会仙喀斯特湿地三种典型植物叶片碳同位素(δ13C)特征及其指示意义

为探讨会仙喀斯特湿地不同生长环境下植物叶片碳(C)、氮(N)、磷(P)、稳定碳同位素(δ~(13)C)特征及其生态学指示意义,该文以挺水植物芦苇、浮水植物水葫芦和沉水植物金鱼藻为研究对象,分析了三种典型不同生活型植物叶片的δ~(13)C特征及种间和微生境的差异,并基于植物碳同位素与碳酸酐酶显著正相关的二端元模型,估算了植物利用光合作用固定的碳酸氢根离子(HCO3-)的碳量。结果表明:(1)三种植物叶片δ~(13)C的变化范围为-28.47‰～-21.69‰,平均值为-24.83‰,不同生活型植物间δ~(13)C存在差异,金鱼藻水葫芦芦苇。(2)植物δ~(13)C值与叶片C、N和P元素含量间呈显著正相关,与C/N、C/P和N/P呈显著负相关关系,与底泥的有机质、速效氮、总氮、速效磷和总磷含量呈显著正相关。(3)会仙喀斯特湿地三种不同生活型植物叶片N/P平均值为10.34,表现出植物受N、P共同影响的特征。(4)δ~(13)C的变化特征,揭示了三种水生植物可能通过增加磷利用效率来促进低水分利用率环境下的碳的合成,通过提高植物水分利用效率的策略来代偿较低的氮素利用效率。(5)芦苇光合作用固定HCO3-碳量为159.60 t·a~(-1)·km~(-2),水葫芦为10.80 t·a~(-1)·km~(-2),金鱼藻为9.24 t·a~(-1)·km~(-2),平均值为59.88 t·a~(-1)·km~(-2)。会仙喀斯特湿地植物的不同生活型、光合作用途径和生长微环境,是影响叶片δ~(13)C变化的主要因素。     

湿地土壤硫组分特征及其影响因素的研究进展

硫是湿地中重要的生命元素, 硫对环境变化极为敏感, 在生源要素生物地球化学循环中扮演着重要角色。硫的价态多样, 形式复杂, 湿地垦殖使土地利用方式等发生显著改变, 进而影响到土壤硫组分的变化。垦殖背景下, 目前对湿地硫组分及其微生物驱动机制的研究尚不够深入。硫稳定同位素技术(δ34S)逐渐地被应用到硫生物地球化学循环过程的研究中, 可以探究硫素的来源。硫氧化菌(Sulfate oxidizing bacteria, SOB)和硫酸盐还原菌(Sulfate reduction bacteria, SRB)是硫组分形态转化的主要驱动者, 在湿地硫循环中发挥着重要的作用。土壤芳基硫酸酯酶是参与土壤硫循环的重要酶类, 是反映湿地土壤质量的一个重要生物学指标。该研究主要从湿地土壤硫组分的分布特征、影响因素、硫同位素来源示踪和微生物驱动机制4个方面, 综述了湿地土壤硫组分影响因素的研究动态。最后, 文章总结了当前研究中存在的问题, 提出了该领域今后深入探讨的一些建议。     

桂林会仙喀斯特湿地不同植物群落土壤养分分布差异与微生物活性特征

以桂林会仙喀斯特湿地8 种植物群落为研究对象, 分析了群落土壤含水率、pH、土壤养分(有机碳SOC、全氮TN、全钾TK、速效氮AN、速效钾AK)和微生物活性指标(微生物生物量碳MBC、微生物生物量氮MBN、土壤基础呼吸BR、土壤呼吸势PR、微生物熵qMB 和代谢熵qCO₂)的变化及其相互关系, 探讨水位梯度下不同植物群落类型对土壤养分和微生物活性特征的影响。结果表明: (1)会仙湿地大部分植物群落土壤pH 呈弱碱性, 含水量随着土层的加深而降低,且土壤pH 值和含水量随着群落积水深度的增加而升高; (2)各植物群落土壤有机碳、全氮、速效氮和速效钾含量在垂直剖面上均表现出随土壤深度的增加而减少的趋势; 土壤微生物生物量碳氮含量(除铺地黍群落外)、土壤基础呼吸和呼吸势均随着土壤深度的增加而降低, 且各土层之间差异显著(P<0.05), 而土壤微生物熵和代谢熵在垂直剖面的分布并无明显规律; (3)8 个植物群落中, 华克拉莎群落的土壤有机碳、全氮、速效氮、速效钾和微生物生物量碳氮含量、土壤基础呼吸速率和呼吸势均最高; 田间鸭嘴草群落的土壤微生物熵显著高于其它群落(P<0.05); (4)会仙湿地土壤微生物生物量碳氮、基础呼吸、呼吸势与土壤有机碳、全氮之间均呈极显著的正相关关系(P<0.01), 微生物熵和全钾、速效氮均显著正相关(P<0.05), 表明在水位梯度变化的驱动下, 会仙喀斯特湿地不同植物群落土壤养分和微生物活性特征存在差异, 土壤微生物活性特征反映了不同植物群落的环境适应和土壤质量的状况。     

