巴音布鲁克高寒人工草地土壤可培养微生物区系特征

以巴音布鲁克建植期为4、8、15和20年的4种人工草地为对象,以天然草地为对照,采用平板表面涂抹法对0～20cm、20～40cm的土壤微生物区系特征进行了分析。结果表明:细菌数量以建植期4年的草地土壤最多,20年最少,8年、15年人工草地分别是天然草地的1.19和0.58倍;真菌数量为4年人工草地>20年人工草地>15年人工草地>8年人工草地>天然草地;放线菌数量以天然草地最多,8年人工草地次之,20年、4年、15年人工草地依次降低;细菌、真菌以及放线菌数量均在8月达到最大值,9月最小;细菌与植被盖度呈显著正相关(P<0.05),微生物总数与植被盖度呈极显著正相关(P<0.01),真菌与土壤含水量呈极显著正相关(P<0.01),与电导率呈显著正相关(P<0.05),pH值对放线菌的影响最大;影响微生物类群总数的主要生态因子是植被盖度和建植年限。     

藏东南地区土壤放线菌的生态分布及活性研究

从藏东南原始森林、高山草甸、沼泽、粮田与保护地等不同植被、从2970~4590m不同海拔高度采集土样50份,用多种培养基分离中、低温放线菌,并对放线菌的数量、组成、生理生化特性以及它们的拮抗性等进行了研究。按放线菌的形态学特征进行了鉴定。结果表明:①从藏东南各种土壤中放线菌分离到9个属,其中束丝菌属在国内未见报道。以粮田中放线菌的数量和种类最多。②原始森林中拮抗性放线菌数量最多,提供了从原始森林土壤中可以筛选到更多拮抗性放线菌的重要信息。③抗革兰氏阳性细菌的放线菌菌株数较抗革兰氏阴性细菌的多,拮抗真菌的放线菌菌株数比拮抗细菌的多。④藏东南土壤链霉菌具有许多酶活性。     

微波处理对土壤放线菌分离效果的影响

采用稀释平皿分离测数及琼脂块法研究了微波预处理对土壤放线菌分离效果的影响.结果表明: 1)微波处理能显著增加可培养放线菌数量.随着微波处理时间的增加,高有机质土壤放线菌总数呈先增后减的趋势.处理3～15 min,GA及HA培养基上放线菌总数分别较对照提高8.3%～92.6%及24.4%～108.5%;处理18～24 min,放线菌总数分别较对照降低了62.1%～78.8%及41.4%～79.8%.微波处理对低有机质土壤放线菌数量无明显影响.2)微波处理对可培养放线菌种类有明显影响.随着微波处理时间的增加,高有机质土壤中新出现的放线菌种类呈先增后减趋势. 处理3～24 min,GA与HA培养基上新出现放线菌种类占放线菌总种类的比例为62.5%～85.7%与66.7%～83.3%,新出现了原小单孢菌属、链轮丝菌属等稀有放线菌属;链霉菌类群也有明显变化.低有机质土壤具有类似趋势.3)微波处理对可培养放线菌中拮抗性放线菌株数占供试放线菌总株数的比例也有明显影响.微波处理6、9和15 min,拮抗性放线菌株数所占比例分别较对照提高66.7%、66.7%和83.3%,其中新出现的拮抗性放线菌株数分别占拮抗性放线菌总株数的70.0%, 90.0%和81.8%.     

天祝高寒草地植被、土壤及土壤微生物时间动态的比较

对天祝高寒草地21a前（1982年）、后（2003年）植被状况、土壤理化性质、土壤三大类微生物（细菌、放线菌和真菌）和各生理群微生物（硝化细菌、好气性固氮菌和好气性纤维素分解菌）及不同退化程度（围栏内、围栏外和鼠丘地）草地土壤微生物数量变化特点进行了对比研究。结果表明：（1）与1982年相比,目前该区天然草地植被总盖度、主要优良牧草种类、产草量等显著下降,草地植被退化明显;（2）草地土壤pH升高,土壤含水量、有机质、氮、磷含量均下降,草地土壤理化性质劣于1982年;（3）目前该区天然草地土壤三大类微生物数量及各生理群微生物数量变化十分明显,1982年土壤细菌、放线菌和真菌及微生物总数分别是2003年的153．6、5．5、4．1倍和151．2倍;土壤硝化细菌、好气性固氮菌和好气性纤维素分解菌数量分别是2003年的5．7、43．3倍和94．4倍;（4）轻度退化草地（围栏内）土壤各类微生物数量明显高于严重退化草地（围栏外、鼠丘地）,其数量前者一般为后者的1．5—4．5倍。     

