络禹城综合试验站冬小麦-夏玉米农田为研究对象，基于气象、土壤和作物生长等数据，通过类别型特征提升（CATBoost）、极限梯度提升（XGBoost）、支持向量机（SVM）、人工神经网络（ANN）、随机森林（RF）和K近邻法（KNN）六种机器学习算法，分析其对逐日净生态系统碳交换量（NEE）、总初级生产力（GPP）和生态系统呼吸（Re）模拟的准确性。结果表明：对不同机器学习模型而言，CATBoost模型对农田NEE、GPP 和Re模拟的准确性都优于其他模型，XGBoost模型次之。对不同输入变量组合而言，当包含气象变量、土壤变量和作物变量时各机器学习模型的模拟效果最佳，其次是包含气象变量和作物变量，而包含气象变量和土壤变量的模拟效果相对较弱。对不同农田类型而言，六种机器学习模型在不同输入变量组合下表现出冬小麦田NEE、GPP 和Re的模拟效果优于对应的夏玉米田，其中冬小麦田GPP 和Re的模拟准确性相近，且优于NEE；而夏玉米田NEE 和GPP 的模拟准确性相近，且优于Re。

• 钾掺杂生物炭催化过硫酸钠降解土壤中酚类污染物：性能与活化机理

  梁高磊,牟桉永,任更波,温娟,周滨,焦永杰,马小东

  本研究聚焦过硫酸盐高级氧化技术（PS-AOPs）在酚类有机污染土壤修复中的应用，以K+掺杂的生物炭作为非均相催化剂，活化过硫酸盐（PS）实现对土壤中的酚类有机污染物的降解。结果表明，在K+掺杂量为5%时，苯酚的降解效率可达98.8%，而未掺杂的生物炭活化PS对苯酚的降解率仅为16.6%。掺杂K+的生物炭活化PS也可用于高效降解2，4-二氯酚和双酚A，降解率分别达到92.6%和95.4%。通过自由基淬灭实验和探针分子实验的研究，发现K+的引入显著增强了硫酸根自由基（SO4-·）、羟基自由基（·OH）和单线态氧（1O2）的生成，从而提高了活化PS降解酚类污染物的性能。本研究为采用PS-AOPs修复有机污染土壤提供了新的思路和科学依据。

• 基于聚类算法与多智能体的细碎化耕地空间优化研究

  黄炳元,黄秋昊,杨力虹,陈振杰

  通过微观地块调整实现耕地资源的规模利用，可以解决区域耕地细碎化治理难题，保障粮食安全和实现农业可持续发展。本探究运用景观格局指数和综合加权叠加法对常州市新北区耕地细碎化和土地资源宜耕性进行评价，使用聚类算法划分耕地细碎化类型，并构建多智能体耕地空间优化模型。结果表明：使用K-medoids聚类算法将现状耕地划分为连片规整类、形状复杂类和分散破碎类，其中非连片规整类耕地占比为53.68%，耕地细碎化较为严重；研究区土地资源宜耕性总体水平较高，高适宜性和较高适宜性地块占比分别为14.03%和44.83%，空间分布呈北高南低、西高东低的特征；多智能体模型能够有效实现细碎化耕地的空间优化，优化后耕地宜耕性提高，空间布局更加连续和聚集且形状更加规整；研究区内平衡情景可取得更好的优化效果，但会造成更大规模的耕地调整和宜耕性较高的乡镇承担更多的耕地恢复任务。本研究构建的耕地空间优化模型具有良好的优化效果，可为区域耕地细碎化治理提供科学决策依据。

• 大都市区耕地非粮化驱动机制及变化趋势预测——以北京市为例

  朱慧敏,徐强,郑燕娜,崔杰,胡亚瑾,孟庆香

  为探究大都市区耕地非粮化现状和空间分异特征，并识别其驱动因素，本研究以北京市为研究对象，采用土地利用转移矩阵分析2010—2020年土地利用变化，利用全局空间自相关对其耕地非粮化水平时空演变特征进行分析，利用Stata模型探究其驱动因素，并通过GM-ARIMA-BP组合模型预测2023—2035年非粮化变化趋势。结果表明：北京市的耕地面积先减少后增加，耕地利用转型明显，主要流向建设用地。在时间上，耕地非粮化程度由2010年的29.57%上涨到2020年的52.13%，呈波动上升趋势；在空间上，呈现出“中心-四周”扩散的态势，并且存在正相关关系。常住人口密度、到市中心的距离、第一产业劳动力占比、单位面积产量是主要影响因素，其作用依次减弱。组合模型预测显示，北京市整体以及各区县的耕地非粮化程度均呈波动上升趋势。研究表明，北京市耕地非粮化受自然、经济和社会条件共同影响，加大监管的同时需分类治理与管控，对保护大都市区粮食安全具有重要意义。

