模拟氮沉降对杨树人工林土壤微生物群落碳源利用类型的影响

【目的】探究氮沉降对杨树人工林土壤微生物群落特征的影响。【方法】以江苏省东台地区沿海杨树人工林为对象,采用Biolog ECO微平板技术,设置4种氮添加水平:N0(0 kg/(hm²·a))、N1(50 kg/(hm²·a))、N2(100 kg/(hm²·a))、N3(150 kg/(hm²·a))模拟不同浓度氮沉降,经过2 a生长季(5—10月)处理,测定杨树林土壤微生物群落碳源利用变化情况。【结果】N2处理可以增强杨树人工林土壤微生物对碳源的代谢能力,氮添加浓度过高则会产生抑制作用; 土壤中微生物对胺类和酚类利用程度表现出较大差异,其中,酚类在高浓度氮处理(N3)时利用程度最高,胺类在低浓度氮(N1)条件下利用程度最高; 硝态氮和平均颜色变化率(AWCD)、Shannon多样性均具有显著正相关性(P<0.05),微生物代谢水平及其结构变化受到硝态氮影响较大。主成分分析表明,PC1和PC2可以表示施氮对微生物群落代谢多样性产生的差异,其中,PC1的方差贡献率最大,碳水化合物、酚类呈负相关(碳源相关系数分别为-0.869、-0.780),氨基酸、羧酸呈正相关(碳源相关系数分别为0.702、0.821),是起主要分异作用的碳源; PC2涵盖了聚合物和胺类两种碳源大类,其中聚合物呈负相关(相关系数为-0.688),胺类呈正相关(相关系数为0.802)。【结论】氮添加会导致杨树人工林土壤微生物群落对碳源利用类型改变,土壤中硝态氮含量与微生物生长代谢及功能多样性呈显著正相关; 六大类碳源中碳水化合物、羧酸是影响土壤微生物群落功能多样性的主要碳源。 关键词:氮沉降; 土壤微生物; 碳源代谢; 群落功能多样性; 杨树人工林     

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...     

帽儿山针阔混交林及纯林土壤碳代谢微生物群落特征研究

【目的】评价帽儿山地区纯林与混交林(红皮云杉纯林、长白落叶松纯林、胡桃楸和红皮云杉混交林、胡桃楸和长白落叶松混交林、水曲柳和红皮云杉混交林、水曲柳和长白落叶松混交林)土壤生态系统中参与土壤碳代谢的微生物群落特征。【方法】借助Biolog^MT技术,比较了纯林与混交林之间根际土壤微生物对不同碳源类型的利用情况。【结果】不同林型土壤微生物平均颜色变化率(AWCD)呈现阔叶林高于针叶林,胡桃楸针-阔混交林型中针叶林土壤微生物AWCD值优于与水曲柳混交林型。胡桃楸针-阔混交林中,针叶林的Shannon指数显著地高于水曲柳针-阔混交林。Simpson优势度指数与Shannon多样性指数变化趋势较为相似。羧酸、氨基酸和糖类这3类碳源是导致微生物代谢呈现差异的主要碳源。长白落叶松、红皮云杉与水曲柳混交后对糖类、羧酸和氨基酸3种主要碳源的利用程度均有所下降,可能是导致AWCD值较低的原因之一。【结论】胡桃楸针-阔混交林比水曲柳针-阔混交林以及针叶纯林更有利于土壤微生物群落的碳代谢功能发挥。     

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。     

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.     

龙门山地震带不同植被类型土壤微生物群落多样性分析

采用BIOLOG-ECO (Ecology Plate,ECO)技术,探讨龙门山地震带——银厂沟地区杂木林、竹林和松树林3种植被类型对土壤微生物群落多样性的影响.结果表明,随着培养时间的延长,土壤微生物群落的平均颜色变化率(Average Well Color Development,AWCD)均呈"S"型曲线增长,但3种植被类型土壤的AWCD值在增长速率和最大值方面存在一定的差异性;碳水化合物类、氨基酸类、醇类和酯类碳源是土壤微生物群落主要利用的碳源类型;当培养0～144 h时,竹林微生物群落的多样性最高,其次是杂木林,松树林最低,当培养144～240 h时,杂木林微生物群落的多样性高于竹林,松树林最低.研究结果说明植被类型可以影响其土壤微生物群落的多样性,同时也为龙门山地震带土壤生态系统的恢复和重建提供了科学依据.     

