模拟人工湿地植物混种对氮去除及温室气体排放的影响

为探究植物多样性对人工湿地生态系统功能的影响,在模拟人工湿地试验系统中配置的两种植物物种单种和混种处理方案。结果表明:单种系统的出水硝态氮(NO-3-N)和铵态氮(NH+4-N)及温室气体排放与混种系统无显著差异;单种系统基质无机氮积累量显著高于混种系统;单种系统生物量(地上、地下和总量)及氮积累量(地上和总量)显著低于混种系统;根据物质平衡法,单种系统植物吸收对系统氮去除的贡献显著低于混种系统,反硝化作用却显著高于混种系统,基质存留的总无机氮(TIN)也显著高于混种系统(P0.05)。     

天宝岩不同类型泥炭沼泽物种多样性与地上生物量关系

以天宝岩国家级自然保护区为研究对象,研究4种不同类型泥炭沼泽群落生物量、物种多样性分布特征以及地上生物量与物种多样性间的关系.结果表明:泥炭藓群落(Comm.Sphagnum magellanicum)地上生物量和泥炭藓生物量均显著高于其他3类群落(P0.05),其他3类群落地上生物量和泥炭藓生物量无显著差异(P0.05),其中水竹-泥炭藓群落(Comm.Phyllostachys heteroclada-Sphagnum magellanicum)的地上生物量最低.不同泥炭沼泽类型群落物种多样性排序为垂穗石松+水竹-泥炭藓群落(Comm.Palhinhaea cernua+Phyllostachys heteroclada-Sphagnum magellanicum)灯芯草-泥炭藓群落(Comm.Juncus effusu-Sphagnum magellanicum)水竹-泥炭藓群落泥炭藓群落.相关分析表明:天宝岩不同类型泥炭藓沼泽群落物种多样性与地上生物量关系不明显,基本无相关性(r≈0).亚热带泥炭藓沼泽湿地生物量主要由优势物种决定,而物种多样性则主要由非优势物种决定.长期水淹加上高寒气候造成资源环境空间异质性降低,"生态位互补"效应不明显.     

泥炭湿地物种多样性、生产力与土壤养分关系

按照水位梯度将金川泥炭地的植物群落划分为4个类型(臌囊苔草-柳叶绣线菊群落、芦苇-臌囊苔草群落、臌囊苔草群落和油桦-臌囊苔草群落),研究4个群落的物种多样性与生产力及土壤养分的关系.结果表明:随着水位的升高,4个群落的生物量逐渐减少,水位最低处的臌囊苔草-柳叶绣线菊群落的地上生物量最高;4个群落中地下水位、生物量、土壤全氮、土壤全磷和物种多样性均存在显著差异(P0.05),土壤有机质差异不显著;物种多样性仅与土壤全磷呈显著正相关关系(P0.01),与全氮、有机质和地下水位无相关性;生物量随土壤全氮、全磷的增加显著增加,与湿地水位呈显著负相关,与土壤有机质含量之间关系不显著.金川泥炭地群落生产力的分布与土壤全氮、全磷和泥炭地水位的关系密切;土壤全磷可能是影响物种多样性的主要因子.     

鄱阳湖南矶湿地6种优势植物群落植被碳储量分布特征

在春季生长期,在鄱阳湖南矶湿地典型区内沿水位梯度采集6种优势植物群落样品,进一步区分植物地上部分茎叶和地下根系,以及优势种和伴生种.通过测定群落不同组分的全碳含量和生物量分析了鄱阳湖湿地植被碳分配与碳储量特征.结果表明:植物地上部分全碳含量的波动范围为37.12%～47.30%,地下根系全碳含量的波动范围为24.32%～38.33%,地上部分大于地下根系.总碳储量在不同群落间的变化范围为229.29～581.37 gC·m^-2,表现为灰化苔草群落最高,菰群落最低.不同群落物种的碳分配策略存在显著差异:灰化苔草和狗牙根地下根系碳分配远高于地上部分,虉草和芦苇则将更多的碳分配至地上部分,菰和南荻地上和地下碳分配较为均衡.碳储量在种间分配上主要集中于群落优势种.     

