生物土壤结皮对荒漠区土壤微生物生物量的影响

为探明生物土壤结皮对土壤微生物生物量碳和氮的影响,以腾格里沙漠东南缘的人工植被固沙区生物土壤结皮覆盖的沙丘土壤为研究对象,根据固沙时间的不同将样地分为4个不同的区进行采样(55、47、30和20 a固沙区),以流沙区(0 a)和天然植被区(100 a)为对照。研究表明:人工植被固沙区的藻-地衣结皮和藓类结皮均可显著提高土壤微生物生物量碳(SMBC)和氮(SMBN)含量(p0.05),且固沙年限与SMBC和SMBN含量存在显著的正相关关系(p0.05);结皮类型显著影响土壤微生物生物量,藓类结皮下SMBC和SMBN含量显著高于藻-地衣结皮下SMBC和SMBN含量(p0.05);此外,生物土壤结皮可显著提高0~20 cm土层SMBC和SMBN含量(p0.05),且这种影响随土层的增加而减弱。而且,生物土壤结皮下SMBC和SMBN含量表现明显的季节变化,表现为夏季春季秋季。水热因子是决定土壤微生物生物量季节变化的主要因子,而生物土壤结皮通过调节土壤温度和湿度而影响土壤微生物生物量的季节变化。     

黄土丘陵沟壑区主要群落地上生物量季节变化及其与土壤水分的关系

为了探讨黄土丘陵沟壑区主要群落地上生物量季节变化及其与土壤水分的关系,选择17个样地8个具有代表性的主要群落,通过野外定点跟踪观测,运用相关分析法对生物量和土壤水分的季节变化及二者之间的关系进行了分析。结果表明:(1)不同植物群落地上生物量具有明显的单峰型季节变异特征,最大值出现在7月或8月份,最小值出现在5月份;(2)土壤水分在土层垂直方向上具有3个明显的分层,0—100cm土壤水分活跃层、100—300cm土壤水分相对活跃层和300—500cm土壤水分相对稳定层,3个层都有规律性的季节变化特征,其中0—100cm土层土壤水分的季节动态变化最为明显,表现为8月份最大,5月或6月份最小;(3)地上生物量的季节变化与土壤水分密切相关,0—100cm土层土壤水分对地上生物量季节变化的影响较为明显,随着土层深度的增加,其影响作用逐渐降低;(4)不同植物群落对土壤水分的消耗作用不同,在植被恢复和重建过程中应因地制宜地选择适宜的物种,以加速整个黄土丘陵沟壑区植被恢复进程。     

不同施水量对黄芩干物质积累与分配的影响

为研究施水量对黄芩的影响，确定适宜黄芩生长的水分条件，在黄芩生长季节模拟降水量设4种不同施水量处理，测定黄芩生长形态指标和各器官干物质重量，计算黄芩各器官干重占总生物量大小。结果表明，施水量多的处理和施水量少的处理根干重、地上千重、总生物量较低，施水量不足对黄芩地上部的影响大于对根部的影响；中度和轻度水分胁迫处理黄芩根重、地上重、总生物量较高；黄芩比较耐旱，年降水量在321～450mm，黄芩生长季节降水量在250～350mm，黄芩地上部与地下部生长协调，各器官物质分配合理，产量高。     

