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微生物呼吸对覆盖作物土壤健康状况响应研究

水土保持应用技术 2024年第4期 1-3页

作者：韩冰辽宁省水利事务服务中心辽宁沈阳110003

土壤健康研究对于评估土壤保护措施(在农场种植覆盖作物等)非常重要。土壤健康合作系统通过多年试验对土壤健康指标、得分和作物产量进行了大规模评估。本研究利用从2015—2019年收集的35个样地数据,确定1~4 a覆盖作物对12个土壤健康指... 详细信息

土壤健康研究对于评估土壤保护措施(在农场种植覆盖作物等)非常重要。土壤健康合作系统通过多年试验对土壤健康指标、得分和作物产量进行了大规模评估。本研究利用从2015—2019年收集的35个样地数据,确定1~4 a覆盖作物对12个土壤健康指标、3个土壤健康评估综合得分和2种作物(玉米和大豆)的影响。试验表明:土壤微生物呼吸(有机碳矿化)和土壤健康综合评价评分对覆盖作物反应敏感。并且初始观测值并不影响覆盖作物对土壤健康指标或得分的影响。无论最初的土壤健康指标如何,土壤呼吸可能是监测农场采用覆盖保护措施后1~4 a内短期土壤健康变化的有效指标。

关键词：覆盖作物农场研究土壤健康微生物呼吸

亚热带森林转换对土壤微生物呼吸及其熵值的影响

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生态学报 2020年第3期40卷 800-807页

作者：纪娇娇郑蔚杨智杰王全成熊德成胥超杨玉盛福建师范大学地理科学学院福州350007 湿润亚热带山地生态国家重点实验室培育基地福州350007

土壤微生物呼吸及其熵值是表征土壤质量变化的敏感性指标,不仅能衡量土壤微生物碳利用效率,还能揭示土壤有机碳的变化。通过比较亚热带米槠天然林转换为马尾松人工林和杉木人工林后土壤微生物呼吸速率、土壤微生物生物量碳以及微生物熵... 详细信息

土壤微生物呼吸及其熵值是表征土壤质量变化的敏感性指标,不仅能衡量土壤微生物碳利用效率,还能揭示土壤有机碳的变化。通过比较亚热带米槠天然林转换为马尾松人工林和杉木人工林后土壤微生物呼吸速率、土壤微生物生物量碳以及微生物熵、代谢熵的差异,研究亚热带森林转换对土壤微生物碳利用效率的影响。研究结果显示:(1)与天然林相比,马尾松人工林0-10 cm土壤微生物呼吸速率上升32%(P微生物呼吸速率分别下降26%和24%(P微生物呼吸速率比马尾松人工林分别高50%和43%;(2)马尾松人工林和杉木人工林0-10 cm土层土壤微生物生物量碳(MBC)比天然林分别下降19%和40%(P微生物熵与天然林没有显著差异,但与天然林相比,杉木人工林和马尾松人工林20-40 cm土层土壤微生物熵分别下降51%和71%(P微生物代谢熵的变化主要发生在0-10 cm土层,马尾松人工林和杉木人工林分别比天然林增加38%和29%(P微生物代谢熵没有显著差异。亚热带森林转换导致表层土壤微生物碳利用效率下降,深层土壤易分解碳在总有机碳库中占比下降,有机碳可利用程度降低。

关键词：森林转换微生物呼吸微生物熵代谢熵

武夷山不同海拔梯度土壤微生物生物量、微生物呼吸及其商值(qMB，qCO2)

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生态学杂志 2009年第2期28卷 265-269页

作者：周焱徐宪根王丰阮宏华汪家社方燕鸿吴焰玉徐自坤南京林业大学森林资源与环境学院江苏省林业生态工程重点实验室南京210037 福建武夷山自然保护区管理局福建武夷山354300

土壤微生物生物量、土壤微生物呼吸及微生物商值(微生物商(qMB)、微生物呼吸商(qCO2))是土壤质量的敏感性指标。本文对武夷山不同海拔梯度具有代表性的中亚热带常绿阔叶林、针叶林、亚高山矮林以及高山草甸土壤微生物生物量、土壤微生... 详细信息

