典型草原群落不同围封时间下植被、土壤差异研究

以中科院内蒙古草原生态系统定位研究站的羊草(Leymus chinensis)样地和大针茅(Stipa grandis)样地为基础,在羊草样地处选择了围封26年、围封6年、围封2年和自由放牧的4个样点;在大针茅样地处选择了围封26年和自由放牧的2个样点。通过对各样点植物群落特征和土壤的理化性质差异分析,探讨草原植被、土壤指标对围封的响应差异。结果表明:不同围封时间的样点的主要差异体现在群落特征指标上,而各土壤指标中除土壤容重在羊草样地的4个样点表层土壤(0~10cm)体现出显著性差异外,土壤有机碳含量、全氮含量、全磷含量等指标在不同围封时间的各样点间变化均不显著。     

深翻和秸秆还田对土壤微生物群落功能多样性的影响

为探究深翻及秸秆还田对土壤微生物群落功能多样性的影响,本研究主要采用Biolog-Eco微平板法,分析了常规耕作(CT)、秸秆浅混(SCT,耕作深度15 cm)、深翻(ST,耕作深度35 cm)、秸秆深混(SST,耕作深度35 cm)4个处理0～15 cm和15～35 cm土层的土壤微生物群落功能多样性变化。结果表明：在0～15 cm和15～35 cm土层,与CT相比,SCT和SST处理可以显著提高土壤微生物对碳源的利用,不同处理下微生物对碳源利用程度随时间的延长而增加,并且糖类、氨基酸类、多聚物类和羧酸类碳源依次为微生物代谢最主要的碳源。不同处理对Shannon指数与Simpson指数没有显著影响,但与CT相比,ST显著增加了0～15 cm的Mclntosh指数。主成分分析表明,各处理的微生物群落代谢功能在有秸秆还田和无秸秆还田之间存在差异。与CT相比,15～35 cm土层DOC、MBC和MBN含量在SST处理下分别显著增加了17.25%、50.00%和168.10%。另外SEM模型显示,深翻处理可以通过土壤DOC含量的变化影响土壤Mclntosh指数。     

子午岭不同植被类型土壤微生物量与有机酸含量

以黄土丘陵沟壑区的子午岭次生林区为研究区域,分析了农田、草本、乔木、灌木、弃耕地五种不同植被覆盖下土壤微生物量与有机酸含量变化。结果表明,不同植被类型土壤微生物生物量C变化趋势是:农田>草本>乔木>弃耕地>灌木,从乔木到农田微生物生物量N、P基本上呈下降趋势。不同植被类型下土壤有机酸变化基本趋势为:弃耕地<灌木<草本<农田<乔木。相关分析表明,不同植被覆盖下土壤微生量C、P与该土壤有机酸含量呈显著正相关,而土壤微生物N与该土壤有机酸含量相关性不显著。     

陇中干旱区盐碱土壤剖面微生物群落分布特征

以陇中地区典型结皮盐土(HY)、荒漠盐土(XQ)、绿洲农田土壤(YC)为研究对象,分析了土壤垂直剖面(表土层A (0-20cm),心土层B (20-40cm),底土层E (40-80cm))中可溶性盐离子含量、细菌和真菌多样性与群落结构的分布特征,探讨了水盐变化与微生物群落分布的关系。结果表明：土壤盐分呈表层积聚特征,总盐度>6.0g·kg^-1,属于重度硫酸盐型盐碱土壤,盐碱化程度为HY> YC> XQ。16S rDNA、ITS扩增子高通量测序结果表明盐碱土壤及剖面中放线菌门、变形菌门、绿弯菌门、厚壁菌门为细菌优势群落;子囊菌门、担子菌门为真菌优势群落。沿土壤剖面,细菌多样性呈直线递减、“U”型和单峰模式分布,真菌多样性呈直线下降,较细菌下降更为明显。群落分布特征与长期水盐运移过程形成的土壤剖面异质性相关,其中含水量是剖面微生物群落分布的决定性生态因子,与总盐度、pH共同塑造了特定的群落结构。研究结果阐明了黄土盐碱化过程中微生物群落剖面变化特征,对干旱区黄土的可持续利用及生态修复具有实际指导意义。     