不同生物炭对湿地松各组分生物量和碳储量的影响

通过将不同生物质原料(木屑和鸡粪)放置在低温(400°C)无氧条件下进行裂解,形成不同生物炭,研究了不同生物炭对湿地松不同组分(树叶、树皮、树枝和树干)生物量、碳密度、碳储量以及碳素年净固定量的影响。试验结果表明:以木屑和鸡粪为原料制备而成的两种生物炭p H和养分含量等性质差异显著;生物质裂解后,木屑p H由8.25降到木屑炭的7.46,而鸡粪炭p H为10.48,高于鸡粪的9.35;同时,C、N、P和K元素在两种生物炭中均出现富集,鸡粪生物炭N、P和K含量显著高于木屑生物炭,但两种生物炭速效P和速效K占总P、总K的比例与原料相比均出现显著降低。经过一年试验,鸡粪生物炭还田处理显著提高湿地松各个组分生物量,其中湿地松地上部分生物量增量是对照的4.92倍,而木屑炭处理对湿地松各个组分生物量影响不显著;木屑炭和鸡粪炭处理改变湿地松生物量增量在树叶和树皮中的分配比例,但对湿地松各个组分的碳密度影响不显著;鸡粪炭处理能显著提高湿地松各个组分碳素年净固定量,该处理湿地松地上部分碳素年净固定量(99.64 g/棵)分别是木屑炭处理(19.85 g/棵)和对照处理(25.77 g/棵)的5.02倍和3.87倍。由此可见,鸡粪炭可以作为提高林木土壤肥力的改良剂。     

高原鼠兔活动对高寒草甸群落植物生物量季节分布的影响

通过对高原鼠兔不同洞穴密度条件下,三江源区高寒草甸植物群落生物量季节动态研究分析表明:高原鼠兔不同洞穴密度和植物地上、地下和总生物量均满足二次函数关系,当洞穴数量达到中等密度时(512个/h㎡),其生物量降到最低.生长季内(5-10月)地上生物量变化呈"单峰"曲线,由于不同程度的鼠类活动致使其最大生物量较无鼠害样地提前一月来临,即8月底达到生长季最大值;年均生物量近似零密度样地最大,中等密度样地最小,7月底生物量可以作为年度产草量平均水平的重要依据.生长季内地下生物量于8月底均降到最低值,中等密度样地最小,近似零密度样地最大.总生物量主要由地下根系所支配,生长季内各样地基本与地下生物量保持相似的趋势,中等密度样地总生物量最小.总之,地上生物量对鼠洞密度和月份的敏感程度要强于地下生物量,鼠类活动对植物地下生物量的形成和数量在短期内没有很大的影响.     

STUDY ON THE SOIL MICROBIAL BIOMASS AS A BIO

本文测定了中国科学院红壤生态实验站内林地、不同施肥制度的红壤旱地和受有机农药污染地的土壤微生物生物量,探讨了土壤微生物生物量作为红壤生态系统土壤质量生物指标的可行性。结果表明,土壤微生物生物量能够灵敏地反映出不同植被对红壤生态系统的修复或重建作用,反映了不同施肥制度对红壤可耕地培肥作用的差异,以及检测出多效唑和杀虫脒对土壤的污染。因此,土壤微生物生物量可以作为红壤生态系统土壤质量的生物指标。     

西双版纳不同森林类型土壤微生物生物量的变化

土壤微生物生物量在森林生态系统保护以及养分循环转化中具有重要的作用。本文研究了西双版纳5种森林类型(热带季节雨林、热带季风常绿阔叶林、曼安次生林、鸡血藤次生林和沟谷林次生林)的土壤微生物生物量以及微生物碳氮利用效率的变化。与热带季节雨林和热带季风常绿阔叶林相比,3种次生林具有较高的土壤微生物生物量碳。沟谷林次生林的土壤微生物生物量碳氮含量显著高于其它4种林型。土壤微生物生物量碳氮与土壤含水量、土壤有机碳、土壤总氮显著正相关,与土壤碳氮比显著负相关。热带季节雨林和沟谷林次生林有更高的微生物商,表明热带季节雨林和沟谷林次生林具有更高的微生物碳氮利用效率。微生物商的变化与土壤有机碳以及土壤总氮没有显著相关关系,与土壤微生物生物量显著正相关。本研究可为更好地评价不同森林类型土壤活性提供理论依据。     

