三峡库区消落带4种适生植物根际与非根际土壤养分与酶活性特征研究

三峡库区消落带植被修复过程中,物种的更替对库区土壤的地球化学循环产生潜在影响。以三峡库区忠县石宝寨汝溪河消落带植被修复示范基地165-170 m海拔段人工种植狗牙根、牛鞭草、落羽杉以及立柳根际与非根际土为试验对象,探究其根际与非根际土壤的养分含量及酶活性差异,以阐明不同物种的生长适应性及其根际养分利用策略,比较不同物种对库区土壤的营养改良作用。结果表明：（1）三峡库区消落带4种适生植物根系活动导致根际与非根际土壤养分因子以及土壤酶活性产生差异,不同物种的栽植均在一定程度上使库区土壤营养条件得以改善;（2）碳、氮两种元素在4种适生植物根际土壤中发生不同程度的富集,但磷素与钾素在不同物种根际与非根际土壤之间的变化不一致;（3）蔗糖酶、脲酶以及酸性磷酸酶在4种适生植物根际土中均表现出一定程度的根际正效应（R/S>1）,且狗牙根对3种土壤酶的根际活化效果最为明显,其根际效应分别高达2.39、1.89和2.7;（4）在植物根系的调控下,根际土中有机质与氮素、磷素以及钾素的相关性更为显著,而非根际土壤中,仅钾素与有效氮、有效磷呈显著负相关,其余各土壤养分因子之间均无显著相关性;（5）与落羽杉和立柳两木本植物相比,狗牙根与牛鞭草两草本植物根际具有更为合理的养分调节模式,对库区土壤的改良效果更好。     

三峡库区消落带初期土壤养分特征

对三峡库区消落带回水区内2种主要植被类型土壤养分特征进行了研究。结果表明,除有效磷外,次生灌丛土壤养分含量均高于弃耕地,且其他养分指标变异系数在50%左右,而有效磷的变异系数达到91%。随海拔的升高,土壤养分未表现出明显差异性。与对照样带相比较,消落带内全磷、全钾、有效磷、速效钾含量增加,表明水淹和清库等人为活动对土壤母质风化影响严重,导致消落带内土壤磷和钾含量增高,而速效钾在水淹后则大量流失;随着土壤层次的加深,除了有效磷外,其他养分都表现出逐渐降低的趋势。消落带处于幼年时期,尚未形成明显的水分梯度,其养分和水分没有显著的相关性。     

土壤—植物根际磷的生物有效性研究

土壤－植物根际磷的生物有效性研究李法云高子勤（辽宁大学生物系,沈阳１１００３６）（中国科学院沈阳应用生态研究所,１１００１５）ＳｔｕｄｙｏｆＰｈｏｓｐｈｏｒｕｓＢｉｏｌｏｇｉｃａｌＡｖａｉｌａｂｉｌｉｔｙｉｎｔｈｅＳｏｉｌ＿ｐｌａｎｔＲｈｉｚｏｓｐｈ...     

宁南山区典型植物根际与非根际土壤碳、氮形态

以宁南山区典型植物冰草、冷蒿、长芒草、百里香和铁杆蒿为对象,研究不同植物根际土壤和非根际土壤碳、氮形态的变化.结果表明:5种植物对根际土壤和非根际土壤碳、氮含量的影响不同.其中,铁杆蒿的根际土壤碳含量最高,总有机碳、轻组有机碳和重组有机碳含量分别为22.94、1.95和20.88g·kg-1,长芒草的根际土壤氮含量最高,总氮、可矿化氮和速效氮含量分别为2.05g·kg-1、23.73mg·kg-1和11.99mg·kg-1.冷蒿的根际土壤中活性有机碳/总有机碳、可矿化氮/总氮最高,有利于土壤中碳素和氮素向活性态转变.轻组有机碳、可矿化氮可作为植物生境改变的敏感指标.5种植物根际土壤各形态碳、氮含量总体上高于非根际土壤.     

