铜锈环棱螺对藻华水体沉积物-水界面营养盐通量的影响

于2008年在室内小型试验模拟生态系统中进行了为期1个月的铜锈环棱螺生物干扰对底泥耗氧率和上覆水营养盐通量的影响试验,根据铜锈环棱螺放养密度设置了3个处理组和1个对照组。与试验前相比,培养1个月后,所有处理组和对照组的底泥耗氧率均显著下降;各处理组的底泥耗氧率初期高于对照组,后期低于对照组,且密度高的处理组其底泥耗氧率高于密度低的处理组。除12月7日外,对照组沉积物始终向上覆水释放铵氮,且释放量逐渐减小,而各处理组中,除试验初期沉积物向上覆水释放铵氮外,试验中后期均表现为吸收铵氮。除试验初期外,处理组和对照组中亚硝酸盐+硝酸盐通量主要表现为向上覆水中释放,且处理组1与对照组间存在显著差异(P<0.05)。磷酸盐通量主要表现为,试验初期沉积物向上覆水中释放,后期被沉积物吸收。本试验结果表明,短期内铜锈环棱螺的生物干扰增加了底泥耗氧率,但其长期效应可使底泥耗氧率下降,铜锈环棱螺的存在促进了沉积物中的总体硝化速率,加快了沉积物中的N循环。     

室内模拟试验铜锈环棱螺及其体表周丛生物对水中氮形态及含量的影响

铜锈环棱螺及附着于其体表的周丛生物在水体氮循环过程中均扮演着重要角色。此次试验以铜锈环棱螺及其体表周丛生物为研究对象, 通过室内模拟试验探讨铜锈环棱螺及周丛生物对水中氮形态和含量的影响。试验分无螺对照组CK、处理1(具有周丛生物的螺壳)、处理2(去除周丛生物的活体螺)和处理3(具有周丛生物的活体螺)。结果表明, 试验结束时, 处理2和处理3水中总氮(TN)含量分别为CK的25倍和44倍, 活体螺显著增加了水中总氮含量(P<0.05)。与处理2相比, 具有周丛生物的处理1和处理3氨氮(NH3-N)和亚硝氮(NO2–-N)转化效率更快; 与CK相比, 处理组水中硝氮(NO3–-N)占比显著增加(P<0.05), 且具有周丛生物的处理1和处理3比无周丛生物的处理2更早到达硝氮占比峰值; 螺体表面周丛生物中较高的氨氧化和亚硝氮氧化功能基因(AOB-amoA、AOA- amoA和nxrA)丰度促进了水中NH3-N和NO2–-N向NO3–-N的转化。     

锌胁迫对铜锈环棱螺致死率、富集性、CAT和SOD活性的影响

以浙江省温州市瓯海茶山某河内的铜锈环棱螺Bellamya aeruginosa为受试生物,研究了不同浓度Zn2+胁迫下,铜锈环棱螺的致死效应、铜锈环棱螺对锌的富集性以及锌对铜锈环棱螺体内的过氧化氢酶(CAT)和超氧化物歧化酶(SOD)活性的影响.结果表明Zn2+对铜锈环棱螺具有较大的毒害影响.当Zn2+浓度达到3.0 mg/L时,就会引起个别铜锈环棱螺死亡,死亡率为2.66％.随着Zn2+浓度的增大(0.3 mg/L到2.4 mg/L)和处理时间的增加(2d到8d),除个别组外,铜锈环棱螺对锌的累积量均随之上升,具有一定的时间效应和剂量效应.铜锈环棱螺在锌胁迫下,肝胰腺的CAT和SOD活性受到较大的影响.当Zn2+浓度较低时,CAT和SOD活性均有较大的升高,但当Zn2+浓度较高时,CAT和SOD活性则受到一定的抑制.     