土壤微生物生物量、土壤微生物呼吸及微生物商值(微生物商(qMB)、微生物呼吸商(qCO2))是土壤质量的敏感性指标。本文对武夷山不同海拔梯度具有代表性的中亚热带常绿阔叶林、针叶林、亚高山矮林以及高山草甸土壤微生物生物量、土壤微生物呼吸及其qMB、qCO2进行了研究。结果表明:土壤微生物生物量、土壤微生物呼吸均随海拔梯度的升高而加大,随土层深度的加深而降低,qMB、qCO2没有表现出随海拔变化的规律,qMB的最大值(2.23%±0.28%)出现在高山草甸0～10cm土层的土壤,最小值(0.51%±0.09%)为常绿阔叶林25～40cm土层土壤,针叶林的值大于亚高山矮林;qCO2的最大值(5.88%±0.94%)为针叶林25～40cm土层土壤,最小值(1.38%±0.09%)为高山草甸0～10cm土层的土壤。在同一林分,qMB值随土层加深而减小,qCO2值在亚高山矮林和高山草甸无此规律。土壤微生物生物量、微生物呼吸及其qMB、qCO2与土壤总有机碳、全氮、全磷具有显著的线性相关关系(P<0.05),可用来评价土壤质量。

关键词：海拔梯度植被类型微生物生物量微生物呼吸微生物商值(qMB qCO2)

两种基于芦苇秸秆还田的改良措施对崇明东滩围垦土壤理化性质和微生物呼吸的影响

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农业环境科学学报 2011年第2期30卷 307-315页

作者：陈金海李艳丽王磊张文佺王红丽付小花乐毅全管永健邱忠虹同济大学环境科学与工程学院污染控制与资源化研究国家重点实验室上海200092 上海东滩国际湿地有限公司

在崇明东滩湿地公园设置了3块实验田,研究基于芦苇直接还田(处理Ⅰ)和堆肥后还田(处理Ⅱ)的处理措施对盐碱土壤的改良效应以及对土壤微生物呼吸和植物生长的影响,并通过主成分分析法评价仅考虑传统土壤肥力指标及加和了土壤微生物呼吸... 详细信息

在崇明东滩湿地公园设置了3块实验田,研究基于芦苇直接还田(处理Ⅰ)和堆肥后还田(处理Ⅱ)的处理措施对盐碱土壤的改良效应以及对土壤微生物呼吸和植物生长的影响,并通过主成分分析法评价仅考虑传统土壤肥力指标及加和了土壤微生物呼吸和植物生物量等碳收支指标的土壤综合改良效应。结果表明,两种模式都能显著提高土壤的养分。总氮、总磷和总钾均显著高于对照(P生物量为对照的344%(P=0.000)和167%(P=0.000),但土壤微生物呼吸仅分别较对照提高14%(P=0.085)和43%(P=0.001)。主成分分析结果显示仅考虑传统的土壤肥力指标,对照、处理Ⅰ、处理Ⅱ的综合得分分别为-0.641、0.260、0.381,加和土壤微生物呼吸与植物生物量后综合主成分得分为-1.011、0.644、0.367。这表明按传统评价指标,处理Ⅱ是较好的改良模式,但加和了土壤微生物呼吸与植物固碳量等碳收支指标后,处理Ⅰ得分高于处理Ⅱ,因此这是一种相对低碳化的改良模式。

关键词：崇明东滩盐碱土改良芦苇秸秆还田微生物呼吸主成分分析

贵阳喀斯特地区植被类型与季节变化对土壤微生物生物量和微生物呼吸的影响

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地球化学 2010年第3期39卷 266-273页

作者：彭艳李心清程建中邢英闫慧中国科学院地球化学研究所环境地球化学国家重点实验室贵州贵阳550002 中国科学院研究生院北京100049

土壤微生物特性是土壤修复的指示因子,近年来西南喀斯特地区退化土壤的相关研究较多,但不同植被类型的土壤微生物特性的变化研究相对较少。对贵阳郊区耕作土壤、灌丛、女贞人工纯林和马尾松人工纯林表层土壤(0～10cm)微生物生物量碳(SM... 详细信息

