煤炭开采对国家级重点生态功能区的影响

以国家级重点生态功能区山西省保德县为研究对象,对2000—2016年该县域煤炭开采造成的生态环境如大气、土地、水资源、水土流失的破坏状况进行了评价。结果表明,2000—2016年煤炭开采给保德县造成生态环境价值损失约116.7亿元,保德县区域生态恢复治理为农田的成本约58.79亿元;并提出了矿区生态环境治理的一些对策,以促进该国家级重点生态功能区生态环境与经济协调发展。研究结果可以为类似地区的可持续发展提供借鉴。     

施肥对复垦土壤微生物代谢功能与苗期玉米生长的影响

利用Biolog-ECO技术、WinRHIZO扫描仪及其图像分析技术，研究了对照CK（施肥量为0）、施复合肥F（施肥量为600 kg·hm^-2）、施有机肥O（施肥量为7 500 kg·hm^-2）、有机无机肥配施OF（施肥量为复合肥300 kg·hm^-2+有机肥3 750 kg·hm^-2）处理下煤矸石复垦区土壤微生物群落代谢功能及苗期玉米根系形态等特征，结果表明：不同施肥处理下煤矸石复垦区土壤微生物群落功能多样性差异显著，OF处理下土壤微生物多样性Shannon-wiener指数与Simpson指数最高，分别为3.22和0.96， Eveness指数最低，为0.21，而CK处理与之相反，Shannon-wiener指数与Simpson指数最低，分别为3.07和0.95，Eveness指数最高，为0.23；影响该区域土壤微生物群落代谢功能多样性的关键碳源包括6种氨基酸（L-精氨酸、L-天冬酰胺酸、L-苯基丙氨酸、L-丝氨酸、L-苏氨酸、甘氨酰-L-谷氨酸)、4种酯（D-半乳糖酸γ内酯、丙酮酸甲酯、吐温40、吐温80）、1种胺（腐胺）、5种酸（D-半乳糖醛酸、2-羟苯甲酸、4-羟基苯甲酸、r-羟基丁酸、D-苹果酸）、3种糖（-甲基D-葡萄糖苷、葡萄糖-1-磷酸盐、a-环状糊精）、3种醇（I-赤藻糖醇、D,L-a-甘油、D-甘露醇）；OF处理下玉米根系形态参数如根长、根体积、根系分形维数及玉米生物性状如生物量、茎粗、株高等与CK处理差异最为显著，说明OF处理有利于煤矸石复垦土壤质量的恢复与提高，利于煤矸石复垦区玉米生长。     

农业措施对复垦土壤有机质和生产力的影响

为阐明矿区工程复垦后,农业措施对复垦土壤有机质和土地生产力的影响,以原平露天矿区复垦地为研究对象,比较了人工农业措施干预下的复垦地和自然恢复的复垦地土壤有机质含量和土地生产力的变化,同时分析了有机质和土地生产力之间的相关性。结果表明:施肥尤其是有机肥施用相对自然恢复可以显著提高复垦土壤有机质含量;方差分析表明,在种植相同作物情况下,有机肥+无机肥处理能显著提高土壤有机质含量,同时提高复垦土地生产力;相关分析表明,有机质和土地生产力之间存在显著的线性正相关关系。     

不同植物种植对矿区复垦土壤微生物多样性的影响

利用16S rDNA及Biolog-ECO技术研究不同植物种植下矿区复垦土壤中微生物种属及代谢功能多样性特征,旨在为矿区复垦土壤质量提升与定向培育提供理论基础。结果表明:矿区复垦土壤中微生物多样性在属水平上丰度值较高的为假节杆菌属、芽球菌属、气微菌属、鞘氨醇单胞菌属、类诺卡式属;种植大豆与玉米后,复垦土壤微生物属水平上丰度差异不大,而种植毛苕子、苜蓿与自然恢复下土壤微生物属水平上丰度差异较大;复垦土壤微生物代谢功能主要集中于氨基酸代谢与碳水化合物代谢,土壤中香农-维纳指数差异较大,顺序为毛苕子苜蓿玉米大豆自然恢复;影响矿区复垦土壤代谢功能的碳源主要有糖类中的D-木糖、β-甲基D-葡萄糖苷、葡萄糖-1-磷酸盐、D-纤维二糖,氨基酸类中的L-丝氨酸、L-精氨酸,酯类中的丙酮酸甲酯、D-半乳糖酸γ内酯,醇类中的D-甘露醇,胺类中的N-乙酰基-D-葡萄胺,酸类中的4-羟基苯甲酸、D-半乳糖醛酸。种植毛苕子有利于矿区复垦土壤微生物的碳代谢功能增强,而自然恢复下土壤碳代谢功能较差。总体来看,矿区复垦土壤中种植豆科作物毛苕子可以增加矿区复垦土壤微生物的物种多样性,提高微生物活性,增强微生物代谢功能多样性,使土壤向健康方向发展。     

