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太岳山不同海拔高度森林土壤微生物群落、酶活性的分布及其与有机质分解的关联性分析

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太岳山不同海拔高度森林土壤微生物群落、酶活性的分布及其与有机...

作者：云秋皓山西师范大学

学位级别：硕士

研究森林山地不同海拔高度森林土壤微生物群落、酶活性、有机质分解的空间分布特征及其相互之间的关联性关系,有助于更好地理解森林土壤有机质分解和养分循环的机制,也可为山地生态保护和林木管理提供理论依据。本研究以太岳山林区内分... 详细信息

研究森林山地不同海拔高度森林土壤微生物群落、酶活性、有机质分解的空间分布特征及其相互之间的关联性关系,有助于更好地理解森林土壤有机质分解和养分循环的机制,也可为山地生态保护和林木管理提供理论依据。本研究以太岳山林区内分布于5个海拔高度(1602 m、1767 m、1854 m、2047 m、2252 m)的辽东栎(Quercus wutaishanica)、白桦(Betula platyphylla)+山杨(Populus davidiana)、白桦、油松(Pinus tabuliformis)、华北落叶松(Larix principis-rupprechtii)的林下土壤为研究对象,通过测定土壤性质、微生物生物量、群落组成、酶活性和有机质分解速率,揭示土壤微生物群落的海拔分布格局及其驱动因子,酶活性的海拔分布特征及其主要的影响因子,有机质分解的海拔特征及其与微生物群落、酶活性的相互关系。随着海拔升高,土壤养分含量(OC、TN和AP)、微生物生物量(MBC、MBN和MBP和PLFA总浓度)、各菌群的PLFA浓度(细菌、真菌、放线菌、革兰氏阴性菌、革兰氏阳性菌)均呈现下降趋势。然而,不同菌群的PLFA浓度随海拔升高降低的幅度并不相同,具体为:从海拔1602 m到2252 m,0-10 cm深度和10-20 cm深度中细菌的PLFA浓度分别减少了56.21%、52.19%,放线菌的PLFA浓度分别减少了33.48%、51.08%,真菌的PLFA浓度分别减少了30.47%、26.71%,革兰氏阴性菌的PLFA浓度分别减少了70.07%和62.88%,革兰氏阳性菌的PLFA浓度分别减少了35.26%和33.54%。这表明,在微生物群落中,与真菌相比,细菌更倾向分布于低海拔地点,而放线菌的这种倾向性不明显;在细菌群落中,与革兰氏阳性菌相比,革兰氏阴性菌也更倾向分布于低海拔地点。冗余分析结果显示,OC是0-10 cm深度中土壤微生物群落的最主要影响因子,AP是10-20 cm深度中土壤微生物群落的最主要影响因子。土壤酶活性随海拔升高逐渐降低。从海拔1602 m到2252 m,0-10 cm深度和10-20cm深度中β-葡萄糖苷酶的活性分别降低了11.3%、5.4%,β-1,4-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶的活性分别降低了7.2%、20.2%,L-亮氨酸氨基肽酶的活性分别降低了14.4%、7.0%,酸性磷酸酶的活性分别减少了10.3%和2.1%。与下层土壤相比,表层土壤中酶活性较高。MBC是0-10 cm深度中酶活性的最主要影响因子。MBP是10-20 cm深度中酶活性的最主要影响因子。对于每一个海拔高度而言,土壤有机质分解的速率均随培养时间延长呈现先增加后减少的“单峰”态势。从平均值来看,土壤有机质分解速率随海拔升高逐渐降低,呈单调递减的趋势,与PLFA总浓度、各微生物菌群的PLFA浓度和酶活性的变化趋势类似。0-10 cm深度中有机质分解速率减少了37.2%,10-20 cm深度中有机质分解速率减少了39.5%。土壤有机质分解的速率与PLFA总浓度、各菌群的PLFA浓度均呈显著正相关关系(P<0.01)),与β-葡萄糖苷酶、β-1,4-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶、L-亮氨酸氨基肽酶也呈显著正相关关系(P<0.01)。

关键词：太岳山海拔森林土壤微生物群落酶活性有机质分解

有机质分解对青海湖湖水溶解无机碳同位素(δ^(13)C_(DIC))的影响及其指示意义——来自沉积物捕获器的研究

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地球环境学报 2013年第3期4卷 1322-1327页

