三七主根稳定碳同位素组成与生态因子的关系

三七(Panax notoginseng)是中国传统名贵中药材,文山三七获国家地理标志保护。近年来,随着三七连作障碍的加重、道地产区租地成本增加和三七价格的上涨,三七种植区域已由云南文山道地产区向周边区域扩展,广西、广东、四川、贵州也有一定规模种植。因此,三七产地溯源和保护对三七产业的可持续发展十分必要。为探讨稳定碳同位素能否作为三七药材产地溯源的指标,基于44个不同产区3年生春三七主根样品、根际土壤样品、地理气候因子数据,采用稳定同位素质谱和等离子发射光谱质谱及常规土壤农化分析法,通过相关分析、逐步回归、通径分析和决策分析等的逐层剖析,研究了地理气候因子、土壤理化性质和肥力、主根内营养元素含量——共计49个生态指标与三七主根稳定碳同位素比率的数量关系。结果表明,7月平均温、1月最低温、纬度、经度、年均温、土壤速效锌含量、土壤全磷含量、土壤速效钾含量是影响三七主根稳定碳同位素比率的主要生态因子。这8个因子的综合影响,共同决定了三七主根稳定碳同位素比率变化的78.07%。对三七主根δ13C直接影响的顺序为:7月平均温1月最低温纬度经度年均温土壤速效锌含量土壤全磷含量土壤速效钾含量。1月最低温为三七主根δ13C的最主要限制因子,土壤全磷含量是三七主根δ13C最主要的决策因子,但1月最低温、7月平均温、年均温、经度的决策系数绝对值远高于其他因子,说明三七主根δ13C主要受产地温度状况和经度的影响,这4个因子地域性很强。所以,三七主根δ13C可以作为三七主根和相关产品产地溯源的重要指标之一。     

中国南部样带植被NPP与气候的关系

以全球变暖为背景,以中国南部区域18.00°～7.50°N,108.50°～112.50°E样带为研究对象,以纬度为梯度,应用CRU(Climate Research Unit)全球观测数据集和CO2体积分数倍增后的2050年模拟气候状况作为平衡态陆地生物圈模型BIOME4的气候驱动,对中国南部样带历史100 a和未来50 a间的潜在植被净初级生产力(net primary production,NPP)和叶面积指数(leaf area index,LAI)变化进行模拟和统计分析.结果显示样带内影响NPP的主要因素为年最低温度和年均降雨量,影响LAI的主要因素为年均温度和年均降雨量.植被类型变化与气候变化所造成的NPP、LAI变化略有不同.样带较高纬度地区,植被类型变化与气候变化造成的NPP均值差异较小而LAI则差异较大.未来气候状况下NPP、LAI都有大幅度的增加,但不同纬度增幅不同.     

藏北高寒草原样带土壤有机碳分布及其影响因素

沿藏北高寒草原冈底斯山-申扎-双湖样带（30°25′N至33°6′N）,在37个样点采集土壤和植物样品,分析藏北高寒草原土壤有机碳含量及其影响因素。结果表明：藏北高寒草原土壤0~15、15~30和0~30 cm有机碳含量分别为2.27、2.17和4.44 kg.m-2。土壤有机碳含量沿样带呈随着纬度的增加而减少的趋势。藏北高寒草原土壤质地总体偏粗,不同质地土壤之间有机碳含量大小关系为砂土〈壤质砂土〈粉壤土〈砂质壤土〈壤土。不同深度土壤有机碳含量与土壤颗粒含量相关性存在显著差异,0~15 cm土壤有机碳与粉粒、黏粒含量呈显著性正相关,与砂粒含量呈显著性负相关,而15~30 cm土壤有机碳含量与土壤颗粒组成相关性不显著。0~15 cm土壤有机碳含量与草地盖度、地下生物量和总生物量呈显著或极显著正相关,与优势种高度呈极显著负相关;15~30 cm土壤有机碳含量与优势种高度呈显著负相关。     

江西省表层土壤有机碳库储量估算与空间分布特征

土壤中碳较小幅度的变化能引起全球气候较大的变化,而表层土壤有机碳库易受人类活动的影响而发生变化,因此估算土壤有机碳库储量,对土壤碳库变化及土壤固碳潜力的研究具有重大意义.根据2006年江西省各县市典型土壤GPS定点采样样点的理化分析数据计算出有机碳密度并进行空间插值,利用江西省第二次土壤普查相关数据建立土壤空间数据库,结合各土壤类型分布面积,估算表层(0～20 cm)土壤有机碳密度和储量,并探讨其空间分布特征.研究表明:江西省表层土壤平均有机碳密度介于2.655～6.877 kg·m-2之间,有机碳库总储量为640 355.653×106 kg,其中,仅红壤和水稻土的土壤有机碳储量已占90.71%.表层土壤有机碳密度具有高度的空间变异性,赣西、赣东如萍乡、宜春、上饶地区土壤有机碳密度较高,赣南、赣北地区如九江、赣州等地区土壤有机碳密度较低,总体上呈东西走向高,南北走向低的趋势.江西省是一个农业大省,人类干扰下的土壤碳库研究却很少,其碳库动态变化还值得进一步的探讨.     

