转基因作物对土壤生物的影响

综述了转基因作物根系分泌物和转基因作物残茬对土壤微生物和土壤动物的影响,主要表现在3方面:(1)对某些微生物和土壤动物有毒害作用;(2)为特定的微生物和土壤生物提供营养;(3)对土壤生物可能产生长期累积影响,但对此尚无定论。     

城市化对南亚热带常绿阔叶林土壤生物群落结构的影响

以广州市城郊梯度上存留的南亚热带常绿阔叶林为对象,量化分析城市化对南亚热带常绿阔叶林土壤微生物和土壤动物群落结构的影响,运用生态?(Eco-exergy)理论方法,量化揭示土壤生物群落生物热力学结构对城市化的综合响应规律。结果显示,城市化对南亚热带常绿阔叶林土壤动物和微生物群落结构影响的方向、速率和机制各不相同,可能的影响主要有土壤含水率、铵态氮、有机质、硝态氮以及草本层生物量等。城市化会降低南亚热带常绿阔叶林土壤微生物群落生物量和生态?,并加剧干、湿季差异;而适度的城市化干扰可增加南亚热带常绿阔叶林土壤动物类群数和生态?,并减少干、湿季的差异。综合而言,广州近郊和城区残留的南亚热带常绿阔叶林土壤生物群落生态?与结构?值均高于远郊区的水平(2.39~2.99倍);南亚热带常绿阔叶土壤生物群落生态?主要由大型土壤动物贡献(64.41%),而中小型土壤动物则是结构?的主要贡献者(50.00%);不考虑生命周期,土壤微生物对于土壤生物群落生态?与结构?值的做贡献较小。生态?理论方法可以综合度量土壤生物群落的自组织程度,但在具体计量中受到权重因子的有限性制约。     

药品和个人护理品(PPCPs)在土壤中的迁移转化和毒性效应研究进展

药品和个人护理品(PPCPs)是一类新型有机污染物,随着生产和使用量的大量增加,越来越多的PPCPs进入土壤,对土壤生态环境和人体健康构成潜在威胁。文章根据现有研究,综述了国内外有关PPCPs在土壤中的吸附、生物降解、迁移、挥发等环境行为的研究进展,并分别评述了PPCPs对土壤生物(包括微生物、动物、植物)和人体的生态毒性效应。有关研究表明,PPCPs主要吸附于高有机质的土壤表层,低有机质亚表层土壤中PPCPs具有极高的迁移潜力;生物降解是PPCPs从土壤中去除的主要途径,受化合物自身结构和土壤理化特性的影响。高浓度PPCPs会对土壤生物(包括土壤微生物、动物和植物)产生急性生理生化甚至遗传毒性效应,最终可通过饮食危害人体健康,而PPCPs残留在土壤中的环境浓度通常较低,对土壤生物及人类极易造成慢性毒性损伤。目前有关土壤环境中PPCPs污染的研究尚处于初级阶段,今后可在真实土壤环境中痕量PPCPs的调查分析、迁移转化规律、生态健康风险及其代谢产物的行为和毒性等方面加强研究,以期为土壤环境中PPCPs生态风险的准确评估提供理论依据。     

抗虫-耐除草剂转基因玉米种植对根际土壤细菌和真菌群落的影响

全生育期种植抗虫基因cry1Ab/cry2Aj和耐除草剂基因G10evo-spsps的转基因玉米及其亲本非转基因玉米,采用定量聚合酶链式反应(PCR)和高通量测序技术,测定玉米拔节期和成熟期根际土壤细菌和真菌群落数量、组成及多样性,研究种植抗虫耐除草剂转基因玉米对根际土壤微生物的影响。结果表明,种植转基因玉米未显著影响根际土壤理化性质、土壤荧光素二乙酸酯水解酶活性、微生物群落丰度及多样性;在门水平上,种植转基因玉米仅显著提高2个生长时期根际土壤细菌放线菌门(Actinobacteria)相对丰度;在属水平上,种植转基因玉米均显著降低2个生长时期根际土壤细菌Candidatus_Nitrososphaera相对丰度;种植转基因玉米未影响真菌门水平相对丰度,但影响根际土壤真菌Fusarium、Staphylotrichum和Lophiostoma属相对丰度。另外,生长时期显著影响根际土壤可溶性有机碳和全氮含量,也显著影响根际土壤细菌群落组成和多样性,但未显著影响根际土壤真菌群落组成和多样性。该研究旨在为转基因作物产业化的自然生态风险管理和控制提供基础数据和理论支撑。     