作者：汪进金章东张飞中国科学院地球环境研究所黄土与第四纪地质国家重点实验室西安710075 中国科学院大学北京100049 西安交通大学人居环境与建筑工程学院西安710049

青海湖沉积物稳定碳同位素常常被用来指示古环境的变化,然而准确地解译其信号需要充分认识溶解无机碳同位素比值(δ^(13)C_(DIC))变化及其控制因素。本文利用沉积物捕获器连续一年收集的青海湖湖水及颗粒物,通过其中湖水的δ^(13)C_(CD... 详细信息

青海湖沉积物稳定碳同位素常常被用来指示古环境的变化,然而准确地解译其信号需要充分认识溶解无机碳同位素比值(δ^(13)C_(DIC))变化及其控制因素。本文利用沉积物捕获器连续一年收集的青海湖湖水及颗粒物,通过其中湖水的δ^(13)C_(CDIC)和细颗粒沉积物中碳酸盐稳定碳同位素(δ^(13)C_(carb))的同步分析,结合湖水δ^(13)C_(DIC)的垂直分布和表层沉积物δ^(13)C_(carb)及有机碳同位素(δ^(13)C_(org)),探讨了有机质分解在δ^(13)C_(DIC)和δ^(13)C_(carb)中的调节作用。结果表明,从沉积物捕获器中获得的湖水δ^(13)C_(DIC)的变化主要受控于与外界隔绝后(微)生物对有机质的分解作用,但这种(微)生物分解作用并不会影响到δ^(13)C_(carb)比值。这些现象反映了(1)还原环境下(微)生物对有机质的分解作用对水体δ^(13)C_(DIC)有重要影响和(2)青海湖自生碳酸盐主要从上层湖水沉淀,且形成后不再与周围水体发生交换作用。

关键词：沉积物捕获器溶解无机碳稳定碳同位素有机质分解青海湖

有机质分解对泥炭中大气金属沉降记录的影响及历史累积通量修正

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中国科技成果 2017年第21期18卷 23-24页

雨养泥炭是一种重要的泥炭沼泽类型，具有全球广泛分布的特点，近年来常被用来进行区域环境污染和气候变化历史重建，是一种新的理想的大气金属沉降档案。有机质分解是泥炭自身发育的重要过程之一，对泥炭中化学元素分布和累积有重要影... 详细信息

雨养泥炭是一种重要的泥炭沼泽类型，具有全球广泛分布的特点，近年来常被用来进行区域环境污染和气候变化历史重建，是一种新的理想的大气金属沉降档案。有机质分解是泥炭自身发育的重要过程之一，对泥炭中化学元素分布和累积有重要影响。目前利用泥炭重建大气金属沉降历史的研究很少考虑到有机质分解及质量损失对元素记录的影响，

关键词：有机质分解泥炭沼泽历史沉降金属大气累积通量

基于稳定性同位素的有机质分解测定在生态学实验教学中的应用

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实验技术与管理 2019年第11期36卷 174-176,210页

作者：何磊陈欣唐建军浙江大学国家级生物实验教学示范中心

稳定性同位素技术是生态学的重要研究手段,该文将稳定性同位素技术应用于生态学开放实验教学,设计了基于稳定性同位素的有机质分解测定实验。该实验探究性强,学生参与度高,拓宽了学生对生态学研究方法的认知,有助于学生了解稳定性同位... 详细信息

稳定性同位素技术是生态学的重要研究手段,该文将稳定性同位素技术应用于生态学开放实验教学,设计了基于稳定性同位素的有机质分解测定实验。该实验探究性强,学生参与度高,拓宽了学生对生态学研究方法的认知,有助于学生了解稳定性同位素技术在生态学研究领域中的应用,同时大大提高了学生设计、参与相关生态学实验的能力。

关键词：稳定性同位素有机质分解生态学实验教学稳定性氮同位素稳定性碳同位素

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蚯蚓与有机质分解的激发效应关系研究进展

农机化研究 2013年第12期35卷 5-9页

作者：王庆洲徐立新杨梅玉佟金陈玉香吉林大学生物与农业工程学院长春130025 吉林大学工程仿生教育部重点实验室长春130022

激发效应是有机质分解过程中的一种现象。为此,综述了激发效应研究的现状和产生的机理。蚯蚓作为土壤生态系统重要的食碎屑者,与有机质分解过程的激发效应密不可分,因此探讨了蚯蚓活动对土壤微生物群落结构的影响、蚯蚓与有机质分解的... 详细信息

