不同岩溶生态系统土壤及其细菌碳酸酐酶的活性分析及生态意义

对能加速岩溶作用的碳酸酐酶 (CA)的来源及分布进行了研究。测定了采自中国西南 4个不同岩溶地区生态系统土壤样品中的 CA活性 ,结果表明在表层土壤中都能检测到 CA活性 ,且 CA活性在不同岩溶生态系统土壤之间存在明显差异 ,其中植被覆盖率低的六盘水米苏嘎的土壤 CA活性最低 ,而植被种类丰富且生长较好的重庆金佛山和马山弄拉等地土壤 CA活性较高。同一类型岩溶生态系统不同岩溶地形的土壤 CA活性亦存在差异 ,植物根际附近土壤 CA活性较高 ,而且土壤 CA活性呈现明显的垂直分布和季节变化 ,表明植物根系及土壤微生物是土壤 CA的主要来源。同时还筛选了能产 CA的细菌 ,并测定了细胞内和细胞外 CA活性 ,结果表明土壤细菌的细胞内和细胞外 CA活性在具有不同植被状况的弄拉和试验场两种不同岩溶生态系统间具有明显差异。这些都暗示着土壤及其细菌 CA活性与赋予不同地形和植被特征的岩溶生态系统的特性高度相关     

喀斯特峰丛洼地不同生态系统土壤微生物与养分的耦合关系

基于喀斯特峰丛洼地农作区、人工林、次生林、原生林4类生态系统土壤微生物量、微生物数量及土壤养分的分析,本文探讨了不同生态系统土壤微生物特征及其与土壤养分的耦合关系.结果表明:不同生态系统微生物种群组成不同,真菌比率均较低,农作区、人工林、原生林的放线菌比率较大,而次生林细菌比率较大;不同生态系统中微生物量碳(Cmic)与微生物量氮(Nmic)、微生物量磷(Pmic)的相关性均达到了显著或极显著水平;不同生态系统土壤微生物量与土壤养分的关系密切,而微生物数量与土壤养分的相关性均较弱,表明土壤微生物细菌、真菌、放线菌种群数量分布的随机性较大,而不是受单一养分因子的控制;不同生态系统中土壤微生物属性和土壤养分的耦合关系不同:农作区土壤有机质(SOM)、pH、全磷(TP)起较大作用,主要影响土壤Cmic、细菌和真菌;人工林中土壤水分、SOM、全氮(TN)、TP主要影响土壤微生物量;次生林中以pH、SOM、TP、碱解氮(AN)、速效钾(AK)主要影响土壤微生物量和真菌;原生林主要有pH、TP、AN影响土壤微生物量和细菌.     

兰州兴隆山土壤微生物的分布及其相关特性分析

目的以兰州兴隆山不同区域的土壤微生物为研究对象,分析比较土壤微生物数量与土壤酶活性之间的相关性。方法利用不同方法测定土壤理化性质、微生物数量以及土壤相关酶活特性;采用三区划线法进行土壤微生物的分离与纯化,通过16S rDNA和ITS方法进行优势菌株鉴定。结果兰州兴隆山土壤中微生物菌群数量由多到少依次为细菌、放线菌、真菌。通过分离纯化后,对其中的2株优势菌进行了鉴定,初步推断X2为萎缩芽胞杆菌属(Bacillus atrophaeus)细菌,Z2为栎生青霉属(Penicillium glandicola)真菌。从酶活特性可知,阳面的土壤过氧化氢酶活性比阴面高;随着海拔高度的增加,过氧化氢酶活性呈现增加趋势;阳面的土壤脱氢酶活性总体比阴面高,并且随着海拔梯度的升高,土壤脱氢酶活性也在不断升高。从相关性分析可知,不同海拔土样间微生物数量与酶活性之间表现出明显的相关性。结论兰州兴隆山土壤微生物数量丰富,且细菌数量居多;不同阴、阳面土壤微生物的层次分布以及活性也各有不同。以上研究可为兰州兴隆山土壤生态系统演替等提供参考依据,并为土壤生态环境的治理做铺垫。     

