黄土高原土壤细菌和真菌群落结构及其多样性对菌糠有机肥响应机制研究

为了明确黄土高原农田土壤细菌群落和真菌群落对菌糠有机肥的响应机制,基于高通量测序技术,分析了施用菌糠有机肥和施用化肥(对照)后土壤细菌和真菌群落物种组成、多样性指数、群落结构差异及其主要分异作用的微生物.结果表明,土壤细菌和真菌群落对外源养分的响应机制不同.添加菌糠有机肥改变了土壤细菌菌群的结构,厚壁菌门、奇古菌门相对...     

黄土高原土壤中细菌群落结构多样性的PCR-DGGE分析

利用细菌通用引物,对从黄土高原5个地区土壤样品以及西峰剖面26个土壤样品中提取的总DNA进行聚合酶链式反应(PCR)扩增,采用变性梯度凝胶电泳(DGGE)技术对PCR产物进行分析,以揭示黄土高原土壤中细菌群落结构的多样性.针对黄土高原土壤微生物特点进行DGGE试验条件优化,获得最佳变性梯度为40%～70%,最佳电泳时间为17 h(100 V).对不同深度土壤细菌DGGE图谱的聚类分析表明,不同深度土壤细菌呈现2种不同的群落结构,推测其成因可能与季风性气候引起的温湿环境变化及冰期有关.在夏季风加强而冬季风减弱的时期,气候温暖潮湿,风化成壤作用强烈,在DGGE图谱中表现为土壤样品条带多而密;反之,风化成壤作用较弱,在DGGE图谱中表现为条带少而疏.对洛川、西峰等5个地区土壤细菌Shannon-Weiner指数的测定结果表明,Shannon-Weiner指数受条带亮度及迁移率的影响.     

稀土矿区不同土地利用类型土壤细菌群落特征及网络分析

为了探明离子型稀土矿区不同土地利用类型土壤细菌多样性及群落结构差异,该研究选择了龙南足洞矿区周边水稻田、蔬菜地、果园、玉米地、草地、林地、裸地（对照组）7种土地利用类型,测量土壤理化性质和重金属含量,利用16S r RNA Illumina高通量测序技术和分子生态网络方法,分析不同生境细菌群落组成和物种互作关系。结果表明,草地、林地、裸地有效磷含量低,土壤Cd、Pb、As、Mn、Zn等重金属含量超过背景值,内梅罗综合污染指数排序为草地>林地>果园>水稻田>裸地>蔬菜地>玉米地。Chao1指数排序为玉米地>蔬菜地>水稻田>果园>草地>林地>裸地;相较裸地,耕地、植被类土壤变形菌门（Proteobacteria）丰度大幅下降,而酸酐菌门（Acidobacteria）、硝化螺旋菌门（Nitrospirae）丰度升高;劳尔氏菌属（Ralstonia）丰度显著下降,产黄杆菌属（Rhodanobacter）、慢生根瘤菌属（Bradyrhizobium）和Kaistobacter等细菌丰度显著上升。耕地土壤中硫杆菌属（Thiob...     

滇东南亚热带土壤细菌群落对植被垂直带变化的响应

为探究南亚热带森林土壤细菌群落的变化特征及其与环境因子的耦合机制,沿海拔自下而上选取滇东南文山国家级自然保护区亚热带季风常绿阔叶林（E1）、半湿润常绿阔叶林（E2）、中山湿性常绿阔叶林（E3）3种典型森林类型为研究对象,采用Illumina高通量测序技术研究土壤细菌群落组成、结构和多样性对植被垂直带变化的响应规律,以及它们与环境因子之间的关系。研究发现,（1）环境因子沿植被垂直带变化显著（P<0.05）。E3植被带的凋落物厚度、Simpson指数、土壤含水量、有机质、氮、磷、钾含量较E1和E2显著增加,而植物的Margalef指数、Shannon指数、Pielou指数、土壤密度、pH、温度较E1和E2显著减少,其平均增幅和降幅分别3倍和1.5倍。（2）酸杆菌门、变形菌门、放线菌门等细菌优势菌群的相对丰度沿植被垂直带和土层变化差异显著（P<0.05）;次优势菌门变形菌、放线菌在E3植被带的相对丰度显著高于E1和E2(P<0.05),而酸杆菌门相对丰度略低于其他两个植被带（P>0.05）;变形菌与放线菌主要富集于土壤表层（0—10 cm）、酸杆菌富集在中层（10—3...     

