辉河湿地河岸带土壤微生物群落组成与土壤理化关系

本研究依托于高通量测序的技术，通过研究辉河湿地河岸带上游、中上游、中游、中下游和下游河段不同淹水条件下土壤微生物群落组成，揭示辉河湿地河岸带不同淹水条件下土壤微生物群落变化及与土壤理化的关系。结果表明：拟杆菌门(Bacteroidota)和广古菌门(Halobacterota)丰度在3条淹水样带中的变化趋势为长期淹水区(W)>干湿交替区(WD)>未淹水区(D)(P<0.05),酸杆菌门(Acidobacteriota)和放线菌门(Actinobacteriota)丰度在3条淹水样带中的变化趋势为长期淹水区(W)<干湿交替区(WD)<未淹水区(D)(P<0.05),在属水平上，甲烷毛发菌属(Methanosaeta)、甲烷八叠球菌属(Methanosarcina)和unidentified-Bathyarchaeia丰度在3条样带中的变化趋势为长期淹水区(W)>干湿交替区(WD)>未淹水区(D)(P<0.05),RB41和Candidatus＿Udaeobacter丰度在3条淹水样带中的变化趋势为长期淹水区(W)<干湿交替区(W...     

辉河湿地不同草甸植被群落特征及其与土壤因子的关系

湿地土壤影响植物的种类、数量、生长发育、形态和分布,湿地植物又影响土壤中元素的分布与变化。以辉河国家级自然保护区核心区为研究区域,对湿地草甸、沼泽草甸、过渡草甸、成熟草甸和盐碱草甸进行植被群落调查,并且对不同草甸的土壤进行实验室分析,研究辉河湿地不同草甸优势植物群落特征和土壤元素分布特征及其相互关系。研究结果表明,辉河湿地不同草甸植被群落特征受土壤元素分布特征、水文情势和植物生长特性影响,植被Shannon-Wiener和Simpson指数均为成熟草甸最高,盐碱草甸最低; Pielou均匀度指数变化为:成熟草甸<盐碱草甸<湿地草甸<沼泽草甸<过渡草甸;其中,沼泽草甸地上和地下生物量最高,盐碱草甸最低。不同草甸植被对土壤养分的含量及变化具有一定影响,湿地草甸土壤因子对其植被的生长也具有重要的反馈作用。不同草甸植物群落下同种元素含量差异显著,过渡草甸对土壤碳、氮、磷的吸收和滞留能力最强。此外,植被群落Shannon-Wiener指数与土壤含水量呈显著正相关,与土壤速效磷呈极显著负相关;土壤有机质、全氮和铵态氮与植被高度均呈极显著正相关;植被盖度与土壤有机质和全氮呈显著正相关;土壤速效磷与植被地上、地下生物量均呈显著负相关,而土壤铵态氮与植被地上、地下生物量均呈极显著正相关;全磷对植被多样性、生长和生物量影响较小。植被群落特征与土壤因子的冗余分析(RDA)排序表明,辉河湿地不同草甸之间存在一定程度的演替,成熟草甸和湿地草甸可能为演替的初始阶段或者是末阶段,而过渡草甸为中间阶段,而且土壤养分受群落演替的影响显著。     

不同淹水频率洪泛区湿地土壤氨挥发研究

在向海洪泛区湿地以不同淹水频率划分垂直河道方向的5个典型样区(常年淹水洪泛区、一年一遇洪泛区、五年一遇洪泛区、十年一遇洪泛区和百年一遇洪泛区),应用通气法在芦苇生长季,分别于7,9和11月对各样地土壤氨挥发速率进行测定,结果表明,研究区9月土壤氨挥发速率最高,11月次之,7月土壤氨挥发速率最低,且差异显著,7,9,11月实验期土壤氨挥发平均速率分别为0.175,1.155,0.651 mg/(m²·h);7月不同淹水频率的样地间氨挥发速率无显著差异,9月沿淹水频率增加方向土壤氨挥发速率呈现“U”型,即淹水频率最低和最高的样地土壤氨挥发速率高,五年一遇洪泛区湿地土壤氨挥发速率最低,11月的变化趋势则与9月相反,五年一遇和一年一遇洪泛区湿地土壤氨挥发速率较其他样点略高;此外,放牧等干扰明显加剧了土壤氨挥发。     

若尔盖不同退化程度高寒沼泽湿地土壤氮矿化特征及温度效应

为明晰退化高寒沼泽湿地土壤氮矿化及其对气候变暖的响应,本研究采用淹水培养法研究相对原生沼泽(RPM)向轻度退化沼泽(LDM)、中度退化沼泽(MDM)、重度退化沼泽(HDM)退化过程中土壤氮矿化特征及温度效应.结果表明:不同退化程度土壤铵态氮累积量、氨化速率和氮矿化势的大小都是MDM>RPM>LDM>HDM;退化沼泽土壤...     

