东祁连山高寒草地土壤产漆酶真菌的筛选、鉴定及产酶条件的初步研究

以高寒草地土壤分离出的56个真菌菌株为研究对象,经愈创木酚-PDA培养基和α-萘酚-PDA选择性培养基初步筛选, 再根据菌株在愈创木酚、邻苯二酚、邻苯甲苯胺为底物的选择性培养基上菌体生长及菌落大小、漆酶催化氧化还原反应产生的变色圈直径大小及其变色圈颜色深浅程度,以及测定油菜秸秆诱导的液体发酵产漆酶活力,筛选出1株产漆酶酶活真菌菌株(编号为310b)。经rDNA-ITS基因序列分析,初步鉴定为Marasmius tricolor。对菌株310b产漆酶的条件进行了初步研究,结果表明,菌株310b在25℃培养条件下产漆酶活力最大,初始pH值为4.0时,漆酶活力最大,蔗糖、蛋白胨分别为诱导菌株产漆酶活力最高的碳、氮源。几种非营养有机物对菌株产漆酶活力大小不同,α-萘酚和吐温-80对菌株产漆酶没有明显影响,愈创木酚、单宁酸、吲哚乙酸抑制菌株产漆酶,其中吲哚乙酸抑制作用最强烈(P＜0.01)。在Cu²⁺浓度为0.001~0.025 g/L范围内,随Cu²⁺增加,产漆酶活力增加,0.025 g/L时产酶活力最大。随着接种量的增加,诱导漆酶活力增加。在60~180 r/min的转速范围内,随着转速的增加,漆酶活力增加。油菜秸秆粉的量在0~1 g范围内,随着秸秆添加量的增加,漆酶活力增加;1~2 g范围内,随着秸秆添加量的增加,漆酶活力减小。     

高寒草地土壤产漆酶真菌的筛选及分子鉴定

以高寒草地土壤分离出的9株真菌菌株为研究对象,采用rDNA-ITS方法对筛选出的产漆酶菌株进行分子鉴定,根据菌株在愈创木酚、蒽酮、邻苯二酚、邻联甲苯胺、邻甲苯胺、α-萘酚、联苯胺、没食子酸为底物的选择性培养基上的生长情况、菌落大小、漆酶催化氧化还原反应产生的变色圈直径大小及其颜色深浅程度,进行产漆酶真菌初筛,采用液体产酶发酵法选用ABTS为底物测定漆酶活力进行复筛。鉴定结果为菌株1.9为Uncultured fungus clone.,2.1a为Scytalidium,310b为Marasmius tricolor,2.1c为Saccharicola,2.3a为fungal sp,2.4d为Saccharicola.,10a为Marasmiusrotalis,3.7c为Alternaria.WB为Verticilliumlongisporum。筛选结果表明：除菌株3.7c以外,其余8株菌株在以愈创木酚、蒽酮、邻联甲苯胺、联苯胺为底物的培养基上基本都产生氧化带,在没食子酸底物培养基上均不产生氧化带;菌株1.9,2.1a,310b,2.4d,10a,2.1c,2.3a均具有产漆酶活力,其中菌株310b具有较强产漆酶活力。     

青藏高原退化草甸土壤微生物量、酶化学计量学特征及其影响因素

探明草地退化过程中土壤微生物量和酶的变化趋势及其化学计量学特征,对理解草地的退化机理有重要意义。本研究以青藏高原高寒草甸4种不同退化程度（未退化、轻度退化、中度退化、重度退化）草甸为研究对象,分析了土壤微生物量和酶化学计量学特征及其影响因素。结果表明,随草甸退化程度的加剧,土壤有机碳（Soil organic carbon,SOC）、全氮（Total nitrogen,TN）、速效钾（Available potassium,AK）、微生物量碳（Microbial biomass carbon,MBC）和微生物量氮（Microbial biomass nitrogen,MBN）含量显著降低;未退化草甸β-1,4-葡萄糖苷酶（β-1,4-Glucosidase,BG）和β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶（β-N-Acetylglucosaminidase,NAG）活性显著低于轻度、中度和重度退化;重度退化草甸土壤氮/磷、MBN/MBP显著低于未退化,ln（NAG+LAP）/lnALP取值范围为0.77~0.83,高于全球均值0.44,说明退化引起了该地区的土壤氮限制;相关分析表明微生物量和酶的化学计量比受有机碳和全氮的影响显著。综上,微生物量和酶的化学计量学特征对土壤养分变化响应敏感且能反映土壤养分限制情况。     