芦芽山不同海拔灌丛土壤细菌群落组成和多样性研究

揭示土壤细菌群落组成和多样性海拔格局及其驱动因素一直是生态环境研究的热点问题。以芦芽山灌丛土壤细菌群落为研究对象,沿海拔梯度分别在高海拔（2 668-2 689 m）、中海拔（1 835-1 855 m）和低海拔（1 368-1 392 m）选取鬼箭锦鸡儿灌丛、中国沙棘灌丛和黄刺玫灌丛进行植被调查和土壤取样,利用Illumina MiSeq测序技术对3个不同海拔段土壤细菌群落特征进行分析。研究结果表明,变形菌门（Proteobacteria）、放线菌门（Actinobacteria）、绿弯菌门（Chloroflexi）、酸杆菌门（Acidobacteria）、拟杆菌门（Bacteroidetes）、芽单胞菌门（Gemmatimonadetes）是灌丛样地土壤细菌优势类群。随着海拔的升高,变形菌门的相对丰度逐渐增加,而放线菌门的相对丰度却逐渐减少,土壤细菌群落多样性整体上呈现先上升后下降的趋势。线性判别分析（LEfSe）分析表明低海拔样地和高海拔样地土壤细菌群落具有较多的显著差异物种（P<0.05）,在组成上表现出一定的特有性,而中海拔样地的特有性相对较低,但多样性相对较高。相关性...     

基于16S rDNA-DGGE和FDC技术对富营养化湖泊不同生态修复工程区细菌群落结构的研究

于2005年10月在太湖梅梁湾水体生态修复工程区中采集不同生物净化区水样,直接提取水样中的总DNA,以细菌16SrDNA通用引物进行V3区PCR扩增,PCR产物经DGGE(变性凝胶梯度电泳)分离后,获得水体细菌群落的16S rDNA指纹图谱;并运用FDC(表面荧光直接计数)方法对不同生物净化区的细菌丰度进行了测定.结果表明,随着净化处理程度的增加,细菌群落多样性呈现上升趋势,DGGE条带从未实施生态修复的梅梁湾中的13条上升到沉水植物恢复区的25条;细菌数量的变化则呈现显著下降趋势,由工程区外围(重富营养区)的5.36×106cells/mL下降到生态修复区的2.06×106cells/mL.生态修复工程的实施改善了水体的生境条件,提高了水体的自净能力,促进了细菌多样性的恢复.图6表1参40     

基于高通量测序的工业园区地下水和土壤细菌群落结构比较研究

为探究工业园区地下水和土壤细菌群落结构、多样性变化特征,采用高通量测序技术对地下水和土壤细菌16S r RNA基因高变区域进行序列测定。通过对Alpha多样性、物种组成、丰度和群落结构的分析,比较地下水和土壤细菌群落结构的异同。Alpha多样性的比较结果表明,土壤细菌群落多样性和丰富度明显高于地下水,地下水细菌群落多样性指数反映出地下水已受到周边污染源的影响。物种注释结果表明,地下水样品共检出48个细菌门,土壤样品共检出50个细菌门。变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)和厚壁菌门(Firmicutes)是地下水细菌群落的优势类群,共占93.54%,且该工业园区地下水细菌群落呈现出典型的淡水种群特征;土壤中优势细菌门为Proteobacteria、放线菌门(Actinobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、Firmicutes和芽单胞菌门(Gemmatimonadetes),共占85.21%。由于地下水和土壤两者的生态系统和理化环境的差异,致使Actinobacteria、Acidobacteria、绿弯菌门(Chloroflexi)、硝化螺旋菌门(Nitrospirae)、α-变形菌纲(Alphaproteobacteria)、δ-变形菌纲(Deltaproteobacteria)和Gemmatimonadetes占比在地下水和土壤细菌群落间差异显著,同时使地下水和土壤细菌群落各含有一些特有的优势细菌属(地下水2个,土壤4个)。基于高通量测序技术对工业园区样品的测序结果可以为地下水和土壤环境的生态评价提供方法依据。     

富砷湖滨湿地底泥细菌群落结构及多样性对水位变化的响应

为探究富砷底质下高原湖滨湿地底泥微生物群落对水位变化的响应特征,本研究以室内模拟实验的方式,探讨不同水位条件对富砷湖滨湿地底泥细菌群落结构及多样性的影响.结果 表明,细菌丰度、多样性与水位高低具有显著相关性,细菌丰度由多到少排序为:高水位＞中水位＞无水位,即水位越高,细菌丰度越高,细菌群落多样性则表现为高水位条件下较高...     

