水分管理对Cd-Pb-Zn污染土壤有效态及水稻根际细菌群落的影响

在镉-铅-锌污染土壤上,为了探究水稻根际细菌群落多样性及结构在不同水分条件下的动态变化,采用高通量测序技术,研究了连续淹水(CF)和干湿交替(IF)两种水分模式下,镉-铅-锌复合污染的农田土壤在水稻分蘖期和成熟期根际区细菌群落组成和多样性,以揭示水稻根际区细菌群落在两种水分调控下的响应机制。研究结果表明,水分管理对土壤中Cd、Pb、Zn、Ni有效性和有效N和P含量影响显著。在水稻分蘖期,CF处理Cd、Pb、Zn、Ni有效性显著高于IF处理;到了成熟期,其Cd、Pb、Zn含量显著低于IF土壤。有效N含量在水稻分蘖期,CF处理土壤显著高于IF处理;而在两个生长时期,IF处理的有效P含量均显著高于CF处理土壤。水分管理对细菌群落α多样性影响主要表现在水稻分蘖期,主要是不同水分条件和土壤理化性质共同作用的影响。细菌群落丰度组成在水稻两个生育时期表现均有差异。在水稻分蘖期,淹水处理下的肠杆菌科(Enterobacteriaceae)和莫拉菌科(Moraxellaceae)的相对丰度高于干湿交替处理,其丰度与土壤Zn、Ni和Pb有效量之间呈显著正相关;干湿交替处理Planococcaceae群落相对丰度高于淹水处理,其丰度与有效P之间呈正相关。到了成熟期,在淹水环境下地杆菌科(Geobacteraceae)和粘球菌(Myxococcaceae)的相对丰度高于干湿交替处理,地杆菌科(Geobacteraceae)的丰度与有效P之间呈负相关。在植稻初期,土壤重金属的有效性是影响细菌群落结构的主要因素,随着植稻时间的延长,土壤养分转而成为决定根际细菌群落变动的关键因素。     

乌梁素海湖滨湿地硫酸盐还原菌种群分布

采用克隆文库构建和实时定量PCR技术,对乌梁素海湖滨湿地小河口陆向演化芦苇沉积物、湖滨沼泽水葱沉积物、湖滨碱蓬盐碱化草甸土壤、湖岸白刺荒漠化土壤等环境中硫酸盐还原菌(sulfate reducting bacteria,SRB)多样性及其丰度进行了研究。结果显示:上述沉积物和土壤环境中硫酸盐还原菌功能基因apsA丰度存在显著差异,每克土壤中基因丰度(拷贝数)分别为1.34×10~7、8.07×10~5、5.27×10~6和2.37×10~4;系统发育树分析表明,硫酸盐还原菌属于变形杆菌门(Proteobacteria)中的五个科,分别为Acidithiobacillales、Desulfurella、Chromatiales、Desulfovibrionaceae和Desulfobacteriaceae,其中Chromatiales、Desulfovibrionaceae和Desulfobacteriaceae为优势菌群。沉积物和土壤环境中硫酸盐还原菌群落及apsA基因丰度存在显著差异,硫酸盐还原菌多样性与土壤总盐量、含水率及硫酸盐浓度之间存在显著相关(P0.05)关系。     

