小兴安岭森林地表鞘翅目成虫对不同干扰梯度的响应

为探讨小兴安岭凉水自然保护区森林生态系统中地表鞘翅目成虫群落对不同人为干扰梯度的响应,于2015年7月、8月和10月分别对轻度干扰[原始阔叶红松林(KY)和谷地云冷杉林(YL)]、中度干扰[阔叶红松择伐林(ZF)和次生白桦林(BH)]及重度干扰[落叶松人工林(RL)和红松人工林(RHS)]的6个林型进行取样调查。结果表明:(1)整个采样周期共捕获地表鞘翅目成虫879只,隶属9科44物种;其中轻度干扰生境共捕获6科29种251只(KY捕获5科21种150只,YL捕获4科20种101只),中度干扰生境捕获6科27种276只(ZF捕获3科20种144只,BH捕获6科23种132只),重度干扰生境捕获6科29种352只(RL捕获4科22种232只,RHS捕获5科17种120只)。(2)7月和8月步甲科和葬甲科占据数量优势,10月步甲科和葬甲科成虫数量明显减少而隐翅虫科数量占优势;不同林型及不同干扰梯度地表鞘翅目成虫物种总数和总个体数于7、8、10月均表现为下降趋势,且群落多样性也呈不同程度下降。(3)林型和月份对地表鞘翅目成虫群落结构具有显著影响,干扰梯度对群落结构无显著影响;6个林型之间地表鞘翅目成虫个体数量具有显著差异,但在物种组成上无显著差异;不同干扰梯度间地表鞘翅目成虫个体数、物种数无显著差异,且随干扰梯度变化没有明显的梯度性规律;相似性系数和聚类分析表明,属于同一干扰梯度的两个林型没有表现出高度的相似性。本研究表明干扰梯度不是决定各林型间地表鞘翅目成虫群落多样性存在差异的主要原因,凉水森林生态系统地表鞘翅目成虫对不同干扰梯度的响应不符合中度干扰假说,林型和时间则是影响地表鞘翅目成虫群落组成的显著因素,本实验为地表生物多样性保护和森林生态系统管理提供数据支撑。     

不同干扰方式下松江湿地土壤微生物群落结构和功能特征

以松江湿地为研究对象,采用磷脂脂肪酸(PLFA)和BIOLOG微平板法,系统分析4种干扰方式(农业、工业、旅游和保护)对湿地土壤微生物群落结构和功能的影响。结果表明,微生物对碳源利用能力由强到弱依次为:滨江湿地(保护)金河湾湿地(旅游)白鱼泡湿地(旅游)太阳岛湿地(旅游)呼兰河口湿地(农业)阿什河湿地(工业)。松江湿地土壤微生物对羧酸类、糖类和氨基酸类碳源利用率较高,而对多聚物类、酚类和胺类的利用率较低,其中羧酸类和糖类是影响微生物群落代谢功能的敏感碳源。松江湿地土壤微生物以细菌为主,占总PLFA的69.72%—80.97%,真菌次之(9. 20%—23. 51%),放线菌最少(6.77%—9.82%); Shannon多样性指数以滨江湿地最高(2.994),阿什河湿地最低(2.881)。RDA分析表明,受工业、农业干扰的阿什河湿地和呼兰河口湿地微生物群落结构与TN、NO_3~--N和NH_4~+-N呈显著正相关(P0.05);受旅游干扰的太阳岛湿地微生物群落结构与pH呈显著正相关;而同样受旅游干扰的白鱼泡和金河湾湿地微生物群落结构与p H呈显著负相关;受保护的滨江湿地微生物群落结构主要受TC/TN影响。     

凋落物和林下植被对杉木林土壤碳氮水解酶活性的影响机制

凋落物和林下植被在森林生态系统土壤碳、氮循环过程中发挥重要作用,目前关于亚热带杉木人工林凋落物和林下植被对土壤碳氮水解酶活性影响机制还不清楚。在亚热带杉木人工林设立去除凋落物+去除林下植被(LR+UR)、去除凋落物+保留林下植被(LR+U)、凋落物加倍+保留林下植被(LD+U)、凋落物加倍+割倒林下植被归还(LD+UC)处理。通过研究各处理对土壤环境因子(土壤温度(ST)、土壤含水量(SWC)、土壤酸度(p H)、硝态氮(NO_3~--N)、氨态氮(NH_4~+-N)、溶解性有机碳(DOC))和土壤碳氮水解酶(β-1,4-葡萄糖苷酶(βG)和β-1,4-N-乙酰葡糖氨糖苷酶(NAG))活性的影响,揭示凋落物和林下植被对杉木林土壤碳氮水解酶活性影响机制。结果表明:(1)通过比较LR+U和LD+U处理发现,短期内添加凋落物有增加土壤p H、NH+4-N含量和提高βG、NAG活性的趋势,但未达到显著水平(P0.05);(2)LR+UR与LR+U处理间的比较发现,去除林下植被有降低SWC、p H、NH+4-N含量、NAG活性的趋势,并显著降低了土壤DOC含量和βG活性(P0.05);(3)将LR+UR分别与LD+U、LD+UC处理进行比较表明,添加凋落物同时保留林下植被显著增加了SWC、p H、DOC和NH+4-N含量,并增强了βG和NAG活性(P0.05),而且林下植被割倒归还比林下植被正常生长更有利于土壤βG、NAG活性的提高和SWC、DOC含量的增加,但是对ST和NO-3-N含量没有显著影响(P0.05);(4)土壤水解酶活性与SWC、DOC表现为极显著正相关关系(P0.01)。总之,凋落物和林下植被影响碳氮水解酶活性的机制,主要是通过调节SWC、增加DOC含量,影响βG、NAG活性;βG、NAG活性增强也会加快土壤有机质(SOM)分解,增加土壤DOC含量。     

