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Decay stages and meteorological factors affect microbial community during leaf litter in situ decomposition

Soil Ecology Letters 2023年第3期5卷 61-73页

作者： Haixin Zhang Yimei Huang Shaoshan An quanchao zeng Baorong Wang Xuejuan Bai Qian Huang Key Laboratory of Plant Nutrition and the Agri-environment in Northwest China Ministry of AgricultureCollege of Natural Resources and EnvironmentNorthwest A&F UniversityYangling 712100China State Key Laboratory of Soil Erosion and Dryland Farming on the Loess Plateau Institute of Soil and Water ConservationNorthwest A&F UniversityYangling712100China Huazhong Agricultural University College of Resources&EnvironmentWuhan 430070China State Key Laboratory of Soil Erosion and Dryland Farming on the Loess Plateau Institute of Soil and Water ConservationChinese Academy of Sciences andMinistry of Water ResourcesYangling 712100China

Litter microorganisms play a crucial role in the biological decomposition in forest ecosystems;however,the coupling effect of meteorological and substrate changes on it during the different stages of leaf decomposition in situ remains unclear.Hence,according to meteorological factors dynamics,a one-year field litter of Quercus wutaishanica in situ decomposition experiment was designed for four decay stages in a warm temperate forest.Microbial community composition was characterized using Illumina sequencing of fungal ITS and bacterial 16S genes.Bacterial(6.6)and fungal(3.6)Shannon indexes were the largest after 125 days’litter decomposition(October).The relative abundance of Acidobacteria after 342 days and Bacteroidetes after 125 days were 3 and 24 times higher than after 31 days,respectively.Some non-dominant species(bacteria:Firmicutes,Planctomycotes,and Verrucomicrobia;fungi:Chytridiomycota and Glomeromomycota)may be absent or present at different decomposition stages due to litter properties or meteorological factors.Chemoheterotrophy and aerobic-chemoheterotrophy were the dominant bacterial functional groups,and the dominant fungal functional groups were saprotrophs,pathotrophs,and symbiotrophs.Precipitation and relative humidity significantly affected bacteria.Temperature,sunlight intensity,and net radiation significantly affected fungi.Besides,among the relative contributions of changes in bacterial and fungal community structure,leaf litter properties alone explained the variation of 5.51%and 10.63%.Microbial diversity and decay stage directly affected the litter mass-loss rate,with meteorological factors(precipitation,relative humidity,air temperature,and sunlight intensity)being indirect.Our findings highlight the importance of microbial diversity for leaf litter decomposition and the influence of meteorological factors.

关键词： leaf litter decomposition microbial community composition meteorological factors Loess Plateau Quercus wutaishanica

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Nutrients of green and senesced leaves of a Robinia pseudoacacia plantation along a latitudinal gradient on the Loess Plateau,China

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Journal of Forestry Research 2021年第6期32卷 2499-2506页

作者： quanchao zeng Yang Liu Jiajia Yang Yanan Chen Lusha Ma Shaoshan An College of Resources and Environment Huazhong Agricultural UniversityWuhan430070People’s Republic of China State Key Laboratory of Soil Erosion and Dryland Farming On the Loess Plateau Northwest A&F UniversityYangling712100ShaanxiPeople’s Republic of China

Plantations have been widely established to improve ecosystem services and functioning.Black locust,Robinia pseudoacacia L.is a common,widely planted species to control soil erosion on the Loess Plateau.Previous studies have focused on economic values but the interactions between soil and plant carbon(C),nitrogen(N)and phosphorus(P)remain unknown.Investigating variations of soil,green and senesced leaf C,N and P levels in R.pseudoacacia along a latitudinal gradient is useful to understanding its ecological functions.The results show that soil C,N and senesced leaf N and P significantly decreased with an increase in latitude,but there were no significant changes in the senesced leaf C and soil P.The resorption efficiency of N was related with latitude and soil N levels,and the relation between green leaf N and soil N was significant.These relations suggest that soil N was the key in affecting green leaf N levels.At higher latitudes,senesced leaves had lower N levels associated with higher N resorption efficiency to maintain a stable N content in green leaves.With a decrease of soil N,R.pseudoacacia can enhance N resorption efficiency to meet the demand of growth.Thus,it is an important species for reforestation,especially in nutrient-poor environments.

