《三峡库区消落带4种适生植物根际与非根际土壤养分与酶活性特征研究》

  • 来源专题:农业立体污染防治
  • 编译者: 季雪婧
  • 发布时间:2020-11-25
  • 三峡库区消落带植被修复过程中,物种的更替对库区土壤的地球化学循环产生潜在影响。以三峡库区忠县石宝寨汝溪河消落带植被修复示范基地165-170 m海拔段人工种植狗牙根、牛鞭草、落羽杉以及立柳根际与非根际土为试验对象,探究其根际与非根际土壤的养分含量及酶活性差异,以阐明不同物种的生长适应性及其根际养分利用策略,比较不同物种对库区土壤的营养改良作用。结果表明:(1)三峡库区消落带4种适生植物根系活动导致根际与非根际土壤养分因子以及土壤酶活性产生差异,不同物种的栽植均在一定程度上使库区土壤营养条件得以改善;(2)碳、氮两种元素在4种适生植物根际土壤中发生不同程度的富集,但磷素与钾素在不同物种根际与非根际土壤之间的变化不一致;(3)蔗糖酶、脲酶以及酸性磷酸酶在4种适生植物根际土中均表现出一定程度的根际正效应(R/S>1),且狗牙根对3种土壤酶的根际活化效果最为明显,其根际效应分别高达2.39、1.89和2.7;(4)在植物根系的调控下,根际土中有机质与氮素、磷素以及钾素的相关性更为显著,而非根际土壤中,仅钾素与有效氮、有效磷呈显著负相关,其余各土壤养分因子之间均无显著相关性;(5)与落羽杉和立柳两木本植物相比,狗牙根与牛鞭草两草本植物根际具有更为合理的养分调节模式,对库区土壤的改良效果更好。

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    • 编译者:季雪婧
    • 发布时间:2024-03-13
    •     原生生物作为土壤微生物组的核心成员,其可以通过改变土壤养分循环对植物生长发育产生影响。同时,原生生物还可以通过捕食和生态位竞争等与土壤中细菌和真菌形成复杂的互作关系。森林演替是地上和地下联动的一个过程,之前研究主要关注了土壤微生物(包括细菌、古菌和真菌等)在森林演替中的协同变化规律。然而,森林演替过程中,土壤原生生物群落组成和多样性如何变化?是否存在特定的演替模式?特别是在人工林和天然林演替过程中,土壤原生生物群落组成和动态变化及其生物(细菌和真菌)和非生物驱动机制是什么?这些问题尚未得到回答。     基于此,中国科学院成都生物研究所森林生态过程与调控项目组刘庆研究团队,以川西亚高山天然林和人工林的不同演替阶段为研究对象,采用高通量测序分析各演替阶段优势植物根际和非根际土壤中原生生物的群落变化特征,并探讨土壤非生物因子和生物因子对原生生物群落形成的影响。研究发现:(1)土壤原生生物及其功能类群的alpha多样性随天然林演替而得以恢复,却在人工林演替过程中维持不变或降低(图1和图2);(2)土壤非生物因子和生物因子共同决定了原生生物在不同演替阶段的群落组成变异,但关键影响因子在天然林和人工林之间不同(图3);(3)土壤原生生物随植物演替的群落动态存在方向性,并非无序变化(图4)。上述研究结果强调了天然林和人工林演替过程中原生生物群落变化特征和影响因子存在显著差异,且原生生物定向的演替模式可能为预测森林演替进程和理解森林演替的地下模式提供新的认识。
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    • 来源专题:生物安全知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者:hujm
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    • 大型水电工程建设改变了河岸带的植被类型、土壤微环境和水文特征直接影响生态系统的过程和功能,并最终改变土壤碳和氮的循环。淹水如何影响水库消落区土壤酶活性和土壤有机碳动态一直是研究的热点问题。 中国科学院武汉植物园科研人员,从三峡消落区上游到下游选择6个样点:长寿,涪陵,忠县,万州,巴东和秭归,在每个样点选择一个50m×50m样带,每个样带包含4个海拔梯度:永久性淹水地区<147m,没有植被;低海拔145-160,淹水时间较长,落干期有植被恢复;高海拔160-175,淹水时间较短,落干期有植被恢复;不淹水区>175米,原始植物无淹水地区。开展研究淹水对土壤碳库含量及土壤酶活性的影响。结果表明,淹水显著的改变了土壤不同碳氮库含量及土壤碳水解酶活性,对于不同土壤碳库来说,淹水对总有机碳含量影响较小但显著降低了土壤易变碳含量,另一方面增加了土塘惰性碳含量。土壤可利用底物的变化显著改变了土壤的C水解酶活性,淹水导致土壤水解酶活性显著降低,尤其是在永久性淹水地区土壤碳水解酶活性显著最低,而这主要是跟土壤可利用的底物减少有关。同时在永久淹水地区厌氧的环境及较低的土壤温度也是限制土壤酶活性的关键因素。我们的结果揭示了消落区土壤不同碳库动态及土壤酶活性对淹水的响应过程和机理。 本研究得到中国科学院战略先导专项B(XDB15010200)和国家自然科学基金(31770563)的资助,相关研究成果以“Linkages between soil organic carbon fractions and carbon-hydrolyzing enzyme activities across riparian zones in the three Gorges of china”为题发表在国际SCI期刊Scientific Reports上。   武汉植物园为第一作者单位,中国科学院水生植物与流域生态重点实验室博士生张丹丹为第一作者,程晓莉研究员(现工作单位云南大学)为通讯作者