川西高原季节性雪被覆盖下凋落物输入对土壤微生物数量及生物量的影响

为了了解季节性雪被覆盖下不同碳供应水平对高山土壤生态系统过程的影响,2010 年1 月-5 月在青藏高原东缘设计人工雪厚度梯度控制(0 cm, 30 cm, 100 cm)和凋落物添加(0 g, 5 g, 20 g 鲜卑花叶片)的原位试验,测定了土壤中的微生物数量和微生物生物量。研究发现,雪被覆盖能有效地绝缘大气和土壤,减少冻融交替的幅度和频次,显著增加了细菌和真菌数量,而对微生物生物量碳氮无明显影响。凋落物的输入降低了微生物生物量氮的含量,增加了细菌和真菌的数量。说明雪被覆盖和有机碳的输入可以通过影响冬季土壤微生物群落结构,从而对高山地区冬季生态系统过程产生实质性的影响。     

葡萄生态系统中自然微生物群落多样性及其代谢酶系统的研究现状

自然微生物是影响葡萄生理生长和葡萄酒质量的重要因素,广泛存在于葡萄和葡萄酒的生态系统中。其中,微生物的种类、数量和生长分布取决于气候、土壤、生长时期和发酵过程控制等多种因素。自然状态下,葡萄微生态系统的物种组成和代谢作用直接影响葡萄藤的健康和葡萄酒的发酵质量,并产生特定的葡萄酒风土特征。因此,本文对现有研究的葡萄园土壤、果实和葡萄酒自然发酵过程中的真菌和细菌的群落多样性和动态变化,及其代谢酶类对葡萄酒质量特性的影响进行了综述,以期通过对微生物群落的生理代谢和生态作用的全面认识,探究葡萄微生态的互作机理和代谢功能,促使微生物群落向葡萄和葡萄酒有益的方向发展,从而达到葡萄生态系统可持续、高质量发展的目的。     

短期放牧对草甸草原土壤微生物与土壤酶活性的影响

【目的】为呼伦贝尔草甸草原生态系统的保护、恢复及重建提供微生物学基础数据。了解草原土壤微生物和酶活性对放牧强度的响应。【方法】分别采集六个不同放牧强度的土壤样品,测定土壤微生物数量、土壤微生物量和土壤酶活性,分析短时期不同放牧强度土壤微生物数量、土壤微生物量和土壤酶活性的变化特征及其相互关系。【结果】不同放牧强度下,菌群数量分布为细菌>放线菌>真菌;土壤微生物数量、微生物量均表现为放牧区高于对照区;在土壤表层(0 10 cm),土壤过氧化氢酶、转化酶和蛋白酶活性表现出随放牧强度的增加先上升后略降的趋势,且放牧区均高于对照区,与土壤表层比较,在较深层(10 cm 20 cm),土壤细菌、真菌的数量和微生物量碳、氮下降幅度随放牧强度的增大而增大。土壤微生物数量、微生物量及土壤酶活性的垂直分布为0 10 cm>10 cm 20 cm。相关分析结果表明:放牧干扰条件下,土壤微生物数量与微生物量之间均存在显著或极显著的相关性。土壤酶活性与微生物数量、微生物量密切相关,过氧化氢酶、转化酶与细菌、放线菌极显著相关(P<0.01)、与微生物量碳显著相关(P<0.05);蛋白酶与真菌及微生物量碳、氮极显著相关(P<0.01),与细菌显著相关(P<0.05)。【结论】适度放牧可使土壤微生物数量、微生物量和土壤酶活性增加。土壤微生物数量、微生物量与土壤酶活性之间具有密切关系。     

