松嫩草原中度退化草地不同植被恢复方式下土壤线虫的群落特征

2005年5月～10月对松嫩草原中度退化草地不同植被恢复方式样地进行土壤线虫调查,淘洗-过筛-蔗糖离心法提取土壤线虫,应用类群属数、个体密度、多样性指数和功能类群指数等多个群落参数,研究中度退化草地不同植被恢复方式间土壤线虫群落特征的差异.研究共捕获线虫13 713条,分别隶属于线虫动物门2纲7目24科40属,个体密度平均113条/100g干土.研究结果表明,不同植被恢复方式间土壤线虫群落特征存在一定差异,围栏封育和种植苜蓿均能明显改善中度退化草地土壤线虫群落环境,但围栏封育较种植苜蓿更能显著提高土壤线虫的个体密度和群落多样性.土壤线虫个体密度垂直分布,围栏封育样地线虫表聚性最明显,种植苜蓿样地表聚性次之,过度放牧样地表聚性最差,其夏季和秋季土壤线虫向土壤下层移动明显.此外,研究结果还表明,功能类群指数能够指示中度退化草地植被恢复方式间的差异,其中∑MI指数和PPI指数对于不同植被恢复方式下土壤线虫群落变化反映最敏感,根据功能类群指数统计,与围栏封育相比,种植苜蓿和过度放牧显著改变了土壤线虫群落中r-和k-选择植物寄生线虫的比例.对于松嫩草原中度退化草地,选择围栏封育方式可能更利于草地土壤线虫群落的恢复与重建.     

植被恢复方式对松嫩草原重度退化草地土壤线虫群落特征的影响

应用类群属数、个体密度、多样性指数和功能类群指数等群落参数,研究植被恢复方式对松嫩草原重度退化草地土壤线虫群落特征的影响．结果表明：围栏封育和种植碱茅均能明显改善重度退化草地土壤线虫群落环境,但种植碱茅较围栏封育更能显著提高土壤线虫的个体密度和群落多样性．各处理样地线虫个体密度和类群属数表聚性明显,其中碱茅样地个体密度表聚性更强．对功能类群指数的统计表明,种植碱茅和围栏封育均显著改变了土壤线虫群落中r-选择和k-选择植物寄生线虫的比例．与自由生活线虫相比,植物寄生线虫对重度退化草地植被恢复更敏感．种植碱茅更利于松嫩草原重度退化草地土壤线虫群落的恢复与重建．     

川西北高寒地区多年生禾本科人工草地土壤线虫群落动态

为了查明青藏高原地区建植多年生禾本科人工草地对土壤线虫群落的影响及土壤线虫群落随人工草地建植年限增加的变化趋势，以川西北红原县2018年建植的垂穗披碱草样地(Elymus nutans)和老芒麦样地(Elymus sibiricus)为研究对象，以天然草地(Natural grassland)为对照，于2018—2020每年9月对土壤线虫群落、植被和土壤因子等进行连续监测。研究共分离到土壤线虫38470条，隶属于2纲8目65科172属，平均密度2482条/100g干土；食细菌线虫是研究样地的主要营养类群。垂穗披碱草和老芒麦样地的土壤线虫群落组成结构与天然草地间存在明显差异，但差异性随建植年限增加逐渐降低。线虫群落密度和多样性指数在垂穗披碱草、老芒麦和天然草地间均无显著差异。随建植年限增加，土壤线虫群落密度显著上升，Pielou指数显著下降，丰富度和Shannon指数无显著变化；植物寄生线虫密度和比例在第2年显著增加，并成为优势营养类群。线虫群落生态指数在不同草地类型间无显著差异，但垂穗披碱草和老芒麦样地的线虫基础指数随建植年限增加先增加，在第3年时显著降低(P<0.05)。冗余分...     

