高频观测的土壤异养呼吸昼夜变化

正森林土壤是陆地生态系统土壤中最大的碳库,约占全球土壤碳库的3/4,在全球C循环中起至关重要作用[1]。土壤异养呼吸(Heterotrophic respiration,Rh)是森林生态系统土壤碳库损失的主要途径。土壤异养呼吸是指土壤在微生物参与下的矿化过程,主要包括根际微生物呼吸、矿质土壤呼吸(无根土壤)和枯枝落叶层呼吸,由于土壤动物呼吸量不大,因此森林生态系统的异养呼吸主要表现为矿质土壤呼吸[2-4]。土壤异养呼吸具有高度的空间变异性,在全球范围内,异养呼吸所占总呼吸的比例为7%~83%,其中在热带和温带(30%~83%)森林生态系统中所占比例高于寒带地区(7%~     

CO2浓度升高对三江平原湿地活性有机碳及土壤微生物的影响

利用开顶箱薰气室,设置正常大气CO2浓度(Ambient CO2,350 umol·mol-1)和高CO2浓度(Elevated CO2,700μmol·mol-1)2个水平和不施氮(NN,0 gN·m-2)、常氮(MN,5 gN·m-2)、高氮(HN,15 gN·m-2)3个氮素水平,研究CO2浓度升高和氮肥施用对三江平原草甸小叶章湿地(Calamagrostis angustifolia)土壤活性有机碳及微生物的影响。结果表明,CO2浓度升高条件下,土壤微生物量碳(MBC)和溶解性有机碳(DOC)呈增加趋势,易氧化有机碳(LOC)和水溶性碳水化合物碳(CHC)的变化因生长期和氮素水平而异。CO2浓度升高,小叶章湿地土壤微生物数量在不同的生长时期呈现不同的响应趋势。细菌数量在腊熟期增幅最大,为31.4%;真菌数量在腊熟期增加16.6%,成熟期增加24.3%;放线菌数量没有发生明显变化。相关分析表明,细菌、真菌和放线菌数量都与土壤微生物量碳呈显著相关。湿地土壤中的活性有机碳可以为土壤微生物提供更多的有效能量,从而加快湿地生态系统养分循环过程。     

非生物因子对松嫩平原西部石油污染湿草甸土壤微生物的影响

为了完善松嫩平原西部油田区盐碱化湿地中微生物生态学状况和生态功能研究,对松嫩平原西部6个油田区的湿草甸土壤中石油烃含量、有机质含量、总氮含量、总磷含量、pH、含水量、电导率以及土壤微生物平板计数和微生物群落BiologEcoplate代谢活性进行测定,揭示油田区湿草甸非生物因子对土壤微生物的影响。结果表明,不同程度石油污染下的湿草甸土壤微生物数量和代谢活性存在显著差异;土壤微生物数量和群落代谢活性随石油烃含量的增加而增大,当石油烃含量为5603mg/kg时,二者都达到了峰值;石油烃促进了油田区湿草甸土壤微生物的生长,使微生物群落代谢活性增强,提高了微生物对底物碳源的利用能力;土壤其他非生物因子对土壤微生物数量和群落代谢强度的影响各异;土壤微生物数量、微生物代谢活性和多样性都与有机质含量呈正相关,与土壤总磷含量呈负相关。     

恢复草地和退化草地土壤微生物类群数量的分布特征

内蒙古鄂尔多斯皇甫川流域恢复草地和退化草地土壤微生物类群数量分布特征的研究结果表明: 恢复草地和退化草地土壤微生物各类群数量是, 好气性细菌>放线菌>芽孢型细菌>真菌; 0~10cm的微生物总数超过其他土层, 其垂直分布的基本趋势是0~10cm>10~20cm>20~30cm>30~40cm>40~50cm; 微生物各类群中, 细菌是最多的一个类群, 这一结果取决于好气性细菌的数量; 恢复草地各土层中的土壤微生物类群数量均高于退化草地; 在恢复草地的土壤微生物数量中, 好气性细菌, 芽孢型细菌, 放线菌, 真菌为秋季大于夏季; 土壤微生物数量与土壤肥力有着密切的关系, 恢复草地是防止皇甫川流域草地退化, 提高土壤质量, 保护生态环境的重要措施。     

