岷江上游山地森林/干旱河谷交错带不同植被恢复模式对根际土壤微生物量碳氮及固氮菌群落结构的影响

以岷江上游山地森林/干旱河谷交错带5种植被恢复模式的根际与非根际土壤为研究对象,对土壤微生物生物量碳、氮和土壤固氮菌群落结构的影响进行了初步研究。结果表明,5种不同植被根际与非根际土壤的微生物生物量存在显著差异且根际土壤含量大于非根际土壤,依次为:青冈次生林>灌木林>刺槐林>人工幼林>针阔混交林;DGGE图谱显示,5种植被根际与非根际土壤固氮类群有一条明显的共有条带,其中刺槐林和灌木林的固氮菌多样性最高;多样性指数、群落丰富度分析表明,灌木根际土壤固氮菌的群落种群结构最丰富,其次为刺槐;聚类分析结果显示,不同植被恢复的10种供试土壤样品分为4大类群。总之,自然恢复(青冈林和灌木林)效果好于人工林(刺槐林、人工幼林、针阔林);3种人工林相比较,刺槐林比其它两种人工林更有利于提高微生物生物量及土壤固氮菌群落结构多样性;在人工幼林地采取的封禁措施也有利于植被恢复。     

黄河三角洲滩地不同植被类型改良土壤效应研究

为探讨黄河三角洲滩地不同植被类型对土壤的改良效应,选取东营市河口区内乔木林、灌木林、草地及对照农田4种典型植被类型为研究对象,对土壤理化性状及微生物数量进行对比研究.结果表明:①不同植被类型都有良好的改善土壤物理性能、化学特性和微生物活性的效应,且对上层土壤的改良效果好于下层.②表层土壤容重、pH值和含盐量低于20-50 cm土层,乔木林地下土壤通气、透水性及压碱抑盐效果好于灌木林地,而农田和草地则较差.③土壤有机质含量、速效N,P,K养分及微生物数量主要分布在0-20 cm土层,数量大小表现乔木林农田灌木林草地.细菌数量最多,占到微生物总数的97%以上,其次为放线菌,真菌数量最低.④微生物数量与土壤理化指标密切相关,且20-50 cm土层相关性比表层要显著,随着盐碱条件的改善及土壤速效养分的增多,盐碱滩地微生物数量有增多趋势.     

南亚热带不同植被根际微生物数量与根际土壤养分状况

研究了包括尾叶桉、广东凤丫蕨、柳叶竹、大叶相思、青皮、木荷、湿地松在内的7种南亚热带不同植物植被下土壤根际微生物与根际养分状况及其相关关系。结果表明，根际环境对细菌有明显的正效应，对放线菌和真菌有正、负两方面的影响，但对根际微生物总量具有根际效应明显;在南亚热带森林生态系统中，在植物的某些生长季节，微生物的根际效应与土壤养分的根际效应一致。     

硒对油菜根际土壤微生物的影响

为明确硒对土壤根际微生物生态特征的影响,采用盆栽试验,基于高通量测序技术研究了不同浓度(0、0.5、1.0 mg·kg~(-1))外源硒对油菜根际土壤微生物群落结构与多样性的影响。群落结构分析结果表明:油菜根际土壤细菌优势菌门主要为变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)和酸杆菌门(Acidobacteria)等;真菌优势菌门为子囊菌门(Ascomycota)。多样性分析结果表明,硒未显著影响土壤细菌和真菌群落的多样性。主坐标分析表明,硒处理对细菌群落结构具有显著影响,而对真菌群落的影响不明显。显著差异物种线性判别分析(LDA)显示:Microtrichales显著富集于低浓度(0.5 mg·kg~(-1))硒处理土壤中;产黄杆菌(Rhodanobacter)、Nitrolancea、热微菌科(Thermomicrobiaceae)和无色杆菌属(Achromobacter)则显著富集于高浓度(1.0 mg·kg~(-1))硒处理土壤中。研究表明,施硒有助于油菜根际土壤富集有益根际微生物,从而促进植物生长,提高植物应对不良环境胁迫的能力。     

