模拟氮沉降对温带森林土壤线虫群落组成和代谢足迹的影响

已有研究表明氮沉降可显著影响土壤线虫群落组成和多样性。然而,目前大多数研究集中在无机氮沉降的影响,而对于不同氮素形态对土壤线虫群落影响的研究还不是很清楚。利用运行5年的模拟氮沉降试验平台,开展了4个氮添加处理即对照(无氮添加,CK)、无机氮(硝酸铵,IN),有机氮(尿素和甘氨酸1∶1混合,ON)和混合氮(无机氮和有机氮7∶3混合,MN)添加对温带森林土壤线虫群落组成和多样性的影响研究,采用浅盘法分离线虫,土壤性质如p H、含水量、全碳全氮分别采用电位法、烘干法和元素分析仪法进行测定,应用营养类群组成、区系分析和代谢足迹分析不同形态氮沉降下土壤线虫群落结构特征。共分离线虫50个属,其中在CK样地中共发现29个属,在IN,ON和MN处理中分别发现线虫属37个,34个和29个,盘旋属Rotylenchus和大节片属Macroposthonia在所有处理中均为优势属。结果表明,与CK相比,IN处理、ON处理和MN处理均显著增加了土壤硝态氮含量。与无机氮相比,混合氮处理显著降低了食真菌线虫数量,有机氮处理显著增加了捕食杂食性线虫数量。与对照相比,无机氮处理显著增加了线虫多样性指数(H'),IN处理的均匀度指数(J)显著高于CK和MN处理,混合氮处理对应的优势度指数(λ)显著高于其他3个处理。在CK和ON处理,线虫的结构指数(SI)较高,富集指数(EI)较低,表明这两个处理的土壤受干扰程度较小,食物网处于结构化状态。在IN和MN处理,土壤线虫富集指数和结构指数均较高(50),表明食物网稳定成熟。食真菌线虫代谢足迹和生物量碳在无机氮处理最高。有机氮和混合氮处理显著增加了捕食杂食性线虫代谢足迹和生物量碳。以上结果表明,不同氮素形态不仅对土壤线虫群落组成产生了影响,而且其代谢足迹也发生了显著的变化,这一结果有助于揭示温带森林对氮沉降的响应机制。     

围封禁牧对小叶锦鸡儿灌丛化草原群落组成和结构的影响

典型草原向灌丛化草原的转变是过度放牧引起的重要结果之一。为研究内蒙古地区小叶锦鸡儿灌丛化草原对围封禁牧的响应,在内蒙古锡林郭勒典型草原退化区选取小叶锦鸡儿成片分布的典型地段,自2003年,分别设置禁牧样区和放牧样区。于2008—2011年连续四年调查禁牧样区小叶锦鸡儿种群生长和生理生化指标及灌丛间群落基本特征,并将2011年禁牧样区与放牧样区小叶锦鸡儿种群与灌丛间群落进行比较。结果显示:(1)围封后小叶锦鸡儿种群开始衰退,主要体现在种群盖度的降低和叶片氮磷含量(特别是磷含量)有所降低,而个体构件生长状况无显著差异;(2)灌丛间群落的物种组成随围封年限增加发生显著变化:禁牧后1年生植物逐渐退出群落,多年生丛生禾草重要值随围封年限增加而显著增加,即围封禁牧对小叶锦鸡儿灌丛化草原的群落恢复有积极作用;(3)小叶锦鸡儿种群盖度与多年生丛生禾草的重要值显著负相关,说明两者之间存在竞争关系,推测多年生丛生禾草的竞争是禁牧后小叶锦鸡儿衰退的重要原因。     

黄土高原半干旱区不同苜蓿-作物种植方式下土壤线虫群落组成及代谢足迹

线虫群落在土壤生态系统物质循环和能量流动过程中起着重要的作用.本研究以宁夏南部山区3种苜蓿-作物种植方式[苜蓿连作(A-A)、苜蓿-玉米轮作(A-C)、苜蓿-马铃薯轮作(A-P)]为对象,探讨不同种植方式下土壤理化性质、线虫群落组成结构及代谢足迹特征,评价黄土高原半干旱区苜蓿-作物种植方式对土壤食物网结构和功能的影响....     

