东北地区森林资源生态风险评价研究

根据区域生态风险评价的理论和方法体系,对东北地区森林资源进行了生态风险评价．东北林区生态风险问题形成的主要胁迫包括物理胁迫、化学胁迫、生物胁迫和社会胁迫,其权重系数分别为0．30、0．22、0．11和0．37．东北93个林业局中,轻风险占64．4％,中风险占21．2％,重风险占13．3％。严重风险占1．1％,符合偏正态分布．东北区森林生态风险的地域分异明显,靠近长白山区的森林处于轻风险和中风险等级,向西生态风险越来越重,处于重风险和严重风险等级的林业局主要集中在小兴安岭地区．必须加强东北区风险管理和森林景观的修复与重建。     

沙漠地区生物土壤结皮层腐殖质特征

沙漠地区生物土壤结皮层具有明显的养分富集现象,并对风沙土具有改良作用。选择鄂尔多斯沙区不同地点不同时间飞播建立的人工固沙林,研究了生物结皮层(苔藓类)土壤腐殖质组成含量及变化趋势。结果表明,生物结皮层腐殖质组成含量明显高于对照沙土,但不同地点之间差异不显著。随着沙地飞播造林固沙时间的延长,研究区生物结皮层腐殖质组成含量的变化总体呈增加的趋势,但不显著。不同气候区生物结皮层腐殖质组成和结构特征具有区域性特征,并在风沙土的成土过程中有所表现。     

青藏高原高寒草甸不同季节土壤理化性质及酶活性对施肥处理的响应

分析了青藏高原东缘高寒草甸不同施肥处理对土壤全量养分、速效养分、pH、含水量、有机碳和土壤脲酶活性的影响,以揭示高寒草甸土壤养分和酶活性对施肥的响应。结果表明:(1)随施肥量的增加,土壤pH明显趋于降低,施肥引起高寒草甸土壤酸化;全磷、速效磷均显著增大;(2)土壤全氮、有机碳和脲酶活性随施肥量增加呈单峰曲线变化,在施肥量为30或60g·m-2时最高,施肥量增加到90g·m-2时土壤资源逐渐降低;(3)季节变化对土壤养分也有一定的影响,全氮和全磷含量均于9月份较高,而速效氮含量一般于9月份较低,而速效磷含量5月份较低;(4)施肥对土壤养分的影响并不是简单的线性正相关关系,30~60g·m-2施肥量可作为高寒草甸最佳施肥水平。施肥处理下土壤有机碳和脲酶活性可作为衡量土壤肥力和土壤质量变化的重要指标。高施肥量(≥90g·m-2)可作为影响高寒草甸土壤养分及土壤酶活性的阈值。     

豆磺隆对北方草甸棕壤土壤酶活性的影响

通过室内模拟方法, 以北方具有代表性的草甸棕壤为研究对象, 研究了除草剂豆磺隆对土壤脲酶、转化酶和三种磷酸酶活性的影响。结果显示, 在试验浓度范围内 , 豆磺隆对土壤脲酶和转化酶总体上有激活作用 , 影响幅度分别为 3.07%-20.02%和−1.73%-5.67%; 除个别浓度外, 豆磺隆对三种土壤磷酸酶均有抑制作用 , 豆磺隆浓度为 5 mg⋅kg–1时对酸性磷酸酶的抑制作用最强, 抑制率为 17.92%, 对中性磷酸酶的抑制率仅在 0.77%-1.54%之间 , 对碱性磷酸酶的抑制率为 8.95%-20.60%。豆磺隆对脲酶、转化酶、酸性磷酸酶和中性磷酸酶活性的影响较小 , 且未表现出明显规律性, 仅与碱性磷酸酶呈显著(p < 0.05)的对数负相关关系 , 表明碱性磷酸酶在一定程度上可作为豆磺隆污染土壤的监测指标。     

黑土和棕壤对铜的吸附研究

研究了黑土与棕壤对Cu吸附的热力学和动力学特性．结果表明,在实验所采用Cu^2+浓度范围内,黑土和棕壤对CU^2+的吸附量均随着加入Cu^2+浓度的增加而增加,但黑土对cu^2+的吸附固定能力明显高于棕壤．在吸附平衡液Cu^2+浓度为95mg·kg^-时,棕壤对cu^2+的吸附量接近3720mg·kg^-1,黑土对Cu^2+的吸附量高达6076mg·kg^-1,最大CuCl2浓度(400mg·kg^-1)时,黑土和棕壤对Cu^2+的吸附量分别达到6159．0和4736．6mg·kg^-1．两种土壤对Cu^2+的吸财等量线与Freundlich和Temkin方程均有较好的拟合性,可以用Freundlich方程对其吸附行为进行描述．Langmuir方程不适宜描述两种土壤对Cu^2+的等温吸附过程．黑土和棕壤对Cu^2+的吸附均较快,最初2min内就可以达到平衡后吸附量的90％以上,在15-20min左右吸附基本达到平衡．描述黑土和棕壤动力学过程的最优模型为双常数速率方程,其次为一级动力学方程和Elovich方程。     