生物土壤结皮对荒漠区土壤微生物数量和活性的影响

生物土壤结皮对荒漠生态系统的维持与改良发挥着重要作用。土壤微生物可敏感地指示土壤质量,是衡量荒漠区生态健康程度的重要生物学特征,而对荒漠区生物土壤结皮与土壤微生物关系知之甚少。本研究设计了两组对比试验。一组以腾格里沙漠东南缘的1956、1964、1981、1991年的植被固沙区结皮下的沙丘土壤为对象,以流沙区和天然植被区为对照。另一组以植被固沙区人为干扰生物土壤结皮下的沙丘土壤为研究对象,以未干扰结皮下的沙丘土壤为对照。结果表明：腾格里沙漠东南缘植被固沙区的藻-地衣和藓类结皮均可显著提高土壤可培养微生物的数量和基础呼吸（P<0.05）;适度人为干扰生物土壤结皮不会显著影响土壤可培养微生物的数量和基础呼吸,而严重人为干扰结皮可显著降低土壤可培养微生物的数量和基础呼吸,指示严重人为干扰结皮可导致荒漠区土壤质量下降;土壤可培养微生物的数量和基础呼吸也因结皮演替阶段的不同而有所不同,演替晚期的藓类结皮下土壤微生物数量和基础呼吸显著高于演替早期的藻-地衣结皮（P<0.05）;土壤可培养微生物的数量和土壤基础呼吸与固沙年限均存在显著的正相关关系,随着沙丘固沙年限的增加,结皮层增厚,结皮下土壤微生物数量及基础呼吸显著增加（P<0.05）;生物土壤结皮下土壤可培养微生物数量和基础呼吸呈现显著的季节变化,表现为夏季>秋季和春季>冬季。因此,腾格里沙漠东南缘植被固沙区的生物土壤结皮提高了土壤微生物数量和活性,表明生物土壤结皮有利于荒漠区土壤及荒漠生态系统的恢复。     

河西走廊黑戈壁生态系统中可培养细菌分布特征及抗辐射活性

黑戈壁区域具有干旱、强辐射等极端环境条件，鲜有人类踪迹，相关生物学研究报道较少，其中微生物研究未见报道。本研究首次针对黑戈壁生态系统中微生物分布特征开展研究，对河西走廊黑戈壁生态系统中不同生境土壤样品进行可培养细菌分离。结果表明：河西走廊黑戈壁生态系统中每克土壤可培养细菌数量（CFU）为2.3×10⁴~1.49×10⁶，不同生境土壤的可培养细菌具有明显差异，可培养细菌主要富集于石下生境，黑戈壁中砾石下为微生物提供了相对较适宜的生境；土壤总碳是影响黑戈壁土壤细菌数量的主要因素。结合16 S rRNA基因序列比对，分析共鉴定可培养细菌118株菌株，菌株主要归类于放线菌门（Actinobacteria）、厚壁菌门（Firmicutes）、变形菌门（Proteobacteria）和异常球菌-栖热门(Deinococcus-Thermus)4个类群，其中放线菌门和厚壁菌门是优势门；芽孢杆菌属（Bacillus）、链霉菌属（Streptomyces）是优势属，10株细菌菌株为潜在新种。从分离菌株中筛选出了多株抗辐射活性较高的菌株，其中7株活性显著高于阳性对照耐辐射奇球菌（Deinocccus radiodurans），为进一步筛选研究细菌抗辐射机制及抗辐射活性物质提供菌株资源。     

