喀斯特峰丛洼地不同森林土壤微生物量碳在团聚体中的分布

采用野外调查和室内分析相结合的方法,以喀斯特峰丛洼地森林土壤为研究对象,就土壤各粒径团聚体中有机碳和微生物量碳的分布特征进行了研究,以期反映森林类型对土壤团聚体及其养分循环的影响,为喀斯特地区植被恢复和生态重建的实施提供依据。结果表明:各森林土壤均以>2 mm大粒径团聚体为主,占总团聚体的60%-80%。原生林土壤各粒径团聚体平均有机碳含量较次生林、人工林分别高出48.11%和61.24%,次生林较人工林高出25.29%。各粒径团聚体微生物量碳含量原生林较次生林、人工林分别高出18.13%和42.60%,次生林较人工林高出29.89%。各粒径土壤团聚体微生物熵介于0.26%-1.00%,除桉树林外,土壤各粒径团聚体微生物熵随着森林发展阶段的递进而降低。减少人为干扰有利于喀斯特地区森林土壤碳的固定和积累。团聚体粒径对团聚体中有机碳和微生物量碳的含量影响不显著。侧柏林和枫香林土壤团聚体中有机碳和微生物量碳较其他3种森林土壤的丰富,且微生物熵较低,是喀斯特地区植被恢复和生态重建的适宜树种。     

"兰箭3号"春箭筈豌豆叶绿体全基因组草图及特征分析

箭筈豌豆(Vicia sativa)是自花授粉的二倍体一年生豆科牧草,可为我国高海拔地区的反刍动物提供优质蛋白粗饲料。以"兰箭3号"春箭筈豌豆为研究对象,采用DNase I法纯化叶绿体,利用第二代高通量测序平台Illumina Hiseq2000进行测序,并对"兰箭3号"叶绿体全基因组序列的结构特征进行分析。结果表明,"兰箭3号"叶绿体基因组仅包括一个单拷贝的反向重复序列,其叶绿体全基因组大小为121 883bp,共编码了109个基因,包括4个核糖体RNA(rRNA)基因,29个转运RNA(tRNA)基因,75个蛋白质编码基因和1个假基因。"兰箭3号"在叶绿体基因组结构、基因种类、排列顺序上与其它豆科植物基本一致。其叶绿体全基因组序列已在GenBank注册,序列号为KU053796。"兰箭3号"叶绿体全基因组测序的成功为叶绿体分子生物学研究奠定了基础,并可有效地促进箭筈豌豆遗传育种和分子进化研究。     

广西桉树碳氮磷分配格局及其生态化学计量特征

对广西幼龄林(1 a)、中龄林(2 a)、近熟林(3 a)、成熟林(5 a)、过熟林(8 a)桉树人工林的叶、枝、干、根的C、N、P含量及其生态化学计量特征的分配格局进行研究,幵探讨两者随林龄的变化及其相互间的兲系。结果表明:桉树各器官有机碳含量差异不显著,有机碳含量随林龄变化不显著;叶片中N、P元素含量相对较高,各器官N/P随着林龄的增加先减小后增大;较于其他器官,桉树叶表现出较高的C/P和较低的C/N、N/P;中龄林、近熟林、成熟林桉树叶片N/P均小于14,表明桉树在中龄林、近熟林和成熟林生长过程受到N的限制。     