• 洱海流域土地利用冲突时空演变及多情景模拟预测

  何紫玲,陈运春,郭晓飞,张鋆,张莹,黄玉南,柳兴鹏,史钰炷,曾维军

  为精确识别和测度区域土地利用冲突，清晰呈现其时空演化过程，本研究以洱海流域为研究对象，结合多尺度分割与随机森林算法精确提取四期土地利用数据，构建土地利用冲突测度模型，系统分析了1992—2022年土地利用冲突时空演变特征及规律，并创新地耦合多目标规划（MOP）与土地利用变化模拟（PLUS）模型模拟2035年4种发展情景下的土地利用格局并分析其土地利用冲突。结果表明：洱海流域1992—2022年的土地利用冲突呈先增后减的趋势，重度冲突区集中在城市的中心及周边地区，轻度冲突区域分布在苍山洱海等自然生态保护区。不同发展情景下流域土地利用结构分布中，经济发展情景（ED）的建设用地明显扩张，2035年面积占比比2022年增加了5.5个百分点，生态保护发展情景（TD）更注重流域生态环境保护，林地、湿地和水域的面积变化最大，面积占比比2022年分别增加了2.6、0.7个和10.0个百分点，可持续发展情景（SD）中各地类面积变化较为平衡，处于ED与TD情景的中间范围。SD情景下，流域整体的土地利用冲突水平最低，格局布局最优，斑块密度值为0.18，边缘密度值为7.9，各地类面积变化比其他情景更均衡，景观格局破碎度和复杂性最低。在当今政策规划下可持续发展情景为2035年洱海流域的最优土地利用布局。

• 基于资源禀赋-耕作便利-景观差异多维评价的昌吉州耕地细碎化分区整治研究

  苏泽琛,邵战林

  开展耕地细碎化多维评价并评估治理适宜性，可为耕地细碎化分区整治提供参考。本研究以新疆昌吉州为研究区域，以行政村作为基本研究单元，从耕地立地条件、耕作便利程度、景观格局差异3个方面构建评价指标体系，使用熵值法确定指标权重，利用三维魔方图解方法划定整治分区。结果表明：昌吉州耕地立地条件属性总体偏低，由南向北呈现低-高-低的分异格局，其中3级区占比最多，为35.52%；耕作便利程度属性总体较低，呈现西高东低、南北低中间高的分异格局，其中2级区占比最多，为41.66%；耕地细碎化程度整体较高且空间分异明显，呈现东高西低、南北高中间低的分异格局，其中1级区、3级区和4级区占比均在32%以上，细碎化最严重的区域集中在吉木萨尔县、奇台县和木垒哈萨克自治县南部的山前丘陵区域；治理适宜性3级区和4级区占比累计达到62.64%，耕地细碎化治理适宜性整体较高。耕地细碎化是地形地貌、资源禀赋、经济社会发展等自然和人为因素共同作用的结果，基于昌吉州耕地细碎化不同属性特征的层次组合特点，划分集约利用区65个、归并提升区330个、资源优化区211个、综合整治区371个，据此提出不同分区土地整治方向及建议。

• 炭基牛粪有机肥对盐渍化水稻土水稳性团聚体组成和有机碳分布的影响

  张琪,刘彦波,丁金鹏,吴景贵

  为探究施用不同炭基牛粪有机肥对盐渍化水稻土水稳性团聚体组成及不同活性有机碳含量的影响，明确其对盐渍化水稻土结构改良及固碳效果，本研究通过田间试验设对照（CK）、牛粪有机肥（NF）、10%炭基牛粪有机肥（10% NFC）、30%炭基牛粪有机肥（30% NFC）、牛粪生物炭（NFC）5个处理，研究了水稻产量，土壤及水稳性团聚体有机碳（SOC）、活性有机碳（LOC）和非活性有机碳（NLOC）含量，各有机碳组分贡献率，水稳性团聚体组成和稳定性及其与团聚体有机碳组分的相关关系等。结果显示：与CK处理相比，不同施肥处理均对盐渍化水稻土有明显的改良效果，其中，NF处理对全土活性有机碳含量提升效果最显著，提升幅度为54.37%；NFC处理使全土有机碳含量显著提升了42.02%；两种炭基牛粪有机肥处理对盐渍化水稻土的改良效果更显著，10% NFC处理相较于30% NFC处理更有助于提高土壤有机碳含量、0.053~<0.25 mm和<0.053 mm团聚体有机碳含量、水稳性团聚体平均质量直径（MWD）、几何平均直径（GMD）和≥0.25 mm团聚体含量（R0.25），提高幅度分别为0.56%、2.33%、3.04%、7.69%、5.56%和3.18个百分点；30% NFC处理相较于10% NFC处理使土壤活性有机碳、≥2 mm和0.25~<2 mm团聚体有机碳含量以及各粒级水稳性团聚体活性有机碳含量分别显著提高了7.58%、3.41%、7.59%和2.16%~13.05%；各施肥处理对水稻产量增加幅度为15.18%~25.45%，30% NFC处理增产效果最佳。研究表明，炭基牛粪有机肥能更有效地促进土壤水稳性大团聚体的形成，提高团聚体稳定性，促进团聚体有机碳的积累，且有利于团聚体活性有机碳含量的提高，从而改善盐渍化水稻土并提高其土壤有机碳含量。

