塔吉克斯坦不同土地利用方式对土壤微生物群落功能多样性的影响

利用Biolog EcoplateTM技术对塔吉克斯坦国哈特隆州具有典型代表性的土地利用方式土壤微生物代谢功能多样性分析,为制订合理的土壤管理措施防止土壤退化提供科学依据。结果表明:不同土地利用方式下土壤微生物群落代谢活性差异显著,对总碳源利用强度的大小顺序为:山前草地水浇地小麦李子树//棉花间作地膜栽培滴灌棉花旱地小麦樱桃树//棉花间作露地栽培沟灌棉花。根据不同土地利用方式土壤微生物碳源利用模式差异将其划分为4类功能群。主成分分析显示,氨基酸、碳水化合物及羧酸类碳源是影响土壤微生物活性的重要碳源。Shannon、McIntosh指数的总体趋势是山前草地地膜栽培滴灌棉花露地栽培沟灌棉花水浇地小麦李子树//棉花间作旱地小麦樱桃树//棉花间作,而Simpson指数除山前草地外,其他农田土壤间差异不显著。研究结果证明,各种农田用地土壤微生物群落代谢功能与天然草地相比均呈现出不同程度的衰减趋势。合理的水、肥投入和管理,有利于丰富农田土壤微生物群落功能多样性,减轻土壤生物功能退化程度。     

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。     

开垦年限对黑土农田土壤微生物功能多样性的影响

开垦年限对黑土农田土壤微环境产生影响,土壤微生物的功能多样性发生变化。于2019年7月在黑龙江省黑河市黑土区采集不同土层（0~10 cm、10~20 cm、20~30 cm）开垦98 a、50 a和10 a的黑土农田土壤,采用Biolog-Eco微平板法研究开垦年限对黑土农田土壤微生物的活性、功能多样性和微生物对不同碳源的利用情况的影响。结果表明,开垦98 a的农田土壤微生物活性最强。农田土壤微生物群落组成及功能多样性开垦98 a >开垦10 a >开垦50 a。开垦年限和土层深度影响黑土农田土壤微生物对碳源的利用能力。在0~10 cm层中,土壤微生物对碳源的利用程度最高。主成分分析结果表明,黑土农田土壤中的微生物主要利用的是糖类和氨基酸类。     

湿地生态系统土壤微生物研究进展

微生物是湿地生态系统不可缺少的成员,对湿地生态系统中物质转化、能量流动起着重要作用.综述了国内外湿地土壤微生物研究的现状,总结了湿地土壤微生物研究主要的几个方面,包括土壤微生物的群落结构研究、代谢活性研究和生态学功能的研究.对天然湿地土壤微生物群落、功能以及多样性研究提出了展望.     

荒漠藓类结皮边缘效应下土壤肥力的灰色关联度分析

干旱半干旱地区土壤资源呈现高度异质性，植被分布斑块化成为该生态系统的普遍现象。藓类结皮是荒漠地表生物土壤结皮的主要类型，自然状态下藓类结皮通常呈现出典型的斑块状分布特征。应用灰色系统理论，以新疆北部古尔班通古特沙漠藓类结皮层土壤为研究对象，将藓类结皮斑块从中心至边缘划分3个圈层，通过对土壤的理化性质、酶活性、微生物生物量及微生物群落碳源利用等16项指标进行分析，利用灰色关联度分析法定量分析了藓类结皮斑块3个圈层的土壤肥力，并进行综合排序。结果表明：（1）藓类结皮斑块边缘圈层的土壤有机质、全氮、全钾、脲酶、过氧化氢酶、微生物生物量碳氮、平均吸光值（AWCD）均显著低于内部两个圈层，全磷、速效氮、速效磷、速效钾含量及pH值、碱性磷酸酶、蔗糖酶、β-葡萄糖苷酶活性均不受边缘效应的影响，在3个圈层无显著差异。同时，土壤各项指标在斑块内部两个圈层均无显著差异。（2）藓类结皮斑块3个圈层土壤肥力的关联度值依次为中心圈层（0.65） > 中间圈层（0.59） > 边缘圈层（0.47），藓类结皮斑块结皮层的土壤肥力从中心至边缘逐渐降低。藓类结皮斑块状分布显著影响土壤肥力，导致土壤肥力空间异质性程度增大，从而可能影响荒漠植物群落，尤其是草本植物群落的空间分布格局。     

