干旱荒漠区旱生灌木根际土壤磷变化特征

以阿拉善干旱荒漠草地的7种旱生灌木白刺(Nitraria tangutorum)、霸王(Zygophyllum xanthoxylum)、红砂(Reaumuriasoongorica)、沙冬青(Ammopiptanthus mongolicus)、沙木蓼(Atraphaxis bractata)、梭梭(Haloxylon ammodendron)和驼绒藜(Ceratoides lateens)根际和非根际土壤为试验对象,对其根际与非根际土壤全磷、有效磷及不同磷的化学形态特征进行了分析研究。结果表明,7种灌木根际土壤有效磷含量高于非根际土壤;沙木蓼根际全磷含量、DHCl-Pi、HHCl-Pi含量高于非根际土壤,其余6种灌木根际全磷含量、DHCl-Pi、HHCl-Pi含量低于非根际土壤。另外,除梭梭外,其他6种灌木根际土壤H2O-P含量均低于非根际土壤;驼绒藜根际NaHCO3-Pi、DHCl-Pi和HHCl-Pi均显著低于非根际土壤。除沙冬青外,其余6种灌木根际NaOH-Po均低于非根际土壤,7种灌木根际HHCl-Po含量均低于非根际土壤。对根际、非根际土壤全磷,有效磷含量和pH进行相关分析,根际、非根际土壤有效磷和全磷含量相关性不显著,而根际、非根际土壤有效磷和pH相关性显著。     

干旱荒漠区不同灌木根际与非根际土壤氮素的含量特征

选取广泛分布于阿拉善干旱荒漠区的白刺、霸王、红砂、沙冬青、沙木蓼、梭梭和驼绒藜7种不同的旱生灌木,研究其根际与非根际土壤各种形态氮素、有机碳的含量特征及土壤pH的变化.结果表明,相对于非根际土壤,根际土壤全氮、铵态氮、硝态氮分别平均高24.9%、24.5%和65.1%,土壤有机碳平均高出18.5%,土壤pH值平均低0.14个单位.根际与非根际土壤的全氮、铵态氮、硝态氮、有机碳和pH之间都呈现出了极显著差异(p<0.01).7种灌木根际土壤全氮、硝态氮和有机碳含量均比非根际土壤含量高.除沙冬青根际铵态氮含量较非根际低以外,其余6种灌木根际土壤铵态氮含量均高于非根际土壤.梭梭的根际土壤pH高于非根际,其它6种灌木均是根际pH低于非根际土壤.在根际与非根际,土壤有机碳与土壤全氮之间均呈显著相关,二者表现为线性关系.而土壤全氮与铵态氮在根际与非根际则均无相关性,全氮与硝态氮在根际和非根际土壤均显著相关,且二者也呈线性相关.     

黄土丘陵区不同植被根际土壤微量元素含量特征

为了解黄土高原不同植被土壤微量元素的根际效应,分析了该地区柠条、沙棘、沙打旺、柳枝稷、阿尔泰狗娃花和茵陈蒿6种植被根际与非根际土壤中有机碳、全氮、Mn、Cu、Fe、Zn含量.结果表明： 6种植被中,柠条、阿尔泰狗娃花和茵陈蒿根际土壤的有机碳、全氮含量高于非根际土壤;除柠条和沙棘外,其余4种植被非根际土壤pH值均显著高于根际土壤.6种植被根际土壤有效Mn含量均低于非根际;柠条、沙打旺和柳枝稷根际有效Cu含量显著高于非根际,表现出强烈根际富集现象.除沙打旺外,其他5种植被根际有效Fe含量均略高于非根际.沙打旺、柳枝稷、茵陈蒿和阿尔泰狗娃花表现出强烈的有效Zn根际富集现象.根际与非根际土壤有机碳、全氮与有效Mn、有效Zn,以及有效Mn与有效Zn呈极显著正相关.根际土壤pH值与有效Mn和有效Zn呈显著负相关.由于不同植物根系的生长特征、根际pH值及微生物种类等的差异,不同植被根际的微量元素含量不同,茵陈蒿根际4种微量元素含量高于其他植被.     