红树林退化对微塑料表面细菌群落特征的影响

为探讨红树林系统中微塑料（Microplastics,MPs）对微生物的生态效应,以及微生物在红树林持续退化中发挥的作用,以海南省东寨港红树林自然保护区为研究区域,以正常和退化的红树林为研究对象,以红树林区普遍存在的聚乙烯（Polyethylene,PE）为目标MPs,采用野外原位暴露试验,借助高通量测序技术,比较分析短期和长期暴露后PE-MPs表面细菌群落的结构和功能多样性特征。结果表明：暴露时间会显著影响红树林区PE-MPs表面细菌群落的丰富度和多样性,而红树林退化对其没有显著影响。变形菌门、放线菌门、拟杆菌门和绿弯菌门是定殖在PE-MPs表面的主要菌门,其相对丰度介于（0.87%±0.04%）~（91.98%±4.60%）之间。PE-MPs表面定殖的主要细菌群落组成及其功能与暴露时间和暴露位点紧密相关。短期暴露时,退化和正常红树林区PE-MPs表面的主要功能群为碳代谢相关功能群[相对丰度为（27.37%±1.37%）~（29.02%±1.45%）],而长期暴露后正常和退化红树林区PE-MPs表面的主要菌属及功能群呈现出明显的差异。长期暴露后正常红树林区PE-MPs表面拥有丰度更高的碳代谢相关功能群（47.24%±2.36%）,其中化合物降解功能群（17.87%±0.89%）是其重要组成部分,这可能与其表面高丰度的食烷菌属（14.76%±0.74%）等烃类降解菌有关。而退化红树林区PE-MPs表面与硫循环相关的功能群丰度（39.78%±1.99%）显著提高,可能与其表面更丰富的硫氧化菌和硫酸盐还原菌（32.80%±1.64%）有关。研究表明,时间效应下红树林退化影响着PE-MPs表面定殖的细菌群落的结构,进而改变了其表面菌落对生态功能的响应特征。     

不同月份沙棘根瘤细菌群落结构特征的分析对比

为深入了解沙棘（Hippophae rhamnoides）根瘤细菌的多样性及其随时间变化，采用高通量测序技术对中国沙棘（H.rhamnoides subsp. sinensis）4个不同月份根瘤细菌群落结构特征进行了分析对比。结果表明，在根瘤瘤瓣刚刚开始萌发的3月，沙棘根瘤细菌的多样性和丰富度显著高于5、7月和8月。4个采样时间所获得的根瘤细菌可归类为21门36纲75目145科234属，其中有8菌门的17菌纲在不同采样时间一直存在。从相对丰度来看，放线菌门放线菌纲（Actinobacteria）始终为优势菌纲，其相对丰度3月为65.30%，5、7月和8月均超过96.05%；同时，根瘤细菌中还存在变形菌门的α-、β-和γ-变形菌纲（Alpha-,Beta-,Gammaproteobacteria）以及拟杆菌门噬纤维菌纲（Cytophagia）和鞘脂杆菌纲（Sphingobacteriia）等多种类型的非放线菌。弗兰克氏菌目（Frankiales）细菌在整体根瘤细菌群落中的相对丰度3月为48.60%，显著低于5月的93.54%、7月的95.48%和8月的94.73%；4个采样时间共获得5科6属10条可操作分类单元（operational taxonomic units，OTUs），其中弗兰克氏菌科（Frankiaceae）弗兰克氏菌属（Frankia）的OTU235占该目的相对丰度在不同时间均在99%。表明沙棘根瘤细菌群落在不同月份均是极其丰富和多样的，其中既有多种类型的放线菌也有多种类型的非放线菌，但均以弗兰克氏菌科弗兰克氏菌属细菌占绝对优势；同时，根瘤细菌群落结构（特别是弗兰克氏菌的相对丰度）随季节发生着显著变化。     

西门岛人工秋茄林恢复对大型底栖生物的影响

选择乐清湾西门岛海域相同高程断面不同造林时间的人工红树林(秋茄林)、光滩和互花米草丛,采用空间代替时间的方法,分析我国分布最北界人工红树林造林过程对大型底栖生物的影响.大型底栖动物生活型分布基本表现为幼林(1、4、8a秋茄林)以底上附着型为主,而在光滩、50a秋茄林和互花米草中底下生活类群相对增加.并且穴居型动物只出现在发育成熟的生态系统内.各项指标显示50a老林群落生态稳定性较好,光滩和互花米草丛次之,但优于发育中的秋茄幼林.与以往研究结果不同,50a老林的大型底栖动物生物种类的丰度及群落的物种多样性最高,并不与红树林的发育状况呈负相关,也不比邻近光滩低.结合50a林下滩涂底泥情况,西门岛50a红树林林下滩涂的底质发育要落后于国内天然红树林土壤.这可能与当地红树林造林规模小以及强潮差海域有关.此外,红树林恢复过程中,大型底栖动物生物多样性与生态稳定性之间的线性关系,其适用的系统面积和演替时间的尺度范围有必要做更加深入的探讨.     

