氮沉降和接种菌根真菌对灌木铁线莲非结构性碳水化合物及根际土壤酶活性的影响

【目的】通过研究氮沉降和接种菌根真菌处理对植物根际土壤酶活性和非结构性碳水化合物含量的影响,探讨全球氮沉降变化背景下植物根际微生态环境及植物生长的应对策略。【方法】以1年生盆栽灌木铁线莲单一接菌(根内根孢囊霉,编号+R;摩西斗管囊霉,编号+F)、混合接菌(根内根孢囊霉和摩西斗管囊霉体积比1:1的混合菌剂,编号+RF)的菌根苗和非菌根苗(未接菌,编号-M)为研究对象,设置4个氮沉降处理试验,即不施氮[CK,0 g/(m²·a)]、低氮[LN,3 g/(m²·a)]、中氮[MN,6 g/(m²·a)]、高氮[HN,9 g/(m²·a)],测定1年生灌木铁线莲苗木非结构性碳水化合物(NSC)[可溶性糖(SS)、淀粉(ST)],以及根际土壤酶[β-1,4葡萄糖苷酶(BG)、亮氨酸氨基肽酶(LAP)、β-1,4-N-乙酰-氨基葡糖苷酶(NAG)、酸性磷酸酶(ACP)和碱性磷酸酶(ALP)]等指标。基于单因素方差分析、双因素交互作用分析和相关性分析方法,在氮沉降量增加的背景下,研究不同接菌处理对苗木根际土壤碳、氮、磷相关酶活性及苗木各器官内非结构性碳水化合物分配的影响,从而探讨接菌处理下各指标对不同氮沉降水平的响应差异。【结果】①除BG活性外,氮沉降、接种菌根真菌及二者交互作用显著影响灌木铁线莲根际土中氮、磷相关酶活性。HN处理下,接种菌根真菌显著降低苗木根际土壤NAG活性。-M处理下,与磷相关的根际土壤ACP和ALP活性在HN条件下显著增加。+R和+F处理下,ALP均在HN处理达到最大。②氮沉降、接种菌根真菌及二者交互作用显著影响灌木铁线莲苗木非结构性碳水化合物。氮沉降处理下,各接菌处理苗木SS、ST和NSC含量高于未接菌处理苗木的,且在+F处理苗木的SS、ST和NSC含量均达到最大。③在LN、MN和HN处理下,-M处理苗木的各器官NSC含量大小顺序为茎<根<叶,而接菌处理苗木的各部位的大小顺序为根<茎<叶。HN处理下,+F处理苗木根内ST和NSC含量达到最大值,茎和叶内SS和NSC含量均达到最大值。④氮沉降和接种菌根真菌处理下,SS、ST、NSC含量与土壤氮相关的NAG活性显著负相关,而与磷和碳相关的酶显著正相关;其中苗木非结构性碳水化合物与磷相关土壤酶ALP活性的相关性系数最高,与碳相关土壤酶BG活性相关性系数最低。【结论】氮沉降和接种菌根真菌处理对灌木铁线莲苗木根际土壤氮、磷相关酶活性的影响高于对根际土壤碳相关酶活的影响,氮沉降处理显著增强菌根苗根际土壤磷酸酶活性。氮沉降背景下,接菌处理提高了苗木非结构性碳水化合物含量,其中接种摩西斗管囊霉的效果最为显著,且明显增加了高氮环境中苗木对根中非结构性碳的分配。     

探究促生根际菌(PGPR)对黄瓜生长的影响

促生根际菌-Plant Growth Promoting Rhizbacteria菌(简称PGPR),是一种能够促进植物生长、防治病害、增加作物产量的微生物.本试验引进PGPR菌种资源技术,以黄瓜的生长为研究对象,探究了促生根际菌(PGPR)对黄瓜生长的影响.结果表明,在试验中采用的两种促生根际菌假单胞细菌(Pseudomonas putida)和肠杆菌(Enterobacter cloacae)对黄瓜生长的影响不明显.     

