贺兰山不同海拔土壤酶活性及其化学计量特征

探讨干旱区脆弱山地森林生态系统土壤酶活性及其化学计量比沿海拔的变化特征及影响机制,对研究脆弱生态系统养分循环具有重要意义。本研究以贺兰山不同海拔(1380～2438 m)土壤为对象,分析土壤理化性质、土壤酶活性及酶化学计量比沿海拔的变化及其影响因素。结果表明: β-葡萄糖苷酶(βG)、β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶(NAG)、土壤C/N和土壤C/P酶活性比值均随海拔升高表现出先增后减的变化趋势,在海拔2139 m处均处于较高水平;碱性磷酸酶(AKP)活性随海拔的升高整体上呈递增的趋势,在海拔2438 m处最高;亮氨酸氨基肽酶(LAP)活性和土壤N/P酶活性比值随海拔升高变化趋势不显著。通过对比全球土壤酶化学计量值发现,贺兰山存在一定程度的N限制。除LAP外,其余3种酶活性均与土壤有机碳/全氮、土壤有机碳/全磷和全氮/全磷呈极显著正相关,与土壤pH值呈极显著负相关;LAP、土壤C/P和土壤N/P酶活性比值均与全磷呈极显著负相关。此外,AKP与土壤容重呈极显著负相关。     

六盘山华北落叶松土壤有机碳沿海拔梯度的分布规律及其影响因素

以六盘山自然保护区华北落叶松林地土壤（海拔范围为1800-2700 m）为研究对象,选取1900、2100、2300、2500 m 4个海拔梯度,研究华北落叶松林土壤有机碳含量、有机碳密度沿海拔梯度的分布规律及其影响因素,以期为准确估算华北落叶松林土壤有机碳储量及其固碳效益评价提供科学依据。结果表明：（1）六盘山不同海拔梯度华北落叶松林土壤粒径范围主要集中在粗粉粒、细粉粒和极细砂粒,粘粒含量最少,不足1%。林地土壤呈中性或弱碱性,pH均值范围为6.74-8.19;除土壤pH外,其他土壤理化指标沿海拔梯度的分布差异不显著（P>0.05）。（2）在1 m的标准土壤剖面内,土壤有机碳含量变化范围为15.80-35.45 g/kg,总有机碳密度的分布在21.34-42.28 kg/m²,且深层（40-100 cm）土壤有机碳含量及其密度在各海拔梯度内的变异程度大于表层土壤。（3）随着海拔的升高,土壤有机碳含量及其密度的表聚现象逐渐不明显;同一海拔高度,土壤有机碳含量和碳密度均随土层深度的增加而逐渐降低;同一土层深度土壤有机碳含量及其密度均随海拔的升高呈先增加后减少的趋势,而在整个土壤剖面上,土壤有机碳含量及其密度在较低海拔区域（小于2100 m）的变异程度较大。（4）冗余分析（RDA）表明：土壤理化性质可以解释华北落叶松林土壤有机碳含量及其密度81.02%的变异,其中电导率是影响华北落叶松土壤有机碳沿海拔梯度变异的主导因子,占环境因子总解释量的67.4%。     

基于稳定碳同位素分析宁夏典型林分土壤有机碳分布格局及影响因素

选择宁夏自北向南方向的贺兰山、罗山和六盘山(3座山的降水量呈现逐渐增加的趋势)共有的青海云杉林和油松林土壤作为研究对象,分析两种针叶林土壤有机碳特征[土壤有机碳(SOC)含量、稳定碳同位素组成(δ~(13)C)和有机碳分解速率(β值)]的变化情况,并采用冗余分析法分析土壤化学指标对土壤有机碳特征的影响作用,探究干旱半干旱区土壤稳定碳同位素特征,为揭示干旱区山地森林土壤碳动态变化规律提供依据。结果表明:(1)随样地降水量的增加,青海云杉和油松林地土壤SOC含量均逐渐增加,而土壤δ~(13)C和β值均逐渐减少,且在同等降水量条件下,青海云杉比油松更有利于土壤有机碳的累积。(2)青海云杉和油松林地土壤SOC含量均随土层深度的增加而下降,而其有机碳δ~(13)C均随土层深度的增加而增加。(3)宁夏贺兰山、罗山和六盘山青海云杉、油松森林土壤有机碳特征与其土壤化学指标间的冗余分析发现,碱解氮是影响土壤有机碳分布特征的主导因子。     

