东北鼢鼠活动强度及其与土壤温度和湿度的关系

动物的活动节律是对环境条件的综合适应,营地下生活的啮齿动物常年栖息于相对低氧和黑暗的土壤环境,其活动节律及强度如何受栖息地土壤温度和湿度影响,是否具有性别差异特征,一直受到广泛关注。这种影响的结果能够较为客观地反映出地下生活啮齿动物对其栖息地长期适应的生活史策略。东北鼢鼠（Myospalax psilurus）是我国北方草甸草原的优势鼠种,研究其昼夜和季节性活动强度及其与土壤温度和湿度关系,对了解东北鼢鼠生存和繁殖策略及危害防治具有重要意义。本研究于2016年和2017年每年的5月（春季）、7月（夏季）、9月（秋季）在内蒙古呼伦贝尔草甸草原,利用无线电追踪方法对东北鼢鼠活动强度进行连续监测,分析了东北鼢鼠不同季节日活动强度及其性别差异,以及活动强度与土壤温度和土壤相对湿度间关系。结果表明：（1）东北鼢鼠日活动节律是单峰型,不同季节活动高峰期均出现在夜晚至次日凌晨,高峰期活动持续时长不同,春季持续12 h,夏季持续7 h,秋季持续6 h。雌雄个体日活动强度和季节活动强度差异不显著,并且表现出高度的同步性。（2）东北鼢鼠活动强度与土壤温度显著相关（P<0.01）,土壤温度春季7℃~10℃（20：00至次日08：00）、夏季17℃~22℃（20：00至次日03：00）和秋季10℃~12℃（22：00至次日04：00）时,东北鼢鼠的活动强度最高,随着土壤温度的升高活动强度逐渐降低。活动强度与土壤相对湿度无显著相关性。     

高原鼢鼠繁殖特性与其栖息草地质量的关系

高原鼢鼠种群密度动态变化与其繁殖特性密切相关,而繁殖特性又与其栖息环境有关。为了解高原鼢鼠繁殖特性与其栖息草地质量的关系,本文在祁连山东段选择两个不同高原鼢鼠种群密度分布区,在其繁殖期调查各密度区雌雄个体不同月份的繁殖特性、草地生物量、植物组成、地下根系重量及根系可溶性糖含量、土壤紧实度和水分变化。通过多因素方差分析和独立样本T检验研究繁殖特性与草地质量的关系。结果显示：在高原鼢鼠繁殖期,5月为繁殖高峰期,6月进入繁殖末期;不同种群密度区之间个体繁殖强度无显著性差异（P>0.05）;雌性繁殖强度在繁殖高峰期无显著性差异（P>0.05）,而繁殖末期存在显著差异（P<0.05）;高原鼢鼠性比在繁殖高峰期表现为低密度区大于高密度区,而在繁殖初期和繁殖末期为高密度区大于低密度区;两个种群密度区之间,草地植物组成、草地地上生物量、可利用草地生物量和地下生物量无显著性差异（P>0.05）,而0-30 cm土层根系根可溶性糖含量存在显著性差异（P<0.05）;除高原鼢鼠采食深度（0-20 cm）外,不同密度区土壤紧实度无显著性差异（P>0.05）,而0-30 cm土层土壤水分含量存在显著性差异（P<0.05）。结果表明在一定种群密度下,高原鼢鼠繁殖特性的变化与地下根可溶性糖含量和土壤水分有关,而繁殖特性与草地植物学组成、草地生物量无显著关系。     

