荒漠草原2种植物群落土壤微生物及土壤酶特征

测定和分析了甘肃省金昌市金川区荒漠草原土壤微生物数量、微生物生物量和土壤酶活性。结果表明：同层土壤3大类微生物（真菌、细菌和放线菌）数量、土壤微生物量碳和氮含量及4类土壤酶（蔗糖酶、脲酶、磷酸酶和过氧化氢酶）活性均表现为盐爪爪（Kalidium foliatum）群落大于骆驼刺（Alhagi sparsifolia）群落,而土壤微生物量磷含量相反;同一植物群落,不同层土壤微生物数量（除骆驼刺群落中的真菌亚表层最高外）、土壤微生物量碳、氮、磷含量及土壤酶活性（除骆驼刺群落中脲酶呈现高-低-高-低趋势外）均呈现随土层的加深而降低的趋势;金川区荒漠草原不同植物群落不同空间层次土壤微生物数量、微生物生物量和各种酶之间有不同程度的相关性。     

开垦对荒漠土壤微生物群落结构特征的影响

以古尔班通古特沙漠南缘典型流域（玛纳斯河、吉木萨尔河、三工河、四工河、水磨河）的绿洲农田与毗邻荒漠土壤为研究对象,采用磷脂脂肪酸（PLFA）方法分析不同开垦年限的土壤微生物生物量、群落结构、多样性变化特征。结果表明：荒漠开垦后,土壤微生物总PLFA含量、真菌PLFA、细菌PLFA、革兰氏阳性菌（G⁺）和革兰氏阴性菌（G^-）PLFA含量均显著增加。荒漠开垦5 a内,细菌PLFA与G^-PLFA增长更强烈,使得真菌PLFA/细菌PLFA比值降低了48%,G⁺PLFA/G^-PLFA比值（革兰氏阳性菌与革兰氏阴性菌的PLFA比值）降低了67%。但随着开垦年限的延长,这两个比值没有显著变化,表明与开垦年限相比,荒漠的开垦行为对土壤微生物群落结构有着更加强烈的影响。随着开垦年限的增加,土壤微生物群落多样性总体呈上升趋势。虽然荒漠在开垦50 a后多样性指数略有下降,但仍远高于荒漠土壤。土壤微生物总PLFA含量和大部分菌群PLFA含量与土壤电导率显著负相关,与全氮和有机碳显著正相关。荒漠在开垦过程中灌溉增加了土壤水分且降低了土壤盐分,全氮和有机碳含量增加,这些改变是土壤微生物群落变化的主要原因。荒漠开垦有助于提高土壤微生物PLFA含量、改善土壤微生物的群落结构、丰富土壤微生物群落多样性,有利于土壤质量的提高。     

杭州湾湿地土壤酶活性分布特征及其与活性有机碳组分的关系

选取了杭州湾滨海湿地芦苇Phragmites australis湿地、互花米草Spartina alterniflora湿地、海三棱藨草Scirpus mariqueter湿地以及光滩湿地,研究了土壤脲酶、蔗糖酶、β-葡萄糖苷酶、磷酸酶活性及土壤溶解性碳(DOC)、土壤微生物量碳(MBC)在0～20cm土层的分布特征及其内在相关性,探讨酶活性与土壤有机碳及其组分的关系。结果表明,表层(0～5cm)土壤的酶活性和有机碳含量最高,随着土壤深度的增加,土壤酶活性和土壤有机碳含量呈下降趋势。相关分析表明,土壤碱性磷酸酶、蔗糖酶与总有机碳呈显著正相关,土壤脲酶与土壤溶解性有机碳呈显著正相关,蔗糖酶、β-葡萄糖苷酶以及碱性磷酸酶活性与土壤微生物量碳或溶解性碳呈负相关,表明不同的土壤酶对湿地土壤有机碳库组成的贡献不同。     