退化高寒草甸关键生态属性对多途径恢复措施的响应特征

高寒草甸是青藏高原的主体植被类型,但退化态势较为严峻,严重威胁青藏高原生态屏障的战略地位。退化高寒草甸的复健是世界性难题,治理效果也因退化状态、恢复措施及气候环境而异。以春季休牧、秋季休牧、畜群结构优化、减畜轮牧、围栏封育及翻耕改建等典型多途径恢复措施下的退化高寒草甸为对象,系统探讨主要生态要素和生态功能的响应特征及潜在过程。结果表明,典型恢复措施下退化高寒草甸的植被生产力、土壤有机碳密度及土壤饱和持水量等生态要素都得到一定程度的提升,而恢复效果与实施年限及恢复措施密切相关。围栏封育和翻耕改建下土壤有机碳密度及饱和持水量随恢复年限均表现为对数饱和型的响应特征,退化高寒草甸固碳持水功能的基本恢复年限约为6—10年。春季休牧、秋季休牧、畜群结构优化、减畜轮牧、围栏封育等放牧管理恢复措施应适用于轻度退化至重度退化的高寒草甸,而翻耕改建则是极度退化高寒草甸的适宜治理措施。由于多途径恢复措施的关注目标不同,今后研究应集中在恢复措施的组合优化和综合评价等方面。     

土壤细菌群落特征对高寒草甸退化的响应

为明确高寒草甸土壤细菌物种组成及功能结构对草地环境恶化的响应规律, 本文采用高通量基因测序技术对高寒草甸未退化、轻度退化、中度退化、重度退化和极重度退化草地土壤细菌的组成、格局和功能进行了研究。结果表明: 高寒草甸土壤优势细菌为酸杆菌门、放线菌门、浮霉菌门、变形菌门和疣微菌门, 在土壤细菌中占比分别为16%‒18%、9%‒12%、12%‒14%、23%‒29%和11%‒12%。退化草地中土壤细菌物种组成明显改变, 变形菌门细菌丰度降低, 酸杆菌门和浮霉菌门丰度增加, 不同草地科水平细菌丰度差异因土层而异。草地退化对细菌Chao1指数无影响, 轻度退化提高了细菌Simpson指数, 重度退化草地土壤细菌Shannon-Wiener指数最高。Faprotax细菌功能分组以化能异养、硝化作用、亚硝酸盐氧化及硫代谢作用为主, 草地退化改变了微生物介导的碳循环、氮循环、硫循环、铁循环和锰循环。重度及极重度退化提高了细菌氨氧化功能作用, 降低了硫化物、亚硝酸盐氧化及尿素水解作用; 草地退化过程中细菌化能异养、芳香族化合物降解及反硝化作用功能等均呈先降低后升高的变化趋势, 中度退化阶段是微生物群落生态功能结构转变的拐点。高寒草甸退化改变了土壤细菌的群落及功能结构, 土壤含水量、pH、总有机碳、全氮、全钾和有效氮磷比是土壤细菌群落及功能结构变化的主要驱动因子。     

紫色土线虫对长期不同施肥措施的响应

土壤线虫在农田生态系统中数量丰富且对土壤环境变化敏感, 可用于评估不同田间管理条件下的土壤健康。本文探究了紫色土区长期不同施肥措施及土壤团聚体粒径对线虫群落的分布及其生态功能多样性的影响。试验设置了5个施肥处理: 不施肥(对照, CK)、单施化肥(NPK)、生物炭 + 化肥(BCNPK)、商品猪粪 + 化肥(OMNPK)和秸秆 + 化肥(RSDNPK)。团聚体粒径分为: 原状土(BS)、大团聚体(> 2 mm; LA)和小团聚体(0.25-2 mm; SA)。结果表明, 与对照相比, 施肥可促进线虫数量增长, 其中单施化肥处理下增幅最小(66%); 有机物料与化肥配施对线虫数量的提升更为显著, 秸秆 + 化肥处理下增幅达206%。不同施肥处理间线虫类群相对丰度差异显著, 大小均表现为: 食细菌线虫(BA) > 杂食/捕食线虫(OP) > 植食线虫(PP) > 食真菌线虫(FU)。小团聚体较其他土壤团聚体的杂食/捕食线虫丰度更低, 食细菌线虫丰度较高。秸秆与化肥配施处理下线虫群落结构指数和富集指数显著增加, 且各施肥处理下线虫功能足迹呈现明显差异。有机肥与化肥配施(尤其是秸秆 + 化肥)可提高土壤养分供应且有利于形成稳定健康的土壤生态系统, 助推区域农业的可持续发展。     