青藏高原高寒草甸生态系统土壤有机碳动态模拟研究

利用高寒草甸区植被、土壤和气候等资料,借助Century模型研究了青藏高原高寒草甸生态系统土壤有机碳的动态。以2003年7月-2005年7月逐月气象观测资料为输入变量,模拟了自然条件下高寒矮嵩草草甸0～20cm土壤微生物呼吸CO₂-C通量季节变化。模拟值与观测值进行的回归分析显示,二者具有较好的一致性(R²=0.89,P＜0.05)。土壤有机碳动态模拟表明:1)自然条件下高寒草甸土壤有机碳在经历了一个快速积累过程后,积累速率逐渐趋于缓和,最终达到并接近稳定状态。稳定状态下0～20cm土壤总有机碳库约7597.50～7694.10gC/m²。其中活性、缓性和惰性土壤有机碳组分占土壤总有机碳储量的2.80%,58.50%和38.70%。2)过去45年(1960-2005)高寒草甸土壤有机碳呈振幅较为稳定的波动变化,但这种变化主要是土壤有机碳各组分波动变化的结果。气候波动对土壤有机碳影响主要与温度变化引起的惰性土壤有机碳库的变化有关,二者呈显著负相关(r=-0.548,P＜0.01)。降水量对土壤有机碳及有机碳各组分的影响不显著。     

青藏高原高寒草甸不同围栏年限土壤酶化学计量特征

为探究土壤酶活性和酶计量比的变化特征及影响机制，本试验以青藏高原若尔盖高寒草甸为对象，研究了围栏2，4，6，8和10年自然恢复条件下土壤理化性质和酶活性差异性规律。结果表明：随着恢复年限的增加，与碳（carbon，C）循环密切相关的β-葡萄糖苷酶、与氮（nitrogen，N）循环密切相关的N-乙酰-β-D-葡萄糖苷酶和亮氨酸氨基肽酶以及与磷（phosphorus，P）循环密切相关的碱性磷酸酶活性均呈现增加趋势；围栏8年时，土壤C：N酶活性比特征值下降，C：P酶活性比特征值上升，前者与土壤含水量和pH值呈显著负、正相关关系（P<0.05），后者与土壤有机碳显著负相关（P<0.05）。整体而言，严重沙化的高寒草甸，在围栏封育过程中受N养分限制，在围栏6~8年时，与养分循环相关的酶活性对植被特征和土壤属性的响应敏感。     

模拟增温对高寒草甸土壤性质的影响

全球变暖严重影响着草地生态系统碳氮循环,了解高寒草地生态系统碳氮循环对合理利用有限的草地资源有着极为重要的意义。为了探索全球气候变暖的背景下草地生态系统碳氮循环过程,本文采用开顶式增温小室（Open top champers,OTCs）连续四年模拟增温,对青藏高原高寒草地生态系统碳库（植物生物量碳库、土壤有机碳库和土壤微生物生物量碳库）动态变化及氮库（植物生物量氮库、土壤有机氮库和土壤微生物生物量氮库）动态变化进行研究。结果显示：模拟增温后,表层土壤年均温度增加了2.50℃,底层土壤年均温度增加了1.36℃。增温处理下植物-土壤-微生物生物量碳含量均高于对照,且土壤微生物生物量碳含量显著高于对照（P<0.05）。模拟增温处理下植物氮含量显著高于对照（P<0.05）。而土壤氮含量与微生物生物量氮含量均低于对照,差异不显著,说明高寒草甸碳氮对温度的响应较为明显。     

