帽天山、蛟龙潭土壤微生物多样性的Biolog-ECO 分析

利用Biolog-ECO 技术, 研究了澄江县帽天山和蛟龙潭磷矿区修复后土壤微生物功能多样性。结果表明, 帽天山土壤微生物对碳源的利用能力明显高于蛟龙潭, 土壤微生物群落种类亦相对较丰富, 而蛟龙潭土壤微生物群落功能多样性相对较丰富。两地区对6 类碳源的优先利用顺序也不同, 帽天山地区依次为: 氨基酸类、多聚物类、碳水化合物类、胺类、酚酸类、羧酸类碳源; 蛟龙潭地区依次为: 氨基酸类、碳水化合物类、多聚物类、酚酸类、羧酸、胺类碳源。两地区土壤主要微生物类群也存在差别: 帽天山以利用多聚物类, 碳水化合物类, 氨基酸类和胺类为主要碳源的土壤微生物群落为其主要类群; 蛟龙潭以利用多聚物类, 酚酸类, 氨基酸类和胺类为主要碳源的土壤微生物群落为其主要类群。     

松嫩平原西部草甸草原典型植物群落土壤呼吸动态及影响因素

以松嫩平原西部草甸草原中典型植物虎尾草、碱茅、芦苇和羊草群落为对象,分析了4种植被群落土壤呼吸速率日动态和季节动态及其影响因素,以及土壤盐碱度与土壤呼吸碳排放量的关系.结果表明： 4种植物群落的土壤呼吸速率日变化均呈明显的单峰曲线,峰值出现在11:00-15:00,而谷值大多出现在21:00-1:00或3:00-5:00;4种植被群落土壤呼吸速率的季节变化趋势一致,7、8月的土壤呼吸速率(3.21~4.84 μmol CO₂·m^-2·s^-1)最高,10月最低(0.46~1.51 μmol CO₂·m^-2·s^-1);各群落土壤呼吸速率与土壤和近地表大气温度之间呈极显著相关关系,其中,虎尾草群落的土壤呼吸速率与土壤表层含水量极显著相关,芦苇和羊草群落土壤呼吸速率与近地表的相对湿度显著相关.土壤盐分含量明显抑制了土壤CO₂排放量,土壤pH、电导率和土壤交换性钠可以解释该草甸草原土壤呼吸空间变异的87%～91%.     

湿地松林分结构调整对土壤活性有机碳的影响

以21 a湿地松纯林为对照,研究了间伐后补植阔叶树(间伐补阔,补植枫香)对不同年限(3、6、9 a)湿地松林分和21 a湿地松×枫香混交林土壤活性有机碳的影响.结果表明：间伐补阔后,6和9 a湿地松林分的土壤可溶性有机碳(DOC)、易氧化有机碳(ROC)和微生物生物量碳(MBC)含量均比21 a湿地松纯林显著增高;21 a湿地松×枫香混交林的土壤各活性碳组分含量显著高于3、6、9 a湿地松林分,其DOC、ROC和MBC含量分别比21 a湿地松纯林增加113.1%、53.3%和54.6%.说明间伐补阔结构调整是改善人工湿地松纯林土壤生态功能的有效措施.     

稻田与旱地土壤自养微生物同化碳在土壤中的矿化与转化特征

选择亚热带地区3种典型稻田和旱地土壤,应用碳同位素^14C-CO₂标记示踪技术结合室内模拟培养试验,研究自养微生物同化碳(“新碳”)在土壤碳库中的矿化和转化特征.结果表明: 在100 d的培养期内,“新碳”的矿化经历了先上升、10 d后缓慢下降、最后渐趋稳定的3个阶段.“新碳”的矿化比例为8.0%～26.9%,矿化速率为0.01～0.22 μg ¹⁴C·g^-1·d^-1,其中,稻田土壤为0.01～0.22 μg ¹⁴C·g^-1·d^-1,旱地土壤为0.01～0.08 μg ¹⁴C·g^-1·d^-1,而原有有机碳的矿化比例为1.6%～5.7%,矿化速率为1.3～25.66 μg C·g^-1·d^-1.土壤活性碳库\[可溶性有机碳(DOC)、微生物生物量碳(MBC)\]中,¹⁴C-DOC在培养初期(0～10 d)先上升,升高幅度达0.3 mg·kg^-1,10～30 d又迅速下降,下降幅度达0.42 mg·kg^-1,至30 d后缓慢下降.¹⁴C-MBC的波动与¹⁴C-DOC不同,在培养初期(0～10 d)先迅速下降,10～30 d又迅速上升,至40 d后缓慢下降并趋于稳定.水稻土¹⁴C-DOC/DOC的转化更新速率明显大于旱地,而旱地¹⁴C-MBC/MBC的转化更新速率大于水稻土.
     