土壤微生物特性是土壤修复的指示因子,近年来西南喀斯特地区退化土壤的相关研究较多,但不同植被类型的土壤微生物特性的变化研究相对较少。对贵阳郊区耕作土壤、灌丛、女贞人工纯林和马尾松人工纯林表层土壤(0～10cm)微生物生物量碳(SMBC)、微生物呼吸(MR)和微生物代谢熵(qCO2)的研究结果表明,土壤SMBC和MR均表现为次生林高于耕作土壤,灌丛最高;与qCO2相反,马尾松林土壤微生物活动显著弱于其他样地,不同植被类型土壤微生物活动均表现为在秋季相对较强。与植被类型的显著影响相比,季节变化、植被与季节的交互作用对SM-BC和MR的影响不明显。SMBC与土壤温度不相关,与土壤含水量呈极显著相关而土壤含水量季节变化不明显,MR与土壤温度和含水量均无显著相关性可能是季节变化对两者影响不明显的主要原因,但需要大量区域样本进一步证实。认为演替初期的灌丛比人工阔叶或针叶纯林更有利于土壤微生物群落的生长,土壤有机质积累较快,植被自然恢复是喀斯特退化土壤恢复初期更适合的途径。

关键词：植被类型季节变化土壤微生物生物量微生物呼吸自发演替

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4种典型抗生素对土壤微生物呼吸的影响

农业环境科学学报 2011年第11期30卷 2232-2236页

作者：王金花朱鲁生王军谢慧山东农业大学资源与环境学院山东泰安271018

本研究通过室内直接吸收法测定了四环素、金霉素、诺氟沙星和恩诺沙星4种典型抗生素对土壤微生物呼吸作用的影响。结果表明,4种抗生素对土壤微生物呼吸的影响存在一定差异。四环素在整个处理过程中对土壤呼吸的影响以抑制作用为主;金霉... 详细信息

本研究通过室内直接吸收法测定了四环素、金霉素、诺氟沙星和恩诺沙星4种典型抗生素对土壤微生物呼吸作用的影响。结果表明,4种抗生素对土壤微生物呼吸的影响存在一定差异。四环素在整个处理过程中对土壤呼吸的影响以抑制作用为主;金霉素在处理第1d和7d均有激活作用,而且激活率最高可达到51.23%,但是在其他处理时间以抑制作用为主;诺氟沙星在整个处理过程中,浓度为0.2mg·kg-1和1mg·kg-1对土壤微生物呼吸都有一定的抑制作用,浓度为5、25、50mg·kg-1处理均为激活作用,激活作用随着处理浓度的增加而升高。恩诺沙星在整个处理过程中,所有处理对呼吸的影响变化趋势为先激活后抑制。总体来说,到处理第15d,所有抗生素处理的微生物呼吸作用基本恢复到对照水平,说明在本试验浓度处理下,微生物对这4种抗生素能够产生一定的适应性。

关键词：四环素金霉素诺氟沙星恩诺沙星土壤微生物呼吸

腐殖质和典型矿物强化微生物呼吸去除污染物的研究进展

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南京工业大学学报（自然科学版） 2022年第6期44卷 589-599页

作者：蒋其涛汤晴岚吴曲夏霆陈丹武海霞肖智兴南京工业大学城市建设学院江苏南京211800

环境污染微生物修复相比于物理化学修复方法,具有对环境扰动小、成本低等优点。多数情况下,由于污染环境中土著功能微生物的活性或数量较低,所以需要额外添加电子供体或电子受体来强化功能微生物的呼吸活性,但过量的添加势必会导致环境... 详细信息

环境污染微生物修复相比于物理化学修复方法,具有对环境扰动小、成本低等优点。多数情况下,由于污染环境中土著功能微生物的活性或数量较低,所以需要额外添加电子供体或电子受体来强化功能微生物的呼吸活性,但过量的添加势必会导致环境的二次污染。因此,寻找新的可以作为生物电子供体或电子受体而又对环境影响小的材料至关重要。腐殖质和矿物是自然界中生物地球化学循环的重要组成部分,影响着多种污染物在自然界中的迁移转化,同时也能够作为电子供体或电子受体参与微生物的呼吸作用进而强化污染物的去除。基于对国内外相关研究成果的归纳整理,本文综述和探讨了腐殖质、硫铁矿、锰矿石和磁铁矿等在微生物呼吸去除污染物中的研究情况,同时对未来的研究方向进行了总结和展望,为环境污染绿色修复提供新的思路。

