亚热带天然常绿阔叶林转变为杉木人工林对土壤微生物呼吸的影响

对福建省万木林自然保护区天然常绿阔叶林及其转变后的杉木林表层(0~10 cm)和底层(40~60 cm)土壤可溶性有机碳(DOC)、可溶性总氮(DN)、微生物生物量碳(MBC)、微生物生物量氮(MBN)、微生物呼吸(BR)及呼吸商(q CO2)进行研究,来分析亚热带森林转换对土壤微生物呼吸及土壤碳库质量的影响。结果显示:同一林分中,表层土壤的DOC、DN、MBC、MBN含量和BR均高于底层土壤,而土壤表层的q CO2却低于底层土壤。同一土层中,天然林转变为杉木林导致土壤DOC、DN、MBC、MBN含量和BR均降低,而q CO2却升高了。综上所述,底层土壤的土壤有机碳质量低于表层土壤,土壤微生物碳利用效率较低;天然林转变为人工林则导致土壤有机碳质量降低,土壤微生物碳利用效率降低。     

纳帕海湿地土壤有机碳和微生物量碳研究

以纳帕海湿地天然沼泽、沼泽化草甸和草甸为研究对象,研究土壤有机碳和土壤微生物量碳含量的时空分布及其变化。结果表明,天然沼泽、沼泽化草甸和草甸0~40 cm深土层的平均有机碳含量在(18.02±0.24)~(258.44±3.37)g/kg之间变动;三者10~40 cm深土壤的各土层平均有机碳含量随着土壤深度增加在不断减小,且差异显著(p0.05);其土壤表层(0~10 cm)的平均微生物量碳含量都较高,分别为(446.23±98.72)mg/kg(沼泽化草甸)、(204.23±44.90)mg/kg(天然沼泽)和(158.64±65.24)mg/kg(草甸);三者0~40 cm深土层的微生物量碳含量差异明显,沼泽化草甸的微生物量碳含量最高,为940.00 mg/kg,天然沼泽次之,为472.23 mg/kg,草甸最低,为359.78 mg/kg;在垂直分布上,三者的土壤微生物量碳含量表现出与土壤有机碳含量一致的规律;土壤有机碳含量和土壤微生物量碳含量都与土壤含水量显著相关,表明纳帕海湿地土壤有机碳含量和土壤微生物量碳含量主要受土壤水分的影响,而人为疏干排水是导致土壤水分下降的诱因。     

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。     

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。     

氮可利用性对东北不同类型湿地土壤有机碳矿化的影响

2010年6~10月,在中国东北连续多年冻土区,岛状多年冻土区和季节性冻土区采集典型湿地土壤,通过室内分析和模拟试验研究了不同冻土区湿地土壤有机碳矿化及其微生物活性对不同氮可利用性的响应特征。试验设置4个氮处理水平,分别为0 mg/g(N0),0.1 mg/g(N1),0.2 mg/g(N2),0.5 mg/g(N3)。结果表明,培养结束后3种土壤在N0处理下的有机碳累计矿化量分别为5 646 mg/kg,2 103 mg/kg和1 287 mg/kg,与初始土壤有机碳含量、全氮含量和微生物量碳(MBC)呈显著正相关。3种土壤在氮输入后的有机碳矿化速率和累积矿化量都明显低于N0处理,表明氮输入对有机碳矿化产生抑制作用。随着氮输入量的增大,氮输入对不同土壤有机碳矿化的抑制作用有所差异,表现为:不同氮输入对连续多年冻土区土壤累积矿化量影响无显著差异;岛状多年冻土区土壤在N1和N2处理下的有机碳累积矿化量明显高于N3处理;季节性冻土区土壤在N2和N3处理下的累积矿化量明显低于N1处理。培养结束后,3种土壤微生物量氮(MBN)含量随氮输入量增加而降低,MBC/MBN随氮输入量增加而增加;季节性冻土区草甸沼泽土培养结束后的MBN和MBC/MBN都与累积矿化量存在显著相关关系,表明季节性冻土区草甸沼泽土氮可利用性增加可能改变了微生物的组成或结构,进而对有机碳矿化产生影响。     

