模拟氮沉降对三江平原小叶章湿地土壤细菌多样性的影响

利用黑龙江省科学院自然与生态研究所三江平原湿地生态定位研究站内的模拟氮沉降试验平台,应用Miseq测序技术对细菌16SrDNA进行序列测定和分析,探讨添加氮对三江平原小叶章湿地土壤细菌群落结构的影响。结果表明,与对照相比,添加氮增加土壤细菌群落多样性,低氮(4g·hm~(-2)·a~(-1))时土壤细菌多样性最高,高氮(8g·hm~(-2)·a~(-1))次之。模拟氮沉降导致湿地土壤细菌群落的结构以及丰度发生变化,低氮、高氮和对照地的优势种群均为酸杆菌门(Acidobacteria),变形菌门(Proteobacteria)次之,随着氮沉降的增加,酸杆菌门的丰度逐渐下降,变形菌门的丰度则先升高后降低。外源氮的输入使得土壤的理化性质发生了改变,导致细菌群落的组成以及细菌的相对丰度发生改变。16SrDNA heatmap分析则表明,不同的细菌群落对氮沉降的响应不同。本研究为预测未来大气氮沉降对三江平原湿地土壤微生物的影响以及湿地生态系统的变化提供基础数据和理论参考。     

坡耕地土壤微生物功能多样性对间作体系的响应

为了明确土壤微生物对间作体系的响应,本研究基于粮草(药)间作定位试验,运用Biolog方法研究间作种植模式下土壤微生物功能多样性特征。结果表明:小麦(Triticum aestivum)||菘蓝(Isatis tinctoria)间作模式可提高土壤微生物碳源利用能力,其AWCD值在0–10 cm、10–30 cm土层分别高于小麦单作26%、29%(培养96 h),且在10–30cm土层两者差异显著(P 0.05),土壤微生物利用基质碳源的能力随着土层深度增加而逐渐降低;与小麦单作相比,间作可以显著提高McIntosh指数和Richness指数,尤以小麦||菘蓝间作效果显著(P 0.05);与单作小麦相比,小麦||菘蓝间作可提高0–30 cm土层土壤微生物对六大类碳源的利用强度,间作体系增强了土壤微生物群落稳定性;糖类碳源的变化在影响土壤微生物群落功能多样性方面起主导作用。间作种植模式可以提高土壤微生物生理活性,促进对土壤碳源的利用,小麦||菘蓝间作效果明显。     

休牧对贝加尔针茅草原土壤微生物群落功能多样性的影响

采用Biolog-Eco微平板技术和氯仿熏蒸浸提法,以自由放牧地(zero rest grazing, RG₀)为对照,研究了休牧不同年限(RG_3a、RG_6a和RG_9a)贝加尔针茅草原土壤微生物群落功能多样性及土壤微生物量的变化。结果表明,休牧后贝加尔针茅草原土壤微生物群落代谢活性显著升高。反映土壤微生物活性的平均颜色变化率(AWCD)呈以下变化趋势:RG_6a>RG_9a>RG_3a>RG₀。RG_6a和RG_9a样地AWCD值差异不显著(P>0.05),但均显著高于RG₀样地(P<0.05),RG_3a与RG₀样地差异不显著(P>0.05)。休牧不同年限贝加尔针茅草原土壤微生物群落Shannon-Wiener物种丰富度指数(H)、Shannon-Wiener物种均匀度指数(E)和Simpson优势度指数(D)均为RG_9a最高,其中RG_9a样地H值与其他样地差异显著(P<0.05);不同处理E值差异不显著(P＞0.05),RG_9a样地D值与RG₀差异显著(P<0.05)。主成分分析结果表明,RG₀,RG_3a和RG_6a样地土壤微生物群落碳源利用方式及代谢功能相似,而RG_9a样地土壤微生物群落具有不同的碳源利用方式和代谢功能。对不同碳源的分析结果表明,糖类、氨基酸类、脂类为土壤微生物利用的主要碳源。随休牧年限的增加,土壤微生物量呈增加趋势。RG_9a土壤微生物量碳、微生物量氮(soil microbial biomass C, N)含量均最高,分别为590.20和72.86 mg/kg。相关分析表明,AWCD值与土壤微生物H值呈显著正相关(P<0.05),与D值呈极显著正相关(P<0.01);H值与D值呈极显著正相关(P<0.01)。H值、D值均与土壤微生物量碳(SMBC)呈显著正相关(P<0.05);H值与土壤微生物量氮(SMBN)呈显著正相关(P<0.05)。由此可知,休牧使草原土壤微生物代谢功能增强,土壤微生物繁殖快、数量大,从而促进土壤微生物量碳、氮含量的增加。     

