鼎湖山不同植被类型下土壤微生物养分的矿化

 本研究测定了鼎湖山5种主要植被类型下土壤微生物养分的矿化值,结果表明：同一植被类型下,土壤微生物3种养分元素(氮、磷、钾)的矿化值大小不一,其顺序是：矿化氮(铵态氮+硝态氮)>矿化钾>矿化磷。同一种养分元素,不同植被类型下的矿化也有较大差异。5种植被类型下土壤微生物氮、磷、钾的矿化值范围分别为：20.24—33.36、2.01—3.86和8.88—18.35mg／kg(干土)。土壤微生物氮的矿化与土壤微生物生物量呈显著正相关,磷、钾的矿化与土壤微生物生物量无相关关系。不同植被类型下土壤微生物库养分贮量各不相同。碳,氮、磷和钾的贮量范围分别为：702.94—1150.58、93.72—155.53、10.95—20.27和34.03—70.35kg／ha,其平均贮量为：924.15±195.73,117.27±25.52,15.08±3.95和50.14±13.29kg／ha;分别占土壤库中有机碳、全氮、全磷和全钾的3.00±1.13、5.34±1.57、1.71±0.57和0.26±0.22%。5种植被类型中,季风常绿阔叶林的土壤微生物养分固定及其供应能力最强。     

香根草属与狼尾草属植物对土壤线虫营养类群的影响?

对广州华南植物园香根草属泰国香根草(Vetiveria nemoralis)、普通香根草(V.zizanoides)的2个品种Sunshine和Karnataka以及狼尾草属象草(Pennisetum purpureum)、皇草(P.purpureum×P.thyphoides)和杂交狼尾草(P.americanum×P.purpureum)的地下土壤线虫各食性类群在根区和非根区的分布特征进行了对比研究,结果表明:线虫主要集中在0-15 cm的浅层土壤中,在不同生境下食细菌和植物寄生性线虫占优势,两类线虫的比例在香根草属植物生境下为87.7%-97.6%,狼尾草属植物生境下为88.5%-94.0%,而食真菌、捕食性和杂食性线虫数量则很少,其相应的比例分别为2.4%-12.3%和6.0%-11.5%。两属植物根区的线虫数量显著高于非根区,但不同营养类群的线虫在根区和非根区的分布有较大差异。香根草属植物和杂交狼尾草非根区植物寄生性线虫的比例高于根区,而食细菌线虫的比例低于根区;但象草和皇草非根区植物寄生性线虫的比例低于根区,而食细菌线虫的比例高于根区。除皇草外,两属植物非根区食真菌线虫的比例一般高于根区。在所选的植物中,Karnataka和杂交狼尾草在土壤改良和土壤生物学效应方面有更好的潜力。     

中国森林面积变化及其温室气体储量模拟研究

陆地生态系统承载的温室气体对全球碳循环及气候调节服务意义重大,森林生态系统是陆地生态系统的重要组成部分,量化森林对温室气体的储量有利于从生物地球化学角度研究全球变化问题。针对中国森林生态系统承载的温室气体在大尺度上无法有效量化的问题,基于2000与2010年两期土地利用数据和前人的相关研究,通过一个生态系统温室气体值模型,模拟得到中国森林生态系统承载的三大主要温室气体(CO_2,CH_4,N_2O)的量。结果表明:(1)中国森林生态系统的面积从2000年的224.3×10~6 hm~2略增到2010的224.6×10~6 hm~2;其中落叶阔叶林、常绿阔叶林和针叶林的面积减少,而混交林与灌木林的面积增加;(2)对应地,2000和2010年中国森林的温室气体储量分别为154.03和154.37 Pg CO_2当量,10年间增加了0.34 Pg CO_2当量。其中,常绿针叶林、常绿阔叶林、落叶阔叶林在研究时段内的GHG储量减少,而混交林和灌木林增加。分区来看,温室气体储量增长较多的区域有华北、西北与西南地区,分别增长了0.13 Pg CO_2、0.12 Pg CO_2与0.15 Pg CO_2当量。温室气体储量减少较明显的是东北地区,减少了约0.1 Pg CO_2当量。本研究分别用本地化参数和模型自带参数,首次尝试对中国森林生态系统的GHG储量进行了模拟研究,并与他人的研究做了对比分析。研究同时发现,当前的相关研究存在很多不确定性,未来需要多源数据和方法提升精度,而模型模拟是一个重要的手段。     