塔里木沙漠公路防护林土壤环境因子的根际效应

选取塔里木沙漠公路防护林不同定植年限下3种灌木的根际和非根际土,比较研究了土壤物理、化学、生物因子的根际效应。结果表明：（1）除全氮和全磷外,20种土壤因子在3灌木根际土间差异极显著;（2）根际土的容重、全盐含量、有机质含量、全氮含量、速效氮磷钾含量、微生物代谢活性、脂肪酸含量和DNA片段多样性、微生物生物量碳氮磷和6种酶活性在不同年限林地间的差异极显著;（3）全氮含量、速效氮磷钾含量、微生物代谢活性、DNA片段多样性、微生物量碳和磷、纤维素酶和磷酸酶活性在不同树种与年限的交互效应上差异极显著;（4）微生物生物量碳氮磷的根际效应大小为柽柳 > 沙拐枣 > 梭梭,而不同树种各土壤养分因子和酶活性的根际效应大小并不一致。可见,几种荒漠灌木的定植促进了土壤养分转化,加速了沙漠防护林土壤的发育进程。     

长白山孤山屯泥炭沼泽活性有机碳研究

土壤活性有机碳既是土壤微生物的活动能源,又是土壤养分循环的主要驱动力。2013年5~10月中旬,在吉林省辉南县孤山屯泥炭沼泽中,对瘤囊薹草(Carex schmidtii)—小叶章(Calamagrostis angustifolia)群落、薹草(Carex spp.)群落和薹草—柳叶绣线菊(Spiraea salicifolia)群落泥炭沼泽0~40 cm深度土壤微生物量碳和水中可溶性有机碳含量分布及其影响因素进行了研究。研究结果表明,各植物群落泥炭沼泽0~20 cm深度土层中的微生物量碳质量浓度在92.40~478.96 g/m~3范围内变化,瘤囊薹草—小叶章群落泥炭沼泽土壤中的微生物量碳含量最低;20~40 cm深度土层中的微生物量碳质量浓度在48.45~348.88 g/m~3范围内变化,在20~40 cm深度土层,各采样日都是薹草—柳叶绣线菊群落泥炭沼泽土壤的微生物量碳质量浓度相对最大,其它依次为薹草群落、瘤囊薹草—小叶章群落;各植物群落泥炭沼泽0~20 cm和20~40 cm深度水中的可溶性有机碳质量浓度的变化范围分别为28.99~53.69 mg/L和22.20~66.71 mg/L;6个采样日,薹草群落和薹草—柳叶绣线菊群落泥炭沼泽0~20 cm深度土层微生物量碳含量明显大于20~40 cm深度土层,而薹草群落泥炭沼泽20~40 cm深度水中的可溶性有机碳含量都高于上层;微生物量碳含量的对数与可溶性碳含量的对数为负相关关系;土壤微生物量碳含量的主要影响因素是土壤有机碳含量、全氮含量、全磷含量、氮磷比、硝态氮含量和水位,水中可溶性有机碳含量的主要影响因素是总氮含量、总磷含量和0 cm土壤温度。     

图们江下游湿地不同植物群落区表层土壤中菌类的磷脂脂肪酸组成和含量

为了研究不同植物群落区土壤中的微生物群落结构及其影响因素,在图们江下游珲春市的河流湿地、湖泊湿地和沼泽中的长芒稗(Echinochloa caudata)群落区、大叶章(Deyeuxia purpurea)群落区和皱果薹草(Carex dispalata)群落区,采集表层(0～10 cm深度)土壤样品,采用磷脂脂肪酸生物标记法,研究表层土壤中菌类的磷脂脂肪酸组成和含量,分析湿地类型、植物类型和土壤性质对表层土壤中微生物群落结构的影响。研究结果表明,在长芒稗群落区、大叶章群落区和皱果薹草群落区的表层土壤中,检测出17种磷脂脂肪酸,其分别表征细菌(革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌和其他细菌)、真菌、丛枝菌根真菌和放线菌;河流湿地中的大叶章群落区表层土壤的全氮含量、有机质含量、速效氮含量、速效磷含量、含水量和pH都明显小于湖泊湿地中的大叶章群落区;河流湿地中的皱果薹草群落区表层土壤的全氮含量、有机质含量、速效氮含量和含水量都明显大于沼泽中的皱果薹草群落区;在河流湿地、湖泊湿地和沼泽中,各植物群落区表层土壤中15:0iso、16:1ω7c和10Me16:0的相对丰度都较大;湖泊湿地和河流湿地的大叶章...     

