鄱阳湖不同湿地植物群落光合碳储量及分配

稳定性碳同位素自然丰度(¹³C)表征生态系统碳循环关键过程,为了追踪陆地生态系统碳的动态及其分配,通过采用¹³C脉冲标记对不同植物光合碳分配及其向地下输入特征进行研究,探讨鄱阳湖不同湿地植物群落(藜蒿群落、水蓼群落、苔草群落和芦苇群落)连续4年(2015—2018年)光合碳储量及分配及其相关影响因素。结果表明:(1)2015—2018年土壤有机碳含量和有机碳储量平均值均呈一致的变化规律,其中以表层土壤最高,随土层深度的增加逐渐降低,20—40 cm以下土壤有机碳含量变化范围相对较小; 60—80 cm土壤有机碳含量最低; 土壤¹³C含量随土层深度的增加呈逐渐增加趋势,其中不同土层大致表现为藜蒿群落>水蓼群落>苔草群落>芦苇群落。(2)2015—2018年不同湿地植物群落土壤养分含量、地上和地下生物量平均值呈一致的变化趋势,均表现为藜蒿群落<水蓼群落<苔草群落<芦苇群落,不同植物群落差异均显著(p<0.05); 而全磷含量呈相反的变化趋势,不同植物群落差异均显著(p>0.05)。(3)脉冲标记当天不同植物¹³C值均表现为叶>茎>根>土壤,具体表现为藜蒿群落>水蓼群落>苔草群落>芦苇群落,这表明不同植物根部对光合固定新碳的富集程度较大。标记当天,不同植物地上¹³C固定百分比例较高,说明标记的效率较高且分配差异较大; 脉冲标记21 d后,¹³C值下降,固定的光合碳转移到土壤中的含量显著增加。(4)标记后植物-土壤系统各组分固定¹³C量占净光合¹³C总量分配比例呈现茎>叶>根>土壤的趋势,光合碳在不同植物各部分以及土体中都有所增加,主要集中在地上部分。(5)相关性分析结果表明,地上生物量与茎叶¹³C含量显著正相关(p<0.05),地下生物量与根和土壤¹³C含量显著正相关(p<0.05); 由此说明地上和地下生物量对光合碳的分配起着主导作用,有利于对地下碳平衡过程和固碳减排的理解。     

不同有机物料对苏打碱化土有机碳库和化学性质的影响

以内蒙古河套灌区苏打碱化土为研究对象开展田间试验,设置常规施肥(CK)、生物炭+常规施肥(BC)、牛粪+常规施肥(CD)、玉米秸秆+常规施肥(SW)和羊粪+常规施肥(GM)5个处理,研究不同有机物料添加对碱化土壤有机碳(SOC)库和化学性质的影响。分别于2019年和2020年收获季采集0—30 cm耕层土壤,分析不同有机物料添加下SOC及其活性碳组分和主要盐碱指标的变化特征及其相关关系。结果表明:与CK相比,2019年和2020年各有机物料添加处理下SOC平均增幅分别为22.7%和17.2%,土壤有机碳储量(SOCs)平均增幅分别为22.9%和18.2%;4种有机物料均提高了碱化土壤活性有机碳组分含量,其中,CD和GM处理下各活性碳组分含量增幅较其他处理更高;2019年各有机物料添加处理下碳库管理指数(CPMI)较CK提高53.8%~108.3%,2020年提高71.3%~144.1%(P＜0.05),CD和GM对CPMI的提升作用更明显。土壤化学性质方面,2020年各有机物添加处理下pH均显著下降,BC和CD处理下碱化度(ESP)分别显著下降36.9%和29.3%,CD处理下蔗糖酶活性提高36.7%(P＜0.05)。主成分分析(PCA)表明,影响苏打碱化土SOC含量变化的主要因素为活性有机碳组分和ESP。牛粪和羊粪施用对苏打碱化土有机碳库质量提升作用较好,生物炭施用对盐碱化指标改良效果最明显。     