关键词：腐殖质电子传递生物地球化学微生物呼吸绿色材料污染物环境污染绿色修复

中国东部南北森林样带土壤微生物呼吸及其控制因素

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中国东部南北森林样带土壤微生物呼吸及其控制因素

作者：王情安徽农业大学

学位级别：硕士

森林土壤有机质是陆地生态系统最重要的碳库之一,其分解速率及温度敏感性是反映森林土壤碳循环及其对未来气候变化响应的重要参数,是目前研究的热门方向。此外,降雨事件是生物地球化学循环过程中重要的影响因子,在干旱半干旱地区,由于... 详细信息

森林土壤有机质是陆地生态系统最重要的碳库之一,其分解速率及温度敏感性是反映森林土壤碳循环及其对未来气候变化响应的重要参数,是目前研究的热门方向。此外,降雨事件是生物地球化学循环过程中重要的影响因子,在干旱半干旱地区,由于降雨的频度及强度的差异,导致最终微生物呼吸产生不同的等级脉冲响应。在这不同等级的响应中,微生物呼吸的响应非常急剧,瞬间可能就达到脉冲峰值,特别是频发的小降雨事件;然而,大多是基于日尺度进行研究的,因此对于微生物呼吸的降雨脉冲前期响应尚不是很清楚。中国东部南北森林样带,横跨寒温带至热带,具有明显的热量梯度及水热组合梯度,是世界上独特完整的以热量梯度驱动的植被连续带,其中北京东灵山地处干旱半干旱地区,暖温带大陆性季风气候,是研究土壤微生物呼吸的纬度格局及对降雨响应非常好的实验材料。为此,本文设计了以下两个实验分别进行研究:实验1以中国东部南北森林样带(NSTEC)8种土壤为研究对象,在5-30℃自动变温模式下测定了为期8周的土壤有机分解速率、以及培养期内的土壤微生物生物量碳、土壤微生物生物量氮、土壤可溶性有机碳、土壤可溶性氮、pH、电导率和氧化还原电位,以此来研究土壤微生物呼吸及其温度敏感性在纬度梯度上的差异以及土壤底物、微生物和化学性质对它们的贡献率。实验2以地处暖温带地区的北京东灵山上土壤肥沃的天然林(单优物种为辽东栎)和土壤贫瘠的次生林(严重退化后形成的次生灌丛)的土壤为研究对象,模拟降雨事件,并在小降雨(0.2-0.25 ml·cm-2)发生后48小时内集中的测定了微生物呼吸速率(272次)和微生物生物量(6次),从降雨脉冲峰值、达到峰值的时间以及脉冲持续时间三个角度探讨土壤微生物呼吸速率对降雨事件的响应以及土地质量退化对降水脉冲效应的影响。实验1结果表明:温度显著影响土壤微生物呼吸速率,其关系可用指数函数来表征(P微生物呼吸的温度敏感性(Q10)在不同森林类型间差异显著,最高的是太岳山,最低的是尖峰岭;整体来说Q10随着纬度的升高显著升高(F = 184.77,P微生物呼吸的温度敏感性与碳质量指数(A)呈显著的指数的负相关(F= 77.177,P微生物、土壤底物供应和化学性质共同控制了土壤微生物呼吸速率47%和温度敏感性70%的变异;其中对分解速率而言,微生物的贡献更大,其次是化学性质;对温度敏感性而言,分解底物的贡献率最大,其次是微生物和土壤化学性质。我们的研究结果不仅阐释了样带森林土壤微生物呼吸速率和温度敏感性的空间格局,还给出了实验证据:土壤有机分解速率和温度敏感性的控制机制存在显著差异(微生物VS底物),其中微生物控制着土壤有机质的分解速率,底物控制着温度敏感性。实验2结果表明:土壤微生物呼吸对模拟小降水事件的响应强度在次生林和天然林间差异极其显著,具体表现为::次生林在0.09 h就达到脉冲峰值,并极显著的快于天然林(0.31 h);且具有显著高于天然林的脉冲峰值(天然林7.94 ug Cg-1·h-1VS次生林18.69ug C g-1·h-1);以及显著的脉冲持续时间(天然林3.11 hVS次生林0.36 h)。此外,我们还发现达到微生物呼吸速率降低至1/2最大值后的平均速率在两个样点间同样存在显著性差异。尽管次生林在约1.3 d内激发作用就完全恢复,天然林在2d时还有微弱的激发作用,不考虑土壤本身的有机质含量,两者的累积微生物呼吸量并不存在显著性差异,但考虑土质后,次生林的累积呼吸量显著地高于天然林。我们的结果表明:微生物对降雨事件的脉冲响应非常快,在5-30 min内就能达到峰值,且土地退化后会显著增强土壤微生物呼吸对降雨的响应,土地退化的加剧以及未来全球降雨格局的变化,在以后的研究中应该得到重视。