冬季覆盖作物对潮褐土土壤肥力和微生物学性状的影响

冬季覆盖作物能够提高农田土壤肥力和改善生态环境,通过研究其种植后对华北平原农田土壤理化和微生物学性质的影响,可为该地区推广种植冬季覆盖作物提供数据支持。以冬闲地为对照(CK),选取毛叶苕子(Vicia villosa,Vr)、二月兰(Orychophragmus violaceus,Ov)和冬油菜(Brassica campestris,Bc)3种覆盖作物,通过盆栽试验研究了种植冬季覆盖作物对华北平原典型潮褐土土壤理化性质、微生物生物量和酶活性的影响。结果表明:3种冬季覆盖作物处理生物量由小到大依次为Vr、Bc和Ov。与CK相比,3种冬季覆盖作物均能显著提高土壤含水量,有效磷含量,土壤微生物生物量碳、氮和磷含量(P0.05),且不同程度提高土壤碱性磷酸酶、蔗糖酶和脲酶活性。其中,Ov处理土壤有效磷含量提高幅度最大,为33.3%(P0.05);Bc处理土壤含水量显著提高16.7%,土壤容重显著降低16.8%,土壤微生物生物量碳、微生物生物量氮、微生物生物量磷含量及碱性磷酸酶、蔗糖酶和脲酶活性分别提高30.5%、32.3%、85.4%、11.4%、17.7%和21.7%(P0.05)。综合覆盖作物生物量及覆盖作物对华北平原潮褐土土壤理化性质、微生物生物量含量和酶活性的影响,以冬油菜作为华北平原冬季覆盖作物效果为最佳,二月兰和毛叶苕子次之。     

外来入侵植物化感作用与土壤相互关系研究进展

文章以全球普遍关注的外来植物入侵为背景,综述了外来入侵植物化感物质与土壤化学性质(土壤pH,土壤有机碳和有机质,土壤中的化学元素等)、土壤生物群落(土壤微生物、土壤动物)的关系。并探讨了未来研究需要加强的几个方面,包括将化感作用与野外实际情况相结合研究,更真实的反映田间状况;进一步探讨微生物在化感物质生物变化过程中的作用及其机理;化感物质作为信号物质如何影响微生物代谢,从而影响地上植物;深入研究化感作用与土壤之间的相互关系,为入侵植物生物防治的安全性提供理论指导等方面。     

农田土壤温室气体产生机制及影响因素研究进展

农田土壤通过微生物呼吸、植物根系呼吸和土壤动物呼吸,释放大量温室气体,成为大气中主要温室气体(CO2、CH4和N2O)的重要来源.文章在阐述土壤温室气体产生机制的基础上,着重从土壤生物、土壤理化性质(主要包括温湿度、有机质、pH、Eh、土壤质地等)、水肥管理及耕作措施等角度对农田土壤温室气体释放的影响进行了综述,对土壤温室气体的减排措施进行了总结,并就今后农田土壤温室气体的研究重点和方向进行了展望.     

施肥对落叶松人工林林地土壤肥力的可持续性的影响

以14年生和34年生落叶松人工林为研究对象，对该林分所在的白浆化暗棕壤林地进行施肥试验。设置了9个施肥处理和1个无肥对照，运用土壤生物和养分指标讨论了不同林龄落叶松人工林林地土壤肥力可持续性指数。结果表明：(1)不同施肥处理对土壤肥力可持续性指数影响不同；(2)同一施肥处理对不同林龄的土壤可持续性指数影响也不同；在林木生长最快的幼龄期施肥，提高土壤肥力可持续性指数的效果要明显高于在林木近熟期施肥；(3)施用有机肥有利于提高生物管理指数，单施化肥可增加土壤氮、磷的管理指数；(4)有机肥和化肥混施是提高林地土壤可持续性指数的最好施肥方式。     

