武夷山不同海拔土壤水溶性有机碳的含量特征

土壤水溶性有机碳(WSOC)是土壤碳循环中最活跃的组成部分之一。采用TOC VCPN总有机碳仪测定了武夷山4个典型海拔地的植被土壤水溶性有机碳的含量,分析了土壤水溶性有机碳与土壤因子的关系。结果表明：不同林分间土壤水溶性有机碳含量随海拔上升而增加,随土层深度的增加而减少;土壤水溶性有机碳含量占总有机碳的比值介于0.02%~0.16%,以高山草甸10~25 cm土层最高,常绿阔叶林25~40 cm土层最低;不同海拔梯度的土壤水溶性有机碳与总有机碳、微生物量碳、土壤湿度、全氮存在显著线性正相关,与土壤温度、pH之间无相关性。     

北京山区典型森林土壤的养分空间变异与环境因子的关系

根据北京山区典型森林植被的分布设置采样点,应用典范对应分析(CCA)法,对土壤养分空间变异与环境因子的关系进行分析.结果显示:研究区土壤有机质、氮、钾含量相对丰富,严重缺磷,养分整体表现为中等变异.从CCA排序结果看,环境对养分变异的影响程度及因子数量均随土层深度的增加而减小.0—10cm、10—20cm土层养分的影响因子相似,主要为坡位、海拔、0—20cm土层含水量及容重;20—40cm土层养分的主要影响因子为坡位、海拔、0—40cm土层含水量及容重;40—60cm土层养分的主要影响因子为该土层的pH值.对不同养分指标而言,有机质、全氮和碱解氮的主要影响因子为坡位、土壤含水量、海拔及林分类型;速效钾主要受土壤厚度影响;其它指标受环境因子的影响小.环境因子的定量分离结果显示,其在总体上解释了83.33%的养分变异,其中土壤相关因子解释了50.37%,地形因子解释了7.96%,二者的耦合作用解释了25%.     

喀斯特峡谷区植被恢复过程中土壤酶活性的变化

以典型喀斯特地区退耕地、草地、灌木和乔木群落为对象,研究了退化森林不同恢复阶段及退耕地土壤酶活性的变化规律。结果表明:从草地恢复到灌木群落时,土壤脲酶、蔗糖酶、碱性磷酸酶和过氧化氢酶活性显著增加;从灌木群落恢复到乔木群落时,土壤脲酶、碱性磷酸酶、过氧化氢酶略有增加,蔗糖酶略有下降,但差异不显著。表层(0～10 cm)土壤酶活显著比表下层(10～20 cm)土壤酶活性大。土壤各种酶活性间显著相关,土壤脲酶、碱性磷酸酶、过氧化氢酶与有机质、全氮、水解氮、全磷、有效磷、速效钾含量之间极显著正相关。表明在植被恢复的初期,植被类型对土壤酶活性影响显著,当植被恢复到一定程度,植被类型的影响不再明显。     

宁夏灌区不同种植年限及方式温室土壤磷素的变化特点

根据宁夏灌区温室的分布状况,采集了不同种植年限和不同种植方式温室表层(0~20 cm)和剖面(0~120 cm)土壤,分析了土壤全磷和速效磷含量的变化特点.结果表明,温室表层土壤全磷含量随种植年限的延长呈曲线增加,但在连作条件下6 a以后呈下降趋势;表层以下层次全磷含量与大田土壤基本一致;轮作土壤全磷含量高于连作土壤,所有温室土壤全磷含量明显高于大田土壤.土壤表层速效磷含量随种植年限的延长也呈增加趋势,种植9 a时出现高峰值,之后逐渐下降;表层以下层次速效磷含量与大田土壤基本一致,但温室土壤整个剖面的速效磷含量明显高于大田土壤;连作土壤速效磷含量高于轮作土壤.相关分析表明,不论轮作还是连作,温室土壤表层磷素含量及其累积量明显高于下层,表层出现磷素富集现象,在今后确定施磷量时应重点予以考虑.     