若尔盖退化高寒湿地土壤理化性质、酶活性及微生物群落的季节动态

以若尔盖退化高寒湿地为研究对象,连续3年(2015—2017年)于植被返青期(4—5月)、草盛期(7—8月)和枯黄期(10—11月)监测高原鼢鼠鼠丘密度、3个土层(0—10、10—20、20—30 cm)土壤理化性质、酶活性及微生物数量的季节动态,并分析土壤生物学特征与土壤环境间的季节相关性。结果表明:(1)各植被物候期,土壤pH值、容重指标均随土层加深而显著升高(P0.05),土壤含水量、有机质、全氮、碱解氮、有效磷、速效钾、酶活性及微生物数量指标均随土层加深而显著降低(P0.05);(2)植被物候期对高寒鼠荒地非土丘土壤养分在不同土层的垂直分配有显著影响,对0—10 cm土层土壤生物学特征含量的影响程度显著大于10—20 cm和20—30 cm土层。(3)冗余分析(RDA)表明3个植被物候期,土壤生物学特征指标与土壤理化性质指标间显著相关(P0.05),主成分分析(PCA)表明各指标在不同土层均呈现明显的季节性分布,数量特征表现为:枯黄期返青期草盛期。揭示了高寒鼠荒地高原鼢鼠季节性活动对土壤理化性质、酶活性及微生物数量的影响,为今后青藏高原鼠荒地的分级恢复治理提供理论依据。     

秦岭火地塘林区油松林土壤呼吸时空变异

土壤呼吸是陆地生态系统碳循环的关键生态过程,土壤呼吸的时空变异及其影响因子已成为生态学研究的主要内容之一。采用红外线开路气室法和便携式微气象站,连续测定了秦岭火地塘林区天然次生油松林地不同部位土壤呼吸速率和不同土层深度土壤温度和土壤体积含水率,结果表明:(1)植物生长季,试验地上部与中部、中部与下部,土壤呼吸日均值间存在显著差异。植物休眠季,全坡面土壤呼吸日均值差异不显著。同一观测部位植物生长季与休眠季,土壤呼吸日均值差异显著。观测期内全样地土壤呼吸日均值为(38.64±6.43)gm-2d-1;(2)同一地形部位不同观测月中和不同地形部位同一观测时间,土壤呼吸月均值大多存在显著差异,植物生长季和休眠季,全样地土壤呼吸均值分别为(46.98±2.21)gm-2d-1和(35.94±1.01)gm-2d-1,全样地土壤呼吸月均值为(1.18±0.20)kgm-2月-1,休眠季土壤日均呼吸约为整个观测季的43.34%;(3)当土壤温度9.0℃时,土壤温度与土壤呼吸速率间均存在显著的指数关系。回归模型的决定系数均大于0.87,均方差根不超过0.21,模型有效性系数不小于0.85,残差系数的绝对值不超过0.007。(4)植物生长季0-5cm和5-10cm土层及植物休眠季0-5cm土层,土壤呼吸日累积值均值与相应土层深度土壤体积含水率均值间存在三次函数关系,回归模型的决定系数分别为0.456,0.513和0.143;植物休眠季5-10cm土层,土壤呼吸日累积值均值与土壤体积含水率均值间存在幂函数关系,回归模型的决定系数为0.650。     

川南天然常绿阔叶林土壤酶活性特征及其对模拟N沉降的响应

通过原位进行低氮(LN,50 kg N·hm-2·a-1)、中氮(MN,100 kg N·hm-2·a-1)和高氮(HN,150 kg N·hm-2·a-1)处理,研究了川南天然常绿阔叶林土壤酶活性特征及其对模拟N沉降的响应.结果表明,森林土壤过氧化氢酶、脲酶、纤维素酶和蔗糖酶的活性在垂直分布上均表现为0～10 cm土层高于10～20 cm土层;各种土壤酶活性的季节变化明显,但土壤酶活性还因取样时间和土层不同而异.其中,0～10 cm和10～20 cm土层中过氧化氢酶活性高峰均出现在秋季(92 d);0～10 cm土层中脲酶活性高峰出现在秋季,而10～20 cm土层中脲酶活性高峰出现在冬季(183 d);0～10 cm和10～20 cm土层中土壤纤维素酶活性高峰则出现在翌年春季(274 d);0～10 cm土层中蔗糖酶活性有两个高峰,分别出现在秋季和翌年春季;而10～20 cm土层中蔗糖酶活性只有一个高峰,出现在翌年春季.总体上,常绿阔叶林中不同土壤酶活性对N沉降的响应有所差异.其中,N沉降降低了常绿阔叶林土壤纤维素酶和过氧化氢酶活性,增加了土壤脲酶和蔗糖酶活性.不同浓度N处理间酶活性表现出了不同程度的差异性,但其变化的规律还不明显.     