紫色土旱坡地土壤异养呼吸速率及其温度敏感性

为探讨紫色土旱坡地土壤异养呼吸速率特征,采用静态暗箱-气相色谱法于2010年12月至2011年10月观测了土壤异养呼吸日变化、季节性变化及土壤温度和湿度.结果表明:土壤异养呼吸速率日变化特征呈单峰型曲线,其最大值和最小值分别出现在16:00和08:00;土壤异养呼吸速率季节变化明显,冬季低,夏季高,最大值为654.2 mg CO2/(m2 h),最低值为38.1 mg CO2/(m2 h),平均值为325.2 mg CO2/(m2h),小麦季土壤异养呼吸CO2排放总量为307.9 g C/m2,玉米季为384.8 g C/m2,全年为692.7 g C/m2,玉米季土壤异养呼吸CO2排放总量显著高于小麦季(P＜0.05);小麦季土壤异养呼吸敏感性参数Q10值高于玉米季,说明小麦季土壤异养呼吸速率对温度变化较玉米季敏感.地表温度和土壤5 cm温度的Q10值分别为3.16和3.22,土壤5 cm温度对土壤异养呼吸速率的影响较地表温度敏感;当土壤湿度(WFPS)高于60％时,土壤湿度和土壤异养呼吸速率为显著的负相关(R=-0.550,P=0.02),60％以下二者无显著关系,该研究可为调控紫色土旱坡地有机碳气态支出过程提供参考.     

毛乌素沙地南缘生态过渡带土壤微生物特征

对毛乌素沙地南缘生态过渡带流动半流动沙丘、固定半固定沙地、丘间盐碱滩地和缓坡丘陵梁地4种不同生境土壤中0—5 cm和5—20 cm土层的细菌、真菌、放线菌三大菌类及硝化细菌、好气性固氮菌和纤维素分解菌三个微生物生理群的数量进行了研究。结果表明：除放线菌数量为缓坡丘陵梁地>丘间盐碱滩地>固定半固定沙地>流动半流动沙丘外,其他菌类及微生物总量均为缓坡丘陵梁地>固定半固定沙地>丘间盐碱滩地>流动半流动沙丘;各类微生物类群中,细菌数量最多,占微生物总量的70％以上;各类微生物的垂直分布,除流动半流动沙丘细菌、放线菌、微生物总量及好气性固氮菌数量为5—20 cm高于0—5 cm外,其他生境条件下各种微生物类群数量均为0—5 cm高于5—20 cm。     

生物结皮演替对黄土高原水蚀风蚀交错区土壤氮素转化及微生物活性的促进效应北大核心CSCD

以黄土高原风蚀水蚀交错区六道沟小流域的生物结皮为研究对象,探索了土壤氮素含量、氮转化相关酶活性及微生物数量对生物结皮演替的响应规律及其在不同土层上的变化特征。结果表明:生物结皮演替显著增加了结皮层的有机碳(SOC)和NO3--N含量(P<0.05);结皮演替后期阶段的总氮(TN)、NH4+-N含量也逐渐增加;除脲酶、亚硝酸还原酶外,结皮层中固氮酶活性、蛋白酶活性、硝酸还原酶活性均随结皮演替呈显著增加趋势(P<0.05);微生物量碳和氮(MBC、MBN)亦随生物结皮演替而呈显著升高趋势(P<0.05);细菌、真菌同样在结皮演替后期数量增加。生物结皮层的土壤养分、酶活性和微生物数量等多数指标显著高于结皮下层土壤;生物结皮下层土壤的SOC含量、硝酸还原酶活性显著高于裸地下层,但不同结皮类型的下层土壤之间无显著差异;苔藓结皮下层土壤的脲酶活性和MBN最高,显著高于藻结皮和裸地下层土壤。土壤碳氮含量、微生物量与氮转化相关酶活性之间多数具有显著的相关关系。在生物结皮演替过程中,土壤SOC的积累增加了微生物量与细菌、真菌数量,氮功能微生物提高了氮素含量和相关酶活性,在氮素积累和转化过程中发挥着关键作用,为植物的繁衍与生长提供了宝贵的养分,促进黄土高原水蚀风蚀区的水土保持与地表稳定。     