中国荒漠草原的研究态势与热点分析——基于文献计量研究

荒漠草原是我国草原的重要组成部分,对保障粮食安全、生态安全具有极其重要的作用。为了解中国该领域研究态势,运用文献计量方法,基于36年间国内外发表的3651篇论文,分析了发文量、发文来源、被引频次、主要作者、研究机构和研究热点等。结果表明：（1）2000年后关于荒漠草原的论文数量增幅较大,年均发表超160篇,但篇均被引频次、高质量学术期刊发文量和创新性研究成果较少,整体发文质量还有待进一步提高;（2）具有创新性的评价方法和理论研究一直备受关注,而利用荟萃分析方法对某一研究领域进展的分析得到了学者们的认可;（3）韩国栋、宋乃平、卫智军、周广胜等是荒漠草原研究的主要贡献者,内蒙古农业大学和宁夏大学等单位在发文机构合作间的节点上发挥了重要作用,并形成了荒漠草原研究的网络核心,但中文论文研究机构间的合作较英文论文离散程度高,特别是与国外机构的合作相对较少;（4）研究的热点主要集中在人类活动和气候变化对荒漠草原植被-土壤系统的影响、荒漠草原植被生产力及其影响因素、利用孢粉研究植被和环境变迁等方面。未来荒漠草原的研究应加强国内外机构和人员间的合作创新,从多尺度、多维度应用多学科知识、多技术手段,加强人类活动和气候条件相互作用对荒漠草原植物群落结构进化过程、地上与地下生态过程耦联关系、不同营养级之间内在机理的分析和探讨。通过深度挖掘荒漠草原基础数据,以促进高影响力、高质量成果的产出,实现科研成果量变与质变并举、基础研究与实际应用并重,期望能给荒漠草原的相关研究提供借鉴和启发新方向,为中国草地建设和决策提供科学依据。     

基于文献计量分析土壤微生物对气候变暖的响应

【背景】面对全球气候变暖,土壤微生物在陆地生态系统对全球变暖反馈中起到了至关重要的作用。【目的】了解土壤微生物对气候变暖响应研究的发展现状、研究热点及前沿动态,厘清当前该研究领域的知识结构关系。【方法】以1999-2021年Web of Science核心数据库中土壤微生物对气候变暖响应研究已发表的3 189篇论文为数据源,利用Vosviewer和CiteSpace软件对年发文量、文献被引频次、作者、机构、国家、学科和关键词等进行可视化分析。【结果】研究总体呈逐步增长趋势,经历缓慢增长、稳步增长和高速增长3个阶段;高被引论文均发表在国际顶级期刊上,研究成果具有较高的学术影响力。在学科融合与合作交流方面,环境科学、生态学和土壤学是该研究领域的主要学科,而多学科交叉学在该领域占有重要地位;作者骆亦其、Schuur和周集中是该领域核心学者,作者之间的合作关系主要以同一研究团队内部合作为主;主要的科研机构有中国科学院、加利福尼亚大学和美国能源部,各科研机构之间合作较为紧密;中国、美国和欧洲是土壤微生物对气候变暖响应研究领域的主要力量,国家之间相互合作程度高。该领域的主要研究热点是气候变暖改变了土壤微生物的群落结构组成、多样性和生理生化功能,进而对地球化学物质循环产生影响;土壤微生物在土壤碳库释放中的作用机理和调控机制是该领域研究前沿。【结论】目前,不同生态系统研究中土壤微生物对增温的响应与适应机制存在着差异,而且对微生物碳功能基因和多环境交互因子的研究较少。因此,建议后期应更加聚焦特定生态系统的细化研究,开展大范围、大尺度、长时期的定位研究,加强对微生物碳降解和碳固定功能基因的研究,多关注环境因子变化的交互作用对土壤微生物生态过程的影响。     