等氮配施有机肥对喀斯特峰丛洼地农田作物产量与养分平衡的影响

基于自2006年在广西喀斯特峰丛洼地区开展的长期玉米/大豆套作定位施肥试验,选择2010—2014年监测数据,探讨等氮量投入条件下,不同比例有机肥替代无机氮肥对喀斯特峰丛洼地玉米/大豆套作系统作物产量及土壤养分的影响,为喀斯特峰丛洼地农田作物高效施肥及提高土壤肥力提供理论依据。试验选取4个处理:对照(不施肥,CK)、平衡施用化肥(NPK)、有机粪肥替代30%化肥氮(C7M3,按氮素计算,不足30%的PK用无机肥补充,肥料总量与NPK处理相同,有机粪肥为牛粪,下同)、有机粪肥替代60%化肥氮(C4M6,按氮素计算,不足60%的PK用无机肥补充),每个处理4次重复。于2010年、2012年、2014年大豆收获后采集土壤样品,测定土壤养分状况。结果表明:1)施肥处理土壤有机质、全氮、速效磷及速效钾含量均高于CK处理,其中C4M6处理有机质含量显著高于NPK处理(P0.05),全氮、速效磷和速效钾含量随着有机粪肥施用量的增加而增加。2)长期不同施肥处理玉米和大豆产量分别是不施肥处理的4.15~4.36倍、2.47~2.58倍。不同施肥处理的增产效果为C4M6NPKC7M3,但施肥处理间差异不显著(P0.05)。3)长期不施肥CK处理玉米产量随着试验年限推移呈下降趋势,降幅为5.45 g·m~(-2)·a~(-1),大豆产量却表现出增加趋势,增幅为1.50 g·m~(-2)·a~(-1)。长期施肥处理中,玉米和大豆产量总体呈增加趋势。4)施肥处理中,玉米季表现为钾素亏缺(NPK处理除外),大豆季表现为氮素亏缺。综合两季作物,只有C4M6钾素表现亏缺,亏缺量为7.9 kg·hm~(-2)。磷素在各施肥处理中盈余量较大,分别为81.2 kg·hm~(-2)(NPK)、83.4 kg·hm~(-2)(C7M3)和74.8 kg·hm~(-2)(C4M6)。综上,在喀斯特峰丛洼地玉米/大豆套作制度下,基于作物产量及土壤养分表观平衡特征提出有机粪肥可以代替部分化肥施用,在玉米季适当"减氮、稳磷和增钾",大豆季"稳氮、减磷和减钾"的施肥措施。     

洞庭湖区东方田鼠对敌鼠钠盐的敏感性分析

为了有效使用抗凝血灭鼠剂防治鼠害,采用强制喂食法将0.025％敌鼠钠盐毒饵分别连续喂食不同性别的成年东方田鼠1、2、4、6和8d,记录东方田鼠取食和死亡情况,并分析洞庭湖区东方田鼠对敌鼠钠盐的敏感性.结果显示:东方田鼠的毒饵取食量有下降的趋势,但不显著;不同性别东方田鼠对敌鼠钠盐的敏感性无显著差异,合并雌、雄东方田鼠数据,其LFP50和LFP99的估计值分别为0.60 d和5.70 d;东方田鼠取食毒饵后,死亡高峰期出现在第4～7天.研究表明洞庭湖区东方田鼠对敌鼠钠盐无抗性,0.025％敌鼠钠盐能够有效防治该地区东方田鼠.     

喀斯特峰丛洼地退耕还林还草工程的植被土壤耦合协调度模型

植物和土壤的耦合协调关系是生态恢复、退耕还林还草工程顺利实施的关键。该文基于典型喀斯特峰丛洼地7种代表性退耕还林还草模式植被土壤的全面调查和取样分析,建立9个植被因子和15个土壤因子的2级层次指标体系,采用层次分析法确定各因子的权重,构建了7种模式的植被土壤耦合度和耦合协调度模型。结果表明：不同退耕还林还草模式的耦合度和耦合协调度并不一一对应,植被与土壤的综合指数在全体模式中的位置也并不完全一致,退耕种植任豆+桂牧1号的植被效应和退耕种植香椿的土壤改良作用最好。退耕5年后各模式的植被土壤耦合协调状况还不十分理想,除香椿和撂荒处于中级协调发展时期外,其他退耕模式均还处于失调衰退和过度发展时期,耦合协调度模型只有桂牧1号和撂荒处于植被土壤同步型。喀斯特峰丛洼地实施退耕还林还草工程时应同步提高植物生长抚育和土壤管理水平。     

外源碳酸钙和稻草对喀斯特地区土壤活性有机碳的影响

为了解喀斯特土壤活性有机碳在土壤有机碳周转中的特征,设置在干土中添加14C–稻草(每1 g干土添加500μg C)、14C–CaCO3粉末(每1 kg干土添加50 g C)和不添加任何外源物(CK)3种处理,对广西环江县2种典型类型土壤棕色石灰土、黑色石灰土和地带性红壤进行为期100 d的室内培养试验。结果表明,添加14C–稻草和14C–CaCO3后5 d,红壤、棕色和黑色石灰土中土壤总微生物生物量碳(MBC)含量均达峰值,红壤中总MBC含量分别为231.7、273.0 mg/kg,分别高于对照70.2%和100.5%;棕色石灰土中总MBC含量分别为288.1、307.7 mg/kg,分别高于对照23.0%和31.3%;黑色石灰土中总MBC含量分别为683.7、787.2 mg/kg,分别高于对照4.5%和20.3%。3种土壤总溶解有机碳(DOC)含量均达到最大值;黑色石灰土总MBC含量显著大于棕色石灰土和红壤,而红壤总DOC含量显著大于石灰土(P<0.05)。14C–稻草对3种土壤14C–MBC、14C–DOC含量的影响显著大于14C–CaCO3的影响(P<0.05)。添加外源碳酸钙和稻草均能增加土壤活性有机碳含量。喀斯特地区石灰性土壤较红壤稳定,有利于土壤有机碳的积累。     