宁夏东部荒漠草原向灌丛地转变过程土壤微生物响应

为探究荒漠草原向灌丛地人为转变过程中土壤微生物及其酶活性的响应特征,选取宁夏东部荒漠草原近30年典型草地-灌丛地镶嵌体区域的荒漠草地、草地边缘、灌丛边缘、灌丛地为研究样地,开展各样地不同微生境（植丛和空斑）下的0~20 cm土层土壤理化性质、微生物数量、微生物生物量及其酶活性特征研究。结果显示：随转变过程各样地土壤水分、土壤有机碳、全碳、全氮以及全磷含量分别由6.84%、8.54 g·kg^-1、22.67 g·kg^-1、0.85 g·kg^-1、0.32 g·kg^-1显著下降至1.78%、5.85 g·kg^-1、6.63 g·kg^-1、0.16 g·kg^-1、0.23 g·kg^-1（P<0.05）,pH无明显变化。细菌数量呈先降后升变化,荒漠草地略高于灌丛地,真菌数量呈“下降-上升-再下降”非线性变化,灌丛地略高于荒漠草地,放线菌数量下降趋势明显。微生物生物量碳、氮含量分别由87.66、5.94 mg·kg^-1显著下降至9.94、1.85 mg·kg^-1（P<0.05）。过氧化氢酶、碱性磷酸酶、蔗糖酶和脲酶活性呈显著波动或线性下降趋势,荒漠草地均显著大于灌丛地（P<0.05）。土壤微生物特性和酶活性在各样地不同微生境均表现为植丛显著大于空斑（P<0.05）。随着植被转变过程土壤水分、全碳、全氮与土壤微生物（放线菌、土壤微生物量碳氮、过氧化氢酶、脲酶、碱性磷酸酶）呈极显著正相关（P<0.01）,土壤有机碳、全磷与土壤微生物量碳、脲酶呈显著正相关（P<0.05）,pH与土壤微生物无显著关系（P>0.05）;放线菌数量、过氧化氢酶、碱性磷酸酶和脲酶活性与微生物量碳、氮呈极显著正相关（P<0.01）,细菌、真菌数量和蔗糖酶活性与微生物量碳、氮呈正相关（P>0.05）。荒漠草原向灌丛地过渡转变过程,虽各指标存在升高、降低或过渡边界效应,但当过渡到灌丛地均显著低于荒漠草地,表明该年限灌丛地土壤微生物活性显著降低。     

高寒湿地旱化过程及其对CO2交换的影响

为研究青藏高原高寒湿地旱化对碳通量的影响,探讨高寒湿地旱化碳通量变化规律,本研究于7-8月生长高峰期以高寒湿地、沼泽化草甸和高寒草甸为研究对象,利用TARGAS-1静态箱法,比较高寒湿地不同退化阶段碳交换的动态差异。结果表明：与高寒湿地相比,沼泽化草甸与高寒草甸植被群落光合速率、生态系统呼吸速率、净生态系统碳交换显著提高（P<0.05）;不同退化阶段土壤温湿度及植被群落生物量存在显著差异（P<0.05）,土壤电导率差异不显著;相比于土壤湿度和土壤电导率,土壤温度对CO₂交换的影响更大,其与净生态系统碳交换呈显著负相关（P<0.05）,高寒草甸的碳交换对土壤温度的敏感性要大于高寒湿地和沼泽化草甸的碳交换对土壤温度的敏感性;在植物生长高峰期,高寒湿地旱化过程土壤温度显著上升,土壤湿度和植物群落生物量显著下降,导致其碳汇功能呈下降趋势。     

不同草地类型WOFOST模型参数敏感性分析

以C为驱动的WOFOST作物生长模型是基于作物生理生态过程,综合考虑了CO₂、土壤、气候等因素对产量的胁迫作用,因此,对WOFOST模型参数进行本地化和优化便可实现时间连续且高精度的草地生物量监测。为探讨WOFOST参数敏感性分析结果在不同草地类型覆盖区表现出的不确定性问题,在天祝藏族自治县不同草地覆盖区选择了4个站点,利用气象数据、草地实测数据及土壤数据,基于扩展傅里叶幅度敏感性检验法（EFAST）研究潜在水平（指保证营养元素和水分为最佳供应,草地地上生物量仅由辐射、温度和作物特性决定）和水分限制水平（假设营养元素的供给仍然是最佳的, 但需考虑土壤有效水分对蒸发和草地生物量的影响）下WOFOST模型在不同草地类型覆盖区的全局敏感性参数和优化模型模拟精度。结果表明潜在生产水平下草地地上生物量（AGB）的敏感参数有比叶面积（SLATB）、单叶片CO₂的初始光能利用率（EFFTB）、最大光合速率（AMAXTB）、根相对维持呼吸速率（RMR）、总干物质占根和叶的比例（FRTB和FLTB）,水分限制条件下的敏感参数有SLATB、AMAXTB、RMR和FLTB。不同生产水平下叶面积指数（LAI）的敏感参数一致,从出苗到出苗后60 d主要受到SLATB、FLTB和FRTB的影响,出苗后60~200 d的敏感性参数为FLTB、FRTB、SLATB和漫射可见光的消光系数（KDIFTB）,LAI开始下降后受到KDIFTB的敏感性增强。其中,山地草甸AGB的模拟值与观测值模拟精度最高,R²=0.94、RMSE=11.71 g·m^-2,高寒草甸模拟精度最低,R²=0.83、RMSE=32.68 g·m^-2。温性荒漠草原LAI的模拟值与观测值模拟精度最高,R²=0.96、RMSE=0.02,温性草原模拟精度最低,R²=0.66、RMSE=0.38。敏感性分析方法在WOFOST模型中的应用减少了人为主观因素的影响,极大地缩短了调参时间,对获取时间连续的草地生长监测方法选择提供参考。     