铜锈环棱螺对藻华水体理化指标的影响

采用池塘围隔对比试验的方法,研究了不同密度(392 ind·m^-2、196 ind·m^-2、98 ind·m^-2、0 ind·m^-2)铜锈环棱螺(Bellamyaaeruginosa)对藻华水体主要理化因子的影响.实验从2009年9月14日开始,持续60d.结果显示:环棱螺可以明显提高藻华水体的透明度(SD),实验中、后期,三个处理组围隔水体的SD均能保持在60cm以上,而对照组SD改变不明显,波动于29～40.3cm之间;多数时间内处理组水体的溶解氧(DO)含量都显著低于对照组,说明环棱螺的存在可直接或间接降低水体DO浓度.试验表明,单一投放螺类可有效降低藻华水体的叶绿素a(Chl-a)含量,但难以削减营养盐浓度.实验条件下,围隔水体总氮和正磷酸盐浓度的下降趋势均与螺的密度呈现负相关性(R=-0.9851,p<0.05;R=-0.9678,p<0.05);对SD、DO、pH、Chl-a、NH₄⁺-N、NO₃^--N、PO₄^3--P等7个主要理化指标数据进行了Duncan多重比较分析以及聚类分析,结果显示对照组和处理组在p<0.05水平上均存在显著差异,说明环棱螺的投放能在一定程度上调控水体质量.     

金鱼藻、环棱螺及其组合处理对水生附着生物含量和氮、磷浓度的影响

通过模拟试验,研究了金鱼藻(Ceratophyllum demersum)、梨形环棱螺(Bellamya pu-rificata)及其组合3种处理对水生附着生物干质量(附着生物干质量与底栖藻类Chl-a)、总氮(TN)、氨氮(NH4+-N)、硝酸盐氮(NO3--N和总磷(TP)的影响.结果表明:(1)金鱼藻对水生附着生物干重和Chl-a含量的增长率分别为295.62%(P<0.01)和32.31%(P<0.05),环棱螺对二者的去除率为65.69%(P<0.05)和46.19%(P<0.01),组合对二者的去除率为70.07%(P<0.05)和70.16%(P<0.01);(2)金鱼藻、环棱螺及其组合对TN的平均去除率分别为35.18%、15.27%和20.48%,对NO3--N为22.34%、18.33%和10.66%,对NH4+-N为37.88%、13.98%和25.72%,对TP为53.12%、8.38%和41.97%;(3)金鱼藻与环棱螺在脱氮除磷时表现出正、负相互作用,负交互作用一定程度地促进了N、P浓度的升高.鉴于水体景观质量的提高和富营养化控制,同时使用沉水植物和螺类有利于水体的生态修复.     

不同氮素形态及水分胁迫对水稻苗期水分吸收、光合作用及生长的影响

采用室内营养液培养, 聚乙二醇(PEG6000)模拟水分胁迫处理、HgCl2抑制水通道蛋白活性的方法, 在3种供氮形态下(NH4+-N/ NO 3--N为100/0、50/50和0/100), 研究了水稻苗期水分吸收、光合及生长的状况。结果表明, 在非水分胁迫下, 水稻单位干重吸水量以单一供NO3--N处理最高, 加HgCl2抑制水通道蛋白活性后, 单一供NO3--N、NH4+-N和NH4+-N/ NO3--N为50/50处理的水稻水分吸收分别下降了9.6%、20.7%和16.0%; 但在水分胁迫下, 单一供NO3--N的处理水分吸收量显著降低, 低于其它2个处理, 加HgCl2抑制水通道蛋白活性后, 水分吸收量分别降低了1.0%、18.8%和23.5%。在2种水分条件(水分胁迫与非水分胁迫)下, 净光合速率、气孔导度、蒸腾速率和细胞间隙CO2浓度等指标均以单一供NH4+-N处理最大,NH4+-N/ NO3--N为50/50处理次之, 单一供NO3--N处理最小。HgCl2处理结果表明, 不同形态氮素营养能够影响水稻幼苗根系水通道蛋白活性。在2种水分条件下, NH4+-N/ NO3--N为50/50处理的生物量(干重)均最大。本研究为水稻苗期合理施肥以壮苗提供了理论依据。     