黄河三角洲湿地土壤中功能微生物群落的结构特征和影响因素研究进展北大核心CSCD

黄河三角洲湿地拥有丰富的微生物资源,明确该湿地的功能微生物群落结构特征及其驱动因素,对黄河三角洲湿地环境保护与土壤微生物资源的合理开发与利用具有重要意义。概述了参与黄河三角洲湿地土壤地球化学循环的功能微生物群落的组成,总结了土壤含盐量、土壤深度、植物类型、水淹状况和湿地类型等因素对微生物群落结构的影响。综述结果表明,黄河三角洲湿地土壤中亚硝基菌属(Nitrososphaeria)和根瘤菌属(Rhizobium)微生物介导的氮循环、真菌、固碳细菌、甲烷氧化细菌和产甲烷菌介导的碳循环、解磷菌和丛枝菌根真菌介导的磷循环、delta-变形菌纲下的硫酸盐还原菌介导的硫循环,在区域地球化学循环和污染物降解中起到重要作用;子囊菌门、变形杆菌门、厚壁菌门和放线菌门微生物是功能微生物群落的优势耐盐微生物;通过分析黄河三角洲湿地土壤中与污染物降解相关的功能微生物,对利用土著植物和耐盐微生物构建被污染土壤的原位生物修复系统进行了展望,以期从微生物角度为黄河三角洲湿地的保护和生态修复提供参考依据。     

Variations of soil organic degradation conditions C components under different in Napahai wetland reserve

纳帕海湿地区4类土壤退化程度由高到低依次为：弃耕地-中生草甸土（AFMMS）、中生草甸土（MMS）、湿草甸土（wMS）和沼泽土（MS）,对4类土壤0～10cm（上层）、10～20cm（中层）、20～30cm（下层）进行采样,分析土壤有机碳（SOC）、活性有机碳（LOC）和溶解有机碳（DOC）含量。结果表明：4类土壤间,除AFMMS中下层L0c含量略高于MMS对应层LOC含量外,其它各层SOC、LOC、DOC含量都为AFMMS〈MMS〈wMS〈MS;剖面垂向上,MS的s0C和LOC含量由上向下先增后减,其它土壤SOC、LOC、DOC含量以及MS的DOC含量均由上向下减少;LOC／SOC（％）变化于8．6～16．8％,而DOC／SOC（％）、DOC／LOC（％）更低;除AFMMS外,其它3类土壤SOC和LOC含量呈显著正相关,且LOC和LOC／SOC（％）分异与土壤类型分异有明显的对应关系,而DOC含量与s0C和LOC含量的相关性无明显规律。本研究表明,微地貌制约下的水文情势一植被生态分异对湿地SOc及活性组分的分异有显著影响,而强人为干扰会带来湿地土壤有机碳活性组分的明显损失,缺乏水文生态调控的撂荒式恢复难以有效恢复退化高寒湿地土壤有机碳库;LOC是表征湿地土壤有机碳库及其活性组分变化更为敏感和合适的指标。     

小叶章湿地土壤酶活性分布特征及其与活性有机碳表征指标的关系

选取三江平原小叶章（Calamagrostis angustifolia）沼泽湿地,研究了沼泽湿地土壤脲酶、蔗糖酶、酸性磷酸酶、过氧化氢酶活性及土壤活性有机碳表征指标（土壤微生物量碳MBC,微生物量氮MBN、溶解有机碳DOC）在近表土层（0～30cm）的分布特征,及其内在相关性,探讨酶活性与土壤活性有机碳库的关系。结果表明：表层土壤的酶活性和活性有机碳表征指标含量最高,随着土壤深度增加,土壤脲酶、蔗糖酶、酸性磷酸酶、过氧化氢酶活性及MBC、MBN、DOC均显著降低。经相关分析表明,土壤酶活性与土壤活性有机碳表征指标间呈极显著正相关关系,其中蔗糖酶与MBC、DOC相关系数最高,过氧化氢酶活性与MBN的相关系数最高。表明不同土壤酶对湿地土壤活性碳表征指标转化循环的贡献不同,土壤酶活性对土壤活性有机碳库有显著的影响,以蔗糖酶对活性有机碳库影响最为显著。     