西宁南山4种灌木根际和非根际土壤微生物、酶活性和养分特征

西宁南山区植被退化情况严重,人工造林植被恢复被看作是最有效的恢复手段,其中选择合适造林树种尤为关键。选择人工种植的唐古特白刺Nitraria tangutorum、柠条Caragana korshinskii、西北小蘗Berberis vernae和短叶锦鸡儿Caragana brevifolia共4种灌木树种造林试验区为研究对象,通过测定根际和非根际土壤微生物数量、酶活性及养分含量,综合比较种植4种灌木树种根际和非根际土壤肥力差异,科学评价其对土壤的改善效果。研究表明:(1)土壤微生物数量和酶活性总体呈现出根际高于非根际的规律,仅放线菌数量和脲酶活性出现了根际低于非根际现象。(2)土壤养分方面,4种灌木根际土壤和非根际土壤p H值、全N、全P、全K含量差异不显著,有机质、有效P、速效K含量均呈现出根际非根际,而碱解N则是根际非根际。(3)土壤酶活性与土壤微生物数量相关性不显著,土壤有机质含量与土壤细菌、真菌数量呈极显著正相关,有效P含量与土壤细菌、真菌和放线菌数量呈极显著正相关,速效K含量与过氧化氢酶、酸性磷酸酶活性呈显著正相关,全N、碱解N含量均与脲酶活性呈显著正相关。(4)从土壤肥力综合水平来看,根际非根际,其中根际土壤中西北小蘗柠条短叶锦鸡儿唐古特白刺,研究结果表明西北小蘗和柠条能大幅提高土壤肥力,改良土壤效果较好。     

乌兰布和沙漠东北部8种沙生灌木生长季末期的光合生理特性

以乌兰布和沙漠东北部的甘蒙柽柳、沙木蓼、霸王、沙冬青、花棒、白刺、梭梭和柠条8种沙生灌木为材料,对沙生灌木生长季末期的光合生理特性进行了研究。结果表明:(1)8种沙生灌木秋季的气孔导度日变化有明显的峰谷;气孔导度日均值最大的为梭梭(0.71 mol.m-2.s-1),最小的为柠条(0.08 mol.m-2.s-1);(2)8种沙生灌木秋季的光合速率日变化均呈现单峰曲线,影响光合速率变化的因素以非气孔限制因素为主;光合速率峰值出现时间以柠条最早(11:30),甘蒙柽柳和沙木蓼最晚(15:30);光合速率日均值最大的为沙木蓼(7.99μmol.m-2.s-1),最小的为柠条(3.40μmol.m-2.s-1);(3)蒸腾速率的日变化除梭梭和柠条呈现单峰曲线外,其余6种灌木呈现出准双峰曲线或双峰曲线;蒸腾速率日均值最大的为梭梭(4.42 mmol.m-2.s-1),最小的为柠条(0.47mmol.m-2.s-1);气孔运动因素对蒸腾作用的影响占据优势;(4)8种沙生灌木的光合水分利用效率在白昼普遍高于早晚,且以柠条的光合水分利用效率日均值最大(7.18μmol.mmol-1),梭梭最小(1.23μmol.mmol-1);蒸腾速率日均值高的沙生灌木光合水分利用效率日均值低,反之亦然。     

秦岭太白山区6种中草药根际与非根际土壤化学性质及酶活性

以秦岭太白山区不同生境下鹿蹄草、三尖杉、玉竹、银露梅、珠芽蓼和金露梅6种中草药为对象,研究其根际与非根际土壤的化学性质及酶活性.结果表明:6种中草药根际土壤的有机质、全氮、有效氮、有效磷含量和阳离子交换量(CEC)均高于非根际土壤,呈现明显的根际聚集现象;土壤酶活性总体上表现出根际较强的特性;土壤有机质、全氮、全磷含量与中性磷酸酶呈显著正相关;土壤CEC与中性磷酸酶和酸性磷酸酶均呈显著正相关.6种中草药非根际土壤的有机质、全氮与脲酶、过氧化氢酶和中性磷酸酶均呈显著正相关;土壤CEC与脲酶、过氧化氢酶、中性磷酸酶和酸性磷酸酶均呈显著正相关.根际土壤肥力水平综合得分总体上大于非根际土壤.其中,金露梅、珠芽蓼和银露梅的根际与非根际土壤肥力水平综合得分较高,而鹿蹄草、玉竹和三尖杉得分较低.土壤有机质和CEC在评价6种中草药根际与非根际土壤肥力中起重要作用,而中性磷酸酶是首选土壤酶指标.     

