草原生态系统土壤微生物研究综述

土壤微生物是土壤生态系统中极其重要和最为活跃的部分,在土壤养分转化循环、系统稳定性和抗干扰能力以及土壤可持续生产力中占据主导地位,土壤微生物也在草原生态系统物质转化和能量流动中起着非常重要的作用。本文对土壤微生物的作用、在土壤微生物在草地生态系统物质转化和能量流动中的作用及影响土壤微生物量因子进行综述。     

草地土壤微生物及胞外酶活性对氮沉降的响应研究进展

近年来,区域性的氮沉降增加受到广泛关注。有研究预测,在未来的几十年内陆地表面的活性氮沉降量会不断增加。草地作为陆地生态系统分布最广的植被,更易受氮沉降增加的干扰。土壤微生物能够影响土壤生态系统的结构、功能及过程,是维持土壤生产力的重要组分。因此,本文综述了氮沉降增加对草地土壤微生物及胞外酶活性的影响研究进展,并对未来研究进行展望,以期为未来相关研究提供一些参考。     

草地土壤微生物及酶活性对氮沉降的响应研究进展

区域性的氮沉降增加近年来受到广泛关注,有研究预测在未来的几十年内陆地表面的活性氮沉降量会不断增加。 草地作为陆地生态系统分布最广的植被,更易受氮沉降增加的干扰。土壤微生物能够影响土壤生态系统的结构、功能及过程,是维持土壤生产力的重要组分。因此,本文综述了氮沉降增加对草地土壤微生物及细胞外酶活性的影响研究进展,并对未来研究进行展望,以期为未来相关研究提供一些参考。     

我国人工草地碳储量研究进展

作为草地生态系统重要的组成部分,人工草地碳储量的研究对草地生态系统碳减排增汇措施的实施具有重要意义.综述了我国人工草地在生物量碳储量、土壤碳储量(包括土壤微生物量)及土壤呼吸等,为揭示人工草地固碳机制及准确评估人工草地碳源/汇提供科学依据.     

碳同位素在草地土壤呼吸区分中的应用

草地生态系统在区域气候变化及全球碳循环中扮演着重要的角色,草地土壤呼吸的区分是定量评价草地植被和土壤碳平衡的基础,有助于理解和预测草地生态系统对气候变化的响应。文章中论述了稳定碳同位素13C和放射性碳同位素14C在草地土壤呼吸区分中的应用。用于区分土壤微生物呼吸和根呼吸的方法主要有：13C自然丰度法、FACE实验法、13C脉冲标记法;用于区分纯根呼吸和根际微生物呼吸的方法主要有：同位素稀释法、模拟根际沉积物法、14CO2动态模型法、根系分泌物洗涤法。碳同位素法几乎不对草地土壤和植物根系产生干扰,可提高对土壤呼吸各组分的测算精度,在区分草地土壤微生物呼吸、纯根呼吸和根际微生物呼吸等组分方面有较大的应用前景。     

不同程度退化草地土壤成因及特征

从土壤的理化性质、酶活性、微生物及种子库等方面分析了近年来不同程度退化草地的土壤特征,了解草地生态系统受损程度,从而为合理利用土地资源及退化草地生态系统的恢复与重建提供基础资料。     

烟田土壤微生物群落结构及功能微生物的研究现状与展望

土壤微生物是土壤生态系统的重要组成,对于维护土壤生态系统的可持续性及其生态功能具有重要意义。随着人们对农田土壤微生物研究重要性认识的不断提升及研究方法的更新,烟田土壤微生物的相关研究也受到高度重视。从土壤微生物的群落结构、功能微生物、微生物的影响因素及研究手段等方面,对我国烟田土壤微生物的研究现状及进展进行了综述。并在此基础上,提出了亟需在烟田土壤微生物研究的广度与深度、结构与功能、微生物的资源化应用及现代分子生物学技术应用等方面加强研究的建议。通过在烟草农业生产中深入开展土壤微生物的研究及应用,为烟田土壤健康保育及烟叶品质提升提供理论和实践指导。     

