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。     

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。     

湿地系统氮的生物地球化学研究概述

系统地回顾了湿地系统氮的生物地球化学循环的研究进展。在氮的输入与累积方面,概述了湿地的大气干湿沉降、湿地有机氮素的矿化、植物累积与枯落物分解以及氮的湿地迁移转化的过程及影响因素等。分析了湿地氮的硝化、反硝化过程,并对湿地土壤水分、水位、温度、pH、Eh、有机质含量、土壤质地、土壤基质以及植被类型等影响因素进行了深入的分析和讨论。并分析了湿地氮各种存在形态的生态效应,展望和提出了湿地氮生物地球化学研究的方向和重点。     

增温对南极湖泊沉积物反硝化过程的影响

全球变暖导致的极地地区增温正深刻地改变着极地地区生态系统物质循环过程和速率。目前,增温对南极地区湖泊沉积物氮循环关键过程的影响还鲜有报道。中国第29次南极科学考察期间在南极中山站附近选取了5个湖泊,采集了1处含企鹅粪土的湖泊沉积物(莫愁湖)和4处自然湖泊沉积物(团结湖、大明湖、米尔湖和玉珍湖),利用样品瓶泥浆恒温培养法进行增温模拟,设置低温(1℃)、中温(5℃)、高温(11℃)培养实验。结果表明,低温条件下莫愁湖沉积物反硝化速率和反硝化潜势明显高于自然湖泊沉积物(277.37倍、244.13倍)。一定程度的增温促进了沉积物反硝化速率与反硝化潜势,但过高温度也会抑制部分样点的反硝化速率与反硝化潜势。总体而言,高温条件下自然湖泊沉积物平均反硝化速率分别是中、低温条件下的1.57倍、3.56倍,反硝化潜势为1.91倍、6.31倍;而含企鹅粪土湖泊沉积物反硝化速率为1.17倍、2.08倍,反硝化潜势为0.72倍、1.01倍。增温对自然湖泊沉积物反硝化速率和潜势的影响高于莫愁湖沉积物,但含企鹅粪的莫愁湖沉积物的反硝化速率和潜势具有更高的绝对增量。企鹅粪中较高的硝酸盐、铵盐、磷酸盐以及有机碳含量是...     

东寨港红树林中不同群落区表层土壤有机碳及其活性组分含量北大核心CSCD

2021年5月,在海南东寨港国家级自然保护区红树林中的9种群落区,采集表层(0~20 cm深度)的土壤样品,测定表层土壤样品中的有机碳及其活性组分的含量,分析其与土壤化学指标的关系。研究结果表明,东寨港国家级自然保护区红树林中9种群落区表层土壤中的总有机碳、微生物生物量碳、可溶性有机碳和易氧化有机碳质量比的平均值分别为34.45 g/kg、615.01 mg/kg、73.97 mg/kg和1.46 g/kg,其变异系数都大于60%;在9种群落区表层土壤的总有机碳含量中,易氧化有机碳含量所占比例(平均值为4.47%)最大,其次是微生物生物量碳含量所占比例(平均值为1.96%),可溶性有机碳含量所占比例(都小于1.00%)最小;表层土壤中的全氮含量、全钾含量和土壤pH是影响有机碳及其活性组分含量的主要因素。     

短期增温和降水减少对沙质草地土壤微生物量碳氮和酶活性的影响

通过模拟气候变化,探究短期增温和降水减少对沙质草地土壤微生物量碳氮及酶活性的影响,揭示沙质草地土壤微生物量碳氮和酶活性对短期气候变化的响应规律。结果表明：（1）短期增温和降水减少对土壤微生物量碳氮和酶活性均产生显著影响。（2）在自然温度下,与自然降水相比,降水减少40%时土壤微生物量碳（MBC）和微生物氮（MBN）含量最高,增幅分别为87.9%和98.8%;降水减少60%时土壤碱性蛋白酶（S-ALPT）活性最低,降幅达32.8%。（3）在增温条件下,与自然降水相比,降水减少40%时土壤MBC和MBN含量最低,降幅分别为25.67%和48.16%,土壤脲酶（S-UE）活性最高,增幅20.42%。（4）土壤pH与3种土壤酶活性正相关,与土壤微生物量碳氮负相关。土壤微生物量碳氮与土壤纤维素酶（S-CL）活性负相关,与S-UE、S-ALPT活性正相关。     