半散养状态下斑嘴鹈鹕繁殖期行为的初步研究

采用所有事件取样法对上海动物园自由生活的斑嘴鹈鹕(Pelecanus philippensis)繁殖期行为进行了初步研究.结果表明,繁殖期间雄性的活动时间显著高于雌性(P<0.01).在昼间节律上,斑嘴鹈鹕有3个活动高峰,分别为6:00～7:00时、10:00～11:00时(雄性)或11:00～12:00时(雌性)、1...     

不同形成时间高原鼢鼠鼠丘土壤养分分配规律

高原鼢鼠(Myospalax baileyi)作为青藏高原唯一营地下生活的鼠类,其造丘活动不仅能影响草地群落演替的方向和进程,而且对鼠丘土壤养分含量和分配造成空间异质性。关于不同形成时期的高原鼢鼠鼠丘养分含量及在垂直高度的分配规律研究报道尚少。基于此本研究以不同形成时期的鼢鼠鼠丘为研究对象,对鼠丘土壤养分含量及空间分配规律进行探讨。结果表明:随着鼠丘形成时间的推移,土壤养分总体表现为:1年鼠丘多年鼠丘对照区;与非鼠丘区相比,随着土壤土层增加,土壤养分未呈现规律性的变化。其中,土壤全氮和速效氮含量表现为1年鼠丘3年鼠丘5年鼠丘对照区;0—10cm土壤全磷和速效磷含量变化总体表现为多年鼠丘1年鼠丘对照区,10—30cm土层1年鼠丘土壤中全磷和速效磷含量最高。土壤速效钾和有机质含量随着鼠丘形成时间推移总体表现为:1年鼠丘5年鼠丘3年鼠丘;其中在10—30cm土层,1年鼠丘速效钾和有机质含量显著高于多年鼠丘和对照区。由此可见,高原鼢鼠造丘活动能显著改变土壤养分分配格局,短期内形成养分富集的肥力岛,为鼠丘土壤种子库中种子的萌发和植被生长提供必需的养分保证。     

北亚热带两种森林类型的土壤呼吸研究

对皖西大别山区2种森林植被类型土壤呼吸速率进行统计分析,结果表明,不同季节2种植被类型土壤呼吸速率随时间呈先升后降的变化趋势;土壤呼吸速率与地下5 cm、10 cm的土壤温度有较好的相关性;杉木林土壤呼吸速率与5~10 cm土层有机质含量呈极显著相关,相关系数为0.978(p<0.01);麻栎林土壤呼吸速率与0~5 cm土层有机质含量呈显著相关,相关系数为0.928(p<0.05)。     