土壤微生物对大气CO2浓度升高的响应

土壤微生物是生态系统的重要组成部分，了解它对大气CO2浓度升高的响应，是全面评价大气CO2浓度对陆地生态系统影响的关键。文章主要从土壤微生物呼吸和生物量两个方面总结了大气CO2浓度升高时土壤微生物的反应，结果发现，(1)在目前实验室进行的大多数研究中，随着CO2浓度升高，土壤微生物的呼吸速率加快了。这意味着随着CO2的增多，植物生长加快，进而又使得进入土壤的C质量分数增大；这些额外增加的底物被土壤微生物的代谢活动所利用。(2)土壤微生物生物量则存在着很大的变异性(变异系数为193％)，这可能与植物种类以及生活型的差异有关，也可能是进入土壤的底物的性质改变的结果。但是目前仍有许多问题未能解决，需要加强以下几个方面的研究：对土壤微生物活动有限制作用的植物有机底物在CO2浓度升高时输入量的变化状况，定量分析这一动态变化过程；在生态系统各个水平上土壤微生物的反应；在其他全球变化因子综合作用下，CO2浓度升高对土壤微生物的影响。     

林下植被对土壤微生物群落组成与结构的影响

植被和土壤微生物是生态系统的重要组成部分,研究二者之间的联系对森林经营管理和生态恢复实践具有重要的指导意义.目前相关研究主要集中于乔木层对土壤微生物的影响,林下植被层对土壤微生物的潜在作用常被忽视.本文从林下植被对土壤微生物群落组成与结构的影响及其作用机理两个方面进行总结:(1)林下植被对土壤微生物有重要的影响,其作用结果有正面、负面和没有影响几方面;(2)作用途径为通过分泌物和凋落物归还的质与量等直接影响土壤微生物群落结构和组成,也通过影响土壤微气候环境、土壤营养有效性和p H、改变乔木层和其他土壤微生物类群而间接影响土壤微生物;(3)在林下植被对土壤微生物影响的研究中,试验方法多采用磷酸脂肪酸(PLFA)法,而最新土壤微生物的测定方法(如高通量测序等)应用较少.今后林下植被影响土壤微生物群落的研究重点在于(1)提高土壤微生物测定方法的准确性;(2)扩展研究方向;(3)与应用方面相联系.     

高山草甸冬季凋落物分解过程中土壤动物对微生物群落结构的影响

于2013年11月至2014年4月,采用微生物磷酸脂肪酸(PLFA)分析方法,以川西高山草甸代表物种黄花亚菊(Ajania nubigena)和黑褐苔草(Carex atrofusca)凋落物为研究对象,在雪被形成期、雪被稳定期和雪被融化期研究了凋落物分解过程中土壤动物对微生物群落结构及其多样性的影响.结果表明:(1)整个冬季,土壤动物增加了黄花亚菊凋落物分解过程中微生物总P LFA含量、真菌PLFA含量以及细菌PLFA含量,提高了其真菌/细菌比例,减少了黑褐苔草中微生物总PLFA含量、真菌PLFA含量以及细菌PLFA含量,降低了其真菌/细菌比例;(2)在雪被形成期,黄花亚菊凋落物中土壤动物显著增加了真菌表征脂肪酸18:2ω6,9c的含量,但降低了细菌表征脂肪酸16:0、16:1ω9c、18:1ω7c的含量.黑褐苔草凋落物中土壤动物显著增加了细菌表征脂肪酸18:1ω7c的含量,但降低了真菌表征脂肪酸18:2ω6,9c的含量.雪被融化期,土壤动物显著增加了黑褐苔草凋落物中细菌表征脂肪酸16:1ω9c的含量,降低了细菌表征脂肪酸a15:0和微真核生物表征脂肪酸18:3和20:4的含量;(3)土壤动物对凋落物中微生物多样性的影响主要在雪被融化期,增加了黄花亚菊凋落物中微生物多样性、均匀性、丰富度和优势度指数,降低了黑褐苔草凋落物中微生物多样性和均匀性指数,增加了黑褐苔草凋落物中微生物丰富度和优势度指数.这些结果表明,冬季恶劣环境条件下高山草甸土壤动物仍然对微生物的数量、群落结构和多样性具有显著的影响.     