三峡库区消落带外来植物入侵与景观基质组成结构的关联性

外来物种入侵过程不仅受入侵地生境的影响,也受到周边景观基质的影响.厘清景观基质对外来入侵物种的影响,对于外来物种的入侵管控具有重要意义.本研究针对长江三峡库区消落带植物群落开展调查,评估三峡库区消落带外来植物入侵现状;在岸线以上(含消落带)2000 m范围内划分出10个景观格局尺度,采用14个指标分析景观基质组成结构;...     

宁南山区典型植物根际与非根际土壤微生物功能多样性

选择宁南山区9种典型植物的根际与非根际土壤为研究对象,采用Biolog方法对土壤微生物功能多样性进行了研究。结果表明:9种不同植物根际土壤与非根际土壤的微生物活性(AWCD)、微生物多样性指数和微生物均匀度指数均存在明显差异;除冰草外,其他各种植物的根际土壤的微生物活性AWCD、微生物多样性指数和微生物均匀度指数均比非根际土壤的高;9种典型植物根际土壤微生物主要碳源利用类型是羧酸类和氨基酸类,非根际土壤微生物主要碳源利用类型是羧酸类、胺类、氨基酸类;微生物活性、微生物多样性指数和微生物均匀度指数两两之间均达到了极显著相关,与土壤化学性质各指标之间均未达到显著相关水平。     

底栖藻类对消落带土壤中各形态磷的影响

为揭示底栖藻类对三峡库区消落带淹没初期土壤中不同形态磷的影响作用,开展了相关的模拟实验。结果表明,在模拟的底栖藻类影响条件下,消落带土壤中铝磷（Al-P）的含量在实验期间处于波动状态,Al-P相对于其余形态的磷更易于被藻类吸收利用,且与藻类生长存在密切相关,即底栖藻类生长状态较好时,土壤中Al-P呈现下降趋势;而生长状态较差时,土壤中Al-P又出现略微上升的趋势。在实验后期土壤中Al-P含量上升,可能是其余形态的磷转化而来。底栖藻类的生长对不同深度土壤中铁磷（Fe-P）的影响不同,其生长对2-4 cm层土壤的影响较大,而对其余层影响不大。不同深度土壤中闭蓄态磷（O-P）和钙磷（Ca-P）含量差异不明显。实验后期Fe-P、O-P和Ca-P含量一直呈现下降的趋势,只有Al-P在后期出现上升的趋势,说明在淹水条件和底栖藻类生物膜共同作用下,土壤磷的有效性提高,土壤中难溶性磷向易溶性磷转化。       

三峡消落带落羽杉人工幼林叶片分解及磷释放特征

为探究三峡消落带人工重建植被落羽杉（Taxodium distichum）幼林叶片在不同水文条件下的分解特征及其对土壤-水体磷的贡献潜力,本实验在控制条件下,模拟三峡库区消落带土壤水分变化设置了常规生长水分条件（CK）、轻度干旱水分胁迫（T1）、潮湿（T2）、2 cm水淹（T3）、10 cm水淹（T4）5个不同处理,研究落羽杉叶片分解及磷释放特征。研究结果表明：（1）在整个试验期间（90 d）,T3、T4两个水淹处理的叶片失重率分别达51%（T3）和55%（T4）,显著高于CK、T1、T2三个未水淹处理;（2）未分解残留叶片中的全磷含量在CK、T1、T2三个未水淹的处理组呈现增加趋势,而水淹处理（T3、T4）呈减少趋势;（3）土壤全磷含量在试验过程中呈现波动性变化特征,但至试验结束时,各处理中土壤全磷含量与CK相比均无显著差异;（4）T3、T4处理中叶片添加显著增加了上覆水体中总磷含量,试验过程中呈现出在分解初期迅速上升,在分解10 d时达到峰值,之后逐渐降低并趋于稳定,但试验结束时仍显著较高,分别是对应无叶片组的17.15倍（T3）和5.81倍（T4）。这些结果说明水淹通过促进落羽杉叶片的分解从而增加上覆水体中磷的含量,因此有必要在水淹前对消落带的落羽杉幼林叶片进行适时采收,以尽可能减少其对库区水体的磷负荷。     

