横断山北部高山区不同生态条件下土壤微生物数量及其与生态因子的相关性

采用全球定位系统(GPS)采集了横断山北部高山区35个样点的土样,用稀释平板法对该区细菌、真菌和放线菌进行分离计数,并分析了微生物数量与土壤养分、土壤水分、土地利用方式和pH等因子的相关性。结果表明,该区域3大类土壤微生物数量表现为细菌>放线菌>真菌。土壤微生物数量在不同区域表现为松林口>雀儿山>折多山;林地微生物比草地丰富,但不及草地微生物均衡。微生物数量与土壤理化因子间的相关分析表明,放线菌数量与pH呈显著正相关,真菌数量与土壤全钾含量呈极显著正相关。     

城市化梯度带绿地土壤碳氮的空间分布特征

城市化导致自然用地和农业用地向城市用地转变,频繁而持续的人为干扰导致城市绿地土壤有机碳和全氮含量分布发生空间分异。本文以成都-温江这一典型的"中心城-郊区-卫星城"梯度带为研究区,采用滑动窗口分析法,根据建筑密度、道路密度和距城市中心距离等指标,探究城市发展对绿地土壤有机碳、全氮空间分布的影响。结果表明:土壤有机碳、全氮平均含量以及碳氮比均值分别为15.80 g·kg-1、1.24 g·kg-1和13.04;土壤有机碳、全氮含量在"中心城-郊区-卫星城"样带呈先降低后增加趋势;不同绿地类型土壤有机碳、全氮含量无显著性差异(P0.05),但公园绿地土壤的碳氮比显著高于交通绿地(P0.05);土壤有机碳、全氮含量随距城市中心距离增加呈显著指数降低趋势(P 0.05);样带内土壤有机碳含量随建筑密度和道路密度增加呈显著线性增加趋势(P0.05);全氮含量与建筑密度无显著相关关系,但随道路密度增加呈显著线性增加趋势(P0.05);碳氮比与距城市中心距离、建筑密度和道路密度均无显著相关性。该研究结果揭示了城市发展有利于土壤有机碳和全氮的累积,距城市中心距离、建筑密度和道路密度不同程度上影响土壤有机碳和全氮的空间分布。     

黑河下游湿地土壤有机氮组分剖面的分布特征

结合野外调查,用Bremner法研究了黑河下游湿地不同土壤类型的有机氮组分,结果表明:在0—50 cm土层,5种土壤有机氮均以酸解性氮为主,占全氮的71.04%—81.79%。泥炭土、沼泽土、草甸土、亚高山草甸土所含的酸解氮、非酸解氮和酸解氮组分氨态氮、氨基酸态氮、氨基糖态氮含量的剖面分布总体上均随土层深度的增加而呈降低趋势,而风沙土却相反,上述有机氮组分呈升高趋势。5种土壤酸解氮及其组分氨态氮、氨基酸态氮、氨基糖态氮占全氮比例的剖面分布总体上均随土层深度的增加而呈降低趋势,而非酸解氮却呈升高趋势。5种土壤酸解未知态氮含量及占全氮比例均在剖面分布上无明显特征。在0—30 cm各相同土层内,5种土壤酸解氮各组分含量及占全氮比例的大小顺序均为氨基酸态氮氨态氮未知态氮氨基糖态氮;而在30—50 cm土层,5种土壤酸解氮各组分含量及占全氮比例的大小顺序均无明显特征。此外,黑河下游湿地土壤干化、沙化过程中,表层0—10 cm土壤有机氮组分含量变化明显,其中土壤氨态氮对生态环境变化最为敏感。     

成都郊区土壤芽孢杆菌的空间分布及其多样性

利用格网和重点混合抽样技术结合GPS采集了成都市郊区27个样点的表层土样,用常规方法对其芽孢杆菌进行分离、计数和鉴定,在ArcGIS 9.0平台上运用地统计学方法研究了该地区土壤芽孢杆菌的空间分布特征.结果表明,成都郊区土壤芽孢杆菌较丰富,数量在4.30×103～8.53×105 cfu·g-1干土.空间分布总体上呈条带状分布和局部团块状,从西南向东北方向呈递增趋势.以大于平均数为评估值的概率分布图呈条带状和局部团块状.从南向北,从西向东概率逐渐递增.从27个土样中共分离到21个种,环状芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、蜡状芽孢杆菌为区域优势种群.成都郊区芽孢杆菌的物种丰富度(S)、物种多样性指数(H')和均匀度指数(R)均较高,分别为7.259±1.375、1.368±0.237和0.698±0.115,而生态优势度指数(D)较低(0.319±0.094).综上表明,成都郊区土壤芽孢杆菌比较丰富,种群间相对平衡,以一种或少数几种芽孢杆菌控制区域环境的情况不明显.     

