促淤等人为扰动对长江口滩涂湿地土壤微生物呼吸的影响

为阐明促淤和堤内农业生产对长江口滩涂湿地土壤微生物呼吸(SMR)的影响,在崇明东滩和九段沙湿地设置3个典型区域,研究了人为扰动和自然状况下湿地SMR的差异性,并通过分析不同类型湿地土壤的微生物活性和环境因子阐明了导致SMR差异的主要原因。结果显示,促淤区现有湿地SMR强度((0.41±0.22)mgCO·2g-·124h-1)高于自然状态区((0.07±0.02)mgCO·2g-·124h-1),且差异达到了极显著水平(P0.01);堤内不同农业生产模式导致的施肥强度差异对堤外湿地SMR也有一定影响。通径分析表明,促淤等人为扰动状态下湿地土壤微生物活性增强是导致其SMR较高的主要原因,其中土壤原核微生物多样性指数及蔗糖酶活性与SMR强度的关联性尤为显著。而促淤与堤内化肥施用所引起的已有滩涂湿地土壤环境条件的改变,特别是土壤含水量下降和无机氮含量增高是导致其微生物活性发生改变的重要原因。总体而言,促淤和堤内高强度施肥的农业生产模式一定程度上会增强堤外现有滩涂湿地的SMR,从而弱化其碳汇功能。     

水位调控对崇明东滩围垦区滩涂湿地土壤呼吸的影响

以长江口崇明东滩围垦区滩涂湿地3个地下水位梯度(低水位、中水位和高水位)为对象,于2011年1月至2012年1月测定了湿地的土壤呼吸速率及其主要影响因子.结果表明： 围垦区滩涂湿地低水位、中水位和高水位的土壤呼吸速率年变化幅度分别为0.75～11.57、0.70～12.61和 0.83～6.67 μmol·m^-2·s^-1,土壤呼吸速率的最大值出现在7月,最小值出现在1月;在3个梯度下,0～5 cm层土壤温度为驱动围垦区滩涂湿地土壤呼吸季节动态的关键微气象因子,拟合指数模型可以解释其70 %以上的季节变异,而各梯度间土壤呼吸温度敏感性(Q₁₀值)无显著差异;高水位的土壤呼吸速率最低,可能与土壤温度较低和土壤体积含水量较高有关,中水位的土壤呼吸速率高于低水位,可能是土壤电导率和容重较低,地上生物量和细根密度较高的结果.合理调控围垦区滩涂湿地水位可以降低土壤呼吸速率,增强该类退化湿地的碳汇功能.     

不同植被类型的滩涂湿地土壤线虫群落特征

对江苏盐城湿地保护区内不同植被带土壤线虫的群落结构特征进行了研究.结果表明：调查共鉴定出20科39属,优势属和常见属的数量占总个体数的90%以上;不同植被类型的滩涂湿地土壤线虫总数存在明显差异性,线虫数量范围为每100 g干土79～449条,小麦地显著高于其他植被带,光滩地数量最少.线虫群落生态指数对植被带有不同的响应,土壤线虫群落多样性指数H、均匀度指数J在不同植被带的分布依次为：苇草带＞盐蒿带＞小麦地＞米草带＞光滩带,而优势度指数λ的分布为：光滩带＞米草带＞小麦地＞盐蒿带＞苇草带,表明光滩带的线虫群落多样性和稳定性小于其他植被带,土壤线虫群落趋于单一化;成熟度指数MI表现为保护区内未开垦植被带高于已开垦的小麦地,说明农田受外界干扰明显.不同植被带间的线虫群落结构存在显著差异,各植被带的最大贡献物种各不相同.土壤理化性状与线虫数量、营养类群、生态指数存在明显的相关关系.表明线虫群落的变化能很好地反映植被带生境的多样性,土壤线虫可作为湿地生态系统中一个重要的生物指示因子.     