西南岩溶区土壤细菌胞外碳酸酐酶的稳定性研究

分析了来源于西南几个不同类型岩溶地区土壤细菌的胞外碳酸酐酶(CA)活性,发现有不少菌株能够产生分泌胞外CA．以一株编号为GLCa102的菌株为代表,模拟岩溶环境条件,研究其胞外CA的稳定性．结果表明该微生物胞外CA具有良好的热稳定性、偏碱性条件的岩溶土壤环境有利于胞外CA活性的相对稳定、岩溶环境主要金属离子如Ca^2 、Mg^2 、Zn^2 和Co^2 等以及阴离子如SO4^2-、H2PO4^ 、NO3^-、NO2^-、Cl^-、Br^-和I^-等在一定浓度范围内可使微生物胞外碳酸酐酶保持50％以上的活性．参照岩溶土壤水体元素背景值,表明岩溶环境的离子含量有利于该微生物胞外CA活性的相对稳定．此研究为深入研究微生物CA在生物岩溶中的作用和地位提供了一定的科学依据。     

峡谷型喀斯特不同生态系统的土壤微生物数量及生物量特征

采用样地调查与室内分析相结合的方法,研究了峡谷型喀斯特水田、旱地、草地、灌丛、人工林、次生林6种生态系统不同深度土壤微生物数量、微生物生物量特征及其分形关系。结果表明:峡谷型喀斯特不同生态系统的土壤微生物数量及组成不同,微生物数量均以次生林最高,旱地最低,其组成数量均为细菌放线菌真菌,细菌是土壤微生物的主要类群,数量多达26.66×105—71.64×105cfu/g,占全部微生物比例为87.00%—95.50%,其次为放线菌数量,为1.45×105—3.78×105cfu/g,所占比例为4.21%—12.39%,真菌数量最小,为0.07×105—0.23×105cfu/g,所占比例仅为0.24%—0.61%,不足1%。不同生态系统土壤微生物生物量碳(MBC)、氮(MBN)、磷(MBP)的含量不同,次生林MBC与MBN最高,人工林MBP最高,旱地MBC最低,草地MBN与MBP最低;各生态系统均为MBCMBNMBP。不同生态系统的MBC/SOC、MBN/TN、MBP/TP分别为0.44%—0.97%、2.13%—3.13%、1.46%—2.13%,差异不显著;MBC/MBN在3.06—6.54之间,其中次生林极显著高于其他生态系统,其他生态系统差异不显著。不同生态系统土壤微生物数量及生物量均随土层加深而减少,且具有良好分形关系,均达到了极显著水平(P0.01)。探讨土壤微生物活性为提高石灰土土壤肥力、促进喀斯特植被迅速恢复提供依据。     

岷江干旱河谷优势灌丛对土壤微生物群落组成的影响

通过调查岷江干旱河谷两河口、飞虹、撮箕和牟托4个样地优势灌丛及其灌丛间空地的表土土壤物理化学性质和微生物群落组成,探讨植物灌丛群落对土壤微生物群落组成的影响。研究发现不同灌丛种类对土壤微生物群落组成以及土壤物理化学性质并没有显著影响,而同一样地灌丛与空地间的差异却较为显著。灌丛下比空地土壤中具有更高的有机质、养分含量,更高的土壤含水量和更低的容重,而灌丛下相对富集的养分资源是造成灌丛与空地间微生物群落组成差异的主要原因。不同样地影响微生物群落的主要因子存在一定差异,但与氮相关的因子(总氮、有效氮、碳/氮比)对土壤微生物群落着非常重要的影响,特别是对土壤微生物群落总生物量和细菌类群(革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌、细菌等)。虽然不同灌丛和空地下土壤中细菌群落都没有显著地变化,但真菌和菌根真菌却明显的在灌丛下富集。在飞虹和牟托样地,总磷和碳/磷比与真菌类群,主要指真菌和菌根真菌,表现出显著正相关性,这或许反映了真菌类群对于该区域磷循环的重要作用。研究结果揭示了灌丛植被在干旱河谷地区地下生态系统中的重要作用,以及氮、磷这两种养分元素对土壤微生物群落的重要影响。同时,未来对于干旱河谷地区植物-土壤关系的研究应该关注真菌和菌根真菌类群的作用。     