福建中亚热带阔叶林土壤有机碳矿化的温度敏感性及其影响因素

土壤有机碳矿化及其温度敏感性(Q_(10))是评价土壤碳排放与固持的重要指标,对未来全球气候变化的预测具有重要意义。本研究以福建中亚热带阔叶林表层土壤(0~10 cm)为研究对象,通过观测不同温度(10、20和30℃)下土壤有机碳矿化速率、Q_(10)、可溶性有机碳(DOC)、微生物生物量碳(MBC)、呼吸熵(qCO_2)的变化,探讨福建中亚热带阔叶林土壤有机碳矿化的温度敏感性及其影响因素。结果表明:温度对土壤有机碳矿化具有显著影响,温度越高,土壤有机碳平均矿化速率、土壤有机碳累积矿化量、平均qCO_2越大(P0.05)。其中,10、20和30℃累积矿化量分别为369.29、559.85、1 077.18μg·g~(-1)。土壤有机碳矿化速率、DOC、qCO_2的均值随时间延长呈降低趋势。此外,MBC含量与温度呈显著负相关关系,土壤有机碳矿化速率与土壤DOC、MBC含量均显著线性相关(P0.05)。温度敏感性随着培养时间延长有降低趋势,且第1天的Q_(10)值(4.7)显著大于第180天的Q_(10)值(1.4)。因此,增温影响土壤DOC、MBC转换,促进土壤有机碳矿化,且高质量碳具有更高的土壤温度敏感性。     

安徽三汊河国家湿地公园不同土地利用方式下表层土壤活性有机碳含量

为了揭示安徽三汊河国家湿地公园不同土地利用方式下土壤有机碳及其活性组分含量的差异,于2017年7月16日,在该湿地公园内的天然沼泽——芦苇(Phragmites australis)+藨草(Scirpus triqueter)沼泽、由天然沼泽开垦的分别耕种了3 a和30 a的耕地、果园和林地中,采集表层(0～10 cm深度)土壤样品,测定土样中的有机碳、微生物量碳、可矿化碳和可溶性碳含量。研究结果表明,天然沼泽表层土壤中的有机碳、微生物量氮、可溶性有机碳和可矿化有机碳质量比分别为16.99 g/kg、124.42 mg/kg、119.44 mg/kg和0.55 g/kg,耕种了3 a的耕地表层土壤中的有机碳、微生物量氮、可溶性有机碳和可矿化有机碳质量比分别为6.31 g/kg、98.64 mg/kg、24.91 mg/kg和0.22 g/kg,耕种了30 a的耕地表层土壤中的有机碳、微生物量氮、可溶性有机碳和可矿化有机碳质量比分别为19.22 g/kg、173.40 mg/kg、84.78 mg/kg和0.40 g/kg,果园表层土壤中的有机碳、微生物量氮、可溶性有机碳和可矿化有机碳质量比分别为12.31 g/kg、93.28 mg/kg、55.08 mg/kg和0.20 g/kg,林地表层土壤中的有机碳、微生物量氮、可溶性有机碳和可矿化有机碳质量比分别为12.64 g/kg、109.00 mg/kg、53.96 mg/kg和0.14 g/kg;天然沼泽开垦为耕地耕种了3 a后,表层土壤中活性有机碳各组分含量显著降低,耕种了30 a后,表层土壤活性有机碳各组分含量有所增加。     

人类活动影响下淡水沼泽湿地温室气体排放变化

利用静态箱/气相色谱法,研究了三江平原淡水沼泽湿地及垦殖农业利用下CO₂、CH₄、N₂O排放变化。不同类型湿地生长季土壤呼吸速率以季节性积水的小叶章草甸最大,湿地垦殖后土壤呼吸速率明显增大。不同类型沼泽湿地CH₄排放在时空两个方面都有明显的变化,与土壤水分条件、植物群落类型和生长状况有密切关系。沼泽湿地及垦殖后农田土壤在植物生长季都为N₂O的源,常年积水沼泽湿地在植物生长季N₂O排放通量值较小,而土壤水分常年处于非饱和的草甸灌丛土壤N₂O排放相对较高,垦殖后农田土壤N₂O排放通量最大,沼泽湿地土壤N₂O排放通量与土壤温度呈正相关关系,而垦殖后农田土壤不显著。     