大中型土壤动物对内陆盐沼沿退化序列环境的指示研究

通过野外定位观测和室内分析,分析了扎龙盐沼湿地土壤大中型土壤动物分布格局及其对湿地退化的响应。结果表明,大中型土壤动物对研究区典型湿地退化序列的土壤环境表现出明显的响应。沼泽表层具有最高的个体密度(达728只/m²),羊草草原表层的类群数最高(具有10个科的土壤动物),也具有最高的Shannon-Wiener指数。裸地无论是土壤动物的个体密度还是种群密度都显著低于其他生境中的土壤动物。裸地的优势类群为鞘翅目、双翅目以及弹尾目。羊草草原的大中型土壤动物以膜翅目、等翅目和双翅目幼虫为优势种群。拂子茅苔草区优势种群为膜翅目和双翅目幼虫。芦苇沼泽以环口螺科和双翅目幼虫为优势种群。典范对应分析表明,影响土壤动物的环境因子可以分为两大类:以湿度和有机质为代表的指标,可以反映湿地湿润和丰富腐殖质的特征;以碱化度为代表的另一类指标,可以反映该区域土壤盐渍化程度。保护湿地植被对于维护湿地土壤动物的多样性特征具有十分重要的意义。     

不同放牧强度对典型草原区河谷湿地土壤碳氮磷生态化学计量特征的影响

为了探究半干旱草原区河谷湿地土壤碳氮磷生态化学计量特征对放牧干扰的响应,明确限制其土壤养分循环的关键因子,以内蒙古典型草原区的锡林河河谷湿地为研究对象,在轻度、中度、重度3种放牧情境下开展野外观测试验,测定0～50 cm土层的土壤基本理化性质、碳氮磷含量及其生态化学计量特征。结果表明：（1）湿地0～40 cm土壤的理化性质对放牧干扰响应较为敏感,适当放牧可以促进土壤养分积累,但重度放牧导致土壤碳氮磷含量及其生态化学计量比显著降低。（2）放牧活动通过影响植被生长及土壤理化性质对养分循环产生影响,在轻度和中度放牧条件下土壤磷元素可能是限制湿地土壤养分元素循环的关键因子,而在重度放牧条件下磷元素的限制作用减小,氮元素的限制作用增加。（3）过度放牧可能会破坏土壤原有的养分循环和物质平衡,随放牧强度的增加,湿地土壤生态化学计量特征与土壤理化性质间的相互作用总体呈减弱趋势,而土壤容重可能是影响其生态化学计量特征的关键环境因子。     

贡格尔河牛轭湖对草地土壤表层含水量时空格局的影响

牛轭湖是平原或高平原地区河流两侧形成的特殊的河成湖,它通过河流两侧土壤水分的影响,对河流周边湿地的形成与生态系统的变化起着重要作用。本文对贡格尔河两侧3级牛轭湖周边草地土壤表层含水量的时空变化和范围进行研究,结果表明:牛轭湖的形成对其周围草地土壤表层含水量有很大的影响;河流两侧形成的牛轭湖越多湿地范围越大,与河流越近的牛轭湖周边土壤表层含水量最高,湿地面积也最大;越远土壤表层含水量越少,湿地面积也越小。牛轭湖周边土壤表层含水量随着季节变化有规律性波动,即:秋季>春季>夏季,但对牛轭湖周围草地土壤表层含水量的水平空间变化规律无直接影响。     