中国温带疏林的地理分布、生态地位及成因

 中国分布的疏林类型众多,除了在热带分布的疏林(或稀树干草原)外,还有温带阔叶疏林和温带山地针叶疏林两种生态系统,具体包括榆树(Ulmus pumila)疏林、天山云杉(Picea schrekiana)疏林、侧柏(Platycladus orientalis)疏林、杜松(Juniperus rigida)疏林、樟子松(Pinus sylvestnis var. mongolica)疏林、西藏落叶松(Larix tibetica)疏林、亚东冷杉(Abies densa)疏林、巨柏(Cupressus gigantea)疏林、大果圆柏(Sabina tibetica)疏林、滇藏方枝柏(Sabina wallichiana)疏林、方枝柏(Sabina saltuaria)疏林、大果红杉(Larix potaninii var. macrocarpa)疏林、西藏柏木(Cupressus torulosa)疏林、密枝圆柏(Sabina convallium)疏林、长叶松(Pinus roxburghii)疏林、云南松(Pinus yunnanensis)疏林、川西云杉(Picea likiangensis var. balfouriana)疏林、黄榆(Ulmus macrocarpa)疏林、臭椿(Ailanthus altissima)疏林等生态系统类型,疏林生态系统(或疏林植被)应该是介于森林和草原(或灌丛)之间的一种过渡的植被类型,是一种地带性植被类型.疏林的分布是系列生态因子综合作用的结果,但其决定因子是水分.在中国大陆,沿纬度梯度从低到高的地带性植被应为雨林、季雨林、常绿阔叶林、落叶阔叶林、疏林、灌丛或草原,从东到西沿经度梯度依次为(阔叶和针叶)森林、(阔叶和针叶)疏林、草原、荒漠.在高原地区,沿海拔梯度的分布从低到高主要是森林、疏林、灌丛、草原或草甸.与森林、灌丛和草原相比,疏林的分布面积相对较小.中国疏林的分布区域大体位于农牧交错带地区,即从森林到草原过渡的地区.对疏林成因的理解,有利于区域生态恢复措施的选择.     

植被修复技术在矿区的应用研究进展

阐述了植被修复研究、植物修复技术在矿区的应用现状,提出植被修复技术在矿区生态恢复中的应用建议:矿区植被修复应综合采取工程手段以蓄水固沙(或固土),生物治理以增加土壤有机质、微生物及地表植被,农业措施以造林、种果和农作,从而改善矿场土壤结构和质地;再筛选耐性或抗性高的植物(先锋植物),在先锋植物生长的基础上建立次生植物群落(伴生植物、优势种群、亚优势种群),再造生态景观,使矿区逐步恢复为林地、果园和耕地.     

钴对黑麦草根际微生物种群的影响

为了探索钴(Co)对植物根际微生物的毒性效应,以黑麦草作为供试植物,采用Biolog技术测定了钴对黑麦草根际微生物种群的影响,并测试根际微生物对31种碳源的利用情况.结果发现:低浓度钴处理(20mg/kg和100 mg/kg)促进了根际微生物的活性,培养40 d后根际微生物的Biolog板每孔平均颜色变化率显著高于对照组和高浓度(1 000 mg/kg)处理组(P0.05),高浓度钴处理对根际微生物活性没有明显的促进作用.不同浓度钴处理组黑麦草根际微生物的ShannonWiener指数和Simpson指数变化规律表明,低浓度钴处理(20 mg/kg和100 mg/kg)能够提高黑麦草根际微生物种群的系统稳定性.碳源利用结果表明,L-丝氨酸、β-甲基-D-葡萄糖苷、D-甘露醇等19种碳源对黑麦草根际微生物作用明显.     

探究促生根际菌(PGPR)对黄瓜生长的影响

促生根际菌——Plant Growth Promoting Rhizbacteria菌(简称PGPR),是一种能够促进植物生长、防治病害、增加作物产量的微生物。本试验引进PGPR菌种资源技术,以黄瓜的生长为研究对象,探究了促生根际菌(PGPR)对黄瓜生长的影响。结果表明,在试验中采用的两种促生根际菌假单胞细菌(Pseudomonas putida)和肠杆菌(Enterobacter cloacae)对黄瓜生长的影响不明显。     

金钗石斛根际可培养细菌多样性及抑菌活性研究

根际土壤微生物对植物根系发育和植物生长具有重要促进作用.为探究金钗石斛根际土壤细菌的多样性,利用稀释涂布平板法和16S r DNA序列分析技术,对贵州贵阳、金沙和赤水三地栽培的金钗石斛根际土壤中的细菌进行分离和初步鉴定.同时,通过双层平板打孔法和对峙培养法筛选具抑菌活性菌株.结果表明,从金钗石斛根际土壤共分离了1010株细菌,包括67个OTUs,隶属于厚壁菌门(Firmicutes)、变形菌门α亚群(aProteobacteria)、变形菌门β亚群(β-Proteobacteria)、变形菌门γ亚群(γ-Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)和放线菌门(Actinobacteria)的32个属.其中厚壁菌门(54.5%),芽孢杆菌属(Bacillus,44.5%)为优势类群.不同地栽培的金钗石斛根际土壤细菌群落组成存在差异,Shannon-Wiener指数为2.80~2.94.此外,通过筛选共获得23株抑菌活性菌株,其中,JCSHGTTB03-24和CYSHGTR2A05-20两株菌对多种植物病原菌具抑菌活性.金钗石斛根际土壤细菌具丰富的多样性和潜在的生物活性.研究为今后金钗石斛栽培和农业生物防治提供了宝贵的微生物资源.     