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。     

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.     

生物炭对杨树人工林土壤微生物量及碳源代谢多样性的影响

生物炭不仅可以改良土壤理化性质,并且能够帮助土壤长期固碳从而减缓温室气体的排放。以江苏东台杨树人工林土壤为对象,设计4种生物炭添加量CK(0)、T1(40 t/hm²)、T2(80 t/hm²)、T3(120 t/hm²),探究生物炭及其季节动态变化对土壤理化性质、微生物量和碳源代谢的影响。结果表明:生物炭施入降低土壤含水率,却使得土壤pH升高; 生物炭导致土壤微生物量氮(SMBN)下降,并且SMBN具有明显季节动态变化,即冬春偏高、夏秋相对较低; 而生物炭没有明显改变土壤微生物量碳(SMBC),但SMBC季节动态变化明显。高浓度生物炭(T3)显著提高了微生物在Biolog平板上的AWCD(平均单孔颜色变化率),但对碳源代谢多样性影响不显著。主成分分析表明,相比不同的施炭处理,同一处理季节的差异更显著地影响了微生物碳源的代谢模式。     

Biolog-Eco解析黄山风景区空气微生物碳代谢多样性特征

采用Biolog生态微平板分析黄山风景区6个景区空气样品的微生物碳代谢群落结构,旨在了解不同景区空气微生物碳代谢功能群落结构的特点与差异.结果表明:6个景区AWCD值变化趋势不同,空气微生物在碳源利用能力、微生物丰度等方面存在差异,可能与海拔、气象、游客集中与流动等因素有关;6个景区空气微生物对6类31种碳源的利用程度存在差异,但总体对羧酸类和碳水化合物类的利用程度较高,对其它化合物类的利用程度较低;主成分分析显示,6个景区空气微生物代谢基质主成分1的贡献度为58.7%,主成分2为28.5%;主成分1荷载0.55以上的基质有25种,主成分2只有7种.Biolog生态微平板技术能够客观、正确表征空气微生物碳代谢多样性的特征,是研究空气微生物群落功能多样性的较理想方法之一.     

长白山两种生态系统土壤养分比较

本文通过野外调查长白山地区阔叶红松林和白桦次生林的植被和土壤,并对土壤进行养分分析,着重分析了两种林下三个层次土壤的pH值、总氮、总磷、速效氮、速效磷、总有机碳、C/N和C/P。结果表明,阔叶红松林乔木的平均胸径、物种丰富度、冠层郁闭度和物种多样性均高于白桦次生林。除pH值外,其他土壤中养分指标在阔叶红松林土壤中各层次均高于白桦次生林土壤中相应的层次中的指标值;而红松林土壤中各养分指标的空间变异程度也大于白桦林土壤中养分的空间变异程度。文中进一步分析了长白山的红松阔叶林和杨桦次生林的土壤养分差异、有机碳含量差异及C/N的差异、乔木层群落结构特征和物种多样性的关系。     