高原鼢鼠精子发生的形态学特征和关键调控因子探究

季节性繁殖是动物在长期进化中为适应环境变化而形成的生活史特征,受光周期和下丘脑-垂体-性腺轴的严密调控。高原鼢鼠（Eospalax baileyi）是青藏高原特有的地下啮齿类动物,其繁殖活动表现出明显的季节性。然而,地下啮齿类动物精子发生的形态特征和关键调控因子尚不明确。本研究以成年高原鼢鼠为研究对象,发现繁殖期成年雄性睾丸曲精小管内有各级生殖细胞,附睾内有长形精子,生精上皮可分为10个期;而非繁殖期睾丸重量显著下降,曲精小管内仅见精原细胞和支持细胞。激素水平检测结果显示,与非繁殖期相比,繁殖期褪黑素水平显著降低（P < 0.05）,促性腺激素释放激素、促黄体生成素和睾酮水平显著升高（P < 0.05）,而卵泡刺激素水平无显著差异。进一步研究发现,精原细胞分化的关键诱导因子维甲酸水平和其调控基因表达均呈季节性变化,且外源维甲酸注射能够诱导非繁殖期高原鼢鼠重启精子发生。综上,高原鼢鼠虽为地下动物,但其精子发生与下丘脑-垂体-性腺轴激素水平明显相关,且受睾酮和维甲酸信号的调控。本研究首次揭示了高原鼢鼠精子发生的形态学特征和关键调控因子,为理解季节性繁殖动物尤其是地下啮齿类动物生殖生理的调控机制提供了重要参考。     

沈阳城市森林小气候特征的研究

研究了沈阳城市森林不同生长期小气候温湿日变化特征.结果表明,城市森林不同生长期气温日变化趋势是早晨气温最低、午后气温最高,但受森林生态环境的影响,最高峰比太阳辐射峰值迟滞约2 h.一年四季气温日变幅为森林停止生长期(休眠期)＞生长季前期＞生长季后期＞生长季中期.森林生长季前期、中期、后期土壤温度为白天高于夜间,而停止生长期(休眠期)为夜间高于白天.不同生长期土温日振幅为上层(20 cm)＞中层(40 cm)＞下层(80 cm),而同一层不同生长期的土温日振幅为土层深20 cm时,生长季前期＞生长季后期＞停止生长期(休眠期)＞生长季中期;土层深＞40 cm(80 cm)时,生长季前期＞停止生长期(休眠期)＞生长季后期＞生长季中期.城市森林空气相对湿度日变化与气温和地温日变化则夜间的空气相对湿度高于白天,但不同生长期相对湿度值日变化为生长季中期＞生长季后期＞停止生长期(休眠期)＞生长季前期.     

沈阳样区土壤与景观关系的研究

土壤是连续分布在地球陆地表面的自然客体,其发生发展与景观密不可分.在野外调查的基础上,对辽宁沈阳样区100个土壤剖面形态特征、颗粒组成、化学特征等进行对比研究,按照《中国土壤系统分类(修订三稿)》的标准,共划分出淋溶土、雏形土与新成土3个土纲和续分的5个亚纲、7个土类、9个亚类、9个土族、14个土系.土壤性质和类型与景观特征有很好的对应关系,土壤性质是地形部位、母质基础、水分状况等景观要素的综合体现,也是长期气候等环境变化与人为活动影响的综合结果.     

菠萝-甘蔗轮作的土壤生态效应

通过2000～2002年进行菠萝-甘蔗轮作田间试验,研究了菠萝、甘蔗轮作对甘蔗土壤生态的影响。结果表明：菠萝甘蔗轮作田与甘蔗连作田比较,能明显地改善土壤的通气和蓄水性,加速速效性养分的释放;增强土壤酶活性;增加土壤微生物总量(一般好气性细菌、真菌、放线菌);有益的氨化细菌和硝化细菌成倍增加,而无益的厌氧性细菌、反硝化细菌则受到抑制;固氮菌数量小且变化不大。菠萝-甘蔗轮作对甘蔗土壤生态环境的改善其实质在于：菠萝、甘蔗轮作后,由于其作物种类的不同导致土壤结构的改善和土壤微生物种类和数量增多,土壤生物活性增强,并导致土壤速效养分的增加。     

Impacts of litter and understory removal on soil properties in a subtropical Acacia mangium plantation in China