关键词： Green leaves Senesced leaves Resorption efficiency Robinia pseudoacacia Loess plateau Vegetation restoration

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宁南山区典型植物根系分解特征及其对土壤养分的影响

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生态学报 2019年第8期39卷 2741-2751页

作者：杨轩李娅芸安韶山曾全超西北农林科技大学资源环境学院杨凌712100 西北农林科技大学黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室杨凌712100

根系分解是陆地生态系统碳和养分循环的重要地下生态过程,研究宁南山区典型植物根系分解特征及其对土壤养分的影响,能够丰富和完善陆地生态系统的物质和能量循环机制,为我国黄土高原植被恢复过程中植物与土壤之间的养分循环提供依据。连... 详细信息

根系分解是陆地生态系统碳和养分循环的重要地下生态过程,研究宁南山区典型植物根系分解特征及其对土壤养分的影响,能够丰富和完善陆地生态系统的物质和能量循环机制,为我国黄土高原植被恢复过程中植物与土壤之间的养分循环提供依据。连续2年研究了宁南山区3种典型植物(长芒草、铁杆蒿和百里香)根系的分解特征及其对土壤养分的影响。结果表明,长芒草、铁杆蒿和百里香根系年分解指数(K)分别0.00891、0.01128、0.01408,分解速率依次表现为百里香>铁杆蒿>长芒草。分解16个月后3种典型植物根系释放大量养分,其中碳的释放量在57.05—124.39 g/kg;氮的释放量在0.12—0.47 g/kg。3种典型植物根系对土壤养分的影响主要表现为:试验结束时,0—5 cm表层土壤有机碳含量提高了0.17—0.35 g/kg,5—20 cm土层土壤有机碳含量提高了0.26—0.35 g/kg。相关性分析可知,植物根系养分释放量与土壤养分含量之间存在一定的负相关关系,当土壤养分含量较低时,根系会增加养分释放量进行补充。由此可知,根系分解提高了土壤养分含量,有效的促进了养分在根系-土壤中的循环。

关键词：宁南山区根系分解养分释放土壤养分

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黄土高原土壤团聚体稳定性及抗蚀性能力经度变化特征

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生态学报 2020年第6期40卷 2039-2048页

作者：李程程曾全超贾培龙安韶山西北农林科技大学水土保持研究所杨凌712100 西北农林科技大学黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室杨凌712100

分析与探讨了黄土高原地区的土壤理化性质和土壤团聚体稳定性随经度的变化特征,为其植被恢复及利用提供有力的理论支持和依据。采用常规的化学分析方法测定土壤的理化性质,并用干筛与湿筛法结合测定土壤各级团粒含量。结果表明,随着经... 详细信息

分析与探讨了黄土高原地区的土壤理化性质和土壤团聚体稳定性随经度的变化特征,为其植被恢复及利用提供有力的理论支持和依据。采用常规的化学分析方法测定土壤的理化性质,并用干筛与湿筛法结合测定土壤各级团粒含量。结果表明,随着经度的升高,黄土高原地区的土壤有机碳和全氮含量都呈增加趋势,其中定西的含量都是最低的,该地植物以灌木(柠条)为主;全磷含量变化不明显。通过计算土壤团聚体的平均重量直径(MWD值)和土壤可蚀性值(K值),除了定西地区的MWD值最小、K值最大外,其余地区的MWD值、K值分别在2.00、0.19左右,都是随着经度升高波动范围较小。说明黄土高原地区乔木林比灌木林的土壤有机碳和全氮含量高,土壤团聚体稳定性好、抗侵蚀性能强。

关键词：黄土高原经度土壤性质土壤团聚体

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黄土高原不同林型植被对土壤活性有机碳及腐殖质的影响

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水土保持学报 2015年第1期29卷 143-148页

作者：董扬红曾全超安韶山张宏西北农林科技大学水土保持研究所陕西杨凌712100 中国科学院教育部水土保持与生态环境研究中心陕西杨凌712100 西北农林科技大学资源与环境学院陕西杨凌712100

为了探讨植被恢复与重建措施对土壤有机碳作用机制的影响,选取延河流域森林区5种典型林型植被作为研究对象,研究黄土高原辽东栎（Quercus liaotungensis）、侧柏（Platycladus orientalis）、丁香（Syzygium aromaticum）、三角槭（Acer... 详细信息

为了探讨植被恢复与重建措施对土壤有机碳作用机制的影响,选取延河流域森林区5种典型林型植被作为研究对象,研究黄土高原辽东栎（Quercus liaotungensis）、侧柏（Platycladus orientalis）、丁香（Syzygium aromaticum）、三角槭（Acer buergerianum）和人工刺槐林（Robinia pseudoacacia）植被0-10cm和10-20cm土层土壤活性有机碳组分和土壤腐殖质特征。结果表明,不同林型植被土壤微生物量碳（MBC）含量表现为辽东栎、丁香和侧柏〉人工刺槐林〉三角槭。5种林型植被下,丁香群落土壤表层微生物量碳/有机碳（MBC/SOC）最高（0.034 5）,其余依次为人工刺槐林、侧柏、辽东栎,三角槭最低（0.003 5）,相比于其他林型植被,丁香更有利于土壤碳积累和碳素的有效利用。土壤易氧化有机碳（EOC）含量表现为辽东栎、侧柏〉三角槭〉丁香〉人工刺槐林。土壤有机碳活度即EOC/（SOC-EOC）表现为侧柏、辽东栎〉三角槭、丁香〉人工刺槐林,表明人工刺槐林土壤有机碳稳定性较强。人工刺槐林土壤腐殖化度和聚合度显著高于其余4种植被,其0-10cm,10-20cm土层的（HA/SOC）分别是其他植被的4.75-5.7倍和2.57-3.6倍。