干热河谷土壤酶活性对碳氮添加的响应

碳氮是生态系统物质循环中的关键元素,然而碳氮对土壤生态系统功能是否具有交互作用还缺乏深入研究。通过干热河谷土壤的葡萄糖和硝酸铵的交互添加实验,研究了氮、碳添加及其交互作用对干热河谷土壤酶活性及其化学计量学特征的影响。结果表明:碳氮交互作用显著影响了葡萄糖苷酶、酸性磷酸酶和亮氨酸胺肽酶活性。在对照样方的土壤中,碳添加使葡萄糖苷酶活性降低了31.4%;在施氮样方的土壤中,碳添加使葡萄糖苷酶活性增加了54.4%。对照样方中的土壤中,碳添加对酸性磷酸酶和亮氨酸胺肽酶活性促进作用较小(分别增加了102.4%和28.8%);相比之下,在施氮样方的土壤中,碳添加使酸性磷酸酶和亮氨酸胺肽酶活性分别增加了302.2%和68.8%。碳添加对葡萄糖苷酶和酸性磷酸酶活性的促进作用与土壤初始有效氮含量显著正相关。几丁质酶活性在碳添加下增加了53.7%,对氮添加没有响应。碳氮交互作用也显著影响了C∶N和C∶P的水解酶化学计量关系。在对照样方中碳添加使C∶N水解酶化学计量比降低了16.9%,C∶P水解酶化学计量比降低了19.9%;而在施氮样方土壤中,碳添加的影响较小C∶N和C∶P水解酶化学计量比分别降低了1.9%和5.8%。碳氮交互作用对干热河谷土壤酶活性的影响表明碳氮在土壤生态系统功能具有重要作用。     

秸秆及秸秆黑炭对小麦养分吸收及棕壤酶活性的影响

通过小麦盆栽试验,研究了玉米秸秆及其秸秆黑炭施加对小麦养分吸收利用和棕壤酶活性的影响。试验设对照(CK),黑炭(B),秸秆还田(S),尿素(U),尿素+黑炭(UB)及尿素+秸秆还田(US)6个处理,各处理3次重复。结果表明:无氮肥施入下,B处理较CK和S处理籽粒产量显著提高99.4%和77.7%,小麦地上部氮、磷、钾吸收累积量分别显著提高94.1%—140.9%,55.4%—66.3%和53.1%—72.6%;有氮肥施入下,UB和US处理较U处理提高籽粒产量8.2%—8.8%,小麦地上部氮、磷、钾吸收累积量分别显著提高14.3%—27.8%,19.6%—30.9%和24.4%—40.9%。秸秆及秸秆黑炭施加处理的氮素利用率显著提高21.4%—41.7%。黑炭施加显著提高土壤中有机碳、NH+4-N、NO-3-N和速效钾含量;在施氮条件下,秸秆还田显著提高土壤中NO-3-N含量;秸秆及黑炭施加对有效磷含量无显著影响。秸秆还田显著提高了土壤脱氢酶、过氧化氢酶、脲酶和中性磷酸酶活性;施加黑炭也明显提高了土壤脱氢酶和脲酶活性,但抑制过氧化氢酶和中性磷酸酶活性。土壤脲酶活性与土壤有机碳、无机氮含量呈显著正相关,表明土壤酶可反映土壤肥力水平。     

