宁夏荒漠草原不同土地利用方式对土壤活性有机碳的影响

以宁夏荒漠草原不同土地利用方式(耕地、弃耕地、草地和柠条地)的土壤为研究对象,测定了不同土层土壤有机碳和活性有机碳含量,分析了土壤活性有机碳占有机碳的比例,以期探寻不同土地利用方式对土壤活性有机碳的影响。结果表明:不同土地利用方式土壤总有机碳含量范围在1.78~6.17 g·kg^-1,具体表现为弃耕地>柠条地>草地>耕地。表层(0~5 cm)土壤有机碳含量显著高于深层(10~60 cm),说明荒漠草原土壤有机碳主要富集在表层;4种土地利用方式土壤易氧化有机碳含量为0.57~1.38 mg·g^-1,变化趋势具体表现为柠条地>草地>耕地>弃耕地,且柠条地在每个土层都高于其它3种土地利用方式;土壤可溶性有机碳含量范围为6.8~11.1 mg·kg^-1,变化趋势表现为草地>耕地>柠条地>弃耕地。土壤易氧化有机碳含量占有机碳的比例范围为13.7%~43.1%,大小排序为柠条地>耕地>草地>弃耕地;土壤可溶性有机碳含量占有机碳的比例范围为0.11%~0.48%,比例大小为耕地>草地>柠条地>弃耕地,耕地和草地中土壤可溶性有机碳含量占有机碳比例随着土壤深度的增加而减小,这与有机碳在耕地和草地中变化趋势一致。土地利用变化可以显著影响土壤活性有机碳的含量与分布,能够敏感的反映土壤碳库的变化,可以作为评价宁夏荒漠草原土壤质量和肥力的指标之一。

白皮松种子的不同处理方式对白皮松幼苗抗病性研究

白皮松是我国珍贵树种,有很高的经济价值、生态价值和观赏价值[1]。为了促进苗木生长,提高成苗率,采用不同措施处理后的种子进行苗圃容器袋点播,不仅可提高种子利用率,降低育苗成本,而且培育出优质壮苗。研究白皮松种子不同处理方法、播后观测白皮松常见病害对幼苗生长的影响。结果表明,不同种子处理方式处理的种子在育苗苗圃中对不同病害的抵抗能力不同,采用电磁脉冲处理的低温保存的白皮松种子经过常温催芽后,培育所得的幼苗在第一年和第二年的抗病性较好。

六盘山华北落叶松土壤有机碳沿海拔梯度的分布规律及其影响因素

以六盘山自然保护区华北落叶松林地土壤(海拔范围为1800—2700 m)为研究对象,选取1900、2100、2300、2500 m 4个海拔梯度,研究华北落叶松林土壤有机碳含量、有机碳密度沿海拔梯度的分布规律及其影响因素,以期为准确估算华北落叶松林土壤有机碳储量及其固碳效益评价提供科学依据。结果表明:(1)六盘山不同海拔梯度华北落叶松林土壤粒径范围主要集中在粗粉粒、细粉粒和极细砂粒,粘粒含量最少,不足1%。林地土壤呈中性或弱碱性,pH均值范围为6.74—8.19;除土壤pH外,其他土壤理化指标沿海拔梯度的分布差异不显著(P>0.05)。(2)在1 m的标准土壤剖面内,土壤有机碳含量变化范围为15.80—35.45 g/kg,总有机碳密度的分布在21.34—42.28 kg/m^(2),且深层(40—100 cm)土壤有机碳含量及其密度在各海拔梯度内的变异程度大于表层土壤。(3)随着海拔的升高,土壤有机碳含量及其密度的表聚现象逐渐不明显;同一海拔高度,土壤有机碳含量和碳密度均随土层深度的增加而逐渐降低;同一土层深度土壤有机碳含量及其密度均随海拔的升高呈先增加后减少的趋势,而在整个土壤剖面上,土壤有机碳含量及其密度在较低海拔区域(小于2100 m)的变异程度较大。(4)冗余分析(RDA)表明:土壤理化性质可以解释华北落叶松林土壤有机碳含量及其密度81.02%的变异,其中电导率是影响华北落叶松土壤有机碳沿海拔梯度变异的主导因子,占环境因子总解释量的67.4%。