陕北黄土丘陵山地枣树生物量模型

[目的]探索一种在不损伤枣树条件下估算枣树生物量的方法,为研究灌溉施肥与枣树生长关系提供技术支撑。[方法]在大量实际测定调查数据的基础上,用线性和非线性生物量模型分别对枣树枝条、枣吊、叶片及果实的生物量进行建模,以相关系数R2,拟合指数W,标准误SEE,变异系数CV和预估精度p作为模型的精度评价指标,对模型进行了检验,并对两类模型进行了对比分析。[结果]线性模型适用于枝条生物量的预测,R2为0.980~0.984,p介于0.909~0.926;叶片生物量和枣吊生物量的最优模型为非线性模型,R2介于0.880~0.943,p介于0.897~0.976;果实生物量最优模型为二元非线性模型,R2为0.999,p为0.998;枝条、叶片和枣吊的鲜重与干重的比例系数分别为2.085,2.854和2.675;单个枣吊长度和枣吊上的叶片数目呈现出良好的一元线性关系,R2达到0.88。[结论]本研究中使用的枣树生物量模型的模拟精度较高。     

4种乔木在三江并流区水库消落带生态修复中的适应性

[目的] 探讨乔木在三江并流区水库消落带的生态适应性，为该区生态修复优势造林树种的筛选提供科学依据。 [方法] 选取中山杉(Taxodium hybrid)、枫杨(Pterocarya stenoptera)、竹柳(Salix americana)、池杉(Taxodium ascendens)4种苗木在澜沧江黄登水库消落带进行小区造林试验，观测成活率、基本生长情况，并于移栽2 a后观测树冠形态结构，树梢及枝条特征，测取生物量。 [结果] 移栽初期，中山杉、枫杨、池杉3个树种随消落带淹水落干次数增加成活率下降明显。移栽2 a后，4种乔木成活率表现为：竹柳(100%)＞池杉(48.78%)＞枫杨(40.19%)＞中山杉(32.86%)竹柳的生长情况极显著优于其余3个树种。枫杨和中山杉两种植物因出现枯梢、枯枝致使树高和冠幅出现降低现象。竹柳的总生物量及各组成器官的生物量均极显著高于另外3个树种，且其各组成器官占总生物量的比重较为均衡。其余3个树种各器官在总生物量的占比以树干为主。中山杉的叶片及枝条占总生物量的比重均最小。 [结论] 4种乔木在澜沧江黄登水库消落带的适生性依次为：竹柳＞池杉＞枫杨＞中山杉；移栽2 a后，竹柳存活率达100%，是三江并流区水库消落植被恢复的优势树种，可在该区推广应用。     

60Co-γ射线辐射对翠冠和玉露香梨枝条的生物损伤效应

为探明⁶⁰Co-γ射线辐射对梨枝条的生物损伤效应,以翠冠和玉露香梨的一年生休眠期枝条为试验材料,以不同剂量(0、20、30、40、50 Gy)的⁶⁰Co-γ射线对枝条进行辐射处理,研究不同辐射剂量对梨枝条接穗嫁接成活率及生物损伤效应的影响。结果表明,随着辐射剂量的增加,梨枝条嫁接成活率逐渐降低,梨叶片出现畸形,枝条出现二叉枝和多叉枝。对不同辐射处理的枝条萌发叶片的相对叶绿素(SPAD)含量进行主成分(PCA)和偏最小二乘判别分析(PLSS-DA),发现所有辐射处理均对翠冠梨产生了较大的影响,其中20、40 Gy 2个处理对玉露香梨影响最大。此外,经过⁶⁰Co-γ诱变处理的玉露香梨叶片易受炭疽病病菌侵害。本研究结果为今后利用⁶⁰Co-γ射线辐射诱变技术提高梨遗传多样性、创造新的种质材料、加快选育优良新品种提供了理论依据。     

农牧交错带缓坡丘陵土壤水分空间分布特征--以内蒙古后山为例

通过对内蒙古农牧交错带缓坡丘陵区不同部位和深度处土壤水分的观测和分析 ,发现 :农牧交错带缓坡丘陵的土壤水分分布受坡度、坡向、坡位、植被类型等因素的影响 ,表现出一定的空间变异特性。在坡度为 3°～4°的缓坡丘陵上 ,土壤水分以阳坡 (南坡 )为最高 ,阴坡 (北坡 )次之 ,顶部最低。不同部位因贮水量不同造成植物生物量存在差异 ,顶部的生物量小于南北坡的生物量。同时发现 ,不同部位土壤中有干土层出现 ,不同季节干层深浅不同。     

