禾本科‖豆科间作对土壤微生物影响的研究进展

间作是农业可持续发展的一种重要种植模式,对土壤微生物结构组成产生重要影响,在改善土壤质量方面发挥着重要作用。本文综述了禾本科‖豆科间作对土壤细菌、真菌和有益微生物产生的影响,从数量、多样性和菌属丰度变化等方面进行总结,提出了加强多种禾本科‖豆科间作系统对微生物的影响研究,并结合现代分子生物技术(高通量测序、稳定同位素探针和组学技术等)研究微生物种群在间作系统中的作用,为进一步探究禾本科‖豆科间作产生优势的微生物学机理提供一定的参考依据。     

退化泥炭地亚表层土壤酶活性与DOC变化规律研究

在气候变化背景下,泥炭地亚表层土壤有机碳逐渐参与到碳循环中,为揭示泥炭地亚表层碳输出与土壤酶活性的关系。以四川省红原县日干乔湿地自然保护区的泥炭沼泽(S1)、沼泽草甸(S2)、高寒草甸(S3)3种不同退化泥炭生态系统中不同深度(0—30 cm、30—60 cm、60—90 cm、90—120 cm、120—150 cm)的土壤作为研究对象,研究泥炭地表层(<30 cm)、亚表层(30—60 cm)和深层(>60 cm)土壤酶(酚氧化酶、β-葡萄糖苷酶、蔗糖酶)活性和土壤溶解性有机碳(DOC)的变化规律及二者的关系。结果显示,从泥炭沼泽到沼泽草甸再到高寒草甸的退化过程中, DOC含量逐渐增加。随着泥炭地退化程度的加深,土壤酶活性呈先升高后降低的变化趋势。从垂直方向来看,泥炭沼泽和沼泽草甸DOC从表层到亚表层逐渐增加,高寒草甸DOC从表层到亚表层逐渐减少;土壤酶中表层的酚氧化酶活性高于深层土壤,而深层土壤中的β-葡萄糖苷酶、蔗糖酶活性高于表层与亚表层。酚氧化酶活性、β-葡萄糖苷酶活性、蔗糖酶活性直接影响DOC含量变化。其中,β-葡萄糖甘酶在不同水位变动条件下都和DOC保持很好的...     

基于CiteSpace的国内土壤磁学文献计量分析

为深入了解近年来国内土壤磁学研究的现状和发展趋势,以中国学术期刊全文数据库(CNKI)和Webof Science(WoS)为数据源,以1979—2019年1138篇研究论文为研究对象,采用文献计量分析法,运用CiteSpace文献计量可视化软件,进行机构、主题词、关键词聚类分析。研究发现:国内土壤磁学研究发文量分为三个阶段, 1979—1993年为萌芽阶段,发文量较少,WebofScience(WoS)数据库检索结果少见国内学者发表相关文章;1994—2014年为探索阶段,发文数量螺旋上升,共607篇; 2015—2019年为第三阶段,发文419篇,此阶段发文量大幅度增加, 2018年最高103篇。发文量前五的机构分别为中国科学院、中国地质大学、兰州大学、陕西师范大学、福建师范大学,发文量占总发文量的30%,但各科研机构和高校之间合作不紧密;关键词突发性检测分析发现环境磁学、重金属关键词突现,表明土壤磁学的应用领域向环境磁学渗透,随着研究的深入,将土壤粒度、土壤磁化率、重金属含量结合的土壤环境监测手段受到关注;主题词分析得出土壤磁学研究主题逐步从稻田土壤、黄土土壤的磁化率剖面特征过渡...     

