围封对当雄县高寒草原土壤微生物和酶活性的影响

过度放牧会严重破坏土壤生态系统,造成土壤退化,土壤一旦退化,即使很长年限也难以恢复。本研究通过围栏禁牧(1、4、6年)对青藏高原当雄县高寒草原退化草地进行修复,分析围封时间对高寒草原土壤理化性质、土壤微生物和酶活性的影响,以期阐明围封对高寒退化草地修复的影响。结果表明,与放牧土壤相比,围封1、4和6年的草地土壤水溶性有机碳和水溶性有机氮含量显著提高(P<0.05),围封6年的土壤含水量显著增加,p H值显著降低;围封显著改变了土壤蔗糖酶和L-天冬酰胺酶活性,土壤蔗糖酶和L-天冬酰胺酶活性均随着围封年限的延长有增加的趋势;围封6年土壤细菌、放线菌和革兰氏阳性细菌含量相比放牧显著升高。因此,围封不仅会引起土壤物理化学性质的变化,而且土壤酶活性与土壤微生物群落结构都会发生相应改变。Pearson相关性分析表明,水溶性有机碳、水溶性有机氮、土壤水均与土壤酶活性和微生物类群生物量显著或极显著(P<0.01)相关,因此这些指标可以指示退化草地修复状况。围栏禁牧有利于提高土壤易降解有机质含量,从而促进微生物生长,加速营养物质循环,促进高寒草原生态系统的恢复。

藏北古露高寒草地生态系统对短期围封的响应

过度放牧导致高寒草地生态系统退化,围封是生态保护和恢复的管理手段。以青藏高原那曲县古露镇过牧退化高寒草地为对象,系统分析了高寒草地生态系统的植被特征及土壤理化特性、土壤酶活性、土壤微生物生物量和群落结构对围封的响应。结果表明,短期围封后,(1)植被平均高度、盖度和地上生物量均有极显著增加(P<0.01),而生物多样性指数则显著降低(P<0.01);(2)土壤的水溶性有机碳含量、土壤物理结构(沙土与粉土的比例)及pH有显著变化(P<0.05);(3)土壤酶活性没有明显改善;(4)土壤微生物生物量(细菌、放线菌、真菌)均呈显著增加(P<0.05);(5)土壤中细菌的多样性有增加的趋势,其群落组成在门水平上也发生了变化;(6)Manteltest分析显示与土壤细菌群落结构的呈正相关性的环境因子主要为土壤有机碳含量(TOC)、总氮含量(TN)、碳磷比(C/P)与氮磷比(N/P)(P<0.05)。这表明围栏封育有利于藏北草地植被、土壤理化特性的恢复,还能维持土壤微生物多样性,促进高寒草地生态系统的可持续发展。

不同类型有机黏土中化学结合态有机质生油能力差异性研究

通过高温高压加水热模拟,对蒙脱石型有机黏土中化学结合态有机质与伊利石型有机黏土中化学结合态有机质的生油能力进行了比较研究。实验结果表明,2种类型有机黏土中化学结合态有机质向原油的极限转化能力相当,生成原油数量的多少主要取决于有机质的多寡;有机黏土中化学结合态有机质会对低熟油做出贡献,但它们主体的贡献都在于生成成熟原油;蒙脱石型有机黏土中化学结合态有机质较伊利石型有机黏土中化学结合态有机质表现出更好的持续生烃性;2种类型的有机黏土,其化学结合态有机质都易生成含氮、氧、硫等杂原子的非烃物质;蒙脱石型有机黏土中化学结合态有机质较伊利石型有机黏土中化学结合态有机质更易生成含氮、氧、硫等杂原子的非烃物质。因此,对于早期生过烃的深层泥质烃源岩,在二次生烃评价时,应重点强调有机碳含量、弱化矿物类型,同时应考虑原油品质变差这一现实。