养殖密度对缢蛏养殖系统水质的影响

依据辽宁丹东东港地区的实验池塘中缢蛏(Sinonovacula constricta)实际放养密度,设置了0、30、60、90和120 ind·m-25个密度梯度,采用实验生态学方法室内模拟研究了放养密度对缢蛏单养系统水质的影响。结果表明:放养密度对溶解氧(DO)、硝态氮(NO3--N)、亚硝态氮(NO2--N)、活性磷(PO43--P)及总磷(TP)含量的影响极显著(P0.01),对铵态氮(NH4+-N)含量的影响不显著(P0.05);其中,DO、NO3--N及NO2--N含量随缢蛏放养密度的增加而减小,PO43--P及TP含量随缢蛏放养密度的增加而增大;缢蛏放养密度相对较高的实验组(90和120 ind·m-2)明显促进了底泥沉积物中P的循环和再生,同时提高了水中营养物质N的利用率,有效控制NO2--N及NH4+-N等有害物质的含量;在实际养殖中可以按照90~120 ind·m-2的密度放养,并且加强对池塘水质的管理。     

铜锈环棱螺(Bellamya aeruginosa)对藻华水体中浮游动物群落的影响

本文通过围隔试验研究了淡水腹足纲动物铜锈环棱螺(Bellamya aeruginosa)对藻华水体中浮游动物群落的影响。实验根据铜锈环棱螺生物量设置了高、中和低3个密度组和一个不投放螺的对照组。分别于试验开始后0、3、7、11、15、23、31、46和61 d采集样品并计数浮游动物的种类和数量。结果表明:试验期间共鉴定出浮游动物33属52种,其中原生动物15种、轮虫28种、枝角类6种、桡足类3种;桡足类无节幼体、晶囊轮虫(Asplanchra)、多肢轮虫(Polyarthra)和臂尾轮虫(Brachionus)为浮游动物优势类群;主响应曲线分析显示,所有处理组中的浮游动物群落均与对照组存在显著差异;铜锈环棱螺的存在显著减少了有壳肉足虫、砂壳纤毛虫和轮虫种群数量,其中丰度降低最多的为螺形龟甲轮虫(Keratella cochlearis)、曲腿龟甲轮虫(Keratella valga)和砂壳虫(Difflugia sp.),在高密度组中的数量分别由试验开始时的481、545.3和359.7 ind·L~(-1)下降至试验结束时的0.1、0.1和9.2 ind·L~(-1);铜锈环棱螺的存在还导致高密度组中剑水蚤(Cyclops sp.)的数量由试验开始时的46.4 ind·L~(-1)增加至试验结束时的420.1 ind·L~(-1)。这些结果说明,铜锈环棱螺的存在显著影响了藻华水体中浮游动物的群落动态,而这些影响更多的是来自于铜锈环棱螺的间接影响而不是直接滤食。     

铜锈环棱螺对水华中常见藻类的抑制效应

藻类水华频发已成为全球性的水环境问题,近年来,生物控藻法因具有环境友好的特点而备受关注。本研究以我国富营养化湖泊中常见大型底栖动物铜锈环棱螺为操纵生物,通过室内培养试验,研究了其对水华水体中常见蓝藻铜绿微囊藻、绿藻普通小球藻和斜生栅藻生长及光合活性的影响,以期阐明螺-藻间相互作用关系,探究铜锈环棱螺作为生物操纵物种的可行性。结果表明: 铜锈环棱螺能在短时间内大量摄食藻细胞,其对铜绿微囊藻产毒株和不产毒株以及斜生栅藻的去除率均在12 h内达到最大值,分别为73.7%、73.2%和51.1%;其对普通小球藻的摄食强于其他藻类,至试验结束时去除率达到99.2%。产毒铜绿微囊藻产生的微囊藻毒素会在铜锈环棱螺体内累积并促发其肝脏病理学变化,进而阻碍铜锈环棱螺的摄食。试验后期各处理组藻细胞光合活性均显著低于对照组,表明铜锈环棱螺的摄食作用对藻细胞造成了损伤,抑制了其大量增殖。此外,当不产毒铜绿微囊藻与斜生栅藻混合时,铜锈环棱螺的选择摄食性导致微囊藻的优势地位被斜生栅藻所取代。因此,铜锈环棱螺可以通过摄食作用抑制藻类的光合活性并降低其生物量,从而在一定程度上抑制或减缓水华的形成。     