香根草形态性状和光合特性对三峡库区消落带水陆生境变化的响应

基于定位观测,研究三峡库区消落带淹水区和未淹区香根草的形态性状、生物量、光合参数和资源利用效率,并对其适应机制进行讨论。结果显示:(1)香根草可以在消落带每年淹水期4个月左右、淹水深度小于9m的海拔区段存活。(2)淹水区香根草的地上部分多数形态性状指标较未淹区有所降低,降低幅度随香根草露出水面恢复生长的时间长短而异。(3)淹水区香根草总生物量、地上部分生物量分别减少10.58%、48.46%,而根径、根系长度、根系数量、根幅、地下生物量以及地下/地上生物量的比值分别提高12.50%、24.13%、19.09%、78.46%、30.04%、151.71%;同期香根草的蒸腾速率、气孔导度和胞间CO2浓度分别减少20.75%、9.19%和10.04%,而净光合速率、水分利用效率、表观CO2利用效率分别提高7.23%、36.47%和63.64%。研究表明,加速根系分蘖和生长、增加叶片长度和地下生物量,降低植株高度、减少蒸腾、提高水分和CO2利用效率是香根草对三峡库区消落带水陆生境变化的适应对策。     

三峡库区消落带农作区镉污染特征研究

为了研究三峡库区消落带农作区重金属镉的污染状况,对三峡库区典型支流-苎溪河消落带农作区耕作情况及镉污染状况进行了调查。结果表明:苎溪河消落带农作区土壤镉含量普遍偏高,均超过了国家土壤环境质量三级标准,远高于四川省土壤环境背景值,并存在中等程度变异,说明镉污染存在普遍性。相应地上作物不同部位对镉均有一定程度富集,叶的富集能力最大,而果实的富集能力相对较小。作物可食部分镉富集能力顺序为:蕹菜>香菜>花生>豇豆>绿豆。其中,香菜和蕹菜的风险商HQ值>1,暴露风险高,对三峡库区生态安全存在一定潜在健康风险。     

三峡库区消落带4种典型草本植物的生态化学计量特征

为研究三峡水库消落带优势植物的养分利用特征及其对生境的适应策略,选择消落带分布最多的4种草本植物为研究对象,分析了植物根、茎、叶的碳(C)、氮(N)、磷(P)、钾(K)含量和化学计量比特征。结果表明:(1)相比陆地系统和自然湿地系统,消落带植物具有较低的C含量和较高的N、P、K含量,C/N、C/P、C/K均较低,表明植物具有低固碳和高养分积累、低养分利用效率和高生长速率的特征;(2)4种植物的养分含量和计量比存在一定差异,其中狗牙根具有较低的N、P、K含量和较高的C/N、C/P、C/K,且变异系数均低于其他3种植物,其低养分需求、高养分利用效率以及较强的内稳性可能是其在库区分布最广的重要机制;(3)4种植物在不同器官的养分分配策略相似,均表现为叶片C含量低于根和茎,而N、P、K含量则显著高于根、茎;同时,与根、茎相比,叶片C/N、C/P、C/K较低,N/P、N/K较高,且在不同生境条件下变异系数较小,表现出相对较高的稳定性;(4)落消带植物的养分含量及计量比从全库区上游至下游的空间变异性较强,其中N、C/N、N/P变异性较大,而C、P、K变异性较小,表明植物N含量受生境变化的影响较大,...     

Habitat Use by YOY in the Littoral Zone of an Artificially Heated Reservoir

Both temporal and spatial distributions of a young of the year (YOY) fish community were studied in the littoral zone of a French reservoir. The time survey indicated that littoral occupation highly depends on YOY time of appearance. During late spring and summer, the smallest white bream YOY (L_T < 20 mm) were restricted to complex habitats whereas those of pumpkinseed occupied all available habitats. Growing white bream progressively migrated to open water areas. At that time, pumpkinseed was the only species sampled in abundance in the littoral zone and was still collected in all habitats. The success of the introduction of pumpkinseed might be explained by both its late hatching and its opportunistic strategy in habitat selection enabling it to exploit physical spaces left vacant. (© 2008 WILEY‐VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim)     