异裂菊属根际微生物群落结构及功能多样性

异裂菊属是广西喀斯特石山区典型的特有属,根际微生物是其能否有效吸收、有效利用土壤养分和适应石山恶劣土壤环境的最直接表征之一。该研究采用DGGE和Biolog两种方法对异裂菊属植物根际和非根际微生物多样性进行了研究。结果表明:(1)异裂菊属5个种根际pH、碱解氮等9个养分含量都高于非根际。(2)5个种的根际、非根际存在2个共有细菌类群,但在数量上存在差异,3个种的根际条带小于非根际;5个种的根际、非根际微生物群落较为相似,较易聚在一起。(3)绢叶异裂菊根际微生物对碳源利用能力最强,凹脉异裂菊非根际最弱,其他对碳源的利用能力较接近;异裂菊属种根际微生物利用碳源的能力都高于非根际,根际微生物多样性指数均高于非根际,优势度指数与非根际基本相同或略高于非根际,丰富度和均匀度指数与优势度指数规律相似;异裂菊属根际、非根际微生物利用的碳源主要是糖类、羧酸类和氨基酸类化合物,4个种根际微生物利用碳源的能力高于非根际。(4)阳离子交换量、黏粒含量百分率和碱解氮是影响异裂菊属根际微生物碳源利用模式的最重要因子。总体来说,土壤理化性质对异裂菊属植物根际微生物群落多样性具有重要影响,异裂菊属通过分泌羧酸、糖等多类化合物提高了根际微生物的活性,进而有效地提高了根际肥力水平。     

有机物料对滨海盐渍土重金属根际效应的影响Ⅱ.土壤内源铁形态分布

研究了排水条件下施用腐熟有机物料、种稻改良滨海盐渍土内源铁形态分布．结果表明,单淹水利于土中无定形氧化铁、络合态铁、有效态铁以及氧化铁活化度升高,并且络合态铁与有效态铁升高程度,低盐土壤显著;晶形氧化铁变化不明显,土中可能存在其它形态铁向晶形氧化铁转化．种稻不施有机物料,根际络合态铁和有效态铁富集;无定形氧化铁和晶形氧化铁亏缺．根际氧化铁活化度稍低于非根际．增施有机物料利于两种盐渍土根际内外铁形态向络合态铁和无定形氧化铁转化;有效态铁和氧化铁活化度提高,低盐土壤根际较明显     

施氮量对夏玉米根际和非根际土壤酶活性及氮含量的影响

在华北平原潮土上进行田间试验,研究施氮量对夏玉米根际和非根际土壤酶活性及氮含量的影响.结果表明: 不同施氮水平下土壤酶活性均表现出一致的季节性变化趋势.与不施氮处理相比,施氮处理能显著提高根际和非根际土壤硝态氮含量及根际土壤铵态氮含量,显著增强土壤几丁质酶、β-葡萄糖苷酶、纤维素酶和木聚糖酶活性.在整个玉米生育期内,非根际土壤硝态氮含量显著高于根际土壤;非根际土壤铵态氮含量在灌浆期显著高于根际土壤,但在苗期和完熟期则显著低于根际土壤;根际土壤几丁质酶、β-葡萄糖苷酶、纤维素酶和木聚糖酶活性都显著高于非根际土壤.施氮对土壤有机质含量没有显著影响;在0～180 kg·hm^-2施氮范围内,施氮可明显增加土壤全氮含量,但当施氮量超过180 kg·hm^-2时,土壤全氮含量则明显下降.综上,适量施氮能显著增强土壤酶活性,提高土壤全氮含量,改善土壤生化性质.     