添加稻秆及淹水对连作蕉园土壤理化性状及病原菌的影响

采用室内模拟土壤添加稻秆后淹水的方法,通过对淹水处理期间土壤理化指标和尖孢镰刀菌（FOC）数量的测定,研究了不同淹水深度联合稻秆添加对香蕉枯萎病高发蕉园土壤性状和FOC数量的影响。与对照相比,不同深度淹水和添加稻秆淹水处理,均能显著降低土壤氧化还原电位、FOC数量,提高土壤pH、有机质、有效磷、速效钾、有机酸和Fe2+的含量。常规淹水至第36天,淹水3cm和淹水5cm处理土壤FOC数量分别比对照降低80%和78.3%;添加稻秆淹水3cm和淹水5cm处理土壤FOC数量分别比对照降低96.5%和95.7%。对香蕉连作高发枯萎病蕉园,可采用稻秆还田后淹水的方法以降低蕉园土壤FOC数量。     

不同干湿交替频率对芦苇生长和生理的影响

松嫩平原西部芦苇沼泽是集多种环境特征于一体的生态系统,少降雨、土壤盐碱化导致湿地大面积萎缩退化。水是湿地结构和功能发挥的最关键因子,影响着生物地球化学循环、植被以及其他生物种群。为了节约和有效利用水资源,本文将干湿交替(35%的田间持水量和10cm的淹水层分别界定为本文的干和湿状态)应用在芦苇的发育过程中,分析芦苇不同发育期对水分的需求特征,以及其生长和光合生理响应,地上和地下器官对无机离子的吸收和积累。通过在生长季末对芦苇株高、光合特征、地上地下器官生物量和离子含量的分析测试,结果表明与长期干旱和湿润条件相比,在芦苇适当的发育阶段实施1、2和4次干湿交替,可有效提高芦苇的生物量和光合速率,并积累较少的盐离子。随着干湿交替的频次增加,芦苇受干旱或者淹水单次胁迫的时间越少,不仅缓解了极端水分条件对芦苇的影响,而且促进了其生长发育。在芦苇生长发育前期补水(6、7和8月份),能显著促进芦苇的增长和生物量积累,光合能力显著增强,并且芦苇器官中含有较少的Na+。其中用水量较少的2次干湿交替(C2)和4次干湿交替(D2)有利于盐碱湿地芦苇的高产和高质培育。在芦苇生长后期补水的地上器官积累更多的Na+,因此可考虑在8、9月份向退化的盐碱芦苇草甸灌水,利用收割芦苇地上生物量,作为去除土壤钠盐离子的一种方法。     

短期氮添加对山西右玉黄土高原盐渍化草地氨挥发的影响

氨挥发是草地生态系统土壤氮素损失的主要途径.掌握氨挥发特征及其与环境要素之间的关系,能够为盐渍化草地养分管理策略制定等提供依据.试验采用间歇密闭室抽气法,测定黄土高原盐渍化草地短期添加氮(0,1,2,4,8,16,24和32gN·m-2·a-1)对盐渍化草地氨挥发的影响.结果表明:草地氨挥发速率与月累积量随氮添加水平的...     

辉河保护区温性草甸草原植被群落结构和碳储量对盐碱化的响应

为阐明草地盐碱化过程中草地植物群落结构及碳储量的变化,以辉河保护区内的天然草地、草地-盐碱地过渡带和盐碱地为研究对象,采用野外调查采样结合室内分析的方法进行测试研究。结果表明随着草地盐碱化加剧,植被群落结构组成趋于简单化;植被碳储量和生态系统碳储量均逐渐下降,表层土壤有机碳储量表现为过渡带>盐碱地>天然草地。植被碳储量的变化主要与地上植被类型、植被生长特性和土壤理化性质有关;表层土壤有机碳储量的变化主要是地上植被和土壤水分与不同盐碱化草地相互响应的结果,其中,pH会显著影响表层土壤有机碳储量(P<0.05);生态系统碳储量的变化受到植被更迭和土壤pH的影响。因此,温性草甸草原植被群落结构和碳储量均会受到草地盐碱化的影响。     