浙江天童太白山不同群落植物构型比较

植物构型是植株构件在空间上的分配方式,反映了植物对环境的响应策略。通过对浙江天童太白山海拔差异很小的栲树(Castanopsis fargesii)、小叶青冈(Cyclobalanopsis gracilis)和云山青冈(Cyclobalanopsis sessilifolia)群落类型中所有植株的树高、树冠厚度、树冠面积、叶片聚集度、枝下高和距地45 cm基径等植物构型性状,以及树冠曝光指数、土壤含水率、空气温湿度、土壤p H值和风速6个环境因子的测定,分别分析乔灌木层植物构型性状及性状关系在3个群落间的变化规律。结果表明:(1)从栲树到小叶青冈至云山青冈群落,灌木层的树高、树冠厚度、枝下高和距地45 cm基径增加,叶片聚集度减小;乔木层的树高、树冠厚度、树冠面积、枝下高和距地45 cm基径均减小,叶片聚集度增大;(2)3个群落灌木层构型性状间显著相关(P0.001),而乔木层只在中低海拔群落存在相关性;(3)从栲树到小叶青冈至云山青冈群落,乔灌木层的冠层曝光指数显著增加(P0.05);(4)多元逐步回归表明,树冠曝光指数对灌木层构型性状变异的贡献最大,而风速、土壤含水率和p H值对乔木构型性状的变异起主导作用。综上得知,天童太白山乔灌木植物在不同群落间存在构型分异,植物对光资源的竞争是引起灌木构型在不同群落间变化的主要驱动因子,而对乔木植物,其构型变化更多受到风速和土壤含水量的影响。     

退化柞蚕林封育对枯落物和表层土壤持水效能的影响

柞蚕林是辽东山区退化最严重的森林类型之一,因多年反复刈割导致生长逐渐衰退、更新能力下降,局部出现空地甚至土壤开始砂化,涵养水源和保持水土等生态功能明显降低。以辽东山区的退化柞蚕林为研究对象,分析了在封育9、12、21a后森林的枯落物及表层土壤持水效能。结果表明:退化柞蚕林经过封育恢复后,封育恢复时间越长,林地枯落物累积量增加的越显著,枯落物持水能力和有效拦蓄降雨能力提高也越明显。对照(未封育)、封育9、12、21a柞蚕林枯落物储量分别为3.69、7.92、8.41 t/hm~2和8.74 t/hm~2;最大持水量分别为6.23、14.71、15.81 t/hm~2和17.18 t/hm~2,有效拦蓄量分别为4.78、10.87、11.70、12.78 t/hm~2。枯落物持水量与浸水时间存在显著的相关关系(P0.001),自然对数模型模拟拟合效果最好(R~20.9)。退化柞蚕林经过封育恢复后,表层土壤水文物理性质的改善随着封育恢复时间的增加而越来越明显,封育9、12和21年柞蚕林表层土壤容重分别比对照退化柞蚕林降低了5.51%、12.60%、17.32%,毛管持水量分别增加了7.01%、28.98%、54.83%,非毛管持水量分别增加了46.14%、126.19%、187.19%。本研究结果说明退化柞蚕林封育能够通过提高其林地枯落物和改善土壤物理性质,增加表层土壤持水效能,对恢复和改善退化柞蚕林地的生态环境、恢复森林生产力具有重要作用。     

不同功能区城市林业土壤黑碳含量及来源——以南京市为例

由于城市化过程中人为活动的影响,城市林业土壤的性质发生了很大变化。城市林业土壤黑碳由于来源的多样性和受到人为活动的影响,其分布表现出独特的特征。以南京市为对象,调查分析了不同功能区城市林业土壤黑碳的含量及可能来源。结果表明:不同功能区城市林业土壤黑碳含量差异很大,其变幅为0.77-21.27g/kg。道路绿化带土壤黑碳含量显著高于其它功能区,居民区含量最低。黑碳在土壤表层中含量均高于表下层,黑碳富集于土壤表层。道路绿化带表层土壤黑碳含量与有机碳含量的比值(BC/SOC)为0.55,土壤黑碳的碳同位素比值(δ¹³C_PDB)为-27.04‰,与其它功能区差异显著,城市交通污染对土壤黑碳积累产生强烈影响。     

川西亚高山-高山森林土壤养分动态及其对季节性冻融的响应

为深入了解川西亚高山-高山森林冬季生态学过程,于2008年11月—2009年10月,在土壤冻结初期、冻结期和融化期及植被生长季节,研究了不同海拔(3582 m、3298 m和3023 m)岷江冷杉林土壤养分动态及其对季节性冻融的响应。3个海拔森林土壤冬季具有较高养分含量,且随土壤冻融过程不断变化。土壤有机层可溶性碳和氮、铵态氮、硝态氮含量在冻结初期显著增加后快速降低,并随融化过程迅速增加后再次降低,而土壤可溶性碳和氮、硝态氮含量在冻结期变化不明显,铵态氮显著增加。矿质土壤层可溶性碳和氮、铵态氮含量也在冻结初期显著增加后降低,而土壤可溶性氮、铵态氮和硝态氮在冻结期显著增加,并在融化期经历一个明显的含量高峰。海拔和土层的交互作用显著影响土壤可溶性碳和硝态氮含量,土壤养分含量与土壤温度的相关性随海拔差异而不同。这表明季节性冻融期是土壤生态过程的重要时期,土壤冻融格局显著影响川西亚高山-高山森林土壤养分动态。     