妫河下游土壤含水量与植物群落的关系研究

通过对妫河流域河岸带植物群落物种多样性的调查研究,探讨了河岸带植物多样性及地上生物量与土壤含水量之间的关系.结果表明:(1)利用抛物线方程进行拟合,河岸带植物多样性与土壤含水量之间具有极显著的相关性(R2=0.970,P=0.009＜0.01),回归方程为Y=1.051+8.799x-21.001x2+12.500x3,反映了植物的生长对土壤水分的需求具有最适阈值,高于或低于其生长所需的适量水分,都会使植物群落多样性降低;(2)7月和9月群落地上生物量和土壤含水量之间呈正相关,而在5月两者之间呈负相关,但相关性均不显著.     

刈割、施肥和浇水处理下高寒矮嵩草草甸补偿机制

以青藏高原东北部高寒矮嵩草草甸为研究对象,通过3年的野外控制实验,研究了刈割(留茬高度1,3cm及不刈割)、施肥(施和不施尿素+磷酸二铵)和浇水(浇、不浇)处理对群落补偿生长的影响及其补偿机制.研究结果显示:随着刈割强度的增大,群落逐渐向以低矮植物为优势的方向转变,高大禾本科植物的重要值减少,矮生阔叶类杂草逐渐占据优势地位,物种多样性在各刈割处理间差异不显著.群落密度在中度刈割条件下最高,在不刈割和重度刈割处理间差异不显著.地上生物量的超补偿仅发生在中度刈割+施肥条件下,在不施肥处理中则为低补偿.群落盖度在中度刈割下较低,不刈割与重度刈割处理间差异不显著.浇水处理能显著增加群落密度,但对物种多样性、群落盖度及地上生物量影响均不显著.上述结果说明,重度刈割处理显著降低了生产性禾本科植物的重要值,而施肥能显著提高这些植物在群落中的优势度,并增加群落密度、盖度和地上生物量.中度刈割后,群落在密度和地上生物量方面表现出的超补偿机制与施肥的正效应共同作用,提高了群落的补偿能力.     

基于宏基因组测序技术分析连作对杨树人工林土壤微生物群落的影响

为了了解连作人工林土壤微生物群落的演变动态,以Ⅰ代和连作Ⅱ代杨树人工林为研究对象,提取土壤微生物基因组DNA并进行宏基因组测序分析,结合土壤酚酸含量测定,分析阐明连作杨树人工林土壤微生物群落演变动态及其与土壤酚酸类化感物质累积的相关性。结果表明:杨树人工林土壤中共检测到细菌域微生物类群8个门63属,其中芽孢杆菌属(Bacillus)为优势菌群,Ⅰ代和连作Ⅱ代林之间土壤微生物群落多样性和均匀性没有显著变化。连作Ⅱ代林土壤中9属微生物丰度显著升高(P0.05),7属微生物丰度显著下降(P0.05),连作对杨树人工林土壤微生物群落组成和丰度有显著影响(P0.05);参与DNA修复与蛋白重组,次生代谢物的合成、转运与代谢等代谢功能的基因丰度显著下降(P0.05)。连作Ⅱ代林土壤酚酸总量显著升高(P0.05),并与土壤微生物群落组成和丰度显著相关。     

杭州西溪湿地植物生物量和有机碳季节变化及碳的积累

对西溪湿地3个样带中植物群落生物量和有机碳含量的季节动态进行了研究,同时分析了3个样带植物群落有机碳的积累量.结果表明:植物从春季(4月)进入生长季后,其地上生物量逐渐增加,10月份达到最大,表现为芦苇带芦苇混交带香蒲带,地下生物量也呈增加趋势.3个样带中植物各器官有机碳含量差异极显著,并表现出季节变化特征,叶片有机碳含量在7月达到最大,芦苇混交带和芦苇带植物茎有机碳含量在10月达到峰值.3个样带植物各器官有机碳积累量不同,表现为芦苇带香蒲带芦苇混交带.可见,芦苇群落是西溪湿地固碳的主要功能植被类型,同国内其它湿地相比,西溪湿地的固碳潜力巨大.     

