生物炭对杨树人工林土壤微生物生物量碳、氮、磷及其化学计量特征的影响

【目的】揭示林分尺度下添加生物炭对土壤微生物生物量碳(SMBC)、土壤微生物生物量氮(SMBN)、土壤微生物生物量磷(SMBP)含量及其化学计量特征的影响,深入了解生物炭对杨树人工林土壤微生物群落结构与功能的影响,系统阐明生物炭调控人工林C、N、P生物地球化学循环的土壤微生物学机理,为在平原地区人工林生态系统中安全推广生物炭固碳增汇技术提供理论依据。【方法】以江苏省东台林场的杨树人工林为对象,设置生物炭添加量低(T1,40 t/hm²)、中(T2,80 t/hm²)、高(T3,120 t/hm²)3种处理及对照(不添加CK),测定SMBC、SMBN、SMBP含量及其化学计量特征(土壤微生物生物量碳、氮、磷含量比,即m(SMBC)/m(SMBN)、m(SMBC)/m(SMBP)、m(SMBN)/m(SMBP),文后简写为SMBC/SMBN、SMBC/SMBP、SMBN/SMBP)在不同处理间的差异,及其与土壤理化性质之间的关系。【结果】①与对照样地相比,3种生物炭添加处理均提高了SMBC、SMBN和SMBP含量。T1、T2、T3处理样地SMBC含量分别为对照样地的1.08、1.15、1.19倍; SMBN含量分别为对照样地的1.12、1.24、1.34倍; SMBP含量分别为对照样地的1.11、1.26、1.41倍; ②T1处理样地的SMBC/SMBN、SMBC/SMBP、SMBN/SMBP分别为15.7、85.0、5.4,T2处理样地的分别为15.1、78.6、5.2,T3处理样地的分别为14.3、73.3、5.1。与对照相比,3种生物炭添加处理均显著降低了SMBC/SMBN和SMBC/SMBP,且不同处理间差异显著(P<0.05),但仅T2、T3处理显著降低了SMBN/SMBP(P<0.05); ③SMBC、SMBN、SMBP含量均具有显著的季节变异,其中在植物休眠季节(2014年12月及2015年3月),SMBC、SMBN及SMBP的含量均维持在较高水平,而在植物生长的旺盛季节(2015年7月及2015年10月),其含量下降至较低水平,但SMBC/SMBN、SMBC/SMBP、SMBN/SMBP的季节变化与此完全相反; ④添加生物炭提高了土壤可溶性有机碳、硝态氮、速效磷、全氮和总有机碳含量,增加了土壤pH和含水率,但是降低了土壤密度和铵态氮含量; ⑤相关性分析表明,SMBC含量与土壤可溶性有机碳(DOC)、pH、含水率(SMC)、硝态氮(NO^-₃-N)和速效磷(AP)呈极显著正相关关系(P<0.01),与铵态氮(NH⁺₄-N)呈极显著负相关关系(P<0.01),而与土壤密度、全氮(TN)和总有机碳(TOC)相关性不显著(P≥0.05); SMBN与SMBP的含量表现较为一致,均与DOC、pH、SMC、NO^-₃-N、AP、TN呈极显著正相关关系(P<0.01),与NH⁺₄-N呈极显著负相关关系(P<0.01),而与土壤密度和TOC相关性不显著(P≥0.05)。【结论】添加生物炭能够显著提升SMBC、SMBN、SMBP含量,并有效降低SMBC/SMBN、SMBC/SMBP和SMBN/SMBP,有利于促进土壤微生物对N、P养分的固持与周转,进而改善土壤对N、P养分的供应。研究还发现,研究区杨树人工林生长可能存在N、P养分限制现象。     