激发效应是有机质分解过程中的一种现象。为此,综述了激发效应研究的现状和产生的机理。蚯蚓作为土壤生态系统重要的食碎屑者,与有机质分解过程的激发效应密不可分,因此探讨了蚯蚓活动对土壤微生物群落结构的影响、蚯蚓与有机质分解的激发效应关系,指出了今后关于蚯蚓与有机质分解激发效应关系的重点研究内容。

关键词：有机质分解激发效应蚯蚓

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有机质含量对泥炭土地基沉降影响研究

有机质含量对泥炭土地基沉降影响研究

作者：张茂诚华南理工大学

学位级别：硕士

泥炭土在我国,尤其是西南地区有着广泛的分布。而伴随着西南地区基础设施建设和高速路网的扩充,不可避免的要面对泥炭土地基。作为一种特殊的软土,泥炭土具有一般软土的诸多特性,但泥炭土因含有有机质,导致其性质又不完全等同于软土的性... 详细信息

泥炭土在我国,尤其是西南地区有着广泛的分布。而伴随着西南地区基础设施建设和高速路网的扩充,不可避免的要面对泥炭土地基。作为一种特殊的软土,泥炭土具有一般软土的诸多特性,但泥炭土因含有有机质,导致其性质又不完全等同于软土的性质,在荷载作用下泥炭土的沉降规律也变得很复杂。虽然国内外学者对有机质与固结沉降之间的关系已做过探索,但以前的研究往往只关注一种或两种含有有机质的土壤,因此尚缺乏代表有机质对压缩特性的一般影响的研究。本文采用室内试验结合SSC模型模拟等方法对有机质含量与泥炭土地基沉降规律之间的关系进行了分析研究。通过研究,可以得出以下结论:(1)通过对研究区域路段的泥炭土进行勘探取样,并按照相应室内试验规定进行一系列试验研究,进行物理力学性质与工程性质的研究,并综合现有对路堤下泥炭土地基沉降研究,进行了进一步的研究和分析。研究发现,与本文的室内原状土的固结试验和相关计算结果相一致,其三组试验也证明了的总沉降量与有机质含量之间也存在正相关的关系,并且其次固结沉降量以及次固结沉降占总沉降的比例也与有机质含量呈正相关。(2)对实际工程中的长期沉降进行研究、模拟,本文引入PLAXIS软件有限元数值计算方法对其进行更好的研究。通过对PLAXIS有限元软件及其本构模型的讨论、验证、计算发现,软土蠕变模型(SSC)更能准确的预测路基填筑完成后的地基沉降情况,因此,可以认为PLAXIS软件及软土蠕变模型是研究泥炭土沉降问题的较为有效的方法和重要工具之一。(3)在前述研究成果上,利用研究软件将数值模拟研究样本扩大至全国范围内的17种不同有机质土壤。研究发现,沉降特征通常与有机质含量具有良好的线性关系,尽管由于其他因素的变化,局部波动仍然存在。通过综合沉降曲线拟合和数值分析,发现在相同工况下,有机质含量的增加造成主固结沉降和次固结沉降的增加,有机质含量与地基土的沉降量呈正相关,与主固结完成时间呈负相关。

关键词：泥炭土固结沉降有机质分解数值模拟

微生物分解有机质作用对泥炭土工程性质的影响

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岩土力学 2020年第S01期41卷 147-155页

作者：桂跃吴承坤赵振兴刘声钧刘锐张秋敏昆明理工大学建筑工程学院云南昆明650051

微生物分解作用会改变泥炭土有机质含量和组分,影响土的工程性质,为探究这种现象,研发了模型试验装置,利用富集菌液对泥炭土进行了为期90 d的分解,对分解过程中泥炭土的物理力学性质进行分析测试。试验结果表明,(1)90 d内泥炭土有机质... 详细信息