稻田不同水分管理方式对土壤线虫群落的影响

在下辽河平原地区就稻田不同水分管理方式对土壤线虫多度、营养类群、群落组成的影响进行了研究．结果表明,0～10cm土层不同水分管理处理的线虫总数在耙耕前和黄熟期显著低于对照,10～20cm土层各时期处理间线虫总数的差异不显著,20～30cm土层线虫总数在耙耕前和黄熟期差异极显著．北方单季稻水田试验共观察到土壤线虫16科22属．绕线属(Plectus)、垫刃属(Tylenchus)、单宫属(Monhystera)是优势属,绕线属和垫刃属对不同的水分管理比较敏感．在耙耕前和黄熟期不同水分管理方式对0～10cm土壤食细菌线虫能够产生显著影响．稻田土壤中食细菌线虫和植物寄生线虫是优势营养类群,而捕食／杂食性线虫的相对多度最低．     

转植酸酶基因玉米种植对土壤线虫群落的影响

土壤是生态系统中物质循环和能量转化的重要场所,转基因作物外源基因对土壤非靶标生物的影响已经引起人们的广泛关注.我国转植酸酶基因玉米(即自交系BVLA430101)于2009年9月27日获得了生物安全证书,该转植酸酶基因玉米可提高饲料利用效率,减少动物粪便造成的环境污染.本文以转植酸酶基因玉米(简称转基因玉米)和常规对照亲本玉米(简称对照玉米)为试验材料,通过大田试验研究了转基因玉米和对照玉米种植对土壤线虫群落组成与生态指标的影响.结果表明： 转基因玉米和对照玉米大田土壤分别分离出29个属和26个属的线虫.与对照玉米相比,转基因玉米种植田食细菌线虫相对多度与数量、捕/杂食线虫数量和土壤线虫总数,以及群落多样性指数等都有升高的趋势,而植食线虫相对多度与线虫总成熟度指数呈降低趋势.重复测量方差分析表明,整个生长季节内转基因玉米与对照玉米田间不同营养类群土壤线虫相对多度与数量及生态指标均无显著差异;而T检验分析表明,玉米乳熟期转基因玉米田食细菌线虫、捕/杂食线虫数量和土壤线虫总数显著高于对照玉米田,这可能与乳熟期转基因玉米田土壤总氮含量显著升高有关.     

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。     

四川盆地麻竹、巨桉人工林对土壤线虫群落结构的影响

了解四川盆地退耕造林对土壤线虫群落结构的影响,可为协调该区域退耕还林后土壤生态系统健康发展提供科学依据。本研究于2013年4月对四川成都周边山区造林11年的麻竹(Dendrocalamus latiflorus)人工林(DL)、巨桉(Eucalyptus grandis)人工林(EG)和邻近坡耕地(CK)3种样地土壤进行分层(0~10 cm、10~20 cm和20~40 cm)取样调查。共捕获线虫10103条,分别隶属于2纲6目22科37属,优势属为滑刃属和绕线属,常见属为丽突属、鹿角唇属、小杆属等16个属,其余为稀有属。结果显示,不同样地间土壤线虫数量差异明显,但在垂直分布上具有明显的表聚现象。土壤线虫多样性指数(H'、SR、J')表现为DLCKEG,而优势度指数λ则相反;功能类群指数MI表现为DLEGCK,PPI和PPI/MI指数为CKDLEG。土壤线虫区系划分显示DL受干扰程度较小,食物网结构相对成熟,EG次之,而CK处于退化状态。以上表明,麻竹造林可丰富土壤线虫群落的种类组成和维持较高的多样性,使土壤生态系统结构和功能处于相对稳定的状态。     