喷施硝酸镧及煤矸石基质改良对高羊茅光合和养分吸收的影响

为了探索叶面喷施硝酸镧溶液和基质改良对煤矸石废弃地上高羊茅生理生态的影响,通过设计4因素3水平正交盆栽试验(4因素包括在煤矸石中添加土壤、保水剂、玉米秸秆以及叶面喷施硝酸镧溶液),观测不同处理下高羊茅植株的养分特征、光合指标及生物量.结果显示,喷施硝酸镧对高羊茅植株地上部分N、P、K含量的影响较大,但对植株地下部分N、P、K含量的影响较小;喷施硝酸镧及基质改良能改善高羊茅的光合速率和蒸腾速率,有助于高羊茅调节气孔导度,使其水分利用效率在经过午间的高温胁迫后有较强的恢复能力,从而免受高温伤害,适应高温、干旱的气候条件;各因素对高羊茅地上部分影响的主次关系为煤矸石与土壤质量比硝酸镧喷施浓度玉米秸秆保水剂,而对地下部分生物量影响的主次关系为煤矸石与土壤质量比保水剂玉米秸秆硝酸镧喷施浓度.本研究的最优方案为A3B2C2D2,即土壤与煤矸石按质量比500g∶500g混合、添加2g保水剂和30g玉米秸秆、出苗后用200mg/kg的硝酸镧喷施叶面3次.该文可为硝酸稀土在煤矸石废弃地植被恢复中的应用提供理论依据和技术支持.     

2012年夏季韭山列岛附近海域初级生产力估算及其与环境因子的关系

于2012年8月对韭山列岛附近海域浮游植物生物量、叶绿素a浓度进行现场调查,并估算初级生产力水平。结果表明:夏季韭山列岛附近海域浮游植物的细胞丰度为0.4×103~1 225.0×103个/m3,平均68.9×103个/m3,尖刺菱形藻为第一优势种;叶绿素a含量为2.2~9.0 mg/m3,平均5.8 mg/m3,初级生产力含量变化范围在170.94~1 083.10 mg/m3·d之间,平均629.46 mg/m3·d,初级生产力分布特征与叶绿素a基本保持一致,由于真光层深度的差异造成两者峰值出现的站位相异。相关性分析表明初级生产力与叶绿素a、透明度、化学需氧量、无机氮呈现显著正相关,与盐度呈负相关;夏季携带高营养盐的长江冲淡水南下与近岸沿岸流的共同作用与浙江沿岸流、海区上升流以及台湾暖流三种水系在该海域的交汇形成海洋锋区是高初级生产力区形成的主要原因,光照条件和营养盐含量是调查海域初级生产力的主要控制因素。     

铜胁迫下菌株CL01促进紫云英生长的研究

从湖北某矿区植物根际土壤中筛选到了一株多种重金属抗性菌株CL01.根据形态学特征和16S rDNA序列比较了结果,鉴定其为Achromobacter xylosoxidans.当土壤所含铜浓度为75 mg/kg时,接种菌株CL01可以促进紫云英根延长,增加植株高度,提高紫云英的生物量.菌株CL01通过减少根际土壤可吸收的铜含量,减少了铜在紫云英根部的聚集,说明该细菌提高了植物的抗铜能力.     

河南伏牛山区典型森林植被乔木层生物量研究

选择伏牛山国家级自然保护区的五种典型植被类型作为研究对象,对15块临时样方内的乔木树种,分别测量出树高,胸径等因子,通过异速生长模型进行不同乔木树种生物量测定,进一步进行分析.结果表明,在选取的五种典型森林植被中,生物量大小依次为落叶针叶林落叶阔叶林针阔混交林常绿针叶林锐齿槲栎林.在落叶针叶林中,日本落叶松各个器官生物量在总的生物量所占比重从大到小依次为树干树根树枝树皮树叶.这一生物量分配格局既有利于日本落叶松的自身生长,也体现了对环境的适应性.在落叶针叶林、落叶阔叶林、针阔混交林、常绿针叶林、锐齿槲栎林中,乔木树种的地上生物量均大于地下生物量,尤其是对于落叶针叶林来说,地上生物量远远大于地下生物量.     