In forest ecosystems, the effects of litter or understory on soil properties are far from being fully understood. We conducted a study in a pure Acacia mangium Willd. plantation in southern China, by removing litter or understory or both components and then comparing these treatments with a control (undisturbed), to evaluate their respective effects on soil physical, chemical and biological properties. In addition, a litter decomposition experiment was conducted to understand the effects of understory on litter decomposition. Our data showed that the presence of understory favored litter decomposition to a large extent. In 1 year, 75.2 and 37.2% of litter were decomposed in the control and understory removal treatment (UR), respectively. Litter had a profound significance in retaining soil water and contributing to soil fertility, including organic matter (OM), available phosphorus (P) and alkali-hydrolyzable nitrogen (N), but understory exerted less influence than litter on soil physical and chemical properties. Both litter and understory played an important role in soil biological activity as indicated by microbial biomass carbon (MBC), while there were no significant impacts on soil exchangeable potassium (K) after either or both were removed. Contrary to our hypothesis, the effects of understory or litter removal were not always negative. A significant soil pH increase with litter removal was a positive factor for acid soil in the studied site. Except for soil moisture, significant effects, caused by removal of litter or/and understory, on measured soil chemical characteristics were only observed in the top 10 cm soil layer, but not in the 10–20 cm layer. Soil available P and exchangeable K contents were significantly higher in the rainy season than in the dry season, however, for the other soil properties, not substantially affected by season.     

土壤生态研究的展望

土壤生态研究是从生态学的观点出发,在对土壤的本质属性和独特运动规律作出更好揭示的基础上,阐明土壤作为陆地生态系统和整个生物圈中的中心环节的独特作用和功能,研究建立高生产力和洁净的陆地生态系统所需的优化土壤条件并拟定相应的有效措施,以更好地发挥土壤的生产潜力和改善人类的生存环境。其主要研究内容应包括:土壤肥力与状态因子的关系;土壤库在物质和能量的流动与转化中的作用;土壤生产力;土壤相对平衡地位的建立与保持以及方法学问题。     

温度和湿度对暖温带落叶阔叶林土壤氮矿化的影响

 更好地了解温度和湿度对土壤氮矿化过程的影响,从而估计森林生态系统土壤有机氮的矿化速率。在实验室条件下,控制土壤的温度与含水量。将不同含水量(0.12、0.20、0.28、0.35、0.40kg·kg-1)的土柱置于5℃、15℃、25℃和35℃条件下培养30d。分析培养前后的NH4+-N和NO3--N含量,确定土壤的净矿化速率和净硝化速率。结果表明：在5～25℃的温度范围内,氮的矿化速率和硝化速率与温度和湿度呈正相关。当温度超过25℃,含水量超过0.20kg·kg-1时,净矿化速率和净硝化速率随着温度和含水量的升高反而降低。温度和湿度对土壤的矿化和硝化过程存在比较明显的交互作用。我们建立了二维的方程(T,θ)来描述温度和湿度对土壤氮矿化速率的影响。暖温带土壤氮矿化的最佳条件是温度22.4℃、含水量0.40kg·kg-1。另外试验过程中,还观察到了比较明显的土壤氨挥发现象。     

Degradation and resilience of soils

Debate on global soil degradation, its extent and agronomic impact, can only be resolved through understanding of the processes and factors leading to establishment of the cause-effect relationships for major soils, ecoregions, and land uses. Systematic evaluation through long-term experimentation is needed for establishing quantitative criteria of (i) soil quality in relation to specific functions; (ii) soil degradation in relation to critical limits of key soil properties and processes; and (iii) soil resilience in relation to the ease of restoration through judicious management and discriminate use of essential input. Quantitative assessment of soil degradation can be obtained by evaluating its impact on productivity for different land uses and management systems. Interdisciplinary research is needed to quantify soil degradation effects on decrease in productivity, reduction in biomass, and decline in environment quality throught pollution and eutrophication of natural waters and emission of radiatively-active gases from terrestrial ecosystems to the atmosphere. Data from long-term field experiments in principal ecoregions are specifically needed to (i) establish relationships between soil quality versus soil degradation and soil quality versus soil resilience; (ii) identify indicators of soil quality and soil resilience; and (iii) establish critical limits of important properties for soil degradation and soil resilience. There is a need to develop and standardize techniques for measuring soil resilience. <br>     