青藏公路沿线植被多样性特征及其与环境因子的关系

青藏高原是全球气候变化的敏感区，青藏公路从北至南穿青藏高原而过，研究沿线植被物种多样性特征及其与环境因子的关系具有重要意义。本研究调查分析了沿线29个样点（从西宁市到拉萨市编号依次为1～29号）的植被群落学特征，并分析了它们同环境因子的关系。结果表明，青藏高原从北向南植被总盖度呈先降低后升高的趋势，其中7号样点（阿尔茨托山）最低；物种丰富度呈先降低后增加再降低的趋势，其中14号样点（风火山隧道）最低，26号样点（甲赤岗）最高；香农指数和辛普森指数随样点呈降低趋势；Pielou指数呈先降低后增加的趋势，其中22号样点（托青村）最低；Alatalo指数变化趋势与Pielou指数相反，但波动较大。对物种多样性指数和环境因子进行相关分析和逐步回归分析发现，物种盖度、物种丰富度和Pielou均匀度指数特征主要受水分因子控制，物种多样性指数（香农指数和辛普森指数）与物种Alatalo均匀度指数特征与短波辐射关系密切。

碎屑岩中岩相对碳酸盐矿物富集有机质的影响

通过盐酸酸解破坏碳酸盐矿物的方法,获取了碎屑沉积环境中碳酸盐矿物牢固束缚的可溶有机质,即氯仿沥青"C",并进行了不同环境间可溶有机质及其馏分的差异比对及富集、贫化规律的研究。研究发现:水体较深时形成的碳酸盐矿物主要富集烃类化合物,但富集能力较差;水体较浅时形成的碳酸盐矿物主要富集极性较强或分子质量相对较大的化合物,但富集能力较强。对于这些碳酸盐牢固束缚的有机质母质,若发生二次生烃,对于半深水、深水生成者,贡献的是少量的优质油气;对于浅水生成者,贡献的油质不好,但含量较大。在进行油气精细评价时要综合考虑碳酸盐矿物的形成时间及沉积环境。

氮肥添加对土壤微生物生物量及酶活性的影响

选取青藏高原纳木错湖旁边高寒草原,通过持续1年对土壤进行不同量的氮肥添加处理,对不同氮肥施加量导致的土壤的理化性质、土壤微生物生物量和土壤酶活性的变化进行研究。结果显示:随着氮肥施加量的增加,土壤pH值降低,土壤总氮含量升高,土壤微生物生物量大幅下降;其中,土壤微生物生物量与土壤pH值呈显著正相关,与土壤总氮含量呈极显著负相关;土壤中脲酶的活性与土壤总氮含量呈极显著负相关,β-葡糖苷酶活性与pH值呈显著正相关;蔗糖酶、蛋白酶、L-天冬酰胺酶、和过氧化物酶活性均有显著变化。氮肥的添加改变了高寒草原土壤的理化性质和土壤微生物的生物量,可能会对高寒草原土壤的生态环境产生破坏。

基于Py-GC-MS／MS技术的高寒草原土壤有机质不同组分指纹特征研究

采用热裂解气相色谱质谱联用(Py-GC-MS/MS)技术来研究高寒草原土壤有机质5个密度组分之间的指纹差异。对150种热解产物进行定性定量分析,并将其根据相似的化学性质分为:烷基类化合物、芳烃及多环芳烃、木质素、酚类物质、多糖、含氮化合物及几丁质。研究结果表明:在高寒草原土壤中,F1(密度为小于1.6g/cm^3)组分主要为植物碎屑,虽然该组份在整体土壤中质量含量较少(0.13%)但其有机质含量相对较高(5.7%),该组份中含有较多的木质素及长链烷基类化合物(主要来源于植物),且随着密度的增加,此类化合物的含量逐渐减少。F2(密度为1.6—1.8g/cm^3)、F3(密度为1.8—2.0g/cm^3)及F4(密度为2.0—2.25g/cm^3)3个组分化学性质相似,其有机化合物的含量在密度组分中呈现增加或减少的过渡状态。F5(密度大于2.25g/cm^3)组分是该土壤的主要组成部分,其质量含量高达98%,该组份中的微生物指纹信息(微生物来源的多糖及含氮化合物)均高于前4个组分。同时,芳烃及多环芳烃这类难降解的物质随着密度的增大逐渐累积,在F5组分中富集。