模拟干旱对亚热带森林土壤微生物生物量及群落结构的影响

土壤微生物作为生态系统的重要组成部分,在生态系统的物质转化和能量流动等生物地球化学循环过程中起着重要作用.本文以亚热带典型森林为研究对象,通过设置隔离穿透水的干旱处理、样地建设影响的干扰处理,以及自然状态下的空白对照处理,利用磷脂脂肪酸(Phospholipid Fatty Acid,PLFA)分析法,研究了干旱环境对森林生态系统土壤微生物生物量及群落结构的影响.结果表明:不同处理方式对土壤温度影响差异不显著,但干旱显著降低了土壤湿度.与对照组相比,干扰处理下土壤微生物生物量与群落结构没有显著变化,干旱处理轻微显著降低了3个土层土壤微生物总PLFAs、细菌和真菌PLFAs含量(P0.1).干旱对i15:0和16:0两种表征细菌的脂肪酸含量没有显著影响,但对a15:0,i16:0,16:12OH和18:1ω7c等4种表征细菌的脂肪酸含量影响明显.土壤微生物总PLFAs含量与土壤含水量在干旱处理下显著正相关,而在干扰和对照处理下呈现负相关关系.这些结果表明,干旱影响了森林生态系统土壤微生物生物量及群落结构,并且土壤水分是引起干旱条件下微生物生物量变化的关键因素.     

附子/水稻套作模式下附子根际土壤微生物结构研究

为探讨附子/水稻套作模式缓解道地附子连作障碍的相关机制,以传统附子/玉米套作模式(A/M)为对照,通过2年田间定位试验,分析了附子/水稻套作模式(A/R)下附子根际土壤微生物数量、群落结构和多样性的差异。结果表明:A/R模式下,土壤微生物磷脂脂肪酸(PLFA)总量、真菌和细菌PLFA含量、革兰氏阳性菌(G~+)和革兰氏阴性菌(G~-)PLFA含量及原生动物和放线菌PLFA含量均显著高于A/M模式(P0.05),2017年分别增加7.22,0.93,5.23,1.11,1.25,0.24,0.33 nmol/g,2018年分别增加4.46,0.42,2.73,1.48,0.96,0.02,0.16 nmol/g;A/R显著提高了根际土壤真菌/细菌PLFA含量比值(P0.05),同时降低了根际土壤G~+/G~-PLFA含量比值;A/R根际土壤微生物多样性指数、均匀度指数及优势度指数均显著高于A/M(P0.05)。A/R模式下土壤微生物数量和多样性增加、群落结构优化可能是该模式能有效缓解附子连作障碍的重要原因。     

