《喀斯特生态系统中资源对土壤微生物的限制》

  • 来源专题:大气污染防治
  • 编译者: APC
  • 发布时间:2018-09-06
  • 关于土壤微生物资源限制的知识对于理解生态系统功能和过程以及预测生态系统对全球变化的响应是至关重要的。喀斯特生态系统在世界上分布广泛,在调节全球气候方面起着关键作用,然而喀斯特生态系统中微生物资源限制的模式和机制尚不清楚。通过对西南岩溶地区白云岩和石灰岩两种岩性类型下主要土地利用类型,即耕地、草地、灌丛和次生林的筛选,研究了岩溶地区微生物资源的限制性。生态酶化学计量学被用作微生物资源限制的指示器。总体而言,喀斯特生态系统中的土壤微生物受到碳和磷的限制,而不是氮。进一步分析表明,在土地利用和岩性类型上,碳和磷的限制模式是不同的。农田和森林微生物碳限量最大,草地最低,白云岩下微生物碳限量大于石灰岩下。白云岩区微生物磷限量由次生林向耕地递减,但石灰岩区各生态系统类型间差异不显著,说明岩性控制着微生物磷限量沿后农业演替的模式。本研究描述了岩溶生态系统微生物资源限制的一般模式,并认为岩性学可能为解释不同地区农业演替后微生物资源限制的变化提供了新的机制。

相关报告
  • 《中国科学院亚热带农业生态研究所喀斯特植被恢复过程中苔藓促进土壤碳氮积累机制取得进展》

    • 来源专题:耕地保护与污染治理
    • 编译者:王晓梅
    • 发布时间:2023-08-31
    • 退耕还林还草是西南喀斯特地区石漠化治理和生态恢复的重要举措。随着植被恢复进程的推进,石漠化地区土壤表层形成了约1cm厚的苔藓层,但其对下覆微生物群落和土壤理化性质及其关联的土壤碳氮积累的影响尚不清楚。 基于此,以西南喀斯特峰丛洼地区三种典型人工植被恢复方式(单一人工林、单一牧草地、人工林间作牧草)长期观测样地为研究对象,通过苔藓移植和剔除处理,以无苔藓覆盖裸土和苔藓覆盖土壤为对照,分析了自然苔藓、移植苔藓和剔除苔藓对土壤碳氮指标、土壤微生物群落和土壤理化性质的影响。结果表明:(1)试验处理一年后,移植苔藓增加了表层土壤可利用氮(铵态氮、硝态氮)含量,剔除苔藓减少了表层土壤有机碳含量和全氮含量。(2)自然苔藓、移植苔藓和剔除苔藓都不同程度地减少了土壤微生物的生物量并影响了土壤微生物群落组成(真菌与细菌比、革兰氏阳性细菌与革兰氏阴性细菌比)。(3)苔藓性质(生物量、碳氮含量、碳氮比、饱和持水量),以及受苔藓调控的土壤含水量、土壤微生物的生物量和群落组成均是影响土壤碳氮积累的重要因子。 在亚热带生态所王克林研究员和张伟研究员指导下,博士研究生肖露梅为第一作者,该研究以Mosses stimulate soil carbon and nitrogen accumulation during vegetation restoration in a humid subtropical area为题,发表在土壤学领域一区Top期刊Soil Biology and Biochemistry上。该研究得到国家自然科学基金重点基金、国家自然科学基金联合基金、广西自然科学基金等项目的资助。
  • 《生活覆盖作物对土壤微生物群落的结构和功能有直接的影响》

    • 来源专题:农业立体污染防治
    • 编译者:季雪婧
    • 发布时间:2017-07-31
    • 覆盖作物是一种促进农业系统中土壤生态健康的广泛推广战略。尽管大量文献证明覆盖作物和土壤生物学之间的联系,是土壤生态健康的重要组成部分,但是评估覆盖作物物种如何影响土壤微生物群落的研究仍然有限。本研究分别利用磷脂脂肪酸(PLFA)和每日呼吸速率,研究了八种秋播作物分别种植单株和多株对微生物群落结构和土壤生物活性的影响。紧接着2011年8月和2012年春季燕麦(Avena sativa L.)之后,宾夕法尼亚州中部邻近地区建立了14种覆盖作物治理和无覆盖作物防治措施。在覆盖作物种植和终止之前的大约两个月到九个月期间,土壤群落从秋季和春季的大块土壤中采集了20厘米(7.9英寸)深度的样本。在秋季和春季,覆盖作物导致总PLFA浓度相对于控制地块中存在的可耕种杂草群体增加(分别增加5.37 nmol g-1和10.20 nmol g-1)。虽然地上植物生物量(无论是从野生杂草还是覆盖作物)和总PLFA浓度之间存在正相关关系,但我们还发现,个体覆盖作物种类有利于特定的微生物功能组。在燕麦和谷类黑麦(Secale cereale L.)覆盖作物下,丛枝菌根(AM)真菌更丰富。非AM真菌与毛叶苕子(Vicia villosa L.)存在正相关。这些覆盖作物的微生物群落的协会不仅存在于单一栽培中,也存在于多物种覆盖作物混合物。野生杂草群落与更高比例的放线菌和革兰氏阳性菌有关。土壤生物活性随治理而变化,与微生物群落的大小和组成(真菌和细菌的比例)呈正相关关系。这项研究确定了覆盖作物、微生物群落和土壤生态健康之间的明确联系。我们已经证明,覆盖作物通常会促进微生物生物量及其活性,对特有物种的覆盖作物对土壤微生物群落组成的影响最终影响土壤生物活性。这一发现促进了通过覆盖作物选择来增强土壤健康的土壤微生物群体的有意管理。