宁南山区不同植被恢复方式下土壤线虫群落特征:形态学鉴定与高通量测序法比较

线虫是土壤食物网的重要组分, 也是土壤健康与生态系统恢复的重要指示生物, 因此准确测定线虫群落特征是发挥其生态指示作用的基础。传统线虫学研究多采用形态学鉴定方法, 但高通量测序技术近年来也逐渐受到重视。然而, 关于这两种方法的对比研究目前仍比较缺乏。本研究同时采用形态学鉴定和高通量测序法, 在黄土高原宁夏南部山区, 对不同植被恢复方式下(农田、自然恢复草地、柠条(Caragana korshinskii)人工林地和苜蓿人工草地)土壤线虫的数量、群落格局和生态指数进行了测定和比较。结果表明: (1)高通量测序仅能提供线虫类群的相对多度, 而形态学鉴定法能够测定土壤线虫的绝对多度, 后者测定结果表明3种植被恢复样地, 特别是自然恢复草地和柠条人工林地, 较农田具有更高的土壤线虫多度; (2)高通量测序法检获的线虫类群数(3纲4目26科42属)高于形态学鉴定法的测定结果(2纲3目18科27属), 但两种方法仅检获15个共有线虫属, 前者检测到的植物寄生线虫属数(22属)较后者(7属)显著增加, 而食细菌线虫和杂食-捕食线虫则相反; (3)在两种方法下, 相比农田, 3种植被恢复样地尤其是自然恢复草地和柠条人工林地, 其食微线虫的相对多度均显著下降, 而植物寄生线虫和杂食-捕食线虫的相对多度大幅上升, 这也导致线虫成熟度指数(MI)和植物寄生线虫指数(PPI)的提高及瓦斯乐卡指数(WI)的显著下降; (4)相比形态学鉴定法, 高通量测序法能检测到更丰富多样的植物寄生线虫, 在该方法下土壤线虫群落的组成、结构和生态指数在植被恢复样地与农田之间的差异也更为显著。综上所述, 采用形态学鉴定和高通量测序法测定的不同植被恢复方式下的线虫群落特征具有显著差异。     

松嫩草原中度退化草地不同植被恢复方式下土壤螨类群落特征的差异

应用类群数、个体密度、多样性指数和MI指数等多个群落参数,研究不同植被恢复方式下松嫩草原中度退化草地土壤螨类群落特征的差异。研究结果表明,与过度放牧样地相比,种植苜蓿和围栏封育样地的土壤环境相对优越,它们拥有较高的土壤螨类类群数、个体密度和群落多样性以及中气门螨类MI指数。在土壤螨类群落结构所有参数中,多样性指数(H′)和中气门螨类MI指数,种植苜蓿和围栏封育样地均明显高于过度放牧样地,这些差异反映了种植苜蓿和围栏封育对中度退化草地土壤螨类的群落结构具有明显改善作用。然而研究结果也显示,围栏封育样地土壤螨类群落多样性指数(H′)和中气门螨类MI指数尽管明显高于过度放牧样地,但是依然显著低于种植苜蓿样地,表明选择种植苜蓿较围栏封育可能更利于松嫩草原中度退化草地土壤螨类群落的恢复与重建。     

青藏高原不同牧草人工草地对土壤线虫群落的影响

为缓解草蓄矛盾,青藏高原人工草地得到快速发展。土壤线虫对环境变化敏感,是草地生态系统的重要组成部分。然而,不同牧草人工草地对土壤线虫群落的影响尚不明确。2016年7月,对多年生禾本科(垂穗披碱草Elymus nutans Griseb.、老芒麦Elymus sibiricus L.、早熟禾Poa annua L.和羊茅Festuca ovina L.)、一年生禾本科燕麦Avena sativa L.和多年生豆科紫花苜蓿Medicago sativa L.等6种单播牧草人工草地(建植期4年)和天然草地(对照)的土壤线虫群落进行了调查。结果表明：(1)土壤线虫隶属于2纲8目32科58属,平均密度为1754个/100 g干土;紫花苜蓿样地的线虫密度最低,为949个/100 g干土;燕麦样地最高,为3267个/100 g干土;(2)与天然草地相比,燕麦样地的线虫群落总密度、多样性以及植食性和杂食-捕食性线虫密度显著增加,而其他人工草地的线虫群落密度、多样性以及植食性、食真菌和食细菌线虫密度均无显著变化;(3)土壤线虫总密度以及各营养类群密度在不同人工草地间差异显著,且均在燕麦样地最高;(4)建...     

