艾比湖湿地典型植物群落下土壤有机质空间变异性研究

以具有特殊气候和成土母质的艾比湖湿地为研究区, 运用传统统计学和地统计学相结合的方法对4 种典型植物群落下土壤有机质含量变化进行研究。结果表明: (1)不同季节下4 种植物群落土壤有机质含量变异系数均为中等变异; (2)随着土层深度的增加, 碱蓬群落下各层土壤有机质含量在0-5 cm 和50-60 cm 较高, 芦苇群落和盐节木群落各层土壤有机质含量在10-20 cm 较高, 梭梭群落下各层土壤有机质在一定区域范围内空间特征性显著, 且植物群落中土壤有机质含量均具有较强的空间相关性, 5 月芦苇群落的变异程度大于其他植物群落。总体来说, 不同季节芦苇群落下土壤有机质的空间变异范围均较大, 说明距湖远近对土壤有机质空间具有一定的影响。     

鄱阳湖典型湿地植物群落土壤酶活性

调查了鄱阳湖典型湿地植物群落表层土壤(0～10 cm)养分性状及土壤酶活性.结果表明:不同群落之间显示了较明显的土壤养分性状及土壤酶活差异.灰化薹草群落与水蓼群落显示了较高的土壤有机质、全氮、有效氮、全磷与有效磷含量,而芦苇群落土壤养分含量明显低于其他群落.灰化薹草群落与水蓼群落土壤蔗糖酶活性与蛋白酶活性也明显高于其他群落;此外,脲酶活性和酸性磷酸酶活性也以水蓼群落与灰化薹草群落最高.表明这2种植物群落土壤中碳、氮、磷等元素转化速率要高于其他植物群落.芦苇群落与芦苇(荻)群落则显示了较低的土壤蔗糖酶活性、蛋白酶活性、脲酶活性和酸性磷酸酶活性.相比较而言,多酚氧化酶以芦苇群落最高,其次为阿及薹草群落、水蓼群落和灰化薹草群落;香蒲群落多酚氧化酶活性则显著低于其他群落.相关分析表明:多酚氧化酶活性与土壤养分含量关系不密切;蔗糖酶、脲酶、蛋白酶和酸性磷酸酶活性与土壤有机质及氮素含量则呈明显的正相关,在一定程度上可表征湿地土壤质量的演变动态.     

近10年艾比湖湿地不同植物群落土壤水分 盐分 养分变化特征

为研究新疆准噶尔盆地艾比湖湿地不同植物群落近10年土壤水盐及养分的动态变化,以环湖1周160km范围内的典型植被梭梭-柽柳、梭梭、胡杨、芦苇群落为研究对象,分析其在2006和2015年土壤含水量、盐分含量、pH值和有机质含量的变化和空间分布特征。结果表明:(1)近10年艾比湖湿地不同植物群落土壤有机质含量和含水量明显下降且整体水平较低,二者分别下降了24.65%~48%和5.41%~20.16%;土壤含盐量、pH值分别上升81.92%~128.74%和2.99%~4.21%,土壤盐碱程度加强。(2)通过土壤水分-盐分-养分空间分布分析显示,各群落近10年土壤盐渍化增加、养分降低程度大小表现为梭梭-柽柳群落胡杨群落梭梭群落芦苇群落,其中梭梭-柽柳群落土壤达到重度盐化水平,有机质降到6级,而其他群落土壤均为中度盐化,有机质为4级,但芦苇群落土壤退化程度较小。研究发现,近10年艾比湖湿地不同植物群落土壤养分不断下降、水分含量降低、盐渍化程度加剧,土壤处于退化状态;土壤质地、降水和气温暖干化是不同植物群落下土壤退化程度差异的基础,人口、耕地面积和农业用水等人类活动使各群落土壤退化程度的差异更加显著。     