荒漠生态系统鼠类对土壤和植被的扰动效应

干扰形成的斑块对荒漠生态系统时空异质性的维系和发展具有重要意义。鼠类作为生物干扰的重要代表,是荒漠生态系统斑块形成的主要来源,它们已从生理、形态、行为进化出一系列特点适应了荒漠生态系统的严酷环境,同时其挖掘、采食行为也深刻影响着荒漠生态系统的环境。本文主要从鼠类活动对土壤(包括土壤发生过程、土壤斑块的形成、土壤理化性质)和植物群落(包括物种多样性、生产力、植物种子)的扰动效应做了归纳总结,旨在阐明鼠类在荒漠生态系统中的作用。     

鸭绿江口湿地滩涂表层沉积物重金属空间分布特征及生态风险评价

利用GIS软件空间内插值法分析鸭绿江河口近海湿地滩涂表层沉积物重金属的空间分布特征,并采用环境风险指数法和潜在生态危害指数法进行重金属元素的生态风险评价.结果表明: 研究区表层沉积物中的重金属含量与国内典型河口湿地相比处于较高水平.从空间分布上看,重金属含量东部高于西部,在人类活动密集区存在明显的累积性.环境风险指数法分析结果表明,Cu对该区域环境污染的影响最大,而Hakanson潜在生态危害指数法分析结果表明,Hg和Cd的潜在生态危害最大,重金属的综合潜在生态危害指数介于93.65～507.20,平均值为189.30,属于中等生态危害,并以东部潜在危害程度最大,应作为今后重金属污染防治的重点区域.     

盐城滨海滩涂湿地典型植物群落土壤微生物组成与结构特征

土壤微生物是生态系统维持正常结构与功能的重要组成部分,为探究盐城滩涂典型湿地土壤微生物群落结构特征,以江苏盐城滩涂互花米草、藨草、盐地碱蓬、芦苇及淤泥质光滩5种典型群落为对象,采用16S rRNA高通量测序技术分析0—10 cm(表层)、10—30 cm(中层)、30—60 cm(深层)土壤微生物多样性及群落结构。结果表明：(1)几种植物群落间,土壤微生物群落结构差异较大,主要体现在细菌群落结构的差异性,古菌群落结构差异相对较小。光滩与植物群落间,在土壤细菌种类及相对丰度上差异相对较大,互花米草群落与本土植物群落间,在微生物群落的细菌种类组成上存在较大差异;藨草群落土壤表层微生物群落结构与互花米草群落相似,深层与盐地碱蓬、芦苇群落相似。(2)同一群落不同层次土壤微生物群落结构相似,差异小于不同群落间土壤微生物群落的结构差异性;不同群落对应层次间,表深层土壤中五种群落土壤微生物多样性存在显著差异,中层土壤中五种群落微生物多样性差异不显著。总体上,植物群落类型对土壤微生物群落结构的影响大于土壤深度;与本土植物群落相比,互花米草群落土壤主要优势门微生物种类差异较小,但部分优势门微生物相对丰度...     

鄂尔多斯台地盐沼滩涂湿地土壤细菌群落结构及特征

依据植被分类法将鄂尔多斯高原盐沼滩涂湿地划分为肉质耐盐草甸(B)、苔草草甸(C)、禾草草甸(D)和杂类草草甸(E)等4个植被亚型,并以盐沼裸地(A)为对照样地,共计5种盐沼滩涂湿地景观类型。运用高通量测序技术分别研究其土壤细菌群落结构特征、分布情况,以及土壤盐分与土壤细菌之间的关系。结果表明:(1) 5种盐沼滩涂湿地的土壤细菌样品共12213条OTUs,属于45个门,122个纲,365个目,663个科,1375个属,2882个种。(2)变形菌门(26.19%)是盐沼滩涂湿地平均相对丰度最高的门,其次为放线菌门(17.15%),绿弯菌门(12.62%),芽单胞菌门(Gemmatimonadetes,11.23%),拟杆菌门(Bacteroidetes,9.38%),酸杆菌门(Acidobacteria,8.83%)厚壁菌门(Firmicutes,2.96%);芽单胞菌纲中的未定细菌(norank＿c＿Gemmatimonadetes)是丰度最高的属,平均丰度为5.75%。(3)鄂尔多斯盐沼滩涂湿地自西南向东北,空间位置相近的土壤细菌群落结构具有更大的相似性,随着土壤盐分变化,变形菌门相对...     