晋北盐碱草地土壤化学计量特征及其与植物多样性的关系

为揭示晋北农牧交错带盐碱草地土壤化学计量特征及其与植物多样性间的关系,本试验以不同盐碱梯度的草地为研究对象,分析轻度、中度和重度盐碱草地土壤理化性质及其化学计量比对植物群落的影响。结果表明：随着盐渍化程度加剧,植被高度、盖度、密度和地上生物量均明显降低,而Margalef指数呈上升趋势;土壤含水量、容重、pH、电导率均显著升高,全磷含量和碳氮比不断下降,氮磷比和表土（0~10 cm）全氮含量先增加后减少,中度盐渍化程度时最大。土壤含水量、pH、氮磷比和碳氮比驱动盐碱化早期植物群落的变化,土壤容重、电导率推动中度和重度盐碱草地植物群落的分化。     

山西暖性草地碳密度分布特征及其区域差异

山西省草地是我国草地碳储量精确估测中不可忽视的部分。为探究山西省暖性草地生态系统碳密度的区域差异,本研究调查和测定了该省2个气候区（晋东南半湿润区,晋西北半干旱区）暖性草地群落特征和生态系统碳密度。结果表明：不同气候区的环境差异影响了草地植物物种多样性、生物量积累和土壤碳输入,造成2个气候区碳密度分异的主要环境因子为降水量和土壤有机碳含量;晋西北平均植物多样性指数略高于晋东南;晋西北和晋东南平均地上生物量分别为384.28 g·m^-2,522.83 g·m^-2,平均地下生物量分别为1 411.02 g·m^-2,1 643.81 g·m^-2,晋西北均低于晋东南;平均生态系统碳密度分别为7 911.48 g·m^-2,9 080.43 g·m^-2;其中植被地上部分、根系和土壤碳密度占比分别为1.4%~2.1%,12.3%~24.7%,73.6%~85.9%;晋东南地区暖性灌草丛类草地生态系统碳密度最大,为10 102.23 g·m^-2。     

黄土区煤矿排土场重建草地土壤剖面有机碳变化特征

以黄土区露天煤矿排土场的4种人工草地和自然恢复的撂荒草地为主要研究对象,研究了草地重建对排土场重构土壤有机碳含量和分布的影响。结果表明:人工草地显著提高了表层土壤有机碳含量,0~10 cm土层有机碳含量达到了4.95 g·kg^-1,撂荒草地对各土层有机碳含量都没有显著提高;4种人工草地土壤有机碳含量剖面分布为:在0~10 cm土层为苜蓿(Medicago sativa) >沙打旺(Astragalus adsurgens) >甘草(Glycyrrhiza uralensis) >冰草(Agropyron cristatum),在10~100 cm各土层为甘草 >冰草 >苜蓿 >沙打旺;排土场人工草地土壤有机碳含量随土层深度的增加而降低,0~10 cm到10~20 cm降低幅度最大,20~100 cm土层之间降低幅度较小无显著差异;排土场人工草地0~100 cm土层SOCD平均值为3.02 kg·m^-2,是撂荒草地的1.72倍,新建排土场的1.99倍,达到了小流域退耕草地的79%,原地貌草地的62%。草地重建影响排土场土壤有机碳剖面分布,显著提高了表层土壤有机碳储量所占比例,苜蓿和沙打旺较大程度的提高了表层土壤有机碳含量,冰草和甘草对0~100 cm各土层有机碳含量均有一定的提高。     

松嫩草地不同降水区土壤盐碱化程度与羊草生产力关系的比较研究

松嫩草地生产力同时受到降水和土壤盐碱化的制约,但是在降水变化的背景下土壤盐碱化与草地生产力的相关性仍不清楚。本文基于松嫩草地降水的带状分布特征和野外样地调查数据,分析了不同降水量地区土壤盐碱化与羊草生物量的相关性,并利用系统聚类分析法对每个调查区土壤pH值、电导率和容重进行聚类,划分出盐碱胁迫低、中和高3个类群,探讨不同降水区土壤盐碱化指标对羊草地上生物量影响的变化趋势。结果表明：不同降水区,羊草生产力与土壤盐碱化指标间相关性不同。降水较高的草地东部和降水较少的西南部羊草地上生物量和土壤容重呈显著负相关,降水适中的草地中西部羊草地上生物量和土壤pH值呈显著负相关,羊草生物量总体随着盐碱胁迫呈负指数衰退,但各降水带内衰退主要因子和衰退影响程度有所不同。     