华北低丘山地不同退耕年限刺槐人工林土壤质量评价

以华北低丘山地退耕还林区的耕地、农田撂荒地、退耕10年刺槐林和退耕43年刺槐林为研究对象,采用土壤质量综合指数探讨退耕措施对土壤质量的影响.结果表明: 随着退耕年限的增加,退耕刺槐人工林土壤养分的表层富集作用显著,且0～5 cm土层土壤改良效果增强;与耕地相比,退耕刺槐人工林的土壤物理性状得到改善,养分含量增加,土壤微生物生物量显著提高.不同土地利用类型的土壤质量综合指数为退耕43年刺槐林(0.542)>退耕10年刺槐林(0.536)>撂荒地(0.499)>耕地(0.498),说明退耕地人工造林改善了华北低丘山地退耕地区的土壤质量.
     

大气CO2浓度上升和氮添加对南亚热带模拟森林生态系统土壤碳稳定性的影响

大气CO₂浓度升高和氮(N)添加对土壤碳库的影响是当前国际生态学界关注的一个热点。为阐述土壤不同形态有机碳的抗干扰能力, 运用大型开顶箱, 研究了4种处理((1)高CO₂浓度(700 µmol·mol^-1)和高氮添加(100 kg N·hm^-2·a^-1) (CN); (2)高CO₂浓度和背景氮添加(CC); (3)高氮添加和背景CO₂浓度(NN); (4)背景CO₂和背景氮添加(CK))对南亚热带模拟森林生态系统土壤有机碳库稳定性的影响。近5年的试验研究表明: (1) CN处理能明显地促进各土层中土壤总有机碳含量的增加, 其中, 下层土壤(5-60 cm土层)中的响应达到统计学水平。(2)活性有机碳库各组分对处理的响应有所差异: 不同土层中微生物生物量碳(MBC)的含量对各处理的响应趋势基本一致, 各土层中的MBC含量均为CN > CC > NN > CK, 其中0-5 cm、5-10 cm、10-20 cm 3个土层的处理间差异都达到了显著水平; 10-20 cm与20-40 cm两个土层中的易氧化有机碳处理间有显著差异; 而对于各土层中水溶性有机碳, 处理间差异均不明显。(3)各团聚体组分中的有机碳含量的响应也有所差异: 20-40 cm与40-60 cm土层中250-2000 μm组分的有机碳含量存在处理间差异; 40-60 cm土层中53-250 μm组分的有机碳对各处理响应敏感, CC处理和NN处理都有利于该组分碳的深层积累, 尤其CN处理下的效果最为明显; 在各处理10-20 cm、20-40 cm及40-60 cm土壤中, < 53 μm组分中的碳含量间差异显著。大气CO₂浓度上升和N添加促进了森林生态系统中土壤有机碳的增加, 尤其有利于深层土壤中微团聚体与粉粒、黏粒团聚体等较稳定组分中有机碳的积累, 增加了土壤有机碳库的稳定性。     