土壤基质和芽体大小对水鳖冬芽萌发及早期生长的影响

为了弄清楚影响浮叶植物水鳖的早期生活的潜在因素,设计了一个3×2因子的室外实验来研究基质和冬芽对水鳖早期生活阶段的影响,即实验用的冬芽分成小、中、大3组,让它们分别在2种不同的土壤基质(沙、泥)中生长.实验结果表明,在相同的基质中,随着冬芽的不断增大,水鳖的萌发率、不同器官(根、茎、叶、叶柄)生物量和总生物量等都有相应的提高;相对来说,大的冬芽和沙基质有利于水鳖早期的萌发、构建和生存,而大的冬芽和泥基质则有利于萌发后水鳖的生长;生物量倾向于根部的分配方式,有利于植物度过不利的环境而更有利于它的生存.     

巨尾桉与几种阔叶树和针叶树碳储量的比较研究

【目的】研究广西北海市巨尾桉（Eucalyptus grandis×E．urophylla）、红锥（Castanopsis hystrix）、海南蒲桃（Szygium cumini）、香梓楠（Michelia hedyosperma）、闽楠（Michelia macclurei）、杉木（Cunninghamia lanceolata）、马尾松（Pinus massoniana）的冠幅、生物量和碳储量情况,为该地区建立人工林优势树种选择提供科学依据。【方法】对两年生的巨尾桉、红锥、海南蒲桃、香梓楠、闽楠、杉木、马尾松进行常规的群落调查,采用收获法收集各树种的根、茎、叶、枝,通过实验手段测定其生物量、含碳率、碳储量。【结果】巨尾桉冠幅为其他树种的1．7～8．6倍,高度为3．1～6倍,基径为1．6～3．6倍;巨尾桉生物量高达17．2t·hm^2,其次海南蒲桃为3．6t·hm^2,其余树种生物量较低;巨尾桉含碳率在所有树种中居于中间水平,碳储量为其他树种的6～30倍。【结论】在同龄树种中,巨尾桉的固碳能力较强,可作为人工林生态固碳的优选树种。     

内蒙古草原锡林河流域植物群落生物量及多样性沿土壤水分含量梯度的变化

在内蒙古草原锡林河流域土壤水分含量梯度上,测定土壤含水量并调查植物群落样方,探讨植物群落生物量及多样性沿水分梯度的变化.发现植物群落地上生物量和物种丰富度与土壤含水量之间呈显著的单峰关系;而香侬威纳指数和Pielous均匀度指数与土壤含水量之间不存在显著的相关关系.植物群落物种丰富度和香侬威纳指数与地上生物量之间呈显著的正相关关系;而Pielous均匀度指数与地上生物量之间不存在显著的相关关系.结果表明土壤含水量对半干旱草原植物群落的丰富度和生产力的影响极为显著,但不同土壤含水量对群落均匀性的影响有限,说明除土壤含水量外还有其他因素影响草原植物群落的结构.     

水解胶原蛋白对枯草芽胞杆菌生长的影响

本文测定了不同氮源(水解胶原蛋白CH、蛋白胨、明胶、硝酸钠、氯化铵)对枯草芽胞杆菌(Bacillus subtilis)生长的影响;考察了CH和玉米浆的不同配比对枯草芽胞杆菌生长的影响;研究以CH为氮源时,不同碳源对枯草芽胞杆菌生长的影响;考查CH对其它细菌发酵的影响.研究发现,在CH为氮源条件下,枯草芽胞杆菌的发酵过程可顺利进行,且微生物的生物量可保持在较高水平;同玉米浆相比,CH能使枯草芽胞杆菌达到较高的生物量;以CH为氮源时,淀粉比葡萄糖、蔗糖更有利于枯草芽胞杆菌的生长;除了枯草芽胞杆菌以外,大肠杆菌(Escherichia coli ATCC 15489)和地衣芽胞杆菌(Bacillus licheniformis CICC 20031)也能有效利用CH.这表明,在实验条件下水解胶原蛋白(CH)可以作为多种微生物发酵的氮源.