生物结皮演替对黄土高原水蚀风蚀交错区土壤氮素转化及微生物活性的促进效应北大核心CSCD

以黄土高原风蚀水蚀交错区六道沟小流域的生物结皮为研究对象,探索了土壤氮素含量、氮转化相关酶活性及微生物数量对生物结皮演替的响应规律及其在不同土层上的变化特征。结果表明:生物结皮演替显著增加了结皮层的有机碳(SOC)和NO3--N含量(P<0.05);结皮演替后期阶段的总氮(TN)、NH4+-N含量也逐渐增加;除脲酶、亚硝酸还原酶外,结皮层中固氮酶活性、蛋白酶活性、硝酸还原酶活性均随结皮演替呈显著增加趋势(P<0.05);微生物量碳和氮(MBC、MBN)亦随生物结皮演替而呈显著升高趋势(P<0.05);细菌、真菌同样在结皮演替后期数量增加。生物结皮层的土壤养分、酶活性和微生物数量等多数指标显著高于结皮下层土壤;生物结皮下层土壤的SOC含量、硝酸还原酶活性显著高于裸地下层,但不同结皮类型的下层土壤之间无显著差异;苔藓结皮下层土壤的脲酶活性和MBN最高,显著高于藻结皮和裸地下层土壤。土壤碳氮含量、微生物量与氮转化相关酶活性之间多数具有显著的相关关系。在生物结皮演替过程中,土壤SOC的积累增加了微生物量与细菌、真菌数量,氮功能微生物提高了氮素含量和相关酶活性,在氮素积累和转化过程中发挥着关键作用,为植物的繁衍与生长提供了宝贵的养分,促进黄土高原水蚀风蚀区的水土保持与地表稳定。     

CO2浓度升高对三江平原湿地活性有机碳及土壤微生物的影响

利用开顶箱薰气室,设置正常大气CO2浓度(Ambient CO2,350 umol·mol-1)和高CO2浓度(Elevated CO2,700μmol·mol-1)2个水平和不施氮(NN,0 gN·m-2)、常氮(MN,5 gN·m-2)、高氮(HN,15 gN·m-2)3个氮素水平,研究CO2浓度升高和氮肥施用对三江平原草甸小叶章湿地(Calamagrostis angustifolia)土壤活性有机碳及微生物的影响。结果表明,CO2浓度升高条件下,土壤微生物量碳(MBC)和溶解性有机碳(DOC)呈增加趋势,易氧化有机碳(LOC)和水溶性碳水化合物碳(CHC)的变化因生长期和氮素水平而异。CO2浓度升高,小叶章湿地土壤微生物数量在不同的生长时期呈现不同的响应趋势。细菌数量在腊熟期增幅最大,为31.4%;真菌数量在腊熟期增加16.6%,成熟期增加24.3%;放线菌数量没有发生明显变化。相关分析表明,细菌、真菌和放线菌数量都与土壤微生物量碳呈显著相关。湿地土壤中的活性有机碳可以为土壤微生物提供更多的有效能量,从而加快湿地生态系统养分循环过程。     

盐度对滨海湿地土壤碳库组分及稳定性的影响

从土壤有机碳含量和活性组分出发,分析了湿地土壤碳库组分对盐度变化的响应特征。同时分析了土壤有机碳3种稳定机制,评述了土壤碳稳定性与盐分中主要离子的博弈。并在基于研究滨海湿地碳固定与稳定的基础上,提出了土壤碳稳定与营养元素循环的相互作用机制研究、土壤碳稳定与微生物及酶学机制的关系研究、借助稳定同位素技术多要素多过程耦合研究等科学问题展望。以期为了解未来中国海平面上升背景下湿地碳截获潜力的可能演变趋势及其应对策略,为发展和完善中国湿地土壤碳循环理论奠定科学基础。     