退化喀斯特植被恢复过程中土壤基础呼吸及代谢熵的变化

以不同植被恢复阶段的土壤样品作为研究对象,采用微生物培养法、生化活性试验法及氯仿熏蒸法分析了退化喀斯特植被恢复过程中不同层次、不同生境、根际和非根际土壤基础呼吸及代谢熵(qCO2)的变化特征。结果表明:退化喀斯特植被恢复过程中土壤基础呼吸及qCO2存在较大差异。随着退化喀斯特植被的恢复,土壤基础呼吸明显增强,表现为乔木群落阶段灌木群落阶段草本群落阶段裸地阶段,但qCO2明显下降,反映出土壤质量在逐渐恢复;土壤基础呼吸及qCO2在土壤剖面上均表现明显的垂直变化特征,即随土层深度的增加,呈递减趋势,具体表现为A层B层的特点;土壤基础呼吸及qCO2的变化特征在不同生境间表现为:除裸地恢复阶段外,其它三个阶段总体上表现为石沟比石槽和土面两个小生境偏大的特点,这是因为石沟生境的特点有利于微生物类群及土壤动植物群体的繁殖;根际和根外变化明显,表现为根际非根际。因此,创造了更好的土壤条件更有利于退化喀斯特植被的恢复。     

退化喀斯特植被恢复对土壤微生物数量及群落功能多样性的影响

采集不同恢复阶段的土壤样品,采用微生物培养法研究了退化喀斯特植被恢复对土壤微生物数量、群落功能多样性的影响。研究结果表明随着退化喀斯特植被的恢复,土壤微生物数量增加,表现为乔木群落阶段灌木群落阶段草本群落阶段裸地阶段。土壤微生物群落代谢功能分析表明:植被恢复往往导致较高的平均颜色变化率、物种丰富度和功能多样性。乔木群落阶段的平均诱导底物利用率最高,明显地与其他3个恢复阶段不同。总之,植被恢复使得土壤微生物数量增加,碳源平均利用率增强。因此,创造了更好的土壤条件更有利于退化喀斯特植被的恢复。     

乙草胺对玉米根际和非根际可培养微生物的影响

为探明土壤-植物系统中,田间施用量的乙草胺对玉米根际和非根际微生物数量的影响,采用田间试验及室内测试方法,在玉米苗期不同阶段测定了土壤中微生物量碳的变化,并进一步用平板稀释培养法研究了玉米根际和非根际土壤中细菌和真菌数量的变化。结果表明,乙草胺施用对玉米根际和非根际的土壤微生物群落均具有一定影响。可培养的根际细菌和真菌均呈现先抑制后刺激的变化,但与真菌不同,细菌受到的抑制作用时间较短,刺激作用时间较长;而本体土壤中可培养细菌和真菌则主要受到抑制作用,但是抑制作用的强度和持续时间差别很大。乙草胺对根际土壤微生物量碳可产生一定刺激作用,但影响并不显著;由于乙草胺施用对非根际土壤细菌和真菌的影响不同步并存在群落结构的补偿作用,从而维持了非根际土壤总体微生物生物量碳的基本稳定。     

桂西北不同植被恢复阶段土壤氨氧化细菌遗传多样性研究

以桂西北喀斯特不同植被恢复阶段(草丛、灌木林、次生林、原生林)生态系统为研究对象,运用分子生物学技术分析了土壤氨氧化细菌amoA功能基因多样性,探讨了其与脲酶活性和土壤理化性质的关系.结果显示,随着植被的恢复,土壤氨氧化细菌多样性指数与均匀度指数呈增大趋势(灌木林例外),且土壤中氨氧化细菌群落结构发生了改变:主要表现在因Nitrosospira3簇种群对铵态氮浓度敏感度差异导致其在3a、3b簇中分布不一致;相关分析表明;土壤脲酶活性与铵态氮浓度呈正相关关系,土壤脲酶可能通过影响铵态氮浓度改变氨氧化细菌多样性,但植被恢复后期土壤铵态氮浓度减少并未降低土壤氨氧化细菌多样性.LIBSHUFF和RDA分析揭示,植被类型和土壤脲酶活性及pH与氨氧化细菌群落结构紧密相关,说明植被和土壤氮素有效性以及pH可能是决定土壤氨氧化细菌多样性的主要因子,为深入理解喀斯特地区土壤氮素循环提供了一定的科学依据.     

返青前后草地早熟禾草坪根际微生物区系动态

根际是土壤-植物生态系统物质及能量交换的活跃界面,根际微生物不仅直接影响植物对水分、养分的吸收,而且也同时影响植物对不良环境的抵抗能力。利用选择性培养基对草地早熟禾（PoapratensisL.）返青前后根际与非根际的细菌、真菌以及放线菌类群进行分离测数,拟从根际及非根际土壤微生物区系动态变化方面来阐述草地早熟禾返青前后其根际微生态的变化规律。结果表明：（1）草地早熟禾草坪的返青后,根际及非根际细菌、真菌数量明显增加,但放线菌数量呈减少趋势;（2）无论返青前后或者根际以及非根际,细菌的数量都占整个土壤微生物量的绝大部分,细菌数量的变化代表了整个微生物类群数量的变化趋势,使得草地早熟禾返青后根际土壤由“真菌型”向“细菌型”转化;（3）返青前后,各微生物类群都表现出明显的根际效应。     