沙区植被恢复对土壤微生物量及活性的影响

土壤微生物是生态系统功能及养分循环的关键影响因素,对土壤质量变化有重要的指示意义。研究了干旱沙区植被恢复过程中土壤微生物量及微生物活性的变化特征及其季节动态。结果表明：固沙植被区土壤微生物量碳氮和土壤基础呼吸显著大于流动沙丘,总体上表现为同一土层土壤微生物量碳氮和基础呼吸速率随植被恢复年限的延长而增加,而同一年代植被区则随土层深度的增加而减小。土壤微生物代谢熵随固沙年限的延长呈下降趋势,随土层深度的增加而增大。土壤微生物量和基础呼吸呈现出明显的季节变化,表现为夏季 >秋季 >春季 >冬季,且随着恢复年限的延长其变化幅度增大;微生物代谢熵不存在明显的季节变化。土壤微生物属性能够较好地反映沙区植被恢复引发的土壤质量变化。     

非生物因子对松嫩平原西部石油污染湿草甸土壤微生物的影响

为了完善松嫩平原西部油田区盐碱化湿地中微生物生态学状况和生态功能研究,对松嫩平原西部6个油田区的湿草甸土壤中石油烃含量、有机质含量、总氮含量、总磷含量、pH、含水量、电导率以及土壤微生物平板计数和微生物群落BiologEcoplate代谢活性进行测定,揭示油田区湿草甸非生物因子对土壤微生物的影响。结果表明,不同程度石油污染下的湿草甸土壤微生物数量和代谢活性存在显著差异;土壤微生物数量和群落代谢活性随石油烃含量的增加而增大,当石油烃含量为5603mg/kg时,二者都达到了峰值;石油烃促进了油田区湿草甸土壤微生物的生长,使微生物群落代谢活性增强,提高了微生物对底物碳源的利用能力;土壤其他非生物因子对土壤微生物数量和群落代谢强度的影响各异;土壤微生物数量、微生物代谢活性和多样性都与有机质含量呈正相关,与土壤总磷含量呈负相关。     

科尔沁沙地不同生境土壤氮矿化/硝化作用研究

利用顶盖埋管原位培育法测定了科尔沁沙地不同生境（丘间低地、固定、半固定、半流动和流动沙丘）土壤氮素矿化/硝化速率的月际动态及净矿化/硝化量。结果表明：①沙地土壤无机氮主要以NO^-₃-N的形式存在,各类生境土壤NH⁺₄-N平均含量比NO^-₃-N低58.2%~79.7%;②土壤氮素矿化/硝化速率随植被与土壤条件的恶化呈现递减的趋势,从丘间低地到流动沙丘,净矿化速率分别为61.0、43.4、29.1、5.3 mg·m^-2·d^-1和2.7 mg·m^-2·d^-1,净硝化速率分别为61.8、46.2、30.1、6.2 mg·m^-2·d^-1和3.4 mg·m-2·d-1;③从丘间低地到固定、半固定、半流动和流动沙丘,矿化氮总量分别减少28.8%、52.3%、91.4%和95.5%,硝化总量分别减少25.3%、51.3%、90.0%和94.5%;④不同类型生境土壤净硝化氮占净矿化氮的比例都为100%,表明沙地土壤中植物可利用氮素易于淋溶或氨挥发损失。     

祁连山疏勒河源区冻土退化对土壤微生物生物量碳氮的影响

对青藏高原东北缘祁连山西段疏勒河源区多年冻土区0~50 cm土壤微生物生物量碳氮分布特征及其影响因素进行分析。结果表明:稳定型和极不稳定型多年冻土区0~50 cm土壤中微生物量碳含量范围分别为0.015~0.620 g/kg和0.019~0.411 g/kg,微生物量氮含量范围分别为0.644~12.770 mg/kg和0.207~3.725 mg/kg;土壤微生物量总体呈现出稳定型显著高于极不稳定型多年冻土,表明多年冻土退化（多年冻土由稳定型退化为极不稳定型）对土壤微生物量积累有明显抑制作用。土壤微生物生物量碳占有机碳、微生物生物量氮占全氮的比值在稳定型多年冻土中显著高于极不稳定型,表明多年冻土退化对土壤微生物的矿化能力有明显抑制作用。土壤微生物量及其与土壤养分的比值有显著的剖面变化特征,随土壤深度增加而减小。土壤微生物量碳氮均与土壤温度显著负相关,与地下生物量显著正相关。稳定型多年冻土中,土壤微生物量碳氮与碳氮比正相关、与氧化还原电位负相关;不稳定型多年冻土中,土壤微生物量碳氮与pH正相关。土壤微生物量碳氮与土壤温度和pH在剖面变化上显著相关。逐步回归分析表明驱动微生物生物量碳氮在不同多年冻土类型和土层之间变化的因子是不同的。     

