黄土高原不同土壤微生物量碳、氮与氮素矿化势的差异

以采自于黄土高原差异较大的25个农田石灰性耕层土壤为供试土样,对黄土高原主要类型土壤中微生物量碳(Bc)、微生物量氮(BN)和氮素矿化势(NO)的差异性进行了比较研究.结果表明,Bc、BN和NO在不同类型土壤间存在显著差异,由关中平原至陕北风沙区,BC、Bn和NO总体呈现下降趋势,其中以土垫旱耕人为土最高,简育干润均腐土最低,黄土正常新成土和干润砂质新成土居中:土垫旱耕人为土、简育干润均腐土、黄土正常新成土和干润砂质新成土等各土类平均BC分别为305.2μg·g-1,108.4μg·g-1,161.7μg·g-1和125.4μg·g-1,BN分别为43.8μg·g-1,20.3μg·g-1,26.0μg·g-1和30.6μg·g-1,NO分别为223μ·g-1,75μg·g-1,163μg·g-1和193μg·g-1.土壤氮素矿化速率(k)则以简育干润均腐土最大,干润砂质新成土最低,土垫旱耕人为土和黄土正常新成土居中:土垫旱耕人为土、简育干润均腐土、黄土正常新成土和干润砂质新成土的k分别为0.039w-1,0.044w-1,0.031w-1和0.019w-1.不同类型土壤BC、BN与NO的差异,主要与土壤形成过程、输入土壤的植物同化产物和土壤有机质的差异等有关,从较大尺度进一步证明了在黄土高原,土壤有机质是影响BC、BN的主要因子.研究结果对分析黄土高原土壤生产力形成过程具有一定参考价值.     

溶解性有机碳在红壤水稻土中的吸附及其影响因素

吸附作用是影响土壤中溶解性有机碳(DOC)迁移转化及生物有效性的重要反应过程,研究DOC在土壤中的吸附行为,对正确阐明土壤有机碳的循环和转化特征以及进行污染风险评估有重要意义.采用平衡法研究了红壤水稻土对DOC的吸附特征,并分析土壤有机质、粘粒含量及pH值与DOC吸附量之间的关系.结果表明,供试土壤对DOC的吸附等温线符合Freundlich和Linear方程.不同土壤对DOC的吸附能力有明显差异.在相同浓度下,DOC吸附量以第四纪红色粘土发育的低肥力水稻土最大,第三纪红砂岩风化物发育的低肥力水稻土次之,两种高肥力水稻土最小.土壤对DOC的吸附过程分为快、慢两个阶段,0-0.25 h内DOC的吸附速率最大,随着时间的推移,吸附速率渐小,2-4 h后基本达到吸附平衡.描述供试土壤对DOC吸附动力学过程的最优模型为一级扩散方程,其次为Elovich方程和抛物扩散方程.粘粒含量和有机质是影响土壤DOC吸附量的重要因素,随着粘粒含量的增加,有机质含量的降低,DOC的吸附量增大.     

中国近海生物固碳强度与潜力

通过现场调查和数据分析,首次探讨了中国近海浮游植物的固碳强度与潜力以及近海人工养殖大型藻类的固碳能力.结果表明,渤、黄、东海的浮游植物固碳强度约为2.22亿t a-1,固碳量的季节变化从大到小的顺序依次为春季、夏季、秋季、冬季,其中春夏季的固碳量占全年的65.3%.南黄海1999～2005年10～11月间浮游植物固碳强度有较大的年际变化,10～11月份7a间其浮游植物最低固碳量为3.54万t d-1,最高为16.58万t d-1,平均为10.50万t d-1,没有明显的年际变化趋势,磷对浮游植物固碳强度的影响最为明显,次之的影响因素是Chl a和亚硝氮 (NO2-N)的含量.南海的固碳能力约为渤黄东海的2倍,为4.16亿t a-1,其季节变化和渤黄东海不同,南海浮游植物在冬季的固碳能力最强,在夏季最弱.整个中国近海浮游植物年固碳量达6.38亿t,可占全球近海区域浮游植物年固碳量的5.77%.实际外海龙须菜的养殖发现,龙须菜每年固定的碳为8.18 t,养殖密度与方式对其产量和固碳量影响巨大.近几年,我国大型经济藻类养殖产量每年在120～150万t左右,换算为固碳量为36～45万t,平均每年40万t,如果海藻养殖产量每年增加5%,到2010年,我国大型经济藻类养殖的固碳量可达57万t a-1,海藻养殖是海洋增加碳汇有多重价值的重要措施.     

基于多判据决策的水体营养状态评价

为了准确地评价水生态系统营养状态和综合决策,通过最大熵原理耦合模糊性与随机性,建立了最大熵模糊评价模型(FAME);利用逼近理想解排序法(TOPSIS),以待决策水体样本的实测值为理想解,以评价结果中与实测值相差最大的为负理想解,建立了多判据决策模型(MCDM).经12个湖泊实测数据验证,最大熵模糊评价与随机评价、模糊评价和灰色评价的结果较为一致,但提高了评价水体营养状态问题各层次的分辨力.多判据决策模型可解决多种方法评价结果不相容问题,使评价结果更接近水体实际情况.FAME和MCDM适用于各种水质的综合评价及决策.     