黄土高原典型植物根际对土壤微生物生物量碳、氮、磷和基础呼吸的影响

选择黄土高原7种典型植物的根际与非根际土壤为研究对象,对土壤的养分含量、微生物生物量碳、氮、磷和基础呼吸的影响进行了初步研究。结果表明,7种不同植物根际土壤与非根际土壤的养分含量、微生物生物量和基础呼吸均存在显著差异;除冷蒿的土壤微生物生物量磷以外,其他各种植物的根际土壤的养分含量、微生物生物量和基础呼吸均比非根际土壤的高;土壤有机碳、全氮与土壤微生物生物量碳、氮及基础呼吸之间均具有极显著或显著相关关系,表明了土壤微生物生物量碳、氮可以作为判断土壤肥力状况的生物学指标,同时也可为提高土壤肥力水平和土壤培肥效果提供依据。     

三峡库区消涨带植被重建

重建三峡水库消涨带植被对于恢复消涨带功能、维持三峡工程安全和修复长江流域退化生态系统具有十分重要的意义.消涨带可分为自然消涨带和人工消涨带,自然消涨带及其植被是流域生态系统的组成部分,具有重要的生态、社会和经济价值.人为控制水位涨落而形成的人工消涨带很少有植被覆盖,属于退化的生态系统.三峡消涨带包括三峡自然消涨带和三峡水库消涨带,三峡工程的建设将淹没三峡自然消涨带及其植被并产生没有植被覆盖的三峡水库消涨带.作者认为开发利用三峡水库消涨带土地资源,发展库区经济将导致库区生态环境恶化、危及三峡工程安全且不利于长江流域生态系统的健康.解决三峡水库消涨带问题的关键是重建消涨带植被,并恢复其功能.该文从水利建设与环境保护的关系、三峡水库管理与库区景观建设的需要、消涨带功能恢复与流域生态系统康复和促进水库消涨带研究的深入阐述了开展三峡水库消涨带植被重建的必要性.     

三峡库区消落区几种两栖植物的适生性评价

根据三峡库区消落区的环境特征,两年间通过在库区消落区山地实验基地的种植及实地淹没试验,对几种备选用于生态修复的两栖植物进行适生性评价筛选研究.结果表明:狗牙根(Cynodon dactylon)、野地瓜藤(Ficus tikoua)、尼泊尔蓼(Polygonum nepalense )、水花生( Alternanthera philoxeroides)、百喜草(Paspalum Notatum )、香根草(Vetiveria zizanioides)、苏丹草(Sorghum sudanense)在100～150d的低水位出露期内均可完成生长、发育成熟过程,可作为消落区生态恢复的备选物种.其中,苏丹草可作为速生物种,能迅速恢复水位下降后消落区的植被覆盖率;复合群落在生长期间比单一种群提前5～10d完成对地表的覆盖,群落的稳定性、耐淤积性及抗干扰性较强,次年的萌发也更好,有利于构建稳定的生态系统;狗牙根、尼泊尔蓼和野地瓜藤根系生长良好,其中狗牙根在一个生长季内根系最长可达75cm, 有利于消落区控制水土流失;在自然水淹最深为15m,淹没时间6d的情况下,复合群落组植物、尼泊尔蓼、野地瓜藤、狗牙根和苏丹草的植物均能短期耐水淹和淤泥,水花生则是在水淹较深处能够生长良好;180d水下1.0～1.5m的连续淹水实验结果表明,狗牙根和野地瓜藤的耐淹性较强,经过长达半年的淹水过程能够成活,并在次年自然萌发;同时5～25m的深部淹水实验表明,随着深度增加,狗牙根的落叶率逐步提高,在180d的淹没后能够成活,并在次年自然萌发,可作为构建消落区生态系统的两栖植物物种.     