贺兰山东坡不同海拔土壤微生物群落特征及其影响因素

土壤微生物作为连接地上植物群落和地下生物过程的重要桥梁,在调控地下生态学过程中扮演着重要角色。然而,我们对旱区山地生态系统沿海拔梯度上的土壤微生物群落变化特征及其驱动因素尚不清楚。本研究以贺兰山1300～2800 m范围内7个海拔的土壤为研究对象,揭示贺兰山林下植物群落组成、土壤理化性质、土壤微生物群落海拔分布格局,采用方差分解和冗余分析探明影响土壤微生物群落的驱动因素。结果表明：随着海拔上升,土壤微生物总量和细菌生物量呈先增加后降低的变化趋势,真菌、放线菌、丛枝菌根真菌、革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌生物量呈现逐渐增加的变化趋势。真菌细菌比(F/B)显示,低海拔土壤细菌的积累能力强于真菌,而在高海拔则相反。革兰氏阳性菌与阴性菌比例(GP/GN)随海拔上升呈逐渐减小的趋势,表明随海拔上升土壤细菌和有机碳可利用度分别发生由“寡”到“富”和由“低”到“高”转变。植被属性、土壤物理和化学属性共同解释土壤微生物群落变异的95.7%。土壤有机碳(SOC)、土壤含水率(SWC)和全氮(TN)显著影响土壤微生物群落组成。本研究揭示了贺兰山东坡土壤微生物群落沿海拔梯度的分布模式及其驱动因素,可为深化认识旱...     

贺兰山不同海拔土壤团聚体碳氮磷含量及其化学计量特征变化

探究干旱半干旱区山地森林生态系统不同海拔土壤养分在团聚体中的分布规律,可为理解脆弱山地生态系统养分循环提供理论依据。本研究以贺兰山不同海拔(1380～2438 m)土壤为对象,分析0～20 cm土层团聚体分布及其稳定性、不同粒级团聚体有机碳、全氮、全磷储量及其化学计量特征。结果表明: 随海拔升高贺兰山主要土壤团聚体由微团聚体(0.25～0.053 mm)转变为大团聚体(>0.25 mm),平均重量直径(MWD)和几何平均直径(GMD)在高海拔样地(2139～2248 m)显著高于低海拔样地(1380～1650 m)。各粒级团聚体有机碳、全氮含量和储量随海拔升高呈增大趋势;全磷含量随海拔升高呈波动趋势,且在各粒级团聚体分布均匀。大团聚体和微团聚体对土壤养分具有更高的贡献率,各粒级团聚体比例是影响土壤养分的关键因素,大团聚体和微团聚体是土壤养分的主要载体。各粒级团聚体C∶N在不同海拔变化不显著,C∶P和N∶P在中高海拔显著高于低海拔。贺兰山中高海拔的表层土壤具有更高的养分储量,较高含量的大团聚体和微团聚体有助于有机碳和养分的固持,低海拔土壤氮素限制高,在森林培育过程中可通过适当添加氮肥以改善低海拔土壤全氮状况。     