围封对天山北坡荒漠草地土壤有机碳的影响

以天山北坡中段退化荒漠草地为研究对象,通过分析封育与放牧对草地土壤有机碳、易氧化碳、微生物量碳含量及活性有机碳的分配比例的影响,以揭示土壤质量的变化。结果表明：禁牧封育5年后草地土壤有机碳及其活性组分含量低于放牧草地。与封育草地相比,在5～10 cm放牧草地土壤有机碳、微生物量碳及MBC/SOC显著升高（P<0.05）,分别增加了0.81 g·kg^-1,34.12 mg·kg^-1,0.59%;土壤易氧化碳含量及ROC/SOC在10～15 cm土层差异均达显著水平（P<0.05）。可见,荒漠草地在封育5年后土壤质量降低,因此,应该实行合理的围封-放牧体系,更有利于退化荒漠草地生态系统的恢复。     

利用方式对青海省高寒草甸土壤可溶性有机质光谱学特性的影响

为深入了解不同利用方式对青海省高寒草甸土壤可溶性有机质含量和结构特性的影响,以次生沙棘林地、退耕还林地、农田和天然放牧地等4种利用方式土壤作为对象,研究了其0~10 cm和10~20 cm土层可溶性有机质含量、紫外-可见光光谱及其特征参数、荧光光谱及其特征参数等。结果表明,0~10 cm土层可溶性有机碳和有机碳含量由高到低的顺序为天然放牧地>退耕还林地>次生沙棘林>农田。10~20 cm土层中的可溶性有机碳及有机碳含量在退耕还林地和次生沙棘林中较高。有机碳含量和可溶性有机碳含量及其复杂程度随土层的加深而降低。天然放牧地土壤可溶性有机质的芳香化程度和腐殖化程度较高,含有较多的多环芳烃。研究结果指出,天然放牧地土壤可溶性有机质的结构更为复杂,稳定性更强,对维护青海省高寒地区碳库平衡和生态稳定有积极作用。0~10 cm土层土壤可溶性有机质的结构更为复杂。     

祁连山东段退化高寒草甸土壤水分入渗的变化及团聚体对水分入渗的影响

为探明退化高寒草甸土壤水分入渗特征及其影响因子，本试验以祁连山东段退化高寒草甸为对象，研究了不同退化程度高寒草甸土壤水分入渗率、机械组成和团聚体的变化，探讨了团聚体特性对土壤水分入渗的影响。结果表明：随着高寒草甸退化程度的加剧和土层深度的增加，土壤水分入渗率均表现出逐渐降低的趋势（P<0.05），土壤团聚体由大粒径为主向小粒径为主改变；水分入渗率与土壤有机质含量、砂粒含量、粉粒含量、孔隙度、大粒径团聚体含量之间具有显著的正相关性（P<0.05），与土壤容重、黏粒含量、土壤微团聚体含量之间具有显著的负相关性（P<0.05）。综上所述，随着高寒草甸退化程度的加剧，土壤中大团聚体含量减小，导致土壤孔隙度下降，土壤水分的入渗能力逐渐降低，水源涵养能力变差。     