峨眉山不同海拔森林土壤微生物和酶活性特征

为了更全面地认识高山土壤生态过程,在四川省峨眉山4个典型植被带分布海拔(3 010,2 433,1 575,775 m)上采集土样,测定了不同海拔土壤水温含量,微生物(细菌、真菌、放线菌)数量,微生物生物量(微生物生物量碳和氮)和土壤酶(蔗糖酶、蛋白酶、过氧化氢酶)活性。结果表明,土壤温度和含水量随海拔变化呈现有规律的变化趋势:随着海拔的升高,土壤中细菌数量呈降低的趋势,而土壤蔗糖酶和蛋白酶活性则呈增加的趋势;在1 575m海拔处,土壤真菌数量和放线菌数量显著升高(p0.05),而微生物生物量含量和过氧化氢酶活性则显著低于其他海拔处(p0.05);高海拔样地有机质含量即使处于较高水平,但受低温等环境影响仍然呈现较低的微生物数量水平,说明峨眉山高山土壤有机质含量对微生物数量的影响较小,相关性也不明显。该研究结果弥补了峨眉山土壤生态过程研究的不足,也为峨眉山土壤养分循环和植被分布格局提供了理论基础。     

岩性与植被类型对喀斯特土壤AM真菌群落的影响

运用巢式PCR和高通量测序技术,检测不同岩性和植被类型条件下喀斯特土壤丛枝菌根(arbuscular mycorrhizal,AM)真菌群落结构的变化,揭示不同岩性和植被类型条件下土壤中AM真菌群落结构的影响因子。高通量测序共获得185个操作分类单元(operational taxonomic unit,OTU),这些OTU可划分为7科9属,其中球囊霉属Glomus为研究区内的优势属。单因素方差和独立样本t检验分析表明,在不同岩性和植被类型条件下,土壤理化性质、AM真菌优势属均存在显著性差异。双因素方差分析结果表明,岩性和植被类型及两者的交互作用对AM真菌多样性及群落存在显著性影响。主坐标分析结果显示,在植被恢复阶段不同岩性条件下,AM真菌群落结构存在显著性差异。冗余分析表明,土壤的全磷、全钾、速效磷、砂粒含量、交换性镁离子影响AM真菌群落组成结构。综上可见,岩性和植被改变了土壤的全磷、全钾、速效磷、砂粒含量、交换性镁离子,并因此影响了土壤AM真菌的群落结构。     

川西北高寒草甸土壤养分和微生物群落功能多样性对模拟增温的响应

采用开顶式气室法(OTCs)进行模拟增温,利用常规实验室分析方法和Biolog-ECO生态板法对增温后不同土层(0～10 cm和10～20 cm)高寒草甸土壤养分以及微生物功能多样性进行分析,结果表明:1)增温后0～10 cm土层土壤有机质(SOM)和速效氮(AN)含量减少,速效磷(AP)与速效钾(AK)含量增加,10～20 cm土层的有机质和全氮(TN)含量增加; 2)模拟增温降低了土壤微生物Shannon-Weiner指数与Pielou指数; 3) AWCD值表明模拟增温后土壤微生物总体活性高于对照,且0～10 cm 10～20 cm; 4)主成分分析表明碳水化合物(CAR)是土壤微生物选择利用的主要碳源类型之一; 5)土壤养分与6类碳源的相关性分析表明碳水化合物、羧酸(CAA)、酚酸(PHA)类碳源与土壤养分均存在显著或极显著相关性.     

峨眉山不同海拔森林土壤微生物和酶活性特征

为了更全面地认识高山土壤生态过程,在四川省峨眉山4个典型植被带分布海拔(3010,2 433,1 575,775 m)上采集土样,测定了不同海拔土壤水温含量,微生物(细菌、真菌、放线菌)数量,微生物生物量(微生物生物量碳和氮)和土壤酶(蔗糖酶、蛋白酶、过氧化氢酶)活性。结果表明,土壤温度和含水量随海拔变化呈现有规律的变化趋势;随着海拔的升高,土壤中细菌数量呈降低的趋势,而土壤蔗糖酶和蛋白酶活性则呈增加的趋势;在 1 575 m 海拔处,土壤真菌数量和放线菌数量显著升高(p<0.05),而微生物生物量含量和过氧化氢酶活性则显著低于其他海拔处(p<0.05);高海拔样地有机质含量即使处于较高水平,但受低温等环境影响仍然呈现较低的微生物数量水平,说明峨眉山高山土壤有机质含量对微生物数量的影响较小,相关性也不明显。该研究结果弥补了峨眉山土壤生态过程研究的不足,也为峨眉山土壤养分循环和植被分布格局提供了理论基础。
     

