速生植物根系固化浅层疏浚土的直剪试验

为研究速生植物对大面积疏浚土纳泥区浅层固化效果,选取2种常见速生禾本植物皇竹草和高丹草,在排干纳泥区上层覆水后,分区在粉质黏土为主的纳泥区种植,采集表层原状素土及根土复合试样,通过直接剪切试验量化分析2种植物根系对浅层疏浚土的固化效果,观察和比较2种植物的根系发育情况及力学特性。结果表明:1)皇竹草根系更加致密且抗拉强度更高,土体含根量为高丹草的2.1倍,根系抗拉强度为高丹草的1.6倍;2)皇竹草和高丹草均可显著提高土体的内摩擦角、黏聚力及抗剪强度,其固化后分别为素土的1.5~6.3、1.2~2.4及1.2~3.2倍;3)在土壤含水率相近且与植株水平距离相同的情况下,皇竹草的固土效果优于高丹草;4)皇竹草的土体固化效果随着与植株间水平距离的增大而明显减弱;5)2种植物均可促进浅层疏浚土的脱水。种植速生植物可作为大面积纳泥区浅层固化处理的辅助措施,符合我国“双碳”目标和绿色工程发展理念。

中国土壤有机碳分解特征研究初报

通过土壤样品的室内培养，运用三库一级动力学理论，对我国典型区域土壤有机碳分解特征进行了研宄。结果表明：土壤有机碳分解均呈现前期分解快速和后期分解缓慢的特点，土壤有机碳分解的平衡点火概为2个月，之后的口均分解量变化非常小。我国东部4种地带性土壤有机碳分解速率随纬度的增加而递增。不同种植方式农田土壤有机碳分解速率：菜园〉水田〉早地〉果园。6个地区表层土壤有机碳含量范围为2．31～81．93g／kg．活性碳含量范围为0．09-1．04g，kg；缓效性碳含量范出为0．90～33．39g／kg：惰效性碳含量范围0．92—47．85g／kg。

热带珊瑚岛植物种植对土壤改良及其微生物群落形成的影响

植被及关联的土壤微生物对于维持热带珊瑚岛的生态系统功能和稳定性具有重要作用。采集了植物种植前的种植土和种植早期珊瑚砂土,以及栽植幼苗基质中的根际土和非根际土,利用扩增子测序的手段,分析其中的真菌和细菌的多样性、群落组成及变化。分析结果显示,种植土、幼苗基质中的非根际土和根际土可能是珊瑚砂土壤中微生物的重要来源,其中最主要的类群包括以担子菌门和接合菌门为代表的真菌,以及以变形菌门、酸杆菌门为代表的细菌。珊瑚砂土的真菌丰度(864.2±41.4,为每0.25 g土的物种数)显著低于来自苗基质的根际土(1086.1±64.3,P=0.014)和苗非根际土(1251.4±48.1,P<0.001);珊瑚砂土的细菌丰度与苗基质根际土和非根际土之间并没有显著性差异。通过对比种植土和植物种植后的珊瑚砂土的微生物群落β-多样性,也发现植物种植对真菌和细菌类群组成产生了影响;主要类群接合菌门真菌相对丰度从0.2%增加到17.4%,而伞菌纲真菌的相对丰度从20.8%下降到0.9%,β-变形菌纲细菌的相对丰度从17.7%下降到0.1%。研究结果启示,珊瑚砂土壤微生物的组成并非是对不同来源微生物进行简单的集合,其中生活史与植物关系密切的微生物类群,目前还未在珊瑚砂土壤中表现出优势分布;相反,一些在植物根际和非根际土中较少出现的微生物,在珊瑚砂土壤中则广为存在,从而说明土壤微生物群落恢复过程的复杂性。