几种常见湿地植物及其去污效果

<正>湿地植物在污水处理系统起着重要的作用,与微生物、基质、水体及动物相互协同,使得整个湿地生态系统平衡运转,发挥良好的净化功能。     

温州三垟湿地底泥氮、磷含量及其对水质的影响

为探讨温州三垟湿地底泥中氮、磷营养盐含量及其对水质的影响,测定了三垟湿地水体、底泥中的氮、磷含量。结果表明,三垟湿地底泥中富含氮、磷等营养盐,当氧化还原环境发生变化时,底泥可成为水体的主要污染源;底泥中的全氮、全磷若有1％释放,则会使水体中的总氮增加0．63—3．10mg／L,总磷增加0．94—4．70mg／L;若一次释放,则会使水体中的总氮增加62．50～310．00mg／L,总磷增加94．13～470．00mg/L;因此在当前情况下,即便切断外源污染,三垟湿地水体仍将长期处于富营养化状态。     

闽江河口区盐—淡水梯度下芦苇沼泽土壤有机碳特征

为了阐明盐—淡水梯度下河口潮汐沼泽土壤有机碳特征,对闽江河口盐—淡水梯度下芦苇(Phragmites australis)沼泽土壤有机碳含量、储量及其影响因子进行了测定与分析。结果表明,随着芦苇沼泽由淡水向半咸水沼泽演替,沼泽土壤粘粒和粉粒组成都在增加,土壤pH、容重和砂粒组成则在减小;尤溪洲湿地、蝙蝠洲湿地和鳝鱼滩湿地上分布的芦苇沼泽0～60cm土壤的有机碳含量分别为11.56～14.72g/kg、14.01～19.72g/kg和20.93～22.89g/kg,其平均值分别为12.47g/kg、16.62g/kg和21.97g/kg;3个采样点的0～60cm深度各层土壤有机碳储量范围分别为1408.71～1670.31t/km2、1328.44～1659.80t/km2和1319.93～1677.96t/km2,其平均值分别为1534.13t/km2、1548.12t/km2和1569.22t/km2;3块湿地芦苇沼泽0～60cm土壤的总有机碳储量分别为9204.79t/km2、9288.71t/km2和9415.35t/km2。在盐—淡水梯度下,芦苇沼泽土壤有机碳含量和储量都表现为随着盐度的增加而升高;盐—淡水梯度下沼泽土壤有机碳含量受到多个因子的调控。     

不同土地利用方式下的七里海湿地临界评价研究

在"湿地临界"概念的基础上,定性分析了湿地利用与保护的平衡状态,探讨了不同利用方式下的湿地临界的研究步骤,并从基于耕地和河蟹养殖地两种土地利用方式入手,对七里海湿地临界进行了评价。研究表明,通过建立湿地临界模型,从经济效益评价和生态效益的评估入手,对湿地资源利用与保护进行临界分析,可以较好的反映湿地利用的临界状态;采用该方法,七里海湿地耕地利用的年净收益为9 5941.42元/hm2,净损耗为18 072.75元/hm2,临界效益(△B)值为77 868.67元/hm2;养殖河蟹的年净效益为21 622.68元/hm2,净损耗为2 0274元/hm2,△B值为1 348.68元/hm2,说明在目前的社会经济发展水平下,耕地和养殖河蟹两种利用方式尚未超出开发利用的临界准则,七里海湿地仍然具有开发潜力。     

踩踏干扰下生物结皮土壤可培养微生物数量

生物结皮显著影响土壤微生物数量和群落组成。干扰是自然界常见现象，可引起生物结皮盖度及组分发生改变，进而导致生物结皮土壤微生物群落结构的变化。以发育8年的生物结皮为研究对象，采用平板培养法，研究了干扰下生物结皮层和其下0~2 cm土壤微生物数量的动态变化。结果表明：（1）干扰第2天不同菌种均有响应。生物结皮层土壤细菌、真菌和放线菌数量波动范围分别为91.2×10⁵~303.5×10⁵ cfu·g^-1，0~487.2×10³ cfu·g^-1和23.0×10⁵~376.1×10⁵ cfu·g^-1；下层0~2 cm波动范围分别为65.6×10⁵~792.3×10⁵ cfu·g^-1，8.0×10³~506.3×10³ cfu·g^-1和17.3×10⁵~801.3×10⁵ cfu·g^-1。（2）生物结皮层和下层0~2 cm土壤细菌数量分别在干扰后第10天和第7天恢复稳定，真菌数量在第16天和第8天趋于平稳，放线菌数量在第8天和第4天恢复稳定。生物结皮层较0~2 cm土壤微生物数量恢复稳定滞后。（3）重新稳定后生物结皮层和下层0~2 cm细菌数量较干扰前分别下降了81.8%和79.6%.生物结皮层真菌数量显著增加，是干扰前的7.43倍；下层0~2 cm真菌数量下降了70.1%。生物结皮层和下层0~2 cm放线菌数量较干扰前分别降低46.5%和72.6%。（4）干扰显著改变土壤微生物群落结构，受影响程度细菌 > 放线菌 > 真菌变为放线菌 > 细菌 > 真菌。干扰可显著影响土壤微生物数量，但是随着时间延长微生物数量又会达到一个新的稳态，在研究微生物对干扰响应时，采样时间是研究结果的一个重要影响因素。     