南极菲尔德斯半岛微生物总量的调查

在南极菲尔德斯半岛进行了微生物总菌量的调查。共收集样品３５个（以土壤样品为主），从这些样品中计数得到一般细菌总量范围为：１０３－１０６ｃｅｌｓ／ｇ（３０°Ｃ），１０４－１０６ｃｅｌｓ／ｇ（１６°Ｃ），１０４－１０６ｃｅｌｓ／ｇ（４°Ｃ）；一般真菌总量范围为：１０２－１０３ｃｅｌｓ／ｇ（３０°Ｃ），１０２－１０３ｃｅｌｓ／ｇ（１６°Ｃ），１０３ｃｅｌｓ／ｇ（４°Ｃ）。初步鉴定细菌有７个属：微球菌属，葡萄球菌属，节细菌属，黄杆菌属，产碱菌属，假单胞菌属，芽孢杆菌属。真菌有５个属：青霉菌属，金孢霉菌属，枝孢霉菌属，曲霉菌属，散子囊菌属。特别是在绝大多数样品中４°Ｃ下培养的一般细菌与真菌总量明显高于３０°Ｃ下培养的菌量，同时离半岛海岸线近的地区菌量也高于半岛内陆地区的菌量。在该地区，４°Ｃ下培养的低温菌出现率主要是假单胞菌属（６９％），芽孢杆菌属（５４％），青霉菌属（４６％），曲霉菌属（１７％）。     

菲尔德斯半岛植物和表层土壤中部分金属元素的富集特征

利用湿法消解-电感耦合等离子体质谱仪对南极菲尔德斯半岛地区植物和表层土壤中的化学元素进行了分析,讨论了其元素含量、相关性、富集系数及污染指数等化学特征。研究发现,南极菲尔德斯半岛土壤和植物中的Ni、Li、As、Cs变异系数波动较大,且土壤中元素的区域性变化小于植物。植物中的Al、Fe、Mn元素丰度主要依赖于土壤元素丰度的高背景值,而对Ca、K、Cr、Ba元素具有较强的选择吸收能力,对重金属元素Cr、Cu、Zn、Cd、Pb富集能力很强。进行重金属污染评价表明,南极菲尔德斯半岛地区受到不同程度的污染,Cu元素存在普遍污染,Cd和As均达到了轻度污染,Cd元素的潜在生态风险最大。     

南极乔治王岛菲尔德斯半岛土壤的化学风化作用

西南极南设得兰群岛乔治王岛菲尔德斯半岛土壤化学分析表明土壤中存在着一定的化学风化作用。相对于母质,土壤中的SiO_2、Al_2O_3、Fe_2O_3、FeO、MgO,GaO和Na_2O淋失,K_2O、H_2O~+、H_2O~-、TiO_2和P_2O_5富集。土壤中SiO_2/Al_2O_3的平均值为4.71,属弱风化壳类型。硅铝比反映出成土作用时间越长,土壤的风化程度越高,化学风化作用大于南极大陆边缘和内部。Al_2O_3在南极的淋失率大于SiO_2,使较老土壤剖面由下向上硅铝比增大。土壤的化学性质很大程度上取决于母质。南极强烈的冻融扰动作用破坏了土壤分层。土壤中存在着较强的水合作用。     

微生物对杜塘水库沉积物氮元素释放的影响

本研究以杜塘水库大坝断面沉积物为对象,通过对上覆水-沉积物界面的好氧／厌氧连续培养模拟试验,比较灭菌与非灭菌条件下,上覆水中氨氮和硝酸盐氮的浓度变化以及沉积物中氨氮和总氮质量分数的变化,并分析培养前后沉积物中与氮循环相关微生物的变化,研究微生物对氮释放的影响．结果表明,灭菌组沉积物氨氮和硝酸盐主要通过上覆水-沉积物浓度梯度作用力进行扩散释放,较快达到平衡;而未灭菌组氨氮和硝酸盐的释放受溶解氧浓度影响,缺氧环境在微生物的作用下会促进反硝化作用以及氨氮的释放,沉积物中含有10^4CFU／g的氨化细菌和反硝化细菌,暗示着沉积物中微生物作用下的氨化作用和反硝化作用较为激烈．     

南极菲尔德斯半岛生物体的微生物含量分析

于１９９３／１９９４年以平板培养法用５种基本培养基对南极菲尔德斯半岛地区的生物体作了微生物含量分析。所研究的海藻、苔藓、地衣、沙蚕、小红蛤、帽贝、鱼、企鹅和鲸等的体表和体内样本计３３个。分析和比较了各类生物体内外所含的陆源性细菌、海洋性细菌、肠细菌、真菌及耐酸细菌等的含量,在一定程度上,培养温度的提高可促进样本中原有的微生物迅速大量繁殖,表明低温仍是制约南极微生物的重要因子。     

