鼎湖山土壤有机质δ13C时空分异机制

根据鼎湖山若干海拔部位土壤剖面薄层取样样品有机质含量、¹⁴C测年及δ¹³C结果,研究土壤有机质δ¹³C时空分异机制.结果表明,不同海拔土壤剖面有机质δ¹³C深度特征受控于剖面发育进程,与有机质组成及其分解过程密切相关.植被枯落物成为表土层有机质以及表土层被埋藏后的有机质更新过程,均存在碳同位素分馏效应,有机质δ¹³C显著增大.相对于地表植被枯落物δ¹³C,表土层有机质δ¹³C增幅取决于表土有机质更新速率.表土有机质δ¹³C与植被枯落物δ¹³C均随海拔升高而增大,说明植被构成随海拔升高呈规律性变化.这与鼎湖山植被的垂直分布一致.不同海拔土壤剖面有机质δ¹³C深度特征类似,有机质含量深度特征一致,有机质¹⁴C表观年龄自上向下增加.这是剖面发育过程中有机质不断更新的结果.土壤剖面有机质δ¹³C最大值深度与¹⁴C弹穿透深度的成因和大小不同,均反映地貌与地表植被对有机碳同位素深度分布的控制.     

植物残茬对土壤酸度的影响及其作用机理

土壤强酸性是作物生长的最主要限制因子之一,某些植物残茬可以有效地提高土壤pH,降低活性铝含量,提高作物产量。植物残茬改良土壤酸度的效能因种而异,最高土壤pH升幅可达4.53个单位,多种豆科植物材料可使土壤pH提高2个单位以上,当pH>5时,土壤溶液活性铝降至极低水平,从而消除铝害。植物残茬改良土壤酸度的效能受植物残茬自身特性与土壤特性的影响,而且pH的上升通常在几个月后消失,但这种效能对当季作物有效。植物体内有机酸根的去羧化作用被认为是pH上升的主要机理之一,去羧化机理存在的主要证据是,随着土壤pH升高,植物材料内的可溶性有机成分下降,CO2排放与pH上升高度相关,以及杀菌条件下土壤pH上升速度显著减慢。超量碱机理是植物残茬导致pH上升的又一可能的重要机理,亦即有机盐的作用,有机盐分解转化为碳酸盐,其作用与石灰完全相似,有机盐水解也可导致土壤溶液的碱性反应。铵化作用与硝化作用是高氮植物材料影响土壤酸度的重要机理,有机氮的铵化直接消耗质子,铵的硝化则产生质子,pH的变化与这些氮过程高度相关。含硫植物材料及有机物质分解过程产生的氧化还原条件的变化,也可对土壤pH产生影响,但它们的作用较小。综合来看,去羧化作用机理基于间接证据,没有得到严格验证,超量碱机理可能是土壤pH上升的主要原因,超量碱只能转移,不能制造,含超量碱高的外源性有机材料施入耕地,将是改良土壤酸度,提高作物产量的一种有效途径。     

土壤有机碳含量与同位素特征

根据长江口崇明东滩典型高程部位柱状样与鼎湖山不同海拔土壤剖面土壤有机碳(SOC)含量与SOC同位素资料(δ13C、Δ14C),研究了土壤有机质更新的元素与同位素特征。结果表明,土壤剖面δ13C最大值(δ13Cmax)深度以上土层的SOC含量与δ13C值呈负相关,该深度以下呈正相关。土壤SOC含量与δ13C呈负相关,说明有机质分解程度低,有机质中快循环组分的比例较高,为土壤表层新鲜有机质,有机质14C表观年龄不足200年;二者呈正相关指示有机质分解程度较高,为中、下部土层较稳定的有机质组分,成土年龄在300年以上。土壤SOC含量随时间下降的速率与成土时间呈负相关,δ13Cmax深度以下土层的下降速率明显低于该深度以上土层,且年代越老,SOC含量下降速率越慢,表明其有机质主要为慢循环组分。不同土壤剖面δ13C的时间趋势基本一致,在δ13Cmax深度以上土层,δ13C随时间延长而增大,该深度以下δ13C随时间延长而降低。土壤有机碳δ13C与SOC含量随时间的变化具有明显对应关系,表明二者的变化机制存在内在关联。     