广西喀斯特地区植物根际土壤解磷菌筛选及促生效应研究

【目的】广西喀斯特石漠化地区水土流失和植被退化严重,土壤有效磷含量低是限制植被修复的因素之一,筛选乡土高效解磷菌株,可以加快修复石漠化生态环境。【方法】通过调查筛选石漠化地区常见植物根际土壤解磷菌,检测解磷菌株解磷能力,并将优良菌株培养后接种至顶果木(Acrocarpus fraxinifolius)幼苗根际土壤,检测解磷菌对植物的促生效应。【结果】石漠化地区土壤中解磷微生物丰富,共筛选出20株解有机磷菌和24株解无机磷菌,分别属于11个类群,其中,假单胞菌属(Pseudomonas)为石漠化植物根际土壤解磷菌的优势类群。解有机磷菌解磷能力为35.4～79.2μg/mL,解无机磷菌解磷能力为112～253.2μg/mL。接种解磷菌剂对顶果木生长和养分吸收具有显著促进作用,植株地上生物量比对照增加14.5%～30.5%,根系生物量比对照增加27.6%～45.7%。接种IP-HLG1和IP-CTM11处理的植株氮、磷含量显著高于对照处理,分别比对照处理高9.3%、19.7%和24.6%、20.3%。与对照处理相比,接种菌剂处理土壤有效磷含量增加了34.5%～69.1%,IPHLG1和IP-CTM11处理增加显著。【结论】石漠化土壤中解磷菌以假单胞菌属为优势类群,筛选的解磷菌株IP-HLG1和IP-CTM11对顶果木幼苗生长具有显著促进效应,对石漠化土壤磷元素活化能力较强,可作为研发微生物肥料的潜在功能菌株。     

高岭土矿区植被恢复与生态效应研究

以福建省闽清县高岭土矿区为例,选择了马尾松、胡枝子、桃金娘、茶树、绿竹、香根草、五节芒等作为生物复垦的先锋植物,并采取不同试验处理,经过3 a时间,对其生长和土壤改良状况进行测定.结果表明,马尾松、胡枝子、茶树、绿竹、香根草、五节芒乔灌草相结合的植物群落配置,结合熟土回填的处理,有利于植物较快生长,能较快地改善土壤肥力,取得较好的生态效益及明显的经济效益.鉴于这几种植物在亚热带的广布性,认为它们是亚热带高岭土矿区进行植被恢复的首选植物.     

不同蓝莓品种根际phoD基因相关土壤解磷细菌群落结构分析

【目的】研究不同品种兔眼蓝莓(Vaccinium ashei Reade,简称RB)对phoD(碱性磷酸酶基因)相关土壤解磷细菌群落组成的影响,阐明解磷细菌对土壤磷素的转化以及植物生长的意义。【方法】通过对12个兔眼蓝莓品种根际土壤中phoD进行高通量测序,分析phoD基因相关土壤解磷细菌群落的多样性及组成,解析根际解磷细菌与蓝莓品种以及土壤理化性质之间的相互作用关系。【结果】在12个兔眼蓝莓品种中,蓝莓‘森土里昂’(‘Centurion’, RB4)品种具有最高的群落多样性;蓝莓根际phoD基因相关土壤解磷细菌群落核心细菌群由α-变形菌纲根瘤菌目、红螺菌目、β-变形菌纲伯克氏菌目、γ-变形菌纲黄单胞菌目、海洋螺菌目、假单胞菌目和放线菌门链霉菌目组成;蓝莓根际phoD基因相关土壤解磷细菌群落可以分为RBⅠ、RBⅡ两组,其中RBⅠ组的α-变形菌纲细菌相对丰度显著高于RBⅡ组;土壤总磷(TP)和phoD基因相关土壤解磷细菌群落组成是速效磷(AP)的主要影响因素。【结论】蓝莓不同品种和土壤性质对根际phoD基因相关解磷细菌群落丰度有显著影响,而群落多样性则与对照无显著差异,这可为进一步阐明酸性土壤条件下植物和根际解磷细菌之间的共生关系提供有效的数据支持。     