田野菟丝子(Cuscuta campestris)寄生对薇甘菊(Mikania micrantha)入侵群落土壤微生物 生物量和酶活性的影响

比较分析了广东省内伶仃岛薇甘菊未入侵群落、薇甘菊入侵群落、田野菟丝子刚寄生的薇甘菊入侵群落和田野菟丝子寄生3a的薇甘菊入侵群落的土壤化学特性、微生物生物量碳氮磷及土壤酶活性的变化,旨在探讨薇甘菊入侵如何改变土壤特性及田野菟丝子的寄生如何改变薇甘菊入侵地土壤特性.薇甘菊入侵群落土壤的pH值(6.046)、有机碳(35.937 g·kg-1) 、全氮(2.449 g·kg-1)、有机氮(2.383 g·kg-1)和氨态氮(0.051 g·kg-1)含量要显著地高于薇甘菊未入侵群落土壤(5.593,29.512 g·kg-1, 0.800 g·kg-1, 0.722 g·kg-1, 0.043 g·kg-1),而土壤硝态氮含量(0.015 g·kg-1)要显著地低于薇甘菊未入侵群落土壤(0.033 g·kg-1),土壤全磷和有效磷没有明显的差异;薇甘菊入侵群落土壤的微生物生物量碳、氮、磷、土壤酸性磷酸酶、脲酶和β-D-葡萄糖苷酶活性要显著地高于薇甘菊未入侵群落土壤.田野菟丝子寄生可以使薇甘菊入侵地的土壤pH值(5.634)、有机碳(27.225 g·kg-1) 、全氮(1.836 g·kg-1)、有机氮(1.793 g·kg-1)和氨态氮(0.024 g·kg-1)含量显著性下降,对于全磷、有效磷和硝态氮则无明显影响;同时田野菟丝子寄生可以使土壤微生物生物量碳、氮、磷、土壤酸性磷酸酶、脲酶及β-D-葡萄糖苷酶活性显著下降,但改变后的土壤与未入侵地之间仍具有一定的差异.田野菟丝子寄生达3a的薇甘菊入侵地的土壤总有机碳(35.719 g·kg-1)、全氮(2.356 g·kg-1)、有机氮(2.304 g·kg-1)和氨态氮(0.040 g·kg-1)含量相对于寄生早期显著增加,有机碳、全氮、有机氮等含量恢复到薇甘菊入侵地的水平,与未入侵地之间存在显著性差异;田野菟丝子寄生时间对土壤微生物生物量氮磷及土壤酸性磷酸酶和β-D-葡萄糖苷酶活性无显著性影响,但微生物生物量碳及脲酶活性显著升高,甚至超出薇甘菊入侵地.薇甘菊入侵可以改变土壤微生物生物量和酶活性,最终改变土壤化学特性,有利于其入侵;而田野菟丝子寄生可以打破土壤微生物生态系统的动态平衡,引起土壤微生物生物量和酶活性的改变,而最终又引起土壤化学特性的改变.此研究结果对于评价薇甘菊入侵的后果、田野菟丝子防治的可能机制及带来的后果具有重要的意义.     

圈养和放归成年雌性普氏野马(Equus przewalskii)夏季昼间的摄食行为

2005至2006年的6~8月间,在新疆普氏野马饲养与繁殖研究中心和卡拉麦里山有蹄类自然保护区,采用全事件取样法和目标动物取样法相结合,研究了圈养和放归成年雌性普氏野马夏季昼间的摄食行为。结果表明,两组个体在摄食行为类型上存在一定的差异,圈养个体普遍具有舔盐和食粪行为,而放归个体不存在此类行为。经独立样本t 检验,得出两组个体的摄食和站立行为的时间分配存在显著差异（P＜0.05）,而站息、卧息、运动和其它行为差异不显著（P＞0.05）,总体上,两组普氏野马的摄食行为所占时间最多。圈养个体昼间具有3个摄食高峰（8:00~10:00、13:00~15:00、19：30~20:00）,与人工投食时间相一致,而放归个体摄食高峰并不明显,仅在13:00~15:00之间出现一个明显的摄食低谷,表现出自然的摄食节律及对放归地夏季自然条件的适应。     