中国土壤动物多样性监测: 探知土壤中的奥秘

土壤动物多样性变化及其对环境的指示作用已被学术界和政府决策部门高度关注。本文从土壤动物多样性监测的重要性及面临的挑战、国内外土壤动物多样性监测概况等方面进行了评述, 提出了未来、尤其是2016-2020年我国土壤动物多样性监测的目标、站点布局、样地设置、监测类群和指标等, 并讨论了在制定土壤动物多样性监测方案时需考虑的问题, 有助于在全国开展多点化土壤动物多样性及分布状况的监测工作, 建立标准统一、数据共享的土壤动物监测网, 提供完整的、可信的监测数据, 为国家生态文明建设提供科技支撑。     

广东省北江流域河流有机碳浓度历史重建

根据河流颗粒有机碳浓度(CPOC)、溶解有机碳浓度(CDOC)与河流总悬浮物含量(CTSS)和流量(Q)的关系,构建广东省北江流域河流有机碳浓度估算模型分别为:CPOC=0.0195×CTSS+0.0589和CDOC = 0.0047×CTSS+0.0027×Q+0.9087.由上述模型重建了北江流域河流有机碳浓度变化历史,结果发现,北江流域河流有机碳主要以颗粒有机碳形式存在;年内分布表现为汛期高于平水期;年际变化多样,但总体上均表现出下降趋势;空间分布上表现为自上游往下有机碳浓度有所下降,但在三水站有所回升.     

植物种类、大气二氧化碳和土壤氮素的交互作用或累加效应控制“植物-土壤”系统的碳分配

为了验证土壤氮(N)素和大气二氧化碳(CO₂)浓度的增高是交互或者累加性地控制“植物-土壤”系统中的碳(C)分配这一假设, 同时为了揭示这种作用是否随着植物种类而变化, 在不同的CO₂浓度下的高氮和低氮土壤中种植豆科植物紫花苜蓿(Medicago truncatula)和非豆科植物燕麦(Avena sativa), 并对植物的生长和土壤微生物等特性在这些条件下的变化进行了测定. 结果表明, 植物物种和土壤N素的交互作用对土壤微生物和植物的生长有着重要的作用. 对于紫花苜蓿而言, CO₂和土壤N素的交互作用对土壤可溶性C和土壤微生物生物量有重要影响, 但对燕麦则并非如此. 尽管CO₂和土壤N素都显著影响植物的生长, 但它们对植物的影响并不存在交互性, 也就是说CO₂和土壤N素对植物生长的影响是累加的. 豆科植物的固氮特性与CO₂的交互作用可能掩盖了土壤N素与CO₂的交互作用对豆科植物生长的影响. 在低N土壤中, 燕麦的冠根比从初期的2.63±0.20降低到后期的1.47±0.03, 表明燕麦在生长受到土壤N素的抑制时, 分配了更多的能量到根部以加强植物对养分元素的吸收(如N素); 在高氮土壤中, 紫花苜蓿的冠根比随时间延长显著升高(从2.45±0.30到5.43±0.10), 说明当土壤N素不是植物生长限制因子时, 更多的能量被分配到地上部分以加强植物对C的同化. 在不同土壤N素水平上, 大气CO₂浓度对植物的冠根比的影响均不显著.     