神东矿区土壤湿度遥感监测与双抛物线型NDVI-Ts特征空间

 结合神东矿区环境与灾害遥感监测与分析,根据MODIS/AQUA卫星产品的归一化植被指数(NDVI)和地表温度(T_s)数据,分析了基于1km和500m分辨率数据的NDVI-T_s特征空间,发现NDVI-T_s特征空间均具有双抛物线型特征。与基于1km和500m分辨率数据的NDVI-T_s三角形特征空间进行对比分析,并将得到的温度植被干旱指数(TVDI)数据与实测土壤湿度进行相关性分析,结果表明1km双抛物线型NDVI-T_s特征空间能更好地反映地表0—5cm土壤湿度,而500m双抛物线型NDVI-T_s特征空间在监测10cm土壤湿度时更有优势。以通过双抛物线型NDVI-T_s特征空间得到的TVDI作为旱情遥感监测指标,评估了2010年10月8—23日16d和2010年10月8日当天的神东矿区旱情,揭示了矿区旱情的空间特点。     

接种菌根对神东矿区采煤沉陷地的生态修复效应

 丛枝菌根真菌技术对采煤沉陷区进行土地微生物修复是目前研究的热点之一.本文以神东采煤沉陷区种植的紫穗槐接种丛枝菌根真菌为研究对象,经16、25和28个月监测和对接种菌丝密度与土壤有效磷含量的相关性分析,表明接种对植物生长和根际土壤理化性状产生的一定影响.回归分析方法表明,接种菌菌丝密度与有效磷含量随着时间的推移逐渐降低,而对照逐渐呈现正相关性;不同的监测时间相关性不同,如9月的菌丝密度与有效磷含量的相关性优于6月的,这与菌根发育时间密切相关.神东矿区采煤沉陷地紫穗槐试验结果证明,接种菌根真菌能够在宏观上有效地促进紫穗槐生长和发育,在微观上改良植物生长的基质条件.     

内蒙古伊敏露天煤矿生态环境遥感监测

采用遥感监测方法对内蒙古伊敏矿区生态环境进行回顾评价，解译了覆盖矿区的5期（1987年、1991年、1994年、2002年、2004年）Landsat—TM遥感影像，将1987--2004年划分为4个时段，对每个时段的监测区域进行了土地利用变化分析、草地植被覆盖度变化分析、草地产草量与疏干地下水量的相关性分析．以此为基础，对比了疏干降落漏斗影响范围内、外的变化差异．分析了疏干地下水对矿区及其周边草原生态环境的影响．结果表明，煤矿生产对周边草原生态环境的影响不大．     

基于尺度化SMMI的神东矿区土壤湿度变化遥感分析

 为消除遥感数据时相差异的影响,在土壤湿度监测指数(SMMI)和尺度化归一化植被指数S-NDVI 的基础上,构建了尺度化土壤湿度监测指数S-SMMI。利用1989-2013 年神东矿区多时相TM/ETM+/OLI 及HJ-CCD 影像band3、band4 反射率数据,监测分析了神东矿区25 年来土壤湿度的时空变化特点及其与地表高程、NDVI 之间的关系。结果表明:神东矿区25 年来土壤湿度总体呈上升趋势,与矿区植被的改善成呈相关;土壤湿度和NDVI 的分布均受到了区域地形的影响,低高程区的土壤湿度与NDVI 对高程变化更为敏感;与土壤湿度为16%~32%时的NDVI 变化相比,土壤湿度小于15%时NDVI 变化更为敏感;而且,地势低洼处的人类活动对NDVI 的影响较大。     

基于卫星遥感影像的土地分类实验方法研究

为了让本科生充分理解和掌握遥感影像处理技术,结合吉林大学大学生创新创业训练计划,设计了基于高分辨率卫星遥感影像的校园土地分类实验项目。以2015 年9 月20 日高分二号( GF-2) 卫星拍摄的吉林大学中心校区卫星影像为实验数据,通过使用不同的光谱指数以及支持向量机( SVM: Support Vector Machine) 分别对影像中的建筑物、植被、水体、平地和操场等地物进行提取,进而得到基于高分辨率遥感影像的校园地物分类图,并对分类结果中各种地物信息进行统计分析,将统计结果与真实的地物参数进行对比,近而改善该方法的分类精度与可靠性。实践结果表明,该实验可以有效的帮助学生对知识的理解和掌握,达到了预期的教学效果。     

红透山地区植被异常遥感信息提取及其找矿意义

为了解决遥感技术在高植被覆盖区的应用受到较大限制的问题,在充分考虑植被反射光谱特征及其在TM数据波段响应基础上,对TM5,TM4,TM2/TM3多光谱遥感数据进行主成分分析并拉伸处理.矿化区植被与背景区植被表现出明显的区别,矿化区植被呈暗红色,而背景区植被则表现为鲜艳的粉红色;对上述影像数据进行监督分类,结果表明该方法可以很好地突出由矿化蚀变导致的植被异常信息.该方法对东北高植被覆盖区遥感地质勘查具有一定的借鉴意义.     