农田土壤碳转化微生物及其功能的研究进展

农田生态系统土壤碳转化是当前陆地生态系统碳循环研究的重要领域之一,而土壤微生物在驱动和调节土壤碳循环中发挥重要作用。简要介绍了参与农田生态系统土壤碳转化的微生物及其功能,包括农田土壤中的固碳细菌、参与农田有机碳转化的细菌和真菌、农田生态系统中与甲烷生成相关的产甲烷菌和甲烷氧化菌等。     

不同枯落物添加量和处理方式对草地土壤微生物量碳的影响

为研究温带典型羊草草地生态系统土壤微生物量碳特征,以中国科学院东北地理与农业生态研究所长岭草地农牧生态实验站为研究区,开展不同枯落物添加量(0、200、400 g/m~2)和处理方式(保留秋季地上生物量但未补播羊草WL、未补播羊草且收割地上生物量WG、保留地上生物量并且补播羊草ZL、收割地上生物量后补播羊草ZG)对土壤微生物量碳含量的影响研究。结果表明,不同枯落物添加量对土壤微生物量碳具有重要影响,土壤微生物量碳含量随枯落物量增加而增加,且呈现明显的表聚性;各处理方式下,土壤微生物量碳含量不同,ZL处理对0~10 cm表层土壤微生物量碳影响显著高于其他土层。增加枯落物归还量及合理的管理措施,可有效提升土壤微生物量碳含量,维护草地生态系统平衡。     

土壤可溶性有机氮及土壤微生物对其调控的研究进展

有机氮是土壤氮素的主要存在形式,土壤中有机氮大多以聚合物形式存在,经过一系列复杂的生物和非生物过程转变成可溶性有机氮。本文总结了不同生态系统可溶性有机氮的研究现状,指出当前可溶性有机氮的研究主要集中在森林生态系统、草地生态系统和农业生态系统,在不同的生态系统中,由于土壤类型、土地利用类型、覆盖的植被类型、土壤管理措施和环境因素等的不同,土壤可溶性有机氮的含量和组分均存在差异。本文还综述了当前可溶性有机氮生物转化过程的研究现状,指出可溶性有机氮含量与土壤微生物的数量、组分及胞外酶的活性有关,其生物转化过程为:在土壤微生物(细菌、真菌等)及胞外解聚酶如蛋白酶、几丁质酶等的作用下,大分子有机氮降解为小分子有机氮,被植物和微生物直接吸收利用,或进一步降解为NH+4和NO-3被植物和微生物吸收利用。认为未来应该加强土壤有机氮转化代谢过程的调控机制研究。     

蚂蚁对草地动植物及土壤作用的研究进展

蚂蚁作为草地生态系统重要组分之一,其种类和分布、筑巢和采食等对草地植被演变和土壤特性变化起重要作用。本文综述了中、高海拔不同草地类型中,蚂蚁的种类及分布、蚂蚁与草地动物的关系及蚂蚁对草地植被和蚁丘土壤理化特征的影响。结果显示:(1)蚂蚁适应性强,分布广,各类草地均有分布,但不同草地类型中蚂蚁种类有所不同;(2)蚂蚁作为草地生态系统的消费者,与其他草地动物有竞争、捕食与被捕食、共生与寄生等关系,这对草地健康的保持有利有弊,但最终维持着草地生态系统的平衡;(3)蚂蚁筑巢降低草地物种多样性,改变草地植物群落结构;(4)蚂蚁的挖掘、搬运、排泄和掩埋等增加蚁丘土壤养分和微生物活性,增加土壤孔隙度而降低容重,但其对土壤水分的影响因草地类型不同而异。为深入揭示蚂蚁在草地生态系统中的作用,未来还需开展如下研究:蚂蚁筑丘及采食活动对草地植被微斑块形成的作用机制及对演替的影响;蚂蚁在草地虫害防控中的作用;蚂蚁分泌物如何影响草地土壤微生物群落的构成。     