三江平原草甸湿地土壤有机碳矿化对C/N的响应

模拟研究了三江平原典型草甸小叶章湿地及人工林地土壤有机碳(SOC)矿化在4种C/N(Ⅰ: 9-10,Ⅱ:11-12,Ⅲ: 13-16,Ⅳ: 16-22)处理下的变化特征,分析了SOC矿化对C/N的响应。结果表明:在36天的培养期内,高C/N处理下两种土壤的SOC累积矿化量分别是低C/N时的2.78和2.68倍,两种土壤SOC矿化量对C/N变化的响应不存在显著差异;不同C/N处理下,两种土壤SOC的矿化速率均在前期(0~4天)较高,随着培养时间的延长逐渐降低,并趋于稳定;一级动力学方程能较好的描述两种土壤的SOC矿化动态,其C₀和C₀/SOC值均随C/N的增加而增加;回归分析表明,试验C/N(9-22)范围内湿草甸土和林地土的SOC累积矿化量及矿化速率分别与C/N呈显著的线性和二次曲线关系,C/N是影响湿地土壤有机碳富集程度的关键因素。     

黄河三角洲新生湿地植物群落分布格局

为阐明黄河三角洲新生湿地植被群落的分布格局,以1996年后新淤积形成的湿地植被为研究对象,选取9个典型植被群落过渡带,测定分析其群落数量特征,以期能为更好的保护与管理黄河三角洲新生湿地提供数据支持。调查结果显示：黄河三角洲新生湿地植被群落沿河向海的方向呈同心环状发展,呈现出较明显的条带状。自河岸向海岸,植物的耐盐性逐渐提高。草本植物自河岸、海岸向中心陆地演替,而木本植物则由中心陆地向河岸、海岸演替。物种丰富度及香农-威纳（Shannon-Wiener）多样性指数自河岸向海岸,先升高后降低。土壤含盐量的变化与植物群落的组成结构之间具有密切关系,这说明土壤含盐量是影响黄河三角洲新生湿地植被分布格局的主要因子。     

黄河三角洲石油污染对湿地芦苇和碱蓬幼苗生长影响的模拟研究

黄河三角洲湿地是中国最具代表性的滨海湿地之一,也是中国第二大油田——胜利油田的产油区,石油污染已成为本区湿地生态系统退化的重要因子。在温室条件下模拟研究了该区滨海湿地土壤中2种不同浓度(0.5%、2.0%)石油污染对黄河三角洲地区典型物种芦苇(Phragmites australis)和盐地碱蓬(Suaeda salsa)幼苗生长的影响。结果表明,随着石油浓度的增高,芦苇和盐地碱蓬株高的受抑制程度不断增强,随着时间的推移,石油污染对芦苇分蘖的抑制作用减弱,而对盐地碱蓬幼苗的分枝数抑制作用加大。随石油浓度的增加,盐地碱蓬幼苗叶片中可溶性蛋白质含量先升高后降低,丙二醛含量和过氧化物酶活力先降低后升高,过氧化氢酶活力显著降低;芦苇幼苗则对石油污染表现出相对较强的耐受性。不同石油污染条件下芦苇幼苗叶片叶绿素含量表现出先下降后升高的变化趋势。从整体上来看,石油烃类污染对盐地碱蓬幼苗的抑制作用要高于芦苇幼苗,也说明在处理石油烃类污染物中芦苇比碱蓬更具有优势。     

新生滨海湿地土壤微量营养元素空间分异特征

在黄河三角洲国家级自然保护区核心区新生湿地内,根据植被分布状况,由黄河岸边至海滩方向布设了两条平行样带,研究土壤微量营养元素Fe、Mn、Cu、Zn和B分布的空间分异特征.结果表明,黄河三角洲新生滨海湿地表层0～30 cm土壤中B、Mn、Fe、Cu和Zn的平均含量分别为50.94 mg/kg、439.87 mg/kg,22.25 g/kg、27.48mg/kg和46.39 mg/kg.从黄河岸边至近海光滩区,土壤中5种微量营养元素含量总体上呈逐渐增加趋势,在剖面上表现为波动变化规律.不同植被群落土壤中,5种微量营养元素含量之间及其与总有机碳含量、总氮含量、总硫含量和土壤含盐量之间存在显著正相关关系.新生滨海湿地土壤中总有机碳含量、总氮含量和总硫含量是影响土壤微量营养元素含量的关键因素.     