植物多样性对土壤微生物的影响

生物多样性强烈地影响生态系统的过程，生态系统过程的变化可导致生物多样性衰减并因素导致生态系统功能衰退，植物种丰度和植物功能多样性对土壤细菌群落的代谢活性和代谢多样性有成正比的影响。土壤细菌的代谢活性和代谢多样性随植物种数量的对数和植物功能组的数量而直线上升，其原因可能是由植被流入土壤的物质和能量的多样性和数量的增加，也可能是由土壤动物区系起作用的土壤微生境的多样性的增加造成的，由于植物多样性的丧失所引起的植物生物量的减少对分解者群落有强烈的影响，微生物生物量将可能减少，因为在大多数陆地生态系统中，有机碳源限制着土壤微生物的活性。     

退化砂石山地人工林林下植物群落特征与物种多样性

合适的造林树种能够提高生态系统恢复功能。为研究何种造林树种对退化砂石山地地区植被恢复较好,以山东省退化山地生态造林区为研究区,调查分析了生态造林对草本层植物多样性的影响。结果表明:（1）5种造林树种林分下共有草本植物64种,刺槐林下草本植物最少,且优势种明显;（2）5种人工林下物种多样性指数和生物量的变化趋势均为:坡下部 > 坡中部 > 坡上部,经济林高于用材林,混交林高于纯林,针叶林高于阔叶林;（3）5种人工林下物种丰富度、多样性指数以及均匀度指数均随海拔的升高而减小;（4）群落多样性与草本植物地上生物量具有明显的相关关系,且随着多样性的增加,生物量的增幅呈现先增加后减小的趋势。     

Microbial biomass and C and N transformations in forest floors under European beech, sessile oak, Norway spruce and Douglas-fir at four temperate forest sites

The purpose of this research was to compare soil chemistry, microbially mediated carbon (C) and nitrogen (N) transformations and microbial biomass in forest floors under European beech (Fagus sylvatica L.), sessile oak (Quercus petraea (Mattuschka) Lieblein), Norway spruce (Picea abies (L.) Karst) and Douglas-fir (Pseudotsuga menziesii (Mirbel) Franco) at four study sites. We measured soil chemical characteristics, net N mineralization, potential and relative nitrification, basal respiration, microbial and metabolic quotient and microbial biomass C and N under monoculture stands at all sites (one mixed stand). Tree species affected soil chemistry, microbial activities and biomass, but these effects varied between sites. Our results indicated that the effect of tree species on net N mineralization was likely to be mediated through their effect on soil microbial biomass, reflecting their influence on organic matter content and carbon availability. Differences in potential nitrification and relative nitrification might be related to the presence of ground vegetation through its influence on soil NH₄ and labile C availability. Our findings highlight the need to study the effects of tree species on microbial activities at several sites to elucidate complex N cycle interactions between tree species, ground vegetation, soil characteristics and microbial processes.     

Nitrogen and phosphorus transformations in the rhizospheres of three tree species in a nutrient-poor sandy soil

We examined acid phosphatase activity (APA), N mineralization and nitrification rates, available N and P, and microbial biomass C, N and P in rhizosphere and bulk soils of 18-year-old Siberian elm (Ulmus pumila), Simon poplar (Populus simonii) and Mongolian pine (Pinus sylvestris var. mongolica) plantations on a nutrient-poor sandy soil in Northeast China. The main objective was to compare the rhizosphere effects of different tree species on N and P cycling under nutrient-deficient conditions. All tree species had the similar pattern but considerably different magnitude of rhizosphere effects. The APA, potential net N mineralization and nitrification rates increased significantly (by 27–60%, 110–188% and 106–142% respectively across the three species) in rhizosphere soil compared to bulk soil. This led to significantly higher Olsen-P and NH₄⁺-N concentrations in rhizosphere soil, whereas NO₃⁻-N concentration was significantly lower in rhizosphere soil owing to increased microbial immobilization and root uptake. Microbial biomass C and N generally increased while microbial biomass P remained constant in rhizosphere soil relative to bulk soil, indicating the N-limited rather than P-limited microbial growth. Rhizosphere effects on P transformation were most pronounced for Siberian elm, while rhizosphere effects on N transformation were most pronounced for Mongolian pine, implying the different capacities of these species to acquire nutrients.     