• 施用生物炭并优化氮肥用量对农田肥料氮去向的影响

  赵立宁,杨卫君,孟祥睿,王梓,张力月,马磊,杨梅

  本研究通过15N示踪技术，明确科学定量生物炭施用后对农田肥料氮的吸收利用、肥料氮去向及其在0~30 cm土层中的残留分布，旨在为生物炭在北疆灌区农田应用提供理论依据。试验于2023年4—8月在新疆奇台县麦类作物试验站进行。采用大田微区15N标记法，基于前期定位试验结果，设置2个氮肥水平（N1：300 kg·hm-2，N2：255 kg·hm-2）、3个生物炭水平（B0：0 t·hm-2，B1：10 t·hm-2，B2：20 t·hm-2），测定春小麦成熟期地上部各器官和土壤0~30 cm的15N标记肥料氮的自然丰度、全氮含量，并在相应的小区内测定产量。结果表明，减氮配施生物炭能够提高春小麦各器官对15N标记肥料氮的吸收比例，减少对土壤氮的吸收比例，促进春小麦对肥料氮吸收利用率，提高土壤中氮肥残留率，增强15N标记肥料氮总利用率，减少氮肥损失率。其中，B2N2处理下植株氮肥利用率为29.61%，较其他处理提高19.78%~94.67%，15N土壤残留率为28.93%，较其他处理提高14.72%~24.04%，15N总吸收利用率为58.50%，较其他处理提高17.20%~51.91%，15N损失率为41.46%，较其他处理降低20.72%~48.25%。在B2N2处理下春小麦穗粒数41.9个，产量达7 075.54 kg·hm-2，较其他处理分别增长9.69%~28.25%和6.56%~25.35%。生物炭施用可促进春小麦各器官对肥料氮的吸收量和吸收比例，增加土壤中0~30 cm 15N标记肥料氮素残留量。在本研究条件下，氮肥减量15%（255 kg·hm-2）与20 t·hm-2生物炭配施可初步达到春小麦增产、氮肥减施，以及肥料氮利用率提升的目的。

• 不同灌水量与腐植酸施加量对南疆玉米生长与氮素吸收利用的影响

  张泽华,叶含春,王振华,张金珠,李文昊,李海强,韩悦,梁永辉,郑继亮

  为揭示灌水量与腐植酸施加量互作对南疆膜下滴灌玉米产量及水氮利用效率的影响，本研究于2023年在昆玉市224团开展试验，共设置4个腐植酸施加量（T0：0 kg·hm-2；T1：15 kg·hm-2；T2：30 kg·hm-2；T3：45 kg·hm-2）和3个灌水量（W1：6 600 m3· hm-2；W2：7 200 m3·hm-2；W3：7 800 m3·hm-2），共12个处理。结果表明：灌水量、腐植酸施加量及两者交互作用对地上部生物量、氮素累积量具有显著影响。增加灌水量可提高地上部生物量和氮素累积量，W3水平较W1、W2水平分别提高了13.78%和33.75%、1.50%和2.93%。当灌水量一定时，T2水平下的地上部生物量较T0、T1和T3水平分别提高了5.35%、3.32%和8.37%。地上部生物量、氮素累积量平均累积速率在T2W3处理下达到最大值，分别为359.26、3.02 kg·hm-2·d-1。灌水量与腐植酸施加量对抽雄期后氮素吸收、营养器官氮素转运及转运率均具有极显著影响（P<0.01）。灌水量、腐植酸施加量及两者互作对氮素利用效率、灌溉水利用效率、净收益均有极显著影响（P<0.01），上述指标最大的处理为T2W2，较T0W3（CK）处理分别提高了8.56%、28.51%、37.56%。研究表明，采用主成分分析得到灌水量为7 200 m3·hm-2、腐植酸施加量为30 kg·hm-2处理的综合评价得分最高，因此，基于一年的试验结果，综合考虑玉米增产、水氮高效利用，建议南疆干旱地区适宜的灌水量为7 200 m3·hm-2，腐植酸施加量为30 kg·hm-2。