陇中黄土高原半干旱区不同种植年限紫花苜蓿土壤线虫群落分布特征

为明确长期种植紫花苜蓿对土壤线虫群落演变的影响,以不同种植年限紫花苜蓿为研究对象(2 a、9 a、18 a),并以农田为对照,采用 Illumina MiSeq测序技术研究了陇中黄土高原半干旱区紫花苜蓿土壤线虫群落结构及其多样性,探讨影响其群落变化的主控因子。结果表明: 所获土壤样品线虫种群隶属于2纲7目16科21属,其中,色矛纲为黄绵土优势线虫类群(44.6%～81.4%),相对丰度随苜蓿种植年限延长而降低。针线属、螺旋属、剑线属、Pristionchus、茎属、盆咽属、长针属、艾普鲁斯属、Isolaimium和野外垫刃属为苜蓿地特有线虫,其中,针线属(54.1%)、螺旋属(23.9%)、剑线属(21.9%)分别为2 a、9 a、18 a苜蓿地优势线虫属。紫花苜蓿土壤均以植物寄生线虫为优势类群(31.8%～67.1%),其相对丰度随苜蓿年限延长先降后升。冗余分析显示,土壤速效磷和全氮含量是影响紫花苜蓿土壤线虫群落结构的主导环境因子。     

松嫩草原中度退化草地不同植被恢复方式下土壤跳虫群落特征比较

依据 2005 年 5－10 月在松嫩草原中度退化草地不同植被恢复处理条件下采集的土壤跳虫群落数据,应用类群数、个体密度和多样性指数等多个群落参数,研究了不同植被恢复方式下松嫩草原中度退化草地土壤跳虫群落特征的差异。本研究共捕获跳虫 1 156只,隶属于 9 科 19 属。结果显示：与过度放牧相比,围栏封育和种植苜蓿都能改善土壤理化性质,且拥有较高的跳虫类群数、个体密度和群落多样性。围栏封育和种植苜蓿都能达到恢复与重建中度退化草地土壤跳虫群落的目的, 只是与围栏封育相比,种植苜蓿能够更显著地提高跳虫个体密度。此外,与过度放牧相比,围栏封育和种植苜蓿主要提高了跳虫群落等节跳虫科（Isotomidae）、长角跳虫科（ Entomobryidae）和圆跳虫科（Sminthuridae）个体密度和类群数,其中围栏封育样地拥有更高的长角跳虫科和圆跳虫科个体密度,其分别是过度放牧样地相应跳虫科的 5.14倍和 2.38倍;而种植苜蓿样地等节跳虫科个体密度最大,其大小是过度放牧样地等节跳虫科的 3.33倍。     

东北松嫩草原重度退化草地两种典型植被恢复处理方式间土壤螨类群落特征比较

于2005年5—10月在东北松嫩草原中南部十三泡草场,采用室内Tullgren法分离获取螨类,对土壤螨类进行采样,应用类群数、个体密度、多样性指数和MI指数等多个群落参数,研究植被恢复方式对重度碱化退化草地土壤螨类群落特征的影响。共捕获土壤螨类1104只,分别隶属于3亚目41属。结果表明,重度碱化退化草地土壤螨类稀少;围栏封育和种植碱茅两种植被恢复方式均能改善该类草地土壤螨类群落环境,提高了螨类的类群数、个体密度、群落多样性以及中气门螨类MI指数。但围栏封育和种植碱茅两种植被恢复方式之间也存在明显差异,种植碱茅较围栏封育更能显著提高土壤螨类个体密度;种植碱茅样地土壤螨类MI指数显著高于围栏封育样地,捕食性螨类K-选择类群比例更高,土壤螨类群落环境更好。对于松嫩草原重度碱化退化草地,选择种植碱茅方式可能更利于草地土壤螨类群落的恢复与重建。     