贵州月亮山5个优势树种叶片与土壤生态化学计量特征

生态化学计量学是研究生态过程和生态作用中化学元素平衡的科学,对于揭示植物对营养元素的需要和土壤的养分供给能力具有十分重要的意义。以贵州省月亮山优势树种麻栎、枫香、木荷、马尾松、杉木为研究对象,对上层、中层及下层叶片以及群落土壤进行取样,测定C,N,P含量并分析生态化学计量学特征。结果表明:(1)贵州月亮山优势树种叶片C,N,P平均含量分别为(530.06±34.12)mg/g,(14.80±2.35)mg/g,(0.98±0.14)mg/g,叶片C∶N,C∶P,N∶P平均含量分别为(37.95±2.74),(572.9±34.5),(15.93±2.11)。0—30cm土壤C,N,P平均含量分别为(33.53±3.22)mg/g,(10.92±1.52)mg/g,(0.44±0.08)mg/g。(2)贵州月亮山5个优势树种上层、中层及下层叶片的碳、氮、磷及化学计量均不存在显著差异,表明叶位对叶片C,N,P含量未产生影响。(3)贵州月亮山落叶树种C,C∶N,C∶P显著小于常绿树种,N,P含量则显著大于常绿树种。(4)贵州月亮山非喀斯特森林群落0—20cm土层C含量远低于同一纬度带的喀斯特森林,N含量远高于同一纬度带的喀斯特森林,而叶片C,N含量则相反。(5)本研究土壤C,N,P之间均表现出极显著正相关(p0.01),叶片C与土壤P表现出显著负相关(p0.05),其余均无相关关系。研究结果可为同纬度带喀斯特森林与非喀斯特森林对比研究提供科学基础。     

巢湖低丘山区典型植被群落与土壤环境因子特征研究

本文系统调查了巢湖低丘山区5种典型植被类型,即弃耕地、灌木林、人工马尾松林、草地以及次生马尾松林植被群落学特征、土壤养分状况,并分析了巢湖低丘山区典型植被群落与土壤环境因子的关系.研究结果表明:弃耕地显示了最高的植物物种数,其次为人工马尾松林和灌木林,草地物种数最低,平均仅为4种.总盖度以草地最高,达到95％,其次为次生马尾松林和灌木林,人工马尾松林总盖度最低.此外,弃耕地显示了最高的生物多样性与均匀度指数,其次为灌木林,而草地多样性指数和均匀度指数均最低.弃耕地土壤养分含量最高:次生马尾松林表层土壤有机碳、总氮、总磷与有效氮高于灌木林与草地,显示了较明显的土壤养分随植被演替过程的积累效应.相关分析表明生物多样性指数和均匀度指数与土壤养分状况呈良好的正相关关系,表明这一地区植被恢复处于演替发展阶段.     

黔中地区不同马尾松群丛植物群落与土壤理化性质特征

为探究黔中地区不同马尾松群丛生境下植物群落与土壤理化性质特征,以黔中地区6种典型马尾松群丛类型样地为研究对象,对植物物种进行了调查。根据各群丛优势种将其命名为马尾松+杉木—茅栗—寒莓群丛(群丛Ⅰ)、马尾松+白栎—茅栗+白栎—寒莓+蕨群丛(群丛Ⅱ)、马尾松+响叶杨—山胡椒+白栎—芒草群丛(群丛Ⅲ)、马尾松+枫香—茅栗—姬蕨+凉山悬钩子群丛(群丛Ⅳ)、马尾松—白栎—荩草+针毛蕨群丛(群丛Ⅴ)、马尾松—白栎+白花悬钩子—芒萁+地果群丛(群丛Ⅵ)。比较不同群丛下植被多样性及土壤理化性质特征,同时探究二者间相互关系。结果显示:调查共记录维管植物120种,隶属62科,99属; 不同群丛植被多样性指数具有明显差异,表现为群丛Ⅳ>群丛Ⅲ>群丛Ⅱ>群丛Ⅰ>群丛Ⅵ>群丛Ⅴ。此外,群丛内各层次多样性存在一定差异。不同马尾松群丛土壤容重、湿度、含水量、pH、全氮、速效氮、全磷、速效磷、速效钾、有机质等均具有显著差异(p<0.05),其中群丛Ⅳ土壤养分显著高于其他群丛类型。CCA分析结果表明:土壤电导率、海拔、郁闭度、容重、有效磷可能是影响马尾松群丛植物物种分布的重要环境因素(p<0.05)。     