稻田养殖铜锈环棱螺繁殖与仔螺生长特性

为阐明稻田养殖模式下铜锈环棱螺的繁殖特点及仔螺的生长规律, 于2019年5—11月对稻田养殖的铜锈环棱螺进行逐月采样分析。研究结果表明, 稻田养殖铜锈环棱螺的产仔高峰期为6月, 仔螺的产出规律为2个月1个周期。最小繁殖体重为0.9 g, 最小繁殖月龄为2月龄。不同体重规格的性成熟雌螺, 其怀胚量与体重呈显著正相关, 随体重增加, 怀胚量呈显著增加的趋势。不同体重组间, 体重为1.00—3.99 g的铜锈环棱螺间的怀胚量没有显著差异, 而其他各体重组间均存在显著差异。仔螺生长特性, 6月和7月为铜锈环棱螺仔螺的快速生长期, 壳高相对增长率分别为47.95%和36.99%, 体重相对增长率分别为180.60%和128.43%。铜锈环棱螺仔螺壳宽、壳口宽与壳高呈正相关的线性关系, 壳高和体重呈正相关的幂函数关系, 壳高-体重拟合方程为W=0.0005H2.785, 壳高生长方程为H_t=19.368/(1+3.608e–1.056t), 拐点壳高为9.684 mm, 拐点月龄为1.215月, 最大月增高5.113 mm。体重生长方程为W_t =2.012e–5.051exp(–0.753t), 拐点体重为0.740 g, 拐点月龄为2.151月, 最大月增重0.557 g。综上, 稻田养殖铜锈环棱螺的产仔高峰期为6月, 2月龄达到性成熟, 6月和7月是仔螺的快速生长期。     

中国东北黑土土壤剖面微生物群落碳源代谢特征

利用Biolog Eco微平板培养法,对中国科学院海伦农田生态系统国家野外科学观测研究站农田(CL)、恢复草地(GL)和人工林地(FL)土壤剖面不同深度土壤中微生物群落碳源代谢特征进行研究。理化性质结果显示,有机碳、全氮和碱解氮含量随深度增加逐渐减少,p H则是上层土壤低于底层。可培养微生物数量从表层(0—20 cm)到底层(180—200 cm)逐渐减少,在表层(0—20 cm)3种可培养微生物数量均为草地农田林地。可培养微生物主要生活在近地表0—60 cm土层中,在60—200cm土层中3种利用方式下可培养细菌、真菌和放线菌数量基本相同。Biolog结果显示,在0—40 cm土层中微生物群落活性最大,底层(180—200 cm)土壤微生物群落活性最小。3种利用方式剖面微生物群落Shannon多样性指数和碳源利用数量从表层到底层逐渐减少,并且与SOC和TN呈极显著正相关关系(P0.05)。与农田相比恢复草地和人工林地剖面20—40 cm土层中微生物群落对各类碳源的利用强度都较高,说明没有农业机械作业的植被自然生长条件下根系会打破原来农田中的犁底层,促进表层(0—20 cm)以下微生物群落活性。碳源利用率和主成分分析结果表明长期不同植被覆盖已经改变了剖面微生物群落碳源代谢特征,而且根系已经影响到100 cm的微生物群落,但还没有影响到180—200cm中的微生物群落。     

保护性耕作对紫色水稻土团聚体组成和有机碳储量的影响

通过长期定位试验,研究了保护性耕作对四川盆地紫色水稻土耕层团聚体组成和有机碳储量的影响.结果表明,保护性耕作显著影响耕层团聚体组成及其有机碳含量.油菜免耕、厢作免耕、绿肥免耕、垄作翻耕和厢作翻耕0～10 cm土壤大团聚体分别比对照(12%)增加23%、69%、9%、36%和28%,而10～20 cm土壤大团聚体比对照低9%～38%.冬水免耕、油菜免耕和绿肥免耕0～10 cm土壤大团聚体中有机碳含量分别比对照增加13%、31%和32%,而10～20 cm土壤各处理有机碳含量低于对照28%～54%,其土壤大团聚体和微团聚体中碳浓度差异低于0～10cm土壤.各处理0～10 cm土壤总有机碳储量比对照增加8%～28%,而10～20 cm土壤总有机碳储量低于对照4%～22%.传统耕作转变为保护性耕作13年后0～10和10～20 cm土壤有机碳固定率分别为53和25 g·m^-2·a^-1,传统耕作有机碳固定率分别为26和33 g·m^-2·a^-1.保护性耕作有利于紫色水稻土表层大团聚体的形成和土壤总有机碳储量的提高.     