极旱荒漠灌丛AM真菌与土壤因子相关性

为揭示极旱荒漠植被丛枝菌根(arbuscular mycorrhiza,AM)真菌群落组成及土壤因子的生态效应,2018年7月于甘肃安西极旱荒漠自然保护区采集合头草Sympegma regelii、红砂Reaumuria songarica、泡泡刺Nitraria sphaerocarpa、膜果麻黄Ephedra przewalskii和珍珠猪毛菜Salsola passerina灌丛根围土壤样品,研究不同荒漠植物AM真菌物种组成,分析根围0~10 cm和20~30 cm AM真菌群落差异性,探讨植物种类、土壤酶活和矿质营养对AM真菌群落组成的影响. 研究结果表明:不同植物AM真菌共分离鉴定10属45种,群落组成差异显著;根围0~10 cm和20~30 cm AM真菌群落组成无明显差异. 不同植物AM真菌Shannon-Wiener指数和Simpson指数表现为根围0~10 cm高于20~30 cm,泡泡刺最低. 有机碳、铵态氮、有效磷、酸性磷酸酶、碱性磷酸酶、易提取球囊霉素和总提取球囊霉素在不同植物根围土壤显著不同,土壤因子根围0~10 cm高于20~30 cm. AM真菌与土壤因子相关性分析表明,AM真菌群落和孢子密度与有机碳、硝态氮、总提取球囊霉素和湿度显著正相关,Shannon-Wiener指数和Simpson指数与硝态氮显著正相关. 变差分解表明,根围0~10 cm和20~30 cm植物种类、土壤因子共同解释AM真菌群落变化总变差的35.4%和60.7%. 极旱荒漠植物种类和土壤理化性质共同影响AM真菌群落组成.     

晋西北黄土区不同植被春季土壤水分动态变化特征研究

以晋西北黄土丘陵区为背景,对当地有代表性的植被(乔木类小叶杨林、灌木类沙棘林和柠条、油松-小叶杨混交地及撂荒地)为主要研究对象,系统地对5种不同植被土壤水分含量状况、垂直分布特征及变异情况进行分析,结果表明:在0~600 cm土层深度范围内,不同类型植被的平均土壤水分含量高低依次为撂荒地油松-小叶杨混交林沙棘林柠条小叶杨,且总体都呈现出先增加后减少然后趋于恒定的变化趋势;其中乔、灌木的土壤水分含量最大值均出现在150 cm~220 cm之间,而撂荒地在320 cm处出现最大值,5种植被类型的最小值大都出现在0~20 cm的表层土壤。最后,根据不同植被的土壤水分分布分层的定量分析,将土壤剖面划分为:易变层(0~100cm)、活跃层(100 cm~200 cm)、次活跃层(200 cm~300 cm)和相对稳定层(300 cm~600cm)。因此,根据本区域土壤水分变化特点,在进行植被恢复建设过程中,依据因地适宜原则,实行乔-草或乔-灌-草相结合的植被配置模式。     

子午岭次生林恢复演替中土壤微生物量的变化动态

研究子午岭林区次生林演替过程中微生物量和w(微生物量碳)/w(有机碳)的动态.结果表明:随着次生林演替,微生物量变化趋势不明显,土壤有机碳的变化趋势与微生物量的变化趋势相似;微生物量与有机碳高度相关(P《0.01),说明子午岭次生林演替,微生物量与土壤肥力密切相关.次生林演替时间与w(微生物量碳)/w(有机碳)具有显著的相关性(P《0.01),而且w(微生物量碳)/w(有机碳)随着演替时间的延长而提高,由此认为:w(微生物量碳)/w(有机碳)可成为黄土高原次生演替土壤有机碳变化的敏感指标.     