岷江上游森林/干旱河谷交错带不同土地利用类型土壤有机碳和活性有机碳特征

研究了岷江上游森林/干旱河谷交错带川滇高山栎次生林、人工刺槐林、灌木林地、灌丛地、经济林和农耕地6种土地利用类型的土壤有机碳及微生物量碳、水溶性有机碳和易氧化碳。结果表明:6种土地利用类型土壤有机碳及3种活性有机碳含量以川滇高山栎次生林高于或显著高于其他土地类型(p<0.05),以农耕地低于或显著低于其他土地类型(p<0.05)。6种土地利用类型的土壤平均有机碳含量(13.65g/kg)低于同区域土壤的平均有机碳含量(17 g/kg)。6种土地利用类型的土壤微生物量碳、水溶性有机碳和土壤易氧化碳占有机碳的比率分别介于1.36%~2.35%,0.82%~1.34%和7.77%~10.50%之间。研究结果说明交错带6种土地利用类型的土壤有机碳含量较低,有不断下降的趋势,且活性大,容易转化。因此,减少人为干扰对于维持和增加森林/干旱河谷交错带土壤有机碳具有重要的作用。     

黄河三角洲刺槐根际与非根际细菌结构及多样性

为精确分析黄河三角洲刺槐根际与非根际土壤细菌群落定殖情况,本研究采用高通量测序方法对刺槐根际与非根际土壤细菌结构及多样性进行了研究。研究表明,根际土壤细菌共有36门214属,非根际土壤细菌共有33门153属。变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)细菌丰度超过15%,是根际与非根际土壤中的优势菌落。根际与非根际土壤中酸杆菌门、硝化螺旋菌门(Nitrospirae)丰度差异显著。根际土壤中红游动菌属(Rhodoplanes)、溶杆菌属(Lysobacter)、热单胞菌属(Thermomonas)、链霉菌属(Streptomyces)及非根际土壤中红游动菌属、溶杆菌属、链霉菌属、Kaistobacter细菌丰度超过4%。根际土壤中固氮菌丰度显著高于非根际土壤,解磷、解钾细菌丰度差异不显著。根际与非根际土壤细菌Chao丰富度分别为2 054、2 376,差异显著。根际与非根际土壤细菌之间的权重(Weighted Unifrac)距离在0.12~0.25之间。综上所述,黄河三角洲刺槐根际与非根际土壤细菌结构具有一定差异,多样性差异显著。     

安徽琅琊山落叶阔叶林结构及其土壤特性

 以琅琊山落叶阔叶林为研究对象,对样地林分进行每木检尺,并对林下更新状况及土壤特性进行调查分析。结果表明:4块样地共出现树种8种(胸径≥3.0 cm),分属7科9属,以槭树科和榆树科为主;群落垂直结构简单,灌木层和草本不甚明显。乔木层中的五角枫、榉树、化香3个树种居绝对优势地位,琅琊山落叶阔叶林的树种多样性较低。不同林分土壤理化特性表现为:呈中性至微酸性反应,EC值、有机质、速效P及速效K含量都较高,N含量中等,综合养分条件较好;土壤pH(H2O)值、速效N和全N是影响各调查林分林木生长及林下更新的主要因子。研究结果可为琅琊山森林的自然更新和可持续经营提供科学依据。     

Determinants of soil organic matter chemistry in maritime temperate forest ecosystems

While the influence of climate, vegetation, management and abiotic site factors on total carbon budgets and turn-over is intensively assessed, the influences of these ecosystem properties on the chemical complexity of soil organic matter (SOM) remains poorly understood. This study addresses the chemical composition of NaOH-extracted SOM from maritime temperate forest sites in Flanders (Belgium) by pyrolysis-GC/MS. The studied forests were chosen based on dominant tree species (Pinus sylvestris, Fagus sylvatica, Quercus robur and Populus spp.), soil texture and soil-moisture conditions. Differences in extractable-SOM pyrolysis products were correlated to site variables including dominant tree species, management of the woody biomass, site history, soil properties, total carbon stocks and indicators for microbial activity. Despite of a typical high intercorrelation between these site variables, the influence of the dominant tree species is prominent. The extractable-SOM composition is strongly correlated to litter quality and available nutrients. In nutrient-poor forests with low litter quality, the decomposition of relatively recalcitrant compounds (i.e. short and mid-chain alkanes/alkenes and aromatic compounds) appears hampered, causing a relative accumulation of these compounds in the soil. However, if substrate quality is favorable, no accumulations of recalcitrant compounds were observed, not even under high soil-moisture conditions. Former heathland vegetation still had a profound influence on extractable-SOM chemistry of young pine forests after a minimum of 60 years.