植物残体去除对帽儿山温带落叶林土壤碳、氮、磷化学计量特征及其相关因子的影响

2007年在帽儿山温带落叶阔叶林中设置了地上凋落物去除(NL)、根系去除(NR)2个处理,9年后(2016年)测定土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)浓度,以及土壤含水率和容重.结果表明: NL和NR处理表层(0～10 cm)土壤C浓度分别降低15.6%和10.7%,0～30 cm土层加权平均C浓度分别降低7.9%和4.6%;NL处理表层土壤N浓度降低10.2%,而NR处理表层土壤P浓度增加6.6%,两种处理均降低了表层土壤的C:P和N:P.标准主轴回归分析表明,不同处理间0～30 cm各土层C、N、P浓度的回归斜率均差异显著,土壤C浓度与土壤含水率、容重的回归截距也差异显著,这表明处理使土壤C、N、P化学计量与土壤物理性质发生了协同变化.建议今后植物残体去除处理试验考虑生态化学计量的调控作用.     

内蒙古西鄂尔多斯荒漠区降水入渗氘同位素特征

探讨我国干旱半干旱地区大气降水在土壤剖面中的时空分布特征将为西鄂尔多斯荒漠退化生态系统恢复和维持提供科学依据.本研究利用氘同位素技术研究了内蒙古西鄂尔多斯荒漠的大气降水、土壤水、地下水中的氘同位素值(δD),运用二元线性混合模型计算降水对各层土壤水的贡献率,并结合土壤含水量分析了不同降水条件下土壤剖面各层土壤水δD的时空分布特征.结果表明: 雨后9 d内,小雨(0～10 mm)影响0～10 cm土壤含水量和土壤水δD值,对表层土壤(0～10 cm)的贡献率在30.3%～87.9%;中雨(10～20 mm)影响0～40 cm土壤含水量和土壤水δD值,对0～40 cm土壤水的贡献率为28.2%～80.8%;大雨(20～30 mm)和特大暴雨(＞30 mm)影响0～100 cm土壤含水量和土壤水δD值.降水对100～150 cm深层土壤水δD值影响不显著.西鄂尔多斯荒漠土壤水δD介于大气降水δD与地下水δD之间,表明西鄂尔多斯荒漠土壤水主要来源于大气降水与地下水.在同一降水强度下,表层土壤水(0～10 cm)受降水的直接影响显著,随着土壤深度的增加,土壤水δD变化幅度降低,100～150 cm深层土壤水δD基本趋于稳定.降水强度越大,对土壤水δD影响的时间越长,影响的土壤深度也越深.     

黄土高原生物结皮覆盖对风沙土和黄绵土溶质运移的影响

干旱和半干旱地区生物结皮的普遍发育显著改变了表层土壤的结构与养分富集特征,但其对土壤养分迁移和淋失的影响目前尚不明确。本研究针对黄土高原风沙土和黄绵土上发育的藓类生物结皮,以Ca²⁺和Cl^-为示踪离子开展溶质穿透试验,对有无生物结皮层及其覆盖下不同深度土壤的溶质运移特征进行了研究。结果表明: 在0～5 cm土层,生物结皮覆盖延缓了风沙土和黄绵土的溶质穿透过程,其Cl^-的穿透时间比无结皮延长了3.83(风沙土)和2.09倍(黄绵土),而Ca²⁺则分别延长了2.50和2.73倍。生物结皮覆盖条件下,表层0～5 cm土壤溶质完全穿透所对应的孔隙体积数比下层5～10 cm土壤更高,且其穿透历时更长;其中,Cl^-的穿透时间分别增加了67.3%(风沙土)和51.8%(黄绵土),Ca²⁺的穿透时间分别增加了8.0%和33.7%。生物结皮覆盖降低了土壤孔隙水流速(37.5%～70.2%);除风沙土的5～10 cm土层外,生物结皮使溶质弥散系数提高了1.73～6.29倍,使溶质弥散度提高了2.77～20.95倍。置换液完全穿透土壤后,风沙土和黄绵土的生物结皮层Ca²⁺含量显著高于无结皮,其分别比无结皮高4.14和2.58倍。研究证实,生物结皮覆盖能够提高表层土壤对养分的吸附与固持能力,从而减少土壤表聚养分的深层渗漏和流失,对干旱和半干旱地区退化土壤的肥力提升与植被恢复具有重要意义。     