盐城滩涂湿地典型植物群落土壤活性有机碳组分分布特征

土壤活性有机碳是土壤有机碳动态的敏感性指标,可以及时反映土壤有机碳库的周转和动态变化过程。为探究盐城滩涂湿地土壤活性有机碳组分的分布特征及其影响因素,本研究以江苏盐城滩涂湿地4种典型植物群落为对象,分析了0～10 cm(表层)、10～30cm(中层)、30～60 cm(深层) 3个层次土壤总有机碳(TOC)、易氧化碳(EOC)、水溶性有机碳(DOC)、颗粒有机碳(POC)等与土壤因子、地上生物量等之间的相关性。结果表明:(1)不同植物群落间,土壤TOC含量差异较大,但土壤EOC和DOC含量差异相对较小。不同土层间,互花米草群落深层TOC含量略高,其他群落随深度增加呈下降趋势,POC含量随土壤深度增加逐渐下降。(2)冗余分析表明,地上生物量(AGB)和土壤pH对3个土层土壤有机碳组分含量的单独解释率均为最高,土壤还原性物质总量(RS)的解释率随土壤深度的增加呈上升趋势。土壤含水量(SWC)在表、中层土壤的单独解释率均为最低,其对土壤有机碳组分含量影响较小。(3) EOC在表层土壤中与总磷(TP)、总氮(TN)呈显著正相关,与pH呈显著负相关,在中、深层与土壤因子无显著相关。DOC在表层土...     

互花米草入侵对滩涂湿地甲烷排放的影响

在浙江省台州市附近滩涂湿地设置3个不同互花米草入侵密度梯度,即仅有本土植物样地、互花米草与本土植物混生样地和互花米草单优群落样地,研究互花米草入侵对滩涂湿地CH₄排放的影响.结果表明: 3个样地CH₄排放通量为0.68～5.88 mg·m^-2·h^-1,CH₄排放通量随着互花米草入侵梯度的增加而显著升高,互花米草单优群落样地CH₄排放通量分别为本土植物样地和混生样地的8.7和2.3倍.互花米草入侵显著提高了产甲烷菌数量、产甲烷潜力、甲烷氧化菌数量、甲烷氧化潜力、植物生物量、土壤有机碳含量和土壤pH,降低了土壤全氮含量.CH₄排放通量与土壤全氮呈显著负相关,与产甲烷菌数量、产甲烷潜力、甲烷氧化菌数量、甲烷氧化潜力、植物生物量和土壤pH呈显著正相关.互花米草的入侵提高了滩涂湿地植物群落生物量和土壤pH,促进了产甲烷菌数量和产甲烷潜力,从而提高了滩涂湿地的CH₄排放.     

宁夏震湖滩涂湿地盐生植物群落多样性与土壤盐碱度分析

该研究以宁夏西吉震湖滩涂湿地4种典型盐生植物群落作为研究对象,通过野外调查采样,实验室分析,结合经典统计学方法,研究柽柳(Tamarix sp.)、盐角草(Salicornia europaea)、碱蓬(Suaeda glauca)、芦苇(Phragmites australis)(矮生型)等4种盐生植物群落多样性格局,分析4种盐生植物群落及湖滩裸地土壤全盐和pH特征,为湿地自然保护区湖滨湿地的保护与恢复提供依据。结果表明:(1)在4种盐生群落斑块中共发现植物26种,藜科、禾本科、菊科分别占植物总数的23.08%、19.23%和19.23%;柽柳群落为盐生灌丛,物种数繁杂;盐角草群落、碱蓬群落和芦苇群落属于盐生草甸,物种组成单调,大多是单优群落斑块;3种盐生草甸群落中优势种的重要值显著高于盐生灌丛中柽柳的重要值(P0.05)。(2)Margalef丰富度指数、Shannon-wiener指数和Simpson优势度指数均是柽柳群落最大,分别为1.105、1.706和0.552;Pielou均匀度指数为:盐角草群落芦苇群落碱蓬群落柽柳群落,分别为1.166、1.021、0.997和0.813。(3)4种盐生群落类型及湖滩裸地土壤全盐表层(0~10cm)表聚效应显著(P0.05);表层土壤全盐依次为湖滩裸地盐角草群落碱蓬群落柽柳群落芦苇群落,土壤盐度分别在0.44%~0.58%、0.49%~0.53%、0.15%~0.54%、0.27%~0.45%和0.18%~0.39%之间;柽柳群落土壤pH随土层加深依次降低,3种盐生草甸土壤pH随土层加深先迅速增大后基本不变,湖滩裸地pH随土层加深先迅速减小后基本不变。     