五大连池药泉山大型土壤动物对旅游踩踏的响应

以黑龙江省五大连池世界地质公园的药泉山为研究对象,按照距离游道的远近分为重度踩踏区,轻度踩踏区和非踩踏区3种踩踏干扰强度,分析大型土壤动物数量,群落组成,多样性对旅游踩踏干扰的响应。研究结果表明不同干扰区之间大型土壤动物类群数量差异显著(P0.001),重度踩踏区显著低于轻度踩踏区和非踩踏区。不同干扰区大型土壤动物个体数差异明显(P0.001),其中轻度踩踏区个体密度最大(68头/m~2),重度踩踏区个体密度最小(10头/m~2)。不同踩踏强度干扰区H'指数差异明显(P0.05),轻度踩踏区及非踩踏区的多样性显著高于严重踩踏区。典型对应分析表明旅游踩踏主要通过改变土壤理化特性而影响大型土壤动物的组成及其多样性,重度踩踏区、轻度踩踏区和非踩踏区对大型土壤动物影响最显著的因子分别为土壤全氮含量,土壤含水率和土壤全磷含量。     

页岩气开发区井场开发对土地利用和生物量的影响

在我国四川页岩气开发区井场周围受人类活动影响较大的村镇、农田,页岩气开发对土地利用变化、植被生物量影响还不清楚.本研究利用2012、2017年遥感影像解译及2017年地面样方调查数据,分析页岩气开发区的井场、缓冲区土地利用和生物量变化,分析页岩气井区的影响范围及其造成的植被生物量损失.结果表明: 2012—2017年间,页岩气开发使93.81 hm²土地转化为工矿用地,其中,近一半(48.6%)为旱地(45.61 hm²),17.2%为有林地(16.13 hm²)、11.0%为居民点(10.28 hm²)、11.1%为灌木林地(10.39 hm²);页岩气井区开发阶段影响范围在0~50 m,在进入稳产阶段后影响范围减少;页岩气开发造成研究区植被生物量损失2477.53 t,其中,71.6%由井场直接压占造成,其余(28.4%)由井场附属道路及临时占地引起.页岩气井场直接压占旱地和有林地是页岩气开发区土地利用变化和生物量损失的重要原因.本研究可为该区域的生态环境管理、页岩气开发的可持续发展提供科学依据.     

东北地区火山堰塞湖鱼类区系与群落多样性

根据2008-2011年镜泊湖和五大连池鱼类学调查结果和历史资料,分析了东北地区火山堰塞湖鱼类区系特征和群落物种多样性状况.东北地区火山堰塞湖鱼类区系由9目16科47属64种土著种构成,其中国家Ⅱ级野生保护物种1种,中国特有种4种,中国易危种5种;64种鱼类中,鲤形目44种,鲤科37种,分别占优势.东北地区火山堰塞湖鱼类区系由7个区系复合体构成,以东部平原区系复合体为主体;南北方重叠种、北方特有种分别占53.1％和46.9％.东北地区火山堰塞湖鱼类群落Shannon、Fisher-α、Pielou、Margalef和Simpson指数值分别为2.078、4.536、0.575、3.723和0.269,土著种多度分布格局可以用对数正态分布描述;与镜泊湖亚群落间Bray-Curtis、Morisita-Horn、Ochiai、S(o)rensen和Whittaker指数值分别为0.820、0.992、0.870、0.862和0.138,与五大连池亚群落间各指数值分别为0.210、0.516、0.838、0.825和0.175.东北地区火山堰塞湖鱼类区系具有南北方物种相互渗透、古北界与东洋界交汇过渡的特点;群落物种多样性程度较高,物种结构较稳定,但物种丰富度呈下降趋势.     