若尔盖沙化草地不同生态恢复模式土壤活性有机碳及碳库管理指数变化

研究退化林草地不同生态恢复模式土壤活性有机碳和碳库管理指数变化,可为评价生态恢复措施提升土壤质量的效果,以及优化生态恢复模式的选择提供重要参考。结合野外调查和室内分析法,研究了若尔盖沙化草地不同生态恢复模式土壤有机碳组分及碳库管理指数变化。若尔盖沙化草地的生态恢复模式有:灌草间作模式Ⅰ(条带状红柳间植草本植物,SGⅠ)、灌草间作模式Ⅱ(环状红柳间植草本植物,SGⅡ)、沙障+灌草模式(红柳沙障+红柳间植草本植物,SBSG)。结果表明,与沙化草地(DG)相比,3种恢复模式都能提高土壤有机碳及其活性组分含量。SGⅠ模式的全剖面土壤微生物量碳(MBC)、溶解性有机碳(DOC)、易氧化有机碳(EOC)、颗粒有机碳(POC)含量分别增加36.6%、139.0%、89.4%、130.9%;SGⅡ模式的分别增加2.7%、-43.9%、15.0%、49.7%;SBSG模式的分别增加82.4%、21.8%、56.2%、170.3%。表明SGⅠ与SBSG提高土壤有机碳的效应相近,而且二者都远大于SGⅡ。3种生态恢复模式土壤活性有机碳分配比例与DG的差异表现不一致,显著体现是SGⅠ模式土壤DOC分配比例的垂直变化出现分馏现象。3种生态恢复模式土壤碳库管理指数(CPMI)均大于100%,能不同程度地提升土壤质量,其效应大小为SGⅠSGⅡSBSG。易氧化有机碳可作为反映沙化草地生态修复模式土壤质量变化的优选指标,CPMI也可用于表征生态恢复措施提升沙化草地土壤质量的效果。     

土壤不同镉水平对马缨丹生长及其抗氧化酶活性的影响

采用盆栽试验方法,分别设置0(对照,不添加镉)、30、60、90、120、150、180、210mg·kg-1共8个土壤镉处理水平,研究土壤不同镉水平对马缨丹(Lantana comara L.)生长及其抗氧化酶活性的影响,以探讨马缨丹对镉胁迫的生理响应机制。结果显示:(1)随着土壤镉处理浓度的升高,马缨丹干重呈先升高后降低的趋势,30mg·kg-1镉处理能促进植株的生长,而浓度高于60mg·kg-1时显著抑制马缨丹的生长。(2)马缨丹叶片和根系中O-·2产生速率、H2O2和MDA含量及电解质渗漏率均随土壤镉处理浓度的升高和胁迫时间的延长逐渐升高,胁迫90d时,叶片和根系中O-·2产生速率、H2O2和MDA含量及电解质渗漏率分别在镉浓度高于60和30mg·kg-1时显著低于对照。(3)叶片和根系抗氧化酶SOD、POD、APX和CAT活性随着土壤镉处理浓度的增加大体呈先升高后降低的趋势,并在镉浓度分别高于90和60mg·kg-1时,叶片和根系抗氧化酶活性显著低于对照。研究表明,低浓度镉处理土壤能促进马缨丹植株生长,而高浓度镉处理土壤显著降低了马缨丹体内抗氧化酶活性,导致活性氧大量积累,引起严重的膜脂过氧化伤害,从而显著抑制马缨丹植株的生长。     

川西丘陵区景观空间格局分析

采用分形维数、平均斑块面积、形状指数和伸张度分析了川西不同丘陵地貌区灌溉水田、一般旱地、果园、有林地和农村居民点斑块的空间格局特征,并用分形维数、平均斑块面积和Shannon-Weiner指数3种方法研究了浅丘、中丘和高丘的综合景观特征。结果表明,不同景观斑块在同一丘陵区内的格局特征不同,同一景观斑块在3种丘陵区的格局也有差异。浅丘、中丘和高丘的综合景观格局特点是随着地势起伏的增加、人类活动和土地利用强度的减弱,分形维数增加,从1.1865到1.3123;斑块平均面积则依次变小,从2.2204hm^2减少到1.2403hm^2。3种丘陵区的景观多样性指数分别为1.7199、1.9802和2.0898。     