滇池、红枫湖沉积物中总磷、分态磷及生物硅形态与分布特征

通过对不同富营养化程度的湖泊（滇池及红枫湖）沉积柱剖面进行不同形态磷以及生物硅含量分析,对比了磷及生物硅的沉积分布特征,并探讨了其与湖泊富营养化演化的关系。结果表明：滇池沉积物中碎屑磷和有机磷在总磷中占50.5%～80.8%,是影响总磷趋势的主要原因;红枫湖中有机磷对总磷的贡献较大,占总磷的53%～60.9%;且两湖各形态磷均随深度的增加而减少;两湖总磷、有机磷、铝磷以及滇池沉积柱中的碎屑磷等的快速增长,表明其主要来源于人为污染;生物硅含量呈现从下层沉积物向上逐渐增加,在上层沉积物中逐渐减少的趋势;总磷、有机磷、铁结合态磷、铝结合态磷、弱结合态磷以及生物硅都能较好地反映富营养化污染的演变和现状。     

施用有机肥对棕壤和草甸土固钾作用的影响研究

通过室内恒湿和干湿交替培养试验,研究了沈阳地区耕地棕壤和草甸土的固钾特征,及其施用有机肥后对土壤固钾作用的影响。结果表明,在保持土壤处于田间持水量的恒湿条件下,两种土壤对外源钾都能够产生快速固定作用,经过1d培养土壤的固钾作用就可以达到平衡,但干湿交替培养可以提高土壤固钾量26．80％～33．27％;土壤施用有机肥后,在恒湿和干湿交替培养条件下均可以降低土壤的固钾强度,其中,施用有机肥6％处理的恒湿培养15d后,棕壤和草甸土的固钾量分别降低了25．71％和36．62％。     

长期施肥对潮棕壤有机氮组分的影响

依托长期定位试验(从1990年开始)的4个施肥处理(CK,不施肥;M,循环猪圈肥;NPK,单施化肥;NPK+M,化肥配施循环猪圈肥),探讨了长期施肥对潮棕壤有机氮各组分的影响并揭示了其年际变化特征.结果表明: 从试验开始至2015年,不同施肥模式下各有机氮组分呈现不同的变化趋势,其中酸解有机氮基本上表现为逐年增加的趋势;M和NPK+M处理氨基酸态氮也逐年上升,而CK和NPK处理氨基酸态氮持续下降,这可能与微生物对土壤中氨基酸的利用有关.在整个试验过程中(1990—2015年的平均值),NPK处理酸解铵态氮大幅度增加,比CK增加31.1%;在施加有机肥的2个处理中(M和NPK+M)有机氮各组分均有所提高.与M相比,NPK+M处理各有机氮组分增加的幅度更加明显,这表明有机无机肥配施能有效增加土壤有机氮,进而增强土壤供氮能力,提高土壤肥力水平.     

草甸湿地土壤溶解有机碳淋溶动态及其影响因素

采用土柱淋溶试验研究了草甸湿地有机土层（2～13 cm）DOC的淋溶动态,并探讨了土壤呼吸、NH₄⁺产生速率和淋溶液pH与DOC生成速率的关系.试验第一周,小叶章湿草甸（Ⅺ）和小叶章沼泽化草甸（Ⅻ）土壤DOC的释放速率经历了一个快速下降的过程,而后达到平稳水平,其DOC的释放动态可用一次指数衰减方程进行描述（R²>0.96,P<0.05）.整个试验期间（35 d）,两种草甸湿地土壤DOC的累积释放量分别为2109（Ⅺ）和506.58 μgC·g^-1（Ⅻ）,CO₂的累积释放量为679.64（Ⅺ）和455.54 μgC·g^-1（Ⅻ）,表明Ⅺ的低DOC释放可能与高CO₂释放所造成的微生物碳源受限有关.DOC的释放速率与NH₄⁺的生成速率呈显著正相关（r_Ⅺ=0.886,P<0.05;r_Ⅻ=0.972,P<0.01）,而与淋溶液pH无相关性.多元回归分析表明,草甸湿地DOC的生成主要受土壤氮矿化潜势制约（P<0.05）.     

施肥对潮棕壤钾收支及钾在作物体内分配的影响

通过15年的定位试验,研究了不同施肥制度下土壤K的收支及K在作物体内的分配.结果表明,施K肥处理的大豆籽实和秸秆中K浓度高于不施K肥处理;而施K肥处理的玉米籽实K浓度在各个处理间几乎没有变化.在不施K肥条件下,单一施用N肥或NP配施均可造成K的严重亏缺.保持农业系统养分循环再利用可以缓解K收支赤字,而配合适量K肥的施用可以实现作物高产,平衡土壤中K收支.     

