基于高通量测序分析白云岩喀斯特土壤微生物多样性

利用白云岩喀斯特土壤微生物16S rRNA V4及ITS1区的高通量测序数据,分析土壤微生物群落结构特征。基于PICRUSt算法预测土壤微生物群落功能基因组,应用皮尔逊相关系数解析土壤性质与土壤微生物群落多样性及代谢通路的相关性。结果显示:白云岩喀斯特土壤微生物主要分布于15个菌门,其中以变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、子囊菌门(Ascomycota)、担子菌门(Basidiomycota)和接合菌门(Zygomycota)为最主要的优势菌门。基于PICRUSt功能基因预测,共获得6 208个同源功能基因(KEGG Orthology),富集于311条代谢通路(metabolism pathway)。其中与氨基酸代谢、碳水化合物代谢等有关的基因在种类和数量上都占预测功能基因中的绝对优势。相关性分析表明:土壤微生物多样性与土壤性质间存在相关性,尤其以土壤微生物多样性与Emg~(2+)间相关性最为显著。61条代谢通路与土壤交换钙(ECa~(2+))、土壤有机碳(SOC)、土壤总磷(STP)、土壤总钾(TK)、pH以及土壤交换镁(Emg~(2+))相关。Emg~(2+)与包括精氨酸和脯氨酸代谢、丙酮酸代谢在内的31条代谢通路显著正相关。     

龙江河河岸带撑篙竹根际与非根际土壤细菌群落特征

为探究龙江河河岸带撑篙竹(Bambusa pervariabilis McClure)根际与非根际土壤细菌群落组成特征,揭示土壤细菌群落的相互作用与功能特征,以及影响细菌群落组成的环境因素,本研究开展该区域土壤理化环境因子调查,并进行土壤细菌群落高通量测序分析。结果表明,撑篙竹根际土壤pH值、氨氮(NH₄⁺-N)、硝氮(NO^-₃-N)和速效磷(Available Phosphorus, AP)均低于非根际土壤,水分含量(Moisture Content, MC)和土壤有机质(Soil Organic Matter, SOM)含量则高于非根际土壤,部分理化指标之间存在显著相关性。α多样性分析表明,撑篙竹根际土壤细菌群落丰富度较非根际土壤高,而多样性较非根际土壤低;放线菌门(Actinobacteriota, 26.93%)、变形菌门(Proteobacteria, 17.63%)、Patescibacteria(4.28%)、黏球菌门(Myxococcota, 3.25%)和蓝藻门(Cyanobact...     

向海湿地不同植被土壤碳代谢相关酶活性分布特征

在向海湿地内选择芦苇(Phragmites australis)、碱草(Leymus chinensis)、碱蓬(Suaeda glauca)、黄花蒿(Artemisia annua Linn)4种植被,以其土壤为研究对象,通过采取4个不同深度(0～10,10～20,20～40,40～60 cm)的土壤样品,测定了土壤碳代谢相关酶的活性,运用单因素多重分析及相关分析探讨了其分布特征及与土壤环境要素的相关性.结果表明：4种植被下的土壤蔗糖酶、淀粉酶、纤维素酶活性大体呈现为黄花蒿植被土壤最高、芦苇植被土壤最低的现象,3种酶活性差异显著(P<0.05);芦苇和碱蓬土壤蔗糖酶和纤维素酶活性从土壤表层至深层(0～40 cm)逐渐升高,芦苇、碱草和黄花蒿土壤淀粉酶活性从土壤表层至深层逐渐递减;土壤含水量：芦苇土壤>碱草土壤>碱蓬土壤>黄花蒿土壤,土壤电导率：碱草土壤>芦苇土壤>碱蓬土壤>黄花蒿土壤,土壤pH值：芦苇土壤>碱草土壤>碱蓬土壤>黄花蒿土壤,随着土层深度的增加土壤电导率和pH值逐渐升高但土壤含水量逐渐降低;3种土壤酶活性与土壤含...     