生态补水对黄河三角洲盐沼地土壤微生物群落分布特征的影响

为探究生态补水对盐沼湿地土壤微生物群落的影响，以黄河三角洲国家级自然保护区内人工围坝、实施“引淡压咸”淡水补给工程的湿地土壤为研究对象，以潮汐区天然盐沼湿地土壤为参照，使用磷脂脂肪酸（PLFA）法对比研究0~30 cm土层中4种土壤微生物群落（细菌、真菌、放线菌和丛枝菌根真菌等）在2类湿地中的分布特征，同时区别不同植被条件下（芦苇群落、盐地碱蓬群落和裸滩）的差异。结果表明:供试土壤的PLFA总量在4.25~32.71nmol.g-1之间，微生物群落组成均以细菌为主，表征4种微生物类群的PLFA含量由高到低依次为细菌(（8.47±4.66) nmol.g-1）、真菌（（1.28±2.21 ）nmol.g-1）、放线菌（（0.98±0.68） nmol.g-1）、丛枝菌根真菌（（0.29±0.27） nmol.g-1）。表征4种微生物类群的PLFA的含量均表现为生态补水区高于天然盐沼区，其中细菌平均高出39.63% ，真菌平均高出63.56% ，放线菌平均高出65.14% ，丛枝菌根真菌平均高出69.22% ，这可能是由补水引起的土壤pH减小、有机碳含量增加而导致的；从3种植被条件的对比来看，土壤PLFA含量由高到低依次为芦苇群落（7.43~32.71 nmol.g-1）、盐地碱蓬群落（4.87~16.58 nmol.g-1）、裸滩（4.25~7.54 nmol.g-1）。6种样地土壤PLFA总量排序为:补水区芦苇群落（17.70~32.71 nmol.g-1）、补水区盐地碱蓬群落（10.71~15.44 nmol.g-1）、潮汐区芦苇群落（7.43~12.23 nmol.g-1）、补水区裸滩（5.93~7.54 nmol.g-1）、潮汐区盐地碱蓬群落（4.87~6.50 nmol.g-1）、潮汐区裸滩（4.25~5.02 nmol.g-1）。补水区芦苇湿地土壤PLFA总量和真菌PLFA相对含量的增幅较大，这与补水区土壤适宜芦苇生长，而芦苇生物量的大量增加又导致土壤有机质的大幅增多和pH的下降密切相关；真菌与其他3类微生物相比，对补水和植被的响应幅度最大，尤其在恢复区芦苇群落土壤中，这进一步证实了土壤真菌在植物枯落物分解、植物碳转化为土壤碳方面的重要作用。从当前PLFA含量增加的角度来看，补水显著提升了芦苇群落土壤中微生物的生物量，然而盐沼湿地土壤微生物生物多样性及盐沼湿地生态过程、生态系统结构和功能在补水后的变化有待进一步系统综合地研究和评估。      

放牧强度对草甸草原土壤微生物数量和微生物生物量的影响

研究了内蒙古锡林郭勒草甸草原不同放牧强度样区的土壤微生物类群数量和微生物生物量.结果表明,草甸草原土壤中各类群微生物的数量关系为细菌＞自生固氮菌＞放线菌＞真菌(主要为霉菌);微生物生物量碳、氮含量均随放牧强度的增大而逐渐减小;重牧区的微生物数量和微生物生物量与对照区、轻牧区差异极显著(P＜0.01).相关性分析表明,土壤微生物数量与微生物生物量呈显著或极显著正相关.     

野鸭湖湿地芦苇生物量的时空动态分析

本文以野鸭湖湿地优势植物芦苇(Phragmitesaustralis)为研究对象,选择三个环境条件明显不同的样地,通过实地采样和实验室测定,分析了芦苇地上和地下生物量的时间和空间变化.结果表明,不同样地之间芦苇的地上生物量和地下生物量均存在显著差异,各个样地的生物量在不同月份也存在一定的差异.此外,芦苇的地上生物量和地下生物量之间存在显著的正相关关系.进一步的分析表明,土壤含水量对植物的生物量有显著的影响,这两个变量之间呈非常显著的正相关关系.     

伊犁河上游典型草地生态系统氮磷含量及化学计量特征

【目的】了解伊犁河上游典型草地养分限制状况,为不同草地类型群落营养循环及植物-土壤养分管理提供理论依据,也为该区域生态环境的改善提供科学依据。【方法】通过野外调查采样和室内分析测定,采用相关性分析方法,分析了不同类型草地群落植物-土壤氮、磷、钾含量及化学计量学特征。【结果】研究区不同草地类型植物群落植物地上部分和地下部分根系的氮、磷、钾含量变异较大,山地草甸草原和高寒草甸植物地上部分氮含量荒漠草原、半荒漠草原和高寒草甸的氮含量;荒漠草原和半荒漠草原植物地下部分根系的氮含量山地草甸草原、山地草甸和高寒草甸的氮含量;不同草地群落类型植物地上部分的P含量与植物N/P比值呈显著负相关,土壤N与土壤P含量、土壤P含量与土壤N/P比值分别呈显著正相关,土壤N和土壤N/P比值极显著相关,其相关系数为0.983。【结论】研究区土壤氮素缺乏,可以考虑在草地生长过程中适当添加氮肥。     

