不同放牧对滇西北高原泥炭沼泽土壤氨氧化微生物群落的影响

氨氧化由氨氧化细菌(AOB)和氨氧化古菌(AOA)共同执行,是土壤硝化过程的第一步和限速步骤。放牧过程中,动物啃食、排泄和践踏等行为将影响土壤氨氧化微生物群落,但目前关于不同类型放牧对湿地氨氧化微生物群落结构及其多样性的影响尚不清楚。利用Illumina Mise高通量测序技术,对比研究牦牛放牧和藏香猪放养两种放牧类型对泥炭沼泽土壤氨氧化微生物群落结构及其多样性的影响。结果表明,牦牛放牧显著增加土壤容重,显著降低土壤pH、TN、TOC、NH~+_4-N和NO~-_3-N含量;藏香猪放养显著增加土壤NO~-_3-N含量和硝化潜势(PNR)。牦牛放牧显著降低土壤AOA的丰富度和AOB的α多样性,藏香猪放养降低土壤AOA的α多样性和AOB的丰富度。放牧显著降低泉古菌门(Crenarchaeota)的相对丰度。AOA的α多样性与土壤NO~-_3-N含量和PNR呈显著负相关。AOB的α多样性与pH、TOC、TN和NH~+_4-N含量呈显著正相关。放牧影响下土壤pH、TN和NO~-_3-N含量的变化是影响AOA群落结构的主要因素。藏香猪放养对AOA和AOB群落的影响更显著,由放牧引起的土壤环境条件的变化是导致氨氧化微生物群落发生改变的重要因素。     

放牧对滇西北高原纳帕海沼泽化草甸湿地土壤氮转化的影响

选择位于滇西北高原纳帕海国际重要湿地内的典型沼泽化草甸湿地为研究对象,采用原位土柱室内控制实验法研究了放牧干扰(猪翻拱扰动和牲畜践踏)对沼泽化草甸湿地土壤氮转化的影响。研究结果表明,放牧活动显著提高了沼泽化草甸湿地表层土壤的容重和pH值,降低了土壤含水率、TOC、TN和NH_4~+-N含量,而对NO_3~--N含量影响不显著。放牧干扰下沼泽化草甸湿地土壤的矿化速率和硝化速率均表现为猪翻拱扰动样地(ZG)牲畜践踏样地(JT)对照样地(CK);表现为ZGJTCK。放牧干扰促进了沼泽化草甸湿地土壤的矿化和硝化作用,猪的翻拱活动比牲畜践踏活动对土壤氮矿化和硝化作用的促进作用更显著。放牧干扰下沼泽化草甸湿地土壤的反硝化速率表现为ZGCKJT,猪的翻拱活动促进了土壤N_2O气体的排放,而牲畜践踏活动抑制了土壤N_2O气体的排放。相关性分析表明,受放牧干扰的沼泽化草甸湿地土壤的矿化和硝化速率均与土壤容重、pH呈显著正相关,与土壤含水率、NH_4~+-N、TOC、TN含量呈显著负相关;反硝化速率与TOC含量呈显著负相关。     

二氧化钛纳米颗粒对沼泽土壤反硝化和N2O排放的影响

近年来,二氧化钛纳米颗粒（TiO₂NPs）环境释放量不断增加,并通过多种途径进入湿地生态系统,不可避免地影响到湿地生态系统环境和功能。然而,关于TiO₂NPs对沼泽土壤反硝化作用和氧化亚氮（N₂O）排放的影响机及制尚不明确。选择典型沼泽土壤,通过室内培养实验研究土壤理化性质、反硝化酶活性、反硝化速率（DNR）和N₂O排放对不同剂量TiO₂NPs 0 mg/kg （CK）、10 mg/kg （A10）、100 mg/kg （A100）、1000 mg/kg （A1000）输入的响应,探讨TiO₂NPs输入对沼泽土壤反硝化作用和N₂O排放影响的内在机制。结果表明：不同剂量TiO₂NPs处理显著降低了土壤pH （P<0.05）,A10处理显著降低土壤总有机碳（TOC）含量（P<0.01）,A1000处理显著降低硝态氮（NO₃^--N）和亚硝态氮（NO₂^--N）含量（P<0.05）。TiO₂NPs处理抑制硝酸盐还原酶（NAR）活性,促进一氧化氮还原酶（NOR）和氧化亚氮还原酶（NOS）活性（P<0.01）,A1000处理先促进后抑制了亚硝酸盐还原酶（NIR）活性（P<0.05）。不同剂量TiO₂NPs处理抑制了土壤DNR,促进了N₂O排放,TiO₂NPs处理通过抑制NIR活性,降低土壤DNR,同时通过促进NOR活性,提高N₂O排放。综上,TiO₂NPs输入通过影响反硝化还原酶活性改变沼泽土壤反硝化过程,导致沼泽土壤N₂O排放增加,改变湿地氮的源、汇功能,影响全球气候变化。为TiO₂NPs输入的湿地环境风险评估研究提供理论基础。     