不同施肥模式对龙竹土壤酶活性及微生物的影响

以龙竹林为研究对象,设置有机肥(A)、复合肥(B)、竹腔肥(C)、绿肥(D)、不施肥(CK)5个处理,研究其对龙竹土壤酶活性、微生物及龙竹新竹生物量的影响.?结果表明:①施肥显著影响土壤酶活性及土壤微生物含量.?施绿肥的土壤酸性磷酸酶活性(4.796?μmol·g?1·d?1)、土壤蔗糖酶活性(31.567?mg·g?...     

土壤Cr(Ⅵ)稳定化修复材料的野外应用研究

以河南某铬渣堆Cr(Ⅵ)污染严重的土壤为研究对象，选取腐殖酸(HA)、多硫化钙(CPS)、FeSO₄、Na₂S、Na₂S₂O₃、抗坏血酸(VC)6种稳定剂开展Cr(Ⅵ)污染土壤稳定化实验，通过考察土壤及其浸出液中的Cr(Ⅵ)含量和pH在3～28 d内的变化情况，筛选出适合实际场地修复的最佳稳定剂。结果表明：CPS对Cr(Ⅵ)污染土壤的稳定化修复具有良好的效果，极大地降低土壤Cr(Ⅵ)及其浸出液Cr(Ⅵ)含量，但造成了土壤碱性问题；将酸性稳定剂FeSO₄和碱性稳定剂CPS按照质量分数3%和2%制成的混合稳定剂(T3稳定剂)作用于Cr(Ⅵ)污染土壤，表现出显著稳定化效果同时几乎不影响土壤pH；将T3稳定剂应用于野外Cr(Ⅵ)污染场地的稳定化修复，修复后的土壤及其浸出液的Cr(Ⅵ)含量均低于相关标准限值。研究显示，该技术可为后期Cr(Ⅵ)污染场地大规模土壤修复应用提供工作方法和技术支撑。     

陕北枣林土壤动物与土壤酶活性关系的研究

研究土壤动物及其与枣树根际土壤酶活性的关系,为枣林生态系统土壤健康提供新的科学理论依据。以陕北枣林土壤动物和根际土壤为研究对象,应用茚三酮比色法、二硝基水杨酸比色法、高锰酸钾滴定法、苯酚-次氯酸钠比色法、还原糖测定法分别测定了土壤蛋白酶、淀粉酶、过氧化氢酶、脲酶、转化酶的酶活性,初步研究了枣林土壤动物与土壤酶活性的关系及其季节动态。转化酶活性与土壤动物个体数量(春季)和土壤动物类群数量(冬季)、淀粉酶活性与土壤动物类群数量(夏季)及土壤动物个体数量和密度(冬季)呈负相关,其他均为正相关。陕北枣林土壤动物和土壤酶活性表现出明显的季节动态,土壤蛋白酶和脲酶酶活性与土壤动物的关系最为密切。     

聚酰胺6微塑料对土壤吸附磺胺甲恶唑的影响

微塑料(MPs)和磺胺类抗生素(SAs)在农田土壤中普遍共存,且MPs和土壤均可吸附SAs,但不清楚MPs如何影响土壤对SAs的吸附。为此,本研究选择南方红壤区农田土壤探究了聚酰胺6微塑料(PA6)对土壤吸附磺胺甲恶唑(SMZ)特性的影响。结果表明,土壤和土壤+PA6对SMZ的吸附在24 h内达到平衡,动力学能用双常数方程较好地拟合(R²≥0.968),Freundlich模型能很好地描述吸附等温线(R²≥0.998);土壤吸附SMZ受土壤pH和腐植酸(HA)浓度的影响,碱性土壤和低HA浓度土壤有利于SMZ的迁移;PA6对土壤吸附SMZ有显著影响,表现为土壤中PA6含量占比越高其促进作用越大,且不受老化过程影响。本研究能为评估MPs和SAs的土壤生态风险提供科学依据。     