放牧强度对三江平原小叶章草甸群落特征及多样性的影响

设轻度(0.87头牛/hm2)、中度(1.42头牛/hm2)和重度(1.94头牛/hm2)三种放牧强度,以不放牧作为对照,采用样方法对三江平原小叶章草甸群落特征及物种多样性进行研究。结果表明:放牧1年,三种放牧强度均能增加群落的物种数,增加的物种多为禾本科、菊科、蔷薇科和蓼科植物。其中,在中度放牧强度下群落物种多样性和稳定性最优。放牧降低了多年生植物的重要值,一年生植物的重要值有小幅增加。放牧对草地主要植物种群密度的影响存在差异,三种放牧强度下小叶章、苣荬菜种群的密度降低,蒲公英种群的密度升高。     

库布齐沙地两种植被恢复类型根际土壤微生物群落功能多样性研究

为研究库布齐沙地生态恢复过程中不同植被恢复类型对土壤微生物群落功能多样性的影响,采用Biolog-ECO微平板检测法,对库布齐沙地自然恢复19年的油蒿群落、人工种植19年的中间锦鸡儿群落土壤微生物群落功能多样性进行研究。结果表明:1)土壤微生物群落利用全部碳源的代谢活性和土壤微生物功能多样性指数均表现为两种植被恢复类型显著高于流沙对照,其中,自然恢复的油蒿群落根际、非根际土壤分别高于人工种植的中间锦鸡儿群落根际和非根际土壤;2)随着植被恢复,从流沙对照土壤微生物以氨基酸类、胺类和芳香类为主要碳源,转为主要利用糖类、羧酸类、多聚物类碳源。不同植被恢复类型对碳源的利用不同,油蒿群落以糖类、羧酸类、多聚物类为主要利用碳源,中间锦鸡儿群落以羧酸类、氨基酸类和胺类为主要利用碳源;3)主成分分析表明,不同植被恢复类型土壤微生物碳源利用特征出现分异,在主成分分离中主要贡献者是糖类碳源;4)土壤氮素含量与土壤微生物群落功能多样性密切相关。冗余分析表明,土壤有机质、全氮、速效钾、速效氮、pH和全磷是土壤微生物群落利用碳源的主要控制因子。综合分析认为,植被恢复改变了沙地土壤微生物群落结构和功能多样性,自然恢复的油蒿群落更有利于增加利用多类碳源的微生物种群,在提高微生物利用碳源的整体代谢活性方面具有显著优势。     

水分梯度对三江平原典型湿地植物小叶章地上生物量的影响

通过野外调查,研究不同水分梯度下三江平原典型湿地植物小叶章个体地上生物量季节动态、干鲜比(DW/FW)及生物量在构件中的分配特征.结果表明,小叶章个体地上生物量在小叶章群落中最大;各水分带小叶章地上生物量的时间动态呈双峰型变化特征,峰值出现时间随积水深度的增加而提前.生长季内,DW/FW随水分的增加而具有波动性,小叶章群落变化最大;灌丛一小叶章群落总体较低;常年积水的3个群落,不同生长期波动变化.小叶章地上生物量分配比:茎>叶>鞘;茎生物量比重,无常年积水群落大于常年积水群落;叶和鞘的生物量比重与茎相反.而水分梯度的直接作用以及各水分梯度下土壤环境条件是不同水分梯度带小叶章生长分异的主要原因.     

三江平原湿地小叶章叶片叶绿素荧光特性对水分梯度的响应

以三江平原湿地典型沼泽(常年积水)、沼泽化草甸(季节性积水)和草甸(地表无积水)3个不同水分梯度下湿地类型小叶章(Deyeuxia angustifoli)为试验材料,利用叶绿素荧光技术研究了不同水分梯度下湿地小叶章叶片的PSII功能变化。结果表明,与沼泽小叶章相比,沼泽化草甸和草甸小叶章叶片的PSII最大光化学效率(Fv/Fm)和以吸收光能为基础的光合性能指数(PIABS)均有不同程度的增加,说明沼泽化草甸和草甸小叶章叶片的PSII光化学活性明显高于沼泽小叶章。通过对不同水分梯度下小叶章叶片OJIP曲线标准化后可以发现,沼泽化草甸和草甸小叶章叶片PSII供体侧OEC活性有所增加,PSII受体侧电子传递能力均明显高于沼泽小叶章。沼泽化草甸和草甸小叶章叶片的实际光化学效率(ФPSⅡ)和电子传递速率(ETR)在较高光强下也明显高于沼泽小叶章。另外,通过对不同水分梯度下小叶章叶片PSII光能利用情况可以发现,沼泽化草甸和草甸小叶章叶片PSII吸收光能以无效热能形式的耗散比例及分配到失活反应中心的比例有所降低,而将吸收光能更多地用于光化学反应中心,以提高其PSII反应中心光化学功能。季节性淹水及地表无积水的沼泽化草甸和草甸小叶章叶片的PSII功能无明显差异,说明小叶章叶片光合PSII功能对不同水分梯度具有较强的适应能力。     