• 基于PLUS-InVEST模型的博斯腾湖流域碳储量时空演变及预测

  李大强,张飞云,李倩,周红涛,李建强,周心莹

  探究生态环境脆弱的干旱区流域土地利用变化对碳储量的影响，对维护生态平衡和生态系统服务的发展具有重要意义。本研究通过耦合PLUS与InVEST模型，采用1990、2000、2010年和2020年四期土地利用数据，并通过模拟2030年在自然发展、可持续发展和经济发展3种不同情景下土地利用变化情况，对博斯腾湖流域碳储量的时空变化进行模拟和分析。结果表明：1990—2020年博斯腾湖流域碳储量以4.85%的速度呈线性增长，碳储量增加1.79×107 t，耕地面积增加是博斯腾湖流域碳储量上升的主要原因。1990—2020年，博斯腾湖流域碳储量高值区域主要分布于西部、北部和西北部天山山脉和开都河周围海拔较高的地区以及博斯腾湖和中南部的879~1 299 m的耕地以及2 600~3 300 m的草地区，并逐渐向高海拔地区扩张；碳储量低值区集中于中部、东南部和西南部的焉耆盆地、绿洲平原和孔雀河地区879~1 600 m的裸地区，并逐步缩减。3 500 m以上区域碳储量呈增长趋势，冰雪、裸地等低碳储量用地转化为草地、林地、水域等高碳储量用地是碳储量增加的主要原因。2030年3种情景下碳储量仍呈增加趋势，上升幅度表现为可持续发展情景>自然发展情景>经济发展情景；研究区3 500 m以上区域碳储量变化趋势延续2020年的变化特征，冰雪对碳储量增加的间接影响不容忽视。

• 抗生素对土壤氮循环影响的Meta分析

  杨克明,余彬彬,CHENZhongzhi,戴媛媛

  抗生素能够影响土壤微生物群落结构和功能多样性从而影响微生物介导的氮循环过程，改变土壤环境中各种氮素形态和脲酶活性，进而影响土壤氮循环。为了量化分析土壤中抗生素对土壤氮循环的影响，本研究从中国知网和Web of Science数据库收集了2002年1月—2024年3月共62篇相关文献，从中提取相关数据用R语言进行Meta分析，综合不同时空甚至结论相悖的研究结果，得出更一般、普遍的研究结论，揭示抗生素对土壤氮素循环的影响机理。结果表明：四环素类（TCs）、磺胺类（SAs）和喹诺酮类（QNs）三类抗生素会抑制土壤脲酶活性、amoA-AOA和amoA-AOB，促进土壤NH3挥发，降低氨氧化速率，减缓土壤氮素循环。TCs降低了土壤NH4+-N、NO2--N和NO3--N含量，而SAs和QNs提高土壤NH4+-N含量，降低了土壤NO2--N和NO3--N含量。基于以上研究，三类抗生素总体抑制氨化作用、硝化作用和反硝化作用中的各类指标；但SAs增加NH4+-N、nirK、nirS和nosZ，促进NH3排放；QNs增加NH4+-N和促进N2O排放，这与抗生素的类型及抗生素类型影响的相关微生物有关。

• 土地利用类型对土壤碳氮元素浓度及其空间分布特征的影响

  王明坤,李秀龙,童银栋,李振新

  土地利用变化是调控陆地生态系统中碳氮源汇功能的重要因素。为了阐明半干旱半湿润区草地（GL）、林地（WL）和农田（FL）中三种典型土地利用类型土壤中碳氮元素水平和垂直分布特征，本研究采用网格调查法采样，测定了3种土地利用类型土壤中36个样点和6个土层（0~10、10~20、20~30、30~40、40~60、60~100 cm）中总碳和总氮含量，利用单因素方差分析比较了3种土壤不同土层中碳氮含量差异，进一步探究了其垂直分布特征，并利用半方差分析与克里金插值分析了3种土地利用类型表层土壤中碳氮元素的空间异质规律。结果表明：林地表层（0~10 cm）土壤总碳含量变异性显著高于草地和农田，而草地生态系统各土层土壤中总氮含量的变异性均高于林地和农田对应土层中土壤总氮含量的变异性。3种土地利用类型中，草地土壤总碳的垂直分布并未呈现随深度增加而递减的特征，而林地和农田土壤总碳的垂直分布基本呈现随深度增加而递减的规律。0~100 cm土层中草地土壤总碳含量最高（1.50‰±0.23%），约为林地（0.75%±0.10%）的2倍、农田（1.04%±0.12%）的1.4倍；而林地土壤中的总氮含量最高（0.53‰±0.09‰），约为草地（0.30‰±0.06‰）的1.8倍、农田（0.38‰±0.06‰）的1.4倍。半方差分析结果表明，除了林地表层土壤总碳的空间自相关程度为中等外，其他三种土地利用类型表层土壤碳氮元素均表现为强烈的空间自相关。研究表明，在半干旱半湿润区域，原生草地生态系统相比于林地和农田具有更高的固碳潜力。