地表裂缝对青杨根际环境的影响

 通过野外调查确定研究区域和样本植物,然后分别在地下煤炭开采前和开采后定点采集植物根际土壤样本,通过实验分析研究神东矿区补连塔煤矿地下煤炭开采引起的地表采动裂缝对青杨根际环境的影响.结果表明,青杨根际微生物区系中,细菌数量最多,放线菌数量次之,真菌数量最少;青杨根际微生物数量、酶活性、土壤含水量、pH值呈现明显的季节分布规律.地表裂缝降低了青杨根际的微生物数量、酶活性、菌丝密度、菌根侵染率、土壤含水量和电导率.随着时间的推移,地表裂缝对青杨根际环境的影响有逐步减弱的迹象.     

基于MODIS反演数据的河套地区荒漠化研究

基于2001-2013年MODIS遥感反演数据, 通过对土地覆盖类型、叶面积指数(LAI)、归一化植被指数(NDVI)和增强植被指数(EVI)4个方面的分析, 研究河套地区的荒漠化情况及其季节变化特点。结果表明, 2001-2013年, 河套地区整体植被覆盖转好, 其中, 耕地面积从2001年的4218 km² 增大到2013年的20470 km², LAI平均值从2003年的0.130~0.335增大到2013年的0.182~0.405, 平均NDVI和EVI逐年总体增大, 分别从2001年的0.142和0.095增大到2013年的0.193和0.116, 而且, 单位面积上的植被生长质量也在加强。此外, 归一化植被指数季节分布特点显示, 河套地区北部巴彦淖尔盟2013 年左右开始大面积种植一年两季粮食作物。但是, 研究结果表明河套地区植被覆盖指数仍较低, 北部和西南部荒漠化情况加剧, 若不采取有效措施, 极易出现“沙进人退”的生态环境问题。     

江苏沿海地区围垦动态与土地利用变化驱动力研究

为研究沿海地区围垦动态以及土地利用变化的主要驱动力,以江苏沿海地区为研究区,基于ENVI 5.3与ArcGIS 10.0平台,以2000年Landsat-7 ETM和2017年Landsat-8 OLI的遥感影像为数据源,采用目视解译的方式提取海岸线,然后用监督分类方法得到江苏沿海地区2000年和2017年的土地利用数据,运用主成分分析法得出该地区土地利用变化的主要驱动因子。结果表明:(a)2000—2017年间江苏沿海地区进行了大规模的围垦,江苏省围垦土地面积107 420.0 hm²,年均围垦面积6 318.8 hm²,全省平均岸线围垦强度为7.11 hm²/(a·km)。(b)连云港市围垦强度最低,大部分耕地、林地与水体转化为城乡、工矿及居民用地;盐城市海岸线长度最长,围垦面积最大,整体利用格局向海岸方向迁移,耕地、未利用土地等面积略有下降;南通市围垦强度最大,林地面积大幅度减小,城镇面积增加。(c)人口增长与社会经济的发展是江苏沿海围垦与土地利用变化的主要驱动力。     

结合植被覆盖度指数的土地覆盖分类方法研究

基于Landsat 8 OLI反射率数据,结合定量遥感反演植被覆盖度（fractional vegetation cover, FVC）提取的植被物候特征数据,对比了神经网络、支持向量机和随机森林3种土地覆盖分类方法．结果表明:随机森林分类方法具有较好的结果,反射率结合植被特征数据的分类方法的总体精度为85.52%,Kappa系数为0.8212,比仅用反射率的土地覆盖分类总体精度提高了3.45百分点,Kappa系数提高0.0429;植被覆盖度提取的植被特征数据能有效改善耕地、草地和裸地的制图精度和用户精度,对林地与水体的用户精度分别提高了7.79百分点与1.81百分点,灌木与人造地表的制图精度分别提升了7.69百分点与0.59百分点．整体来看,结合植被覆盖度及其派生植被特征进行土地覆盖信息的提取,在简单易行的同时,为提高分类精度提供了有效支持．