关键词：黄土高原土壤微生物量碳土壤易氧化有机碳土壤有机碳活度腐殖质化度

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黄土高原不同乔木林土壤微生物量碳氮和溶解性碳氮的特征

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生态学报 2015年第11期35卷 3598-3605页

作者：曾全超李鑫董扬红李娅芸安韶山中国科学院教育部水土保持与生态环境研究中心杨陵712100 中国科学院大学北京100049 西北农林科技大学资源环境学院杨陵712100 西北农林科技大学水土保持研究所杨陵712100

选取黄土丘陵区子午岭4种不同乔木林下的0—5 cm和5—20 cm的土壤为研究对象,通过氯仿熏蒸浸提方法测定了微生物量碳氮、溶解性碳氮以及土壤的理化性质。研究结果表明,不同乔木林下0—5 cm土层土壤微生物量氮(MBN)土壤微生物量碳(MBC)... 详细信息

选取黄土丘陵区子午岭4种不同乔木林下的0—5 cm和5—20 cm的土壤为研究对象,通过氯仿熏蒸浸提方法测定了微生物量碳氮、溶解性碳氮以及土壤的理化性质。研究结果表明,不同乔木林下0—5 cm土层土壤微生物量氮(MBN)土壤微生物量碳(MBC)均表现为:辽东栎>侧柏>油松>刺槐,5—20 cm土层为:侧柏>辽东栎>油松>刺槐,说明不同乔木林对土壤表层和下层的微生物量有明显的影响。上层土壤溶解性碳(DOC)、溶解性氮(DON)大于下层土壤。土壤微生物量碳氮比(MBC/MBN)在4—8之间,MBC/MBN、MBN、MBC均表现为随着土层的深度逐渐降低的趋势。MBC与MBN具有显著的正相关性,MBN、MBC与有机碳(SOC)、土壤全氮(TN)、MBC/MBN、溶解性碳与微生物量碳之和(DOC+MBC)、溶解性氮与微生物量氮之和(DON+MBN)呈现出极显著的正相关性(P<0.01)。DOC+MBC、DON+MBN比DOC、DON、MBC、MBN更能反映土壤微生物量与活性碳氮库。总体来说,人工刺槐林对土壤碳氮库的增加有一定的作用,但是相对于辽东栎和侧柏等天然次生林有一定的差距。

关键词：子午岭不同乔木林微生物碳氮溶解性碳氮

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延河流域三种土壤可蚀性K值估算方法比较

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土壤学报 2017年第5期54卷 1136-1146页

作者：林芳朱兆龙曾全超安韶山西北农林科技大学机械与电子工程学院陕西杨凌712100 西北农林科技大学黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室陕西杨凌712100

土壤可蚀性因子K是表征土壤侵蚀作用的敏感指标。采用3种土壤可蚀性K值估算方法(Torri.D模型、EPIC模型、Shirazi公式法)对延河流域土壤可蚀性进行对比研究,以实测K值为依据,采用相关性分析和模型估算筛选出符合该区侵蚀特点的土壤可蚀... 详细信息

土壤可蚀性因子K是表征土壤侵蚀作用的敏感指标。采用3种土壤可蚀性K值估算方法(Torri.D模型、EPIC模型、Shirazi公式法)对延河流域土壤可蚀性进行对比研究,以实测K值为依据,采用相关性分析和模型估算筛选出符合该区侵蚀特点的土壤可蚀性估算方法。结果表明:延河流域土壤中有机碳、黏粒、粉粒含量随植被覆盖度的变化由北向南逐渐增加,平均质量直径(D_(MW))表现为森林>森林草原>草原,K_(EPIC)和Kshirazi与D_(MW)呈正相关,而Torri.D模型估算K值(K_(Torri.D))与D_(MW)呈相反的变化趋势,即从草原到森林草原再到森林,土壤团聚体稳定性和抗侵蚀性逐渐增加。K_(Torri.D)的变化范围为0.068~0.147 5,高于真实K值(0.031 2~0.079 6),相比于其他两种方法,Torri.D模型平均绝对误差(MAE)、平均相对误差(MRE)和均方根误差(RMSE)更接近于0,而精度因子(Af)更接近1,具有更高的可信度,更加适用于延河流域土壤侵蚀敏感性评价和土壤流失量预测。