生物炭对镉胁迫下花生根系形态学特性及根镉含量的影响

试验采用盆栽方式,在3种不同镉(Cd)污染土壤中分别施用4种用量生物炭(C),探讨生物炭对镉胁迫下花生根长、根直径、根体积、侧根数、根系生物量和根镉含量影响。研究结果表明,在花生同一生长时期,相同镉处理条件下,花生的各项根系指标随着生物炭施入量的加大而逐渐增加,且这种趋势随着生育时期的延长变得更明显。在C100、C150处理下,苗期花生的根直径、侧根数和根系生物量随着Cd浓度的增加呈现Cd1Cd10Cd0的趋势,表明生物炭的施入,增加了花生苗期的镉耐性;而花生结荚期,不同生物炭施入处理下,花生各形态学指标均呈现Cd0Cd1Cd10的趋势,显示出在花生生殖后期,前期低浓度镉产生的刺激作用逐渐消失,生物炭对镉胁迫的缓解作用与花生发育时期有关。花生根镉含量与生物炭施用量之间存在极显著负相关关系,相关系数范围在-0.988至-0.922之间。灰色关联度分析显示,在花生苗期和花针期,侧根数、根系生物量是影响根镉含量的主要因素。研究未发现过多的生物炭施入对作物根系形态学指标的抑制作用。     

聚丙烯酸盐对重金属污染矿区本地植株生长和土壤性质的影响

采用半野外试验研究了聚丙烯酸盐对自然条件下矿区重金属污染土壤性质和矿区本地植株生长的影响。研究表明,0．4％的聚丙烯酸盐明显促进了4种污染矿区本地植物的生长,总生物量在两轮生长中分别是对照处理的1．8倍和2-3倍。不同植株对不同生长季节反映不同,其中Brizamoxima（B．maxima）在春夏季节生长好于秋冬季节,但生物量不高,无法提供大面积覆盖。而Chaetopogon fasciculatus（efasciculatus）和spergularia purpurea（S．purpurea）因其在秋冬季节生长明显好于春夏季节,尽管在春夏季节由于干旱而大量死亡,仍然可以大面积覆盖土壤,所以可尝试用于矿区土壤的植被固定。聚丙烯酸盐的应用显著改善了土壤脱氢酶、磷酸酶、蔗糖苷酶、蛋白酶、脲酶以及纤维素酶的活性。研究同时发现,不同种类植株的生长与土壤pH及土壤酶活性存在显著的相关关系,其中,土壤pH和efasciculatus的生长与土壤中蛋白酶和纤维素酶的活性正相关（r〉0．60）,而Brizamaxima的生长与蔗糖酶的活性正相关（r=0．82）。     

~(60)Co-γ射线辐射对翠冠和玉露香梨枝条的生物损伤效应

为探明~(60)Co-γ射线辐射对梨枝条的生物损伤效应,以翠冠和玉露香梨的一年生休眠期枝条为试验材料,以不同剂量(0、20、30、40、50 Gy)的~(60)Co-γ射线对枝条进行辐射处理,研究不同辐射剂量对梨枝条接穗嫁接成活率及生物损伤效应的影响。结果表明,随着辐射剂量的增加,梨枝条嫁接成活率逐渐降低,梨叶片出现畸形,枝条出现二叉枝和多叉枝。对不同辐射处理的枝条萌发叶片的相对叶绿素(SPAD)含量进行主成分(PCA)和偏最小二乘判别分析(PLSS-DA),发现所有辐射处理均对翠冠梨产生了较大的影响,其中20、40 Gy 2个处理对玉露香梨影响最大。此外,经过~(60)Co-γ诱变处理的玉露香梨叶片易受炭疽病病菌侵害。本研究结果为今后利用~(60)Co-γ射线辐射诱变技术提高梨遗传多样性、创造新的种质材料、加快选育优良新品种提供了理论依据。     