滩涂围垦和土地利用对土壤微生物群落的影响

土壤微生物在生态系统营养物质循环过程,特别是碳、氮循环过程中扮演着重要的角色。上海市崇明岛位于长江入海口,因其土壤发育时间较短、土地利用历史背景清晰、土壤本底均一,不同土壤围垦年代的土壤,代表了土壤发育年代的不同时期。以空间变化代替时间变化,对崇明岛稻田和旱地6个不同围垦年代土壤的磷酸脂肪酸(PLFA)指纹图谱研究表明,湿地滩涂围垦16a后土壤微生物总PLFA、细菌PLFA、革兰氏阳性菌(G+)PLFA和革兰氏阴性菌(G-)PLFA含量显著降低。随着围垦时间的逐步增加,PLFA含量逐步上升。经过长时间的农业种植,G+PLFA在围垦120a和300a稻田和旱地土壤中没有显著性差异;而总PLFA、细菌和G-PLFA在围垦75、120a和300a的土壤中含量趋于稳定且没有显著性差异。围垦16a和40a稻田土壤中总PLFA和G+PLFA显著高于旱地土壤;围垦40a稻田土壤中细菌和G-PLFA显著高于旱地土壤。不同围垦年代土壤总PLFA、细菌PLFA与土壤总氮、粘土含量成显著的正相关关系。河口湿地围垦后微生物数量的变化与土壤营养含量存在强烈相关关系,提示土壤围垦及演替过程中微生物与土壤肥力之间的紧密关系,对探讨土壤演替过程中微生物群落的变化具有重要意义。     

耕作对干旱区表层土壤无机碳的影响

为阐明干旱区耕作对0~50 cm表层土壤无机碳的影响,以新疆三工河流域不同开垦年限(未开垦荒地、5年、20年、50年和100年)土地为研究对象,对比分析了0~20和20~50 cm土层土壤无机碳在不同生长季和耕作年限下的聚积与分布特征。结果表明:生长季节内,不同耕作年限土壤无机碳含量具有相似的规律,趋于先增加后减小,6月值最大;各土层内,老绿洲原生荒地的土壤无机碳含量聚积加强,而灌溉土地则减少,同时,新绿洲原生荒地和灌溉土地土壤无机碳聚积作用趋势相反,即表层0~20 cm原生荒地土壤无机碳聚积,下层20~50 cm减少,而灌溉土地则表层减少、下层聚积;开垦5年后,土壤p H值显著降低(P0.05);随着开垦年限的增加,土壤无机碳含量和储量均先增加后减少,开垦20年土壤无机碳含量最高,是开垦100年的1.8倍,并且其储量达66.80 kg·m~(-2)。总体来看,耕作20年后,表层0~50 cm土层土壤无机碳含量和储量均开始减少。     

垦殖对沼泽湿地土壤呼吸速率的影响

三江平原是我国最大的沼泽化低平原,同时也是受人类活动影响最剧烈的区域之一。选取三江平原两类典型湿地-常年积水的毛果苔草(Carex lasiocapa)沼泽和季节性积水的小叶章(Deyeuxia angustifolia)草甸及由其垦殖的水田和旱田为研究对象,利用静态暗箱-气相色谱法对土壤呼吸速率进行了观测。研究结果表明,小叶章草甸与毛果苔草沼泽土壤呼吸速率的季节变化形式相同,为单峰型,在夏季出现排放峰值,而冬季呼吸速率最低。沼泽湿地垦殖为旱田后,土壤呼吸速率的季节变化形式未发生变化,但垦殖为水田后,土壤呼吸速率排放峰值的时间延后在秋季出现。毛果苔草沼泽、小叶章草甸、旱田及水田通过土壤呼吸释放的碳量分别为(3.1±0.4)、(4.8±0.7)、(2.8±0.4)、(2.2±0.3)tC.hm-2.a-1。毛果苔草沼泽土壤呼吸速率低于小叶章草甸是由沼泽湿地的积水环境差异造成的,而沼泽湿地垦殖为农田后土壤呼吸作用减弱,主要是由于垦殖后土壤有机碳含量大幅降低所致。相关分析表明,温度和土壤湿度(或积水深度)是影响土壤呼吸速率的重要因素,温度与小叶章草甸、毛果苔草沼泽以及旱田土壤呼吸速率呈显著指数关系,Q10值分别为2.1、2.5和1.8,沼泽湿地垦殖为旱田后温度敏感性指数降低,主要是由于土壤微生物营养源减少从而对微生物营养供应受限造成的。小叶章草甸、毛果苔草沼泽、旱田以及水田土壤呼吸速率与土壤湿度/积水深度之间的关系可用线性或二次曲线方程来描述。     