敦煌绿洲边缘植物群落与土壤养分互馈关系

植物群落与土壤性状相互作用研究对于认识生态系统结构与功能有着重要的意义。通过对敦煌绿洲边缘典型植物群落21个样地（20m×20m）的植被和土壤系统取样调查,在分析植物群落及其土壤养分特征的基础上,采用CCA典范对应分析法研究了土壤养分对植物群落物种分布的影响。结果表明：调查区域植被群落共出现植物27种,隶属于15科,26属,以藜科（Chenopodiaceae）植物居多,占总物种数的29.6%。柽柳（Tamarix chinensis）群落的物种丰富度最大,胡杨（Populus euphratica）群落的物种丰富度最小。植被0~80 cm土壤有机质、全氮、速效磷、速效钾含量排序为柽柳>黑果枸杞（Lycium ruthenicum） > 梭梭（Haloxylon ammodendron） > 沙拐枣（Calligonum mongolicum）,全磷、全盐、速效氮含量排序为柽柳 > 黑果枸杞 > 沙拐枣 > 梭梭,全钾含量排序为黑果枸杞 > 柽柳 > 梭梭 > 沙拐枣,pH值排序为梭梭 > 沙拐枣 > 黑果枸杞 > 柽柳。不同植被覆盖各养分指标之间差异显著。随土层深度的增加,柽柳和黑果枸杞群落土壤全氮、有机质、全盐、速效氮、速效钾含量逐渐降低,表聚效应明显,土壤全磷、全钾、速效磷含量逐渐增大后减小,梭梭与沙拐枣养分层次特征不明显。4种植被群落土壤pH值随土层深度的增大呈波动的趋势。CCA排序结果表明植被群落物种分布的土壤环境调控因子重要性排序为全氮 > pH > 全钾,土壤全氮是植物群落物种分布的最重要调控因子。     

拉萨河流域青稞系统土壤微生物群落对多幅度增温的响应（英文）

目前有关青藏高原农田土壤微生物量及群落组成对实验增温的响应还未见报道。2014年5月,在西藏的一个青稞田布设了三个增温梯度实验(即对照、低幅度增温和高幅度增温)。低幅度增温和高幅度增温分别显著提高了土壤15cm深处的土壤温度1.02℃和1.59℃。2014年9月14日,对青稞田0–10 cm和10–20 cm的土壤进行了取样,之后通过磷脂脂肪酸法分析了土壤微生物群落组成。低幅度增温没有显著影响0–10cm和10–20cm的土壤总磷脂脂肪酸量、真菌、细菌、丛植菌根真菌、放线菌、革兰氏阳性细菌、革兰氏阴性细菌、原生动物、真菌与细菌比、革兰氏阳性细菌与革兰氏阴性细菌比、土壤微生物群落组成;高幅度增温显著增加了土壤0–10 cm的74.4%的土壤总磷脂脂肪酸、78.0%的真菌、74.0%的细菌、66.9%的丛植菌根真菌、81.4%的放线菌、67.0%的革兰氏阳性细菌、74.4%的革兰氏阴性细菌,高幅度增温显著改变了0–10 cm的土壤微生物群落组成。高幅度增温对土壤10–20cm的土壤微生物群落组成、总的磷脂脂肪酸量、真菌、细菌、丛植菌根真菌、放线菌、革兰氏阳性细菌、革兰氏阴性细菌、原生动物、真菌与细菌比以及革兰氏阳性细菌与革兰氏阴性细菌比也都无显著影响。因此,土壤微生物群落组成对西藏青稞田实验增温的响应与增温幅度有关。     

Temperature Affects New Carbon Input Utilization by Soil Microbes: Evidence based on a Rapid δ13C Measurement Technology

Strong and rapid responses of soil microbial respiration to pulses, such as those from available soil organic matter (SOM) or water input from precipitation (especially in arid areas), are common. However, how soil microbes utilize new SOM inputs and the effects that temperature may have on their activities are unclear owing to the limitation in the application of traditional isotopic techniques at minute scales. In the present study, we developed a system of measuring ¹²CO₂ and δ¹³C minutely and synchronously under controlled incubation temperatures, i.e., for 48 h at 7, 10, 15, 20, and 25 °C, to explore the carbon utilization strategies of soil microbes. We measured the respiration rates of soil microbes in response to different carbon sources, i.e., added glucose (Rg) and initial SOM (Rs), as well as the total respiration rate (Rt). All responses were rapid and characterized by unimodal curves. Furthermore, the characteristic values of these curves, such as the maximum of rate (R-max), the time required to achieve R-max, and the ratio of the duration of R-max to that of 1/2 R-max, were all dependent on incubation temperature. Interestingly, temperature greatly influenced the strategy that microorganisms employed to utilize different carbon sources. The effects of temperature on the intensity of the microbial respiratory response and the ratio of Rg/Rs are important for evaluating the effect of land-use changes or variations in seasonal temperature on SOM turnover and should be considered in ecological models in future studies.     

