基于景观生态学的鞍山市生态网络构建

城市化使得生境斑块日益破碎,连接性不断降低,严重威胁区域的生态环境,生态网络的构建为生态环境保护提供了良好的空间保障。针对辽宁省鞍山市的实际情况,选取有利于生物多样性保护、人文建设等生态功能节点,利用熵权法综合评价不同景观类型结构和功能对生态功能流的影响,在GIS技术支撑下,采用最小耗费距离模型进行潜在廊道模拟,基于重力模型和网络结构指数对生态网络结构进行定量分析。结果表明:最小路径生态网络的连接度和闭合度最高,而网络连接度和闭合度水平越高,对物质循环和能量流动越有利,其可作为最优构建的网络;环形生态网络是根据廊道的重要性构建的,成本较适中,综合生态学和经济学的相关原理,其可作为生态网络的核心框架;随着经济水平和人文环境要求的提高,可适当增加廊道数量,逐渐构建最小路径生态网络,改善生态斑块间的连接度,增加区域的可持续发展能力。本研究结果可为鞍山市生态景观建设提供科学依据与参考。     

不同施肥处理与地膜覆盖对土壤微生物群落功能多样性的影响

微生物多样性是表征土壤质量变化的敏感指标。应用Biolog技术探讨了不同施肥处理与地膜覆盖对土壤微生物功能多样性的影响,从微生物功能多样性的角度评价施肥与地膜覆盖对土壤质量的影响。试验结果表明：裸地条件下,肥料合理配施可以增强微生物对碳源的利用程度（AWCD）,显著增加微生物功能多样性（Shannon指数）。地膜覆盖和施肥的交互作用降低了微生物对碳源的利用率,降低微生物的丰富度,改变其均匀度。土壤微生物碳源利用的聚类和主成分分析表明,各施肥处理在碳源的利用上存在较大差异,覆膜加剧了各处理之间的分异程度。糖类和氨基酸类碳源是微生物利用的主要碳源。土壤微生物对碳源利用受到土壤pH、速效钾的显著影响。此外,有机碳、速效氮含量和土壤碳氮比与土壤微生物群落功能多样性密切相关。     

长期施肥对土壤氨氧化微生物的影响

长期施肥可改变土壤碳氮等养分供应,进而影响微生物数量与群落组成。本研究基于棕壤长期定位实验站,分析不同施肥方式下(不施肥,CK;低量无机氮肥,N₂;高量无机氮肥,N₄;有机无机氮肥配施,M₂N₂)土壤氨氧化古菌(AOA)和细菌(AOB)的变化,为土壤氮素转化的微生物学机制和培肥土壤提供依据。结果表明:不同施肥方式下,土壤AOA与AOB的数量比值为2.28～61.95。与CK相比,施肥后土壤AOA数量降低了1.6%～13.6%。N₄处理AOB数量随土壤深度增加呈先降低后升高的趋势,其他处理则相反。土壤AOB群落Shannon多样性指数、均匀度指数和Simpson指数均高于AOA。M₂N₂处理0～20 cm土层土壤AOB多样性增加,但AOA多样性降低。土壤AOB主要因土壤深度发生聚类,AOB和AOA均未因施肥方式发生聚类。综上,长期施肥改变了土壤AOA和AOB的构成状况,AOA对环境变化较为敏感,AOB较为丰富和稳定。     

氮添加对草地生态系统土壤pH、磷含量和磷酸酶活性的影响

磷是植物必需的大量营养元素之一,也是草地生态系统功能的重要限制因子。近年来,随着全球氮沉降的迅速增加,草地生态系统土壤磷及磷酸酶活性受到不同程度的影响。本研究采用整合分析方法,分析了草地的氮添加量、氮源种类、持续时间和土层深度等对土壤pH、全磷(TP)含量、有效磷(AP)含量、碱性磷酸酶(AlP)和酸性磷酸酶(AcP)活性的影响,以及土壤pH与磷酸酶活性的相关性。结果表明: 氮添加降低了土壤pH、TP含量和AlP活性,提高了土壤AcP活性,但对土壤AP含量无显著影响。从氮添加量来看,土壤pH、AlP显著降低在氮添加>5 g·m^-2·a^-1条件下即可发生;高水平氮添加(>10 g·m^-2·a^-1)导致AcP活性显著提高;土壤TP、AP含量显著降低仅发生在氮添加量为5～10 g·m^-2·a^-1条件下。硝酸铵处理显著降低了土壤TP含量,提高了AcP活性;尿素处理显著降低了土壤pH和AlP活性。在所有添加量下,当试验持续时间为3～10年时,土壤TP含量、AlP活性显著降低;持续时间大于3年时,土壤pH显著降低;>10年时,AcP活性显著提高。0～10 cm土层的AP含量显著升高,TP含量和AlP活性显著降低;大于10 cm土层中AP含量显著降低。土壤pH与土壤AcP活性呈显著负相关,表明氮添加引起的土壤pH改变可能是土壤磷酸酶活性变化的重要原因。     

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.     