• 高标准农田示范区建设对耕地主要土壤养分的影响

  范磊,位盼盼,郭燕,李光辉,张红利,王来刚,程永政,汤向辉

  为研究高标准农田示范区建设对耕地主要土壤养分的影响，本研究以河南省新乡市原阳县的20万亩（1亩=1/15 hm2）高标准农田示范区项目为研究区，利用297个地面采样点测得的土壤有机质（SOM）、有效磷（AP）、速效钾（AK）、pH等数据，经普通克里格插值（OK）后，按照国家土壤主要性状指标分级标准生成各指标的等级空间分布图，进而分析高标准农田建设前后土壤养分的空间分布及等级变化情况。结果表明，耕地中SOM、AP、AK的地面样点统计平均值建后比建前分别提高0.1 g·kg-1、0.77 mg· kg-1、1.52 mg·kg-1，土壤pH建前建后的值处于7.6~8.0范围，变化较小，呈弱碱性且建前建后基本保持稳定；空间变异分析中SOM、AP、AK、pH的块金系数均小于20%，研究区各土壤养分含量分布具有较强空间相关性。OK插值结果显示研究区耕地中SOM、AP、AK含量大部分区域分别在15 g·kg-1、20 mg·kg-1、100 mg·kg-1以上，均属中等（3级）及以上水平，且建前建后空间分布趋势基本一致，SOM、AP、AK的较高以上含量水平（1级+2级）所占面积建后比建前分别增加4.39%、13.72%、13.65%，低含量水平（5级）或较低含量水平（4级）所占面积建后比建前分别下降3.92%、18.52%、53.95%，说明高标准农田项目的实施提升了耕地中SOM、AP、AK高含量区域的分布面积，降低了低含量区域的分布面积，尤其是对耕地中AP、AK含量较低区域的提升效果比较明显，即对较差耕地的地力提升效果较明显。转移矩阵结果显示研究区耕地中SOM、AP、AK的含量均有较明显的小幅度提升，表明高标准农田项目的实施对研究区耕地SOM、AP、AK含量的等级分布提升效果较明显。

• 水铁矿对小麦秸秆腐解衍生溶解性有机质的分馏作用

  王晓阳,唐晓丹,罗亚娟,王思豫,牛成健,闫娜,马双龙

  小麦秸秆腐解衍生的溶解性有机质（WSDOM）是驱动腐解微生物代谢的关键底物，也是协调农业废弃物资源化、土壤功能提升、环境风险调控与碳中和目标实现的核心纽带。为系统揭示WSDOM的分子组成与结构动态特征，并阐明水铁矿对其组分的分馏效应，本研究通过多种光谱技术，结合分馏实验，解析了腐解过程中WSDOM的吸光特性、分子量分布、荧光组分及官能团演替规律。结果表明：随着周期为7 d的腐解进行，WSDOM的SUVA254、SUVA260和A253/A203分别从1.73、1.68和0.32降至0.91、0.88和0.23，而E2/E3显著增大，从最初的2.74增至3.41，说明芳香性逐渐减小，形成不溶于水的大分子腐殖质；此外，WSDOM中类蛋白物质相对含量由腐解第0天的0.775升高至第3天的0.812再降低至第7天的0.728，类富里酸和类胡敏酸物质相对含量分别由腐解第0天的0.172和0.053降低至第3天的0.144和0.044再升高至第7天的0.202和0.070；水铁矿对不同天数WSDOM的吸附效果存在显著差异，其中第3天的WSDOM吸附效果最为突出，吸附量（以C计）可达52.835 mg·g-1。腐解过程中类蛋白物质和挥发性脂肪族有机酸被分解，同时不稳定的类富里酸类物质也在这一过程中逐渐转化为腐殖质；水铁矿对WSDOM中高芳香性、高分子量和含氧组分具有显著的分馏作用。研究结果为开发高效、快速的秸秆腐解技术，提升秸秆资源化利用效率与农田土壤固碳增汇能力提供一定的理论依据。