关键词：纬度土壤有机质微生物呼吸温度敏感性碳质量温度假说累积呼吸降水事件脉冲植被类型

封育对不同草地类型土壤有机碳储量和微生物呼吸的影响

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封育对不同草地类型土壤有机碳储量和微生物呼吸的影响

作者：阿斯太肯·居力海提新疆农业大学

学位级别：硕士

陆地生态系统土壤有机碳储量和土壤微生物呼吸的微小变化,会引起大气二氧化碳（CO）浓度的巨大变化以及全球碳循环的明显改变,从而引起全球气候的巨大变化。提高不同草地类型土壤有机碳储量、减少土壤CO排放对减缓大气CO浓度升高具有重... 详细信息

陆地生态系统土壤有机碳储量和土壤微生物呼吸的微小变化,会引起大气二氧化碳（CO）浓度的巨大变化以及全球碳循环的明显改变,从而引起全球气候的巨大变化。提高不同草地类型土壤有机碳储量、减少土壤CO排放对减缓大气CO浓度升高具有重要意义。封育作为一种简单且有效的退化草地恢复策略,能够在草地生态系统上消除牲畜对退化草地的影响,使草地生态系统能够进行自我恢复和重建。探究封育背景下草地土壤有机碳储量和土壤微生物呼吸的变化规律,能够为合理利用草地资源和全球陆地生态系统碳循环的研究提供一定的科学依据和数据支撑,其具有重要意义。本文以封育背景下的不同草地类型（温性荒漠、温性草原、山地草甸）为研究对象,通过测定封育区（9年）与放牧区草地植物群落特征、土壤理化特性和土壤有机碳储量,明确不同草地类型植被特征和土壤理化性质对封育的响应规律,并探讨封育对不同草地类型土壤有机碳储量的影响及其潜在影响因素,以及通过对微生物群落结构、多样性、微生物组装过程的分析测定和微生物呼吸量的测定,明晰封育对不同草地类型微生物组装过程的影响及其对微生物呼吸的调控。研究得到的主要结果如下:（1）封育有利于温性草原和山地草甸植物群落的恢复,而不利于温性荒漠草地植物群落恢复;在土壤理化性质方面,封育显著提高了温性荒漠草地0-5 cm土层、温性草原和山地草甸5-10 cm土层的有机碳（SOC）、全氮（TN）、全磷（TP）含量（P生物量（AGB）、均匀度指数（Pielou）、土壤含水量（SWC）和SOC含量;在温性草原中,调控有机碳储量的影响因素是容重（BD）、TP和铵态氮（NH-N）含量;而山地草甸中,影响土壤有机碳储量的潜在驱动因子是AGB、优势度指数（Simpson）、SOC、微生物量磷（MBP）和微生物量碳氮比（MBC:MBN）含量。（3）三种草地类型0-5 cm、5-10 cm土层的土壤细菌群落组装均由确定性过程为主,而土壤真菌群落的组装过程在温性荒漠草地和温性草原的各土层中均由随机过程为主,山地草甸0-5 cm、5-10cm土层的真菌群落组装由确定性过程为主。（4）封育后温性荒漠草地0-5 cm、5-10 cm土层的微生物呼吸量和山地草甸0-5 cm土层的微生物呼吸量均显著降低（P微生物量,进而调控微生物呼吸;而在山地草甸中,封育措施可通过影响植物特征、土壤特性及微生物组装过程从而调控微生物呼吸。综上,封育在一定程度上促进了温性草原和山地草甸的植被恢复,抑制了温性荒漠草地植物恢复;同时封育能够较好的改善三种草地的土壤养分。另外,封育虽促进了富营养型微生物的增长,却显著降低了微生物呼吸量。因此,在对退化草地治理恢复时,封育应结合植被类型、植被生长环境等多方面因素,制定合理的封育措施,以期达到并维持草地生态系统的健康和稳定。

关键词：封育草地类型有机碳储量微生物组装微生物呼吸