浙江西苕溪土地利用变化对溪流大型底栖无脊椎动物完整性的影响

土地利用/覆被变化对溪流生态系统的影响是溪流生态学研究的热点.生物完整性是诊断溪流生物学状况和生态健康的重要指标.目的是研究西苕溪流域内土地利用类型对大型底栖无脊椎动物完整性(B-IBI)的影响.利用2003年西苕溪TM数据和DEM模型计算了62个样点上游3种空间尺度下(亚流域、沿岸和局部)的土地利用类型.结果表明,耕地,民居和竹园在流域中的百分比与B-IBI负相关,耕地百分比对B-IBI的影响在亚流域(r=-0.527,p<0.001),河岸(r=-0.665, p<0.001)和局部(r=-0.696, p<0.001)尺度上均显著.针叶林,阔叶林和混交林百分比与B-IBI正相关.阔叶林百分比在亚流域(r=0.333,p<0.001),河岸(r=0.589 ,p<0.001)和局部尺度(r=0.618,p<0.001)与B-IBI显著相关.而针叶林百分比仅在亚流域尺度(r=0.366,p<0.001)与B-IBI显著相关.在研究流域内耕地百分比小于50%的情况下,B-IBI并非随着耕地百分比的增长而线性下降,而是在达到一定阀值后(亚流域尺度,27%;河岸尺度,57%;局部尺度,59%)耕地的影响逐渐趋缓.在耕地百分比小于阀值前,B-IBI在局部尺度上与耕地百分比的增长的关系最强(r=-0.808, p<0.001, n=46).建议在沿岸区增加阔叶林,针叶林与混交林的占有率,或者建立耕地与溪流间的林地缓冲带,有助于保护和恢复西苕溪生态健康.     

黄土高原不同植被类型区人工林地深层土壤干燥化效应

人工林地土壤干燥化正在日益严重的威胁着黄土高原人工植被建设成效.在黄土高原3个植被类型区广泛观测苹果、刺槐、油松、辽东栎、狼牙刺、沙棘和柠条等23种不同立地和树龄林地深层土壤湿度基础上,比较和分析了各类林地土壤含水量、土壤湿度剖面分布和土壤干燥化强度,定量评价了各类林地深层土壤干燥化效应.研究结果表明:(1)23种林地0～1000 cm土层土壤湿度、土壤贮水量和土壤有效含水量平均值依次为10.84%、1409.8 mm和446.6 mm,明显低于荒草地土壤湿度和当地土壤稳定湿度值,各类林地平均土壤水分过耗量超过500 mm,每年多消耗土壤水分36.8 mm.林地土壤水分过耗量和耗水速度以中部半干旱森林草原区最高,南部半湿润森林区相对较低.林地土壤干燥化速度为:柠条和狼牙刺林地＞油松林地＞刺槐和沙棘林地＞苹果园地和辽东栎林地;(2)除林龄较短的苹果、沙棘和柠条林地外,各类林地在300 cm以下深层土壤湿度明显低于荒草地土壤湿度和土壤稳定湿度值,林地深层土壤湿度表现为阳坡低于阴坡、坡地低于平地,最大耗水深度接近或超过1000 cm.随林龄增长,林地深层土壤湿度逐渐降低,土壤干层逐渐加深和加厚;(3)23种林地土壤干燥化指数平均值为51.6%,达到中度(偏重)干燥化强度,林地土壤干层厚度达到或超过800 cm,随着降水量从半湿润区向半干旱偏旱区趋势性减少,林地土壤干燥化强度趋于强化,土壤干层厚度趋于增加.土壤干燥化强度和土壤干层厚度表现为:油松、辽东栎、狼牙刺和柠条林地＞刺槐林地＞苹果和沙棘林地.     

灵昆岛围垦区内外滩涂大型底栖动物生物多样性

2006年2月至2006年11月在灵昆岛东滩湿地选择1997年围垦潮沟滩涂以及围垦区外的自然滩涂作为样地,开展了自然滩涂与围垦潮沟滩涂大型底栖动物群落生物多样性比较的调查研究.共发现大型底栖动物36种,隶属7门8纲22科,这些物种中软体动物、节肢动物和环节动物共占物种总数的83.33%.其中在围垦区内的4个样点共发现大型底栖动物27种,在自然滩涂上的4个样点共发现大型底栖动物32种.通过对定量取样获得的各群落大型底栖动物密度数据进行计算,得到了各种大型底栖动物的生态位宽度和围垦区内外不同生境中大型底栖动物群落生物多样性指数(Shannon-Weiner指数 H'、Pielou指数 J、Simpson指数 D),结果显示围垦滩涂潮沟上的光滩和边滩以及自然滩涂上的高潮带和中潮带滩涂的Shannon-Weiner多样性指数 H'较高,Simpson优势度指数D则相对较低,表明了这些位点的大型底栖动物的多样性程度较高,而长满互花米草(Spartina alterniflora)位点的Shannon-Weiner多样性指数 H'和Pielou均匀度指数 J都要小于受潮水作用相似的邻近滩涂,但Simpson优势度指数D却相对较高,这表明互花米草入侵已改变了原来的大型底栖动物群落结构.运用相似度指数Jc、成对t检验以及聚类和排序等多种统计学方法对围垦滩涂潮沟和自然滩涂上的各个位点进行了群落相似性分析,结果表明潮位是影响自然滩涂上大型底栖动物分布的一个重要因素,不同潮位之间的大型底栖动物群落差异比较明显.相对而言,围垦区内各生境之间的大型底栖动物群落分化程度较低,即围垦导致潮位因素对大型底栖动物的分布的影响降低.