围栏禁牧对滇西北高寒湿地土壤活性有机碳的影响

过度放牧导致滇西北高寒湿地碳汇功能逐渐丧失,围栏禁牧作为一种有效的湿地恢复方式,其对滇西北高寒湿地土壤碳库的影响尚缺乏研究。为探明围栏禁牧对滇西北高寒湿地土壤活性有机碳的影响,以纳帕海湿地不同禁牧年限(未禁牧、禁牧3年、禁牧8年、禁牧10年)的草甸和沼泽化草甸作为研究对象,对比分析不同禁牧年限草甸和沼泽化草甸土壤总有机碳(TOC)、颗粒有机碳(POC)、溶解性有机碳(DOC)、易氧化有机碳(EOC)和微生物生物量碳(MBC)含量特征。研究结果表明,随着禁牧年限的增加(<10 a),草甸和沼泽化草甸土壤TOC、DOC、EOC、MBC含量显著增加(P<0.05);随着土壤深度的增加,草甸和沼泽化草甸土壤TOC、EOC和MBC含量逐渐下降,而POC和DOC含量逐渐增加。土壤理化性质显著影响土壤活性有机碳各组分含量,其中总氮(TN)是影响草甸和沼泽化草甸土壤活性有机碳各组分含量的主导因素。围栏禁牧有利于滇西北高寒湿地土壤质量和固碳能力的恢复,且随着禁牧年限的增加,恢复效果越明显。相同恢复年限,纳帕海沼泽化草甸土壤恢复效果比草甸土壤显著。研究可以为放牧湿地恢复研究提供理论基础。     

增温和牦牛排泄物输入对沼泽土壤酶活性的影响

选取滇西北高原纳帕海沼泽土壤为研究对象,采用室内模拟实验,研究增温(13℃、19℃、25℃)和牦牛排泄物(粪便、尿液)输入对沼泽土壤理化性质和酶活性的影响。结果表明:(1)增温会显著降低土壤pH(P0.05),19℃时显著降低无机氮含量(P0.05),对其他土壤理化性质无显著影响(P0.05);增温对不同排泄物处理下的土壤酶活性影响存在差异。(2)排泄物输入显著影响沼泽土壤理化性质。牦牛粪便输入显著提高土壤含水率、pH、总有机碳(Total organic carbon,TOC)和有效磷含量(P0.05),显著降低土壤硝态氮含量(P0.05);牦牛尿液显著提高土壤含水率和土壤无机态氮含量(P0.05)。牦牛粪便输入显著提高蔗糖酶、脲酶和过氧化氢酶活性(P0.05);牦牛尿液显著提高脲酶活性(P0.05)。(3)增温和排泄物输入交互作用对TOC(P0.05)、pH和无机态氮(P0.01)影响显著,对蔗糖酶(P0.05)、脲酶、酸性磷酸酶和过氧化氢酶活性(P0.01)均影响显著。本研究阐明了增温、牦牛排泄物输入及二者交互作用对沼泽土壤理化性质和酶活性的影响,为气候变暖背景下湿地放牧干扰研究提供理论基础。     

牦牛排泄物输入对滇西北高寒泥炭沼泽湿地土壤氮转化的影响

牦牛放牧对滇西北高寒湿地土壤环境产生严重影响，改变土壤氮的迁移转化过程，影响湿地生态系统初级生产。然而，关于牦牛排泄物输入对滇西北高寒泥炭沼泽湿地土壤氮转化过程的影响尚不清楚。本研究以滇西北高原典型泥炭沼泽湿地为对象，采用原位土芯室内控制实验方法，研究牦牛排泄物输入对泥炭沼泽湿地土壤氮转化的影响。结果表明，粪便和尿液输入初期促进土壤铵态氮(NH₄⁺-N)积累，但整个培养期则表现为消耗NH₄⁺-N,积累硝态氮(NO₃^--N),表明该过程以硝化作用为主。粪便和尿液输入提高土壤脲酶活性(P<0.05),降低反硝化酶活性(P<0.05)。粪便输入提高过氧化氢酶活性(P<0.05)和N-乙酰氨基葡萄糖苷酶活性(P<0.05),尿液输入降低N-乙酰氨基葡萄糖苷酶活性(P<0.05)。粪便输入对土壤的矿化和硝化作用无显著性影响，尿液输入对土壤硝化作用影响显著。粪便输入抑制土壤反硝化作用，而尿液输入促进反硝化作用。牦牛排泄物输入通过影响泥炭沼...