不同土层深度配施缓释/普通尿素对土壤氮素和酶活性及玉米产量的影响

通过2017—2018两年田间试验,研究了不同土层深度配施缓释(PCU)/普通尿素(PU)对0～30 cm土层土壤无机氮含量、酶活性和玉米产量的影响。试验设置不施氮肥(CK)、普通尿素一次施肥(PU₁,5～10 cm土层)、普通尿素传统两次施肥(PU₂,5～10 cm土层,60%种肥+40%追肥)、普通尿素一次分层施肥(PU₃,5～10 cm土层20%N+15～20 cm土层30%N+25～30 cm土层50%N)、不同土层深度缓释/普通尿素配施[PCU₁～PCU₄,均为5～10 cm土层20%N(普通尿素)+15～20 cm土层30%N(配施)+25～30 cm土层50%N(配施),其中PCU₁～PCU₄的15～20和25～30 cm土层PCU:PU分别为3:7、3:7,5:5、5:5, 3:7、5:5, 5:5、3:7]共8个处理。结果表明: 与CK相比,PU₁能够满足玉米生育前期对0～10 cm土层氮素的需求,PU₂和PU₃能够满足玉米发育前期对10～30 cm土层氮素的需求,不同土层深度配施缓释/普通尿素能够满足玉米整个生育时期对氮素的需求。与PU₁～PU₃相比,不同土层深度配施缓释/普通尿素可显著增加灌浆期和成熟期10～20和20～30 cm土层NO₃^--N、NH₄⁺-N、碱解氮含量和脲酶、蛋白酶活性。与PU₃相比,不同土层深度配施缓释/普通尿素处理2017和2018年玉米产量分别提高2.3%～24.6%和1.3%～16.5%,PCU₄产量最高,分别达13899和12439 kg·hm^-2。因此,不同土层深度配施缓释/普通尿素既能满足玉米生育前期对氮素的需求,也能提高生育后期10～30 cm土层土壤无机氮含量和酶活性,促进玉米生长,增加玉米产量,其中PCU₄处理施肥方式最佳。     

江西官山常绿阔叶林土壤有机碳组分沿海拔的变化

对江西官山国家级自然保护区不同海拔(400、600、800、1000、1200 m)常绿阔叶林土壤总有机碳、惰性有机碳和活性有机碳进行分析,研究土壤有机碳的海拔分布特征。结果表明: 土壤总有机碳、惰性有机碳及活性有机碳含量在土壤表层最高,随土层加深而逐渐下降。随海拔升高,土壤总有机碳、惰性有机碳、易氧化有机碳、微生物生物量碳及0～20 cm土层土壤颗粒有机碳含量均出现先增后降的趋势, 且在海拔1000 m达到峰值,而土壤水溶性有机碳及20～40 cm土层土壤颗粒有机碳含量无明显变化。在0～10 cm土层,土壤惰性有机碳占总有机碳的比例在海拔800和1200 m显著高于海拔400和1000 m,而土壤活性有机碳占总有机碳的比例在海拔400 m最高;土壤惰性有机碳和活性有机碳占总有机碳的比例在10～40 cm土层随海拔的增加均呈先增加后降低的趋势,峰值分别在1000和600 m处。各组分有机碳与土壤湿度、微生物生物量氮、可溶性有机氮均呈显著正相关,而且活性有机碳与铵态氮呈显著正相关。海拔显著影响常绿阔叶林土壤有机碳组分的分布,惰性有机碳、易氧化有机碳和微生物生物量碳对海拔变化的响应更敏感。高海拔土壤惰性有机碳和活性有机碳在水分和氮素充足条件下易发生分解与转化,降低土壤碳库的稳定性。在全球气温持续升高背景下,要加强高海拔地区森林土壤有机碳的动态变化研究。     