Soils of Fildes Peninsula, King George Island, the maritime Antarctic: Part~-> Formation processes and pedogenetic particu-larities

Based on the data obtained from tens of the investigated soil profiles scattered over the Fildes Peninsula, King George Island, the maritime Antarctic, the soil forming processes were discussed. It was concluded that on the weathering crusts resulted from various physical courses, the strong freeze thaw action within regolith, significant organic matter accumulation, evident leaching and illuviation, as well as initial argillification dominated the formation and development of the soils on the Fildes Peninsula. Furthermore, this study indicated that the juvenility of genesis, poor profile expression, variation in column thickness, etc. characterized the pedogenetic features of the soils of the Fildes Peninsula.     

东南极企鹅和海豹粪土层细菌群落的变化特征

海洋动物粪土是南极陆地生态系统养分的重要来源,粪土层细菌群落对南极苔原碳、氮循环过程起重要作用,但目前对南极海洋动物粪土层中细菌群落的变化特征却鲜有报道。本文采集了东南极四个企鹅、海豹粪土剖面样品,通过酶活性、微生物量碳、微生物熵、土壤呼吸和DNA浓度测定以及16 S r DNA-DGGE分析,探讨了粪土层中细菌群落变化特征及其与环境因子的关系。土壤转化酶、脲酶和磷酸酶活性、微生物量碳、土壤呼吸和微生物熵随深度增加而递减,而代谢熵增加,表明随深度增加,微生物生存环境恶劣,造成细菌丰度和酶分泌量减小,需更多有机碳进行能量代谢。土壤DNA浓度与pH、含水率、TOC、TN、微生物量碳、土壤呼吸以及酶活性呈高度正相关,表明这些因子对粪土层中细菌种群的丰度有重要影响。DGGE图谱分析证实：东南极海洋动物粪土中含丰富的细菌群落结构,随深度增加泳道带型数量和亮度递减,表明细菌多样性和丰度递减。聚类分析表明：四个剖面随深度泳道带型差异明显,细菌遗传相似性为46%,企鹅、海豹粪土细菌群落差异性尤为明显;发现四个粪土剖面中,细菌丰度与企鹅、海豹粪的相对含量呈协调一致性变化,且表层5cm粪土层细菌丰度最高,表明东南极企鹅和海豹排泄物对土壤中细菌群落多样性变化起重要作用。     

Ecological differences of south polar skua populations from Fildes Peninsula of King George Island and eastern Larsemann Hills, Antarctica

A study has been done on the comparison of nesting and feeding behavior, population variances as well as breeding success between two populations of south polar skua (Catharacta maccormicki) from near Great Wall station on Fildes Peninsula and near Zhongshan station in Eastern Larsemann Hills, Antarctica. There are evident differences in their population ecology. The foraging habit is much related to regional ecosystem and food resources near their territorial area. Dependence on human food waste influences skua's diet,which considerably affects their behavior even population variation in both areas. The skuas in Zhongshan Station,could shorten and/or regulate the timing for their egg laying and hatching, and take precedence of one chick brooding, for keeping their breeding success, and subsequent species continuation.     

南极菲尔德斯半岛土壤可培养细菌多样性分析

对中国第29次南极科学考察采自南极菲尔德斯半岛区域16个站位的土壤样品进行了细菌的分离培养。经细菌16S r DNA序列测定及系统发育分析,共鉴定得到3个门,13个属的67株细菌。其中优势门为放线菌门(Actinobacteria)和变形菌门(Proteobacteria),优势属为节杆菌属(Arthrobacter)和假单胞菌属(Pseudomonas)。对受到不同外界动物因素影响的4个典型站位的土壤理化性质进行了测定,初步分析了土壤理化因子对可培养细菌群落结构的影响。结果表明在菲尔德斯半岛人活动对土壤中可培养细菌群落的影响显著区别于企鹅和海豹。研究还对产淀粉酶的菌株进行了筛选,发现8株产淀粉酶的菌株。     

The pedogenic groups and diagnostic characteristics in the Fildes Peninsula of King George Island， Antarctica

（赵烨）（李天杰）ＴｈｅｐｅｄｏｇｅｎｉｃｇｒｏｕｐｓａｎｄｄｉａｇｎｏｓｔｉｃｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｉｎｔｈｅＦｉｌｄｅｓＰｅｎｉｎｓｕｌａｏｆＫｉｎｇＧｅｏｒｇｅＩｓｌａｎｄ，Ａｎｔａｒｃｔｉｃａ￥ＺｈａｏＹｅａｎｄＬｉＴｉａｎｊｉｅ（Ｉ...