海南热带雨林土壤细菌组成与多样性分析

【目的】明确海南热带雨林土壤细菌的组成与多样性、时空分布规律及对土壤理化性质的响应和功能结构,为海南地区热带雨林的管理和保护提供理论依据。【方法】对海南五大热带雨林吊罗山、五指山、鹦哥岭、霸王岭和尖峰岭的土壤进行采样,每个样地采集13份样本,分旱、雨两季,共130份样本;通过高通量测序技术,分析土壤样本微生物中的细菌组成与多样性随空间位置和季节的变化,应用PICRUSt2功能预测分析土壤细菌功能。【结果】OTU分类统计显示,旱季的细菌OTU数目为10958,雨季的细菌OTU数目为11533,两个季节间差异不显著（P>0.05）。在细菌门水平,热带雨林旱季和雨季土壤细菌的优势菌群为变形菌门（Proteobacteria）、酸杆菌门（Acidobacteria）、放线菌门（Actinobacteria）、浮霉菌门（Planctomycetes）和疣微菌门（Verrucomicrobia）;两个季节间的拟杆菌门（Bacteroidetes）、放线菌门和蓝藻菌门（Cyanobacteria）丰度差异极显著性（（P<0.01,下同）。在细菌纲水平,热带雨林旱季和雨季土壤细菌的优势菌纲为放线菌纲（Actinobacteria）、酸杆菌纲（Acidobacteria）、α-变形菌纲（Alphaproteobacteria）、浮霉菌纲（Planctomycetacia）和斯巴托菌纲（Spartobacteria）;两个季节间的浮霉菌纲、鞘脂杆菌纲（Sphingobacteriia）、纤线杆菌纲（Ktedonobacteria）和放线菌纲丰度差异极显著。冗余分析（RDA）表明pH和全钾对土壤中细菌的贡献度较高,解释率分别为5.03%和4.28%。ANOSIM和Adonis分析显示不同季节细菌多样性差异不明显,不同地点细菌多样性差异明显。KEGG通路显示吊罗山样本中的细菌功能丰度较其他4个样点少。【结论】海南热带雨林土壤细菌在不同地理位置（取样点）的多样性差异明显,季节变换对土壤细菌的组成影响不明显,pH和全钾是土壤中细菌旱、雨季多样性的重要环境因子。     