植被恢复对土壤微生物的影响

土壤微生物对土壤植物生态系统中的物质循环和能量流动起着决定作用,在土壤养分转化循环、系统稳定性和抗干扰能力以及土壤可持续发展中占据主导地位,其指标通常被用来评价退化生态系统中生物群系与恢复功能之间的关系.土壤微生物的研究是近年来恢复生态学研究的热点.阐述不同区域、不同植被恢复措施（不同植被类型、不同恢复年限）对土壤微生物的影响,从微生物结构、微生物生物化学特性、微生物功能多样性3个方面分析植被恢复对土壤微生物的影响.随着植被恢复对土壤微生物影响的研究不断完善和改进,综合利用多种方法研究植被恢复对土壤微生物的影响应进一步加强,为植被恢复提供理论依据.     

土壤微生物分离与测定

土壤微生物在土壤生态系统中的物质循环和能量的流动具有重要的作用。土壤微生物作为生态系统中主要的分解者分解土壤中的动植物残体、遗体、排泄物,对保持土壤肥力、维护土壤生态系统的稳定起到了重要作用。本文主要从土壤微生物的研究方法,土壤微生物的影响因素等方面阐述了目前土壤微生物研究的意义。土壤微生物是一个丰富的生物资源库,未来会有更加深入的研究。     

高寒草地地下生物量分布结构特征研究

生物量是生态系统最基本的数量特征。地下生物量的分布结构对高寒草地物种多样性和生产力有着重要的意义,是认识生态系统结构和功能的基础。通过对青藏高原地区高寒草地生态系统主要植被群落地下生物量的分布特征、土壤含水量对地下生物量和地上生物量分布的影响、地上与地下生物量关系以及对土壤条件的影响进行研究,为进一步了解高寒草地生态系统结构功能提供基础,并为进一步建设和保护高寒地区草地生态环境提供科学参考。     

黄土高原沟壑区林草景观界面土壤养分、水分和微生物的研究

对黄土高原沟壑区林草景观界面(包括林地、草地和林-草界面3种生态系统)土壤的养分(有机质、氮、磷、钾和pH)含量、水分含量和微生物(细菌、真菌和放线菌)数量进行测定,分析比较了其养分、水分和微生物分布特征。结果表明,林草景观界面3种生态系统土壤养分分布不平衡,有机质、全氮、水解氮和速效钾在0～40 cm土层的平均含量为林地>草地>林-草界面;全磷平均含量为林地>林-草界面>草地;速效磷平均含量为草地>林地>林-草界面;全钾平均含量和pH为林-草界面>草地>林地;各种养分含量在各生态系统土壤剖面中有明显的层次性,表层0～20 cm土层的养分含量基本上高于20～40 cm土层;不同土层的土壤水分在水平方向上,随着水平距离梯度的变化表现出上升或下降的趋势,草地和林地内水分变化不显著,而在林-草界面内不同距离梯度上的含水量变化极显著;随着土层深度的增加,土壤平均含水量在草地区逐渐升高,在刺槐林地中呈逐渐降低趋势,而在林-草界面区域则表现为先降低后升高的趋势;林草景观界面下土壤中各种微生物数量存在明显差异,在总体数量上均以细菌为主,占微生物总量的98%以上,微生物总数量为林-草界面>草地>刺槐林地;微生物数量的垂直动态明显,林-草界面和草地0～20 cm土层数量较20～40 cm土层显著增多,而林地0～20 cm土层微生物数量少于20～40 cm土层。     

影响植物根际微生物区系之因素研究进展

根际是土壤、植物生态系统物质交换的活跃界面,植物作为第一生产者将部分光合产物转运至根部,通过分泌物供给根际微生物碳源和能源;根际微生物则将有机养分转化成无机养分利于植物吸收利用,植物、土壤、微生物的相互关系维持着土壤生态系统的生态功能。近年来,随着对根际土壤微环境研究的深入,根际微生物研究内容不断丰富和发展。笔者结合近年来国内外研究结果综述了不同因素对植物根际微生物生物多样性和生态功能产生的影响,并提出了今后这一领域的研究思路及方向。     