液氮超低温保存放线菌条件研究

用6种保护剂对28株放线菌和小单孢菌进行液氮超低温保存。保存3年4个月其存活率均达100％。拮抗性检查结果表明,肉汤和龙眼蜜保护剂对小单孢菌,牛奶保护剂对放线菌保护效果显著,保存前后其拮抗性无明显变化。     

拉鲁湿地自然保护区放线菌组成分析及生物活性测定

探究拉鲁湿地自然保护区的放线菌组成及其抑菌和酶活性,为放线菌新药物先导化合物和高活性酶的筛选提供资源。从拉鲁湿地自然保护区不同土壤类型、不同优势植被采集25份土样。用分散差速离心法分离了拉鲁湿地中温放线菌和低温放线菌。从中温放线菌中选择15株代表菌株进行了初步分类鉴定。采用打孔法检测了其对2株细菌和4株病原真菌的抑菌活性。结果表明：（1）拉鲁湿地放线菌数量从水生环境向陆地生态系统递增,中温放线菌数量显著多于低温放线菌;（2）拉鲁湿地土壤中分离到链霉菌属、小单孢菌属、诺卡氏菌属、马杜拉菌属、小链孢菌属5个放线菌属。其中以链霉菌属和小单孢菌属为优势属。链霉菌属以金色类群、白孢类群和粉红孢类群为主,小单孢菌分离到黄橙类群和黑褐类群;（3）供试菌株分解纤维素能力较强,分解蛋白质活性较低,具有抗菌活性的菌株很少,且抗菌活性较弱;（4）供试菌株耐毒性物质的能力较强。这些菌可用于毒害有机物污染物的处理。     

黄土丘陵区植被恢复过程中土壤微生物数量演变特征

对黄土丘陵区不同植被恢复模式下土壤理化性状及微生物数量研究表明:植被恢复30年后土壤理化性状和微生物数量都得到明显改善,土壤有机质、全氮、碱解氮、速效钾含量以及微生物数量显著增加;人工刺槐恢复林细菌与真菌数量,随种植年限增长呈现为先增加后减少,到40年时再增加的变化规律;放线菌数量变化规律不明显。相关性分析显示细菌数量和有机质、全氮、碱解氮和速效钾相关性显著,真菌数量和有机质、全氮相关性显著,而放线菌数量与土壤肥力指标相关性不显著。主成分分析揭示出微生物数量可作为评价植被改善土壤质量的指标。     

三峡库区岸坡消落带草地、弃耕地和耕地土壤微生物及酶活性特征

为研究不同用地方式对三峡库区消落带土壤性质的影响,选取三峡库区重庆忠县汝溪河流域典型消落带为研究区域,研究不同用地类型(草地、弃耕地、耕地)、不同土层间(0—10 cm、10—20 cm)土壤微生物、土壤酶活性和土壤化学性质的各自特征及其相互关系,旨在为该地区消落带生态恢复实践提供理论依据。研究发现:除蛋白酶活性、全磷含量、碱解氮含量外,不同用地类型对土壤各生化特性均产生了显著影响;与之不同,土层仅对细菌数量、放线菌数量、真菌数量、蔗糖酶活性、脲酶活性以及土壤有机质含量产生显著影响,但对其他生化性质影响不显著;用地类型与土层两者的交互作用仅对蔗糖酶活性影响显著。同时,弃耕地土壤的细菌数量在3种用地类型中最高;真菌、放线菌数量在草地中最高,耕地次之,弃耕地最低。弃耕地中的过氧化氢酶、蔗糖酶、蛋白酶和脲酶活性与其他两种用地类型相比较高,而耕地中磷酸酶活性则显著高于弃耕地和草地土壤。草地土壤全氮、有效磷以及速效钾含量均显著低于耕地,而草地0—20 cm土层的有机质含量却显著高于弃耕地和耕地;3种用地类型的全磷、全钾、碱解氮含量差异均不显著,弃耕地的pH值显著高于另外两种用地类型。另一方面,三峡库区消落带土壤的各生化指标间存在一定的相关性。pH值和微生物数量及酶活性间的关系最为密切,土壤真菌和放线菌数量与土壤有机质含量呈极显著正相关。研究结果表明,与弃耕地和耕地相比,草地在稳定消落带土壤环境、固持土壤营养元素、提高土壤肥力方面作用更为显著;相对而言,耕地的土壤微生态环境较差,故在消落带实施退耕还草、恢复草本植被等具有重要意义。     