华南两种豆科人工林体内养分转移特性

报道了马占相思与大叶相思两种豆科植物叶内养分的动态及养分转移特征 ,分析测定两种植物的绿叶与黄叶内氮、磷、钾、钠、钙、镁等 6种元素的含量。结果表明 ,两种植物的成熟叶养分含量季节性变化不明显 ,全年养分水平较为稳定。马占相思体内氮、磷、钾、镁养分水平显著高于大叶相思 ,这 4种元素在绿叶与黄叶内的含量也有显著差别。两种植物对 4种元素大量转移再利用 ,但对钙、钠没有表现出转移 ,大叶相思与马占相思平均养分转移率分别为 :氮 49.8% ,39.8% ,磷 75 .5 % ,66.5 % ,钾 61 .8% ,43.3% ,镁 1 9.4% ,1 5 .6%。作为豆科植物具有的固氮能力 ,使转移率格局与非豆科植物不同 ,表现为氮转移率降低 ,而其它元素转移率显著上升。马占相思氮转移量高达 1 1 2 .43kg/( hm2 · a) ,磷 1 2 .74kg/( hm2 ·a) ,钾 45 .78kg/( hm2 · a) ,但镁只有 1 .64kg/( hm2 · a) ,大叶相思养分转移量为 :氮 90 .1 7kg/( hm2 · a) ,磷 7.2 3kg/( hm2·a) ,钾 34.49kg/( hm2·a) ,镁 1 .5 8kg/( hm2·a) ,通过转移获得的养分与植物从环境中吸收的养分量大致相当 ,这两个养分源共同满足了植物生长过程中的养分需求。     

华南亚热带山地土壤有机质更新特征及其影响因子

选择鼎湖山自然保护区及中国科学院华南植物研究所小良生态站6个土壤剖面,根据土壤有机质碳稳定同位素特征、^14C放射性水平、有机质含量、粒度特征,研究土壤有机质更新特征及其制约因素。结果表明,土壤有机质分解呈明显阶段性：有机质快速分解发生在0－100a之内,自地表向下,有机质含量急剧降低,因碳同位素分馏效应,有机质δ^13C值迅速增加;至170／240a,有机质δ^13C值达最大;自170／240－800／1400a,有机质分解速度变慢,有机质含量缓慢降低,因高δ^13C值组分分解,δ^13C值逐渐减小;约在1500a之后,有机质含量变化甚微,δ^13C值趋于稳定。对比研究表明,粘粒对有机质赋存状态及其更新有直接影响,粒度是制约土壤有机质动态的重要因子;地表植被类型及其发育特征直接影响土壤有机质更新,在植被类型相似情况下,植被覆盖史对土壤剖面有机质动态有明显影响。     

高效液相色谱法测定灰兜巴对α-葡萄糖苷酶的抑制作用

研究灰兜巴醇提石油醚萃取、醇提乙酸乙酯萃取、醇提正丁醇萃取、醇提萃取剩余部分和水提部分对于α-葡萄糖苷酶活性的抑制作用,并通过高效液相色谱检测在药物与酶反应过程中振荡对于α-葡萄糖苷酶抑制率的影响。结果显示,灰兜巴各提取部分均表现出良好的α-葡萄糖苷酶抑制活性,为一种良好的α-葡萄糖苷酶抑制剂,且振荡对其抑制率的影响较大,在反应过程中应使酶与药物充分结合。     

华南亚热带山地土壤剖面有机质分布特征数值模拟研究

选择鼎湖山自然保护区两种植被带土壤剖面,利用有机质扩散—平移—分解模型,定量研究土壤有机质分布、更新与运移特征及其控制因子,为陆地生态系统有机质模型提供运行基础数据．数值试验表明,华南亚热带山地土壤剖面有机质分布遵从物质扩散、平移、分解规律;森林植被带土壤有机质快组分分解速率为0．483·年^-1,灌丛植被带土壤的为0．694·年^-1;两类剖面有机质慢组分、稳定组分的分解速率分别一致,为0．02·年^-1、0．001·年^-1;森林植被带土壤有机质扩散、平移系数分别为4和0．2mm·年^-1,灌丛植被带土壤相应参数分别为1和0．5mm·年^-1．有机质含量计算值与实测值的明显偏差出现在0～10cm土层,这很可能与土壤表层处于陆一气界面,受气候、环境变化直接影响有关;在中、下部,两种结果吻合较好,反映成土环境稳定．扩散作用对土壤剖面有机质分布影响显著,平移作用仅对上部0～10cm层段影响明显．对比分析表明,土壤有机质动态主要受剖面性状制约;提高地表植被初级生产力,快组分分解速率降低,有机质累积．