辽宁省滨海湿地类型及生态服务价值研究

基于辽宁省海岸带2005年秋季的Landsat ETM影像解译数据,根据辽宁海岸线湿地发育特点,确定辽宁省滨海湿地类型,计算湿地面积;并应用生态经济学的理论和研究方法,结合相关统计数据,对辽宁省滨海湿地提供的资源供给、环境调节和人文社会3大类共8项生态服务的经济价值进行估算。结果表明,辽宁省滨海湿地总面积为15208．06km2,其中自然湿地和人工湿地面积比例分别为71．49％和28．51％;辽宁省滨海湿地生态服务总价值为443．47&#215;10^8元／a,相当于全省2005年GDP的5．54％。其中滨海湿地的资源供给服务价值最大,为195．86&#215;10^8 t／a,占滨海湿地总价值的44．17％,环境调节服务和人文社会服务价值比例分别为31．79％和24．04％,表明滨海湿地在发挥显著的直接经济效益的同时,还兼具巨大的生态效益和社会效益,对于维系辽宁海岸带环境支撑能力和可持续发展能力,确保辽宁沿海经济带建设国家发展战略的实施具有重要的作用。     

北京翠湖湿地水环境恢复效果

2010年、20111年和2012年7月对北京翠湖湿地水环境进行跟踪调查与监测,评估湿地恢复之后翠湖湿地水环境的改善效果。恢复区水体pH值、总氮(TN)、总磷(TP)、电导率(EC)和溶解氧(DO)等指标在3年间都表现为下降趋势。其中,pH值从2010年的8.36降到2012年的7.44;TN从2010年的1.94 mg/L降到2012年的1.76 mg/L;TP从2010年的0.129 mg/L降到2012年的0.117 mg/L。说明翠湖湿地经过湿地恢复后,总氮(TN)、总磷(TP)去除效果明显,湿地水环境良好改善,水体自净能力得到加强。本研究可为湿地水环境恢复评估及管理提供一定的科学依据。     

Assessing the Health of Inland Wetland Ecosystems over Space and Time in China

Wetland is a unique natural landscape pattern, which provides a variety of important functions and services for human societies. With the rapid develop of the economy and accelerated urbanization, the inland wetlands are faced with series of problems, including reduced area, weakened wetland functions, and deterioration of the wetland ecosystem environment. Therefore, it is necessary to quantitatively assess the ecological health of China’s inland wetlands, which is key to the sustainable development of ecosystems. However, most assessments of wetland ecosystems only examine single wetlands or watershed wetlands, and there are few assessments of wetland health at the national level. In this paper, based on land cover data, climate data, and social and economic data, an assessment system of inland wetland health is established by using the Pressure-State-Effect-Response (PSER) model, which includes 15 assessment indicators. Analytic hierarchy process (AHP) was used to define the indicator weights. Then we assessed the ecosystem health of the inland wetlands of China in 2010 and 2018, which produced three main results. (1) Unlike ecosystem health evaluated by administrative districts, wetland ecosystem health (WEH) evaluation based on the grid could provide additional details of wetland health. (2) The area of inland wetlands increased by 16328 km ² in 2018 compared to 2010, and the average wetland ecosystem health index in 2018 was 3.45, compared to an index value of 3.24 in 2010. (3) In 2018, wetlands in the better, good, moderate and poor conditions represented about 26.3%, 46.4%, 26.9% and 0.5% of the total, respectively. These results provide a practical guide for protecting and managing wetland system resources and reliable information for land use planning and development.     