2种立地条件下沙棘林地土壤中细菌多样性比较

利用高通量测序技术对陕西省中部和北部2个中国沙棘林地（永寿县马坊镇马坊林场和榆林市榆阳区转龙湾乡）表层（5~20 cm）土壤中细菌的特征区域进行检测，对比分析了2个林地土壤细菌群落结构和组成，并分析弗兰克氏菌科各细菌属的相对丰度与年平均降雨量和主要土壤营养因子之间的关系，以阐明环境条件对沙棘林地表层土壤中弗兰克氏菌群落的影响。结果表明，转龙湾林地土壤中细菌菌群丰富度指数（Ace指数和Chao1指数）高于马坊林地，而2个地区的细菌群落多样性指数（Shannon指数和Simpson指数）差异不大。从马坊和转龙湾林地土壤中分别获得89 467条和85 279条测序序列，可归类为2 658条和2 887个操作分类单元（operational taxonomic unit，OTU），其对应的细菌分属于26个门66个纲144个目275个科474个属和30个门75个纲164个目322个科584个属；2个林地在门和纲组成上的一致性分别达到83%和78%；在细菌目和科的分类水平上，2个林地土壤细菌群落中相对丰度较高的细菌目的组成、以及这些目所含的主要细菌科的组成高度相似，但各菌目以及同一菌目中各菌科的相对丰度在不同林地之间存在明显差异。弗兰克氏菌目（Frankiales）细菌在马坊和转龙湾2个林地中的相对丰度均比较低，分别只有0.44%和0.76%；从2个林地土壤中共获得弗兰克氏菌目下的 20条OTU代表序列（其中共有序列19条），分属于7个科12个属；弗兰克氏菌科（Frankiaceae）弗兰克氏菌属（Frankia）在土壤营养条件较好、降雨量较多的马坊林地土壤中的相对丰度占该目细菌的5.57%，显著高于土壤营养条件较差、降雨量较少的转龙湾林地（相对丰度在该目中为0.77%）。据此，可计算出弗兰克氏菌属在2个沙棘林地土壤整个细菌群落中的相对丰度分别仅为0.011%和0.002%。弗兰克氏菌属的相对丰度与土壤全N和碱解N含量以及年平均降雨量呈显著正相关。综上所述，不同立地条件下沙棘林地表层土壤中细菌群落组成差别不大，但各类细菌的相对丰度差别较大；具有固N能力的弗兰克氏菌属细菌的相对丰度很低，而在降雨较为充沛、以及土壤有机质和矿质营养条件较为丰富的立地条件下，其相对丰度显著高于降雨较为稀少和土壤较为贫瘠的立地条件。     

铅锌矿渣污染土壤的重金属含量及真菌群落特征分析

研究了湖南郴州某铅锌选矿厂铅锌矿渣污染下土壤重金属的不同化学形态含量、土壤化学性质和真菌群落的多样性。结果表明：与湖南省重金属修复地方标准相比,采样区4种重金属Zn、Pb、Cd、Cu的污染程度依次降低;同种重金属不同化学形态之间比较,铅铁锰氧化态、锌醋酸提取态、镉醋酸提取态、铜残渣态含量较高;重金属污染显著改变真菌群落的组成和结构;敏感性真菌(球囊菌门(Glomeromycota))的相对丰度随重金属污染程度的增加而降低,而耐受性真菌(子囊菌门(Ascomycota)、担子菌门(Basidiomycota)、被孢囊门(Mortierellomycota)、被孢菌属(Mortierella)、青霉菌属(Penicillium)和镰刀菌属(Fusarium))的相对丰度增加,但在重污染情况下有所减少;冗余分析(RDA)和方差分解分析(VPA)表明,重金属是影响真菌群落变化的主要因素。     

云南泸沽湖省级自然保护区鸟类多样性

2016年6月至2017年3月,于旱季与雨季分别开展泸沽湖省级自然保护区鸟类多样性调查,对比不同生境鸟类多样性组成,以期反应泸沽湖退耕还湿的成效。结果表明:泸沽湖现有鸟类120种,隶属15目44科。其中留鸟63种,候鸟46种。基于不同生境鸟类相似性指数,无论是旱季还是雨季,退耕还湿区和林地相似性最高;退耕还湿区在雨季形成了季节性沼泽,但水鸟却仅6种,远低于林鸟;旱季退耕还湿区因水位下降归于旱地,不利于水鸟栖息。泸沽湖实施退耕还湿工程后,目前退耕还湿区对鸟类栖息的服务功能与陆地更为相似,作为湿地的服务功能相对较弱。     

