冷藏条件下土样保存时间对甲螨(甲螨亚目)和跳虫(弹尾纲)类物种分离的影响

【目的】探究土壤在低温储存条件下,不同储存时间对土壤动物分离效果的影响,为土壤动物的大量采集与分离提供参考。【方法】于2018年10月6日在吉林市松花湖自然保护区天然蒙古栎(Quercus mongolica)林,采用5点采样法钻取不同深度的土壤,置于4℃冰箱内储存,分别于采集当日、7、14、21、28天,对土样内动物样品(甲螨亚目(Oribatida)与弹尾纲(Collembola)类物种,下文统称为甲螨与跳虫)采用Berlese-Tullgren分离法分离,在显微镜下对分离得到的甲螨和跳虫根据形态学特征进行种属鉴定。【结果】随土样保存时间的延长,甲螨、跳虫的个体数和物种数总体呈下降趋势;相同保存时间、不同土壤深度下,甲螨与跳虫的种类差异显著(P<0.05),总体呈下降趋势;在枯落物层收集到的甲螨与跳虫,其物种数量与5、10、15 cm土层下的物种数量差异显著,也呈现下降趋势。【结论】冷藏条件下土壤保存时间延长会降低中型土壤动物的分离效率,甲螨在土壤采集当天分离效果最好,而跳虫分离基本不受土壤冷藏保存时间的影响;甲螨和跳虫的收集主要在枯落物层,土壤深度增加,土壤动物减少。     

长白山自然保护区安图县境内土壤腐殖质与营养元素含量的研究

土壤腐殖质和养分(氮、磷和钾等)是土壤提供能量的物质基础,其含量的高低是衡量土壤肥力的重要指标。通过对长白山自然保护区安图林区的7个样地的土壤进行采集、测定分析,对该地区土壤腐殖质与土壤养分元素之间的相关性进行了研究。结果表明,长白山自然保护区森林土壤的腐殖质含量较高,腐殖质中胡敏酸的含量比富里酸和胡敏素高,且腐殖化程度较好;氮、磷、钾等营养元素的含量均处于中等偏高水平。可提取腐殖物质含量与各营养元素含量呈显著正相关,胡敏素含量与营养元素含量则无明显相关性,长白山安图林区土壤胡敏素中有机质含量较少,其在土壤供肥能力中的作用机制有待进一步研究;胡敏酸、富里酸及胡敏素含量与全钾含量之间相关性亦不显著,表明土壤供应钾素肥力的能力应主要依赖于速效钾和缓效钾而非土壤全钾。     

武夷山不同森林类型土壤异养微生物数量与类群组成

在武夷山自然保护区选择了三个森林类型土壤定位观察区，周期地研究异养微生物数量和细菌、放线菌和丝状真菌等三大类群异养微生物组成变化．结果表明：不同森林类型土壤异养微生物数量和类群组成极为不同，即使同一森林类型土壤不同小生境异养微生物数量和类群组成也有明显差异．文中讨论了上述差异原因，并分析该森林类型土壤的生产力和肥力水平     

中国部分林地土壤重金属含量特征及污染评价

为掌握中国林地土壤重金属污染状况,选取中国13个具有代表性林地土壤,结合经典的重金属污染评价方法,分析土壤中重金属(铅、镉、铜、锌)的含量分布特征和污染程度,通过相关和回归分析,研究土壤理化性质对土壤重金属全量及有效态含量的影响。结果表明:不同地区林地土壤重金属含量波动较大,绝大部分位点土壤重金属含量均未超过GB 15618—2018中筛选值。以筛选值作为评价标准时,绝大部分土壤重金属单因子指数小于1,说明供试土壤重金属处于清洁与尚清洁状态;内梅罗综合指数评价结果显示,除武夷山、卧龙自然保护区土壤重金属处于警戒线等级外,其他地区均处于清洁。以管制值为评价标准时,土壤重金属污染指数以及内梅罗综合污染指数均处于小于0.7。潜在生态风险指数评价结果表明,研究区域大部分位点土壤中Cd存在中等或较高的潜在生态风险,土壤中重金属呈轻微等级的综合潜在生态风险。地质累积指数表明,大部分土壤重金属均存在不同程度的累积,其中部分样点Cd、Zn达到中度污染水平,累积效应更加显著。相关性与回归性分析显示,土壤pH与有效态Cu呈显著正相关性,基于土壤理化性质的多元回归方程可以较好地预测土壤中有效态Pb和Cu的含量,相关系数R~2分别达到0.962和0.895。     