艾比湖湿地典型植物群落土壤酶活性季节变化特征

对艾比湖湿地典型芦苇和柽柳群落土壤过氧化氢酶、磷酸酶和脲酶及其影响因素进行了分析.结果表明: 在植物不同的生长期,土壤酶活性具有明显的季节变化特征,芦苇群落土壤过氧化氢酶、磷酸酶和脲酶峰值均出现在生长旺盛期(3.26、0.60、0.33 mg·g^-1),谷值出现在萌芽期和展叶期,而柽柳群落的峰值出现在枯黄期(6.33、0.58、0.21 mg·g^-1),谷值出现在开花期和生长旺盛期;脲酶在不同生长期较为稳定,是湿地土壤酶活性差异的指示指标;芦苇和柽柳群落不同生长期土壤酶活性与土壤有机质和全磷含量呈显著正相关,而与土壤含水量的相关性不显著;芦苇群落迅速生长期土壤酶活性与土壤铵态氮呈显著正相关;两种植物群落土壤盐分与酶活性的相关性不显著.芦苇和柽柳群落不同生长期土壤酶活性受多因素的共同影响,土壤有机质和水热因子是影响艾比湖高盐湖泊湿地土壤酶活性的主导因子.     

艾比湖湿地植物多样性特征及其影响因素研究

植物α 和β 多样性的变化与土壤、地貌及人为干扰等生态因子有密切的关系。主要选择沿湖从博尔塔拉河(简称博河)B, 鸟岛N, 鸭子湾Y, 奎屯河K 和在距湖岸H0km(近湖岸带)、H5km(湖滨带)、H10km(湿地-绿洲过渡带)、H15km(近精河绿洲带)范围的8 个研究区, 于2012 年10 月分别对样地乔木、灌木和草本进行调查。结果表明: (1) 艾比湖湿地共出现植物16 科46 属32 种, 藜科和禾本科种类最多, 样地上分布的草本植物比较丰富。(2)植物α 多样性变化特征: 沿湖周4 个样地平均物种Margalef 丰富度指数表现一致为: 鸟岛N>鸭子湾Y>博河B>奎屯河K; Simposon 多样性指数、Shannon-Wiener 多样性指数和McIntosh 均匀度指数表现为奎屯河最大。在距湖岸不同生境样地中平均物种Margalef 丰富度指数、Simposon 多样性指数和Shannon-Wiener 多样性指数、McIntosh 均匀度指数表现为距湖H10km 值最大。植物α 多样性指标的变化主要与土壤养分指标中的全磷、pH、全氮显著相关, 其次是全盐指标显著相关。(3)不同生境下植物β 多样性特征为H0km H5km。H5km 到H10km生境间Cody 指数变大, 其中H5km 到H10km 生境间Cody 指数变化最大。H5km 与H10km、H10km 与H15km 其资源异质性明显, 物种替代速率达到了最大。     

荒漠草原4种常见植物群落土壤酶活性比较

该研究以宁夏盐池县沙边子地区4种常见的植物群落苦豆子(Sophora alopecuroides)、芨芨草(Achnatherum splendens)、油蒿(Artermisia ordosica)和盐爪爪(Kalidium foliatum)为研究对象,通过对群落组成和土壤基本理化性质的研究,以及对脲酶、过氧化氢酶、磷酸酶、蔗糖酶4种常见土壤酶活性的检测,分析了荒漠草原不同植物群落的土壤微环境。结果表明:(1)不同植物群落物种组成不同,且在研究区禾本科、菊科、藜科植物出现的频率相对较高。(2)不同植物群落土壤理化性质存在差异。苦豆子群落土壤容重较低,土壤全氮含量相对较高;芨芨草群落土壤pH明显较高,土壤有机碳含量相对较高;油蒿群落土壤水分含量较低,土壤全磷含量较低;盐爪爪群落土壤盐分含量显著高于其它植物群落。(3)不同植物群落土壤酶活性存在差异,其中芨芨草和油蒿群落的表层土(0~10cm)的土壤脲酶活性较高;油蒿和盐爪爪群落的土壤过氧化氢酶随着土层加深酶活性反而有升高趋势;苦豆子和芨芨草群落的土壤磷酸酶活性较高,盐爪爪群落各土层间磷酸酶活性无显著差异;4种群落土壤蔗糖酶活性普遍较低,且各土层间差异也不大。(4)不同植物群落的同种土壤酶活性间相关性不同。研究认为,根据不同植物群落特征及土壤特性,尤其是不同植物群落间土壤酶活性的相关性,可预测荒漠草原地区植物群落演替趋势,通过适度的人为调控,可使群落向进展方向演替。     