小兴安岭3种原始红松混交林土壤nirK型反硝化微生物群落特征

【目的】分析小兴安岭地区3种典型原始红松林下土壤nirK型反硝化微生物的群落结构和多样性,探索影响原始红松林土壤nirK型反硝化微生物群落的关键土壤理化因子。【方法】在黑龙江省伊春市小兴安岭凉水自然保护区内采集3种原始红松林(云冷杉红松林、椴树红松林和枫桦红松林)林下土壤样品,提取土壤微生物总DNA,PCR扩增反硝化过程中的关键酶——硝酸盐还原酶的编码基因nirK高变区片段,采用Illumina MiSeq技术对其进行测序,并运用生物信息学技术分析nirK反硝化微生物的群落结构和多样性。【结果】共获得3种林型土壤nirK型基因的848 312条有效序列,761 912条优质序列,平均长度为320 bp。3种原始红松林土壤nirK型反硝化微生物分属于三界(细菌、古菌和无明确分类地位)。3种林型土壤中均含有大量未被鉴定的nirK型基因序列,在已鉴定的nirK型反硝化微生物中各林型均以变形菌门(Proteobacteria)为主,核心菌属为慢生根瘤菌属(Bradyrhizobium)、红假单胞菌属(Rhodopseudomonas)、固氮螺菌属(Azospirillum)和伯霍尔德杆菌属(Burkholderia)。α多样性分析显示:3种原始红松林nirK型反硝化微生物的4种α多样性指数(Shannon指数、Simpson指数、Ace指数和Chao1指数)没有显著差异。但β多样性分析显示:3种林型土壤nirK型反硝化微生物群落组成差异显著(R=0.25,P<0.05)。Metastats分析表明:3种林型土壤中丰度存在显著差异的是拟杆菌门(Bacteroidetes)、广古菌门(Euryarchaeota)和变形菌门(Proteobacteria)。土壤铵态氮和全氮含量是显著影响林下土壤nirK型反硝化微生物群落组成的主要理化因子(P<0.05)。【结论】3种原始红松林土壤理化性质差异没有对nirK型反硝化微生物的α多样性指数产生显著影响,但导致β多样性差异显著,其中铵态氮和全氮含量是显著影响3种原始红松林土壤nirK型反硝化微生物群落组成的主要因子。     

岩溶地区森林自然恢复过程中植物和土壤微生物多样性的关联分析

本研究以岩溶地区森林自然恢复过程中的草丛(HL)、灌丛(SL)、灌乔林(SAF)、次顶极乔林(SCAF)和顶极乔林(CAF)为研究对象,对植物多样性与土壤微生物群落多样性进行关联分析,探究森林恢复能否促进整个生态系统的恢复,为岩溶森林生态保护修复和科学管理提供理论依据.结果表明:(1)随着森林的恢复,植物群落的物种丰富...     

种植竹荪后毛竹林土壤微生物生物量和微生物熵的动态变化

【目的】竹林下种植竹荪会对林地微生物活动产生影响,明确种植竹荪对毛竹林地土壤微生物生物量、微生物熵及其化学计量不平衡性的影响,揭示竹荪种植后毛竹林地土壤质量的变化,为竹-菌复合生态系统的经营提供参考。【方法】以未种植竹荪(CK)和竹荪收获完成时立即取样(T0),以及收获后1 a(T1)、2 a(T2)的林地土壤为研究对象,测定并分析不同处理林地土壤微生物生物量、微生物熵变化规律及其与土壤-微生物化学计量不平衡性间的耦合关系。【结果】与未种植竹荪林地相比,竹荪种植后林地土壤有机碳(SOC)、全氮(TN),土壤微生物生物量碳、氮、磷(MBC、MBN、MBP)含量和土壤微生物熵碳、氮、磷(q_MBC、q_MBN、q_MBP)总体上均明显升高,而土壤全磷(TP)含量显著降低。随竹荪收获后间隔时间的延长,土壤MBC含量和q_MBC呈降低趋势;土壤MBN含量和q_MBN均呈先明显降低后略升高趋势,而土壤SOC含量呈先显著降低后显著升高趋势;土壤TN、TP、MBP含量及q_MBP均呈先升高后降低趋势,T1土壤TN、TP、MBP含量及q_MBP显著高于T0和T2。土壤-微生物碳氮化学计量不平衡性(记为C_imb/N_imb)、碳磷化学计量不平衡性(记为C_imb/P_imb)和氮磷化学计量不平衡性(记为N_imb/P_imb)均以竹荪收获当年(T0)处理较低。MBC与MBN呈显著正相关,MBC、MBN与C_imb/N_imb、C_imb/P_imb均呈负相关,MBP与C_imb/P_imb、N_imb/P_imb呈正相关。【结论】种植竹荪后林地土壤质量短期内较未种植林地土壤有明显提升,种植竹荪可以改善毛竹林地土壤质量;竹荪刚收获后毛竹林地土壤质量最优,随着竹荪收获后间隔年份的增加,林地土壤质量呈现劣变趋势,且较未种植竹荪林地土壤质量差。     