石佛寺人工湿地不同营养特征淤积物对水生植物生长的影响

为研究淤积物营养特征对不同生长时期内水生植物生物量的影响,在石佛寺水库人工湿地采集对比了芦苇（Phragmites communis）和蒲草（Typha angustifolia）两种不同水生植物区域内的淤积物和生物植株,研究了不同营养特征淤积物对水生植物生物量的影响。结果表明:淤积物内营养特征与各时期内水生植物的生物量具有一定的相关关系。生长初期,芦苇和蒲草的生物量与淤积物中氮元素（N）和磷元素（P）呈负相关,其中与TP含量的相关性达到显著水平（p<0.05）,即较高的淤积物中营养元素含量会对水生植物的生长产生抑制作用;随着水生植物的进一步生长,这种抑制作用逐渐变小,并逐渐转变为促进作用,淤积物中营养元素含量与水生植物生物量的相关关系由负相关转为正相关;水生植物进入成熟期后,芦苇和蒲草的生物量达到最大值,淤积物内TN及TP含量均与水生植物的生物量呈显著正相关关系;之后随水生植物死亡腐解,这种关系逐渐消失。淤积物营养水平会对水生植物生长产生影响,主要表现在生物量的累积上。不同水生植物生长所受影响有所差异,蒲草的生物量与淤积物中营养元素含量的相关性更高。     

牧草-污泥系统对污泥和尾矿砂不同组合PAHs的修复效果

选择无芒雀麦和紫花苜蓿作为修复植物,利用污泥和尾矿砂不同配比组合进行盆栽试验,探明植物-污泥系统对PAHs的修复效果。结果表明,随污泥含量增加无芒雀麦存活率基本一致,生物量却呈现出明显的上升趋势,对处理4(100%污泥)的耐受性远高于紫花苜蓿;而紫花苜蓿的存活率和生物量均呈下降趋势,仅在处理1,2(25%污泥、50%污泥)时存活良好。无芒雀麦对16种PAHs的吸收总量以处理4表现最高,且对Phe、Anth、BaP、DbA单体的吸收量优于紫花苜蓿;紫花苜蓿的吸收量以处理2为最好,且对Naph、Pyr、Chry、BaA、BbF、BkF单体的吸收量优于无芒雀麦。在不同污泥组合处理下,无芒雀麦-污泥系统以处理4对污泥16种PAHs总量的去除率最高,达84%,且对16种PAHs中的单体BaA、Chry、BkF去除效果最佳,达90%以上。而紫花苜蓿-污泥系统2,3,4处理之间的去除率差异不大,且远高于处理1,并以处理4为最高,达79%,且对单体DbA和InP的去除率最佳,达95%以上。综合考虑生长状况、吸收量以及去除率,建议将耐抗性和去除率高的无芒雀麦作为优选植物资源直接用于城市污泥PAHs的修复。紫花苜蓿修复污泥PAHs以控制污泥含量为50%,并辅以50%铁尾矿砂配料效果最佳。     