青藏高原高寒湿地退化过程中土壤微生物群落功能多样性特征

为给高寒湿地的退化监测和恢复治理提供科学理论依据,本试验在三江源黄河源区选取退化高寒湿地,采用空间代替时间的方法,选取不同退化阶段并利用常规实验室分析法和Biolog-Eco微平板法研究其土壤微生物群落结构及功能的变化特征。结果表明,高寒湿地、沼泽化草甸和退化草甸样地微生物群系相似性更高。不同退化程度的土壤微生物活性从高到低排序依次为：沼泽化草甸 > 退化草甸 > 湿地 > 重度退化草甸 > 退化草原。整个退化过程土壤微生物对酯类碳源代谢能力均为最强,在退化早期土壤微生物对酸类碳源的利用率较低。土壤微生物平均颜色变化率（Average well color development,AWCD）主要受到土壤全氮含量、土壤有机碳含量、全氮/全磷、植物盖度、土壤含水量和地下生物量的影响。     

祁连山不同植被类型土壤微生物群落多样性差异

土壤微生物是土壤生态系统的重要组成部分,在生态系统物质循环和能量转化中占有重要的地位。以祁连山中段不同海拔的4种植物群落,即垫状植被(cushion plants,CP)、高寒草甸(alpine meadow,AM)、沼泽化草甸(swamp meadow,SM)和高寒灌丛(alpine shrub,AS)作为实验样地,采用BIOLOG技术,探讨了土壤微生物群落多样性在不用海拔梯度形成的植被条件下的变化特征。结果表明,反映微生物活性的平均颜色变化率(average well color development,AWCD)的大小顺序为:沼泽化草甸高寒草甸高寒灌丛垫状植被,沼泽化草甸土壤微生物群落代谢活性最高;高寒草甸和沼泽化草甸土壤微生物群落碳源利用模式相似,土壤微生物群落的Shannon-Wiener物种丰富度指数(H)与土壤有机碳和全氮显著相关(P0.05),Simpson优势度指数(D)和Mc Intosh指数(U)与土壤全氮显著相关(P0.05);冗余分析表明,土壤有机碳、p H和全氮可能是土壤微生物利用碳源的控制因子。研究结果为进一步探讨高寒草甸与土壤微生物之间的关系奠定了基础。     

休牧对三江平原小叶章草甸植被特征及生产力的影响

为了研究休牧对三江平原小叶章草甸的影响,在2010年对不同放牧强度的草地植被盖度、高度、密度、生物量等进行了测定。结果表明:除个别数值外,夏季、秋季休牧对草地植物群落和主要植物种盖度、密度、高度、重要值基本无显著影响(P>0.05)。夏季休牧可以显著提高中度、重度放牧区草地植物群落生物量,同时也可以显著降低植物种丰富度(P<0.05);秋季休牧仅在轻度放牧区可以显著降低草地植物种丰富度(P<0.05);而对草地植物群落生物量的影响不显著(P>0.05)。     

三江平原小叶章湿地种群生物量结构动态与生长速率分析

对三江平原典型草甸小叶章和沼泽化草甸小叶章的生物量结构动态及生长速率进行了研究。结果表明,2种小叶章地上及各器官生物量均呈单峰型变化且峰值出现的时间相差15 d左右,地上及各器官生物量均表现为典型草甸小叶章>沼泽化草甸小叶章,但地下生物量则表现为典型草甸小叶章<沼泽化草甸小叶章;二者地上生物量的组成结构不尽相同,各器官对地上生物量的平均贡献率存在明显差异;2种小叶章地下生物量均具有明显的垂直结构和季节动态,但差异很大;二者各器官生物量生长速率的变化基本一致,但不同阶段生长速率值的大小存在明显差异;模拟结果表明,二者地上及各器官生物量均符合抛物线模型(y=b0 b1t b2t2),地下生物量和总生物量符合“S”型曲线[y=b0/(1 b1e-kt)],其R2大多在0.920以上。     