下辽河平原农田土壤线虫群落组成的季节变化

下辽河平原农田生态系统在管理过程中频繁的耕作、施肥以及农用化学品施用等引发了一系列问题, 如土壤退化、耕地数量减少以及生产力下降等, 不可避免地对土壤生物健康产生影响。为探究农田土壤人工管理对土壤生物群落动态的影响, 本研究在辽宁沈阳农田生态系统国家野外科学观测研究站开展了农田土壤线虫群落组成的季节变化研究, 对4个季节农田和废弃农田(对照)的土壤线虫群落组成、多度以及多样性等进行了比较分析。研究结果表明, 土壤线虫总多度在废弃农田中显著高于农田, 但季节间差异不显著。季节变化主要显著影响了自由生活线虫的多度, 其在9月达到最高; 季节变化也显著影响了属的数量, 其在非生长季的11月最低。与废弃农田相比, 农田管理显著降低了杂食捕食线虫和食真菌线虫的多度, 土壤食物网结构相对稳定; 而废弃的农田更易受到季节波动的影响, 土壤食物网也受到一定的干扰。     

紫色土区不同秸秆还田量对土壤线虫群落的影响

为了研究不同秸秆还田量对紫色土区土壤线虫群落的影响, 作者于2011年5月和9月对川中丘陵区的100% (RMW1)、50%(RMW2)、30%(RMW3)和空白对照(CK)4种秸秆还田量的农田土壤线虫进行了调查。结果发现, 随着秸秆还田量的下降, 土壤线虫的群落结构有一定变化。总体上, 群落密度、食真菌类群和捕食-杂食类群的密度呈波动增加; 食细菌类群的密度持续增加; 植物寄生类群密度、Shannon-Wiener多样性指数(H')、植物寄生成熟指数(PPI)和瓦斯乐斯卡指数(WI)呈先增加后下降的变化趋势, 且多样性指数在秸秆还田量为30-50%之间最高; 类群数、自由生活成熟指数(MI)、线虫通路比值(CR)则先下降后增加; 所有变化均不显著(P > 0.05)。土壤速效钾含量随秸秆还田量的增加显著提高(P < 0.05), 且与线虫群落多样性指数呈显著负相关(P < 0.05)。研究结果表明, 在紫色土区秸秆还田主要是通过改变土壤钾含量对土壤线虫群落产生影响, 且秸秆还田量在30-50%之间时有利于维持线虫群落多样性。     

玉米秸秆还田对土壤线虫数量动态与群落结构的影响

通过大田玉米秸秆还田试验研究了其对农田土壤线虫数量动态、属的种类及群落结构等的影响。结果表明:2013—2014连续两年试验期间,蠡玉35玉米秸秆还田(CR)与不还田对照处理(CK)共鉴定到土壤线虫36个属(CR 36个属,CK 30个属);其中,植食性线虫12个属(CR 12属,CK 10属),食细菌线虫15个属(CR 15属,CK 14属),食真菌线虫5个属(CR 5属,CK4属),捕/杂食线虫4个属(CR 4属,CK 2属)。秸秆还田处理与不还田处理相比,植食线虫和食真菌线虫的相对丰度降低,而食细菌线虫和杂/捕食线虫的相对丰度提高,且食细菌线虫的相对丰度显著提高达42.95%。此外,秸秆还田处理土壤线虫总数高于不还田对照处理,但差异不显著;而秸秆还田处理可显著增加食细菌线虫数量,增幅高达16.3%—125.6%。与不还田处理对照相比,秸秆还田处理可显著提高土壤线虫群落多样性指数(H')、属类丰富度(S)和线虫通路指数(NCR),但对群落均匀度(J)、瓦斯乐斯卡指数(WI)和总成熟指数(∑MI)的影响不显著。可见,玉米秸秆还田具有重要的生态学意义,可在一定程度上增加土壤线虫数量和种类多样性,进而使土壤生态系统向稳定健康的方向发展。     