牛场肥水灌溉对不同土层氨氧化古菌群落结构和多样性的影响

采用T-RFLP和克隆文库技术,以河北省保定市徐水县梁家营试验田为研究对象,以氨单加氧酶基因amo A为分子标记,研究牛场肥水灌溉对0~20 cm和20~40 cm土层氨氧化古菌群落多样性的影响。结果表明,不同处理下0~20 cm土层中AOA群落结构未发生显著变化,但部分处理能够显著改变20~40 cm土层中AOA的群落结构,其中CF,T1,T3和T6处理使片段52 bp相对丰度大幅增加,上升为优势菌种,T2处理促使片段97 bp成为优势菌种。部分施肥处理使土层中AOA群落多样性发生显著变化,其中T1处理使0~20 cm土层AOA群落多样性显著提高,T5处理使20~40 cm土层AOA群落多样性显著提高,但所有施肥处理都未使两土层AOA群落均匀度发生显著改变。同样浓度氮素(CF,T3和T5处理,约300 kg·hm-2)施肥水平下,牛场肥水灌溉相比常规施肥,灌溉次数少且肥水浓度高(T5处理)更有利于20~40 cm土层中AOA群落多样性的发展。另外,研究发现,0~20 cm土层与20~40 cm土层中AOA群落结构差异极大,说明土壤氨氧化古菌在垂直分布上可能存在明显差异。两土层中绝大部分氨氧化古菌属于Cluster S,少数属于Unclassified-Archaea。牛场肥水灌溉对不同土层AOA群落结构和多样性影响差异较大。     

红树林沉积物反硝化和厌氧氨氧化速率的时空变化及环境响应

为研究红树林退塘还林过程对沉积物氮循环速率的影响,使用15N同位素示踪技术研究原生红树林区域（原生区）、修复红树林区域（修复区）和退养鱼塘区域（鱼塘区）3种生境的红树林沉积物反硝化与厌氧氨氧化速率的时空分布特征,并分析影响沉积物反硝化与厌氧氨氧化速率的环境因素。结果表明:1. 不同生境沉积物理化因子存在季节性差异,沉积物反硝化速率具有空间差异。旱季修复区反硝化速率（14.39 nmol·g?1·h?1）与鱼塘区（11.48 nmol·g?1·h?1）相比未有明显差异,但显著高于原生区（8.08 nmol·g?1·h?1）（P<0.05）;雨季修复区反硝化速率（11.67 nmol·g?1·h?1）与原生区（11.29 nmol·g?1·h?1）、鱼塘区（9.62 nmol·g?1·h?1）相比无明显生境差异;不同生境的反硝化速率无明显季节性差异。2. 沉积物厌氧氨氧化速率具有时空差异。旱季不同生境沉积物厌氧氨氧化速率变化趋势与反硝化速率相似:旱季修复区厌氧氨氧化速率（0.52 nmol·g?1·h?1）最高,显著高于原生区（0.10 nmol·g?1·h?1）（P<0.05）;雨季不同生境沉积物厌氧氨氧化速率差异不明显。原生区沉积物厌氧氨氧化速率具有明显的季节差异,雨季明显高于旱季（P<0.05）。对各环境因子与沉积物反硝化速率和厌氧氨氧化速率进行相关性分析发现,沉积物温度、盐度、氨氮、硝氮与不同季节沉积物反硝化和厌氧氨氧化速率的相关性存在一定差异,不同生境沉积物的温度、氨氮和硝氮与反硝化速率和厌氧氨氧化速率具有明显的相关性,反硝化速率与厌氧氨氧化速率两者在红树林区域存在明显的协同。研究结果为红树林的生态修复和清退工作的效果及阶段评估提供科学支持。     

季节雨林云南玉蕊幼树光合光响应的季节动态

[目的]了解热带季节雨林幼树个体光合光响应的生物学特性,为全球气候变化下热带雨林保护提供科学依据。[方法]在西双版纳热带季节雨林中选择林下云南玉蕊幼树,分别于雾凉季、干热季、雨季,测定其光合光响应特征的季节变化动态。[结果]云南玉蕊幼树林下Pnmax为雨季最大,干热季和雾凉季次之,分别为4.08、2.89和1.81μmol/(m2.s),季节间具显著差异;Gs和Tr以雨季相对最高,WUE以干热季为最高,Ci以雾凉季为最高,它们在人工光源下的最大值分别为0.18 mmol/(m2.s)、1.59 mmol/(m2.s)、7.35μmol/mmol和455μmol/(m2.s);Ci随光强及季节的变化与WUE呈相反趋势,而Gs与Tr变化趋势基本一致。[结论]热带季节雨林云南玉蕊幼树林下光合光响应特征具明显季节性,雨季中有比其他季节更为旺盛的光合特征,且幼树具有耐荫的特性。     