土地利用变化影响土壤碳库特征与土壤呼吸研究综述

土地利用变化对生态系统碳循环和全球气候变化具有非常显著的影响。土壤碳库容量为大气碳库的2~3倍,土壤呼吸过程是土壤圈碳流入大气圈的主要途径。研究土地利用变化对土壤碳库与土壤呼吸速率的影响对于揭示生态系统对土地利用变化的响应机制及科学估算区域生态系统的碳汇功能具有十分重要的意义。综述了自然林地、人工林地、农业用地和草地等4种土地利用方式相互转化对土壤碳储量的影响,较详细地分析了土地利用变化对不同活性碳库（主要包括微生物量碳、水溶性碳、易氧化碳等）的影响,探讨了土壤呼吸速率对土地利用变化的响应及其机制,最后对该方向今后的研究重点做了展望。参69     

基于土地利用的北方农牧交错区碳固定和土壤保持时空变化

为探讨农牧交错区土地利用变化及其对生态系统服务的影响,以内蒙古达茂旗为研究区,通过土地利用转移矩阵和变化动态度的计量,采用模型模拟生态系统服务碳固定、土壤保持功能的方法,分析2000—2015年该旗碳固定和土壤保持演变特征。结果表明：草地、未利用地和耕地是主要的土地利用类型,16年间,草地、建设用地、未利用地、林地面积明显增加,耕地面积显著减少。土地利用类型变化主要是从耕地向草地、从草地向建设用地转移。2000—2015年,全旗碳固定量从183.25万t减少到181.65万t,土壤保持量从170.58万t减少到107.32万t,这一变化主要是由于研究区草地质量的降低使得单位面积提供的生态系统服务减少。各土地利用类型提供的碳固定和土壤保持均表现为草地 > 耕地 > 未利用地 > 建设用地 > 灌木林 > 林地 > 盐碱地 > 水域 > 沙漠。综上,在今后的生态治理中,应考虑在扩大草地面积、保护农田的基础上,适度利用草地、农田等生产生活用地,提高草地质量,科学优化土地利用结构,保障生态系统良性演化,提高生态系统服务功能。     

矿区复垦土壤微生物多样性研究进展

土壤微生物参与了土壤生态系统中的物质循环、能量交换以及信息交流,其中在养分的转化循环、维持生态系统稳定性和抗干扰能力中起着决定性作用,微生物的群落种类和活性常用于评价土壤生态系统与环境的关系。土壤微生物的研究是矿区土壤恢复的研究热点。本文综述了土壤微生物多样性的科学内涵与研究方法,并在此基础上重点综述了国内外矿区土壤微生物多样性的研究进展,指出了当前研究的热点与难点,为矿区复垦地土壤重构、植被重建、恢复效果评价等领域的科学研究与实践提供一定的理论支撑。     

短期氮素添加和模拟放牧对青藏高原高寒草甸生态系统呼吸的影响

氮沉降和放牧是影响草地碳循环过程的重要环境因子,但很少有研究探讨这些因子交互作用对生态系统呼吸的影响。在西藏高原高寒草甸地区开展了外源氮素添加与刈割模拟放牧实验,测定了其对植物生物量分配、土壤微生物碳氮和生态系统呼吸的影响。结果表明:氮素添加显著促进生态系统呼吸,而模拟放牧对其无显著影响,且降低了氮素添加的刺激作用。氮素添加通过提高微生物氮含量和土壤微生物代谢活性,促进植物地上生产,从而增加生态系统的碳排放;而模拟放牧降低了微生物碳含量,且降低了氮素添加的作用,促进根系的补偿性生长,降低了氮素添加对生态系统碳排放的刺激作用。这表明,放牧压力的存在会抑制氮沉降对高寒草甸生态系统碳排放的促进作用,同时外源氮输入也会缓解放牧压力对高寒草甸生态系统生产的负面影响。