• 邻苯二甲酸二乙基己基酯降解菌株的筛选及其降解特性

  郭赫淇,张文丽,徐伟慧,王志刚,陈文晶,胡云龙

  为筛选邻苯二甲酸二乙基己基酯（DEHP）降解菌株，并探究其共培养条件下的相互作用及协同降解特性，本研究取黑龙江省克山县未受DEHP污染的黑土添加40 mg·kg-1 DEHP设置微宇宙实验，30 d后取处理后黑土以稀释涂布法筛选DEHP降解菌，分离纯化菌株并鉴定；通过扫描电镜观察菌株微观形态对DEHP胁迫的响应；依据菌株对DEHP及下游代谢产物的趋化性、生长适应性的互补特征进行菌株的复配共培养；通过菌株代谢物交叉喂养确定其相互作用，研究菌株共培养降解DEHP的特性。结果表明，筛选得到的两株DEHP降解菌株鉴定为Klebsiella quasivariicola GHQ2和Comamonas testosterone GHQ27，两菌株在400 mg·L-1 DEHP胁迫下细胞表面出现褶皱，对DEHP及其下游代谢产物均具有趋化性和生长适应性。GHQ27的代谢物可以促进GHQ2的生长，GHQ2-GHQ27共培养较菌株单培养显著提高了生物量。GHQ2-GHQ27共培养72 h内对初始浓度400 mg·L-1 DEHP的最高降解率可达98.89%，而菌株GHQ2、GHQ27单培养对400 mg·L-1 DEHP的降解率分别为90.72%、93.39%。根据DEHP降解过程中检测的代谢产物推测，GHQ2-GHQ27共培养通过β氧化和脱酯化双途径共同作用，实现DEHP完全降解。GHQ2-GHQ27共培养具备良好的DEHP降解能力，具有进一步开发为菌剂的潜力。本研究结果为后续DEHP污染土壤修复菌剂开发提供理论依据和技术支持。

• UV-B辐射胁迫下水稻旗叶氮代谢的代际响应特征

  张蕾,王修蘋,李祖然,何永美,李元

  为探究元阳梯田水稻（Oryza sativa L.）旗叶氮代谢对UV-B辐射胁迫的代际响应特征，通过原位种植7.5 kJ·m-2 UV-B辐射下分别处理0、1、2、3年的水稻种子，在自然光照和7.5 kJ·m-2 UV-B辐射条件下进行田间试验，研究不同世代同强度UV-B辐射对元阳梯田水稻（白脚老粳）旗叶的氮代谢相关酶和含氮化合物的影响。结果表明：相同强度UV-B辐射胁迫下，水稻的辐射记忆和生存环境匹配时，F2世代水稻旗叶的硝态氮（NO3--N）含量较F1世代显著升高9.5%，同世代的谷氨酰胺合成酶（GS）和谷氨酸脱氢酶（GDH）较F1世代分别升高157.2%和24.0%，促进了水稻叶片氨同化进程，使得铵态氮（NH4+-N）含量较F1世代显著降低；F3世代水稻旗叶的NO3--N含量较F1世代显著升高75.3%，同世代的总游离氨基酸含量较F1世代升高38.4%，F3世代水稻的氮代谢开始产生代际适应性变化，对UV-B辐射胁迫产生了抗逆性。相同强度UV-B辐射胁迫下，不同世代水稻的辐射记忆和生存环境不匹配时，旗叶的GDH活性随环境波动变化，总游离氨基酸含量显著降低，氮代谢仍受UV-B辐射抑制，水稻植株对UV-B辐射胁迫没有产生耐受性。研究表明，UV-B辐射胁迫下，元阳梯田水稻旗叶氮代谢具有代际可塑性，通过调节不同世代水稻氮代谢中的关键酶（GS和GDH）和含氮化合物含量来促进氮代谢产生适应性变化。

• 巨菌草/苜蓿间作下不同改良剂对煤矸石堆土壤性质的影响及植物生长生理响应

  李杨莉,庞龙,和成忠,李莹,湛方栋,宋琳,李博

  为探究巨菌草/苜蓿间作条件下施加不同改良剂对煤矸石理化性质以及植物生长发育的影响，本研究分别施加有机肥、菌渣、牛粪进行试验，对比不同改良剂以及不同种植模式下煤矸石堆土壤理化性质的变化以及两种植物的生长发育状态，以期实现对煤矸石废弃地的生态修复。结果表明，施加有机肥能显著提升煤矸石堆土壤速效养分含量以及阳离子交换量。其中煤矸石堆速效磷含量在施加有机肥后显著高于其他处理组，巨菌草单、间作模式下显著提高了574.13%、658.35%，苜蓿单、间作模式下显著提高了1 323.37%、844.84%。施加菌渣对植物生物量有显著影响，两种植物在间作条件下生物量均高于单作，分别是218.13、3.93 g。施加有机肥能促进植物生长发育，间作条件下巨菌草、苜蓿株高都高于单作，分别是192.57、20.81 cm，是空白处理的1.84、2.02倍。施加牛粪后两种植物的叶绿素含量均显著提高，表现为间作优于单作。间作条件下两种植物叶绿素a含量分别为0.20、1.32 mg·g-1，较空白处理分别显著提升122.22%、67.09%。研究表明，间作下施加有机肥可以显著提升煤矸石堆速效养分含量并增加植物株高、生物量，施加牛粪可以一定程度上增加两种植物的叶绿素含量。