荒漠草原不同放牧制度群落多样性研究

在内蒙古苏尼特右旗荒漠草原,通过划区轮牧与自由放牧的比较试验,研究不同放牧制度下群落α多样性和β多样性。结果表明:①对照区、轮牧区和自由放牧区的植物种类丰富度和多样性均较前一年均有所增加,优势度指数除对照区有所增加,轮牧区和自由放牧区基本不变化;均匀度指数轮牧区和自由放牧区均略有下降。②物种丰富度指数与均匀度指数呈负相关,荒漠草原植物群落多样性更多地受丰富度的影响。③对照区、轮牧区和自由放牧区群落β多样性指数随取样面积增加而降低;荒漠草原在不放牧、自由放牧和划区轮牧下,轮牧区β多样性指数最高,其次为对照区和自由放牧区;④2004年轮牧区与自由放牧区的相似性系数为最高,其次为轮牧区与对照区;自由放牧区与对照区差异最大。到了2005年,除轮牧区与自由区的相似性系数降低外,轮牧区与对照区、自由区与对照区的相似性系数均有所增加。     

娃娃菜不同轮作模式下根际土壤微生物群落多样性特征

为探明不同作物与娃娃菜轮作后的效果,在宁夏南部山区进行定位试验,采用高通量测序技术,结合土壤理化性质及酶活性,比较分析了娃娃菜-西兰花(CMB)、娃娃菜-大葱(CMG)、娃娃菜-洋葱(CMO)、娃娃菜-土豆(CMP)和以娃娃菜连作(CCC)为对照的5个处理的微生物多样性,旨在筛选出适宜与娃娃菜轮作的作物,为从栽培模式选择角度缓解或避免娃娃菜连作障碍提供理论依据。试验结果表明：与连作相比,轮作马铃薯土壤硝态氮含量最高为12.8 mg·kg^-1,轮作大葱土壤速效磷含量最高为75.74 mg·kg^-1,但不同轮作模式下速效钾和有机质含量有所下降。轮作马铃薯土壤的碱性磷酸酶、蔗糖酶与轮作洋葱土壤的过氧化氢酶、脲酶显著低于娃娃菜连作和轮作其他作物。细菌丰度在属水平上的结果表明轮作导致大部分有益细菌属丰度升高,如贪铜菌属(Cupriavidus)、鞘脂单胞菌属(Sphingomonas)、柄杆菌属(Caulobacter)等,有害菌及其他部分未分类功能作用菌属丰度降低,如伯克氏菌(Burkholderiaceae)、黄杆菌属(Flavobacterium...     

宁南山区植被恢复模式对土壤主要酶活性、微生物多样性及土壤养分的影响

探究不同植被恢复模式对土壤主要酶活性、微生物多样性及养分的影响,可为当地选择最适宜的植被恢复模式提供理论依据。利用野外取样与室内实验相结合的方法,研究了宁南山区4种植被恢复模式(7a生刺槐、落叶松、油松)以及荒地的土壤酶活性、微生物多样性、土壤养分特征,并利用Illumina-Miseq高通测序技术对土壤中细菌的16SrDNA基因V3～V4区片段和真菌的18SrDNA基因V4区片段进行了测序分析。结果表明：(1)在0～30 cm土层,荒地和刺槐土壤的脲酶、蔗糖酶活性较强,油松、落叶松的碱性磷酸酶、过氧化氢酶活性较强;(2)土壤真菌多样性对植被恢复模式的响应强于土壤细菌,土壤细菌的ACE、Chao l和Shannon指数高于土壤真菌,其多样性在4种植被恢复模式间无显著差异,油松显著提高了土壤真菌多样性;(3)荒地土壤全磷、碱解氮、速效磷、有机质含量最低,刺槐土壤的速效养分和有机质含量最高,土壤脲酶、过氧化氢酶与土壤养分相关性显著,土壤微生物多样性与土壤有机质、全磷含量密切相关。刺槐在改善多种土壤养分、酶活性上效果明显,是当地植被恢复可以优先考虑的树种。     