城乡交错带土壤氮素空间分布及其影响因素

城乡交错带土壤氮素是城乡生态系统中最重要的氮源与氮汇,但是城市化下的土壤氮素分布及其影响机制还不清楚,基于3S平台研究了土壤氮素在成都西郊城乡交错带的空间分布特征及城市化对土壤氮素的影响。结果表明,研究区内土壤全氮(STN)、硝态氮(NO_3~--N)和铵态氮(NH_4~+-N)含量均值分别为(1.46±0.06)g/kg、(50.04±3.59)mg/kg和(6.72±0.53)mg/kg。区内土壤氮素含量从近郊向远郊逐渐增高,STN和NO_3~--N含量为中部高于南北部,NH_4~+-N含量则由西北部和东南部向中部递增。方差分析表明,区内不同土地利用方式下STN、NO_3~--N和NH_4~+-N含量差异显著(P0.05)。回归分析显示STN含量与建筑密度(BD)、道路密度(RD)均呈现显著线性负相关(P0.05),NO_3~--N含量与道路密度呈极显著线性负相关(P=0.001),与建筑密度关系不明显(P=0.217)。土壤NH_4~+-N与建筑密度呈显著负线性相关(P=0.001),与道路密度呈显著指数相关关系(P=0.021)。研究结果显示城市发展使得城乡交错带土壤氮素含量降低,这种影响伴随着建筑面积的增加,道路长度的增加而加强。     

南方丘陵区土壤氮素尺度效应的影响因素

利用GPS、GIS和随机过程抽样技术,研究了江西省兴国县潋水河流域土壤氮素在小、中和大3种研究尺度下的分布特征及其影响因素。结果表明,土壤全氮和有效氮尺度效应明显,均值随研究尺度的扩大而增加。其中,土壤全氮平均含量分别是0.60gkg-1、0.73gkg-1和0.83gkg-1,有效氮含量为64.8mgkg-1、66.3mgkg-1和80.2mgkg-1。成土母质、土壤类型、土地利用和土壤侵蚀状况是影响氮素尺度效应的重要因素。3种尺度下母质与土壤氮素含量关系复杂,但均以花岗岩坡残积物发育土壤最低。在不同尺度下,水稻土全氮和有效氮均显著或极显著高于红壤,但大尺度下的石灰岩土与前二种土壤差异均不显著。在小尺度和中尺度下水田全氮显著或极显著高于旱地和林地,在大尺度下它显著高于旱地而与林地差异不显著;水田有效氮显著或极显著高于林地,但与旱地除小尺度下差异达显著水平外,中、大尺度下差异不显著。土壤侵蚀状况对土壤全氮和有效氮含量的影响与尺度大小有关,且随尺度增加差异显著性逐渐增强。     

四种抗寒花卉对镉的生理响应和富集特征

以矮型四季菊、羽扇豆、欧报春和虞美人等冬春季常见花卉为试验材料,通过盆栽试验,研究了不同浓度Cd处理下4种花卉对Cd的生理响应和富集特征,探讨利用这4种花卉在冬春季寒冷时期修复Cd污染土壤的可行性,为提高植物修复技术的效率提供参考。结果表明:(1)在所有Cd处理下,羽扇豆各部位生物量与对照均无差异;欧报春仅根系生物量在80 mg·kg^-1Cd处理时显著低于对照,为对照的74.51%;矮型四季菊和虞美人全株生物量分别在Cd处理浓度高于10、40 mg·kg^-1时开始显著低于对照,并在80 mg·kg^-1Cd处理时全株生物量均达到最小值,分别为对照的41.21%和64.15%。(2)在所有Cd处理下,羽扇豆体内抗氧化酶活性均显著高于对照,MDA含量与对照无显著性差异,清除活性氧能力最强,未受到伤害;欧报春体内抗氧化酶活性升高幅度较小,MDA含量和REC有小幅度增加,清除活性氧的能力较强,受到的伤害程度较低;矮型四季菊和虞美人对活性氧清除能力最差,受到了严重的氧化伤害。(3)在所有Cd处理下,Cd在矮型四季菊体内的分布均为地上部>根系,BCF和TF均大于1,地上部含量和富集量最大值分别为136.20mg·kg^-1和1118.20μg·plant^-1;Cd在羽扇豆、欧报春、虞美人体内表现为地上部<根系,TF均小于1,地上部Cd含量、富集量、BCF和TF均为羽扇豆>欧报春、虞美人。综上所述,与欧报春和虞美人相比,矮型四季菊对Cd耐性相对较差,但对Cd有较强的吸收转移能力,适合用于冬春季Cd污染土壤的修复;羽扇豆对Cd的耐性强,对Cd吸收转移能力也较强,也适合用于冬春季Cd污染土壤的修复。