景观格局对农业表层土壤重金属污染的影响

景观格局是决定诸多生态过程的重要因素,但其对农业土壤重金属污染的影响尚未明确.鉴于此,本研究基于珠江三角洲2005年的300个表层土壤As、Pb、Cd、Ni样点数据和土地利用/覆盖图,使用地统计分析、景观格局分析、单因子污染指数和Pearson相关分析,揭示4种农业表层土壤重金属的污染特征及空间分布格局,探讨样点缓冲区内景观格局与农业表层土壤重金属污染的定量关系.结果显示:1)235个农业表层土壤样品中,As、Pb、Cd和Ni超过国家土壤质量二级标准的比例分别为3.8%、0.4%、17.0%和9.4%,高污染区主要位于广州、佛山和中山;2)耕地表层土壤样品中重金属的平均污染水平大于林地和果园,但除了Cd,其他3种重金属污染水平在不同农用地类型上的差异并不显著;3)缓冲区内水体的比例、平均斑块规模、破碎化程度、景观形状复杂度和聚集度/连接度与4种表层土壤重金属污染水平呈显著正相关;缓冲区内城市用地的部分景观格局与土壤Pb和Cd污染水平呈现类似的显著正相关.相反,缓冲区内林地的比例、平均斑块规模和聚集度越大,土壤Pb和Ni污染水平越低(呈显著负相关,P<0.05);4)距离工业用地越近,农业表层土壤Pb、Cd和Ni污染水平越高.景观多样性仅与土壤Cd污染呈显著正相关.研究结果可为珠江三角洲农业土壤重金属污染防治提供理论依据.     

荒漠藓类植物死亡对表层土壤酶活性的影响

土壤胞外酶作为土壤生物化学反应的催化剂,直接驱动了土壤物质循环和能量流动过程。全球气候变化和土地利用类型改变致使维持荒漠地表稳定的生物土壤结皮中的藓类植物出现不同程度的死亡,然而,藓类植物的死亡将如何影响荒漠表层土壤养分循环过程仍缺乏研究。该研究选取新疆古尔班通古特沙漠优势藓类结皮为研究对象,测定了自然存活及自然死亡藓类结皮下不同土层(0–2、2–5、5–10、10–20cm)碳氮磷循环相关酶活性。结果发现:除蔗糖酶外,藓类植物死亡显著影响了β-葡萄糖苷酶、过氧化物酶、多酚氧化酶、脲酶、硝酸还原酶、植酸酶和碱性磷酸酶活性,并随土壤深度的增加酶活性逐渐递减。同时,藓类植物死亡显著抑制了植酸酶活性,促进了与碳氮磷循环相关的土壤酶活性。土壤碳氮循环相关酶活性与土壤有机碳、全氮、NO₃^–-N和NH₄⁺-N含量显著正相关,与pH显著负相关;植酸酶、碱性磷酸酶活性与土壤全磷、速效磷含量相关性不显著。荒漠藓类植物的死亡,在短期内显著改变了土壤酶系统,加速了土壤养分循环。     

海洋酸化对蟹类影响的研究进展

人类活动排放二氧化碳引起了海水碳酸盐平衡体系变化和pH下降, 最终导致了“海洋酸化”。海洋酸化对蟹类产生了从表观到分子的多重影响。文章在总结海洋酸化对各种蟹类生长发育、生理与代谢、表型和行为等方面影响的基础上, 对其影响的机理展开了讨论, 并对控制海洋酸化及其对蟹类的影响研究提出了意见和建议。     