土壤动物群落对沙化高寒草地生态恢复的响应

为了查明沙化高寒草地生态恢复过程中土壤动物群落的变化趋势,2015年9月在若尔盖选取重度沙化草地和中度沙化草地各2块,对重度沙化草地采取施加牛粪+补播草种+翻耕,中度沙化草地施加牛粪处理。2016年9月对两种生态恢复样地及其各自对照样地土壤节肢动物、线虫以及植物群落和土壤物理性质进行调查。结果表明:生态恢复1年后两种沙化草地的植物群落和土壤物理性质得到显著改善。两种生态恢复措施下沙化草地土壤节肢动物和线虫群落结构与对照样地间存在明显差异,群落密度均显著高于对照样地(P0.05)。土壤节肢动物类群数和Shannon指数均增加,Simpson指数降低,但仅重度沙化草地与对照地间有显著差异(P0.05)。土壤线虫类群数和Shannon指数显著高于对照样地(P0.05),Simpson指数显著低于对照样地(P0.05)。多元回归分析结果表明,植物群落高度、盖度与土壤动物群落密度和多样性指数有显著相关(P0.05)。研究表明,施加牛粪等生态恢复措施能够有效提高沙化高寒草地的土壤动物群落多样性,土壤线虫对生态恢复措施的响应比土壤节肢动物更敏感。     

氮磷输入对过度放牧退化草原土壤线虫群落的影响

线虫是陆地生态系统中数量最多的一类无脊椎后生动物,在土壤碎屑食物网中占据多个营养级,并在能量流动和养分循环中发挥重要的生态功能.土壤线虫的群落结构和多样性水平可以反映生态系统功能的变化.多年来,过度放牧等不合理的开发利用导致我国大面积的草原处在不同程度的退化之中,外源性养分输入是维持其养分平衡进而恢复其生态和生产功能的重要措施.本研究以内蒙古锡林郭勒退化草原为对象,就氮磷输入对土壤线虫丰度和群落结构的单独效应和交互效应进行了研究.本研究获得线虫38属,其中垫咽属、滑刃属、索努斯属和盾垫属是该退化草原线虫群落优势属.氮输入降低了土壤线虫总丰度、捕食杂食线虫丰度以及植物寄生线虫丰度,而磷输入提高了土壤线虫总丰度、食真菌线虫丰度、捕食杂食类线虫丰度以及植物寄生线虫丰度,氮输入抑制了磷输入对线虫总丰度、捕食杂食线虫和植物寄生线虫丰度的促进作用.氮磷输入对线虫多样性无影响,可能与不同养分输入下稳定的植物群落多样性有关.氮输入显著提升了退化草原线虫成熟度指数,降低了植物寄生线虫成熟度指数(PPI),并且能缓解磷输入对PPI和瓦斯乐斯卡指数的负面作用,表明氮输入提高退化草地土壤健康程度,促进线虫群落和食物网的稳定性.上述研究结果有助于从土壤生物学角度理解氮磷输入对退化草地恢复的影响机理.     