潮棕壤线虫群落对土地利用方式的响应

作者对潮棕壤不同土地利用方式(旱田、撂荒地和林地)下土壤线虫群落时空分布特征进行了研究, 结果表明, 不同土地利用方式能够影响线虫群落及其优势属的时空分布。线虫优势属对不同土地利用方式的响应不同, 撂荒地和林地处理中板唇属(Chiloplacus)线虫主要分布在5–30 cm土层, 而其他线虫优势属则主要分布在0–20 cm土层; 在旱田处理中, 短体属(Pratylenchus)线虫均匀分布在各个土层。由于土地利用方式的改变而引起的土壤环境因素的变化能够对土壤线虫产生影响, 研究发现土壤孔隙度、土壤有机碳、全氮和碳氮比与土壤线虫优势属的数量具有显著的正相关关系。线虫区系分析结果表明, 撂荒地和林地处理中土壤环境相对稳定, 土壤食物网向较成熟的阶段演替。线虫区系分析方法可用来揭示不同土地利用方式下土壤食物网的变化, 为进一步研究土壤生态过程对土地利用方式的响应提供了有效的工具。     

Responses of nematode communities to different land uses in an aquic brown soil

An analysis of the seasonal and vertical distribution of soil nematode communities under three contrasting land uses, i.e., cropland, abandoned cropland and woodland was conducted in an aquic brown soil. The results showed that different land-use types affected the spatiotemporal distribution of soil nematodes and their dominant genera, and different dominant genera showed different responses to land use. In the abandoned cropland and woodland, most dominant genera were present in the 0–20 cm layers and Chiloplacus was mainly distributed in the 5–30 cm layers, while in the cropland, Pratylenchus exhibited an even distribution from the 0–5 cm to the 40–50 cm depth. Soil environmental parameters under different land use could influence soil nematodes; soil porosity, total organic C, total N and the C/N ratio could positively influence the abundance of some dominant genera. Faunal profiles revealed that environmental stability and the homeostasis in the abandoned cropland and woodland lead to higher levels of community structure, and the soil food web tends to succeed to maturity. Nematode faunal analyses are a useful indicator for interpreting the stress and/or nutrient conditions under different land uses. __________ Translated from Biodiversity Science, 2007, 15(2): 172–179 [译自:生物多样性]     

Responses of nematode communities to different land uses in an aquic brown soil

An analysis of the seasonal and vertical distri-bution of soil nematode communities under three con-trasting land uses, i.e., cropland, abandoned cropland and woodland was conducted in an aquic brown soil. The results showed that different land-use types affected the spatiotemporal distribution of soil nematodes and their dominant genera, and different dominant genera showed different responses to land use. In the abandoned cropland and woodland, most dominant genera were pre-sent in the 0-20 cm layers and Chiloplacus was mainly distributed in the 5-30 cm layers, while in the cropland, Pratylenchus exhibited an even distribution from the 0-5 cm to the 40-50 cm depth. Soil environmental para-meters under different land use could influence soil nema-todes; soil porosity, total organic C, total N and the C/N ratio could positively influence the abundance of some dominant genera. Faunal profiles revealed that envir-onmental stability and the homeostasis in the abandoned cropland and woodland lead to higher levels of commun-ity structure, and the soil food web tends to succeed to maturity. Nematode faunal analyses are a useful indicator for interpreting the stress and/or nutrient conditions under different land uses.     

Phosphatase activities of the aquatic moss <Emphasis Type="Italic">Warnstorfia fluitans</Emphasis> (Hedw.) Loeske from an acidic stream in North-East England

A study was made of the aquatic environment, tissue nutrient composition and surface phosphatase activities of the aquatic moss Warnstorfia fluitans in Brandon Pithouse Stream, a small acidic stream in N-E England. The water, which originates from an underground spring, had been pH 2.6 for at least 30 years, but about 3.9 during the present study. The moss was by far the most abundant phototroph during all this period. Seasonal changes in aqueous nitrogen and phosphorus fractions were measured over a 2-year period near the source. Most of the filtrable N and P were at times organic, but the very high N:P ratio (even if organic N is excluded) suggests that only organic phosphate is likely to be important for the moss. There was a high peak in organic phosphate in late spring in both study years. Surface phosphomonoesterase (PMEase) and phosphodiesterase (PDEase) activities were highly correlated in the field and in axenic culture, though there were some differences in response to environmental factors. Axenic material showed higher PMEase and PDEase activities when grown with organic P than with inorganic P. Although the data suggest that internal P content is an important factor influencing phosphatase activities, PDEase activity was especially marked when the moss was grown with the diester, DNA, as P source, indicating that at least one of its surface phosphatases can also respond directly to the environment. Handling editor: S. M. Thomaz