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。     

荒漠草原4种典型植物枯落物分解过程中土壤呼吸对短期氮、水变化的响应

土壤呼吸作为陆地生态系统碳循环的重要组成部分,对研究干旱半干旱区荒漠草原碳平衡具有重要意义。选取荒漠草原4种典型植物枯落物进行裂区实验,设置氮、水添加实验处理,探讨不同的枯落物地表,短期氮、水处理对荒漠草原土壤呼吸的影响。结果表明,土壤呼吸日动态呈单峰曲线,最大值出现在10:00—12:00。相同处理间不同枯落物地表和相同枯落物地表不同处理间土壤呼吸在白天和夜间均有差异(P<0.05)。枯落物对土壤呼吸贡献表明,短期不做任何处理的枯落物对土壤呼吸的贡献最大,贡献率高达68%—89%。多因素方差分析显示,氮及氮和水交互作用对土壤呼吸的影响显著。呼吸在降水处理间存在显著差异(P<0.05),表现为减雨(P3)>增雨(P2)>正常(P1);呼吸在氮素处理间存在极显著差异(P<0.001),表现为添氮(N1)>不添氮(N0)。土壤呼吸与土壤温度、土壤湿度拟合发现,短期的氮、水处理下土壤温度与土壤呼吸显著相关(P<0.05),可解释呼吸变化的50.3%—69.9%;土壤湿度对呼吸影响不显著(P>0.05),温度、湿度的交互作用对土壤呼吸的影响显著(...     

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...     

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。     

贺兰山不同海拔植被下土壤微生物群落结构特征

为明确海拔变化对干旱区山地森林土壤微生物群落的影响,揭示环境因子改变后土壤微生物群落结构特征及影响因素。对贺兰山5个海拔梯度土壤理化性质进行测定,同时采用磷酸脂肪酸(PLFA)图谱法分析土壤微生物群落组成,通过主成分分析、冗余分析(RDA)探究土壤理化性质与土壤微生物群落相对丰度之间的相关关系。结果表明:土壤养分含量在不同海拔之间差异性显著(P<0.05),土壤有机碳和全氮含量随海拔的升高而升高,全磷含量随海拔升高先升高再降低再升高;土壤微生物量随海拔升高先升高后降低,土壤微生物的相对丰度在不同海拔之间存在差异(P<0.05);主成分分析表明,与第1主成分相关性较强的微生物类群为革兰氏阳性细菌(G~+)、革兰氏阴性细菌(G~-)和真菌;与第2主成分相关性较强的微生物类群为放线菌、原生动物和非特异性细菌。非特异性细菌和真菌与各土壤因子之间均有显著相关关系,而放线菌、G~+和G~-与各土壤因子相关性较弱,原生动物与土壤全磷含量的关系密切。海拔是影响特征微生物分布的重要因素,特征微生物的含量和相对丰度随海拔的升高先升高后降低,符合山地生态学中的"中部膨胀"理论。探明了贺兰山不同海...