农牧交错带不同植被群落对土壤微生物量碳氮磷的影响

为了解荒漠化土地植被恢复对土壤微生物量的影响,以地处毛乌素沙地南缘的榆林市沙生植物园植被恢复30年的乔木、灌木和草地3种植被群落下土壤为研究对象,分析了植被恢复对土壤微生物量碳、氮、磷含量及比值的影响及其与土壤理化性质的相关性。结果表明,农牧交错带荒漠化土地植被恢复可以明显提高表层土壤微生物碳、氮、磷的含量。土壤微生物量碳以灌木林地为最高,含量为288.35 mg·kg-1,显著高于草地和乔木,分别是乔木林地和草地的3.99和2.10倍;土壤微生物磷在三种植被群落间差异不明显;三种植被群落下土壤微生物碳氮比的高低为乔木林地草地灌木林地,土壤微生物碳磷比表现为草地略高于乔木林地和灌木林地。相关性分析结果显示微生物量碳、氮、磷与土壤理化性质相关性极为密切,其中与土壤养分各指标大多呈现极显著相关,与土壤容重多为极显著负相关。说明土壤微生物量可以作为评价土壤质量的生物学指标。     

威百亩熏蒸后土壤微生物群落重建及功能恢复

本研究旨在科学评价威百亩熏蒸对土壤微生物生态系统的影响,为环境友好型消毒剂的选择提供理论线索。本研究以实验室威百亩熏蒸的土壤为材料,通过高通量测序技术,研究威百亩熏蒸对土壤细菌群落的影响及熏蒸后土壤微生物群落重建及功能修复的机制。结果表明：高通量测序总共测得1 062 241个高质量序列,共比对出5 882个细菌分类单元(OTUs)。熏蒸处理后不同阶段土壤细菌群落结构在门水平上较为类似,但是在种水平差异显著。威百亩熏蒸处理对微生物群落结构和功能造成很大影响,使得细菌群落α多样性、群落构建的驱动因素、共发生网络关系以及碳水化合物代谢、氨基酸代谢、能量代谢等代谢活性在熏蒸处理后的初、中期阶段表现出上升或者下降的趋势,并在处理后的中后期迅速恢复并趋于平稳。以上结果表明,威百亩处理对细菌群落造成强烈的“生态扰动”,导致细菌群落表现出“抑制-激活-恢复”的阶段性特征。微生物群落的稳定性与群落的抵抗力和恢复力密切相关。本研究为科学评价威百亩土壤消毒对土壤微生态系统的影响提供理论支撑,为环境友好型消毒剂的选择提供线索。     

不同植被覆盖下子午岭土壤养分状况研究

以黄土丘陵沟壑区的子午岭次生林区为研究区域,研究了不同植被覆盖对土壤养分状况的影响。结果表明:不同植被类型覆盖下,土壤有机质含量为乔木>灌木>草本>农田>弃耕地。土壤全氮含量为乔木≥草本>灌木>农田≥弃耕地;全磷含量变化不大,其中农田土壤全磷含量最高;全钾含量为乔木>灌木>草本>农田>弃耕地;土壤碱解氮含量为乔木>灌木≈草本≥农田>弃耕地;速效磷含量为乔木≈灌木≈农田>草本>弃耕地;速效钾含量为乔木≥草本>灌木≥农田>弃耕地。由此可见,随植被演替阶段的提高,不同植被覆盖下土壤的养分含量逐渐升高。因此,在黄土高原丘陵区,坡地退耕还林,恢复植被,可以有效改善土壤养分状况。     

河北省坝上红松洼草原蝗虫群落结构与多样性调查

为明确不同分区治理下河北省坝上红松洼草原生态环境对蝗虫群落多样性的影响,采用样方法于2019-2020年在不同草原类型和不同功能分区对蝗虫群落进行调查,通过丰富度、个体数、多样性指数以及均匀度指数分析蝗虫的多样性,并对不同生态因子和蝗虫多样性指标进行相关性分析.结果 表明:该地区蝗虫发生种类共有5科8亚科14属25种,...     