关键词：延河流域土壤可蚀性K值 Torri.D模型

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川东涪陵地区二叠系长兴组天然气气源分析

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成都理工大学学报（自然科学版） 2020年第1期47卷 28-34页

作者：林雪梅魏全超郑晶罗彦萍徐云强曾兵油气藏地质及开发工程国家重点实验室(成都理工大学) 成都610059 中国石油化工股份有限公司勘探分公司成都610041

探讨四川盆地东南部涪陵地区上二叠统长兴组天然气的成因及来源。通过天然气地球化学分析手段对涪陵地区长兴组天然气特征进行研究,并且与川东邻区气田进行对比分析。结果表明,涪陵地区长兴组气藏天然气总体为高-过成熟的海相热成因气,... 详细信息

探讨四川盆地东南部涪陵地区上二叠统长兴组天然气的成因及来源。通过天然气地球化学分析手段对涪陵地区长兴组天然气特征进行研究,并且与川东邻区气田进行对比分析。结果表明,涪陵地区长兴组气藏天然气总体为高-过成熟的海相热成因气,生气干酪根类型主要为Ⅱ型。涪陵地区长兴组天然气的气源岩主要为上二叠统吴家坪组,存在部分志留系烃源岩生成的天然气。

关键词：二叠系长兴组碳同位素气源,混源涪陵地区

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曾侯乙墓出土人骨的牙齿微磨耗形态研究

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江汉考古 2017年第6期 109-114,70页

作者：张群周蜜张全超吉林大学边疆考古研究中心吉林长春130012 湖北省文物考古研究所湖北武汉430077

本文通过对曾侯乙墓出土的人类牙齿标本进行微磨耗形态观察与分析,重建了该时期曾国国君及其陪葬人员的食物结构,13例样本的牙齿颊面条痕磨耗痕迹显示其水平方向条痕平均长度/垂直方向条痕平均长度的平均比值为64.8%,与以狩猎经济为主... 详细信息

本文通过对曾侯乙墓出土的人类牙齿标本进行微磨耗形态观察与分析,重建了该时期曾国国君及其陪葬人员的食物结构,13例样本的牙齿颊面条痕磨耗痕迹显示其水平方向条痕平均长度/垂直方向条痕平均长度的平均比值为64.8%,与以狩猎经济为主要生业方式的肉食类人群较为相近,推测曾侯乙墓出土个体的食物结构中有着较高比例的肉类食物摄入。在数据分布上,墓主人、东椁室陪葬个体、西椁室陪葬个体之间的数值差异显著,印证了此前对于东、西椁室陪葬人员身份角色的判断,表明了不同身份的人群在食物结构上存在一定的等级差异。

关键词：曾侯乙墓牙齿微磨耗电子显微镜食物结构

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子午岭典型植被凋落叶-土壤养分与酶活性特征

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生态学报 2018年第7期38卷 2262-2270页

作者：张海鑫曾全超安韶山王宝荣白雪娟西北农林科技大学资源环境学院杨凌712100 西北农林科技大学水土保持研究所杨凌712100

对黄土高原子午岭任家台林区内刺槐、油松、侧柏等3种人工林以及桦树、辽东栎等两种天然次生林的凋落叶C、N、P含量、林下土壤基本理化性质和碱性磷酸酶、脲酶、蔗糖酶3种酶的活性进行分析,并研究凋落叶C、N、P含量与土壤C、N、P含量之... 详细信息

对黄土高原子午岭任家台林区内刺槐、油松、侧柏等3种人工林以及桦树、辽东栎等两种天然次生林的凋落叶C、N、P含量、林下土壤基本理化性质和碱性磷酸酶、脲酶、蔗糖酶3种酶的活性进行分析,并研究凋落叶C、N、P含量与土壤C、N、P含量之间的相关关系,以及土壤基本理化性质与酶活性之间的相关关系,为该区植被恢复效果评价提供科学依据与参考。结果发现:刺槐、辽东栎凋落叶碳氮比值显著低于其他植被,凋落叶分解速率相对较快;辽东栎土壤有机碳、全氮含量最高,分别为19.18、1.60g/kg,刺槐土壤全磷含量最高(0.61g/kg);土壤酶活性主要受土壤有机碳、全氮、容重及p H影响,与土壤全磷相关性不显著;人工林中,侧柏土壤中3种酶活性均高于其他植被,且侧柏凋落叶碳氮比值相对较低,分解速率较快,相比于刺槐作为造林树种更占优势。

关键词：子午岭凋落叶土壤酶活性天然次生林人工林

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