西双版纳热带森林碳循环中土壤呼吸对次生演替的响应

【目的】探明热带森林次生演替过程中土壤呼吸速率的季节变化及其主要调控因素,分析土壤微生物生物量碳及理化性质对土壤呼吸速率时间动态的影响,为精确评估热带森林恢复对土壤碳库变化的影响提供参考。【方法】采用LI-6400-09便携式土壤呼吸测定仪对西双版纳热带森林演替前期的白背桐(Mallotus paniculatus)群落与演替后期的高檐蒲桃(Syzygium oblatum)群落土壤呼吸速率进行连续定位观测,结合相关分析和主成分分析,探讨热带森林演替过程中土壤微生物生物量碳、容重、pH及碳氮库各组分含量变化对土壤呼吸速率的影响。【结果】研究区白背桐与高檐蒲桃群落土壤呼吸具有明显的单峰型季节变化特征,最大值出现在湿季(6月),其中高檐蒲桃群落土壤呼吸速率[3.80~6.19 μmol/(m²·s)]显著高于白背桐群落[2.40~4.35 μmol/(m²·s)],但恢复前期土壤呼吸变幅(1.81倍)显著高于恢复后期(1.63倍);土壤呼吸速率随土壤温度和水分季节变化呈非线性显著或极显著增加的趋势(P<0.01或P<0.05),其中,高檐蒲桃群落温度、水分对土壤呼吸的解释率分别为49.00%~65.30%、2.96%~53.00%,显著高于白背桐群落的6.40%~49.10%、2.48%~43.70%;两群落土壤呼吸速率均与碳库(总碳、土壤微生物生物量碳)及氮库(硝态氮、全氮、铵态氮)含量显著或极显著正相关(P<0.01或0.05),并与pH呈极显著负相关 (P<0.01);土壤易氧化碳、硝态氮、含水量对土壤呼吸变化的贡献最大,而土壤温度、土壤微生物生物量碳、全氮、铵态氮及水解氮的影响次之。【结论】西双版纳热带森林次生演替显著促进了土壤呼吸,土壤呼吸时间动态主要受土壤微气候(如含水量)及土壤碳库(如易氧化碳)、氮库(如硝态氮)组分含量所调控。     

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...     

黑龙江省红松人工林林分乔木层可加性碳储量模型

【目的】大尺度森林碳储量的估算备受关注,而构建林分乔木层碳储量模型是一种评估森林碳储量快捷且准确的方式。【方法】以黑龙江省(东京城、林口、帽儿山、孟家岗)207块红松人工林样地数据为研究对象,选择聚合法、平差法、分解法作为构建林分碳储量模型的可加性方法,以加权回归来消除碳储量模型的异方差。采用留一交叉验证法(leave-one-out cross validation, LOOCV)对3种可加性方法的碳储量模型进行评价。【结果】基于3种可加性方法林分碳储量模型拟合结果之间存在略微的差异。聚合法的总体预测能力略优于平差法和分解法,具体预测精度排序为聚合法>平差法>分解法。当预测林分总碳储量时,3种可加性方法在不同林分断面积区间的预测能力表现并不一致。【结论】基于聚合法的林分碳储量模型更适合于黑龙江省红松人工林的碳储量预测,但当预测红松人工林的林分总碳储量时,应根据林分断面积区间选择合适的可加性方法。     

乌岩岭不同林分土壤有机碳含量及分布特征

【目的】浙江乌岩岭森林生态系统濒临太平洋,具有独特的海洋性气候,在中国亚热带地区具有重要地位,探究该区域不同林分土壤有机碳含量及其分布特征,可为提高土壤碳库管理水平,推动森林生态系统的可持续经营与发展提供参考。【方法】用岛津TOC-L_CPH总有机碳分析仪测定了7种林分(松林、杉木林、柳杉林、阔叶林、混交林、竹林、茶园)土壤有机碳(SOC)及水溶性有机碳(WSOC)含量,并分析了其与土壤因子的关系。【结果】7种林分的SOC和WSOC含量都呈现出了随土层深度增加而减少的规律,具有明显的垂直分布特征。各土层SOC含量均以杉木林最高,≥10～25 cm与≥25～40 cm两土层WSOC含量亦是在杉木林中最高。WSOC与SOC含量之比为0.59%～1.51%,以杉木林≥25～40 cm土层的最高,以松林≥25～40 cm土层的最低。SOC含量与土壤密度、pH分别存在极显著(P<0.01)与显著线性负相关(P<0.05),WSOC含量与土壤密度、pH均存在极显著线性负相关(P<0.01)。【结论】乌岩岭土壤密度与pH均为影响林分SOC和WSOC含量的重要因素。