核桃林下魔芋根区土壤微生物区系研究

对镇安县新民村和庙坡村核桃林及林外魔芋根区土壤养分和微生物区系进行分析研究,探索林下魔芋长势好、产量高的原因。采用常规方法分析土壤养分;用稀释平板法测定土壤细菌、真菌及放线菌数量;采用形态观察结合序列分析对优势微生物进行分类鉴定。研究显示:(1)林下土壤pH、速效氮磷钾及有机质含量高于林外。(2)林下土壤细菌和放线菌总数增加,真菌减少。(3)林下土壤细菌/真菌和放线菌/真菌增加。(4)林下土壤优势微生物放射型根瘤菌(R.radiobacter)、苏云金芽孢杆菌(B.thuringiensis)、黄色蠕形霉(T.flavus)、黒附球菌(E.nigrum)及绿淀粉酶链霉菌(S.viridodiastaticus)数量和比例较林外不同程度增加。结果表明核桃林下魔芋长势好、产量高与其根区土壤养分及良好的微生物区系状况密切相关。     

互花米草入侵对黄河口盐沼湿地土壤溶解性有机碳空间分布的影响

互花米草是我国滨海盐沼湿地中广泛分布的入侵植物,可对盐沼土壤的元素循环产生深远影响. 本研究以黄河三角洲典型互花米草分布区为研究对象,沿垂直于潮沟方向选择连续带状互花米草区(CR)、斑块状互花米草区(P)、斑块间裸滩(BL)以及互花米草与盐地碱蓬交错区(MZ)样地,分别分层采集土壤剖面样品,探讨互花米草入侵对土壤溶解性有机碳(DOC)质量分数 w 的空间分布特征的影响. 研究结果表明:研究区表层(0~20cm)及深层(>20~100cm) 土壤 w(DOC)的变化范围分别为5.68~112.17与4.27~94.28mg·kg-1;互花米草入侵显著增加了表层土壤w(DOC) (P<0.05),土壤 w(DOC)沿互花米草扩散方向逐渐降低. 除斑块状互花米草区外,土壤 w(DOC)随着土壤深度增加逐渐降低.Spearman相关性分 析 结 果 表 明, 表 层 土 壤 w(DOC) 与 土 壤 有 机 碳 即 w(SOC) (P<0.05) 以 及 w(黏 粒) (P<0.01)呈显著正相关关系,而与pH 呈负相关关系(P<0.01). 多元分析表明表层土壤与深层土壤的 DOC与土壤理化因子之间呈现不同的作用关系,说明互花米草入侵改变了滨海盐沼土壤 DOC的空间分布特征,本文研究结果为深入开展滨海盐沼湿地碳循环研究提供基础      

黄土旱塬区麦田土壤碳排放特征及其与休闲裸地的差异

利用Li-8100开路式土壤碳通量系统,于2014-03~2014-06研究了黄土旱塬区麦田(RT)土壤CO2排放特征及其与休闲裸地(ck)的差异。结果表明:(1)RT和ck等2个处理土壤CO2排放速率的日、季节变化趋势均呈单峰曲线;在小麦返青至拔节期土壤CO2排放速率日变化峰值出现在13∶00前后,而在开花至成熟期土壤CO2排放速率日变化峰值出现在11∶00前后;土壤CO2排放速率季节变化的最大值出现在小麦拔节中期,最小值出现在小麦灌浆后期;观测日麦田土壤CO2排放速率平均值为221 mg·(m2·h)-1,比休闲裸地的201 mg·(m2·h)-1约高出9.05%。(2)回归分析表明,土壤CO2排放速率与土壤水分和温度均成二次函数关系(P0.05)。随着土层深度的增加,相关性逐渐降低。在同一土层深度下,RT处理土壤CO2排放速率与土壤中水的质量分数和温度的相关性均高于ck处理。(3)相关分析表明,土壤CO2排放速率与土壤细菌数量和过氧化氢酶活性呈显著正相关关系(P0.05)。综合分析表明,黄土高原种植小麦能增加土壤碳排放,并且土壤中水的质量分数对土壤CO2排放速率的影响大于土壤温度对土壤CO2排放速率的影响,土壤细菌数量和过氧化氢酶活性能够显著影响土壤CO2排放速率。     