放牧强度和生境资源对高寒草甸群落补偿能力的影响

研究了不同放牧强度、土壤养分和水分条件对高寒矮嵩草草甸三种生境的群落物种多样性及补偿能力的影响。结果表明:物种丰富度指数R和Shannon-Weiner多样性指数H′在牧道和封育草地显著高于畜圈生境,牧道生境的物种数最高,而畜圈物种数最少,仅为牧道的54%。地上生物量在牧道和畜圈生境均发生超补偿反应,地下生物量在畜圈为等量补偿,而在牧道发生超补偿反应。对畜圈生境群落地上生物量超补偿反应贡献最大的是垂穗披碱草,而对地下生物量等补偿反应贡献最大的是矮嵩草。在牧道生境中,对地上、地下生物量超补偿反应贡献最大的均为矮嵩草。群落地上、地下生物量的相对增长率在生境间无显著差异。土壤含水量与补偿生长无相关关系,地上生物量的补偿性生长与采摘率和土壤全氮质量分数正相关。这些结果支持中度干扰假说,同时说明高寒草甸群落的补偿响应模式与群落物种在生境间补偿量的消长变化有直接关系,补偿能力同时受放牧强度和土壤营养资源,特别是氮素营养的共同影响,而土壤水分的影响相对较小。     

湿地系统中重金属截留分布的季节性特征及来源研究

采用ICP-OES分析法测定了皂河人工湿地系统中植物与基质中重金属(Cu、Pb、Zn、Cr、Ni、Cd)含量,分析湿地系统中重金属污染状况随时间变化特征,通过主成分分析法和相关系数法探讨湿地中主要重金属污染物以及重金属间相关性.结果表明:(1)湿地系统在7月份对6种重金属截留率为48%～78%,4月、10月份对重金属的截留率为30%～50%.(2)植物中重金属分布量占整个湿地系统的5.14%～9.71%,基质中重金属分布量占89.11%～93.35%,湿地系统中重金属流失率在0.08%～1.78%,表明基质在湿地系统截留重金属过程中发挥主要作用.(3)主成分分析表明,表征重金属Cu、Zn污染的主成分贡献率为58.78%,表征重金属Cr的主成分贡献率为18.78%,说明Cu、Zn是湿地中的主要污染物,Cr是次于Cu、Zn的污染物.(4)相关性分析显示Ni与铵态氮和有机质在P0.05水平上呈现显著正相关,Cd与速效磷在P0.05水平上呈现显著负相关,表明Ni、Cd迁移转化过程受到湿地理化性质的影响.重金属Cu与Pb、Cu与Zn含量间在P0.05水平上呈现显著正相关性,说明Cu与Pb、Zn来源具有一致性,主要源于皂河两岸大小工厂排放的废水,而Ni与其他重金属间的相关性不显著,表明不同重金属具有一定的差异性来源.     

适度放牧对内蒙古典型草原碳循环的影响

土壤呼吸是草地生态系统碳循环当中最为重要的环节之一,放牧为草地利用最主要的方式,但是放牧利用影响土壤呼吸的方式仍不确定.本研究于2012年和2013年植物生长季,在内蒙古锡林浩特大针茅+羊草典型草原自然放牧区域进行土壤呼吸的监测,旨在探究群落土壤呼吸对放牧利用的响应.结果表明:1)放牧利用显著降低群落多年生草本地上生物量,中度利用显著高于重度利用群落(P0.05);2)重度利用群落土壤呼吸速率显著高于中度利用群落(P0.05),年际间相同利用类型的波动较大,而且存在显著差异性(P0.05);3)年内和年际间,土壤呼吸与土壤各温度指标表现为极显著正相关关系(P0.01),仅2012年与地下20cm含水率存在极显著正相关关系(P0.01);4)放牧利用对群落土壤呼吸的温度敏感性(Q_(10))影响不大,在年内尺度和年际间尺度上重度和中度利用群落的Q_(10)均没有显著差异性(P0.05),其值的变化范围为1.96~2.50.     