氮添加对贝加尔针茅草原土壤线虫群落特征的影响

以内蒙古贝加尔针茅草原为研究对象,通过氮素添加(0、15、30、50、100、150、200、300 kg N hm~(-2)a~(-1))模拟氮沉降的控制实验,研究氮沉降对内蒙古贝加尔针茅草原土壤线虫的群落结构和多样性的影响。结果表明,在本实验所有样品中共鉴定出52个属,优势类群为螺旋属(Helicotylenchus)、丽突属(Acrobeles)和真滑刃属(Aphelenchus)。土壤线虫具有明显的表聚现象,相对密度变化不显著。从功能类群上看,随着氮素添加水平的增加,食细菌类群(Bacterivores)线虫和捕食类群/杂食类群(Predators/Omnivores)线虫氮素添加水平均成负相关。从生态指标来看,在N50施氮范围内对土壤线虫的丰富度(SR)、多样性(H')、均匀度(J')等生态指标有促进作用;通路指数在试验的所有处理中都小于0.75,表明土壤中的有机质分解途径是以真菌为主;瓦斯乐思卡指数表明,少量施氮可以改善土壤的环境状况,减少植物寄生类群(Plant parasites)线虫对植物群落及生产力的影响。当施氮量N100时,土壤pH值显著降低,硝态氮和铵态氮显著增加,土壤中生活史k对策者的线虫显著减少,r对策者显著增加,世代交替加快,土壤线虫群落结构显著变化。     

荒漠草原土壤微生物矿化对灌丛引入过程及水分的响应

以宁夏荒漠草原封育草地（封育14年）、放牧地为对照,开展不同年限（3a、12a、22a）和间距（40 m、6 m、2 m）柠条地（Caragana korshinskii）灌丛引入过程土壤微生物矿化及对不同水分梯度（自然降雨、前期饱和、持续干旱）响应特征研究。结果表明：灌丛地0-20 cm和0-100 cm土层土壤全氮含量均高于放牧地且随年限和密度增加呈增高趋势,分别为0.28-0.42、0.27-0.42 g/kg和0.28-0.51、0.27-0.51 g/kg,但在22年且密度增至2 m间距的灌丛地与封育草地相比差异不显著或呈降低趋势;微生物量氮变化分别为0.041-0.057、0.041-0.081 mg/kg,且22年灌丛地呈显著降低,2 m间距灌丛地呈显著增加,但均显著低于封育草地0.079 mg/kg和放牧地0.103 mg/kg （P<0.05）;真菌/细菌比值随灌丛地年限和密度增加变化为0.06-0.33,均高于封育草地0.04和放牧地0.03（P<0.05）,微生物变化改变了灌丛地的矿化过程,相较封育草地0.003 mg kg^-1 d^-1和放牧地-0.068 mg kg^-1 d^-1的净矿化速率,不同年限/间距灌丛地虽分别降低为-0.155--0.084、-0.116--0.061 mg kg^-1 d^-1,但均表现为前期加速硝化过程,使得硝态氮则随年限和密度增加呈增加趋势显著高于两样地,而铵态氮变化则较为稳定;封育草地对干旱具缓冲作用,持续矿化,而放牧地和灌丛地净矿化速率对水分降低响应积极,分别降低280.3%和440.2%,其中放牧地和灌丛地以硝化作用变化尤为显著,特别是灌丛地则随干旱加剧净硝化速率均呈显著降低趋势（P<0.05）,其净矿化速率变化以硝化过程占主导。     

热储通量对黄土高原北部柠条林地地表能量平衡的影响

地表能量平衡问题一直是陆面过程研究中的重点和难点问题。以2014年8—10月和2015年4—6月黄土高原北部水蚀风蚀交错带柠条林地涡度相关通量观测数据为依据,分析柠条林地热储通量变化特征,在此基础上分析热储通量对能量闭合度的影响。结果表明,柠条林地各热储通量均表现出明显的季节和日变化规律。在能量平衡方程中,考虑热储通量项后能显著提高柠条林地能量闭合度,平均提高幅度为11.91%。其中,土壤表层热储通量对能量闭合度的贡献最大,占总热储通量的95.63%;光合作用热储通量和大气感热存储通量占总热储通量的比例不足5%,光合热储通量略高于大气感热存储通量;而大气潜热存储通量则降低了能量闭合度,平均降低幅度为0.06%。因此,在分析黄土高原柠条林地能量平衡中热储通量项是不可忽略的。影响柠条林地各热储通量的因素主要有太阳辐射、大气温度、土壤温度和水分。植被生长状况是影响柠条林地热储通量各分量项季节和日变化的重要因素,并对能量闭合度产生影响。     