三江源地区不同退化程度草地的土壤放线菌区系

用不同分离方法,对三江源地区不同退化程度草地土壤放线菌的数量和多样性进行了比较.从5份土样中共分离放线茵178株,根据表型特征和16S rRNA基因序列分析,分别归入7个已知属:小单孢菌属(Micromonospora)、原小单孢菌属(Promicromonospora)、诺卡氏菌属(Nocardia)、假诺卡氏菌属(Pseudonocardia)、游动放线菌属(Actinoplanes)、韩国生工茵属(Kribbella)和链霉菌属(Streptomyces).其中链霉菌属分离菌株可归入7个表型类群.发现轻度退化高寒草原的土壤放线菌数量,丰度和多样性高于重度退化高寒草原;针茅高寒草原的土壤放线菌数量和多样性高于蒿草高寒草甸,而其中链霉菌的种类低于后者.表明高寒草地的退化程度与其中土壤放线茵的数量和多样性呈负相关.     

库布齐沙地两种植被恢复类型根际土壤微生物和土壤化学性质比较研究

油蒿(Artemisia ordosica)与中间锦鸡儿(Caragana intermedia)是库布齐沙地分布广泛的优良固沙植被类型,在植被恢复过程中受到关注。以库布齐沙地自然恢复的油蒿群落与人工种植的中间锦鸡儿群落为研究对象,以流动沙地为对照,采用野外调查、室内生化实验与统计分析相结合的方法,分析两种植被恢复类型根际与非根际土壤微生物、土壤化学性质的差异,研究土壤微生物与土壤化学性质间的相关关系,并运用综合指数法评价两种植被恢复类型对土壤生态系统的恢复效果,为库布齐沙地植被恢复与重建提供科学依据。主要结论如下:(1)与流沙对照相比,两种植被恢复类型根际、非根际土壤微生物数量、微生物生物量碳、氮含量均有不同程度的提高,其中,自然恢复的油蒿群落根际土壤微生物总数、细菌数量、微生物量碳和氮含量均显著高于中间锦鸡儿根际,真菌和放线菌数量分布表现为中间锦鸡儿油蒿;(2)两种植被恢复类型根际、非根际土壤有机质、全氮、全磷、速效氮、速效钾含量均比流动沙地有不同程度地提高,其中,油蒿根际、非根际土壤有机质、全氮、速效氮含量显著高于中间锦鸡儿;(3)影响油蒿和中间锦鸡儿群落土壤微生物数量、生物量碳和氮的土壤因子是有机质、p H值、全氮、速效氮、速效钾、速效磷,其中,对两种植被恢复类型土壤微生物数量和生物量有正向促进作用的主要因子是土壤有机质、速效钾和全氮含量;(4)运用综合指数法计算出基于14个土壤指标的土壤质量综合指数(SQI),SQI值排序为:油蒿根际中间锦鸡儿根际油蒿非根际中间锦鸡儿非根际流沙对照。自然恢复的油蒿群落对土壤质量的改良效果显著优于人工种植的中间锦鸡儿群落,是库布齐沙地生态恢复的适合途径之一。     