不同降雨量下人工重建林土壤性状及微生物特性比较

分析和比较了甘肃省中部典型黄土丘陵区不同降雨量下人工重建林土壤性状及微生物特性.结果表明:随降水量的增加,土壤含水量升高,pH值变化不明显;土壤有机碳、全氮、微生物量碳、微生物量氮含量均表现为以400 mm降水量为分界线,降水量≥400 mm样地的含量显著高于降水量<400 mm样地(p<0.05);降水量为500 mm样地的全磷、速效磷、速效钾含量及土壤微生物呼吸最高,但土壤微生物呼吸熵为200 mm降水量样地最高;微生物熵变化不显著.相关性分析表明,不同降水量梯度下,土壤理化性质与微生物特性之间存在不同程度的相关性.     

西双版纳热带山地利用过程中的土壤退化

土壤养分和土壤微生物生长代谢水平的衰退是热带山地退化的重要表现形式。二者的变化基本是一致的。即从热带雨林→33a次生林→6a轮歇地→4a轮歇地→旱谷地→橡胶林→荒草坡呈降低趋势；相对于热带雨林而言，不同利用方式土壤微生物和土壤养分状况均有不同程度的下降，且随退化程度增高减幅增大，土壤微生物衰减的速率比土壤养分的衰减更快。说明山地的退化严重影响着土壤微生物的生长代谢水平以及它们之间的协同作用，从而影响土壤碳氮循环代谢途径。降低土壤肥力水平。     

腾格里沙漠东南缘植被恢复过程中土壤微生物量及酶活性

土壤微生物量和酶活性是反映土壤功能的关键指标，也是土壤恢复和环境变化的指示器。以流动沙丘为对照，研究了腾格里沙漠东南缘人工固沙植被区表层0~5、5~10、10~20 cm土壤微生物量碳氮和酶活性随植被恢复的变化特征。结果显示：土壤微生物碳氮含量和脲酶、多酚氧化酶、碱性磷酸酶、过氧化氢酶、淀粉酶、纤维素酶、蔗糖酶活性均随植被恢复年限延长而增大，随土层深度增加而减小，不同年代植被区及不同土层间差异均显著（P<0.05）。其中0~5 cm土层变化最明显，经过62年植被恢复后土壤微生物碳氮量和脲酶、多酚氧化酶、碱性磷酸酶、过氧化氢酶、淀粉酶、纤维素酶、蔗糖酶活性分别增加了16.44、8.79、3.99、3.01、2.54、19.35、0.77、0.65、16.61倍，年平均变化速率分别为1.55、0.21 mg·kg^-1和6.14×10^-4、1.25×10^-2、9.32×10^-4、6.05×10^-2、8.22×10^-5、9.07×10^-5、4.24×10^-3 mg·g^-1·h^-1。土壤微生物量和酶活性与土壤理化性质高度相关，除与沙粒、容重呈负相关关系外，与土壤粉粒、黏粒、pH、电导率、有机碳、无机碳、全氮、碱解氮、速效磷和速效钾含量呈正相关关系。这表明种植旱生灌木能够有效促进沙地土壤功能恢复并改善沙区环境。     

Effects of Forest Types and Environmental Factors on Soil Microbial Biomass in a Coastal Sand Dune of Subtropical China

Coastal sand dune ecosystems generally have infertile soil with low water-holding capacity and high salinity. However, many plant species have adapted to the harsh sand environment along the southeastern coast of China. Studying the microbial biomass in such an ecosystem can improve our understanding of the roles that microbes play in soil fertility and nutrient cycling. We investigated the differences in soil microbial biomass carbon (MBC) and nitrogen (MBN) contents and their seasonal dynamics in five forest types (a secondary forest and plantations of Casuarinas, Pine, Acacia, and Eucalyptus). The results indicated that the seasonal variations of soil MBC and MBN contents in all five forest stands were higher in spring and winter, but lower in summer and autumn. The MBC content was lower in the Casuarinas plantation than in the other plantations in the same soil layer. However, no significant differences were observed in MBN contents among the different forest types. The MBC and MBN concentrations were positively correlated with soil moisture, but negatively correlated with soil temperature. The MBC and MBN contents also decreased with increasing soil depth. Across all soil layers, secondary forest had the highest MBC and MBN concentrations. Our study also showed that the MBC and MBN contents were positively affected by total soil carbon (TC), pH, and litter N content, but were negatively impacted by soil bulk density and litter C content. Moreover, the MBN content was positively correlated with root N content. In summary, environmental factors and the differences in litter and fine roots, soil nutrient contents, as well as the soil physical and chemical properties caused by different tree species collectively affected the concentrations of the soil MBC and MBN.     