• 多年生黑麦草对镉和砷复合胁迫的响应及酶学机理

  谢晓燕,邓江堤,柒华才,梁新然,王磊,李元,李祖然

  单一有毒微量元素对牧草的影响已受到广泛关注，但关于多年生黑麦草对Cd-As复合胁迫响应研究较少。为探讨Cd-As复合胁迫对多年生黑麦草的生长特征、光合作用、酶学机理和转运蛋白的影响，本研究在温室种植多年生黑麦草（品种为“大瀑布”和“维纳斯”），设置对照组（Cd 0 mg·kg-1，As 0 mg·kg-1）、Cd3As60（Cd 3 mg·kg-1，As 60 mg·kg-1）、Cd3As120（Cd 3 mg·kg-1，As 120 mg·kg-1）、Cd3As180（Cd 3 mg·kg-1，As 180 mg·kg-1）处理组，研究Cd-As复合胁迫对多年生黑麦草累积特征的影响及其酶学机理。结果表明：与Cd3As60相比，高浓度Cd-As胁迫下“大瀑布”和“维纳斯”地上部丙二醛（MDA）含量均显著增加（12.93%~24.73%和16.02%~29.98%），抗氧化系统活性增强，叶绿体基质类囊体排列紊乱，细胞壁变薄，细胞核变形，光合作用受阻，使植株株高缩短（15.12%~28.32%和1.75%~7.20%）、生物量降低（36.22%~54.56%和2.96%~17.82%）；“大瀑布”地上部和根部Lsi1（硅转运蛋白）含量均显著增加（12.23%~20.06%和13.39%~15.64%），As在地上部和根部可溶组分中的占比增加（2%~11%和1%~12%），细胞受到的As毒害减轻；与Cd3As60相比，高浓度Cd-As胁迫下对“维纳斯”的毒害增强，根部细胞受损严重，谷胱甘肽（GSH）、植物络合素（PCs）、非蛋白巯基（NPT）含量和CAX（阳离子/H+交换体）、Nramp（天然抗性巨噬细胞蛋白）含量减少，Cd在地上部和根部的累积（8.96%~13.18%和9.47%~18.59%）及其在可溶组分中的占比减少（1%~9%和0%~2%）。研究表明，Cd-As胁迫引起多年生黑麦草氧化胁迫和细胞膜结构受损，非酶物质和转运蛋白含量降低，导致多年生黑麦草对Cd、As的累积降低。

• 农户感知生态系统服务与生计韧性的耦合协调关系及其影响因素——以湖北大别山区为例

  汪樱,唐兰云,郑亮,杨斌,王卫雯

  为揭示生态系统服务与农户生计韧性之间的复杂关联机制，本研究通过参与式农村评估和问卷调查在湖北大别山区采集522份微观农户调研数据，构建农户感知生态系统服务和生计韧性测度指标体系，借助耦合协调度模型探析两者之间的耦合协调特征，采用多尺度地理加权回归（MGWR）模型探究影响耦合协调度的关键因素及其空间异质性规律。结果表明：农户感知生态系统服务指数位于低、较低、中等、较高、高值区间的样本占比分别为13.79%、22.80%、27.59%、25.29%、10.54%，整体处于中等水平；其中，供给服务得分最高，支持服务和文化服务相对较低。农户生计韧性指数分布于低、较低、中等、较高、高值区间的农户占比分别为9.01%、20.50%、29.69%、27.20%、13.60%，其中社会安全网仍是发展短板，乡村治理仍需强化。农户感知生态系统服务与生计韧性的耦合协调度主要处于初级协调阶段。健康状况、参加培训人数、社会网络规模、社会互动、社会网络质量、资源分配公平程度、到县城时间、道路整洁度、建筑格局、绿化程度和转移性补贴是影响二者耦合协调度的关键因素。研究表明，应加强乡村社会安全网和乡村治理，提升绿色生态发展，注重生态环境保护和社会经济发展的协调，并从多维度增强二者的协调发展水平，以实现区域生态与经济发展的双赢。

• 湖北省传统农区乡村多功能发展评价及障碍因子诊断

  刘梓君,郭斌,郑蔚

  科学评价湖北省及流域分区传统农区乡村多功能发展状况，不仅是对乡村振兴战略下乡村多功能发展情况的客观评判，而且为今后乡村发展方向和优化策略提供现实依据。以流域范围为依据将湖北省划分为五大分区，基于“三生”空间理论构建“生产-生活-生态”功能指标体系，测算2017—2022年全省及五大分区73个县域传统农区乡村多功能发展水平，采用Dagum基尼系数和方差分解法，剖析五大流域分区乡村多功能发展地区差异及来源，最后探究阻碍湖北省及流域分区传统农区乡村多功能发展的主要障碍因子。结果表明，从发展水平测算结果看，研究期内湖北省及各流域分区传统农区乡村多功能发展水平整体呈现出上升态势，且区域间差异对空间分异程度的贡献率最高；从主要障碍因子看，研究期内湖北省及五大分区传统农区乡村多功能发展的主要障碍因子均为农村居民人均可支配收入和植被覆盖率，且两因子障碍度仍缓慢提升。综上，湖北省传统农区乡村多功能发展水平稳步提升，但仍面临居民增收困难、生态保育压力大和城乡差距较大等诸多挑战。