滇西典型退化山地不同利用类型土壤生化活性

采用野外采样及室内分析的方法,选取人为干扰较小的旱冬瓜(Alnus nepalensis)林作为对照,对不同利用方式下的土壤生化活性进行分析。结果表明：不同利用类型土壤生化活性之间存在较大差异;土壤生化活性,能比较客观地反映土壤肥力质量的差异和退化程度;除了蔗糖酶活性,不同利用类型的其他土壤生化活性指标均达到了显著影响水平;由土壤生化活性均随着土层深度的增加而降低可以看出,土壤利用类型、人为活动对土壤生化活性的影响主要集中在表层(A层);除了氨化作用,不同土层对其他土壤生化活性指标均达到了显著影响水平。研究区旱冬瓜林土壤性状较好, 其他5 种利用类型土壤均存在不同程度的退化。     

石漠化地区石灰岩喀斯特林地土壤抗蚀性研究

对贵州中部石灰岩喀斯特地区3种林分（常绿阔叶林,构树林和灌木林）林地土壤的抗蚀性指标进行主成分分析,并以农地土壤作对照,研究表明,用抗蚀性指标主成分分析综合指数表明3种林分林地土壤抗蚀性为：阔叶林（88.90）〉构树林（77.02）〉灌木林（62.69）;表层土壤抗蚀性（97.14）高于亚表层土壤抗蚀性（67.30）,土壤抗蚀性从表层向下呈下降趋势。通过聚类分析可将贵州中部石灰岩喀斯特不同土地利用类型不同层次的8土壤样本划分为抗蚀性强度不同的3类,与评价结果一致。     

内蒙古草原区土壤碳密度(SOCD)和氮密度(TND)的影响因素分析

在内蒙古草原区选取94个样点, 涵盖耕地、退耕地、人工林和草原4种土地利用类型, 根据土壤质地将草原细分为沙质草原和非沙质草原。 通过对这些样点土壤有机碳密度(SOCD)和全氮密度(TND)的研究, 发现在内蒙古草原区, SOCD主要受到土壤质地的影响, 黏粒(<2m)、粉砂(2~16m)和细粉砂(16~63 m)的含量越高, SOCD越高。而TND同时受到土壤质地和土地利用类型的影响, 分布在非沙质土壤的草原具有最高的TND。耕作不会导致SOCD显著降低, 但是会造成TND降低。人工林不能显著提高土壤养分含量, 相反, 由于人工林对养分和水分的需求很大, 可能导致土壤肥力的降低。此外, 草原区温度越高, 土壤养分越低, 这预示着在全球变暖的背景下, 这一地区的土壤可能成为重要的碳源。植被退化越严重, 土壤养分越低, 因此保护草原区的植被免受过度放牧的影响非常重要。     

基于GIS的土壤侵蚀与土地利用关系研究

以福建省延平区为例,在地理信息系统软件ＡＲＣ／ＩＮＦＯ的支持下探讨土壤侵蚀与土地利用的关系。研究结果表明,不同土地利用类型的土壤侵蚀程度差异显著,各种土地利用类型土壤侵蚀率的顺序为：园地〉耕地〉林地〉草地,尤其是林地中的疏林地、园地中的茶园和耕地中的旱地土壤侵蚀程度尤为严重。文中还提出土地利用与水土保持相结合的具体对策,以实现土地资源可持续利用的目标。     

Factors Affecting Soil Organic Carbon Density （SOCD） and Total Nitrogen Density （TND） in Inner Mongolian Steppe

在内蒙古草原区选取94个样点,涵盖耕地、退耕地、人工林和草原4种土地利用类型,根据土壤质地将草原细分为沙质草原和非沙质草原。通过对这些样点土壤有机碳密度（SOCD）和全氮密度（TND）的研究,发现在内蒙古草原区,SOCD主要受到土壤质地的影响,黏粒（〈2gm）、粉砂（2～16μm）和细粉砂（16～63μm）的含量越高,SOCD越高。而TND同时受到土壤质地和土地利用类型的影响,分布在非沙质土壤的草原具有最高的TND。耕作不会导致SOCD显著降低,但是会造成TND降低。人工林不能显著提高土壤养分含量,相反,由于人工林对养分和水分的需求很大,可能导致土壤肥力的降低。此外,草原区温度越高,土壤养分越低,这预示着在全球变暖的背景下,这一地区的土壤可能成为重要的碳源。植被退化越严重,土壤养分越低,因此保护草原区的植被免受过度放牧的影响非常重要。     