转Bt基因抗虫棉对土壤微生物群落生物多样性的影响

设置非转基因抗虫棉棉田以及分别种植7和10 a转Bt基因抗虫棉的棉田3个处理,于2007--2008年棉花苗期、蕾期、花铃期和吐絮期采样测定了土壤中5个微生物种类的数量,以监测长期种植转Bt基因抗虫棉对土壤微生物群落生物多样性的影响.结果表明,3种类型棉田土壤细菌、真菌、固氮菌、反硝化细菌、亚硝化细菌数量以及微生物多样性指数在整个棉花生长期内变化趋势基本一致,其中,在棉花蕾期各种微生物数量达到高峰.与种植非转基因抗虫棉相比,不同种植年限转Bt基因抗虫棉对土壤细菌、真菌、固氮菌、反硝化细菌、亚硝化细菌数量和微生物多样性指数都无显著影响,但随着采样时间的不同,3种类型棉田土壤各类微生物数量和多样性指数都呈明显季节变化.     

抗旱和耐盐碱转基因棉花对土壤线虫群落的影响

土壤线虫作为土壤质量的重要指标,已成为转基因作物环境安全性评价的重要内容之一。于2014和2015年,以抗旱转基因棉花013011和耐盐碱转基因棉花013018为对象,研究2种抗逆转基因棉花对棉田土壤线虫群落结构的影响。结果表明,在所有处理中共鉴定出土壤线虫34属,其中,食细菌线虫13属,食真菌线虫3属,捕食性线虫9属,植食性线虫9属,其中优势属均为头叶属(Cephalobus)、真头叶属(Eucephalobus)和螺旋属(Helicotylenchus)。与各自受体对照相比,除了抗旱转基因棉花013011土壤线虫的属丰富度显著降低(P0.05)、食细菌线虫丰度显著增加(P0.05)外,各处理其他生态学指标和营养类群并不受性状因素的影响。耐盐碱转基因棉013018及其受体对照棉Q处理棉田土壤线虫总丰度,食细菌线虫丰度、捕食杂食性线虫丰度在不同采样时间之间均存在显著或极显著差异。抗旱转基因棉013011及其受体棉TH2处理棉田土壤线虫通路指数、成熟度指数和植食性线虫指数在不同采样时间之间存在极显著差异。抗旱和耐盐碱转基因棉田与对照田相比,中杆属(Mesorhabditis)和桑尼属(Thornia)个别稀有属土壤线虫相对丰度发生显著变化,而优势属土壤线虫相对丰度无显著变化。     

马尾松人工林林窗内土壤动物对凋落物微生物生物量的影响

选择长江上游人工采伐形成的7种不同大小的马尾松人工林林窗(G1:100 m~2;G2:225 m~2;G3:400 m~2;G4:625 m~2;G5:900 m~2;G6:1 225 m~2;G7:1 600 m~2),探讨不同林窗大小、位置和凋落物分解时间下土壤动物对凋落物微生物生物量的影响.结果显示:中等林窗(G4和G5)内,土壤动物显著影响了凋落物的微生物生物量氮(MBN)(P0.05),MBN分别增加了28.16%和26.18%.同时,林窗边缘的土壤动物使凋落物的MBN增加了29.06%(P0.05).此外,分解30 d,土壤动物使凋落物的MBN增加了26.52%(P0.05);分解90 d,土壤动物使凋落物中微生物生物量碳(MBC)显著增加了49.10%(P0.05);但在180 d时,土壤动物显著降低了MBC(P0.05).这些结果说明,在马尾松人工林林窗内马尾松凋落物分解初期,土壤动物对微生物生物量的增加有一定的促进作用,但其作用大小受到林窗大小、林窗位置和凋落物分解时间的影响而表现出一定的差异.     

土壤动物对三江平原典型毛果苔草湿地枯落物分解的影响

采用尼龙网分解袋法，从枯落物的分解量、组分含量和分解残留物的热能值3方面，研究了土壤动物对三江平原毛果苔草（Carex lasiocarpa）湿地枯落物分解的影响。结果表明，土壤动物加速了枯落物的分解，大中型土壤动物的分解作用大于小型土壤动物；土壤动物增加了枯落物中腐殖酸、纤维素和木质素等物质含量以及C／N比值的变化幅度，促进了枯落物组分的释放；土壤动物影响枯落物分解过程中的能量流动；但土壤动物并未影响枯落物分解的总体变化趋势，土壤动物对枯落物分解不起决定性作用。     