生物炭用量对塿土微生物量及碳源代谢活性的影响

目的研究果树树干、枝条制成的生物炭添加4～5年后,其添加量对土微生物量及碳源代谢活性的影响,为生物炭改良土的合理应用提供数据支撑和理论依据。方法基于陕西关中土的长期田间试验,采用氯仿熏蒸—浸提法及Biolog-ECO检测法,研究了生物炭不同添加量 (0、20、40、60、80 t/hm2) 下冬小麦不同生育期土壤微生物量C、N、P、C/N的动态变化及土壤微生物的碳源代谢活性。结果当生物炭添加量为40～60 t/hm2时,显著提高了土壤微生物量碳;当生物炭添加量 ≥ 40 t/hm2时,显著提高了土壤微生物量C/N;添加生物炭对土壤微生物量N、P没有显著影响。当生物炭添加量为20 t/hm2时,显著增加了土壤微生物量碳的季节波动;当生物炭添加量为40～60 t/hm2时,显著增加了土壤微生物量C/N的季节波动;当生物炭添加量为20～60 t/hm2时,显著降低了土壤微生物量P的季节波动;添加生物炭对土壤微生物量N的季节波动没有显著影响。添加生物炭对土壤微生物碳源代谢活性没有显著影响,但高量生物炭的添加有降低土壤微生物整体代谢活性的趋势。当生物炭添加量为60 t/hm2时,显著降低了土壤丰富度指数,显著提高了均匀度指数;当生物炭添加量 ≥ 60 t/hm2时,显著降低了Shannon-Wiener指数、Simpson指数。添加生物炭对土壤微生物利用糖类、氨基酸类、多聚物类、多酚化合物类、多胺类碳源的利用率没有显著影响,但生物炭添加量为60 t/hm2时,土壤微生物显著降低了对羧酸类碳源的利用率;糖类、羧酸类、氨基酸类是土中微生物比较偏好、利用率较高的碳源。结论生物炭添加4～5年后,在第7季作物冬小麦生育期内,其不同添加量对土壤微生物量及微生物功能多样性的影响依然有显著的差异。生物炭添加量为40 t/hm2时,可以显著提高土壤微生物量碳和C/N,显著降低土壤微生物量磷的季节波动;生物炭添加量大于40 t/hm2时,土壤微生物的整体代谢活性,表征土壤微生物功能多样性的丰富度指数、Shannon-Wiener指数、Simpson指数,土壤微生物对糖类、氨基酸类、多胺类碳源的利用率均呈现降低趋势。因此,生物炭添加量必须控制在合理的范围内,避免对土壤产生不良影响。     

草地生物量的动态模拟

本文以作物生长模拟理论为基础,考虑到草原群落多种群的特点，对高寒矮嵩草草甸建立了能反映气象因子与生物因子对种群生物量时间动态综合影响的总模式，包括对任意种群作用、呼吸作用、同化物分配等生理过程的定量模拟及叶面积指数动态、群落结构动态模拟等6类子模式，能够定量地给出该草甸群落地上生物量和地下生物量的季节变化，是草原植被光合产量模拟研究的较好尝试。     

基于不同重构土壤材料配比的草木樨生物量差异分析

为揭示不同重构土壤材料对草木樨生物量影响的差异,探寻最适宜草木樨生长的重构土壤材料配比。以内蒙古胜利矿区的表土、煤矸石、粉煤灰及岩土剥离物为原料,在温室大棚内按照不同的配比进行分层和混合盆栽试验,并采用方差分析法对盆栽试验中的草木樨地上生物量进行差异性分析。结果表明:材料间不同的组合、不同的比例都会对草木樨生物量造成影响,且差异显著;表土、煤矸石及岩土剥离物以3∶3∶4的比例混合时,草木樨生物量较纯表土盆栽生物量提高近30%;煤矸石含量控制在20%～30%、粉煤灰含量控制在10%以下时,重构土壤条件对草木樨生物量促进作用明显。研究表明,煤矸石、岩土剥离物、粉煤灰等可作为表土替代材料,表土替代材料的不同配比会对草木樨生物量产生不同的影响,且当表土∶煤矸石∶岩土剥离物=3∶3∶4时,重构效果最佳。     

有机物料对沙蒿生物炭改良沙土中有效养分的增效作用

研究有机物料对沙蒿生物炭改良沙土有效养分的影响,为沙蒿生物炭改良瘠薄沙土提供依据。采用无植物室外培养模拟试验,研究单独添加生物炭、生物炭与有机物料混合对沙土有效养分含量、pH和微生物生物量碳、氮含量的影响。结果表明:不同有机物料均能够提高沙土的pH(沙蒿粉除外)、有效养分和微生物生物量碳、氮含量,有机物料与生物炭混合施用对沙土的有效磷、速效钾和微生物生物量碳、氮起到了增效作用,较二者单独施用的累加效果分别高出7.1%~23.1%、4.1%~10.9%、6.2%~11.8%和12.5%~22.6%。pH和微生物生物量碳、氮含量影响着沙土的有效养分含量,与其呈显著或极显著正相关关系。因此,沙蒿生物炭改良沙土过程中施入有机物料对有效养分的提高可起到增效的作用,这可能与有机物料和生物炭混合施用能够提高沙土中微生物数量和活性有关。