东日本自然湿地的土壤反硝化

地表水和地下水中硝酸盐污染已成为重要的环境问题之一。随着对全球变暖的贡献增加,N2O（氧化亚氮）也得到IPCC越来越多的关注。反硝化在水生生态系统氮循环过程中起着极为重要的作用。反硝化过程中,厌氧细菌将硝酸盐转化成可溶性亚硝酸盐,最终以N2形式排放到大气。为理解自然湿地生态系统的脱氮机理,以日本千叶县的越智小流域为例开展研究。沿地下水流动方向取原状土,包括2个非饱和带点和2个饱和带点。用乙炔抑制法和带ECD检测器的气相色谱仪于0, 2, 6, 12, 24h测定土壤反硝化能力。同时分析土壤全碳、全氮和反硝化细菌。结果发现,饱和带的反硝化能力高于非饱和带。乙炔抑制后,N2O排放从0-1.17 g Nm-2h-1,前6h增至最大,随后降低。     

基于ECPS模型的青海湟水国家湿地公园湿地恢复评估

恢复效果评估是湿地恢复工程评价以及湿地后续高效管理和利用的基础。以西宁湟水国家湿地公园为案例区,构建基于生态系统特征-生态系统过程-生态系统服务（E_CPS）的评估体系,筛选与区域自然环境相适应的的评价因子,采用样方调查、野外监测、问卷调查等方法获取评估数据,从时空尺度评价湿地恢复区植被特征、水文过程到生态系统服务变化情况,并对影响湿地恢复的主要过程和因素展开分析和讨论。结果显示,湿地恢复的综合评价指数为41分,湿地恢复效果较好：① 湿地恢复区植物增加了11种,而湿地植被的平均盖度也增加了35.5%,重点监测的三种优势湿地植物（芦苇、小香蒲和篦齿眼子菜）在单位面积上的平均生物量较参照区平均增加30.9%。② 从生态过程指标来看,湿地恢复区TSIp （Total System Interflow of P）指数和FCIp （Finn Cycle Index of P）指数较参照区分别提升了37.2%和26.3%,说明湿地物质交换和循环过程有一定的改善。③ 从生态系统服务指标的变化来看,栖息地、土壤肥力、水质净化、大气调节、休闲娱乐服务分别增加了92.3%,50.9%,98.3%,73.8%和82.6%。④ 从湿地恢复的影响因素来看,湿地水深、水域面积、水温和底泥颗粒粒径大小与湿地植被恢复相关,并进一步影响湿地生态过程恢复和生态系统服务的空间分布。     

巢湖湿地生态系统能值分析

基于生态系统能值理论与方法,分析巢湖湿地生态系统能值投入和产出构成特征,并对巢湖湿地生态系统可持续发展水平进行了评价。研究表明:巢湖湿地生态系统每年投入的总能值为3590.12×1018sej,自然资源、周围营养物和社会经济投入分别占39.3%、53.7%和7.0%,可更新资源和不可更新资源投入分别占25.6%和74.4%。巢湖湿地生态系统每年产出的总能值为3469.66×1018sej,其中鱼类产出比重最大,其次为水禽和底栖动物。巢湖湿地生物多样性保护的能量-货币价值是巢湖湿地生态系统年产出的1.76倍,在生物多样性保护方面有着巨大的作用。巢湖湿地生态系统的能值产出率、环境负载率、能值可持续指标(ESI)和可持续发展能值指标(EISD)分别为13.75、2.90、4.74和7.01,去除污染项重新计算,分别为13.75、0.81、17.07和25.27,这些指标表明巢湖湿地生态系统的产业较为单一,能值产出率、可持续性和未来竞争力较高,但不可更新的污染物投入过大,造成巢湖湿地生态系统的环境负载率升高,可持续性发展水平下降,严重制约巢湖湿地生态系统的可持续发展水平。