三峡库区森林土壤有机碳空间分布模型的建立

森林土壤有机碳(SOC)深度分布模式影响其稳定性,一般下层SOC较上层稳定。笔者选取三峡库区秭归县马尾松林地、退耕林地、针阔混交林地等3类森林类型的黄壤、黄棕壤、石灰土、紫色土等4类土壤类型共12种组合,通过典型地段取样法构建研究区SOC密度的深度分布模型,确立模型参数与土壤性质的回归关系,确定土壤传递函数(PTFs)方程式。结果表明:森林类型仅在土壤表层影响SOC密度,土壤类型对SOC密度影响不显著,土壤质地对各深度层SOC密度影响显著; 黏土表层SOC密度比砂质土高,SOC密度随深度下降的速率受土壤质地和森林类型的影响,黏土SOC下降速率高于砂质土; 通过森林类型和土壤质地信息,构建的模型可以预测SOC深度分布模式; 运用构建的模型估算出三峡库区黑沟小流域30 cm土层内SOC储量约为(5 290.32±74.85)t,0～100 cm土层SOC储量约为(8 280.87±120.98)t,0～30 cm土层SOC储量约占整个剖面层的63.89%。     

棕壤与褐土刺槐林下土壤腐殖质组分的傅里叶变换红外光谱分析

森林土壤富含不同组分和功能的有机碳。该研究以棕壤和褐土45年林龄的刺槐林下表层及底层土壤为对象,研究其林下土壤腐殖酸组分在不同土壤类型和不同土层间的差异和变换。褐土和棕壤表层及底层土壤分别定义为CO和CA,BO和BA。应用傅里叶变换红外光谱对土壤腐殖质组分的富里酸(FA)、胡敏酸(HA)和胡敏素(HM)进行了分析。结果表明富里酸主要吸收峰为3 400 cm-1处的碳水化合物中—OH形成的氢键伸缩振动,1 655 cm-1处的芳香环CC伸缩振动,1 110 cm-1处的脂族C—OH伸缩振动。与富里酸相比,胡敏酸所含官能团与其相似,差异在于其吸收峰强度较弱。胡敏素在1 110 cm-1处的脂族C—OH伸缩振动和1 030 cm-1处多糖或类多糖物质的C—O伸缩振动较胡敏酸此处的峰吸收强度强。根据分析,表层土壤腐殖质官能团结构较底层土壤多且吸收强度强。另外,富里酸不同物质官能团数量及强度受土壤类型和土壤深度的影响较胡敏酸和胡敏素小。根据不同吸收峰对比分析发现,富里酸组分的芳化程度较强,而胡敏酸和胡敏素的芳化作用仅表层土壤程度较强。不同土壤类型胡敏酸组分分析表明,棕壤表层土壤芳族和脂肪族物质吸收强度明显高于褐土。综上,土壤类型和土层显著影响45年林龄的刺槐林下土壤腐殖质组分,尤其是胡敏酸和胡敏素组分。     

黄前库区森林土壤蓄水能力研究

对黄前库区森林主要类型刺槐林和油松林土壤涵蓄降水作用的研究结果表明：森林土壤的渗透性能以刺槐林地最好，阳坡油松林次之，阴坡油松林最差；森林土壤恢复持水，即连续涵蓄降水的能力较强，2h恢复的持水量可相当于20．5～33．2mm的降水；3种森林类型的地表径流量和土壤侵蚀量均表现为阳坡油松林最大，阴坡油松林次之，阳坡刺槐林最小；降雨量越大，地下径流出现的时间越早，高峰期出现的时间越晚；同样降雨量情况下，3种森林类型地下径流和高峰期出现时间均表现为阴坡油松林最晚，阳坡刺槐林次之，阳坡油松林最早。     

伏牛山自然保护区森林土壤与植物功能群关系研究

采用群落生态学的调查方法,对伏牛山国家级自然保护区森林土壤及植物功能群随海拔梯度的动态变化情况进行了研究.结果表明,土壤的有机质含量、有效氮、速效钾及有效磷含量随着海拔的变化趋势和植物功能群组成变化趋势有着密切联系.     