模拟氮沉降对高寒湿地土壤理化性质和酶活性的影响

为研究氮沉降对土壤酶和土壤理化性质的影响,本研究在青海湖东岸开展野外控制试验,设计4个施氮水平0 g·m^-2,2 g·m^-2,5 g·m^-2和10 g·m^-2(分别为N0,N2,N5和N10),测定土壤养分和土壤酶活性。结果表明：氮沉降对土壤pH值和全磷含量无显著影响,硝态氮在浅层土中含量随施氮量的增加而逐渐下降,铵态氮在10 g·m^-2浅层土中含量显著高于其它处理,有机碳含量在2 g·m^-2处理下显著高于其它处理;酸性磷酸酶和脲酶随施氮量的增加活性显著升高,氮沉降抑制过氧化氢酶活性,碱性蛋白酶对氮沉降不敏感;相关分析表明,酸性磷酸酶、脲酶活性与铵态氮含量呈显著正相关关系,过氧化氢酶活性与硝态氮含量呈显著正相关关系,碱性蛋白酶活性与有机碳含量呈极显著正相关关系。本研究表明氮沉降影响高寒湿地碳、氮含量及其计量比,进而影响土壤酶活性。     

高寒草甸不同斑块草地土壤微生物多样性特征研究

本文以矮嵩草(Kobresia humilis)高寒草甸及退化后形成的不同退化斑块群落类型草地土壤为研究对象,利用Illumina MiSeq高通量测序技术分析了不同斑块草地土壤中微生物群落结构组成和多样性变化特点,并分析了土壤微生物与土壤养分之间的相关性.结果表明:以矮嵩草为优势植物的高寒草甸群落变为以细叶亚菊(A ...     

黑龙江省富锦国家湿地公园夏季鸟类多样性研究

黑龙江省富锦国家湿地公园地处黑龙江省东北部富锦市,总面积2200hm^2。笔者于2012年6月1-15日对湿地公园夏季鸟类资源多样性进行了调查分析。调查划分7个生境42个监测点,共统计到夏季鸟类15目31科61种5611只,占湿地公园鸟类种数的34．46％;记录到夏候鸟53种,留鸟8种,包括水鸟36种5355只。通过对各生境物种多样性指数、均匀性指数和物种丰富度分析认为：多样性指数顺序为林地（3．188148）〉芦苇湿地（3．003125）〉水域（2．589831）〉农田（2．659385）〉苔草／小叶章湿地（2．557098）〉香蒲湿地（2．431518）〉草甸（2．354839）。均匀性指数排序为林地（o．750519）〉农田（0．741817）〉水域（n647458）〉香蒲湿地（0．607879）〉草甸（0．602740）〉苔草／小叶章湿地（0．601964）〉芦苇（0．600625）。物种丰富度排序为农田（0．196721）〉林地（0．112426）〉草甸（0．075000）〉苔草／小叶章湿地（0．039337）〉香蒲湿地（0．031558）〉芦苇湿地（0．020579）〉水域（0．006070）。     

黄河源区季节性湖泊湿地退化对土壤微生物碳源利用的影响

为了探讨黄河源区季节性湖泊湿地退化对土壤微生物碳源利用的影响以及土壤微生物碳源利用能力与不同环境因子的关系,本试验在黄河源区退化季节性湖泊湿地研究不同退化阶段植被特征、土壤养分变化和土壤微生物碳源利用状况。结果表明：在季节性湖泊湿地退化过程中,土壤微生物对碳源的利用存在明显的空间分异,其对酯类碳源的相对利用率最高,对单糖/糖苷/聚合物类碳源的相对利用率随退化加重呈现先升高后下降趋势;土壤微生物对单糖/糖苷/聚合物类碳源和醇类碳源的相对利用率改变是土壤微生物功能多样随季节性湖泊湿地退化而变化的主要原因;土壤全氮含量和植被盖度对微生物单糖/糖苷/聚合物类碳源的相对利用率和土壤微生物活性均有影响。该结果为黄河源区的季节性湖泊湿地退化监测和近自然修复提供科学理论依据。     

刈割留茬高度对大针茅草原土壤微生物群落结构及多样性的影响

大针茅(Stipagrandis)草原是内蒙古典型草原主要群落类型之一,刈割是典型草原的主要利用方式之一.为探讨大针茅草原土壤细菌、真菌群落结构及多样性对刈割的响应,利用IonS5TMXL高通量测序平台研究不同刈割留茬高度下大针茅草原土壤细菌、真菌的群落结构、物种组成及多样性.研究结果表明:在留茬5cm时,土壤细菌、真...