荒漠草原土壤相对湿度对猪毛蒿表型可塑性的影响

猪毛蒿(Artemisia scoparia)为菊科蒿属草本植物,是一种适应性较强的广幅种。研究荒漠草原不同土壤相对湿度条件下猪毛蒿的表型可塑性,对认识异质生境下猪毛蒿的生存适应策略具有重要的生态学意义。结果表明:株高、茎粗、根长、根重和单株生物量均表现出随土壤相对湿度的增大而增加的趋势,对异质生境具有较强的可塑性,而根冠比则表现出相对的稳定性。植株不同部位生物量大小排序为:上部<中部<下部,且植株下部显著大于上部生物量(P<0.05)。土壤相对湿度>40%生境下的头状花序数量和重量显著高于土壤相对湿度<30%和30%—40%生境。繁殖器官绝对投入量(lg R)随着个体大小(lg V)的增大呈极显著的增加(P<0.001),繁殖阈值介于1.868—2.006g。随着土壤相对湿度的增加,繁殖分配比例极显著增大(P<0.001)。营养器官和繁殖器官生物量、头状花序重量和数量、地下生物量和地上生物量均呈极显著线性正相关关系(P<0.001),存在正向权衡。单个头状花序重量并不随个体大小和头状花序数量的增加而发生显著变化(P>0.05),且在不同土壤相对湿度和不同部位间均无显著差异(P>0.05)。由此可见,猪毛蒿在异质生境下产生的可塑性是其生存繁殖的重要反应机制之一。

稳定碳同位素技术在土壤有机碳研究中的应用进展

土壤碳周转是大气圈、生物圈与岩石圈之间碳迁移转化的重要过程,其微小变化将影响大气CO2浓度,改变植物地上与地下部分碳的动态与分配。目前稳定碳同位素技术广泛应用于不同时间尺度与空间尺度碳素生物地球化学循环研究,但缺乏针对稳定碳同位素技术应用于土壤有机碳研究的概述。本文在对当前利用稳定碳同位素技术研究土壤碳起源、动态变化以及周转等资料整理的基础上,简要总结陆地生态系统植物叶片-凋落物-土壤连续体、叶片-土壤连续体和土壤中稳定碳同位素(δ13C)变化规律。重点介绍了土壤碳素循环的主要影响因素及其适应规律,同时对比13C自然与13C人工标记法的异同,指出利用稳定碳同位素方法研究土壤碳动态过程中应加强的方面和未来的重点研究方向及趋势。明确上述过程及机制可为预测生态系统的源/汇效应奠定基础,加强对陆地生态系统碳循环定量研究,将对土壤碳源/汇潜力的了解和土壤有机碳周转机理的深入了解有所裨益。

荒漠草原猪毛蒿的生长特征与稳定碳同位素间的关系

植物的稳定碳同位素组成(δ13 C)能反映植物对干旱环境的适应能力。为研究荒漠草原区猪毛蒿(Artemisia scoparia)的生存策略,本研究以猪毛蒿为试验对象,分析了猪毛蒿同化枝δ13 C值与土壤因子,种群数量特征,以及猪毛蒿个体生物量分配间的关系。结果表明:猪毛蒿同化枝δ13 C值分布为—29.76‰~—25.10‰。试验区内土壤体积含水率、土壤硬度对猪毛蒿同化枝δ13 C的影响不显著。δ13 C值与密度呈显著负相关关系(P<0.05),与盖度、株高和冠幅呈极显著正相关关系(P<0.01)。δ13 C值与营养器官生物量、繁殖器官生物量、地上生物量、地下生物量和总生物量均呈极显著正相关关系(P<0.01);猪毛蒿营养器官生物量与繁殖器官生物量呈极显著正相关(P<0.01)。综上可得,猪毛蒿同化枝δ13 C值与植株种群数量特征、个体生物量分配存在明显的相关性,表明猪毛蒿为适应荒漠草原环境,能够采取独特的生存适应策略。