• 基于多节点地理探测器的海南省乡村旅游点时空演进及影响因素研究

  杨青,罗丹,许明军

  为清晰地勾勒出海南省2013—2022年间乡村旅游点时空演进特征和影响因素的变化轨迹，促进海南省乡村旅游点空间布局优化，推动乡村旅游高质量发展，本研究从社会经济、交通配套、政策规划和资源禀赋四个维度出发，运用核密度分析、最邻近指数分析、变异系数、标准差椭圆和多节点地理探测器等方法，对2013、2018年和2022年三个时间节点的乡村旅游点进行综合研究。结果显示：海南省乡村旅游点呈现南北多-东西少的空间分布格局。三个研究节点的空间密度特征差异显著，空间密度呈现双核心多团块散型分布向双核心、单次核心转变。2013—2022年，椭圆范围内的乡村旅游点数量不断增多，且中心轨迹向东北-西北移动。综合四个维度来看，海南省乡镇尺度下乡村旅游点空间分布格局的形成是资源禀赋（解释力q值为0.137）、社会经济（0.111）、政策环境（0.069）和交通配套（0.054）四大因素共同影响的结果。其中，资源禀赋影响力最强，社会经济次之。研究表明，资源禀赋和社会经济是影响海南省乡村旅游时空演变的两大主要因素。

• 我国省际农业灰水足迹空间关联网络及影响因素分析

  孔阳,郝雨欣,张兆方,彭青玲

  我国农业水污染形势严峻且空间差异显著，厘清其空间关联网络结构及影响因素，对我国科学制定差异化的农业水管理调控政策具有重要意义。本文基于水足迹理论对我国31个省（市）2013—2022年农业水污染进行核算，运用改进后的社会网络分析法（SNA）和二次指派程序法（QAP）探究其空间关联结构特征及主要影响因素。结果显示：我国省际农业灰水足迹的空间关联网络已经打破了地理邻近性限制，呈现出显著的空间关联和溢出效应。内蒙古、黑龙江、湖北、河南和福建五个农产品生产大省（自治区）在空间关联网络中占据核心地位，以第二、第三产业为主的上海、吉林、天津、广东和北京五省（市）则在网络中处于边缘位置，影响力有限。我国省际农业灰水足迹块模型划分结构明显，整体呈现“主受益←双向溢出→经纪人”的要素流动趋势，各板块在空间关联网络中均能够有效发挥自身优势。地理邻近关系和农村人均GDP对我国农业灰水足迹空间关联网络具有显著正向影响，而有效灌溉面积、产业结构和水资源禀赋则具有显著负向影响。研究表明：我国省际农业灰水足迹的空间联系紧密，呈现出较为复杂的网络结构，网络稳定性逐步提升；农村人均GDP和地理邻近关系是影响我国省间农业灰水足迹关联关系的最大干预点。

• “粮、钱、碳”视角下种植业生产效率与功能权衡/协同分析——以浙江省为例

  王丽娟,徐梦洁,胡雅君,范淼珍

  为揭示浙江省种植业在“粮、钱、碳”三重需求下的生产特征与动态变化，采用超效率SBM模型从全省和区县两个尺度对种植业的生产效率加以评估，继而从时间和空间两个视角对种植业多功能的实现情况进行了权衡/协同分析。效率评估结果表明：省域层面种植业的生产效率以2013年为“分水岭”，其中2002—2013年为效率下降阶段，2014—2022年为效率提升阶段；2022年种植业具有效率的区县为29个，约占区县总数的1/3，缺乏效率的区县主要分布在金衢盆地和温黄平原。权衡/协同分析表明：在时间维度上，浙江省种植业的“粮-钱”功能和“粮-碳”均表现为权衡关系，而“钱-碳”功能则表现为协同关系；空间维度上，受区县间农业资源禀赋较大差异的影响，“粮、钱、碳”关系表现为正相关关系；“粮-钱”“粮-碳”“钱-碳”高-高值聚类区均位于资源禀赋较好的浙北地区，低-低值聚类区均位于农地资源匮乏的浙南山区和东北部海岛。浙江省应加快农业绿色低碳发展和稳定粮食产量，以进一步提高种植业的综合生产效率。