不同肥力棕壤溶解性有机碳、氮生物降解特性

溶解性有机碳、氮在土壤全碳、全氮含量中所占的比例很小，但却是土壤有机质中最为重要和活跃的部分。研究利用土壤溶解性有机碳、氮生物降解的测定方法，分别选取沈阳农业大学试验站不同肥力及与定位试验地紧密相连的自然林地棕壤为研究对象，开展棕壤溶解性有机碳、氮的生物降解特性的研究，为了解溶解性有机碳、氮在土壤生态系统碳、氮循环中的作用，探讨棕壤溶解性有机碳、氮与土壤肥力的关系提供理论依据。研究结果表明，棕壤林地溶解性有机碳、氮的含量最高，高肥处理次之，低肥处理含量最低。棕壤溶解性有机碳、氮与全碳、全氮和微生物量碳、氮的相关性达到极显著水平，与土壤肥力紧密相关，可以作为指示土壤肥力的重要指标。不同肥力棕壤溶解性有机碳、氮的降解速率在培养初期较快，而后逐渐减慢，降解数据符合双指数衰变模型。棕壤溶解性有机碳分别由降解速率不同的两个库组成：周转时间在1d的易分解部分和周转时间大约为400d的难分解部分。棕壤溶解性有机氮是由周转速率大约为2d的易降解部分和周转速率在99～105d左右的难分解部分组成． 经过42d的培养，浸提液中剩余溶解性有机质碳氮比值较培养前有所增加。     

长期定位施肥与地膜覆盖对土壤肥力和生物学性质的影响

采集沈阳农业大学棕壤定位实验站(1987年设置)的土样,测定土壤pH、有机碳、全氮、碱解氮、速效磷、速效钾、微生物生物量碳、氮和BIOLOG碳源利用,结合地上部分生物量,系统分析了长期施肥与地膜覆盖对土壤肥力指标和微生物学性质的影响.结果表明,传统栽培条件下,土壤微生物群落平均吸光度(AWCD)与土壤有机碳含量、速效磷和有效钾显著相关(p<0 01),表明施肥通过影响有机碳和速效磷、钾含量影响微生物功能.在覆膜栽培条件下,AWCD与土壤pH和土壤碳氮比显著相关(p<0.01),表明覆膜通过影响土壤pH和土壤碳氮比影响微生物功能.覆膜引起玉米生育期的变化,影响有效碳的投入,从而直接影响土壤微生物功能.与相应的传统栽培相比,覆膜栽培后土壤pH的变化对微生物群落结构有一致影响.     

应用PLFA方法分析长期不同施肥处理对玉米地土壤微生物群落结构的影响

土壤微生物群落被认为是土壤生态系统变化的预警及敏感指标,指示土壤质量变化,决定着土壤的生态功能.为了探讨长期施肥处理(1987～2004年)对土壤微生物群落结构的影响,采用磷脂脂肪酸(PLFA)法测定了沈阳农业大学棕壤长期定位试验站玉米地不同施肥土壤微生物生物量的活性部分及群落结构的变化情况.结论:长期施肥处理都能提高土壤微生物总生物量、细菌生物量及真菌生物量,特别是有机肥和有机无机肥配施在整个生育期对微生物总生物量的增加作用比较明显.真菌的生长与季节变化和玉米生育的关系较为密切,各施肥处理土壤真菌含量在抽雄期都明显降低.长期不同施肥处理可以改变土壤微生物群落结构,单施氮肥处理土壤微生物群落结构与长期不施肥处理较为相似,没有明显的优势种群.施用有机肥和有机无机配施的土壤微生物群落均以含a15:0, i15:0, cy17:0, i16:0, 16:1w7t,10Me18:0和15:0的微生物为优势种群.土壤有机质、碱解氮、速效磷和速效钾是微生物生长和活性的主要能源和营养因子.     

葡萄糖存在下选择性抑菌剂对土壤氮素转化的影响

采用2种氮源并分别加入选择性微生物抑制剂进行室内培养,通过测定样品中NH₄⁺-N和NO₃^--N及土壤中氨基葡萄糖和胞壁酸含量,研究土壤微生物氮素固持时间特征及其相对贡献.结果表明,加入青链霉素明显地降低了NH₄⁺-N的转化速率,且影响远大于真菌抑制剂放线菌酮;氨基葡萄糖和胞壁酸的相对比例急剧增加,而后趋于平衡;加入放线菌酮后NO₃-N转化速率持续下降,氨基葡萄糖的合成受到抑制,但加入细菌抑制剂青链霉素对其转化无显著影响.培养初期,细菌在葡萄糖存在下能快速固持NH₄⁺-N和NO₃^--N,并以NH₄⁺-N为首选氮源;培养后期,氮转化主要为真菌所推动,且真菌对NO₃^--N的利用能力显著大于细菌.     

长期施肥对黑土团聚体分布和碳储量变化的影响

用干筛与湿筛2种方法测定了22年长期田间定位试验地土壤风干及水稳性团聚体含量，研究了施肥对黑土团聚体组成、有机碳含量及有机碳库储量的影响。试验设不施肥（CK）、无机肥（NP、NPK）和无机-有机肥配施（NPK+OM）4个处理。结果表明，黑土团聚体以0.25～1 mm团聚体为主。经过湿筛法土壤各粒级水稳性团聚体含量重新分配，表现为以0.25～1 mm粒级为中心，大团聚体含量减少，微团聚体含量增加。与长期不施肥比较，长期施用化肥及有机-无机肥配施显著增加了>2 mm大团聚体含量和0.05～0.25 mm微团聚体含量，各级团聚体有机碳含量显著增加，总有机碳及各级团聚体储量增加，有机质积累，土壤结构得到改善，固碳潜力增加，有机-无机配施效果更加明显。