荒漠草原不同土壤类型柠条根际土壤养分与土壤颗粒分布特征研究

以宁夏盐池县3种典型土壤灰钙土、红黏土和风沙土为对象,研究柠条根际及非根际土壤的养分、颗粒组成及分布特征,并探讨土壤养分与土壤颗粒组成之间的相关性。结果表明,不同土壤类型柠条根际土壤的颗粒组成差异明显,灰钙土中粉粒含量最高为45.95%,红黏土、风沙土依次递减,风沙土中细砂含量最高为61%,红黏土、灰钙土依次递减;土壤pH值在不同土壤类型中差异不显著(P>0.05),红黏土根际中有机碳含量分别比灰钙土和风沙土高1.29、2.12g·kg^(-1),灰钙土中全氮含量分别比红黏土、风沙土高0.07、0.19g·kg^(-1),差异显著(P<0.05),柠条在不同土壤类型中对土壤养分的富集率不同,风沙土中有机碳、全氮的富集率分别是红黏土的6.82、1.00倍,红黏土中速效磷的富集率分别是灰钙土和风沙土的2.69、10.38倍。土壤有机碳、全氮、全磷、碱解氮与黏、粉粒含量极显著正相关(P<0.01),与细砂、中砂含量极显著负相关(P<0.01)。由此可见,不同土壤类型影响柠条根际养分的富集率,风沙土中能够富集更多的养分,红黏土对速效养分的富集作用更强,土壤中的粉粒、细砂含量与土壤养分含量的相关性最大。

基于稳定碳同位素分析宁夏典型林分土壤有机碳分布格局及影响因素

选择宁夏自北向南方向的贺兰山、罗山和六盘山(3座山的降水量呈现逐渐增加的趋势)共有的青海云杉林和油松林土壤作为研究对象,分析两种针叶林土壤有机碳特征[土壤有机碳(SOC)含量、稳定碳同位素组成(δ13 C)和有机碳分解速率(β值)]的变化情况,并采用冗余分析法分析土壤化学指标对土壤有机碳特征的影响作用,探究干旱半干旱区土壤稳定碳同位素特征,为揭示干旱区山地森林土壤碳动态变化规律提供依据。结果表明:(1)随样地降水量的增加,青海云杉和油松林地土壤SOC含量均逐渐增加,而土壤δ13 C和β值均逐渐减少,且在同等降水量条件下,青海云杉比油松更有利于土壤有机碳的累积。(2)青海云杉和油松林地土壤SOC含量均随土层深度的增加而下降,而其有机碳δ13 C均随土层深度的增加而增加。(3)宁夏贺兰山、罗山和六盘山青海云杉、油松森林土壤有机碳特征与其土壤化学指标间的冗余分析发现,碱解氮是影响土壤有机碳分布特征的主导因子。

贺兰山不同海拔植被下土壤团聚体分布及其稳定性研究

以贺兰山不同海拔植被下0—20,20—40 cm土层土壤为研究对象,分析不同粒径团聚体含量及团聚体稳定性随海拔升高的变化特征,探讨其与土壤理化性质之间的相关关系。结果表明:0—20 cm土层,0.25~0.053 mm团聚体为主要团聚体类型,随海拔增加,水稳性大团聚体(>0.25 mm)含量增加,<0.053 mm团聚体含量减少,表明土壤团聚体随海拔增加呈现由小粒径向大团聚体转变的趋势。20—40 cm土层,水稳性大团聚体含量在中海拔(2139 m)达到最高,占比为65.73%。平均重量直径(MWD)和几何平均直径(GMD)在0—20,20—40 cm土层均呈现随海拔升高先增加后减小的趋势,并在2139 m处达到峰值。不同海拔梯度土壤团聚体MWD和GMD与土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)粉粒以及砂粒含量呈正相关,与黏粒含量、pH呈负相关。贺兰山不同海拔植被下土壤团聚体稳定性总体表现为中海拔>高海拔>低海拔,较高含量的大团聚体和土壤养分是团聚体稳定的关键要素。