灌溉模式对红壤稻田土壤环境及水稻产量的影响

为优化红壤丘陵区水稻生产的水分管理模式,以中国科学院桃源农业生态试验站长期田间定位试验为研究对象,模拟分析了江南红壤丘陵区4种不同灌溉模式对稻田的土壤环境及系统生产力的影响。结果表明,土壤环境方面,雨养稻田与模拟节水灌溉相比,水稻生育期白天平均土壤温度高0.3～0.5℃;长期淹灌红壤稻田土壤体积质量相对较低,土壤蓄水能力较强,有利于土壤有机质的累积和氮素质量分数的提高,淹灌表层（0～20 cm）土壤全氮质量分数较雨养和湿灌分别高10.8%和8.8%,土壤有机质质量分数分别高7.0%和6.1%。由于江南丘陵区降雨资源丰富,早稻期间雨量充沛,处理间早稻产量差异主要来自不同灌溉模式下土壤环境尤其是土壤养分条件的改变;晚稻期间,水分则成为水稻产量提高的限制因子,雨养区晚稻产量显著低于其他灌溉处理。相对于其他水分管理模式,红壤双季稻田淹水灌溉模式能够获得更高的水稻产量。     

人为干扰对桂西北喀斯特生态系统土壤有机碳、氮、磷和微生物量剖面分布的影响

在桂西北喀斯特地区以原生林地为对照,选取了玉米-红薯轮作地、放牧+火烧草地和自然恢复地3种不同人为干扰的生态系统,研究土壤剖面养分、微生物活性对干扰强度的响应。结果表明,土壤有机碳和全氮随土壤深度的增加而降低,全磷变化较小,说明磷素主要来源于土壤母质,且淋溶作用较小;原生林地0-30 cm土壤有机碳、全氮、全磷、微生物量碳、氮、磷、碱解氮显著高于自然恢复地、放牧+火烧草地和玉米-红薯轮作地(p0.05),说明原生生态系统可维持较高的土壤肥力和微生物活性;3种人为干扰的生态系统,自然恢复地和放牧+火烧草地0-5 cm土壤有机碳含量显著高于玉米-红薯轮作地,说明自然恢复有利于提高表层土壤肥力和有机碳积累;玉米-红薯轮作地表层0-15 cm土壤全磷和有效磷含量显著高于自然恢复地和放牧+火烧草地,主要受施肥影响;60-100 cm,原生林地、自然恢复地和放牧+火烧草地土壤全氮显著高于玉米-红薯轮作地,说明农耕旱地土壤下层氮受雨水影响较大,淋失严重。自然恢复地和放牧+火烧草地表层(0-15 cm)土壤碱解氮、微生物量碳、氮、磷显著高于玉米-红薯轮作地,说明减少人为干扰和实行自然恢复可显著提高土壤氮的有效性和微生物活性。因此,提高农田管理水平、施行保护性耕作,推行自然恢复、减少人为干扰是提高喀斯特退化生态系统土壤生产力和增加土壤有机碳积累的有效措施。     

桂西北喀斯特坡地不同演替阶段典型植物碳同位素组成差异

通过测定9种典型植物的叶片δ13C值,比较了桂西北喀斯特坡地不同植被演替阶段(灌草丛、灌丛、次生林)植物叶片δ13C值的差异及其季节变化。结果表明,雨季(2009年7月)3个演替阶段间整体植物叶片δ13C值无显著差异;旱季(2009年11月)灌丛植物叶片δ13C值显著高于次生林(P0.05),且高于灌草丛,但差异不显著;灌草丛与次生林植物叶片δ13C值相近。以生活型分类分析,旱季乔木植物叶片δ13C值在3个演替阶段差异不显著,灌木和草本叶片δ13C值为灌丛高于次生林,且差异接近显著水平(P分别为0.063和0.074)。旱季和雨季对比中,灌丛植物叶片δ13C值旱季显著高于雨季(P0.05),灌草丛、次生林的旱季和雨季对比差异不显著。3个演替阶段的乔木叶片δ13C值旱季与雨季差异均不显著,灌丛阶段的草本植物和灌草丛阶段的灌木植物叶片δ13C值旱季显著高于雨季。说明季节性降雨变化对灌丛植物水分利用效率的影响大于对灌草地和次生林的影响,这主要是通过影响灌木和草本植物叶片δ13C值实现的。