马鬃岭自然保护区土壤碳蓄积的研究

以金寨马鬃岭自然保护区为研究对象,布置56个采样点,分析该区森林土壤有机碳质量分数时空分布特征和碳储量。结果表明：研究区有机碳含量丰富,随着土壤深度、植被类型、海拔高度的变化而变化。0~20cm土层有机碳质量分数最高为90.88 g·kg-1,平均为32.47 g·kg-1,土壤有机碳质量分数随着深度的增加而递减,表层有机碳变化幅度高于深层土壤,不同测点递减的程度不同;有机碳质量分数随海拔高度的增加呈递增趋势;土壤有机碳质量分数存在明显的季节变化,表层土壤秋季有机碳质量分数最高,冬春季次之,夏季最低,越往表层季节变化越明显。0~20 cm土层有机碳密度平均为6.52 kg.m-2,0~100 cm土层有机碳平均密度为23.26 kg.m-2,有机碳密度分布与有机碳质量分数分布基本一致。0~20 cm土层土壤碳储量为2.258×105~2.265×105 t,0~100 cm土层土壤碳储量为6.91×105~8.76×105 t,碳储量丰富。最后提出该自然保护区封山育林,对温室气体减排意义重大。     

春玉米种植密度对土壤有机碳组分的影响

通过西辽河灌区连续3 a的田间试验,研究春玉米不同种植密度（60 000、75 000和90 000株·hm-2）下土壤有机碳组分的质量分数及空间分布特征,阐明了春玉米种植密度对不同层次土壤有机碳组分的影响机制。结果表明：高、低密度均增加土壤0～40 cm土层有机碳质量分数,中密度下促进土壤微生物生物量碳增加。随着种植密度的加大土壤中活性有机碳增加,轻组有机碳减少。玉米生长主要促进10～20 cm土层有机碳的耗损,高密度下促进犁底层（20～40 cm）土壤有机碳质量分数及其活性,使其轻组有机碳减少,微生物生物量碳增加。低密度下主要增加表层（0～10 cm）土壤有机碳质量分数。种植密度通过影响根系群体生物量及其分布,调节土壤微生物活性、残落物碳输入影响土壤有机碳组分。适当的增加春玉米种植密度有利于春玉米农田高产固碳。     

海南尖峰岭热带山地雨林土壤有机碳储量和垂直分布特征

2016-2018年连续3年研究了海南尖峰岭热带山地雨林(香蒲桃天然林Syzygium odoratum、南亚松天然林Pinus latteri、桉树人工林Eucalyptus robusta和橡胶人工林Hevea brasiliensis)土壤有机碳储量和垂直分布特征,为该区域山地土壤碳库储量的准确预测提供参考依据。结果表明,(1)在垂直方向,不同年份热带山地雨林土壤有机碳含量均随着土层深度的增加而逐渐降低,表现出明显的"表聚性",其中表层随着年份的增加其增加趋势较为明显,深层有机碳含量随年份的变化不明显。此外,2016-2018年不同土层深度热带山地雨林土壤有机碳含量均表现为香蒲桃天然林和南亚松天然林显著高于桉树人工林和橡胶人工林。(2)垂直方向土壤有机碳储量与土壤有机碳呈一致的变化规律,2016-2018年热带山地雨林土壤活性有机碳均随着土层深度的增加而逐渐降低,表现出明显的"表聚性",其中表层增加趋势较为明显,深层土壤活性有机碳随年份的变化不明显,不同年份土壤活性有机碳含量差异不显著(P0.05)。此外,2016-2018年不同土层深度热带山地雨林土壤活性有机碳均表现为香蒲桃天然林和南亚松天然林显著高于桉树人工林和橡胶人工林。(3)土壤有机碳和活性有机碳与pH值和砂粒含量呈显著的负相关关系(P0.05),与电导率、黏粉粒含量、全氮呈显著的正相关关系(P0.05),与全磷含量没有显著的相关性(P0.05),其中与全氮的相关系数最大,土壤活性有机碳的相关系数高于土壤有机碳。(4)交互分析结果表明:土壤深度和林型对土壤有机碳和活性有机碳具有显著的影响,其中林型和土层深度对有机碳含量具有显著的影响(P0.05);林型对有机碳储量具有显著的影响(P0.05);林型、土层深度、林型×土层深度对土壤活性有机碳具有显著的影响(P0.01)。研究表明,土壤活性有机碳对林型和土层深度的响应较为敏感,而林型和土层深度海南尖峰岭热带山地雨林土壤有机碳储量起着决定性作用。     