几种新型杀菌剂对菜豆炭疽病菌的室内毒力测定

采用生长速率法,测定了咪鲜胺锰盐、福·福锌、苯醚·溴菌腈、二氢蒽醌、苯醚甲环唑和多福·溴菌腈等6种新型化学药剂对菜豆炭疽病菌的生长抑制作用。结果表明,6种化学药剂对菜豆炭疽病菌均具有抑制作用,其中80%福·福锌可湿性粉剂和10%苯醚甲环唑水分散粒剂的抑菌效果最好,浓度为1 000 mg·L^(-1)时的抑菌率分别达到了77.68%和72.96%,EC_(50)分别为212.41 mg·L^(-1)和296.83 mg·L^(-1)。因此,80%福·福锌可湿性粉剂和10%苯醚甲环唑水分散粒剂可作为田间防治菜豆炭疽病的候选药剂。

宁夏荒漠草原猪毛蒿碳同位素组成及与环境因子的关系

以宁夏荒漠草原区广泛分布的草本植物猪毛蒿为研究对象,通过对38个样地190份猪毛蒿同化枝的δ13C进行测定,分析猪毛蒿同化枝稳定碳同位素组成的变化特征及其与环境(经度、纬度、海拔和土壤体积含水率)、生境(土壤类型、地形类型、放牧干扰和群落类型)之间的关系.结果表明,猪毛蒿同化枝δ13C值为-25.10‰^-29.76‰,平均值为-27.79‰,表明猪毛蒿属于C3光合途径的植物;猪毛蒿同化枝的δ13C值存在空间差异.经纬度、海拔以及土壤水分对猪毛蒿同化枝δ13C值的影响不明显(P>0.05).猪毛蒿同化枝δ13C值在不同生境条件下存在差异:灰钙土生境下高于风沙土及风化基岩残积土;坡上的高于平地、坡中及坡底;放牧干扰低于未放牧条件(P<0.05);有柠条的生境高于无柠条生境.

荒漠草原猪毛蒿种群繁殖特征的土壤驱动因子分析

繁殖是植物生命活动的重要环节,了解植物的繁殖特征是解释植物生态适应性和制定有效管理措施的重要依据。该研究以荒漠草原猪毛蒿(Artemisia scoparia)种群为研究对象,通过测定不同土壤类型的理化性质和猪毛蒿的繁殖特征,以期探讨影响其繁殖特征的主要土壤驱动因子。结果表明:灰钙土、风沙土和基岩风化残积土的水溶性碳含量、全氮含量、全磷含量、全盐含量、土壤水分含量、土壤硬度存在显著差异。猪毛蒿平均个体大小、单株头状花序的平均质量和数量均以灰钙土生境下最大,基岩风化残积土最小。繁殖分配在不同土壤类型下无显著差异,但与单个头状花序质量、单株头状花序数量和质量间呈极显著正相关关系。单株头状花序数量与单个头状花序质量间呈负相关关系。在风沙土生境下,单株头状花序质量主要受到土壤水溶性碳含量、土壤水分含量以及p H值的共同影响;单株头状花序数量受全盐含量的影响最大;繁殖分配和单个头状花序质量主要受全碳含量的影响。灰钙土生境下,单株头状花序质量与土壤水溶性碳含量、土壤水分含量和有机碳含量呈正相关关系;速效氮含量显著影响着单株头状花序数量。而基岩风化残积土生境下,繁殖特征的变异主要受到土壤水溶性碳含量、土壤硬度、土壤水分含量、全磷和速效磷含量的影响。综合分析发现,土壤因子对猪毛蒿繁殖特征的影响程度不同,其中单株头状花序数量和质量极显著地受到土壤水溶性碳含量和土壤水分含量的影响,繁殖分配和单个头状花序质量与土壤水溶性碳含量、土壤水分含量呈负相关关系。因此,土壤水溶性碳含量和土壤水分是荒漠草原地区影响猪毛蒿种群繁殖特征的主要土壤因子。