不同温度条件下生物质炭陈化对华南集约化菜地土壤反硝化过程的影响

【目的】比较不同温度下新鲜生物质炭与陈化生物质炭对华南集约化菜地土壤N_(2)O排放的影响,以深化对生物质炭减排机理的认识。【方法】本研究采用乙炔抑制法进行室内培养试验,共设置3个温度梯度(10℃、20℃和30℃)和3个生物质炭处理:无生物质炭(CK)、新鲜生物质炭(FB)以及田间陈化生物质炭(FAB),共9个处理。同时,各处理分别设置不加乙炔和添加10%体积含量乙炔的平行处理,以测定N_(2)O排放量并作差计算N_(2)排放量。对不含乙炔处理则测定土壤pH、电导率(EC)、可溶性有机碳(DOC)、NO_(3)^(-)、NH-4~+、NO_(2)^(-)含量,以及土壤中反硝化功能基因nirS、nirK、nosZ和nosZⅡ的丰度。【结果】温度升高显著增加了菜地土壤N_(2)O和N_(2)的排放量,显著提高了土壤pH和土壤NH_(4)^(+)含量,并明显降低了DOC和NO_(3)^(-)含量(P<0.01),但是并未明显影响反硝化过程的功能基因nirK、nirS、nosZ和nosZⅡ的丰度。FB、FAB在30℃时分别显著降低了菜地土壤N_(2)O排放量的18.8%、22.3%,并且显著降低了反硝化总脱氮量(N_(2)O+N_(2))(P<0.001)。FAB处理在30℃下能显著增加土壤中nirK和nosZⅡ基因丰度(P<0.05)。冗余分析显示,土壤pH、NO-2、DOC是影响反硝化功能基因的主要因素,以pH贡献率最高。逐步回归分析表明,N_(2)O排放量在CK处理中主要受土壤DOC含量影响,在FB处理中主要受土壤NO_(3)^(-)含量影响,在FAB处理中则受到土壤NO_(3)^(-)和NO_(2)^(-)含量影响。【结论】升温对菜地土壤N_(2)O排放的影响呈非线性增长,以10℃增至20℃时增幅最大。在反硝化过程中,新鲜生物质炭通过持留NO_(3)^(-)以减少其参与反硝化过程,进而减少N_(2)O排放量。陈化生物质炭则通过影响反硝化过程的底物NO_(3)^(-)、NO_(2)^(-)含量及反硝化功能基因nirK和nosZⅡ的丰度,从而导致土壤氮以NO或N_(2)形式损失,减少N_(2)O的排放量。低温抑制微生物的活性,因此,在30℃时生物质炭对N_(2)O减排效果更好,且陈化生物质炭的减排效果优于新鲜生物质炭。

珠江口红树林湿地土壤碳的分布特征和影响因素研究

红树林土壤是重要的“蓝碳”库,在缓解气候变化中发挥着重要作用.由于人类活动的影响,珠江口红树林湿地经历了复杂的土地覆盖变化过程,其土壤碳分布特征和影响因素需要深入探究.本研究以珠江口淇澳岛红树林湿地为研究对象,通过实地调查、采样和测定,分析了该区域5种主要土地覆盖类型(原始秋茄林、无瓣海桑林、无瓣海桑伐迹地、废弃鱼塘和光滩)的土壤有机碳(SOC)储量、SOC稳定性,以及植被碳储量、土壤理化性质对土壤碳分布的影响.结果表明,淇澳岛红树林湿地的SOC储量在不同覆盖类型间存在显著性差异.其中原始秋茄林的SOC储量最高,达185 t·hm^(-2),是新生光滩的1.8倍.秋茄林的SOC更多地储存在浅层土壤(0~50 cm)中.通过同位素分析发现,秋茄林SOC的稳定性高于其他土地覆盖类型,有利于SOC的长期固存.植被碳储量与SOC储量呈显著正相关关系,且在浅层土壤中相关性更显著,植被碳输入对浅层SOC累积的促进作用更大.土壤C∶N、水分和pH值等理化性质也影响了红树林湿地土壤碳库的大小.滨海地区在恢复红树林湿地时,有必要考虑不同土地覆盖类型和土壤特性对提升土壤碳汇的影响.

土壤细菌与植被互作效应对岩质边坡生态恢复影响研究

为探究土壤细菌与植被相互作用对岩质边坡生态恢复的影响,以广连高速公路工程岩质边坡为研究对象,对其土壤养分及细菌群落特性、功能进行了分析比较。研究结果表明,植被恢复显著提高了土壤有机碳含量及细菌群落多样性,但由于土壤细菌(变形菌门、放线菌门等)氨基酸代谢及氮异化还原、同化还原功能较强,易与植被进行无机氮竞争吸收,植被生长1年后,土壤有效氮含量显著不足,即边坡生态恢复前期土壤细菌与植被氮竞争作用在一定程度上限制了植被生长。因此,在岩质边坡生态恢复过程中应注重硝态氮肥的施加,以缓解土壤氮素竞争,促进植被稳定生长,进而提高边坡生态系统的长期稳定性。

近40年(1982年—2018年)中国草原区干湿变化趋势分析

在全球变暖影响下,由降水、气温等气象要素所主导的干湿条件在全球或区域上均发生了明显变化,中国草原区对气候变化敏感、具有明显的生态脆弱性特征,因此研究中国草原区的干湿变化趋势非常重要。本研究基于干旱指数分析了1982年—2018年中国草原区的干湿程度时空变化趋势。结果表明,1982年—2018年中国草原区的干旱指数呈不显著上升趋势。2005年前后两个时期中国草原区表现出显著的趋势差异,1982年—2005年中国草原区干旱指数呈下降趋势,即干旱程度增加,而2006年—2018年呈增加趋势,该时段湿润化明显。2006年之后的中国草原区湿润化趋势源于该地区降水持续增多,而增温停滞导致潜在蒸散发不再升高。分区域来看,1982年—2005年内蒙古草原区干旱指数呈下降趋势,2006年—2018年呈上升趋势;西北草原区在1982年—2005年和2006年—2018年两个时间段干旱指数均呈上升趋势;青藏草原区在1982年—1994年干旱指数呈下降趋势,1995年—2018年呈上升趋势。