五种沙生植物根际土壤的盐分状况

以根袋模拟法,研究了古尔班通古特沙漠5种常见沙生植物梭梭(Haloxylon ammodendron Bge)、白梭梭(Haloxylon persicum Bge)、刺沙蓬(Salsola Rathenica Iljin)、骆驼蓬(Peganum harmala Linn)和骆驼刺(Alhagi sparsifolia Shap)根际土壤的pH值和盐分状况,结果表明:5种植物根际土壤的pH值均小于非根际土壤,其中梭梭根际土壤和非根际土壤差值最大,达0.3个单位;5种供试植物根际土壤的电导率均高于非根际土壤,除刺沙蓬外其它供试植物均差异显著(p<0.05);可溶性总盐含量在根际土壤中均出现了聚集的现象,主要是SO2-4、Ca2+和Mg2在根际的聚集,Cl-主要在骆驼刺根际中出现了聚集现象,在其他植物根际和非根际中没有显著变化;5种供试植物中骆驼刺根际土壤盐分聚集最为明显;从Cl- / SO2-4、Na+/ K+、Na+/ Ca2+和Na+/ Mg2+的值可以看出,沙生植物根际土壤主要是硫酸钙、镁盐的聚集,而非氯化钠的聚集.以上结果说明,沙生植物能够通过根际调节降低根际土壤的pH值,从而促进植物对土壤中养分以及水分的利用,同时沙生植物根际土壤中盐分聚集的现象为植物根际的"盐岛"效应的发生提供了很好的依据.     

黔中喀斯特山区村域稻田土壤理化特性的空间变异特征及空间自相关性

以贵州省安顺市西秀区旧州镇文星村为研究区域,采用地统计学方法,研究了黔中喀斯特山区土壤容重、总孔隙度、毛管持水量、毛管孔隙度、通气孔隙度等物理特性与土壤pH、有机质、速效养分(S、Si、N、P、K、Fe、Zn、Cu、Mn)、全量养分(N、P、K)、交换性盐(Ca、Mg)及阳离子交换量等化学特性的空间变异特征及自相关性。在土壤各特征值中,pH、毛管孔隙度变异系数分别为4.59%、8.28%、9.83%,为弱变异;其他变异系数在10%-100%之间,为中等程度变异。半方差分析表明,土壤毛管持水量、通气孔隙度、毛管孔隙度、速效养分(S、Si、Cu、Mn)、全量养分(N、P、K)、交换性盐(Ca、Mg)及阳离子交换量的C₀/(C₀+C)<25%,表现为强烈的空间自相关性;容重、pH、速效养分(N、P、K、Fe、Zn)及有机质的C₀/(C₀+C)在25%-75%之间,表现为中等空间自相关性,而Moran''s I指数分析表明,除毛管孔隙度、有效S、速效P及有效Mn的空间自相关性较弱外,其他均呈正的显著空间自相关性。根据克里金插值图,在研究区域内土壤毛管孔隙度及毛管持水量与pH、速效养分(S、Si、Zn、Cu、)全P、全N、有机质、交换性Ca、Mg及阳离子交换量在东北方向和西北角分布较低,在西南角方向土壤容重及通气孔隙度分布较低,而pH、速效K、有效Cu、全P、全K、有机质、阳离子交换量分布较高,且速效养分(N、K、S、Cu)、全P、有机质的含量及阳离子交换量均存在从西南向东北方向递减的趋势。     

民勤绿洲荒漠过渡带植物白刺和梭梭光合特性

研究了民勤绿洲荒漠过渡带两种优势植物白刺(Nitrariatangutorum)和梭梭(Haloxylonammodendron)气体交换特征参数和叶绿素荧光参数的日变化,结果表明:梭梭同化枝日均净光合速率(Pn)、蒸腾速率(E)、水分利用效率(WUE)和早晨PSII最大光化学效率(Fv/Fm)明显低于白刺叶片;同时它们在中午都呈现明显的光合“午休”现象。通过气孔限制值(Ls)、胞间二氧化碳浓度(Ci)和叶绿素荧光参数(Fv/Fm)变化趋势分析表明:梭梭同化枝净光合速率的下降在9:00~12:00主要是由于气孔关闭引起的,而在12:00~15:00主要是非气孔因素光抑制的影响;而白刺叶片光合速率的下降主要是气孔关闭引起的。同时,梭梭在一天中其同化枝的温度(Tleaf)高于大气温度尤其在中午差值更大,而白刺叶片的温度却低于大气温度,因此说明梭梭同化枝在中午不仅遭受着干旱和强光的胁迫而且面临严酷的高温胁迫。总之,在绿洲荒漠过渡带生境中白刺比梭梭具有更好的适应性,这可能是民勤绿洲荒漠过渡带人工梭梭林衰退的重要原因之一。     