土壤类型和降雨变化对猪毛蒿种群动态的影响

以分布在宁夏盐池县荒漠草原的广布种猪毛蒿(Artemisia scoparia)为研究对象,选择3种土壤类型(风沙土、风化基岩残积土和灰钙土),利用野外试验装置改变降雨格局,采用定点样方法,探讨其对猪毛蒿种群动态的影响。结果表明:风化基岩残积土的土壤体积含水率高于风沙土和灰钙土;增雨区,风沙土、风化基岩残积土和灰钙土的土壤体积含水率分别提高了10.6%、6.6%和20.2%;减雨区则分别降低了44.1%、9.2%和20.1%。猪毛蒿的存活曲线属于凹型,为r-对策者。风沙土,猪毛蒿的冠幅较大,而灰钙土的密度较大。猪毛蒿生长中期,风沙土增雨区内的株高、冠幅较大,而减雨区的密度较大;风化基岩残积土,减雨区的密度较大,而增雨区的株高、冠幅较大;灰钙土,减雨区的密度最小,但株高、冠幅均较大。生长前期,土壤类型、水分与株高、冠幅呈负相关;生长中期,土壤水分与密度呈显著负相关,土壤类型与株高呈显著负相关、与冠幅为极显著负相关;生长后期,土壤水分与密度呈极显著负相关;土壤类型与冠幅呈极显著负相关。猪毛蒿生物量与全碳、全氮呈显著正相关关系(P<0.05),与全磷呈显著负相关关系(P<0.05)。表明土壤类型和降雨显著影响猪毛蒿的种群动态变化。土壤类型主要影响猪毛蒿的冠幅;猪毛蒿在生长中后期,土壤水分对其种群密度产生显著影响。该结论为荒漠草原的改良提供理论依据。

基于Web of Science数据库的土壤呼吸知识图谱分析

以Web of Science TM核心合集数据库中1999~2019年有关土壤呼吸的6363篇文献作为数据源,借助CiteSpace知识图谱分析工具,对合著国家、作者、机构、学科分布、文献共被引网络及主题词共现网络等进行可视化分析。研究结果表明:(1)土壤呼吸研究的发文量经历了平稳增长、迅速增长和起伏增长三个阶段;(2)美国、法国、澳大利亚、瑞士等国家在土壤呼吸研究领域发文量较多,具有较大的影响力,中国土壤呼吸研究起步虽然较晚但发展迅速;(3)土壤呼吸研究主要集中在环境生态学(Environmental Sciences&Ecology)、农学(Agriculture)、环境科学(Environmental Sciences)、土壤学(Soil Science)等学科领域,具有显著的学科交叉性;(4)当前关于土壤呼吸研究热点主要集中在根际沉积和土壤异养呼吸方面;氮添加、气候变暖、冬小麦、温室气体排放是近年来土壤呼吸领域的研究前沿。

基于文献计量分析的土壤固碳研究进展

为了解国内外土壤固碳的相关研究前沿与进展,本文基于Web of Science核心数据库与CNKI数据库,利用文献计量分析方法对领域内的研究现状、研究热点和前沿趋势进行了分析。研究结果表明:关于土壤固碳研究的发文量整体呈上升趋势,且近几年增幅较大。美国的发文量及发文期刊的影响力均较高。从国际合作水平来看,中美两国的合作较紧密,对该研究领域的贡献最大,中国科学院、俄亥俄州立大学和美国农业部农业研究局具有较高的国际影响力,而国内影响力较强的机构有中国科学院生态环境研究中心、南京农业大学和中国科学院南京土壤研究所。国际上主要发文期刊有Agriculture Ecosystems&Environment(农业生态与环境)、Soil&Tillage Research(土壤与耕作研究)、Global Change Biology(全球变化生物学),国内生态学报、生态环境学报和应用生态学报发文量较多。从学科分布来看,国际土壤固碳研究涉及的学科主要有环境科学、土壤科学和生态学;国内主要集中在农学与林学。国际研究热点关键词包括"organic matter"(有机物)和"nitrogen"(氮),研究前沿是"Greenhouse gas emission"(温室气体排放)和"Nitrous oxide emission"(一氧化氮排放)对土壤固碳的影响;国内主要的研究热点关键词是"土壤有机碳"和"固碳","群落结构"(特指土壤微生物)对土壤固碳的影响是目前的研究前沿。