艾比湖湿地土壤有机碳及储量空间分布特征

土壤碳储量的研究是全球碳循环研究的热点,土壤碳库的变化对全球气候变暖、维护生态平衡都有着重要的意义。新疆的艾比湖湿地是干旱区典型的盐湖湿地,为探明该湿地有机碳特性及储量,选择艾比湖湿地1m深度的土壤作为研究对象,测试有机碳含量后,对艾比湖湿地土壤有机碳特性进行分析并分层定量测算有机碳储量,结果显示:(1)艾比湖湿地土壤有机碳整体偏低,随土层加深,含量依次递减的规律比较显著。湿地7种不同植被覆盖类型的土壤有机碳含量垂直空间变异性差异明显,其中荒漠河岸林、盐化草甸、小乔木荒漠大多属于强变异,而其它植被覆盖的土壤类型多属于中等变异。(2)艾比湖湿地7种不同植被类型土壤有机碳含量在相同土层的分布特征为:有机碳集中分布在浅表层(0—20 cm),从40 cm以下变幅缓慢,分布较为均匀。不同植被类型土壤有机碳在不同土层的分配比例差异比较明显,但表层(0—20 cm)大多占到30%以上。(3)艾比湖湿地土壤有机碳储量排序依次为小乔木荒漠盐化草甸干涸湖底灌木荒漠盐生灌丛荒漠河岸林寒湿性针叶林。湿地有机碳蓄积总量为7086862.83 kgC。上述研究结果可为新疆干旱区湿地生态系统恢复、保护与科学管理提供科技支撑。     

东北羊草草原主要植物群落土壤过氧化氢酶活性的研究

东北羊草草原3种植物群落土壤过氧化氢酶活性的季节变化曲线基本都呈抛物线型,虎尾草群落季节变化幅度比羊草群落和碱茅群落大,造成这种现象的原因可能是“种子效应”,对不同土层度过氧化氢酶活性与环境因子的相关分析表明,土壤过氧化氢酶活性随着土层的加深而递减,并与降雨量和大气温度有较强的相关性,且受土壤温度和土壤含水量的协同作用,此外,土壤过氧化氢酶活性与地上植被明显相关,可以反映出植物群落的生长状态。     

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。     

高寒湿地退化对植物群落特征与土壤特性的影响

以黄河首曲湿地为研究对象,基于野外采样数据和不同退化程度（无明显退化ND;轻度退化LD;中度退化MD;重度退化HD）,分析植物群落、土壤特性及其关系。结果表明,随湿地退化程度增加,禾本科重要值呈减少趋势而毒杂草重要值呈增加趋势,且植物高度、盖度及地上生物量显著降低;重度退化程度下Patrick物种丰富度指数最低,表明植物群落结构由复杂趋向简单。土壤有机碳、全氮随退化程度增加均显著降低,碳氮比与pH值则呈相反变化,表明高寒湿地退化不利于养分的积累,且土壤逐渐呈碱性。pH、有机碳及全氮为高寒湿地响应退化的理化因子;湿地不同退化程度影响植物群落的土壤因子略有不同,且尤以电导率最为明显,这与土壤养分状况相关。湿地退化过程中植物群落的生长、结构发生改变,植物与土壤理化性质相互作用进而影响湿地生态功能。因此,探究植物群落与土壤理化特征可为修复退化湿地提供依据。     

艾比湖湿地盐节木土壤固氮微生物群落结构和丰度的环境异质性特点

【背景】新疆艾比湖湿地国家自然保护区作为国内最典型的温带干旱区湿地荒漠生态系统,对于富集生物多样性、平衡生态环境等方面存在着非凡的意义。目前关于艾比湖湿地根际与非根际土壤固氮微生物群落结构和丰度的相关研究还未见报道。【目的】通过分析新疆艾比湖湿地盐节木根际和非根际土壤固氮菌nifH基因的群落结构和丰度的环境异质性特点,及探讨微生物群落对国内极端干旱区脆弱敏感的艾比湖湿地生态系统循环过程中的作用,为改善荒漠化的艾比湖湿地环境提供理论依据。【方法】采用构建克隆文库和q-PCR的方法,并利用冗余分析法(Redundant analysis,RDA)探究土壤理化性质与固氮微生物群落结构及丰度的相关性。【结果】艾比湖湿地盐节木非根际土壤中nifH的多样性高于根际土壤,盐节木根际土壤的nifH序列优势种属主要为固氮根瘤菌属(Azorhizobium)和脱硫弧菌属(Desulfovibrio);非根际土壤的nifH序列优势种属主要是固氮弧菌属(Azoarcus)、太阳杆菌属(Heliobacteriummodesticaldum)和脱硫弧菌属(Desulfovibrio)。盐节木根际土壤nifH数量为4.08×104copies/g,盐节木非根际土壤中nifH的数量为5.52×103copies/g,根际土壤nifH的丰度高于非根际土壤。相关性分析显示,根际土壤的优势类群和丰度与硝态氮(NO3--N)、速效氮、总钾、含水量等因子显著相关,非根际土壤的优势类群和丰度与硝态氮(NO3--N)、速效氮、总磷、总钾、总氮呈显著相关。【结论】在盐节木根际土壤中nifH的丰度高于非根际土壤,而多样性则低于非根际土壤,而且硝态氮(NO3--N)、速效氮、总磷可能会影响固氮微生物的群落结构和丰度,这些特点为湖泊湿地的退化恢复提供理论和数据基础。     