扎龙湿地植物群落结构及其与土壤因子关系

为了研究扎龙湿地不同植物群落结构以及土壤因子对其驱动作用,采用单位面积取样法进行群落物种调查,用化学分析法测定土壤因子,用Pearson相关分析群落结构参数与土壤因子的关系。结果表明,在7月份,扎龙湿地2个样地4种不同植物群落物种数为6-50种/m~2之间,生物量在176.9-661.0 g/m~2之间,辛普森多样性指数在0.6369-0.9523之间,优势种重要值在161.8-257.1之间,群落物种数和多样性均以缓冲区草甸的杂类草群落最高,核心区干-湿交替带的芦苇群落最低,群落生物量和优势种重要值则正好相反。土壤含盐量、pH和含水量对群落物种组成和多样性具有显著(P0.05)负向驱动,对群落优势种优势度具有显著正向驱动,土壤速效氮、速效磷、有机质、速效钾和含水量对群落生产力具有显著的正向驱动。     

Study on CO2 Emission from Newly Created Marshes of Pengxi River in the Three Gorges Reservoir

自2008年7月初至9月底,采用静态暗箱-气相色谱法观测了三峡水库澎溪河新生湿地4种植物群落的CO2排放通量。结果表明,4种植物群落CO2排放通量有明显的空间差异。藨草群落CO2排放通量最大,其值为(627.8±335.9)mg.m-2.h-1,灯芯草群落CO2排放通量最低,其值为(450.4±271.5)mg.m-2.h-1。地上生物量较大的藨草群落和双穗雀稗群落具有较大的CO2排放通量,而地上生物量较小的灯芯草群落及水烛群落CO2排放通量较小。与植物呼吸作用相关的地上生物量等生态因子有助于解释不同湿地植物群落CO2排放通量的差异。澎溪河新生湿地CO2排放通量具有典型的时间动态,即7月中旬到8月中旬之间CO2排放通量最大。水温和土壤(5 cm深度)温度与CO2排放通量显著相关(r=0.577,0.557,p<0.001),湿地地表积水和湿地土壤温度季节变化可以解释澎溪河新生湿地CO2排放通量的时间变化。     

若尔盖高寒草地微地形的土壤微生物群落多样性特征

结合坡面微地形变化,从土壤微生物群落多样性角度研究典型缓丘区不同坡位上土壤微生物群落特征,了解微地形生境下土壤微生物群落变化趋势. 研究结果表明,土壤微生物群落培养的平均颜色变化率（AWCD）增长曲线呈现中坡位>坡顶＞下坡位＞上坡位>坡底的规律,中坡位土壤微生物群落代谢活性最高,坡底土壤微生物群落对基质的利用能力最低;在土壤微生物多样性指数比较中发现,除McIntosh均一度指数变化不显著外,其余土壤微生物多样性指数在不同坡位上存在显著差异. 其中,中坡位的Shannon丰富度指数及Simpson优势度指数最大,显著高于坡底指数值（P<0.05）;对土壤微生物群落碳源利用特征分析,氨基酸类利用率变化明显大于其他碳源,而胺类及酚酸类的利用程度较低,表明氨基酸类是土壤微生物利用的主要碳源;通过主成分分析发现,不同坡位的土壤微生物群落对碳源利用具有选择性,糖类、 氨基酸类、 聚合物类及酚酸类是对土壤微生物群落功能多样性差异贡献较大的碳源.