黄土高原4种乡土牧草群落的α多样性

以群落最小面积为取样单位，调查了白羊草、达乌里胡枝子、无芒隐子草和冰草4种群落的生态学基本特征，确定α多样性的13个指数．结果表明：Margalef与Menhiniek指数及PieLou与Heip指数之间相关性显著．进一步分析发现，本地区4个群落多样性按照大小排序分两类：一类是Menhiniek、PIE、Heip指数等，由大到小依次为冰草、无芒隐子草、达乌里胡枝子和白羊草群落，与各群落在演替中的顺序相同；另一类是Fisher指数和物种总数，排序在达乌里胡枝子和白羊草群落发生了变化．结合其他生态学特征可以得出以下结论：造成白羊草、达鸟里胡枝子群落生物量大，建群种在群落中优势明显这一现象的原因是其凭借较强的竞争能力优先占有生态化，使伴生种和稀有种的发展受到约束从而生长困难，致使有限的资源可集中利用．表明在生境恶劣的黄土高原，竞争能力决定物种对生态位的占有程度．图3表5参35     

太湖梅梁湾附生细菌和游离细菌群落结构分析

细菌是浮游藻类群落结构重要的生物调节因子之一.采用PCR-DGGE技术研究太湖梅梁湾水域的菌群结构,主要分析水华发展阶段和暴发阶段该水域附生细菌和游离细菌的群落结构,以获得富营养化水体更丰富的微生态信息,探讨附生细菌和游离细菌在水华过程中可能具有的重要生态功能.结果表明,附生菌群结构简单,具有较高的时空稳定性,是水华发展阶段的优势菌群,其优势种群主要为α-proteobacteria和γ-proteobacteria;比较而言,游离菌群具有明显的时间差异性,水华发展阶段的种群多样性非常低,水华暴发阶段的则相当高,从而成为这一时期的优势菌群,以Actinobacteria和α-proteobacteria为主.此外,在水华发展与暴发阶段均发现淡水水体中较为罕见的SAR11种群,且这类细菌在附生菌群和游离菌群中均可检测到.     

Ecosystem development and natural succession in surface coal mine reclamation

Biotic and abiotic factors involved in surface coal mine reclamation were evaluated on 81 mine sites in Mercer County, Pennsylvania, USA. Soil moisture and organic content were the two most important factors in determining the establishment and growth of vegetation on mined lands. Soil bacteria and fungi populations were also related to these soil conditions, and soil micro-organisms were important in the decomposition of organic materials as well as factors in the rate and type of natural succession occurring on these lands. The succession of native plant species increases the density and stability of plant communities on mined lands. The importance of natural succession in mined-land reclamation and the use of these lands by wildlife is discussed.Supported by Grant-In-Aid, Natural Geographic Society.     

淮北临涣煤矿塌陷水域叶绿素a与相关因子分析

根据淮北临涣煤矿塌陷水域3个季节叶绿素a(Chl.a)及相关指标的监测数据,分析了叶绿素a含量的时空分布特征,讨论Chl.a与其他因子的相关关系.研究结果表明,临涣煤矿塌陷水域Chl.a的浓度均值特征为夏季较高21.5 mg·m-3,秋季11.8 mg·m-3,冬季10.0 mg·m-3.由于浮游植物生物量的高低、动物活动季节差异、补给水源入口、取水口位置、局部水深差异大等原因,研究水域夏季呈现西高东低、秋季四周高中间较低、冬季西高东低等空间分布差异性.相关性分析显示,Chl.a与水温、溶解氧、化学需氧量呈极显著正相关,与透明度、氨氮、硝酸盐氮、溶解性磷酸盐呈极显著负相关,与总磷显著负相关,与p H、总氮、氮磷比无显著相关关系;水温、氨氮、硝酸盐氮、总磷、溶解性磷酸盐可能是浮游植物生长的限制因子,溶解氧、化学需氧量、透明度是Chl.a的被动因子;研究水域已达到轻度富营养化水平,Chl.a浓度能够较好地反映该煤矿塌陷水域的富营养水平.     