基于碳足迹分析国家级重点生态功能区农田种植业特征

小尺度农田生态系统碳足迹的研究可为当地低碳农业的发展提供科学依据。基于碳足迹视角,以国家级重点生态功能区山西偏关县为例,根据主要投入要素的碳排放系数和各种作物的碳吸收率,利用SPSS软件回归分析了2007—2016年研究区农作物的碳吸收对农业化学物质及能源投入碳排放的消纳情况。结果表明,偏关县农田种植业的碳平衡处于碳生态盈余状态,粮食作物在种植业中占比较大,玉米是影响农作物固碳的主要因素,但是变幅不大,而大豆固碳能力逐年增长,氮肥、农膜、耕作耗能、秸秆焚烧是影响碳排放的主要因素,其中,氮肥碳排放年均贡献率为45%;农膜碳排放近10 a增长5%。因此,碳生态盈余状态并不能掩饰化学物质和能源投入所引发的不可再生资源年损耗的增加和农业面源污染潜在风险的加剧。     

工矿复垦区大豆根际微生物多样性对施肥制度的响应

选取山西省古交屯兰工矿复垦区为研究对象,设置4个施肥处理,即对照处理(CK)、无机肥处理(F)、有机肥处理(O)、有机无机配施处理(OF),将传统与现代微生物技术相结合,分析比较了工矿复垦区苗期大豆根际微生物多样性对施肥制度的响应。结果显示,传统微生物培养法表明不同施肥处理下大豆苗期根际微生物细菌、放线菌、真菌数量差异显著(P0.05),细菌、放线菌数量由大到小顺序均为OFOFCK,真菌数量由大到小顺序为OFOFCK;Biolog-ECO分析发现香农-维纳指数由大到小顺序为OFOFCK,均一度指数顺序为OOFFCK,OF处理下大豆根际微生物多样性指数与CK处理差异显著,香农维纳指数由大到小顺序为OFOCKF,OF处理下大豆根际微生物活性高,代谢功能强;16S rDNA分析表明,OF处理下大豆根际微生变形菌门(Proteobacteria)丰度最高,且与O处理大豆根际微生物具有相似亲缘性属,而CK处理下大豆根际微生物绿弯菌门(Chloroflexi)与酸杆菌门(Acidobacteria)丰度最高,与F处理下大豆根际微生物具有相似亲缘性属。总体来看,大豆根际微生物多样性对施肥的响应变化明显,OF处理与CK对照处理差异显著。     

煤矸石复垦区玉米根际与非根际土壤细菌群落对覆土厚度的响应

为了解煤矸石填埋区复垦土壤细菌群落对覆土厚度的响应机制，以山西省屯兰矿区不同覆土厚度下(40、80、120 cm)玉米根际与非根际土壤样品为试验材料，对土壤细菌V3-V4区进行高通量测序，分析细菌群落群落结构、多样性及其与土壤养分的相关性。研究结果表明，不同覆土厚度下玉米根际细菌扩增序列变体(ASV)数量均高于非根际土壤，80 cm覆土厚度下根际与非根际土壤中细菌的ASV数量最多；放线菌门和变形菌门为该复垦区各覆土厚度下的玉米根际与非根际土壤中的优势细菌门，溶杆菌属、分枝杆菌属、类诺卡式属和67-14属为优势细菌属。覆土厚度可以改变玉米根际与非根际土壤中的细菌群落结构及其多样性。覆土80 cm为该复垦区较为适宜的覆土厚度，该覆土厚度不仅能够提高玉米根际放线菌门、类诺卡式属的相对丰度，增加非根际土壤中变形菌门67-14属的相对丰度，而且可以增加复垦土壤中的细菌群落的物种多样性和均一度指数，土壤速效钾、有效磷和有机质含量是驱动土壤细菌群落物种多样性变化的主要养分因子。     

县域农业结构调整与产业升级对农民收入的影响

为了在乡村振兴战略中切实促进忻州市农民收入增加,本文利用Stata软件对忻州市内11个县域2007-2018年的平行面板数据进行固定效应与GMM模型分析,研究县域在农业结构调整与产业升级过程中对农民收入的影响。结果表明：县域进行产业升级后降低了农民收入；经济作物占比提高利于农民收入的增加；城镇化率、经济发展水平及农业机械总动力的提高对促进农民收入增长具有正向作用。同时,针对该研究结果从资源配置,优化农业种植业结构与加大农业投入方面提出了一些建议。     

偏关县退耕还林(草)区农户退耕意愿分析

以偏关县147个农户的实地调查数据为依据,对影响农户退耕还林意愿的主要因素进行了Logistic模型分析,结果表明,农户退耕意愿主要受人均纯收入、非农收入比例及国家是否提供后续产业因素影响。     

不同方法分析工矿复垦区不同植物根际 微生物多样性的比较

以山西古交屯兰工矿复垦区为研究对象,从不同植物种植、不同耕作制度的视角出发,将传统分析与现代技术分析相结合,分析比较工矿复垦区植物根际微生物的多样性,旨在为提高工矿区复垦的土壤质量提供理论依据。传统分析结果表明,豆科植物根际微生物细菌与放线菌的数量要高于禾本科植物,毛苕子根际细菌、放线菌数量与Shannon多样性指数均高于其他植物,在大豆—玉米—玉米轮作制度下,大豆根际细菌、放线菌数量与Shannon多样性指数高于玉米—大豆—大豆轮作制度下玉米根际的相应指标。用16S rDNA V3～V4区操作分类单元(operational taxonomic units,简称OTU)进行不同植物根际细菌α多样性分析,发现自然恢复土壤的Chao1丰富度高于种植植物的土壤,与种植植物根际土壤微生物的群落结构截然不同,连种毛苕子根际与玉米—大豆—大豆轮作制度下的玉米根际土壤具有丰度较低的相似性微生物属,大豆与苜蓿的根际微生物具有相似的亲缘性。