空心莲子草入侵群落的昆虫丰富度和分布状况及其影响因素

昆虫组成及分布与环境密切相关,探究入侵植物群落中的昆虫丰富度及昆虫物种沿异质性环境梯度的分布规律,可为阐明入侵生态系统的物种共存机制和入侵植物防治提供依据。通过在中国南方5省(21°N—31°N)空心莲子草入侵的区域各设置25个水、陆样地,采用回归分析和典范对应分析(CCA)探讨了群落中昆虫丰富度及其分布与入侵植物群落特征(种群形态、α-物种多样性指数)和生境因子(经度、纬度、海拔、气温、降雨量、氨态氮和硝态氮)的关系。结果显示,(1)50个样地共记录昆虫25种,隶属于9目25科25属,鞘翅目和双翅目昆虫的物种丰富度较高,种群密度较大的昆虫依次为莲草直胸跳甲、东亚飞蝗和淡胸藜龟甲。(2)回归分析表明,水生昆虫丰富度随纬度、年均气温和海拔增加均呈明显的"先上升—后下降"单峰趋势;陆生昆虫丰富度随土壤硝态氮增加呈显著的线性上升趋势、随Pielou均匀度指数增加呈显著的线性下降趋势、随Patrick丰富度指数增加呈明显的"上升—下降—上升"波动趋势。(3)CCA表明,陆生昆虫分布的主导性环境因子为年均降雨量、经度和氨态氮,而水生昆虫分布的主导性环境因子为纬度和年均气温。(4)CCA排序图中,陆生样地的昆虫趋向分布于中等植物多样性水平区域,而水生样地的昆虫趋向分布于中等空心莲子草株高区域。该研究表明,异质性生境中空心莲子草入侵群落的昆虫分布及其驱动力存在明显差异,全球环境变化下应更加重视对该入侵生态系统的监测及生防昆虫资源筛选。     

滇西北高等植物多样性分布格局及其与主要环境因子的相关性分析

物种多样性的空间分布格局一直是宏观生态学和生物地理学研究的热点问题之一。滇西北地区是我国生物多样性最丰富的地区之一,研究该地区的物种多样性分布格局及其与主要环境因子的相关性对生物多样性保护决策具有重要意义。以滇西北18个县域为基本研究单元,基于县域生物多样性本底调查数据,运用ArcGIS 10.1软件分析高等植物多样性分布格局;并结合地理因子(经度、纬度、海拔高差、平均海拔)和气候因子(年均温度、年均降水量),采用SPSS Statistics 22.0软件,运用单因素线性回归模型分析物种多样性与各因子之间的相关性。结果表明:(1)滇西北地区高等植物多样性从南到北总体上呈递增趋势;(2)纬度和海拔高差与物种多样性分布格局呈显著相关(P0.05);而经度、平均海拔、年均温度和年均降水量与物种多样性分布格局的相关性未达显著水平(P0.05)。因此,滇西北地区高等植物多样性分布格局可能主要与纬度和海拔高差这2个地理因子相关。     

不同土地利用方式对城市土壤活性有机碳的影响——以开封市为例

以开封市为例,采集不同土地利用方式下城市表层土壤并测定其有机碳含量,进而探讨土地利用方式对城市土壤活性有机碳特性的影响。结果表明:土地利用方式对城市土壤活性有机碳的影响差异显著,其中易氧化态和水溶性有机碳含量依次为近郊蔬菜地>城区>近郊非农业区>远郊,微生物量有机碳含量则为近郊蔬菜地>近郊非农业区>城区>远郊,这与不同土地利用方式下土壤有机碳总量的变化情况不一样;土壤活性有机碳占总有机碳的比率也随土地利用方式的不同而变化,但其变化与土壤活性有机碳的变化情况不一致;土壤易氧化态、水溶性和微生物量有机碳之间有较强的相关性,其变化趋势在同一土地利用方式下近于一致。