放牧梯度上草原植被土壤系统碳截存特征

放牧强度影响草原植被的固碳能力。本文以呼伦贝尔克鲁伦河流域的半干旱典型草原作为研究区域,开展不同放牧压力下异质性植被-土壤系统中碳截存的特征研究。研究发现:不同放牧梯度下,土壤有机质、地上生物量、地下生物量和土壤微生物生物量碳彼此之间呈一定的相关性。随着放牧强度的加剧及土层深度的加深,土壤碳截存量呈减少趋势。其中,土壤有机质的变化趋势与土壤碳截存量趋势相同;而土壤无机碳含量呈现逐渐增大的特征。过度放牧破坏了土壤的理化性质及土壤质量,加速了土壤有机质的损失。草原群落的根冠比也随着放牧强度的增大而增加。以土壤微生物生物量碳作为土壤固碳能力的指标,不同放牧强度下的草原群落土壤固碳能力为轻牧区>中牧区>重牧区。     

Salinity effects on soil organic carbon and its labile fractions, and nematode communities in irrigated farmlands in an arid region, northwestern China

The effects of salinity on soil organic carbon(SOC) and its labile fractions including microbial biomass carbon(MBC) and easily oxidation organic carbon(EOC),basal soil respiration,and soil nematode community in the Fluvents,an oasis in an arid region of northwestern China were investigated.Five sites were selected which had a salinity gradient with different groundwater table from 1.0 m to 4.0 m.Soils were sampled at the 0–20 cm plough layer from 25 irrigated fields of five sites and electrical conductivity was measured in the saturation paste extracts(ECe).Soils were categorized into five salinity levels:(1) non-saline,(2) very slightly saline,(3) slightly saline,(4) moderately saline,and(5) strongly saline according to the values of ECe.The results show that SOC and total nitrogen concentration,cation exchange capacity(CEC),and the concentrations of labile organic fractions(MBC,EOC),and basal soil respiration decreased significantly with increasing ECe.The relationships between ECe and MBC,EOC and basal soil respiration were best described by power functions.Slight and moderate salinity had no significant impact on soil nematode abundance,but excessive salt accumulation led to a marked decline in soil nematode community diversity and abundance.Soil salinity changed soil nematode trophic groups and bacterivores were the most abundant trophic groups in salt-affected soils.Further study is necessary to identify the response of soil microbial processes and nematode community dynamics to soil salinity.     

无灌溉人工固沙区土壤有机碳及氮含量变异的初步结论

对降水量小于200mm的沙坡头无灌溉条件下人工植被固沙区土壤有机碳和全氮含量变异进行研究。结果表明, 流沙在固定过程中, 人工植被固沙体系的营建改善了成土环境, 促进了生物地球化学循环, 使土壤碳、氮的含量和分布规律发生了变化: ①固沙区土壤有机碳和全氮含量及C/N均高于流沙区, 随土层深度增加土壤有机碳和全氮含量呈逐渐降低趋势, 而C/N呈逐渐升高趋势; ②不同年限固沙区间土壤有机碳、全氮含量及C/N变异小于土层垂直方向的变异; ③不同年限固沙区土层垂直方向土壤有机碳和全氮含量及C/N变异较大, 变异主要存在于结皮层及其下土层(0~5cm); ④流沙区土壤碳、氮含量及C/N低于固沙区, 而且在土层垂直方向上基本无变异。     

植被恢复不同阶段下喀斯特土壤微生物群落结构及活性的变化——以云南石林景区为例

为了探讨植被恢复对喀斯特土壤生化特性的影响,对云南石林景区植被恢复演替下土壤养分、微生物群落结构及活性进行了比较研究。结果表明,相对于裸露地,植被恢复显著地提高了土壤养分、微生物量碳、微生物活性、微生物商、细菌种丰富度及基因多样性;相对于对照原始林,植被恢复演替下土壤总有机碳、总氮、微生物量碳、基础呼吸和诱导呼吸的恢复程度分别为32%～83%、36%～70%、54%～89%、58%～82%和35%～51%;对照林与植被恢复演替下土壤细菌群落结构之间的相似性遵循如下趋势:裸露地(稀)草地灌丛。总体上,自然恢复方式(草地和灌丛)提高土壤质量效果优于人工恢复方式(柏树林);从裸露地到稀草地恢复过程中,土壤质量提高尤为迅速,为退化喀斯特土壤生态系统进一步恢复改善了条件。