三江源区不同退化程度高寒草原土壤呼吸特征

为了研究高寒草原退化对土壤呼吸的影响, 对三江源区不同退化程度的高寒草原土壤呼吸进行了测定, 分析了土壤呼吸与生物量、土壤温度以及土壤湿度的相关性, 结果表明: 1)不同退化程度的高寒草原土壤呼吸均表现出一定的月动态, 这种月动态在不同退化程度间各有不同。2)高寒草原在退化演替序列上生长季平均土壤呼吸速率呈先增加后降低的变化趋势, 其中在中度退化程度下达到最高值((2.46 ± 0.27) μmol·m^-2·s^-1), 显著高于未退化((1.92 ± 0.11) μmol·m^-2·s^-1)和重度退化((1.30 ± 0.16) μmol·m^-2·s^-1)水平(p < 0.01), 与轻度退化((2.22 ± 0.19) μmol·m^-2·s^-1)无显著差异(p > 0.05), 重度退化程度下呼吸速率显著低于其他退化水平(p < 0.01)。3)地上生物量和土壤呼吸存在极显著线性正相关关系(p = 0.004), 而地下生物量与土壤呼吸的相关性不很显著(p = 0.056)。4)除重度退化外, 未退化、轻度退化和中度退化高寒草原土壤呼吸与土壤温度显著正相关; 土壤呼吸与土壤湿度的二项式拟合方程在轻度退化程度下达到显著水平(p < 0.05), 而在未退化、中度退化和重度退化程度下均达到极显著水平(p < 0.01)。     

细根分解研究及其存在的问题

细根分解是陆地生态系统C和养分循环的重要环节。主要包括淋溶和破碎等物理过程和以生物作用为主的化学过程。这些过程受复杂的细根化学成分及外部土壤因子的综合控制,如细根本身养分含量、木质素和纤维素含量、土壤温度、水分、养分的有效性以及土壤动物、真菌和细菌等。但是,细根分解发生在不能直接观测的地下部分,人为改变细根分解的自然环境是研究过程中存在的主要问题。埋袋法虽然应用最为普遍,但是它严重地干扰了细根分解环境,导致低估分解速率。最近提出的原状土芯法(intact-core)克服了埋袋法的主要缺陷,是目前细根分解研究中最接近自然分解过程的研究方法,但也存在一些问题。因此,如何设计有效且能够真实的反映细根自然分解过程的试验方法是今后该领域研究最重要和最具挑战性的课题。     

土壤含水量对桔小实蝇蛹期存活的影响

浸水时间、土壤含水量对桔小实蝇Bactroceradorsalis(Hendel)蛹的存活及成虫羽化的影响的研究结果表明:(1)不同浸水时间对桔小实蝇蛹存活率的影响不同。浸水时间越长,蛹存活率越低;浸水对初期蛹的影响较大,蛹龄越大,浸水作用效果越低。浸水时间(TW)、蛹期(AP)和蛹存活率(SP)之间关系符合以下模型:SP=0.4165-0.00307TW+0.2290AP-0.00004496T2W-0.0002528A2P+0.00008258TWAP。(2)土壤含水量对桔小实蝇成虫羽化影响明显。当土壤含水量较低或较高时,羽化率都明显受到抑制。相对含水量在30%～80%之间,蛹的羽化率较高。相对含水量(Ws)和成虫羽化率(E)之间存在以下关系:E=0.396+0.01985W-0.000181W2。     

百望山土壤动物群落结构在枸树落叶分解中的变化

2002年4～11月,采用凋落袋法(5 mm、1 mm和1/300mm)对北京百望山土壤动物群落结构在枸树(Broussonetia papyrifera)凋落叶分解过程中的动态变化进行了研究.在56只分解袋中,共采集到土壤动物3 322只(未知17只),隶属5门12纲25目19科,其中摇蚊科(Chironomidae)、盲蛛目(Opiliones)、圆跳科(Sminthuridae)、等节跳科(Isotomidae)、棘跳科(Onychiuridae)、长角跳科(Entomobryidae)、蜱螨目(Acariformes)为优势类群.土壤动物以杂食性和植食性为主.3种凋落袋中,土壤动物总类群数和个体总数均5 mm＞1 mm＞1/300mm,并且前两者分别在10月份或7月份达到最大值.土壤动物多样性随月份变化幅度较大,多样性变化与反映群落变化的个体数量、类群数以及均匀性指数的变化不一致.鼠妇科(Porcellionidae)在凋落物中集聚的时间最长,后孔寡毛目(Oligochaeta opisthopora)集聚的时间最短,分别为12.48和8.00个月.