Screening and Identification of Laccase Fungi in Alpine Meadow北大核心CSCD

Nine strains of fungi that isolated from alpine meadow were used as research objects. The laccase-producing strains were identified by rDNA-ITS method. According to the strains, guaiacol, anthrone, catechol and neighbors were identified. Growth on selective medium of toluidine, o-toluidine, crnaphthol, benzidine, gallic acid as substrate, colony size, size of the color circle produced by laccase-catalyzed redox reaction, and the degree of color depth, the laccase-producing fungus is firstly screened, and the laccase activity is determined by the liquid-producing enzyme fermentation method using ABTS as a substrate for re-screening. The results showed that strain 1. 9 was Uncultured fungus clone. 2. la was Scytalidium, 310b was Marasmius tricolor, 2.1c was Saccharicola, 2. 3a was fungal sp, 2. 4d was Saccharicola. 10a was Marasmiusrotalis, 3. 7c was Alternaria. WB was Verticilliumlongisporum. The screening results showed that except for strain 3. 7c, the other 8 strains basically produced oxidative bands on the culture medium with guaiacol, anthrone, ortho-toluidine and benzidine as substrates, and cultured in gallic acid substrate. No oxidative bands were produced on the culture medium; strains 1. 9, 2. la, 310b, 2. 4d, 10a, 2. lc, and 2. 3a all had laccase activity, and strain 310b had stronger laccase activity than the other strains. © 2019 China Agricultural University. All rights reserved.     

青海省不同高寒草地土壤主要养分及可溶性有机碳特性研究

为探索不同高寒草地类型中土壤有机碳、养分和可溶性有机碳的含量差异以及可溶性有机碳分布特征,以青海省4个高寒草地类型土壤0~10 cm和10~20 cm土层为研究对象,分析了土壤有机碳、全氮、全磷、全钾、可溶性有机碳含量,以及可溶性有机碳芳香性指数和腐殖化指数,并进一步探讨了可溶性有机碳含量与土壤有机碳、各养分含量之间的相关性。结果表明,不同高寒草地类型各土层土壤中全氮、有机碳、可溶性有机碳含量由高到低的顺序依次为:高寒草甸类>高寒草甸草原类>高寒草原类>高寒荒漠类,且不同类型之间差异显著(P<0.05)。随着土层的加深,土壤全氮、有机碳含量有降低趋势。不同类型高寒草地各土层土壤中可溶性有机碳的芳香性指数和腐殖化指数表现出与此相同的变化趋势。不同高寒草地各土层中可溶性有机碳与土壤全氮、有机碳含量之间均呈现出显著正相关关系(P<0.05)。综上所述,高寒草甸和高寒草甸草原土壤有机碳、全氮、可溶性有机碳含量较高,结构复杂。可溶性有机碳的芳香性指数和腐殖化指数在一定程度上能够反映土壤养分状况。     

围封和放牧条件下高寒矮嵩草草甸土壤性质的比较

选取自2002年围封禁牧和持续冬季适度放牧两种处理下的高寒矮嵩草（Kobresia humilis）草地为研究对象,分别对其土壤呼吸速率、根系生物量、土壤含水量、土壤容重、土壤有机碳和全氮含量进行了比较分析。结果表明,持续冬季放牧条件下的土壤呼吸速率、根系生物量和土壤容重均高于围封禁牧的高寒草地,而土壤含水量、有机碳和全氮含量均显著低于围封草地。适度的放牧活动有利于地下生物量的积累,促进生物量向地下的转移,可以加速氮的矿化和土壤有机碳的分解,增加土壤的活性;适当的围封措施则可以保持土壤养分,避免土壤有机质流失。     

氮素配施对三江源区退化高寒草甸植被和土壤的影响

三江源区草地退化严重威胁我国的生态安全,因此,研究恢复措施对草地的影响有重要意义。本研究以青海省果洛藏族自治州轻度退化高寒草甸为研究样地,通过三种不同类型氮素(尿素CH₄N₂O、硫酸铵(NH₄)₂SO₄和硝酸钾KNO₃)的九种组合配施,分析氮素配施后退化高寒草甸群落特征和土壤养分的变化,以探究不同类型氮素配施对退化高寒草甸恢复效果。研究结果表明,与对照相比,氮素配施显著提高了群落初级生产力(P<0.05),且生物量随着氮素配施量呈先增加后降低趋势,但对植物群落多样性无显著影响;土壤中速效氮和硝态氮呈现降低趋势(P<0.05),但有机碳、全氮、全磷和铵态氮含量无显著变化;利用主成分分析,通过综合评价植被指标和土壤指标,筛选出恢复该区域退化高寒草甸的最佳氮素配施量为47.2 g·m^-2硫酸铵+72.2 g·m^-2硝酸钾+21.6 g·m^-2尿素,为退化高寒草甸的恢复提供理论依据。