Phylogeny of Caragana (Fabaceae) based on DNA sequence data from rbcL, trnS–trnG, and ITS

Phylogenetic relationships of 48 species of Caragana (Fabaceae: tribe Hedysareae) and one representative each of Astragalus, Calophaca, Halimodendron, and Hedysarum are estimated from DNA sequences of the rbcL gene, trnS–trnG intron and spacer, and ITS region. At least one representative of all five sections and 12 series within Caragana are included. Analyses yielded strongly supported clades corresponding to sections Caragana, Bracteolatae, and Frutescentes. The species of section Jubatae are distributed among three strongly supported clades, i.e., one with the species of section Bracteolatae, another with two species of section Spinosae, and a third as sister to section Frutescentes. All but the last of these six clades are corroborated by at least one unambiguously traced morphological character. The placement of the other four species of section Spinosae are not well supported and lack unambiguous morphological synapomorphies, and the samples of Calophaca and Halimodendron nest within Caragana with weak support.     

3种锦鸡儿属植物过氧化物酶基因的克隆及表达分析

采用同源克隆技术分离了3种锦鸡儿属植物柠条锦鸡儿(Caragana korshinskii)、小叶锦鸡儿(C.microphylla)和中间锦鸡儿(C.intermedia)的过氧化物酶(POD)基因(分别命名为CkPOD、CmPOD和CiPOD),并对它们在干旱胁迫条件下的表达特征进行了分析。CkPOD、CiPOD、CmPOD基因的cDNA序列均包含有1 074bp的开放阅读框(ORF),编码的蛋白质由357个氨基酸构成,分子量为38.7kD。系统进化分析结果显示:3种锦鸡儿属植物的POD可以和鹰嘴豆等豆科植物的POD聚为一类,且CkPOD和CmPOD具有较近的亲缘关系,CiPOD与CkPOD和CmPOD的亲缘关系相对较远,这一结果与3种锦鸡儿属植物的进化地位一致,显示POD基因较为保守,可以为锦鸡儿属植物的系统分类提供参考。PEG模拟干旱胁迫能够强烈诱导CkPOD、CiPOD和CmPOD基因的表达,显示POD基因在锦鸡儿属植物抵御干旱胁迫过程中发挥着重要作用。研究结果可为解析锦鸡儿属植物的耐旱机理以及利用锦鸡儿属植物进行荒漠改良和生态修复提供理论和实验依据。     

宁夏荒漠草原蒙古冰草功能性状和根际效应对土壤性状的响应

植物功能性状组合的权衡是植物适应土壤环境的重要机制,它也通过对根际效应的调控进而影响着根际过程和生态系统功能。以位于宁夏盐池县的典型荒漠草原为研究区域,通过对灰钙土、黑垆土和风沙土中蒙古冰草功能性状和根际效应的对比分析,探究不同土壤对蒙古冰草功能性状和根际效应的影响以及它们之间的关系。结果表明：(1)不同土壤中蒙古冰草根际和非根际土壤理化性质存在显著差异,根际土壤理化性质的变化与非根际土壤性质有关。(2)不同土壤中的根际效应大小存在差异,不同因子的根际效应大小因土壤而异,总体表现为风沙土最大,灰钙土最小;土壤理化性质是影响蒙古冰草根际效应的主要因素,可解释根际效应变异的69.5%。(3)土壤理化性质与蒙古冰草功能性状密切相关,其对根长和根冠比的影响最大;蒙古冰草功能性状与根际效应大小密切相关,根长和根冠比是影响根际效应的主要因子。研究表明蒙古冰草通过根际效应改善了土壤性质,进而提高土壤质量,这种作用受土壤理化性质和植物功能性状等因子的共同影响。