新疆长期棉花连作对土壤理化性状与线虫群落的影响

土壤线虫群落特征是评价和指示土壤生态系统健康状况的重要依据。本研究选取不同连作年限(5、10、15、20和25年)的棉田为样地,采用高通量测序技术,探究土壤性状和线虫群落对棉田长期连作的响应。结果表明: 棉田连作10～15年后,土壤pH、电导率显著升高,有机碳、全氮、有效磷、有效钾、硝态氮含量和土壤微生物生物量碳(MBC)显著降低。在连作棉田中共鉴定出土壤线虫3纲7目18科25属,其中螺旋属在不同连作年限的棉田土壤中均为优势属;土壤植物寄生类线虫在不同连作年限中均为优势营养类群,呈现先降低后增加的趋势,连作25年较其他连作年限植物寄生类线虫增加9.1%～208.6%,其中螺旋属线虫增加了392%。随着连作年限的增加,矮化属、茎属、Discopersicus、中环属和中轮属等植物寄生类线虫被检出。连作15年的棉田土壤中,土壤线虫丰富度指数和自由生活线虫成熟度指数显著降低,植物寄生线虫成熟度指数/自由生活线虫成熟度指数显著升高,Shannon多样性指数和瓦斯乐斯卡指数最低;有效磷和MBC是影响土壤线虫群落变化的主要环境因子。这说明棉田连作10～15年会发生土壤养分失衡,土壤线虫多样性降低,土壤食物网稳定性变差,棉花致病类植物寄生线虫增加,产生连作障碍。     

青藏高原高寒草地AM真菌分布及其对近自然恢复的生态作用

超载过牧以及全球气候变化等导致大部分青藏高原高寒草地呈现持续退化态势。青藏高原高寒草地退化致使地上植物群落逐渐发生更替,地下土壤微生物群落多样性和丰富度发生改变。本文旨在探析青藏高原高寒草地丛枝菌根（arbuscular mycorrhizal,AM）真菌的分布特征、对近自然恢复的生理生态效应及其作用机制。青藏高原高寒草地中已报道4目14属61种AM真菌,约占已知AM真菌物种的20%。高寒草地禾本科植物根围AM真菌物种丰度最高,而莎草科植物根围AM真菌孢子密度最高。3种高寒草地植被类型中,高寒草原AM真菌丰度最高（33种）,山地灌丛草原次之（32种）,高寒草甸最低（22种）。高寒草原以光壁无梗囊霉Acaulospora laevis和闪亮和平囊霉Pacispora scintillans为优势种,山地灌丛草原以摩西斗管囊霉Funneliformis mosseae为优势种,高寒草甸以光壁无梗囊霉A. laevis、近明球囊霉Claroideoglomus claroideum和闪亮和平囊霉P. scintillans为优势种。高寒草地土著AM真菌与植物构建的菌根网络可以通过调节营养元素吸收、分配,促进植物建植和生长;但是毒杂草入侵可以改变土著AM真菌物种多样性和菌根网络,限制本地植被的实际生态位扩张。退化高寒草地中,AM真菌群落具有高的环境适应性和恢复力,其不仅调控地上植物群落建植和多样性,同时AM真菌建植也增加了代谢产物-球囊霉素相关土壤蛋白产生,进而协同改善地下土壤微生态系统,为退化高寒草地早期植被恢复塑造土壤生境。因此,AM真菌在退化高寒草地近自然恢复中具有较大的应用潜力。     

植被修复对重度盐碱地土壤酶活性和酶反应热力学特征的影响

由于环境变化和人为干扰,松嫩平原盐碱化土地面积不断增加,盐碱化程度也在不断加剧。本试验以松嫩平原西部盐碱化土壤为对象,研究了自然植被、羊草、燕麦和苜蓿修复对重度盐碱化土壤2种氧化还原酶(过氧化氢酶、多酚氧化酶)和3种水解酶(碱性磷酸酶、蔗糖酶、脲酶)活性和酶反应热力学特征的影响。结果表明: 随着温度的升高,5种土壤酶活性、活化自由能(ΔG)都逐渐升高,在40 ℃(或45 ℃)时达到最高,而土壤酶的活化焓(ΔH)和活化熵(ΔS)无显著变化;温度每增加10 ℃时的温度系数(Q₁₀)变化较小,范围为1.05～1.36。与裸地相比,过氧化氢酶活性在自然植被和羊草修复地升高,而在燕麦和苜蓿修复地降低,ΔG和酶活性的变化规律则相反,而ΔH、ΔS在羊草、燕麦修复地升高,在自然植被和苜蓿修复地降低;多酚氧化酶活性在各修复地都降低或不变,ΔH、ΔS在自然植被和羊草修复地降低,而在燕麦和苜蓿修复地不变,ΔG在各修复样地都表现为在40 ℃时升高,在其他温度下均降低或不变。在各修复地,3种水解酶活性均升高,酶的ΔG降低或不变,而ΔH和ΔS则差异较大。土壤酶活性及其热力学特征对温度变化和植被修复的响应存在较大差异。研究结果可为重度盐碱化土壤的修复提供理论依据。     