阜康荒漠植被灌木与半灌木种群生态位的研究

 通过测算三维生态因子梯度上阜康荒漠植被灌木与半灌木种群的生态位宽度和生态位重叠,结果表明;阜康荒漠植被灌木、半灌木按生态位宽度可分成4类,类群Ⅰ包括红砂(Reaumuria soongorica)和梭梭(Haloxylon ammodendron);类群Ⅱ包括白刺(Nitraria sibirica)、盐爪爪(Kalidium foliatum)、囊果碱蓬(Suaeda physophora)、里海盐爪爪(K．caspicum);类群Ⅲ包括多枝柽柳(Tamarix ramosissima)、长穗柽柳(T．elongata)、短穗柽柳(T．laxa)和无叶假木贼(Anabasis aphylla);类群Ⅳ包括黑果枸杞(Lycium ruthenicum)、粗枝猪毛菜(Salsola subcrassa)和盐节木(Halocnemum strobilaceum)。根据生态位重叠矩阵,红砂和梭梭间生态位重叠较大;盐爪爪、囊果碱蓬、里海盐爪爪、多枝柽柳、长穗柽柳间重叠较大;白刺、短穗柽柳、无叶假木贼、黑果枸杞、粗枝猪毛菜和盐节木与其它种的重叠值均较小。     

城市绿化树种香樟不同器官对土壤重金属的富集特征

为了了解不同土壤重金属浓度梯度及污染梯度下香樟不同器官的富集特征,测定了香樟树叶、树枝、树干和根际土壤中6种重金属元素(Cu、Zn、Pb、Cr、Mn、Ni)的含量.结果表明: 香樟地上部分重金属含量因器官、元素种类、根际土壤重金属浓度的不同而存在差异.香樟树叶和树枝重金属含量的大小顺序均为:Mn＞Zn＞Cu＞Cr＞Pb＞Ni,树干重金属含量为:Mn＞Zn＞Cr＞Pb＞Ni＞Cu.树叶对Mn的富集系数较高,为2.409;树干对Ni的富集系数较高,分别为树叶、树枝的8.6和17倍,且在不同土壤重金属浓度梯度下,香樟树干对Cu、Zn、Pb、Cr、Ni的富集系数均明显高于其他器官.香樟地上部分器官对Cu、Zn、Pb、Cr、Mn、Ni 6种重金属元素的综合富集能力大小顺序为:树叶＞树干＞树枝.随着土壤重金属污染等级的增加,香樟地上部分各器官的富集系数均逐渐降低.研究区域平均胸径为22 cm的单株香樟对重金属元素富集效能的大小顺序为:树叶＞树干＞树枝,其中树干对Cu、Zn、Pb、Cr、Ni的积累量均显著高于树叶和树枝.表明香樟对6种重金属元素均有一定的富集能力,并且树干对Pb和Ni的富集效能明显,分别占地上部分总积累量的82.7%和91.9%,能很好地富集并稳固土壤中的Pb和Ni,可作为修复治理土壤重金属污染的备选树种.     

石羊河下游7种沙生灌木的构型比较

为了明确比较相同环境下不同灌木的构型特征,揭示其防风固沙机理,也为仿真模拟研究提供基础数据,该研究对石羊河下游的相同环境下,高度相似的梭梭(Haloxylon ammodendron)、油蒿(Artemisia ordosica)、沙蒿(A.arenaria)、花棒(Hedisarum scoparium)、沙拐枣(Calligonum mongolicum)、白刺(Nitraria tangutorum)、红砂(Reaumuria kaschgarica)7种灌木的分枝角度、枝长和分枝数等构型指标进行测量分析。结果表明:(1)7种灌木中有6种的平均分枝角度自冠层内部向外逐渐变大,枝序级可分为四级,除油蒿外,其余灌木的冠层外枝均较长。(2)分枝分维数以红砂最大,其次为梭梭和白刺,沙拐枣和花棒最小;除梭梭外,其余灌木的总体分枝率都小于1。(3)除沙拐枣外,其余灌木的侧影面积随高度增加而增加,达到最大值后又逐渐减少。研究认为,生长在相似环境的灌木形成了不同构型,红砂、白刺、油蒿和花棒可归为密生枝型灌木,梭梭、沙拐枣和沙蒿则可定为疏生枝型灌木。     

Mineral Elements in Root of Wild Saposhnikovia divaricata and Its Rhizosphere Soil