季节雨林云南玉蕊幼树光合光响应的季节动态(英文)

[目的]了解热带季节雨林幼树个体光合光响应的生物学特性,为全球气候变化下热带雨林保护提供科学依据。[方法]在西双版纳热带季节雨林中选择林下云南玉蕊幼树,分别于雾凉季、干热季、雨季,测定其光合光响应特征的季节变化动态。[结果]云南玉蕊幼树林下Pnmax为雨季最大,干热季和雾凉季次之,分别为4.08、2.89和1.81μmol/(m·s),季节间具显著差异;Gs和Tr以雨季相对最高,WUE以干热季为最高,Ci以雾凉季为最高,它们在人工光源下的最大值分别为0.18mmol/(m2·s)、1.59mmol/(m2·s)、7.35μmol/mmol和455μmol/(m2·s);Ci随光强及季节的变化与WUE呈相反趋势,而Gs与Tr变化趋势基本一致。[结论]热带季节雨林云南玉蕊幼树林下光合光响应特征有明显季节性,雨季中有比其他季节更为旺盛的光合特征,且幼树具有耐荫的特性。     

云南元谋干热河谷土壤水分季节动态

[目的]研究云南元谋干热河谷土壤水分的季节动态。[方法]对云南元谋干热河谷雨季土壤水分进行了测定分析,结合已经完成的旱季土样水分的研究,将雨季、旱季数据进行对比,研究其土壤水分的季节动态。[结果]雨季土壤水分总体呈现含水率随着土壤深度增加而增加的趋势,但是在根系层向下1.0 m以内含水率会下降;草地土壤含水率高于林地,稀树草地则高于林地而低于草地。此外,对比旱季土壤含水率可知,为了避免形成永久性的土壤干化,在元谋的土壤水文条件下,在恢复工程中栽种林木是不合适的,草本植物是更好的选择。[结论]该研究对在干热河谷中种植农作物、经济作物以及进行生态恢复有一定的指导意义。     

西双版纳季节雨林网脉核实幼树光合特性的季节动态

【目的】揭示热带季节雨林中幼树个体的生物学特性及林下更新的适应机制,为全球气候变化下山地森林资源的开发与保护提供科学依据。【方法】选择西双版纳热带季节雨林中生长于林下的网脉核实幼树,分别在雾凉季（1月）、干热季（4月）和雨季（7月）,利用Li-6400 光合作用测定仪,测定其光合光响应特征及光合速率日变化的季节动态特征。【结果】林下网脉核实幼树叶片的最大净光合速率（Pn_max）为雨季>干热季>雾凉季,分别为4.105,3.021和2.125 μmol/(m²·s),季节间存在显著差异;在人工光源下,雨季的气孔导度（Gs）、蒸腾速率（Tr）和水分利用效率（WUE）均相对更高,最大值分别达到0.149,1.733 mmol/(m²·s)和7.632 mmol/mol。网脉核实幼树在林下自然光照环境中,雾凉季、干热季、雨季一天中净光合速率（Pn）最大值分别为0.652,1.192和1.975 μmol/(m²·s);各季节中,Pn、Gs、WUE等的日变化进程均表现为双峰型特征,但峰值出现的时间存在差异。【结论】热带季节雨林网脉核实幼树在林下的光合作用受季节变化的影响较大,Pn、Gs、Tr、WUE等总体上呈现出雨季最大、雾凉季最小的特征。     