荒漠人工固沙植被区土壤水分的时空变异性

表层土壤水分具有高度的时间和空间变异性.研究的目的:(1)揭示沙坡头人工固沙植被区浅层土壤水分的时空变异性特征;(2)确定驱动土壤水分变异的主要环境因子.在人工固沙植被区内一个4500m2的网格样地上每隔10m设置取样点,在连续7个月的时间内 (2005年4～10月),每隔15d用时域反射仪测量各样点表层以下15cm和30cm深度的土壤容积含水量.结果表明,该区网格尺度上浅层土壤水分的分布具有明显的空间变异性,其变异性随着土壤水分含量的降低而减小;相对海拔是驱动土壤水分空间变异的主要环境因子,其作用在降雨后尤为显著,且其对土壤下层的影响比上层更明显;植被和土壤水分含量的相关性时间序列与相对海拔一致--降雨使其相关性增加;土壤质地(土壤粒径分布)和土壤水分含量的相关性时间序列特征与植被和相对海拔相反,且其对土壤上层的影响比下层更明显.因此,在沙坡头荒漠人工固沙植被区,降雨后的短暂湿润期,地形和植被是驱动浅层土壤水分变异的主要影响因子,而随着降雨之后土壤逐渐变干,土壤质地的影响变得更加明显.     

塔克拉玛干沙漠腹地冬季土壤呼吸及其驱动因子

利用Li-8150系统测定了塔克拉玛干沙漠腹地冬季(1月)土壤呼吸,分析了环境驱动因子对极端干旱区荒漠生态系统土壤呼吸的影响。结果表明:(1)冬季土壤呼吸日变化呈现出显著的单峰曲线,土壤呼吸速率最大值出现在12:00,为0.0684μmol CO2m-2s-1,凌晨04:00附近出现最小值,为-0.0473μmol CO2m-2s-1;(2)土壤呼吸速率与各层气温,0cm地表温度均存在着极其显著或显著的线性关系,且都具有正相关性;(3)土壤呼吸速率与5cm土壤湿度存在着较为明显的线性关系,该层湿度能够解释土壤呼吸的69.5%;(4)0cm地表温度对土壤呼吸贡献最大,其次是5cm土壤湿度;(5)以0cm地表温度、5cm土壤湿度为变量,通过多元回归分析表明:土壤温度-湿度构成的多变量模型能够解释大于86.9%的土壤呼吸变化情况;(6)研究时段内土壤呼吸速率的平均值是-1.45mg CO2m-2h-1。     

不同土地利用类型下氮、磷在土壤剖面中的分布特征

在北京市东南郊大兴区采取了44处0～20cm,20～40cm,40～60cm,60～80cm,80～100cm5个不同深度的土壤剖面样品。按土地利用类型,采样点可分为农田、菜地、果园、林地、草地。土壤剖面中,由表层向深层,pH值升高,有机质、速效磷、全磷、硝态氮、全氮降低,且在20～40cm处有较大变化。表层土壤受土地利用影响,不同土地利用类型的土壤性质差别较大,尤以菜地土壤,pH为8.01低于其他类型土壤的平均值8.27,有机质、速效磷、全磷、硝态氮、全氮都高于其他类型的土壤,分别是其他类型土壤的110%～198%,355%～1629%,162%～224%,724%～1540%,130%～248%,速效磷和硝态氮远高于其他土壤。深层土壤性质差异不大,各项土壤性质差异随深度而变小,但菜地80～100cm处,硝态氮含量为18.8mgkg-1,是同深度其他类型土壤的175%～389%。土壤中硝态氮的积累情况,菜地>农田、果园、林地>草地。磷的积累与氮不同,速效磷在0～20cm大量积累,不同类型的土壤,速效磷积累差异显著,在40～60cm处,菜地速效磷含量是其他利用类型土壤的161%～602%;在80～100cm处,不同利用类型的土壤中速效磷无显著性差异。这一情况表明,菜地的过量施用氮、磷肥导致了土壤中的磷和氮大量积累,并以速效磷、硝态氮的形态向下淋溶并在深层土壤中积累。硝态氮在80～100cm的积累仍相当严重,有继续向下淋溶的可能,速效磷的淋溶在80～100cm处已较为微弱,其淋溶过程主要在0～60cm处。对速效磷和硝态氮的累积进行多元线性回归分析,发现速效磷与全磷含量有着良好的线性相关性,而与有机质和全氮含量关系不大。硝态氮则受土壤中pH、有机质和全氮3因素的共同影响。