三峡库区坡面农林复合结构对土壤养分分布的影响

通过对三峡库区迎江坡面5种已持续经营15a以上具有代表性的农林复合结构类型的土壤养分状况的监测,研究了不同农林复合结构对土壤养分分布的影响。从坡顶至坡脚,农林复合结构类型分别为坡耕地－经济林－林地、林地－经济林－坡耕地、经济林－坡耕地－林地、林地－坡耕地－经济林、林地－经济林－梯地。通过测定土壤全N、全P、全K、水解N、速效P和有机质,分析得出：林地－经济林－梯地、经济林－坡耕地－林地结构具有较好的土壤养分保持功能。     

木荷、杉木混交林林地与根际土壤养分特性的研究

木荷、杉木混交林林地与根际土壤养分特征研究表明，木荷根际对土壤养分的活化能力大于杉木，这利于混交林中杉木的生长。木荷与杉木混交后两树种种间关系协调，混交林根际微区对土壤养分活化程度的提高改善了两种树的养分利用状况，这可能是混交林林地土壤养分高于其纯林地土壤养分且林分生产力高的主要原因之一。为探讨木荷、杉木混交林效益机理提供科学依据。     

江西东江源区土壤侵蚀与土地利用变化的影响研究

采用RS/GIS技术,研究东江源区1995-2000年的土地利用变化和土壤侵蚀强度变化的关系。结果表明:1)东江源区土壤侵蚀面积有所增加,强度降低;2)土壤侵蚀强度变化主要发生在林地、草地、耕地这3种土地利用方式中,其中林地土壤侵蚀强度有较为明显的增加;3)加重土壤侵蚀强度主要是林地转变为草地和耕地,而耕地向林地、林地内部之间的转化减弱了侵蚀强度。研究表明,土地利用变化是土壤侵蚀的主导因素,尤其是林地、草地和耕地之间的转化对土壤侵蚀强度的变化影响很大。其中,耕地向林地、林地内部之间的转化将对土壤侵蚀强度起到减弱效果,而林地向草地、耕地之间的转化则会加速土壤侵蚀的恶化。     

Effect of Land Use on Soil Properties in Debris Flow Bottomland： A Case Study at Xiaojiang Basin, Yunnan

In order to understand the effect of different land use on soil physics and nutrients properties of the debris flow bottomland, a case study at Daqing gully （in Xiaojiang Basin, Yunnan） was conducted in 2004. Soil samples were taken at depth of 0-10,10-20,20-40,40-60,60-80 cm under three land use patterns crop bottomland （CL）, forest bottomland （FL）, and barren bottomland（BL）. The results showed that the developing bottomland to CL promoted soil toaccumulate total phosphorus （TP） and available phosphorus （AP）, pH value transferred from neutral to alkalescency, and organic matter decreased significantly. Furthermore, the contents of total nitrogen （TN） and available nitrogen （AN） in CL were lower than that of FL and BL because the growth of crops consumed more nutrients in soil. The results also showed that the contents of TP, AP and available potassium （AK） in soil were positively correlated with soil particle.     

芦苇型水陆交错带苇田退化及利用对土壤水分的影响

针对白洋淀水陆交错带芦苇退化及芦苇地改造状况，研究了健康、不健康芦苇地及经苇地改造的玉米地土壤水含量状况，并选择了玉米地、人工林、玉米一人工林及芦苇地4种主要的土地利用类型，研究了不同土地利用类型的土壤水分状况．结果表明健康苇地不同剖面层次土壤含水量均高于不健康苇地，经过不同种植方式后，在0～100cm的土层四种不同土地利用类型土壤含水量变化趋势不同，芦苇在保持湿地土壤水分方面具有较好的能力．