海南岛橡胶林土壤真菌群落多样性的季节变化特征及其驱动因子分析

探究海南岛橡胶林土壤真菌群落多样性的季节变化特征及其环境驱动因子,为天然橡胶产业的可持续发展提供科学依据。以海南岛橡胶林旱季和雨季的土壤真菌为研究对象,使用Illumina Miseq高通量测序法,对土壤真菌的α、β多样性和群落结构组成及与环境因子的关系进行分析。结果表明,1)海南岛橡胶林共检测到真菌9门、37纲、115目、289科、818属,优势菌门依次为子囊菌门(Ascomycota)、担子菌门(Basidiomycota)和接合菌门(Zygomycota);2)橡胶林土壤真菌雨季土壤真菌丰富度和多样性均高于旱季,基于 Bray-Curtis距离的PCoA分析,不同季节土壤真菌群落β多样性差异显著(ANOSIM:R=0.051,P=0.001),PERMANOVA分析结果表明,季节变化解释了真菌群落组成差异的1.7%(R²= 0.017,P=0.001);3)真菌α多样性与pH(R²=0.19,P<0.001)、温度(R²=0.14,P<0.001)、全N(TN:R²=0.13,P<0.001)呈显著正相关。温度、全N、有机质、降雨量和pH分别解释了真菌群落组成的8.90%、5.42%、4.73%、4.32%、4.29%。橡胶林土壤真菌群落存在显著的旱雨季变化,pH、温度、全N是影响土壤真菌群落多样性的主要环境因子。     

热带季节雨林土壤DOC与DN特征及其影响因子

为探明热带季节雨林土壤溶解态有机碳(DOC)、溶解态氮(DN)的时空动态及与土壤温、湿度和土壤酸度的关系,本研究在西双版纳热带季节雨林开展了土壤剖面DOC和DN含量的研究,在同一自然年度,在雾凉季(1月),干季(3月),雨季前期(5月),雨季中期(8月),雨季后期(10月),按0~20、20~40、40~60、60~80和80~100 cm分层采集土壤样品,测定土壤DOC和DN含量、土壤温、湿度和酸度。结果表明:西双版纳热带季节雨林土壤DOC和DN含量在0~60 cm随深度增加而逐层递减,在60~100 cm则随着深度增加而增加,总体表现为表层DOC和DN含量较深层土壤含量高的剖面特征。热带季节雨林各层土壤的DOC和DN的季节动态并不完全一致,呈雨季中后期高,干季低的季节特征。即DOC含量季节差异显著的土层为0~20和20~40 cm,而DN含量仅在0~20 cm土层季节差异显著;土壤温湿度与DOC和DN的关系存在着层间差异,即0~20和20~40 cm土壤DOC的含量与土壤湿度呈显著正相关关系;20~40 cm的DOC含量与土壤温度呈显著正相关关系;0~20和80~100 cm土层的DN含量与土壤湿度有显著的正相关关系;仅0~20 cm土层的土壤温度与DN含量呈显著正相关关系;热带季节雨林土壤DOC和DN的含量与土壤酸度的关系不显著。以上结果表明热带季节雨林各层土壤的DOC和DN对温、湿度和酸度的反馈不同。      