三峡水库消落带外来植物组成及分布特征

[目的]探究三峡水库消落带外来植物的物种组成及分布特征,为库区外来植物管理防控、生物多样性保护和生态安全管理提供理论支持和数据参考。[方法]通过对库区消落带外来植物的实地调查,结合文献资料,研究外来植物的物种组成、原产地、引入途径、生活型及消落带外来植物的分布现状。[结果]三峡水库消落带存在66种外来植物,隶属于22个科50属,其中菊科、豆科、茄科和苋科是三峡水库消落带外来植物的优势科,共有40种,占总种数约60.6%,菊科的数目最多,达到21种;外来植物中来源于美洲的物种最多,达到66.7%;生活型以一年生草本植物居多;花果期多集中于5—10月份;外来植物中分布最为广泛的物种是大狼杷草、喜旱莲子草、鬼针草、钻叶紫菀、小蓬草和土荆芥;三峡水库内库首和库中区域消落带分布的外来植物较多。[结论]三峡水库消落带外来植物种类较多,分布广泛,在常年回水区外来植物入侵态势较为严重,入侵植物防控的形势不容乐观。建议结合消落带管理方法和消落带植物群落特征建立外来植物防治机制,积极采取相关措施,加强消落带外来植物扩散机制及其对本地生态系统影响的研究。     

三峡库区消落带水淹初期土壤种子库月份动态

干湿交替往往导致土壤种子库产生剧烈变化,严重影响着地上植被的自然恢复和生长。采用垂直空间梯度代替水淹时间梯度,研究了消落带水淹初期土壤种子库月份动态变化。结果表明：消落带内不同土地环境类型土壤种子库具有不同的月份变化趋势,分别是采伐迹地土壤种子库密度逐渐增加,弃耕地则逐渐降低。随着垂直空间梯度的升高,5、7、9月份消落带土壤种子库密度都表现为逐渐增加,说明水淹时间越长越不利于土壤种子的储存。不同月份共同出现的优势物种包括地果、黄鹌菜、具芒碎米莎草、毛马唐、婆婆纳、匍茎通泉草、鼠曲草、水田碎米荠、雾水葛、细穗腹水草、香附子、一年蓬、知风草、苎麻,这些物种构成了消落带土壤种子库的主要组成部分。各月份土壤种子库的物种生活型非常接近,主要以一年生草本和多年生草本为主,相对缺少乔灌木,且生活型百分比例在不同海拔梯度存在差异。结合土壤种子库物种水分生态功能,将其划分为湿生植物、湿中生植物、中生植物、旱中生植物,发现其主要以中生植物为主,高海拔区段旱中生植物比例相对较高,低海拔区段湿中生植物比例相对较高,而湿生植物比例则变化较小,水淹导致种子库植物呈现向中生和湿中生植物类型的变化趋势。消落带土壤种子库植物具有较高的生物多样性,但不同海拔区段植物变异性较高,没有形成绝对优势的物种,植被群落明显处于演替早期。研究认为,消落带水淹初期,土壤生境、物种组成以及种子储量都发生着剧烈的变化,仅依靠土壤种子库进行消落带植被恢复与重建是不现实的,必须要给予更多的人为干预。     

海南西海岸四种真红树根系土壤放线菌物种多样性及其延缓衰老活性初筛

为更好地开发利用海洋微生物资源积累丰富的放线菌菌种,该文以海南西海岸潮间带区域四种真红树根系土壤为研究对象,分析了红树林根系放线菌物种多样性组成及其代谢产物活性。该研究以9种不同培养基为分离介质,采用纯培养方法和三区划线法分离纯化菌株,结合放线菌形态学特征及其16S rRNA基因序列结果开展多样性分析。放线菌发酵液经乙酸乙酯萃取,利用秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans)测试其延缓衰老活性。结果表明:(1)共分离获得22株放线菌,隶属于4目7科9属,其中链霉菌属(Streptomyces)为优势菌群,并初步确认IMDGX 6012、IMDGX 6028、IMDGX 6118、IMDGX 6326、IMDGX 6119 5株放线菌可能为潜在的新物种。(2)发酵产物延缓衰老研究结果表明,8株放线菌的代谢产物可显著延长线虫寿命(P0.05);其中,IMDGX 6028和IMDGX 6118作为拟无枝酸菌属(Amycolatopsis)和短小杆菌属(Curtobacterium)的潜在新物种,具有极显著延缓衰老活性(P 0. 01),与空白组比较,可分别延长线虫寿命的22.2%和26.6%。综上结果表明海南西海岸真红树根系土壤具有丰富的可培养放线菌资源,具有发现放线菌新物种和延缓衰老活性菌株的潜力。