松嫩平原沙土区不同植被类型对土壤相关指标的影响

松嫩平原沙土区严重退化,不同植被对土壤影响的数据有助生态恢复,但相关数据匮乏严重。本研究以松嫩平原核心区新店林场的农田、草地、杨树林、落叶松林、樟子松林和榆树林等6种植被为研究对象,采集三层（0~20、20~40和40~60 cm）土样,测定土壤理化指标（容重、土壤含水量、土壤pH、土壤电导率、有机碳、碱解氮、全氮、速效磷、全磷、速效钾、全钾）及根系密度、根系含水量。结果如下：6种植被在整个土壤剖面上显著影响了13个指标中的8个指标（根系密度、容重、土壤含水量、土壤pH、土壤电导率、全氮、根系含水量、有机碳）,其中根系密度植被间差异在不同土层显著不同(交互作用,P<0.05),而其它7个指标在不同土层的种间差异基本一致（交互作用,P>0.05）。与林地和农田相比,草地具有最大的根系生物量,达到农田的1.8倍,是4种林分平均值的1.4倍。容重、土壤含水量、pH、土壤电导率值均草地最高,林地最小。土壤有机碳的累积受根系密度和容重影响明显,土壤氮除了受上述两个因素影响外,还受土壤含水量的影响。上述结果说明草地对于表层土壤生物固着明显,而人工造林能够改善土壤物理性质、降低盐碱但增加耗水,这些结果对于西部沙土区通过植被恢复来实现土壤修复提供数据支撑。     

长江中上游地区退耕还林成效监测与评价

将长江中上游地区84个地市级区域作为一个整体,利用GIS综合解译分析归一化植被指数(NDVI)、土地利用类型和数字高程模型(DEM),揭示该区域退耕还林工程所取得的成效.结果表明: 2000-2015年,研究区域NDVI持续增长;与2000年相比,2015年长江中上游地区有2.1%的耕地不再耕种,坡度>35°坡耕地的25%实现了退耕,25°~35°坡耕地的2.7%实现了退耕,中坡度耕地绝大部分实现退耕;耕地主要转变为林地和草地.研究期间,林草覆盖度增加显著,增幅达21.9%;低植被覆盖度的土地面积大幅减少,植被覆盖度小于10%的面积减少95.3%,高植被覆盖度的土地面积显著增加;土壤侵蚀强度总体降低,轻度、强度、极强度等级土壤侵蚀的土地面积均减少10%以上,但剧烈土壤侵蚀状况未得到缓解.研究区森林覆盖率达到60%,但不同时段覆盖度的变化比例存在差异,空间分布不均匀,呈现东部高、西部低的特征,需要继续加强治理.     

黄土丘陵沟壑区不同植被类型土壤微生物特性

采用熏蒸-提取法、Biolog微平板培养法,研究了定西典型人工乔木林、人工灌木林、农田、撂荒地、天然草地等植被类型下0～20cm土层土壤微生物生物量和土壤微生物群落代谢多样性,并通过通径分析的方法解释了土壤微生物与土壤养分的关系,从土壤微生物的角度对当地典型植被类型做出了评价.结果表明:相对于耕作而言,退耕还林(草)对恢复土壤微生物资源具有积极意义;研究区垄坡荒地、撂荒地和油松林的土壤微生物生物量碳较高,其次为柠条林、苜蓿地、侧柏-山杏和道沿荒地,以小麦和马铃薯农田较低;研究区垄坡荒地、撂荒地、油松林、柠条林和苜蓿地的土壤微生物生物量氮较高,小麦和马铃薯农田较低;具有根瘤固氮菌的植被(柠条和苜蓿)的土壤微生物生物量氮占全氮的比例最高;农田由于长期生物量损耗且补充不足,其土壤微生物的储量和活性均很低,而通过种植人工乔木林、灌木林或弃耕撂荒,土壤微生物数量和活性能恢复到天然草地的水平,且效果随恢复年限的增加而更显著;柠条灌木林通过20a的恢复,其地下微生物数量与50a林龄的油松林相近,其微生物活性和土壤养分利用效率甚至超过了油松林.综合考虑不同立地条件下植被的土壤微生物特性,认为豆科灌木(如柠条)是恢复植被的较好选择.     