不同水分管理方式对稻田土壤生物学特性的影响

在下辽河平原单季稻地区研究了常规浅湿干灌溉 (CK)、浅湿干灌溉薄膜阻渗 (IC)、湿润灌溉薄膜阻渗 (MC)、淹水灌溉薄膜阻渗 (FC) 4种不同水分管理方式下土壤线虫及土壤微生物量的动态变化。结果表明 ,耙耕前 ,CK、FC处理食细菌线虫数量显著高于MC、IC处理 ;薄膜阻渗在黄熟期显著降低了土壤食细菌线虫的数量 ,在耙耕前显著降低了食真菌线虫数量。潮棕壤稻田食真菌线虫与食细菌线虫相比数量较低。在耙耕前不同水分管理方式下土壤微生物量C显著低于对照。不同水分管理方式在水稻分蘖期、抽穗期对食细菌线虫数量、食真菌线虫数量、微生物量C和微生物量N没有影响。土壤食细菌线虫、食真菌线虫数量与土壤微生物量C、N没有达到显著相关。     

中国东北黑土土壤剖面微生物群落碳源代谢特征

利用Biolog Eco微平板培养法,对中国科学院海伦农田生态系统国家野外科学观测研究站农田(CL)、恢复草地(GL)和人工林地(FL)土壤剖面不同深度土壤中微生物群落碳源代谢特征进行研究。理化性质结果显示,有机碳、全氮和碱解氮含量随深度增加逐渐减少,p H则是上层土壤低于底层。可培养微生物数量从表层(0—20 cm)到底层(180—200 cm)逐渐减少,在表层(0—20 cm)3种可培养微生物数量均为草地农田林地。可培养微生物主要生活在近地表0—60 cm土层中,在60—200cm土层中3种利用方式下可培养细菌、真菌和放线菌数量基本相同。Biolog结果显示,在0—40 cm土层中微生物群落活性最大,底层(180—200 cm)土壤微生物群落活性最小。3种利用方式剖面微生物群落Shannon多样性指数和碳源利用数量从表层到底层逐渐减少,并且与SOC和TN呈极显著正相关关系(P0.05)。与农田相比恢复草地和人工林地剖面20—40 cm土层中微生物群落对各类碳源的利用强度都较高,说明没有农业机械作业的植被自然生长条件下根系会打破原来农田中的犁底层,促进表层(0—20 cm)以下微生物群落活性。碳源利用率和主成分分析结果表明长期不同植被覆盖已经改变了剖面微生物群落碳源代谢特征,而且根系已经影响到100 cm的微生物群落,但还没有影响到180—200cm中的微生物群落。     

Effects of Aluminum on the Growth of Tea Plant and Activation of Antioxidant System

The origin and distribution of carbonic anhydrase (CA), which could accelerate karst processes, are explored in this paper. The soil samples used in the study were collected from four different kinds of karst ecosystems of Southwest China. The results indicate that CA activity could be detected in surface layer soils, and that CA activity varied obviously among the soils in different karst ecosystems. Of the four kinds of karst site, the mean CA activity of the surface soil in Misuga, Liupanshui, which had the lowest vegetation cover, was the lowest with 0.02 U g ^–1 dry soil. Nongla and Jinfu mountain, where there is abundant vegetable species diversity and dense vegetation, had higher mean CA activity in the surface soil with 3.83 U g ^–1 dry soil and 3.13 U g ^–1 dry soil, respectively. Moreover, there was certain difference in CA activities of soils among different kinds of karst landscape in the same kind of karst ecosystem. On the other hand, the higher CA activity could be detected in the soils in the vicinity of the plant roots, and CA activity in soil exhibited both obvious seasonal and vertical changes. These facts implied that plant roots and soil microorganisms might serve as important sources of CA. Besides, the results indicate that CA activity is found in bacteria, actinomycetes and fungi. Actinomycetes had higher intracellular CA activity, while fungi had higher extracellular CA activity. This study shows that higher microbial CA activities are found in Jinfu Mountain, while lower microbial CA activities are found in Misuga, Liupanshui.     