不同施肥模式对杨树人工林土壤微生物生物量C、N、P的影响

以江苏东台林场5年生杨树人工林为对象,在2012年6月设置了不同施肥处理(N、P、K复合肥,T1; 有机肥,T2; 生物炭,T3; N、P、K复合肥+生物炭,T4; 有机肥+生物炭,T5; 对照,CK),并在2012年8月至2013年6月期间每2个月1次共进行6次重复土壤取样,研究了不同施肥模式对土壤微生物生物量C、N、P(SMBC、SMBN、SMBP)的影响。结果显示:①5种施肥模式均显著提高了SMBC和SMBN,但对SMBP的影响较小,仅T1处理与对照间达到显著性差异; ②在0～10 cm土层仅T5处理显著降低了SMBC与SMBN的比值,在≥10～25 cm土层各处理SMBC与SMBN的比值均未显著下降,而在≥25～40 cm土层T1、T2、T4和T5处理的SMBC与SMBN的比值均显著下降,表明不同施肥模式对土壤N供应能力的改善作用随土层深度的增加而增加。综合分析表明,T4处理最有利于提高杨树人工林SMBC、SMBN和SMBP的含量,同时有利于提高土壤对植物生长所需有效N的供给,因此T4处理即N、P、K复合肥+生物炭可作为该区域杨树人工林的最佳施肥模式。     

模拟氮沉降对典型阔叶红松林土壤微生物群落特征的影响

【目的】探究氮沉降增加对阔叶红松(Pinus koraiensis)混交林土壤微生物群落特征的影响。【方法】对阔叶红松林进行模拟氮沉降实验,设置对照(N0,0 kg/(hm²·a))、低氮(N1, 30 kg/(hm²·a))、中氮(N2, 60 kg/(hm²·a))和高氮(N3, 120 kg/(hm²·a))共4组处理,在实验样地内采集0～10 cm、≥10～20 cm土层中的土壤,测定土壤微生物生物量碳(SMBC)及土壤微生物生物量氮(SMBN)含量及变化。【结果】① 模拟氮沉降未改变SMBC、SMBN及SMBC/SMBN的垂直分布; SMBC、SMBN在生长季月动态曲线均为以8月中旬为峰值的单峰型曲线,SMBC/SMBN的曲线波动较大,0～10 cm土层以N0处理的结果波动范围最小(2.83～6.97)。② 模拟氮沉降仅对0～10 cm土层6、8月中旬的SMBC以及5、6、8月中旬的SMBC/SMBN有显著影响(P<0.05),而对SMBC、SMBN及SMBC/SMBN的生长季平均值无显著影响。【结论】模拟氮沉降对阔叶红松林土壤微生物生物量的影响仅在个别月份中表现明显,而对于整个生长季而言,更长时间的模拟氮沉降实验才可能对土壤微生物生物量产生明显的影响。     