甘肃敦煌西湖湿地植物群落平均盖度与土壤含盐量耦合关系

实地调查了甘肃敦煌西湖国家级自然保护区的湿地植物群落和环境因子,综合比较了各种多样性指数及环境因子,并应用SPSS统计软件的多元方差分析功能筛选出自变量x(含盐量)和因变量y(平均盖度).应用了曲线参数估计法对24个湿地植物群落样方的平均盖度和土壤含盐量进行多次回归模型拟合,最终提出了最优的拟合模型为Logarithmic对数曲线模型,曲线方程:y=1.076-0.391lnx,P(Sig.=0.009)<0.01,并提出模型存在的不足及改进之处,旨在为我国西北干旱地区的湿地植物多样性保护提供科学依据.     

Response of wetland plant communities to inundation within floodplain landscapes

Summary Many floodplain wetlands in south‐eastern Australia have become isolated from the main river channel as a consequence of reduced high flows and associated flood events following river regulation. In the Central Murray region of south‐eastern Australia, many temporary wetlands would have received water once every five years or so, with large floods maintaining floodplain connectivity every decade, under natural conditions. Now, the River Murray is highly regulated and many of these wetland areas have not been flooded for periods of up to 30 years. Consequently, these wetlands are becoming degraded and the biodiversity of the area is in decline. From 2001–2003, 21 Black Box depression wetlands in the Central Murray region were each watered once. Plant communities in each wetland were monitored for changes in abundance (assessed as percentage cover) before and during the wetting and drying phases. Wetlands were watered during spring or early summer with the length of inundation ranging from 6 to 19 weeks. After watering, the percentage cover of native plant taxa and native plant functional groups in most wetlands increased. In general, there was a decrease in the percentage number of terrestrial plants present and an increase in the percentage cover of aquatic plants. Introduced species were a minor component. Although these wetlands are all located in the Central Murray region, individual wetlands developed plant communities that contained taxa specific to individual wetlands despite initial similarities. These results indicate that wetland plant biodiversity within the landscape can be promoted and maintained by ensuring there is a diversity of wetlands with varying flood regimes within the landscape.     

艾比湖湿地芦苇根际黏细菌群落多样性及其时空分布特征

【目的】研究艾比湖湿地芦苇根际土壤未培养黏细菌多样性、群落结构及其时空分布特征,提高对盐碱湿地等极端环境黏细菌资源的认知,为今后开发利用极端环境黏细菌资源奠定基础,也为艾比湖湿地盐漠生态系统修复提供数据支撑。【方法】采集艾比湖湿地10个样地3个月份的芦苇根际土壤,针对16S rRNA基因的V4–V5区使用高通量测序技术研究黏细菌多样性、群落结构及其时空分布特征。【结果】艾比湖湿地黏细菌16S rRNA基因Tags数占细菌的0.22%–3.54%,7月份和样地4的多样性最高,说明属多样性与季节和样地相关。本研究共鉴定到黏球菌目的3个亚目、8个科、14个属,其中海无柄孢囊黏细菌属(Haliangium)为优势属,占10.83%–71.01%。网络共现图表明绝大多数细菌与黏细菌存在相互作用。Spearman分析表明,细菌的Shannon、Chao1和ACE指数影响着黏细菌的多样性和丰富度。冗余分析(redundancy analysis, RDA)表明,土壤无机氮(inorganic nitrogen, IN)、有机质(organic matter, OM)和水溶性镁离子(Mg²⁺)是影响黏细菌多样性、群落结构的主要非生物因子。【结论】艾比湖湿地黏细菌资源丰富,其多样性、群落结构受时空变化影响。生物因素(细菌)和非生物因素(土壤理化性质)共同影响着黏细菌多样性。     