淋洗脱盐对滩涂土壤孔隙水重金属垂直迁移的影响

通过淋洗实验,对滩涂土壤在不同脱盐阶段、不同深度的孔隙水重金属含量、土壤氧化还原电位、孔隙水pH 值以及土壤含水率等理化性质进行分析.结果表明:在脱盐过程中,同一盐分梯度孔隙水Cd 、Pb 和Cr 含量从0-10cm 到35-50cm土层都呈现由小到大的垂直分布变化,而从35-50cm 到50-65cm 土层孔隙水Cd 、Pb 和Cr 含量无明显变化;对于不同脱盐阶段土柱,孔隙水Cd 含量分布变化不明显,Pb 含量从高盐分到低盐分呈现由大到小的变化规律.不同处理孔隙水Cr 的平均含量在电导率由7000 μs ·cm-1 到5000 μs ·cm-1 时明显减小,而在5000 μs ·cm-1 以后,含量变化不明显.这一研究结果为治理滩涂土壤重金属污染提供理论依据.     

农田开垦对三江平原湿地土壤种子库影响及湿地恢复潜力

种子库是湿地植被恢复的重要途径之一,不同时期的耕作土壤中残留的种子对开垦湿地恢复具有重要的作用.本文采用温室萌发法在两种水分条件下对三江平原天然湿地、不同开垦年限湿地种子库结构和规模进行了研究,以了解不同开垦年限湿地种子库特征及其在湿地植被恢复中的潜力.本次实验共萌发物种50种,随着开垦年限增加,萌发物种逐渐减少,天然湿地、开垦1年、3年、10年、20年的湿地分别为34种、31种、21种、21种和8种,萌发物种数与种子库规模均表现出极显著差异(F1=8.32,F2=5.946,P＜0.001).种子库密度以天然湿地和开垦1年湿地最大,分别为7624粒/m2,9836粒/m2.随着开垦年限增加,种子库规模逐渐减小,开垦3年、10年种子库密度为4336粒/m2,4872粒/m2.开垦20 a后,显著减少为432粒/m2.湿润条件下萌发物种数及种子密度显著高于淹水处理,种子库具有明显的分层现象,0-5 cm土层种子库规模显著高于5-10 cm.小叶章(Calamagrostis angustifolia)作为该地区优势物种,由最初的1192粒/m2,经过20 a开垦后在种子库中消失.研究表明,在一定的开垦年限范围内,开垦湿地土壤中仍然保留大量的湿地物种种子,在湿地恢复中具有重要的作用.     

古尔班通古特沙漠区大沙鼠对荒漠植物群落的扰动效应

2006年5月,调查了大沙鼠洞区和对照区植物种类组成、盖度、密度、地上生物量,研究了大沙鼠对古尔班通古特沙漠植物群落物种组成和植被结构的影响.使用Mann-Whitney U检验表明,洞区植物种数(16.1)显著高于对照区(13.8)(Z=2.436,P<0.05);洞区半灌木种数(0.8)显著低于对照区(1.9)(Z=3.442,P<0.01).受大沙鼠扰动影响,大沙鼠洞区植被平均盖度(2.40%±2.30%)显著低于对照区(14.46%±6.82%)(Z=3.63,P<0.01);大沙鼠洞区地上植物生物量(6.52 g·m-2±6.30 g·m-2)显著低于对照区(23.3 g·m-2±12.85 g·m-2,Z=3.708,P<0.01).大沙鼠洞区Simpson指数(0.75±0.10,n=10)和Shannon-Wiener指数(0.78±0.12,n=10)显著高于对照区Simpson指数(0.61±0.16)和Shannon-Wiener指数(0.60±0.16)(t=2.362,P<0.05;t=2.948,P<0.01).结果表明:大沙鼠的掘洞、采食行为能够提高古尔班通古特沙漠1年生植物的物种多样性,并导致半灌木衰败.洞区的植物群落在一定程度上显现出次生演替的特征.     

重金属对土壤微生物的生态效应

通过分析重金属对土壤微生物生化过程与数量、种群及群落的影响、影响重金属对土壤微生物毒性的因素、重金属对土壤微生物毒性的评价指标、微生物对重金属的耐性与适应性以及重金属毒性的差异 ,综合评述了重金属对土壤微生物的生态效应 .