干旱荒漠区草地植物群落地上生物量时空分布对地下水的响应

分析了塔里木河下游以芦苇为优势种群的草地植物群落地上生物量时空分布特征及其对物种多样性和地下水的响应。结果表明,1)在时间上,2007年群落地上生物量最高,达741.75g/m²;在空间上,群落地上生物量随垂直河道距离的增加显著减少。2)物种多样性与群落地上生物量呈显著正相关。3)地上生物量在地下水埋深<3m时较高,且地上生物量对地下水中的Mg-Cl盐含量最为敏感,群落耐盐上限在5.0g/L左右。     

土壤有效养分和微生物特征对短期不同放牧强度的响应

为了探究放牧持续时间和强度对草地的可利用养分和微生物特征的影响。本研究于2016年8月在山西省右玉县境内的农牧交错带草地设置了不放牧(0羊单位·hm^-2·生长季^-1)、轻度(2.35羊单位·hm^-2·生长季^-1)、中度(4.80羊单位·hm^-2·生长季^-1)和重度(7.85羊单位·hm^-2·生长季^-1)4个放牧强度的试验。在连续4个生长季放牧处理后，于2020年的5—9月测定表层0~10 cm的土壤可溶性有机碳(Dissolved organic carbon,DOC)、可溶性氮(Dissolved nitrogen,DN)、微生物生物量碳(Microbial biomass carbon,MBC)、微生物生物量氮(Microbial biomass nitrogen,MBN)及细菌和真菌的丰度。结果表明：4年不同强度的放牧处理对土壤可利用养分和微生物特征都没有产生显著影响，但是土壤有效养分与土壤微生物特征受生长季降水和温度的影响显著(P<0.05)，具有明显的季节动态，说明短期不同的放牧强度尚未对农牧交错带天然草地养分循环产生显著影响，需要继续进行长期试验监测来观察放牧对草地生态系统结构与功能的影响。     

沙化草地土壤有机碳及碳库管理指数的分异特征研究

本研究以宁夏盐池县潜在沙化草地(PD)、轻度沙化草地(LD)、中度沙化草地(MD)和重度沙化草地(SD)为对象,研究了不同沙化程度草地土壤有机碳(SOC)及其在不同粒径团聚体中的分布、活性有机碳组分和碳库指数在0～40 cm土层的变化,以探讨宁夏干旱风沙区沙化草地土壤有机碳及其碳库分配特征。结果表明：沙化导致草地SOC含量、储量及各粒级团聚体SOC含量显著降低,与PD相比,LD,MD和SD均降低40%以上。随草地沙化程度加剧,土壤易氧化有机碳(EOC)含量总体呈下降趋势,由PD的0.46～0.68 g·kg^-1降至SD的0.34～0.47 g·kg^-1,微生物量碳(MBC)含量在不同沙化程度草地之间差异不显著。伴随着草地沙化,EOC和MBC占SOC的比例逐渐升高,而碳库管理指数逐渐降低。由此,草地沙化可能会通过改变土壤有机碳活性而影响荒漠草原土壤碳库稳定性及草地生态环境质量。     

不同沙化程度草原地下生物量及其环境因素特征

为探讨草原沙化演替过程中地下生物量的变化规律,以内蒙古正蓝旗温性草原区为例,采用样地调查方法,研究了不同沙化程度草地地下生物量的垂直分布格局及其土壤环境特征。结果表明,1)草地地下生物量由土壤表层向深层急剧下降,总体呈“T”形分布,0~30 cm土层地下生物量占总地下生物量的80%以上;随着草原沙化程度的加剧,地下生物量呈显著下降趋势(P<0.05),未沙化草地、轻度沙化草地、中度沙化草地、重度沙化草地的地下生物量平均密度分别为2 598.67,2 318.45,390.26,117.25 g/m²。2)土壤温度随深度的增加而降低,30 cm以下土壤温度基本保持稳定;沙化草地深层土壤含水量略高于表层含水量,未沙化草地土壤保水能力优于沙化草地。3)在草原沙化演替进程中,土壤理化性质发生了一系列变化,与未沙化草地相比砂粒含量显著增加(P<0.05),沙化草地砂粒含量占90%以上;温性草原土壤pH值总体属于中性,各类型沙化草地间差异不显著(P>0.05);随着沙化程度的加剧,土壤有机质、全氮和速效氮含量均值较未沙化草地显著下降(P<0.05)。