不同种植年限苜蓿地土壤微生物区系及商值(qMB,qCO2)

通过实验,研究了种植年限不同的3种苜蓿地0～10cm和10～20cm土层的土壤微生物数量、微生物量碳、微生物量氮、基础呼吸强度、代谢商和微生物生物量商(qMB,qCO2)。结果表明,微生物数量在不同年限苜蓿地之间有不同的变化。微生物量碳、微生物量氮指标显示土壤质量4年生苜蓿地>1年生苜蓿地>2年生苜蓿地,基础呼吸强度和代谢商指标显示土壤质量4年生苜蓿地>2年生苜蓿地>1年生苜蓿地。在不施肥的条件下,4年生苜蓿地土壤质量最好,表明苜蓿种植时间越长,对土壤肥力影响越大。     

闽江河口区盐—淡水梯度下芦苇沼泽土壤有机碳特征

为了阐明盐—淡水梯度下河口潮汐沼泽土壤有机碳特征,对闽江河口盐—淡水梯度下芦苇(Phragmites australis)沼泽土壤有机碳含量、储量及其影响因子进行了测定与分析。结果表明,随着芦苇沼泽由淡水向半咸水沼泽演替,沼泽土壤粘粒和粉粒组成都在增加,土壤pH、容重和砂粒组成则在减小;尤溪洲湿地、蝙蝠洲湿地和鳝鱼滩湿地上分布的芦苇沼泽0～60cm土壤的有机碳含量分别为11.56～14.72g/kg、14.01～19.72g/kg和20.93～22.89g/kg,其平均值分别为12.47g/kg、16.62g/kg和21.97g/kg;3个采样点的0～60cm深度各层土壤有机碳储量范围分别为1408.71～1670.31t/km2、1328.44～1659.80t/km2和1319.93～1677.96t/km2,其平均值分别为1534.13t/km2、1548.12t/km2和1569.22t/km2;3块湿地芦苇沼泽0～60cm土壤的总有机碳储量分别为9204.79t/km2、9288.71t/km2和9415.35t/km2。在盐—淡水梯度下,芦苇沼泽土壤有机碳含量和储量都表现为随着盐度的增加而升高;盐—淡水梯度下沼泽土壤有机碳含量受到多个因子的调控。     

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。     

黄土高原弃耕地自然恢复过程中微生物碳的大小和活性的动态

耕地弃耕后植被次生演替过程中土壤微生物碳的大小和活性的研究结果表明,与耕地相比,各种演替阶段的弃耕地均有较高的有机碳和微生物碳含量,在26 a限弃耕地中,有机碳和微生物碳的含量达到天然植被的64.56%和48.69%,而且有机碳和微生物碳与演替的时间表现为显著正相关（P<0.01）,而微生物碳和有机碳的比值却随着演替没有显示明显的变化趋势。有机碳和微生物碳的大小顺序为：自然植被>各种演替阶段的弃耕地>小麦地。代谢熵（qCO2）随着演替的进程没有明显的变化趋势。与各种弃耕地和耕地相比,自然植被有较低的qCO2。这说明耕地弃耕后植被的自然演替有利于提高土壤微生物碳,改善土壤肥力。     

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.     