基因污染与生态环境安全

论述了基因污染可能对生态环境安全造成的影响。转基因作物有可能污染天然物种的基因库；有可能破坏传统农作物品种的遗传多样性，加速作物种植品种的单一化及基因资源的流失；使抗除草剂作物的基因向野生或半野生植物漂移的可能性加大，有可能创造出“超级杂草”；带有病毒型转基因作物的基因重组，有可能创造出新的植物病毒，导致新的病害；BT转基因抗虫作物分泌的毒素，在食物链中传递，很难加以控制，对非目标生物造成危害，并最终破坏自然生态系统的平衡。文章还从不同角度分析了基因污染的严重性。     

长期种植紫花苜蓿对复垦土壤碳氮磷养分转化的影响

为研究长期种植紫花苜蓿对复垦土壤质量改善和生物改土的效果,以种植作物地和撂荒地为对照,分析建筑复垦地多年种植紫花苜蓿土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)和全磷(TP)含量的化学计量特征变化。结果表明,长期种植紫花苜蓿显著降低土壤电导率(EC),对表层土壤保水效果较好,显著提升土壤有效养分含量(P<0.05);与作物地和撂荒地相比,苜蓿地土壤SOC和TN含量显著提高(P<0.05),但0～20 cm土壤TP含量显著低于作物地。3种土地利用类型0～20 cm土壤化学计量差异显著,苜蓿地土壤C/N显著低于作物地和撂荒地(P<0.05),而土壤C/P和N/P则表现为苜蓿地显著高于作物地和撂荒地(P<0.05)。种植紫花苜蓿有助于提升土壤有机碳氮活性组分,0～20 cm土层苜蓿地颗粒有机碳(POC)、易氧化有机碳(ROC)和微生物生物量碳(MBC)含量较作物地分别提高88.38%、17.24%和39.16%(P<0.05),苜蓿地颗粒有机氮(PON)、微生物生物量氮(MBN)和酸解有机氮组分含量最高,PON和MBN比作物地显著提高135.29%和17.39%,较撂荒地...     

转基因作物对鱼类的生态毒理效应研究综述

转基因作物潜在的健康和环境风险一直以来颇受争议,转基因作物加工成动物饲料后可能会诱导动物产生免疫应激反应,影响动物的生长发育、繁殖等。鱼类是水生脊椎动物的代表,已广泛应用于水环境的监测,但目前转基因作物对鱼类的饲用安全性研究还相对较少。文章基于转基因作物作为鱼饲料原料对鱼类生态毒理学效应的研究现状,综述了转基因作物对鱼的生长表现、生理生化、脏器功能及发育、组织病理以及行为活动等方面的生态毒理学效应,分析了当前研究中存在的问题,并对今后的研究趋势进行了探讨。     

有机肥料对杉木根际土壤生化性质的影响

施用不同有机肥料对杉木幼林根际土壤生物化学性质的影响的研究结果表明，施有机肥料有如下的作用：（１）在很大程度上增加了杉木根际土壤三大类微生物数量．其中以牛栏肥和绿肥混施效果最好，施绿肥又比施牛栏肥效果好，并且施用有机肥料能提高微生物中细菌所占的比例；（２）能增加氨化细菌、硝化细菌、纤维素分解菌和芳香族化合物分解菌的数量，其中氨化细菌提高幅度最大，并以混合施用最好，纤维素分解菌则以单施绿肥最高，芳香族化合物分解菌则以施牛栏肥最高；（３）提高了土壤酶活性，过氧化氢酶、脲酶、磷酸酶和蛋白酶的活性为：混合施用＞施牛栏肥＞施绿肥＞不施肥；（４）不同程度地降低了杉木根际土壤多酚氧化酶的活性．     

转基因作物对鱼类的生态毒理效应研究综述

转基因作物潜在的健康和环境风险一直以来颇受争议,转基因作物加工成动物饲料后可能会诱导动物产生免疫应激反应,影响动物的生长发育、繁殖等。鱼类是水生脊椎动物的代表,已广泛应用于水环境的监测,但目前转基因作物对鱼类的饲用安全性研究还相对较少。文章基于转基因作物作为鱼饲料原料对鱼类生态毒理学效应的研究现状,综述了转基因作物对鱼的生长表现、生理生化、脏器功能及发育、组织病理以及行为活动等方面的生态毒理学效应,分析了当前研究中存在的问题,并对今后的研究趋势进行了探讨。