发生分类半淋溶土在中国土壤系统分类中的归属特征

利用最新建立的1∶100万中国土壤数据库,研究了我国发生分类半淋溶土在中国土壤系统分类的归属及其在中国土壤系统分类下的空间和数量特征.结果表明,我国发生分类半淋溶土总面积为427 843.1 km²,可参比归属于中国土壤系统分类中的4个土纲,即淋溶土、雏形土、均腐土、人为土,分别占发生分类半淋溶土总面积的51.3%、35.2%、10.7%和2.8%,其中包含了系统分类的22个土类和38个亚类.对发生分类某一类型土壤分属于系统分类不同类型的面积比例及其标准偏差的分析表明,土壤参比归属的单元级别越低,越易于参比和把握.研究结果对于土壤类型的正确参比、中国土壤系统分类的应用具有很好的参考价值.     

除草剂阿特拉津对土壤脲酶活性的影响

研究了阿特拉津对4种典型施肥处理的土壤脲酶活力的影响。结果表明,处理初期,低浓度阿特拉津对土壤脲酶有一定刺激作用,高浓度处理在整个试验过程中对脲酶有明显抑制作用,阿特拉津对不同肥力土壤中脲酶的影响有明显差异,对照土壤和NPK肥土壤中脲酶活力较低,脲酶受抑制明显,抑制率分别高达30．35％和28．89％;NPK+秸秆和NPK+有机肥土壤的脲酶活力高,脲酶抑制率低,最高抑制率分别为21．35％和16．86％,不同肥力土壤在整个处理过程中,脲酶抑制率均为先逐渐增大到最大值,然后又逐渐降低;高肥力土壤脲酶抑制率最大值出现的时间比低肥力土壤迟,表明高肥力土壤对阿特拉津有较强的耐受能力。     

土壤温度和湿度对长白松林土壤呼吸速率的影响

2003年6月17日、8月日和10月10日,研究了长白山长白松林地内土壤呼吸速率和断根土壤呼吸速率日变化,并于2004年5～9月对其季节变化进行了测定.结果表明,土壤总呼吸速率和断根土壤呼吸速率的日变化均呈单峰型,峰值一般出现在12:00～14:00,8月份土壤呼吸速率的日变化幅度小于6月份和10月份.土壤总呼吸速率、断根土壤呼吸速率和根系呼吸速率具有明显的季节变化,6～8月份较高,5月份和9月份较低.2004年5～9月份,土壤总呼吸速率、断根土壤呼吸速率和根系呼吸速率的平均值分别为3.12、1.94和1.18 μmolCO₂·m^-2·s^-1,根系呼吸对土壤总呼吸的贡献为26.5%～52.6%.土壤呼吸速率与土壤温度之间呈显著的指数相关,与土壤湿度之间呈线性相关.土壤总呼吸速率、断根土壤呼吸速率和根系呼吸速率的Q10值分别为2.44、2.55和2.27,断根土壤呼吸速率对温度的敏感程度大于土壤总呼吸速率和根系呼吸速率.土壤总呼吸速率对土壤湿度的敏感程度大于根系呼吸,断根土壤呼吸速率对土壤湿度的敏感程度最差.     

土壤生态研究的展望

土壤生态研究是从生态学的观点出发,在对土壤的本质属性和独特运动规律作出更好揭示的基础上,阐明土壤作为陆地生态系统和整个生物圈中的中心环节的独特作用和功能,研究建立高生产力和洁净的陆地生态系统所需的优化土壤条件并拟定相应的有效措施,以更好地发挥土壤的生产潜力和改善人类的生存环境。其主要研究内容应包括:土壤肥力与状态因子的关系;土壤库在物质和能量的流动与转化中的作用;土壤生产力;土壤相对平衡地位的建立与保持以及方法学问题。