Evaluating the eco-environment benefit of land reclamation in the dump of an opencast coal mine

Land reclamation significantly affects the ecological and environmental conditions of mining areas. However, quantifying the exact effects is difficult because of the lack of reliable data. The estimation of eco-environment benefit contributes to clarify the ecological and environmental changes caused by land reclamation and to provide useful information for policy-makers concerned with sustainable development. The aim of this study is to investigate variations in eco-environment benefit in response to land use changes during land reclamation. The West dump, one of the earliest regions to implement ecological restoration in Liaoning Province, is selected as the study area. The widely used methods for eco-environment benefits based on the land use change were proposed and applied to the West dump in 2004, 2009, and 2014. The total eco-environment benefits in study areas were 0.98 million dollars in 2004, 1.39 million dollars in 2009, and 1.43 million dollars in 2014, with an increase of 0.41 million dollars from 2004 to 2009 mainly because of the increasing areas of artificial woodland and reclaimed cropland. The combined eco-environment benefits of artificial woodland, improved grassland, and reclaimed cropland were over 90% of the total benefits. Soil formation and protection, biodiversity protection, and gas regulation were the top three functions with high eco-environment benefits, contributing about half of the total eco-environment benefits. The results suggest that future studies estimating eco-environment benefits should pay more attention to ecosystems in fragile ecological regions where various human interferences happen frequently. All of the abovementioned results made the techniques of estimation of the eco-environment benefit of land reclamation are more meaningful in guiding the future exploitation and reclamation of mining areas.     

黄土高原陆地表层最大可能蒸散量的变化特征

基于黄土高原1961—2008年月平均气温、最高气温、最低气温、相对湿度、降水量、风速和日照百分率等气候要素资料,应用修订的Penman-Monteith（P-M）模型计算了最大可能蒸散量,分析其时空分布、异常分布特征和次区域时间演变特征。结果表明：1961—2008年间,黄土高原最大可能蒸散量多年平均在400~800 mm之间,大部分区域650~750 mm之间。一致性异常分布是黄土高原最大可能蒸散量的最主要空间模态。黄土高原最大可能蒸散量的异常空间分布可分为以下3个关键区：高原西北部区、高原东北部区和高原东南部区。高原西北部区域最大可能蒸散量呈显著增加趋势,且发生了突变现象;高原东北部区域最大可能蒸散量呈显著下降的趋势,也发生了突变;而高原东南部区域下降趋势不显著,未发生突变。黄土高原最大可能蒸散量的3个空间分区中,3 a的周期振荡表现得比较显著。     

黄土高原陆地表层最大可能蒸散量的变化特征

基于黄土高原1961—2008年月平均气温、最高气温、最低气温、相对湿度、降水量、风速和日照百分率等气候要素资料,应用修订的Penman-Monteith(P-M)模型计算了最大可能蒸散量,分析其时空分布、异常分布特征和次区域时间演变特征。结果表明:1961—2008年间,黄土高原最大可能蒸散量多年平均在400~800 mm之间,大部分区域650~750 mm之间。一致性异常分布是黄土高原最大可能蒸散量的最主要空间模态。黄土高原最大可能蒸散量的异常空间分布可分为以下3个关键区:高原西北部区、高原东北部区和高原东南部区。高原西北部区域最大可能蒸散量呈显著增加趋势,且发生了突变现象;高原东北部区域最大可能蒸散量呈显著下降的趋势,也发生了突变;而高原东南部区域下降趋势不显著,未发生突变。黄土高原最大可能蒸散量的3个空间分区中,3 a的周期振荡表现得比较显著。     