黄河三角洲湿地土壤线虫群落空间分布研究

为了解黄河三角洲湿地土壤线虫空间分布状况,以位于黄河三角洲湿地的孤东油田及黄河三角洲国家级自然保护区为研究地点,比较了油区与对照土壤线虫群落的空间分布特征。结果显示油区中食真菌和食植物线虫空间分布稍许聚集,但有随机因素。对照中食真菌线虫呈随机分布,食植物线虫呈聚集分布。油区中食细菌线虫趋于随机分布,对照样地则稍许聚集。另外,油区与对照土壤线虫及捕食性或杂食性线虫均呈空间聚集分布。通过油区与对照线虫群落营养类群空间分布特征的差异对比,可为黄河三角洲湿地生态系统健康状况评价提供有益的数据。     

Land use effects on soil organic carbon, nitrogen and salinity in saline-alkaline wetland

Land-use and soil management affects soil organic carbon （SOC） pools, nitrogen, salinity and the depth distribution. The objective of this study was to estimate land-use effects on the distribution of SOC, labile fractions C, nitrogen （N） and salinity in saline-alkaline wetlands in the middle reaches of the Heihe River Basin. Three land-use types were selected： intact saline-alkaline meadow wetland, artificial shrubbery （planting Tamarix） and farmland （cultivated for 18 years） of soils previously under meadow wetland. SOC, easily oxidized carbon, microbial biomass carbon, total N, NO3--N and salinity concentrations were measured. The results show that SOC and labile fraction carbon contents decreased significantly with increasing soil depth in the three land-use wetlands. The labile fraction carbon contents in the topsoil （0-20cm） in cultivated soils were significantly higher than that in intact meadow wetland and artificial shrubbery soil. The aboveground biomass and soil permeability were the primary influencing factors on the contents of SOC and the labile carbon in the intact meadow wetland and artificial shrubbery soil, however, the farming practice was a factor in cultivated soil. Agricultural measures can effectively reduce the salinity contents; however, it caused a significant increase of NO 3--N concentrations which posed a threat to groundwater quality in the study area.     

黄河三角洲滨海湿地的景观格局空间演变分析

利用GIS技术、RS影像和Fragstats3.3等景观统计软件,从景观面积变化、景观斑块特征和景观整体水平格局等方面,对比研究了黄河三角洲2000年和2009年湿地不同时空尺度的景观格局变化。结果表明:10 a间黄河三角洲滨海湿地海岸线和陆地面积整体呈增长趋势,天然湿地面积急剧减少,平均分维数大部分降低,湿地景观破碎度降低,多样性和均匀性指数增加,蔓延度指数增加。湿地景观格局指数的变化反映了旱田及水田的大面积种植,盐田养殖业的大力发展以及石油开采等人为活动对景观格局的深刻影响,人类活动已经成为黄河三角洲滨海湿地景观格局变化的主要驱动因子。     

皖江自然湿地土壤碳密度及其开垦为农田后的变化

于2005年分别采集了安徽沿江4个淡水湖泊的自然湿地及其周边围垦农田的代表性土壤剖面样品,测定了总有机碳含量,讨论了天然淡水湿地有机碳密度与深度分布特征及其开垦为农田后的变化。结果显示,湿地表层（0～30cm）和全剖面（0～100cm）中的碳密度分别为42．5～57．4t／hm^2和81．5～91．6t／hm^2;而农田则分别为22．4～48．4t／hm^2和41．4～76．5t／hm^2。湿地开垦为农田后,土壤表层和全剖面的土壤有机碳含量明显降低,且有机碳含量的变异性增大。表明湿地开垦为农田后,其碳库失去稳定性。但是,开垦的旱地土壤的有机碳含量和碳密度显著低于开垦的稻田,故湿地开垦为旱地更不利于湿地碳库保护。因而,将湿地垦殖为水田是相对较有利于湿地碳库保护的人为土地利用方式。湿地开垦的碳库损失可能是土壤的大气CO2源效应的主要途径。     