生草对沙地葡萄园土壤微生物群落碳源利用特征的影响

为了研究葡萄园行间生草处理对土壤微生物群落功能多样性的影响,以清耕为对照,运用BiologEco板技术,分析生草处理下的土壤微生物群落碳源利用特征。结果表明:生草处理的AWCD值和多样性指数(Shannon-Wiener多样性指数、Simpson优势度指数和丰富度指数)均显著高于清耕对照,且随土层深度的增加均呈下降趋势,以生草0~20 cm土层处理最高;与清耕对照相比,生草处理土壤微生物对6类碳源利用强度均显著增加,平均增幅顺序为:羧酸类化合物酚酸类化合物胺类化合物碳水化合物类氨基酸类聚合物。主成份分析表明,清耕对照和生草处理分布在不同区域,表明两处理土壤微生物存在一定的代谢差异性,生草显著改变了土壤微生物群落功能,并对土壤微生物代谢羧酸类化合物、碳水化合物和酚酸类化合物3类碳源的影响最为明显。结果提示,生草有利于葡萄园土壤微生物群落结构的改善。     

玉-鹅种养模式下土壤养分及土壤细菌群落功能多样性研究

以玉-鹅种养7 a的玉米田为试验地,以常规玉米种植田为对照,采用田间对比试验的方法,通过分析土壤养分含量、土壤酶活性及Biolog-Eco平板的动态变化,分析玉-鹅种养模式对土壤养分及土壤细菌特征的影响.结果表明,在玉米生长的抽雄期、乳熟期、成熟期,玉-鹅种养模式下土壤养分含量相比常规玉米种植模式均有不同程度的增加,其...     

荒漠草原不同植物群落夏季土壤呼吸特征研究

采用动态密闭气室分析法测定了荒漠草原不同植物群落土壤呼吸速率的日动态并分析了土壤呼吸对温度变化的响应。结果表明:沙蒿(Artemisia desertorum)群落、赖草(Leymus secalinus)群落、甘草(Glycyrrhi-za uralensis)群落和冰草(Agropyron crisatum)群落4种植物群落土壤呼吸速率日变化表现为不对称的单峰曲线形式。冰草群落、赖草群落与沙蒿群落之间土壤呼吸速率存在显著差异,而沙蒿群落和甘草群落则无显著差异。采用指数方程拟合各群落土壤呼吸速率与0-20cm平均土壤温度的关系均显著相关,但不同植物群落间土壤基础呼吸不一样,其值大小依次为:冰草群落>甘草群落>赖草群落>沙蒿群落。Q10值的变化范围为1.22-14.75,且随着土壤深度的增加而增大,其平均值大小依次为:沙蒿群落>赖草群落>甘草群落>冰草群落。     

Changes of soil microbial communities during decomposition of straw residues under different land uses

Monitoring soil microbial communities can lead to better understanding of the transformation processes of organic carbon in soil. The present study investigated the changes of soil microbial communities during straw decomposition in three fields, i.e., cropland, peach orchard and vineyard. Straw decomposition was monitored for 360 d using a mesh-bag method. Soil microbial metabolic activity and functional diversity were measured using the Biolog-Eco system. In all three fields, dried straws with a smaller size decomposed faster than their fresh counterparts that had a larger size. Dried corn straw decomposed slower than dried soybean straw in the early and middle stages, while the reverse trend was found in the late stage. The cropland showed the highest increase in microbial metabolic activity during the straw decomposition, whereas the peach orchard showed the lowest. There was no significant change in the species dominance or evenness of soil microbial communities during the straw decomposition. However, the species richness fluctuated significantly, with the peach orchard showing the highest richness and the cropland the lowest. With different carbon sources, the peach orchard utilised carbon the most, followed by the cropland and the vineyard. In all three fields, carbon was utilized in following decreasing order: saccharidesamino acidspolymerspolyaminescarboxylic acidsaromatic compounds. In terms of carbon-source utilization, soil microbial communities in the peach orchard were less stable than those in the cropland. The metabolic activity and species dominance of soil microbial communities were negatively correlated with the straw residual percentage. Refractory components were primarily accumulated in the late stages, thus slowing down the straw decomposition. The results showed that dried and crushed corn straw was better for application in long-term fields. The diversity of soil microbial communities was more stable in cropland than in orchards during the straw decomposition.