茂兰喀斯特森林小生境类型对土壤微生物群落组成的影响

喀斯特山区是我国典型的生态脆弱区,区内分布复杂多样的小生境类型(石洞、石缝、石沟、石槽、土面等)。土壤微生物是陆地生态系统最活跃的成分,推动着生态系统能量流动和物质循环。研究不同小生境类型对土壤微生物群落组成的影响,对于喀斯特山区森林土壤微生物特征的认识和生态保护具有积极的意义。以贵州茂兰喀斯特森林小生境为对象,对其土壤理化性质和微生物组成进行了比较分析,并对小生境类型进行了数量聚类。结果表明:6种小生境土壤中共检测到48种磷脂脂肪酸(PLFA),其中,标记土壤微生物的特征PLFA有18种;土壤微生物总量、细菌、真菌、放线菌、G~+、G~-的含量均表现为石槽石沟土面表层石洞石缝土面下层,同时,各微生物类型的含量在不同生境类型中表现为细菌放线菌真菌; G~+/G~-在六种生境中表现为石槽石沟土面表层石缝石洞土面下层;真菌/细菌变幅为0.14—0.16,具体表现为土面表层石缝石沟石槽石洞土面下层;相关性分析和多元回归树分析显示,不同小生境类型的土壤有机质是影响土壤微生物群落组成的首要因子。聚类结果表明,小生境可划分为石槽-石沟型、石洞-石缝型、土面表层型以及土面下层型4种生境类型。研究结果证实了不同小生境类型对微生物分布特征存在显著影响。     

桂西北喀斯特区原生林与次生林凋落叶降解和养分释放

凋落叶降解及养分释放研究对喀斯特生态脆弱区森林生态系统的恢复与重建具有重要指导意义。本文选取桂西北喀斯特区3种原生林与3种次生林进行比较,研究其凋落叶降解与降解过程中的营养元素释放规律以及降解速率的影响因子。结果表明,原生林凋落叶的降解速率略大于次生林。C、N、K元素在前180天释放速率较快,随后趋于稳定。次生林凋落叶总P含量在降解初始阶段呈净积累,随后净释放,而原生林的凋落叶在降解360天后仍呈现P素净积累。相关分析表明,凋落叶降解速率与凋落叶初始总N、木质素含量及木质素:N比值呈负相关,与C:N比呈正相关。综合比较发现,次生林圆叶乌桕(Sapium rotundifolium Hemsl)凋落叶的降解速率与养分释放速率较快,是喀斯特退化土地及植被恢复过程中潜在的优势种和建群种。     

人为干扰对喀斯特土壤团聚体及其有机碳稳定性的影响

以桂西北喀斯特原生林地、自然恢复地、放牧+火烧草地和玉米-红薯轮作地为对象,研究了不同人为干扰方式下4种生态系统中土壤团聚体含量及其有机碳的稳定性.结果表明:除玉米.红薯轮作地土壤的水稳性团聚体(>0.25 mm)含量为37.7%外,其余样地土壤水稳性团聚体(>0.25 mm)含量均大于70%;土壤团聚体结构破坏率为玉米-红薯轮作地(54.9%)>放牧+火烧草地(23.2%)>自然恢复地(9.8%)和原生林地(9.6%),差异显著.随培养时间的延长,团聚体有机碳的矿化速率先增加后减小,20 d后趋于平稳,而且随团聚体粒级的减小逐渐增大;相同粒级团聚体中有机碳的矿化速率为原生林地>放牧+火烧草地和自然恢复地>玉米-红薯轮作地;原生林地有机碳矿化率在1.7%～3.8%,显著高于自然恢复地、放牧火烧草地和玉米-红薯轮作地;有机碳的累积矿化量与矿化速率变化规律一致.土壤有机碳和团聚体中有机碳含量分别与矿化速率和累积矿化量呈极显著正相关,与矿化率极显著负相关.     