Mineral elements are important components of medicinal herbs, and their concentrations are affected by many factors. In this study, Ca, Mg, Na, K, Fe, Mn, Cu, and Zn concentrations in wild Saposhnikovia divaricata and its rhizosphere soil collected from seven locations at two different times in China were measured, and influences of rhizosphere soil on those minerals in plant were evaluated. The results showed that mean concentrations of eight minerals in plant samples decreased in the order: Ca > Mg > Na > K > Fe > Zn > Mn > Cu, and those in the soil samples followed the following order: Na > Fe > Ca > K > Mg > Mn > Zn > Cu. Mean concentrations of Ca, Na, Mg, and K in plants were higher than those in soils, while higher mean concentrations of the other four minerals were found in soils. It was found that there was a positive correlation of Mg, Na, and Cu concentrations in the plant with those in the soil respectively, but a negative correlation of Mn concentration in plant with that in the soil. Except Ca, K, and Mn, the other five minerals in plant were all directly affected by one or more chemical compositions of soil. The results also indicate that pH value and concentrations of total nitrogen, Mg, Mn, and Cu in soil had significant correlations with multimineral elements in plant. In a word, mineral elements uptake of S. divaricata can be changed by adjusting the soil fertility levels to meet the need of appropriate quality control of S. divaricata.     

民勤荒漠区主要灌木叶片C、N、P化学计量特征的季节变化

为探究不同灌木叶片C、N、P化学计量特征季节变化规律,揭示荒漠植物对环境的适应策略,以民勤荒漠区4种主要灌木梭梭、沙拐枣、唐古特白刺、柠条锦鸡儿为研究对象,分析不同荒漠植物在生长季内叶片的C、N、P含量及其计量比变化特征。结果表明:(1)沙拐枣、柠条锦鸡儿叶片C含量显著高于唐古特白刺、梭梭(P<0.05),且唐古特白刺显著高于梭梭,沙拐枣与柠条锦鸡儿差异不显著;唐古特白刺叶片N含量显著高于其他3种植物叶片;唐古特白刺叶片P含量最高,并显著高于柠条锦鸡儿,但两者均与梭梭和沙拐枣差异不显著。(2)4种荒漠植物叶片C、N、P含量及其计量比各指标在生长季节内的变异系数表现为:P(28.34%)>C∶P(24.70%)>N∶P(19.07%)>N(17.49%)>C∶N(16.89%)>C(2.91%)。(3)C含量与N、P含量呈不显著正相关关系;除沙拐枣,其他叶片N含量与P含量呈显著正相关关系,4种荒漠植物叶片N∶P值的变化主要由P含量变化决定。(4)植物叶片C、N、C∶N、C∶P和N∶P含量的变异主要受植物种类影响,植物叶片P含量的变异主要受生长季节影响。研究发现,民勤荒漠4种灌木植物叶片C、N、P含量及C∶N、C∶P和N∶P在生长季内因物种而不同,它们在生长季内变异系数在植物种之间也存在差异。     

民勤沙区植被退化与年际降水量关系的定位研究

民勤沙区荒漠植物盖度随年际降水量变化明显,植被在随年际降水量变化的波动中退化。在一般年份,白刺、梭梭、沙蒿等灌木上部发生枯梢,在降水量偏少或分布异常年份会整株枯死,所以有的年份植被盖度和灌木高度反而会降低。不同植被群落分布的地貌条件和土壤条件有较大差异:白刺以白刺沙丘的形式存在,白刺沙丘0～30cm土壤含水率在1.4%～2.0%之间;膜果麻黄仅分布在粘砾石质滩地上,0～30cm土壤含水率<0.8%;沙蒿分布在低缓的半固定沙丘、流动沙丘和覆沙滩地上,0～30cm土壤含水率在0.9%～1.7%之间。植物通过土壤水分变化对降水作出反应,土壤水分条件对降水的反应受土壤颗粒的影响,细砂粒对降水反应灵敏。优势种植物高度与7月下旬～9月下旬的降水量之间存在较大的正相关;草本植物平均盖度与7月下旬～9月下旬和5月下旬～7月下旬期间的降水量之间存在较大的正相关。全年降水量主要影响植被总盖度。5月下旬～7月下旬的降水量对植被的影响较全年降水量更为明显。