枯落物输入改变对森林生态系统土壤理化性质的影响

枯落物输入改变是影响森林生态系统土壤理化性质的一个重要因素,探究其对土壤理化性质的影响对了解和保护森林生态系统的稳定性至关重要。为探究森林生态系统土壤理化性质对枯落物输入改变的响应,对国内外已发表的研究论文中筛选出712组有效数据通过Meta分析,从枯落物输入改变、气候、海拔、林分类型、处理年限等因素揭示枯落物输入对土壤理化性质的影响程度。研究结果表明：枯落物添加使土壤pH降低2.22%;土壤含水量、有机碳、全氮、铵态氮分别提高3.99%、15.9%、9.82%和16.52%;枯落物去除使土壤含水量、pH、有机碳、全氮、C/N、铵态氮分别降低8.16%、4.02%、6.47%、5.09%、10.55%和8.86%。枯落物输入改变对土壤理化性质的影响还受到气候、海拔、林分类型、处理年限等因素的调控。在枯落物输入改变条件下,气候、海拔、林分类型、处理年限等因素对土壤含水量、有机碳、全氮、铵态氮均有显著的促进作用;海拔对土壤pH产生了显著的促进作用,而林分类型对土壤pH产生了抑制作用。同时得出枯落物输入改变条件下,年均温是土壤pH的主要调控因子,年均降水量是土壤含水量的主要调控因子;海拔是土...     

贺兰山10种典型植物光合及水分利用效率特征研究

为了探究贺兰山不同乔灌草的光合生理特性及其对自然环境的适应特性和机制,该研究采用Li-6400XT便携式光合仪测定了贺兰山10种乔灌草气体交换参数及自然环境因子并分析其相关性。结果表明:(1)净光合速率(Pn)日均值从大到小为披针叶黄华>灰榆>山杨>栒子>冰草>油松>小叶忍冬>小檗>青海云杉>苔草,从不同生活型来看表现为乔木>草本>灌木。(2)青海云杉、油松、灰榆、小檗、栒子和小叶忍冬的Pn日变化曲线为单峰型,山杨、披针叶黄华、苔草和冰草的Pn日变化曲线为双峰型,具有明显的光合“午休”现象,山杨和冰草主要为非气孔因素所致,披针叶黄华和苔草主要为气孔因素所致。(3)相比同种生活型的其他植物,青海云杉、油松、小叶忍冬和披针叶黄华具有较高的水分利用效率(WUE)日均值。(4)通径分析表明,乔木和灌木植物的主要决定因子为光照强度(PAR),主要限制因子为叶片温度(T_l)和饱和蒸汽压亏缺(VPD);草本植物的主要限制因子为气温(T_a)和T_l。研究发现,贺兰山东麓不同乔木、灌木、草本植物的光合特性日变化规律不尽相同,相比同种生活型的其他植物,青海云杉、油松、小叶忍冬和披针叶黄华具有较好的抗旱性,能适应较为干旱的气候环境。     

贺兰山东坡不同海拔典型植被带土壤微生物磷酸脂肪酸分析

土壤微生物在维持干旱区森林生态系统功能稳定方面具有重要作用,但有关干旱区微生物群落结构及多样性沿海拔分布规律研究较少,采用磷酸脂肪酸(PLFA)法定量分析贺兰山自然保护区东坡不同海拔典型植被带(荒漠草原HM、蒙古扁桃MG、油松林YS、混交林HJ、青海云杉林QH)土壤微生物群落结构特征及多样性。结果表明,不同海拔植被带土壤中共检测出59种PLFA生物标记,YS土壤中生物标记的含量明显高于其他植被类型,5个植被带共有且含量较高的PLFA生物标记为16:0、18:1ω9c、18:1ω7c、10Me 16:0和18:2ω6c,特征微生物的含量在不同植被带土壤中分布不同,细菌分布数量最大,其次是真菌、放线菌,原生动物分布数量最小。聚类分析发现,不同植被带土壤PLFA生物标记可分成不同的类群,16:0、18:1ω9c和18:1ω7c基本在每个植被带都会单独聚为一类。对不同植被带所共有的PLFA生物标记绘制热图,发现不同的PLFA生物标记在不同植被带分布不同,YS植被带PLFA生物标记分布最高。不同植被带土壤微生物群落多样性显示,HJ土壤中微生物多样性指数大于其他植被类型,HM土壤中微生物多样性指数...