高通量测序分析大兴安岭典型森林土壤细菌和真菌群落特征

【背景】大兴安岭地区是我国对气候变化响应最敏感的区域,而土壤微生物在维持寒区森林生态系统结构和功能中发挥重要作用。【目的】探究大兴安岭不同森林类型土壤微生物群落结构及与环境因子的关系。【方法】采用Illumina MiSeq高通量测序技术,分析3种典型森林(白桦林、落叶松林和樟子松林)土壤细菌和真菌群落组成和多样性。【结果】3种林型中共获得2 786个细菌操作分类单元(Operational Taxonomic Unit,OTU),隶属于38门531属,其中优势菌门为变形菌门(Proteobacteria, 31.45%-40.32%)、酸杆菌门(Acidobacteria, 14.24%-40.16%)和放线菌门(Actinobacteria,7.13%-22.15%);1803个真菌OTU隶属于8门263属,其中优势菌门为担子菌门(Basidiomycota,40.43%-62.75%)和子囊菌门(Ascomycota,35.81%-53.68%)。主坐标分析表明,3种林型中细菌和真菌群落组间差异远大于组内差异。Mantel检验结果显示:细菌群落结构与pH、总氮(Total Nitrogen,TN)、总磷(Total Phosphorus,TP)和含水量(Soil Water Content,SWC)具有显著相关性(P0.05),其中pH的相关性系数最大;真菌群落结构与SWC、TN和TP具有显著相关性(P0.05),其中TN的相关性系数最大。冗余分析结果发现,TP与变形菌门、担子菌门相对丰度呈显著正相关,TN和SWC与酸杆菌门、子囊菌门呈显著正相关,pH与放线菌门呈显著正相关(P0.05)。【结论】不同林型间土壤微生物群落结构存在显著差异,明晰其分布规律及主要环境驱动因子,是把握寒区森林生态系统过程的关键。     

三种温带森林大型土壤动物群落结构的时空动态

对帽儿山3种典型森林群落大型土壤动物进行了连续6个月的野外调查研究。通过系统分析,共获得大型土壤动物3604只,隶属于3门6纲17目50科。其中正蚓科(Lumbricidae)、线蚓科(Enchytraeidae)和石蜈蚣目(Lithobiomorpha)为优势类群,常见类群11类。结果表明:(1)水平分布上,密度和生物量红松人工林最高,其次为硬阔叶林,蒙古栎林最少;类群数硬阔叶林最多,蒙古栎林最少;香农指数和丰富度指数均为蒙古栎林最高,红松人工林最低;优势度指数与两者相反;均匀度指数蒙古栎林最高,硬阔叶林最低;(2)垂直分布上,个体密度、类群数及生物量均差异显著(P < 0.001)。3个样地大型土壤动物个体密度表聚性明显;类群数红松人工林自凋落物层向下减少,硬阔叶林和蒙古栎林0-10 cm最多;生物量在0-10 cm土层最大;香农指数随深度增加而减小,优势度指数则相反;(3)在时间变化上,5月和10月个体密度和类群数较多,9月生物量最大;香农指数和优势度指数差异显著(P < 0.01),其他指数各月间无明显差异;(4)与土壤环境因子关系上,总有机碳含量与类群数、个体密度及生物量显著正相关,容重与香农指数显著负相关;典型对应分析结果表明,不同类群大型土壤动物与环境相关性不同。     

油田外排水对干旱戈壁区人工湿地土壤微生物生物量的影响

为研究油田外排水对干旱戈壁区人工湿地土壤微生物生物量的影响,选择干旱戈壁区某油田外排水形成的湿地内坝内、内外坝间、外坝边缘土壤,及不受排水影响的对照土壤,采用磷脂脂肪酸(PLFA)方法,分析外排水对土壤细菌、真菌、放线菌生物量的影响。结果表明:湿地内坝内、内外坝间、外坝边缘土壤与对照土壤的pH和容重均无显著差异,内外坝间的土壤含水量、电导率、溶解性全盐和全碳含量最高,显著高于内坝内土壤;除含水量外,对照土壤的主要物理性质和养分特征与湿地内坝内、内外坝间、外坝边缘的土壤无显著差异。土壤总微生物量、细菌和真菌生物量从湿地内坝内至外坝边缘逐渐增加。土壤总微生物量、细菌、真菌、放线菌与全氮含量均呈显著正相关,丛枝菌根真菌与全碳呈显著正相关,真菌、丛枝菌根真菌与总石油烃呈显著正相关。研究结果表明,油田外排水增加了湿地外坝边缘的土壤微生物量。     

积雪覆盖变化对大兴安岭多年冻土区土壤微生物群落结构的影响

高纬度多年冻土区是全球变化的敏感区域,揭示不同雪被覆盖条件下土壤微生物群落结构的演变规律,对于预测寒区森林生态系统对全球变化的响应具有重要意义。以大兴安岭多年冻土区白桦次生林为研究对象,采用磷脂脂肪酸法(PLFA)对比分析自然积雪和遮雪处理土壤微生物群落结构的动态变化特征。结果表明:土壤总磷脂脂肪酸含量在植被生长季初期最高,积雪稳定期最低,其中含量较高的PLFA为18:2ω6,9c、a15:0、i16:0、17:1ω8c、18:1ω9c和16:1ω5c,不同时期各优势PLFA含量存在一定差异。遮雪显著降低积雪稳定期细菌PLFA含量、增加真菌PLFA含量(P0.05),但对其他时期土壤微生物群落结构和多样性均未产生显著影响。冗余分析(RDA)表明,土壤总磷脂脂肪酸、真菌、真菌/细菌和革兰氏阴性菌与土壤含水量、pH和铵态氮均呈显著正相关,细菌和革兰氏阳性菌受土壤总磷、总氮和硝态氮影响较大。