会仙岩溶湿地4种覆被下土壤酶活性和微生物生物量

研究湿地系统中的稻田被撂荒以后土壤酶活性和微生物生物量的变化可以为湿地的保护提供参考依据。以桂林会仙岩溶湿地为研究样地,采集芦苇湿地、华科拉莎草湿地、稻田撂荒地（以双穗雀稗和莲子草为优势植被）和稻田的耕层土壤样品,采用比色法和氯仿熏蒸法分别检测土壤酶活性和微生物生物量。结果表明,稻田撂荒地的土壤微生物生物量碳（MBC）为（345.20±30.06） mg/kg,显著低于其它三种覆被下的土壤;微生物生物量氮（MBN）、微生物DNA、蔗糖酶活性和碱性磷酸酶活性分别为（48.03±18.48） mg/kg、（5.65±1.48）μg/kg、（19.16±1.43） mg g^-1（24h）^-1和（2.20±0.94） mg g^-1（24h）^-1,均显著低于稻田,而与两种天然湿地没有显著差异。主成分分析表明,稻田撂荒地能与稻田明显分开,而与其它两种覆被土壤有所交叉。统计分析表明,MBC和碱性磷酸酶活性均与pH呈显著正相关关系（P<0.05）;MBN、蔗糖酶活性和碱性磷酸酶活性均与土壤总有机碳（SOC）呈显著的正相关关系（P<0.05）;土壤微生物DNA与SOC、总氮（TN）和碱解氮（AN）均呈显著正相关关系（P<0.01）,与Mg²⁺呈显著正相关关系（P<0.05）。以上研究结果表明,会仙湿地中的稻田在撂荒以后,土壤微生物生物量和两种土壤酶活性显著降低,影响微生物生物量和土壤酶活性变化的主要因素是pH、SOC、TN、AN和Mg²⁺。因此,建议在稻田撂荒地上重新种植水稻,以加快会仙岩溶湿地的恢复过程。     

新疆艾比湖湿地主要植物的种间关联分析

根据新疆艾比湖湿地植物群落样方调查的存在-缺失数据,应用主成分分析和聚类分析方法研究了湿地内多物种关联性以及生态种组分类.与传统的成对物种关联分析方法相比较,基于多元分析框架的多物种关联分析和种组分类结果更为可靠、有效;艾比湖湿地的主要植物种划分为3个生态种组,各生态种组内的植物种之间具有相似的生境和生态位.结合统计分析结果与实地调查发现,艾比湖湿地植物种间的正、负关联性以及生态种组的划分主要由植物对水分和盐分生境因素的适应性决定.从多物种关联性和生态种组角度考虑艾比湖湿地生态恢复和保护植物多样性更具有实践价值.     

2008-2014年新疆艾比湖流域土壤水分时空分布特征

传统的土壤水分模拟研究难以从土壤水分变化的时空双向出发表达其连续演变的过程,存在时空尺度效应问题。借助SWAT模型模拟的长时间序列优势,结合高分辨率卫星影像和遥感技术,力图在时空尺度效应问题上取得突破。并利用长时间序列的模拟结果分析流域土壤水分的空间格局和不同维度时空异质性。结果表明：（1）2008-2014年间艾比湖流域土壤水分主要受气温、降水及人类活动影响,呈波动变化,总体偏低且具有逐年减小趋势。（2）受降水、地形及土地覆被影响,土壤水分分布呈现出由山区向两侧平原减少的特点,且林地 > 农用地 > 草地 > 稀疏植被。（3）近10年间土壤水分低值区由原来的北部山区及平原向东部、东南部平原区及南部山区迁移,东部减少最为明显。（4）流域四季土壤水分变化差异显著。其中,春季主要受融雪影响;夏季、秋季主要受降雨量和气温影响;冬季主要受固态降雪和气温影响;且不同年份、相同季节、相同子流域土壤水分变化趋势表现一致。