黄河三角洲滩涂湿地夏季大型底栖动物多样性分析

2008年7月,采用野外取样和室内分离、鉴定相结合的方法,对黄河三角洲滩涂湿地底栖动物进行了调查,并利用物种丰富度指数（Margalef）、物种多样性指数（Shannon-Weiner）、均匀度指数及生态优势度指数对该湿地内4个环境梯度带9类典型生境的大型底栖动物多样性进行了分析。结果表明,黄河三角洲滩涂湿地夏季共发现大型底栖动物36种,8纲28科29属,隶属于节肢动物门、软体动物门及环节动物门;其生物量为节肢动物最高,软体动物次之,环节动物最低。随着河口滩涂湿地从水生生境过渡到旱生生境,大型底栖动物MargMef指数和Shannon—Weiner指数均呈减小趋势,表现为潮间淤泥海滩最高,芦苇（Phragmites arustralis）湿地次之,海防林带最小。均匀度指数的变化范围为0．45～1．00,表现为芦苇湿地最高,潮间淤泥海滩次之,海防林带最低。生态优势度表现为海防林带最高,盐碱滩涂次之,而水生生境的潮间淤泥海滩与芦苇湿地最低。     

互花米草入侵和持续扩张下黄河三角洲滨海湿地潮沟的形态特征及其变化

为了探究互花米草(Spartina alterniflora)入侵下滨海湿地潮沟的发育特征及其变化,采用随机森林分类技术和统计学分析方法,研究了2004~2020年黄河三角洲湿地互花米草的入侵过程,揭示了互花米草持续扩张下潮沟的形态特征及其变化。研究结果表明,现行黄河入海口两侧区域的互花米草群落扩张迅速,截至2020年7月,研究区互花米草群落面积已经达到4406.95 hm²;2012~2016年期间,互花米草群落的扩张速度和扩张动态度都相对最大,分别为490.2 hm²/a和45.9%;在互花米草入侵和持续扩张的条件下,黄河三角洲滨海湿地潮沟的分支增多,平均面积减小,总长度变长,平均长度缩短,平均宽度变窄,景观连通度变差;互花米草的入侵使潮沟形态发生了显著变化,在互花米草入侵区,潮沟的分支增多,平均长度缩短,平均宽度变窄。     

Simulating Potential Distribution of Tamarix chinensis in Yellow River Delta by Generalized Additive Models

There are typical ecosystems of littoral wetlands in the Yellow River Delta. In order to study the relationships between Tamarix chinensis and environmental variables and to predict T. chinensis potential distribution in the Yellow River Delta, 641 vegetation samples and 964 soil samples were collected in the area in October of 2004, 2005,2006 and 2007. The contents of soil organic matter, total phosphorus, salt, and soluble potassium were determined.Then, the analyzed data were interpolated into spatial raster data by Kriging interpolation method. Meanwhile, the digital elevation model, soil type map and landform unit map of the Yellow River Delta were also collected. Generalized Additive Models (CAMs) were employed to build species - environment model and then simulate the potential distribution of T. chinensis.The results indicated that the distribution of T. chinensis was mainly limited by soil salt content, total soil phosphorus content, soluble potassium content, soil type, landform unit, and elevation. The distribution probability of T. chinensis was produced with a lookup table generated by Grasp Module (based on GAMs) in software Arc View GIS 3.2. The AUC (Area Under Curve) value of validation and cross - validation of ROC (Receive Operating Characteristic) were both higher than 0.8, which suggested that the established model had a high precision for predicting species distribution.