生物质炭特性及其对土壤性质的影响与作用机制

生物质炭(biochar)是一种碳含量高、比表面积大、孔隙度高且吸附能力强的土壤改良与修复材料,可通过物理、化学和生物方式作用于土壤,但其影响和作用机制随土壤性质和生物质炭类型不同而异.从生物质炭组成、比表面积和孔隙度、酸碱度及表面官能团等特性与原料和制备工艺关系入手,结合土壤和生物质炭类型,综合阐述了生物质炭添加在改...     

天津独流减河流域不同等级河流沉积物细菌区系及功能辨识

细菌群落对环境变化的敏感性较高,但在相似等级的生态条件下其代谢功能或具有趋同性.为探讨微生物群落的这种环境属性并验证其用于流域功能单元划分方面的可行性,本文以天津市独流减河流域上游汇水段河流表层沉积物为研究对象,从河道干流(MS)、左岸支流(LT)和右岸支流(RT)这3个连续的空间单元入手,研究沉积物中细菌的多样性、结构和功能代谢丰度,并探讨其作为流域功能单元划分关键因子的可行性.结果表明,不同等级河流沉积物之间细菌的Shannon指数和Simpson指数无显著差异(P>0.05),但Chao1、 Ace、 Observed＿species和PD＿whole＿tree指数均呈现支流显著高于干流的现象(P<0.05).细菌优势菌门的相对丰度在不同等级河流沉积物中差异不显著,但其功能代谢丰度则表现为干流显著高于支流(P<0.05),而不同支流之间差异不显著(P>0.05).本研究发现,除可交换态磷和硝态氮之外,其他理化性质在不同河流空间单元之间差异不显著,但pH和铁铝结合态磷显著影响了细菌群落的结构组成,有机质和总氮则与细菌功能代谢密切相关.研究同时发现,基于细菌代...     

黄河三角洲不同植物群落土壤酶活性特征及影响因子分析

土壤酶是滨海湿地群落构建和演替的关键因子,但水盐胁迫条件下土壤酶活性的驱动机制尚不明确.以黄河三角洲盐地碱蓬、芦苇、柽柳这3种盐生植物群落为对象,研究其根际与非根际土壤中蔗糖酶、磷酸酶、过氧化氢酶和脲酶的活性特征及其分布规律,并结合土壤理化性质的变化探讨滨海湿地群落演替过程中土壤酶活性的驱动因子.结果表明,盐地碱蓬、芦苇、柽柳群落的根际土壤酶活性和土壤肥力指标均显著高于非根际土壤(P 0. 05).在根际土壤中,磷酸酶与过氧化氢酶活性均表现为盐地碱蓬芦苇柽柳,蔗糖酶与脲酶活性则分别表现为柽柳盐地碱蓬芦苇、盐地碱蓬柽柳芦苇,且不同盐生植物群落根际土壤理化性质存在显著差异(P 0. 05),说明植物类型及其根际效应均会影响土壤酶活性和土壤肥力特征,且根际效应对土壤酶活性的影响大于植被类型.土壤蔗糖酶活性与有效钾(AK)、有效磷(AP)、铵态氮(NH_4~+-N)显著正相关(P 0. 05);脲酶活性与全氮(TN)、有机质(SOM)、AK、AP、NH_4~+-N和硝态氮(NO_3~--N)显著正相关(P 0. 01);二者均与土壤电导率(EC)显著负相关(P 0. 01).磷酸酶和过氧化氢酶活性与土壤含水率(MC)、全碳(TC)、TN、全磷(TP)、SOM、AK和NH_4~+-N均呈显著正相关关系(P 0. 05),同时,pH、总钾(TK)、NO_3~--N还与过氧化氢酶活性显著正相关(P 0. 05).冗余分析(RDA)结果显示,黄河三角洲土壤酶活性特征的主要影响因子从大到小依次为:TC(P 0. 01)、SOM(P 0. 01)、MC(P 0. 01)、TN(P 0. 05)、NH_4~+-N(P 0. 05)和EC(P 0. 05),表明土壤肥力、水分与盐度是黄河三角洲盐生植物群落土壤酶活性的主要影响因子.     

滨海不同生境下盐地碱蓬生物量分配特征研究

盐地碱蓬是黄河三角洲重要的先锋植物,抗盐能力强,分布范围广,对维持该地区生态系统稳定和演替发挥着重要作用。通过野外取样测定,研究了潮间带和潮上带盐地碱蓬种群的形态及生物量分配特征。在个体大小上,潮间带盐地碱蓬在株高和地径上显著低于潮上带盐地碱蓬;潮上带盐地碱蓬密集分布的株高高于散生分布,而生物量低于散生分布。在生物量分配特征上,潮间带盐地碱蓬Ⅰ以发展花、叶为主,潮上带盐地碱蓬Ⅱ的密集分布以优先发展茎为主,潮上带盐地碱蓬Ⅲ的散生分布以发展枝为主,属于种群发展的稳定阶段。因此,盐地碱蓬通过形态特征及生物量分配特征的调节,以适应潮间带和潮上带的不同生境特征,从而达到种群维持和土壤改良的目的。     