干旱对不同花椒种植模式下土壤微生物和线虫群落的影响

随着全球气候变暖, 我国岷江上游干旱区面积呈现增加的趋势。花椒(Zanthoxylum bungeanum)是岷江上游重要的经济树种之一, 对当地经济和社会发展起着重要作用, 提高花椒生态系统应对干旱干扰已成为迫切的问题。本研究设置了花椒单作、花椒-苜蓿(Medicago sativa)间作和花椒-大豆(Glycine max)间作3种种植模式, 在2015年8月对每种种植模式模拟干旱30 d, 每种种植模式包括干旱和对照处理, 在模拟干旱结束后、恢复15 d、30 d和45 d后分别采集土壤样品, 分析土壤化学性质、土壤微生物和线虫群落, 以探究花椒林下豆科植物能否缓和干旱的遗留效应对土壤化学性质和土壤生物的影响。重复测量方差分析表明: 在花椒单作模式下, 干旱恢复45 d后土壤硝态氮含量显著高于对照, 微生物量和真菌/细菌比与对照无显著差异, 线虫密度与对照无显著差异, 但线虫功能团没有恢复到对照水平; 在花椒-苜蓿间作模式下, 干旱恢复45 d后土壤含水量、铵态氮、硝态氮、溶解性有机碳、溶解性有机氮、微生物量、真菌/细菌比、线虫密度和线虫功能团组成与对照无显著差异, 但植食性线虫属Boleodorus相对多度显著高于对照; 在花椒-大豆间作模式下, 干旱恢复45 d后土壤含水量、铵态氮、硝态氮、溶解性有机碳、溶解性有机氮、微生物量和真菌/细菌比与对照无显著差异, 但线虫密度和功能团组成与对照有显著差异。在3种花椒种植模式中, 花椒-苜蓿间作模式下干旱的遗留效应对土壤养分和生物的影响最小。因此, 在干旱背景下, 花椒林下间作豆科植物可以加快土壤养分、土壤微生物和线虫群落的恢复, 进而有利于目标作物生长。     

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.     

巴茅草水浸提液对3种作物种子萌发及幼苗生长的化感作用

本文以发芽率、发芽速度指数、发芽指数、根长、茎长和生物量为种子萌发和幼苗生长参数,研究不同生长时期巴茅草叶片和茎秆水浸提液对白菜、生菜、水稻的化感作用。结果表明: 巴茅草叶水浸提液化感作用强于茎秆水浸提液,叶水浸提液处理后受体植物的发芽指数和生物量均显著低于茎水浸提液。枯萎期巴茅草的化感作用强于生长旺盛期。不同浓度巴茅草叶水浸提液对3种作物的化感作用存在明显的量效关系,浸提液浓度越高,巴茅草的化感抑制作用越强。巴茅草叶水浸提液对白菜和生菜各萌发指标100%抑制的浓度分别为0.075和0.10 g·mL^-1;而0.10 g·mL^-1巴茅草叶水浸提液对水稻发芽率、发芽速度指数、发芽指数的抑制率分别为13.8%、27.2%、19.3%。巴茅草叶水浸提液对白菜和生菜各生长指标100%抑制的浓度分别为0.05和0.10 g·mL^-1;而0.10 g·mL^-1巴茅草叶水浸提液对水稻根长、茎长、生物量的抑制率分别为64.6%、92.9%、21.8%。结合种子萌发和幼苗生长的综合化感指数,3种供试作物对巴茅草化感作用的敏感程度为白菜>生菜>水稻。