基于规划目标的京津风沙源治理区生态保护与修复效应

为改善和优化京津及周边地区生态环境状况,减轻风沙危害,2003年启动实施了京津风沙源治理工程。基于工程规划目标评估了京津风沙源治理区生态保护与修复效应,结果表明:(1)草地和林地作为京津风沙源治理区绿色生态屏障的主要组成,分别占治理区面积的57.3%和9.7%,而风沙策源地的耕地和沙地分别占17.2%和6.4%。(2)2003—2017年,京津风沙源治理区草地、耕地、沙地面积减少,而林地和其他类型面积增加。治理区植被覆盖度平均提高了2.3%,其中林地提高了4.3%,草地提高了2.4%。(3)沙尘天气发生的春季,治理区土壤风蚀量减少了54%。在防风固沙服务总量的贡献中,草地和沙地贡献了71%。因此,草地和沙地生态系统的植被恢复,对治理区生态系统防风固沙服务的提高发挥了最为重要的作用。(4)除治理区植被有所恢复外,由于气候整体变暖,近15年风场强度有所减弱,特别是沙尘天气易发生的春季风场强度减弱近45%,也是影响京津风沙源治理区风蚀量下降的一个重要原因。     

一株具有广谱抗菌活性小单孢菌的分离和鉴定

从南昌瑶湖的农田土壤样品中分离到一株具有广谱抗菌活性的稀有放线菌。通过形态特征、培养特征、生理生化特性、细胞化学成分及16S rRNA基因序列等多相分类特征研究, 将该稀有放线菌鉴定为炭样小单孢菌。     

一株具有广谱抗菌活性小单孢菌的分离和鉴定

从南昌瑶湖的农田土壤样品中分离到一株具有广谱抗菌活性的稀有放线菌.通过形态特征、培养特征、生理生化特性、细胞化学成分及16S rRNA基因序列等多相分类特征研究,将该稀有放线菌鉴定为炭样小单孢菌.     

不同土地利用方式下喀斯特峰丛洼地土壤微生物群落特征

基于对喀斯特峰丛洼地6种土地利用类型(坡耕地、草丛、灌丛、人工林、次生林、原生林)的土壤微生物、养分、矿物质和植被4组变量35个指标的调查分析,研究了不同土地利用方式下土壤微生物种群数量、微生物生物量C、N、P及其分形特征,以及土壤微生物与植被、土壤养分、矿物质的关系.结果表明:不同土地利用方式下喀斯特峰丛洼地的土壤微生物种群数量及组成不同.微生物种群数量均以原生林和坡耕地最高,人工林最低;3种森林土壤的细菌比率较大,坡耕地、草丛、灌丛的放线菌比率较大,真菌的比率均很小;土壤微生物生物量C、N、P的含量均很高,其中原生林最高;土壤微生物生物量碳与土壤微生物种群数量具有良好的分形关系,而土壤微生物生物量氮、磷与种群数量不存在分形关系;土壤微生物与植被、土壤养分、土壤矿物质显著相关,其中土壤微生物生物量碳与乔木层的Shannon指数、土壤速效氮、Fe₂O₃、CaO含量显著相关.     

退耕还草对锡林郭勒草原总初级生产力变化的影响

内蒙古草原是我国重要的生态保护屏障,部分区域是农牧交错带的重要组成部分。锡林郭勒草原位于内蒙古东中部,属典型温性草原,深入开展退耕还草对其植被总初级生产力(GPP)的影响、探究相关环境因子,对深入了解退耕还草过程中区域植被生长状况变化和生物固碳潜力时空分布以及制定更加科学精准的退耕政策具有重要意义。基于遥感、气象观测和土地利用数据,采用残差分析和相关性分析方法,系统研究了2010-2015年间锡林郭勒草原退耕还草区域的植被GPP变化特征,并探讨了不同环境因子对GPP变化量的影响,揭示了退耕还草活动造成的GPP变化特征及其受环境因子影响的作用机制。结果发现:(1)锡林郭勒盟退耕还草区域5年内GPP平均变化量为0.47 g C/m²,其中GPP增加面积占退耕还草总面积的67.2%,退耕还草初期GPP变化不显著;(2)退耕还草区域内,土壤含水量和土壤有机碳与GPP变化量显著负相关,而气温、降水、高程和坡度均与GPP变化量显著正相关;(3)坡度和土壤含水量与GPP变化量的相关程度最强,对退耕还草后GPP变化的影响程度较高。