土壤有机碳组分和微生物群落对有机管理的响应

土壤有机碳（soil organic carbon, SOC）和微生物是土壤质量和健康变化的重要评价指标。为了探究热区不同的管理方式对茶园土壤有机碳组分和微生物群落组成的影响,本研究选取海南省白沙县有机茶园（organic tea plantations, OTP）和常规茶园（conventional tea plantations, CTP）作为研究对象,利用¹³C-核磁共振（¹³C-NMR）生物标记技术和磷脂脂肪酸（PLFA）来研究不同管理模式下茶园土壤中有机碳化学组分和土壤微生物的群落组成的变化,明确有机管理和无机管理对土壤有机碳组分（烷基C、O-烷基C、芳香C和羧基C）和微生物群落组成的影响。结果显示：（1）与无机管理相比,有机管理显著改变了茶园土壤中养分含量。有机质（SOM）含量增加了47.86%,总氮（TN）和总磷（TP）含量分别增加了37.40%和100%（P<0.05）。硝态氮（NO₃^--N）含量显著增加了78.80%（P<0.05）,总钾（TK）和速效钾（AK）含量显著降低（P<0.05）。（2）有机管理增加了茶园土壤中烷基C和O-烷基C的相对含量。同时,脂肪族C/芳香C的比值也高于无机管理茶园。（3）有机管理茶园土壤中的总磷脂脂肪酸含量（PLFAs）增加了29.70%（P<0.05）,且细菌、G^-和放线菌的磷脂脂肪酸的含量显著高于无机茶园（P<0.05）。（4）RDA分析表明,茶园土壤中的微生物群落结构主要受到土壤总氮（TN）、总钾（TK）、烷基C、O-烷基C和羧基C含量的影响（P<0.05）。（5）相关性分析结果显示,有机碳组分中烷基C与总微生物量、真菌、放线菌和菌根真菌含量均呈显著正相关关系。O-烷基C与微生物中真菌、细菌和真菌/细菌的比值也呈显著正相关关系。以上结果表明,对茶园有机管理能调节微生物群落结构,提高土壤有机碳的脂肪化程度,进而影响土壤有机碳的积累和周转机制。     

不同植被对煤矿复垦区域土壤真菌多样性和酶活性的影响

为了评价不同植被对煤矿废弃地复垦区土壤生态修复的效果,本研究开展了桃树、杉树、李树等植被对复垦区土壤酶活性和真菌种群多样性的影响分析。结果表明：（1）不同植被下,脲酶、酸性磷酸酶和转化酶的活性差异显著。脲酶在对照中最高,桃树最低;酸性磷酸酶活性对照最高,杉树（0~20、40~60 cm）和桃树（20~40 cm）土壤中最低,且一般情况下酶活性随土层加深而降低,具有表聚性,但不同植被和不同土层的转化酶活性的变化表现不同;该区域土壤的pH随土层加深增高,最高为5.67,均呈酸性,除对照外,均表现出一定程度的差异性。（2）不同植被下,所有土壤样品的真菌种群优势门均为子囊菌门（Ascomycota）、担子菌门（Basidiomycota）、毛霉菌门（Mucoromycota）,季也蒙酵母属（Meyerozyma）和芽枝霉属（Cladosporium）为所有土壤样品都具有的优势属,而孢霉属（Mortierella）仅在柳树土壤中不是优势属,青霉菌属（Penicillium）、绿核菌属（Ustilaginoidea）是李树土壤中的优势属;盘菌属（Tricharina）是杉树土壤中的优势属;刺毛四枝孢（Tetracladium）是对照土壤中的优势属。通过综合非度量多维尺度分析（Non-metric multidimensional scaling, NMDS）表明,不同植被的土壤真菌群落组成差异较大,柳树0~20 cm、杉树20~40 cm、对照40~60 cm土壤中的真菌数量和多样性较丰富,其中桃树土壤中的真菌丰富度和多样性相对较低。本研究结果可以为其他煤矿复垦区域土壤生态修复研究提供借鉴。     