不同森林类型的土壤持水能力及其环境效应研究

以森林类型梯度镶嵌分布格局的研究为基础，以泰山龙潭积水区的森林土壤为研究对象，对不同森林类型下的土壤进行调查测试分析，结合水、DEM数据分析了区内不同林型地土壤的蓄水能力和水源涵养功能。结果表明该区森林土壤连续涵蓄降水的能力较强，但不同森林类型条件下土壤蓄水能力差异明显，以刺槐林地最好、山顶灌丛最差。区内以成熟林为主，森林植被保护较好，土壤水分特性较佳，能有效减少区域地表径流，增加地下径流量，改善集水区内的水分分配，提高水分的可利用性，对下游环境和水资源的综合利用起到积极的作用。     

干旱影响森林土壤有机碳周转及积累的研究进展

随着全球气候变暖趋势加剧,伴之而来的干旱问题成为全球关注的热点。干旱对森林生态系统碳积累和周转可能产生显著影响,其主要过程包括植被地上部分和地下部分凋落物对土壤有机碳的输入、凋落物的分解及土壤有机碳的矿化等。笔者综合分析了近年来国内外相关研究成果,对干旱影响森林土壤有机碳的主要过程与机制进行了归纳和总结,结果表明:①干旱通过促进叶片提前脱落,短期增加森林凋落物量,长期干旱则影响森林植物生长,降低森林初级生产力从而降低植物地上凋落物量。轻度和中度干旱下植物为补偿水分缺失增加细根生物量维持植物生命力,重度干旱下植物丧失自我修复能力导致细根生物量降低,干旱也会造成细根死亡率增加。平均而言,全球范围内干旱会造成森林凋落物量降低(1.9%)和细根生物量降低(8.7%),最终减少植物有机碳向土壤的输入量。②干旱可通过改变凋落物化学性质,对分解者——土壤动物、微生物产生胁迫,从而引起凋落物分解速率下降(10%~70%)。干旱使凋落物碳氮含量变化,造成凋落物次生代谢物,如纤维素、木质素、单宁等积累,改变根系分泌物化学组分,从而影响凋落物分解。干旱导致真菌生物量和分解者等土壤动物丰度降低,增加分解者捕食压力,使相关微生物和酶活性下降,造成凋落物分解速率下降。③干旱驱动微生物群落组成变化(真菌细菌比、革兰阳阴细菌比增加),造成微生物生物量下降,活性减弱,此外还会降低腐食动物的摄食活性、酶活性,最终导致土壤有机碳矿化速率下降(10%~50%)。④干旱对土壤有机碳不同组分影响不同,干旱会减小土壤微生物生物量碳(MBC)库(2%~30%),造成表层土壤溶解性有机碳(DOC)积累(30%~60%)。而在全球范围内的不同区域,干旱对土壤有机碳积累的影响也不同,亚热带森林中干旱对土壤有机碳积累的影响多是负面的,热带森林中则相反。总体而言,干旱对森林土壤有机碳库储量影响可能不大,但降低了土壤碳周转效率。而森林土壤有机碳周转过程不仅受干旱这一单一因素影响,温度、物种等因素会共同作用于土壤有机碳的周转与积累,且单因子的简单叠加模拟可能与现实环境中多因子综合对土壤碳通量的影响有一定差别。未来需要通过长期观测、延长控制实验时间、模拟原生环境条件等,开展多因素综合实验,加强干旱对土壤动物和微生物影响的研究,以深入了解干旱对森林土壤有机碳影响的生物学与生态学的过程与机制。