植被类型与坡位对喀斯特土壤氮转化速率的影响

土壤氮素转化对于植物氮素营养具有重要作用,尤其是对于受氮素限制的喀斯特退化生态系统。选取植被恢复过程中4种典型喀斯特植被类型(草丛、灌丛、次生林、原生林)和3个坡位(上、中、下坡位)表层土壤(0—15cm)为对象,利用室内培养的方法,研究不同植被类型和坡位下土壤氮素养分与氮转化速率(氮净矿化率、净硝化率和净氨化率)的特征及其影响因素。结果表明,植被类型对土壤硝态氮含量、无机氮含量、氮净矿化率、净硝化率和净氨化率均有显著影响(P0.01),即随着植被的正向演替(草丛—灌丛—次生林—原生林),土壤硝态氮含量、无机氮含量、土壤氮净矿化速率和净硝化速率整体上呈增加趋势,而坡位以及坡位与植被类型的交互作用对上述土壤氮素指标无显著影响(P0.05)。冗余分析结果表明凋落物氮含量、凋落物C∶N比和硝态氮含量对土壤氮转化速率有显著影响,其中凋落物氮含量是影响土壤氮转化速率的主要因子(F=35.634,P=0.002)。可见,尽管坡位影响喀斯特水土再分配过程,但植被类型决定的凋落物质量(如凋落物氮含量等)对喀斯特土壤氮素转化速率的作用更为重要。因此,在喀斯特退化生态系统植被恢复初期,应注重植被群落的优化配置(如引入豆科植物)和土壤质量的改善(如降低土壤C∶N),促进土壤氮素转化及氮素的有效供给。     

Comparison of soil microbial communities from two distinct karst areas in Hungary

Karst areas belong to the most exposed terrestrial ecosystems, therefore their study have a priority task in Hungary, as well. The aim of this study was to compare the structure, activity and diversity of soil microbial communities from two distinct Hungarian karst areas (Aggtelek NP and Tapolca-basin). Soil samples were taken three times from 6 distinct sites, from different depths. Soil microbial biomass C (MBC), microbial biomass N (MBN), basal respiration (BRESP) and substrate induced respiration (SIR) were measured. The phylogenetic diversity of bacterial communities was compared by Denaturing Gradient Gel Electrophoresis (DGGE). The highest MBC, MBN, BRESP and SIR values were measured in the rendzina soil from Aggtelek. On the basis of biomass and respiration measurements, microbial communities differentiated mainly according to soil depths whereas DGGE profiles of bacterial communities resulted in groups mainly according to sampling sites.     

喀斯特地区不同土地利用方式对土壤有机碳、全氮以及微生物生物量碳和氮的影响

以广西环江大才为代表,选择亚热带典型喀斯特峰林谷地样区,通过对样区土壤进行密集采样和测定分析,研究了土地利用方式对土壤有机碳（O_C）和全氮（TN）含量及土壤微生物生物量碳（B_C）和氮（B_N）含量的影响.结果表明,3种土地利用方式下,土壤有机碳含量在稻田和林地中基本相同,而旱地显著低于稻田和林地.土壤全氮含量为稻田显著高于林地,而林地显著高于旱地.土壤微生物生物量碳含量为稻田显著高于林地,林地显著高于旱地.土壤微生物生物量氮含量在稻田和林地中基本相同,而旱地显著低于稻田和林地.旱地土壤pH值显著低于稻田和林地土壤.3种土地利用方式下,土壤微生物生物量碳与土壤有机碳、土壤微生物生物量氮与全氮含量之间均呈显著的正相关关系.土壤微生物生物量碳和氮含量可以作为评价喀斯特地区土壤质量和肥力的指标之一,对土地利用方式响应较为敏感.