宁南黄土高原不同土地利用模式对土壤的影响研究

宁南黄土高原采取退耕、还林、还草措施5年后,区域局部生态环境发生了较大变化。文章针对退耕后的典型土地利用方式,阐述了自然撂荒坡地、柠条(CaraganakorshinskiiKom.)灌木林地、坡耕地产生的土壤水热、养分效应,其结果对减少宁南黄土高原土壤养分流失、提高土地生产力和合理农业布局具有重要的意义。利用径流小区试验方法,研究结果表明:不同土地利用方式下土壤储水量的变化为单峰型,与雨量峰值相比,对应储水量略有滞后现象。土壤储水量整体表现为农耕地>自然荒坡>柠条林地。受植被类型影响,坡面土层温度为荒坡草地>柠条林地>农地。随坡度增加,自然荒坡土壤有机质有降低的趋势,相同坡度下(25°)自然荒坡土壤有机质平均为12.76g/kg,是农耕地、柠条林地的1.2倍和1.94倍。在3种土地利用方式下,全磷含量没有明显差异,坡耕地土壤速效磷、速效钾含量较高,柠条林地和自然荒坡速效磷、速效钾含量没有明显差异。不同土地利用方式下,Ca-P(钙结合态的磷酸盐)占无机磷总量的比例,达29.6%～59.07%,O-P(闭蓄态磷酸盐)最少,仅占4.73%～22.45%。土壤过氧化氢酶、与土壤全氮、有机质、碱解氮呈显著正相关。     

黄土高原沟坡地土地生产力评价的指标体系与评价方法

通过对渭北黄土高原地区沟坡地土壤理化性质的分析和对当地社会经济状况的调查研究,应用层次分析法对沟坡地土地自然生产力和现实生产力进行了分析和评价.在分析过程中,把当地主要造林树种根系垂直分布特征及其根系抗旱性特性纳入了分析评价体系.结果表明,嘴头村和西坡村不同树种沟坡地上刺槐(Robinia pseudoacacia)的自然生产力属于中等稍微偏上水平,而山杏(Prunus armeniacia var. ansu)、油松(Pinus tabulaeformis)和侧柏(Platycladus orientalis)的自然生产力水平则较低.两地沟坡地上的现实生产力计算结果则证明刺槐和山杏两个树种表现出了较高的水平,具有较好的发展前途;而油松和侧柏的现实生产力水平则较低,其发展推广受到了限制.群众对沟坡开发治理的态度和对开发方案的认可对沟坡开发的成功起到了重要作用.     

Soil and plant characteristics as determining factors in site selection for surface coal mine reclamation

Four vegetative associations occur on surface mines located in Mercer County, Pennsylvania. Seventeen different species of grasses and legumes and 30 different species of trees and shrubs were evaluated for their ability to become established and control erosion on surface mines. The amount of organic matter and soil moisture are the principle factors regulating the establishment of vegetative cover on surface mines. Those species possessing a fibrous root system are better able to adapt for erosion control than tap rooted species. Likewise, shrubs such as bristley locust (Robina hispida) and Silver Bush or Autumn Olive (Elaeagnus umbellata) that will produce shoots when a root becomes exposed due to erosion are better adapted for erosion control than other species. The methods and species utilized during reclamation will determine, at least in part, the future use of the land and should establish conditions for natural succession to occur.This study was supported by funds from the National Geographical Society and the Office of Water Resources, U.S. Department of Interior.     

晋西黄土区封禁流域植被群落组成及物种多样性变化

以晋西黄土区蔡家川封禁26年的小流域为研究对象,采用样线调查技术,对其植被群落特征进行了调查.结合1996年的调查资料,对6种生境类型在不同封育年限条件下群落的物种组成变化进行了对比分析,并运用物种多样性指数、均匀度指数以及生态优势度对调查区域群落物种多样性进行了分析.结果表明:随着封育年限的增加,乔木树种的比例有所上升,灌木的比例有所下降,群落中乔灌木物种更为均衡;研究区域群落整体上物种多样性指数、均匀度指数均有显著提高,生态优势度有所下降,群落朝着更为丰富、均匀、稳定的方向发展.     

Land reclamation and strip-mined coal production in appalachia

This study quantifies the short-run impacts of reclamation on strip mining costs, coal prices, production, and employment in Appalachia. A process analysis model is developed and used to estimate short-run strip-mined coal supply functions under conditions of alternative reclamation requirements. Then, an econometric model is developed and used to estimate coal demand relations. Our results show that full reclamation has rather minor impacts. In 1972, full reclamation would have increased strip-mined coal production costs an average of $0.35 per ton, reduced strip-mined coal production by 10 million tons, and cost approximately 1600 jobs in Appalachia.