桂北不同林龄桉树人工林土壤碳库管理指数和碳组分的变化特征

采用时空互代法,以广西北部低山丘陵地区不同林龄(1、2、3、4、5和8 a)桉树人工林为研究对象,探讨林龄对桉树人工林地土壤碳库管理指数的影响及其规律。结果表明:(1)随着林龄的增加,土壤有机碳总体表现为增加的趋势,1～8 a桉树土壤有机碳范围在5.79～15.57 g·kg^-1之间,随着土层的加深而降低; 0～40 cm土层土壤有机碳平均含量表现为8 a>5 a>3 a>4 a>2 a>1 a。(2)土壤非活性有机碳、碳储量随林龄和土层的变化规律与土壤有机碳基本一致。土壤活性有机碳含量大小依次表现为8 a>5 a>4 a>3 a>2a> 1 a,占土壤有机碳的比例随林龄变化无明显规律,8 a和其他林龄间均具有显著差异。(3)碳库管理指数随林龄增加整体呈上升趋势,8 a桉树人工林土壤碳组分含量及碳库管理指数均高于10 a对照马尾松林。碳库管理指数与土壤有机碳、非活性有机碳、活性有机碳、碳储量、碳库活度、全氮、容重呈极显著或显著的相关性,不同林龄和土层间碳库管理指数有差异性。适当延长桉树人工林的轮伐周期,减...     

桂北喀斯特山区不同植被类型土壤碳库管理指数的变化特征

以广西北部喀斯特石山地区不同植被类型(青冈栎次生林、灌丛、马尾松林、竹林、草地、农田、裸地)土壤为研究对象,探讨植被类型对活性有机碳库以及土壤碳库管理指数的影响,为喀斯特山区生态环境建设提供依据。结果表明:1)青冈栎次生林土壤碳储量、全氮含量、速效氮含量显著高于其他植被,土壤容重小于除农田以外的其他植被类型; 2)不同植被类型下土壤有机碳(SOC)、活性有机碳(LOC)含量均随土层深度的增加而降低,0～40cm土层SOC含量为1.07～29.76 g·kg^-1,大小关系表现为青冈栎次生林>灌丛>马尾松林>竹林>草地>农田>裸地; LOC含量为0.58～13.77 g·kg^-1,表现为青冈栎次生林>灌丛>马尾松林>竹林>农田>草地>裸地; LOC/SOC表现为青冈栎次生林最小,农田最大; 3)土壤碳库管理指数随土层深度的变化为先减小后增加再减小的趋势,0～40 cm土层CPMI平均值表现为青岗栎次生林>灌丛>马尾松林>农田>竹林>草地>裸...     

桂北不同林龄桉树人工林土壤微生物数量和酶活性特征研究

为探讨桉树不同林龄土壤微生物活性的响应特征,该研究采用时空互代法,选择广西北部低山丘陵地区1～5年生桉树人工林为研究对象,分析了土壤微生物、酶活性在不同土层和季节的变化规律。结果表明:(1)土壤微生物和酶活性在土层中有明显的垂直分布特征,均随土层加深而趋于降低,且各土层间差异显著。(2)细菌、放线菌数量随季节的大小顺序为秋季>夏季>春季>冬季,真菌的变化规律为春季>夏季>秋季>冬季,而酶活性随季节变化表现为夏季、秋季活性较高,春季、冬季活性较低。(3)细菌、真菌、脲酶、过氧化氢酶随林龄增大表现出先减小后增大的趋势,放线菌则呈现先减小后增大再减小的趋势,而蔗糖酶、酸性磷酸酶随林龄的增大趋于增大。(4)林地土壤中三大类群微生物与四种土壤酶之间存在极显著正相关关系,说明土壤微生物与土壤酶活性相互影响,两者之间关系密切,共同影响土壤的质量。综上可知,不同土层土壤微生物和酶活性的季节响应特征差异较大,总体在冬季最低,主要与气温、水分条件、凋落物养分的归还等有关。不同季节、土层、林龄之间的交互作用对土壤微生物和酶活性有显著影响。