不同调理剂对茶园土壤理化性状及茶叶产量、品质的影响

为调节茶园土壤理化性状,提高茶叶产量和品质,通过近3a的田间小区试验,在氮磷钾肥平衡施用基础上,研究添施腐植酸类土壤调理剂（腐植酸和风化煤）对茶园土壤理化性状及茶叶产量、品质的影响,结果表明：添施腐植酸类土壤调理剂可降低土壤容重7．22％～15．44％,提高土壤孔隙度8．24％～18．62％,pH 2．97％～18．61％、有机质8．86％～27．22％、全氮9．80％～45．10％、全磷6．12％～40．82％、全钾4．52％～40．16％、碱解氮8．81％～45．75％、速效磷0．62％～67．55％和速效钾5．56％～36．09％;并增加茶青产量3．19％～14．24％,提高茶叶的茶多酚5．21％～10．73％。其中,以化肥＋腐植酸＋风化煤处理对提高茶叶产量、茶多酚以及土壤碱解氮含量的效果最佳;以化肥＋腐植酸处理对降低土壤容重、增加土壤孔隙度、提高土壤的有机质、全氮、全磷、全钾、有效磷和速效钾含量的效果最佳;而化肥＋风化煤处理对提高土壤pH 值的效果最佳。     

Effect of Crop-Straw Derived Biochars on Pb(Ⅱ) Adsorption in Two Variable Charge Soils

Two variable charge soils were incubated with biochars derived from straws of peanut, soybean, canola, and rice to investigate the effect of the biochars on their chemical properties and Pb（II） adsorption using batch experiments. The results showed soil cation exchange capacity （CEC） and pH significantly increased after 30 d of incubation with the biochars added. The incorporation of the biochars markedly increased the adsorption of Pb（II）, and both the electrostatic and non-electrostatic adsorption mechanisms contributed to Pb（II） adsorption by the variable charge soils. Adsorption isotherms illustrated legume- straw derived biochars more greatly increased Pb（II） adsorption on soils through the non-electrostatic mechanism via the formation of surface complexes between Pb（II） and acid functional groups of the biochars than did non-legume straw biochars. The adsorption capacity of Pb（II） increased, while the desorption amount slightly decreased with the increasing suspension pH for the studied soils, especially in a high suspension pH, indicating that precipitation also plays an important role in immobilizing Pb（II） to the soils.     

生态涵养区新农村社区“农民上楼”案例研究——以北京市延庆县营城子村为例

以北京市延庆县营城子村为例,阐述了营城子村"农民上楼"的历程、经验,和政策建议,提出了在"农民上楼"过程中,要充分考虑生态涵养区功能定位,合理规划,充分结合农民意愿,居住方式转变与农民生活方式转变和社区管理创新同步,重视物业管理工作。     

衡阳紫色土丘陵坡地恢复过程中土壤性质的变化及其关系

[目的]为了探讨衡阳紫色土丘陵坡地恢复过程中土壤性质的变化规律。[方法]采用时空互代法,研究衡阳紫色土丘陵坡地不同恢复阶段O～40cm土层的土壤性质变化及其关系。《结果]土壤性质存在明显差别,从裸地阶段（I）、草本群落阶段（Ⅱ）、灌木群落阶段（HI）至乔木群落阶段（1g）土壤有机碳（SOC）、全氮（TN）、碱解氮（AN）和阳离子交换量（CEC）显著增加（P〈0．05）,容重（BD）与pH显著减小（P〈0．05）。微生物总数显著增加（P〈0．05）,其中细菌数量显著增加（P〈0．05）,真菌数量与放线茵数量显著减小（P〈0．05）;相关分析表明,土壤细菌数量与SOC、TN与AN呈极显著正相关（P〈0．01）,与CEC呈显著正相关（P〈0．05）;真菌数量与SOC与TN呈显著正相关（P〈0．05）,与BD呈显著负相关（P〈0．05）;放线菌数量与BD呈显著负相关（P〈0．05）。URE、INV、APE酶活性显著增强（P〈0．05）,CAT活性显著减弱（P〈0．05）;相关分析表明,URE、INV、APE活性与SOC、TN、AN、CEC显著或极显著正相关（P〈0．05或P〈0．01）,与BD与呈显著负相关（P〈0．05）;CAT与BD呈显著正相关（P〈0．05）,与SOC呈显著负相关（P〈0．05）。[结论]研究结果可以丰富该区域恢复生态学的内容,为衡阳紫色土丘陵坡地生态系统的植被恢复与重建提供一定的理论依据。