混合菌落氧化处理含砷金矿试验

为验证混合菌落较单一菌种对含砷金矿有更强的氧化作用,分别培养驯化了At.f菌、At.t菌、L.f菌及混合菌。以某难处理含砷金矿为研究对象,进行了不同菌种氧化难处理含砷金矿对比试验。结果表明:相比单一菌种,混合菌具有更强的砷氧化浸出能力,35 d时砷浸出率达到70.1%;混合菌对铁浸出率略低于纯L.f菌;试验金精矿中金主要被含砷硫化物包裹,混合菌落的相互作用可以加强生物氧化作用。发酵罐扩大试验表明:混合菌对溶液pH的影响有利于金矿的生物浸出,减少额外酸的加入量;Eh升高并维持在较高水平,有利于黄铁矿和毒砂的氧化。

念青唐古拉山沼泽土壤微生物群落和酶活性随海拔变化特征

选取青藏高原念青唐古拉山地处不同海拔的高寒沼泽土壤作为研究对象,测定土壤理化指标以及土壤酚氧化酶、脲酶、过氧化物酶、蛋白酶、L-天冬酰胺酶和碱性磷酸酶活性,提取土壤微生物磷脂脂肪酸量,得到土壤微生物生物量,研究沼泽土壤微生物群落和土壤酶活性随着海拔增加的变化特征,探讨土壤微生物群落和土壤酶活性与环境因子之间的关系。结果表明,高寒沼泽土壤理化指标、土壤酶活性和土壤微生物量都随海拔增加而明显减小。相关分析与典范对应分析结果显示,年平均气温与大多数土壤物理化学指标、土壤酶活性和土壤微生物量显著正相关。年平均气温是影响念青唐古拉山地区高寒沼泽生态系统土壤微生物群落结构和土壤酶活性变化的重要因子。

藏东南森林土壤微生物群落结构与土壤酶活性随海拔梯度的变化

【目的】针对青藏高原藏东南地区色季拉山不同海拔森林土壤,探讨微生物群落与土壤酶活性之间的联系以及受控因子。【方法】利用微生物细胞膜磷脂(PLFA)方法研究土壤微生物群落结构随海拔变化情况,分析土壤葡萄糖苷酶、酚氧化酶、蛋白酶、L-天冬酰胺酶、脲酶和酸性磷酸酶活性以及土壤理化性质随海拔的变化趋势。【结果】土壤理化性质和生化指标随海拔增高没有显著变化,如水分含量、有机碳、全氮、碳氮比、pH、无机氮和硝态氮,土壤葡萄糖苷酶、酚氧化酶、蛋白酶、L-天冬酰胺酶和酸性磷酸酶活性等;然而,微生物丰度呈现中峰优势分布规律,细菌、真菌、革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌和放线菌含量在海拔3 900 m和4 000 m处生物量显著高于低海拔和更高海拔。皮尔森相关性分析表明土壤pH是影响微生物群落结构的主要因子,但海拔梯度上的温度变化与微生物群落结构和酶活性不存在显著相关性;同时,有机碳、全氮、水溶性有机碳和水溶性有机氮和pH等理化指标与土壤酶活性显著相关。【结论】在藏东南色季拉山森林生态系统,海拔梯度对土壤微生物群落结构影响较大,土壤理化指标与生物特征对海拔梯度的响应较弱。

青藏高原东北缘土壤微生物群落结构变化

选取青藏高原东北缘地区自然降水梯度下土壤样品,利用磷脂脂肪酸（PLFA）技术研究了土壤微生物群落结构随年平均降水量变化情况,探讨引起微生物群落结构变化的主要因子。结果表明：随着年平均降水量的下降,土壤有机碳和全氮含量显著下降。细菌、真菌和放线菌含量随着年降水量的下降而显著减少,但在干旱区生物量有增加趋势,表明干旱地区少量的降水不会引起微生物量的显著改变。经相关分析与典范对应分析,在0-5 cm和5-10 cm土层,年降水量与土壤主要理化性质、土壤微生物量有着显著的相关关系,表明在干旱半干旱地区年降水量是影响土壤微生物群落结构的主要因子,并且在0-5 cm土层更加显著。