不同水淹梯度下河漫滩湿地土壤有机碳特征及其影响因子

水淹梯度是河漫滩湿地中的重要环境变量，其对湿地土壤有机碳特性的影响尚不明确.本文以天津独流减河河漫滩湿地为研究对象，研究不同水淹梯度下盐地碱蓬根际与非根际土壤中有机碳的分布特性，同时结合土壤理化性质、植物根际作用和细菌区系特征分析影响土壤有机碳分布的非生物和生物因子.结果表明：水淹梯度的变化显著影响了湿地土壤的理化性质（p <0.05）.盐地碱蓬根际效应对多数土壤理化性质均无显著影响，但根际及其与水淹的交互作用显著影响了铵氮的变化（p <0.05），且铵氮是影响土壤细菌区系变化的关键元素.土壤盐度和水分变化对土壤有机碳的含量有显著影响（p <0.05），盐度还显著影响了土壤可溶性有机碳的含量（p <0.05），表明合理的水盐调控措施可促进入海河流河漫滩湿地土壤有机碳的固存.研究同时发现，土壤细菌的α-多样性和群落结构沿着水淹梯度的变化较明显，但其代谢功能在水淹和半水淹处并无明显差异，表明短期或周期性水位变化并未明显改变生境功能.该研究结果对入海河流河漫滩湿地的生态修复非常重要，同时也为河漫滩与河流主干河道作为同一个功能区进行一体化修复提供了理论基础.     

城市绿化景观土壤呼吸变化规律及影响因素

采用便携式土壤碳通量自动分析仪ACE对天津国槐梨树(GL)和银杏紫叶李(YZ)2种城市绿化景观土壤呼吸速率(Rs)及其影响因子进行测定,分析了土壤呼吸与土壤温度、土壤湿度和土壤理化性质之间的关系。结果表明:(1)2种绿化景观Rs季节变化规律基本一致,均呈现较明显的单峰变化趋势且峰值同时出现。同时,不同月份Rs变化规律之间存在一定差异。在干季,2种绿化景观Rs较低且月变幅较小,GL和YZ的Rs变化范围分别为(0. 20±0. 03)～(1. 09±0. 16)和(-0. 06±0. 01)～(0. 26±0. 05)μmol·m~(-2)·s~(-1);在湿季,2种绿化景观Rs较高且变幅较大,GL和YZ的Rs变化范围分别为(-0. 05±0. 01)～(3. 62±0. 26)和(0. 38±0. 07)～(3. 17±0. 27)μmol·m~(-2)·s~(-1)。GL的Rs大于YZ。(2)2种绿化景观土壤10 cm处温度(T10)和5 cm处湿度(M5)对土壤呼吸过程均有重要影响,回归分析表明T10和M5对Rs变化规律的影响程度分别达45. 4%～64. 8%和21. 1%～52. 2%;(3)土壤理化性质与Rs具有一定的相关性,其中,土壤有机质含量与Rs的相关性达显著水平(P0. 05或P0. 01)。     

滨海不同生境下盐地碱蓬生物量分配特征研究

盐地碱蓬是黄河三角洲重要的先锋植物,抗盐能力强,分布范围广,对维持该地区生态系统稳定和演替发挥着重要作用。通过野外取样测定,研究了潮间带和潮上带盐地碱蓬种群的形态及生物量分配特征。在个体大小上,潮间带盐地碱蓬在株高和地径上显著低于潮上带盐地碱蓬;潮上带盐地碱蓬密集分布的株高高于散生分布,而生物量低于散生分布。在生物量分配特征上,潮间带盐地碱蓬Ⅰ以发展花、叶为主,潮上带盐地碱蓬Ⅱ的密集分布以优先发展茎为主,潮上带盐地碱蓬Ⅲ的散生分布以发展枝为主,属于种群发展的稳定阶段。因此,盐地碱蓬通过形态特征及生物量分配特征的调节,以适应潮间带和潮上带的不同生境特征,从而达到种群维持和土壤改良的目的。     

生物炭改良盐碱地研究与应用进展

盐碱地作为21世纪严重威胁粮食产量的农田问题土壤之一,分布广泛,具有极大的开发潜力.生物炭作为高效的新型土壤改良剂,在缓解土壤酸碱障碍、土壤污染治理、碳封存和肥料缓释等方面发挥了重要作用,有力地推动了盐碱地农业的可持续发展.近年来,关于生物炭改良盐碱地的研究和应用备受关注.但由于生物炭来源、结构和组分的复杂性和非均质性,其对盐碱地的改良效果存在极大的不确定,也缺乏关键机制的系统总结和深度探讨,这限制了生物炭技术在盐碱地改良中的进一步推广和应用.通过综合分析生物炭对盐碱地土壤理化性质、养分有效性和生物特征的影响,归纳总结生物炭和改性生物炭对盐碱地的改良效果及其提质增效作用,阐明生物炭在盐碱地改良中存在的可能机制,并对未来研究方向进行了展望,可为进一步研发绿色高效精准的盐碱地生物炭改良技术及其推广应用提供参考.