种植年限对寿光设施大棚土壤生态环境的影响

为探讨不同种植年限对设施大棚土壤生态环境的影响,研究了不同种植年限的大棚土壤物理性状、化学性状以及微生物区系的差异变化,并对种植年限与土壤理化性状和微生物数量之间的相关性进行了统计分析。结果表明,随种植年限增加,土壤容重和pH值均明显下降,而土壤孔隙度、土壤EC值和土壤盐分含量则显著升高,有机质含量也呈增长的趋势;土壤全氮和全磷量均持续升高,土壤全钾、硝态氮和速效钾均先升高后降低;随着设施大棚种植年限的增长,细菌数量先上升后下降,放线菌数量先迅速升高后保持相对稳定,只有真菌数量呈持续增加的趋势。这说明由于大量的有机无机肥料投入,种植年限不同的设施大棚土壤均出现一定酸化现象,养分失衡,微生态平衡遭到破坏,盐分含量显著升高,存在明显的环境风险。应提倡合理科学施肥,以保证设施大棚土壤的生态环境安全。     

荷木整树蒸腾对干湿季土壤水分的水力响应

降雨在时间上的非均匀分配导致森林土壤含水量呈现明显的干、湿季变化,并可能在干季形成水分胁迫,引起植物蒸腾变化。在监测环境因子的同时,利用Granier热消散探针连续监测荷木(Schima superba)的树干液流,以液流密度值计算整树蒸腾,并结合水力导度与叶片/土壤的水势差,探讨环境因子和水力导度对荷木整树蒸腾的协同控制。结果表明,华南地区的季节性降雨形成的干、湿季并未引起荷木蒸腾在季节上的显著差异,但对产生蒸腾的水力生理产生了显著影响。荷木蒸腾在干、湿季均与主要驱动环境因子(光合有效辐射PAR和水汽压亏缺VPD)呈显著正相关。在水热充足的湿季,荷木蒸腾主要受气孔导度调节;在干季,当空气水汽压亏缺达2.132 MPa时,水力导度与气孔导度协同控制蒸腾。整树水力导度对整树蒸腾的水力补偿出现在15:00—17:00,平均补偿值为0.08 g/s。利用蒸腾的估测值与实测值之间的差值量化荷木的水力补偿效应,是对水力导度与气孔导度协同控制树木蒸腾机理的深入探索。研究结果对于掌握季节性降雨不均背景下华南地区主要造林树种需水和耗水规律,有效发挥森林保水功能具有重要意义。     

川西亚高山森林林窗不同时期土壤转化酶和脲酶活性的特征

为了解川西亚高山森林林窗对不同时期土壤生态过程的影响,于2012年6月—2013年5月期间,根据温度动态过程,对比研究了生长季节(土壤完全融化期、生长季节前期和生长季节后期)与非生长季节(冻结初期、深冻期和融化期)川西亚高山粗枝云杉(Picea asperata)人工林林窗中心、林缘和林下土壤有机层和矿质土壤层转化酶和脲酶活性变化过程。结果表明:林窗不同区域中,土壤有机层转化酶活性均高于矿质土壤层;在生长季节,土壤有机层和矿质土转化酶活性表现为:林窗中心林下林缘,而脲酶活性表现为:林窗中心林缘林下。冻结初期和深冻期林窗中心土壤转化酶活性均高于林缘和林下,而在融化期林下转化酶活性高于林窗中心和林缘;冻结初期和融化期林下土壤脲酶活性显著高于林窗中心和林缘,而在深冻期林窗不同区域土壤脲酶活性没有显著差异。林窗不同区域在不同时期对土壤转化酶和脲酶活性的响应有着深刻影响。