植被恢复方式对黄土丘陵区土壤理化性质及微生物特性的影响

对甘肃省定西市黄土丘陵区不同植被恢复方式下的土壤水分、pH、有机碳（SOC）、全氮（TN）、碱解氮（AN）、全磷（TP）、速效磷（AP）、速效钾（AK）及微生物生物量、呼吸速率、呼吸熵（qCO₂）以及微生物熵（q_MB）进行了测定与分析。结果表明：不同植被恢复方式下,土壤pH值变化差异不显著（p>0.05）;0~20 cm土SOC、TN、AN、TP、AP、微生物量碳（SMBC）、微生物量氮（SMBN）含量及微生物呼吸速率（MR）均为天然植被（CL）下最高,AK为自然恢复（Q）方式下最高,qCO₂与q_MB在人工重建+自然恢复（RZ）方式下最高;20~40 cm土壤的SOC、TN、AN、TP、AP含量变化同0~20 cm,AK、SMBC、SMBN、 q_MB及MR在RZ方式下最高;40~60 cm土壤的SOC、TN、AN、AP及TP含量在CL方式下最高,SMBC、SMBN、 q_MB及MR在RZ方式下最高,AK、 qCO₂在Q方式下最高。相同植被恢复方式下,随土层深度增加,SOC、TN、AN、TP、AP、AK、SMBC、SMBN含量及q_MB、MR均逐渐降低,但qCO₂逐渐升高（除RZ方式）。不同植被恢复方式,SOC、TN、AN、SMBC、SMBN、q_MB、MR及qCO₂之间存在不同程度的相关性。     

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.     

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.     

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。     

隔离降雨对杉木林土壤可溶性有机碳和微生物生物量碳的影响

通过在亚热带杉木林内设置不同隔离降雨强度试验:完全隔离降雨、隔离60%降雨、隔离20%降雨和对照(自然降雨),研究隔离降雨对0~20 cm土层可溶性有机碳(DOC)和微生物生物量碳(MBC)含量的影响,结果表明:0~10 cm和10~20 cm土层,除完全隔离降雨处理土壤DOC峰值出现在春季外,其他处理均出现在秋季。0~10 cm土层中完全隔离降雨和隔离60%降雨处理的土壤MBC峰值出现在春季,而隔离20%降雨和对照的则出现在夏季,10~20 cm土层各处理对应的MBC最大值分别出现在春季、夏季、夏季和秋季。随着土层加深,4种处理土壤DOC、MBC含量均显著降低。0~10 cm土层,完全隔离降雨处理的土壤DOC、隔离60%降雨土壤MBC均与土壤含水量显著正相关,杉木林土壤DOC和MBC对降水变化响应具有明显的季节性。     

开垦对内蒙古温带草地土壤不同有机碳组分的影响(英文)

Cultivation is one of the most important human activities affecting the grassland ecosystem besides grazing, but its impacts on soil total organic carbon (C), especially on the liable organic C fractions have not been fully understood yet. In this paper, the role of cropping in soil organic C pool of different fractions was investigated in a meadow steppe region in Inner Mongolia of China, and the relationships between different C fractions were also discussed. The results indicated that the concentrations of different C fractions at steppe and cultivated land all decreased progressively with soil depth. After the conversion from steppe to spring wheat field for 36 years, total organic carbon (TOC) concentration at the 0 to 100 cm soil depth has decreased by 12.3% to 28.2%, and TOC of the surface soil horizon, especially those of 0-30 cm decreased more significantly (p<0.01). The dissolved organic carbon (DOC) and microbial biomass carbon (MBC) at the depth of 0-40 cm were found to have decreased by 66.7% to 77.1% and 36.5% to 42.4%, respectively. In the S.baicalensis steppe, the ratios of soil DOC to TOC varied between 0.52% and 0.60%, and those in the spring wheat field were only in the range of 0.18%-0.20%. The microbial quotients (qMBs) in the spring wheat field, varying from 1.11% to 1.40%, were also lower than those in the S. baicalensis steppe, which were in the range of 1.50%-1.63%. The change of DOC was much more sensitive to cultivation disturbance. Soil TOC, DOC, and MBC were significantly positive correlated with each other in the S. baicalensis steppe, but in the spring wheat field, the correlativity between DOC and TOC and that between DOC and MBC did not reach the significance level of 0.05.