广州典型森林土壤有机碳库分配特征

 对广州2种典型森林土壤碳库分配特征进行了研究,结果表明：① 两种森林土壤有机碳（SOC）表层含量及其差异程度最高,随土壤深度增加,差异逐渐减小。马尾松林SOC密度范围为55.54～66.69 t/hm²,常绿阔叶林SOC范围为84.91～151.16 t/hm²。② 两种森林土壤活性有机碳（AOCs）含量为马尾松林<常绿阔叶林;各种AOC分配比例均随龄级增长而升高。③ 两种森林土壤的水溶性有机碳（WSC）、易氧化态碳（EOC）和微生物量碳（MBC）含量分别与SOC相关性达到极显著水平,轻组碳（LFC） 与颗粒性碳（POC）含量分别与SOC相关性达到显著水平。④ 幼龄林与中龄林的土壤碳库大于相应的地上部植被碳库,而成龄林的土壤碳库小于植被碳库;土壤碳库占森林生态系统总碳库的比例随着生物量的增长呈下降趋势。     

海拔对黄山松阔叶混交林土壤微生物功能多样性的影响

【目的】研究浙江凤阳山黄山松阔叶混交林土壤理化性质以及微生物对碳源的利用状况,明确海拔变化对黄山松阔叶混交林林地土壤微生物功能多样性的影响。【方法】以黄山松在凤阳山的主要海拔分布范围(1 000～1 800 m)为准,选取中海拔(1 200 m)、中高海拔(1 500 m)、高海拔(1 800 m)3个海拔梯度,在每个海拔梯度的阳坡内选取排水较好、坡度较缓、长势适中的3个标准样地(20 m×20 m),采用Biolog Eco法研究该林分类型在不同海拔梯度下土壤微生物对碳源的利用特征,同时对土壤微生物利用各类碳源的特性进行非度量多维标度(NMDS)排序,进一步分析土壤微生物对各类碳源的利用情况。【结果】①在中高海拔处的土壤微生物活性最强,土壤微生物多样性指数随着海拔变化并无显著变化(P>0.05); ②研究区内土壤微生物主要利用的碳源类型为碳水化合物(CH)、氨基酸类(AA)、聚合物类(PM),各海拔处土壤微生物对酚酸类(PA)和胺类(AM)碳源的利用率均较低,而对羧酸类(CA)碳源的利用存在显著差异; NMDS排序显示,随海拔变化,土壤微生物对6类碳源的利用出现显著差异(P<0.05); ③土壤养分含量在中高海拔处最大,冗余分析显示土壤理化性质与土壤微生物对碳源的利用之间有较强的相关关系。【结论】中高海拔处土壤微生物对各类碳源的利用率都较高,土壤理化性质的改变是影响土壤微生物对碳源利用的重要因素。     

洪泽湖湿地植被类型对土壤有机碳粒径分布及微生物群落结构特征的影响

[目的]研究不同植被覆盖下湿地土壤有机碳组成、微生物群落结构的特征,为合理开发利用、恢复和保护湿地生态功能提供依据.[方法]以江苏洪泽湖与淮河交汇区湿地自然植被类型(湖草滩、芦苇滩)和人工植被类型(杨树林、柳树林)的土壤为研究对象,应用物理分组的方法研究土壤不同粒径(<2μm、≥2～63μm、≥63～200μm、≥20...     

大气氮沉降对森林土壤微生物影响的研究进展

大气氮沉降是影响森林生态系统的新生态因子之一,过量氮沉降将改变参与森林生态系统物质转化和养分循环的土壤微生物.作者综述了国内外模拟氮沉降对森林土壤微生物生物量、群落结构和多样性、微生物活性和酶活性、底物利用能力以及功能基因的影响研究现状.结果表明：(1)整体来看,氮沉降对森林土壤微生物生物量产生负面影响的报道较多;(2)氮沉降改变了森林土壤微生物群落的构成和丰富性;(3)氮沉降短期内促进森林土壤呼吸速率,长期氮输入会抑制土壤呼吸速率;(4)氮沉降改变了参与凋落物分解相关土壤酶的活性;(5)氮沉降降低了土壤微生物代谢复杂有机质的代谢能力;(6)氮沉降增加和降低了某些微生物功能基因的丰度.此外,作者还探讨了氮沉降对森林土壤微生物研究存在的问题和未来研究的重点.