几种保护措施对红壤坡地水文过程及干旱的影响

【目的】中国亚热带红壤坡地的农业生产受水蚀与季节性干旱双重影响,水蚀与季节性干旱之间的水文联系仍然不明确。本研究探索农田常用保护措施如何影响红壤坡地的雨旱季水文过程和土壤-作物水分胁迫,为更有针对性地选择农田管理措施提供依据。【方法】 2008-2010年在湖北咸宁第四纪红色粘土母质发育的红壤8°坡地上开展大田试验,设置无保护措施或对照（CK）、牧草带（GS）、地表施用聚丙烯酰胺（PAM）、地表覆盖稻草（SM）4种处理,第一年和后两年分别以花生（白沙1018）和玉米（登海3632）为供试作物,研究不同处理的地表产流和产沙、土壤储水、土壤-作物干旱、作物产量。【结果】当降雨量相近时,降雨强度越大产流、产沙量一般也越大;总体上,产流、产沙量均为CK＞PAM＞GS＞SM,4种处理的水蚀程度依次降低;与CK比较,3种保护措施平均减少产流量36.6%,减少产沙量52.7%,减少产沙量的作用更明显。0-45 cm土壤储水量动态变化在雨旱季的特征明显不同。总体上,土壤储水量在雨季呈升高趋势,在旱季呈下降趋势;处理间差异随降雨持续而减小,随无雨期延长而增大。雨旱季土壤储水量最高的和波动变化最小的均为SM处理,其次是PAM处理,GS和CK处理的土壤储水量最接近。旱季持续干旱阶段,0-15 cm土壤干旱程度D值随土壤干旱的持续逐渐增大;两年D值均为CK＞GS＞PAM＞SM,4种处理的土壤干旱程度依次减小。受气候、作物生长期及保护措施的共同影响,作物胁迫积温SDD值的增加过程及处理间差异的变化都表现出明显的阶段性,整个旱季的SDD值均为CK＞GS＞SM和PAM,4种处理的作物水分胁迫依次减小。作物产量是SM和PAM＞GS和CK。与CK比较,GS、PAM、SM 3种处理分别使2008年的花生增产19.3%、33.0%、27.3%;对于2009年的玉米产量,GS处理减产0.5%,PAM、SM处理分别增产17.1%和36.3%。不同保护措施对干旱的影响不同,GS因自身耗水而不能明显缓解土壤-作物干旱;PAM主要通过减少蒸散发来减轻土壤-作物干旱;SM明显增加土壤雨季储水和减少旱季土壤水分耗失,因此有效缓解土壤-作物干旱。【结论】GS、PAM、SM 3种农田保护措施在红壤坡地上都能够阻控水蚀和缓解季节性干旱,但作用途径、特点、程度不同,雨季减少产流量和增加土壤储水量的作用有限,增加雨季土壤储水的作用小于其减轻旱季土壤-作物水分胁迫的作用。     

元江干热河谷太阳辐射各分量及反照率变化特征

为了探讨干热河谷太阳辐射的特征,本文利用元江干热河谷稀树灌草丛通量塔上连续2年(2013年5月至2015年4月)辐射数据,对元江干热河谷稀树灌草丛植被林冠上太阳辐射(总辐射(Q)、反射辐射(Qα)、有效辐射(I)、净辐射(Rn))的日变化、季节和年变化特征进行分析,探讨了反照率(α)和I变化特征及其原因。结果表明: 该区域Q、Qα、I、Rn的年均辐射值分别为6 210.2、807.9、1 822.9、3 578.7 MJ/(m2·a)。雨季各辐射总量占年总量比例分别为52.9%、56.3%、39.1%、59.2%,除雨季I占全年的比例小于干季外,其他3个辐射分量占全年的比例均是干季雨季。α由于受雨季叶面积指数(LAI)增大和林冠郁闭度增加的影响,其季节变化特征表现为干季雨季,这是生态系统为缓解该区域尖锐的水热矛盾而长期进化的结果。Qα、I和Rn年分配率分别为13.0%、29.8%、56.9%,其中Qα和Rn分配率的季节变化均表现为干季雨季,而I的分配率特征与Qα和Rn的相反。干季I分配率的增加降低了地面和林冠温度,减少了生态系统水分流失,削弱了研究区域干季时水分的胁迫效应,避免了森林植被因水力结构破坏而引发的碳饥饿所导致的死亡,有利于元江干热河谷稀树灌草丛植被在干季生存和维持该生态系统平衡。由于元江干热河谷Q和Rn都较大且该地区降雨少,故人类活动及气候变化更容易影响该地区的生态系统平衡。