中国生物多样性研究的30个核心问题

在联合国《生物多样性公约》生效30年和《生物多样性》创刊30周年之际, 我们通过问卷调查从281名中国研究人员收集到763个生物多样性相关的研究问题, 通过归纳与整理, 并参考英国生态学会提出的100个生态学基本问题, 从中筛选出30个核心问题。这些问题涉及7个方面: 演化与生态(6个问题)、种群(4个问题)、群落与多样性(7个问题)、生态系统与功能(3个问题)、人类影响与全球变化(4个问题)、方法与监测(4个问题)、生物多样性保护(2个问题)。前5个方面主要聚焦在物种形成、生物多样性维持等的关键过程与机制、生物多样性与生态功能关系、全球变化对生物多样性的影响机制等, 第6方面主要涉及生物监测与预测、数据共享等, 第7方面涉及多样性保护、自然与人类健康关系这两个与公众息息相关的重要话题。这30个问题的筛选难免存在偏颇, 希望能以此为契机, 促进我国生物多样性研究人员对本领域核心问题的深入思考与探讨。     

土壤动物多样性的地理分布及其生态功能研究进展

土壤动物多样性地理分布及其生态功能研究已成为地学和生态学等领域共同关注的科学前沿。本文在介绍相关研究最新进展的基础上, 讨论已有研究的局限性或不确定性, 展望未来研究的重点方向。近10年来, 代表性土壤动物类群的全球分布研究取得突破性进展; 国内土壤动物研究的尺度和采样区域也有明显拓展, 尤其在蚯蚓和线虫相关研究上取得了系列成果。结果表明, 土壤动物多样性随纬度的变化模式主要有两种, 即在低纬度的热带最高或在中纬度的温带最高; 而土壤动物多度与多样性可能同步变化、无明显关系、截然不同甚至相反; 降水、植物生产力和土壤有机质是土壤动物分布格局的关键驱动力, 但它们的影响力因土壤动物类群不同而异。土壤动物具有改善土壤物理结构、促进养分循环和有机碳稳定、提高作物健康水平等多重功能; 土壤动物的多功能性评估方兴未艾, 但仍面临诸多挑战。简单分析土壤动物随经纬度等的变化规律存在较大局限性, 考虑在基于地质-生态历史及“经纬度-海拔-离海岸距离”等构建的多维时空框架内, 探究土壤动物分布特征及其驱动力。土壤动物分布格局对其潜在的生态功能有关键影响, 但是目前对土壤动物分布格局的预测和模拟仍主要依靠经验模型; 代谢生态学等理论在土壤动物群落研究中的应用值得关注。探究分类多样性的冗余机制, 突出功能多样性, 可以将生物多样性与生态功能更好地联系起来; 同时, 需要在特定条件和时空下, 从整个土壤食物网及其与植物的联系中理解土壤动物多样性与多功能性的联系。建议未来关注两个研究方向: (1)量化人类活动和气候变化给土壤动物多样性和生态功能带来的巨大不确定性; (2)完善土壤动物群落特征预测的理论框架和开展土壤动物群落的精准调控, 综合评价其多功能性, 进而将土壤动物与人类福祉更紧密地联系起来。     

华南地区5种人工幼林的土壤呼吸及其季节性变化

为了解华南人工林的碳固存机制,对广东鹤山的尾叶桉(Eucalyptus urophylla)纯林、30种树种混交林、10种树种混交林、红椎(Castanopsis hystrix)纯林、厚荚相思(Acacia crassicarpa)纯林5种人工林(林龄2–5 a)的土壤总呼吸(Rs)和自养呼吸(Ra)的季节变化进行了研究。结果表明,从2007年到2012年,5种人工林的Rs为81.3~103.9 mg C m–2h–1,Ra为11.2~22.3 mg C m–2h–1,自养呼吸贡献率(RC)为12.4%~26.9%,且5种人工林间的Rs、Ra及RC差异不显著。5种人工林湿季的Rs均显著大于干季的,平均高出311.4%;Ra、RC的季节性差异不显著。湿季土壤温度与Rs具有显著相关性,土壤温度解释了90.2%的变异,而两者关系在干季不显著。人工林间的微环境和土壤条件差异不明显,可能是由于造林时间短,土壤还处于干扰的恢复过程中,导致人工林间土壤呼吸差异不显著。