微生物分解作用会改变泥炭土有机质含量和组分,影响土的工程性质,为探究这种现象,研发了模型试验装置,利用富集菌液对泥炭土进行了为期90 d的分解,对分解过程中泥炭土的物理力学性质进行分析测试。试验结果表明,(1)90 d内泥炭土有机质含量从67%下降至61.5%,随着分解时长增大,泥炭土颗粒相对密度Gs、饱和重度γsat增大,液限wL有较为明显的下降趋势,塑限wP变化幅度不大;(2)分解后的泥炭土压缩系数a1-2下降,压缩模量Es增大;(3)分解后的泥炭土固结快剪强度普遍有15%~25%的增大,黏聚力ccq从最初的18.3下降为15.6 kPa,内摩擦角φcq从13.9°增大到18.8°;(4)分解时长增大,经过预压重塑泥炭土样的渗透系数有下降趋势。分析表明,泥炭土工程性质的改变不仅和有机质含量下降有关,还可能与组分变化有关。

关键词：微生物岩土有机质分解泥炭土抗剪强度参数渗透系数

添加无定形铝氧化物对雷竹林土壤有机质矿化的影响

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土壤 2009年第4期41卷 635-640页

作者：刘国群庄舜尧桂仁意李国栋方伟土壤与农业可持续发展国家重点实验室(中国科学院南京土壤研究所) 南京210008 浙江林学院浙江省现代森林培育技术重点实验室浙江临安311300

土壤中无定形铝氧化物对有机质的存在有很大的影响,由于雷竹特殊的经营方式导致土壤中有机质快速积累,为了解无定形铝氧化物对土壤中快速积累的有机质分解产生的影响,本文通过往不同种植年限的雷竹林土壤中增加不同量的无定形铝氧化物(0... 详细信息

土壤中无定形铝氧化物对有机质的存在有很大的影响,由于雷竹特殊的经营方式导致土壤中有机质快速积累,为了解无定形铝氧化物对土壤中快速积累的有机质分解产生的影响,本文通过往不同种植年限的雷竹林土壤中增加不同量的无定形铝氧化物(0、2、10、20、40g/kg)以及室内密闭培养法测定CO2的释放量来反映有机质的分解状况,以便了解无定形铝氧化物对快速增加的雷竹林土壤有机质分解的影响,了解集约经营下的雷竹林土壤有机质的变化趋势及稳定性。结果表明,无定形铝氧化物的加入可显著抑制土壤有机质的分解,当无定形铝氧化物的加入量为40g/kg时,对0年(水稻)、1年、5年、15年雷竹林土壤有机质分解的抑制率分别为56.97%、60.75%、58.87%、44.25%;0年(水稻)土壤加入无定形铝氧化物0、2、10、20、40g/kg,对有机质分解的抑制效率分别为7.49%、38.04%、50.79%、56.98%。无定形铝氧化物对有机质分解的抑制效率随其加入量的增加而提高,但随土壤有机质含量的增加而下降。

关键词：雷竹土壤无定形铝氧化物有机质分解

环境因子对挪威云杉林土壤有机质分解过程中重量和碳的气态损失影响及模型

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生态学报 1999年第5期19卷 641-641页

作者：王彦辉 PeterRademacher HorstFlster 中国林业科学研究院森林生态环境与保护研究所北京100091 TheInstituteofSoilSciencesandForestNutri-tion

用严重酸化的挪威云杉林的枯落物和矿质土壤,研究了温度和含水量对有机质分解过程中重量和碳的气态损失的影响。在为期1a的室内试验期间,没有元素的输入、淋失和植物根系吸收。实验分3个温度处理(年均温度分别为11.6、12.3和14.5℃)和4... 详细信息

用严重酸化的挪威云杉林的枯落物和矿质土壤,研究了温度和含水量对有机质分解过程中重量和碳的气态损失的影响。在为期1a的室内试验期间,没有元素的输入、淋失和植物根系吸收。实验分3个温度处理(年均温度分别为11.6、12.3和14.5℃)和4个水分处理(从几乎风干到各种被分解物的饱和含水量)。在有利条件下,枯落物未分解层OL的重量损失速率是半分解层OF的2倍和已分解层OH的5～6倍。矿质土壤的重量损失速率小于枯落物层。分解速率在很大程度上受控于环境条件,其中含水量起着决定性作用。极端干旱会使分解速率非常低,水分过多时也会限制土壤微生物活动,最适宜的含水量为各种被分解物饱和含水量的70%～90%。在应用的温度范围内,温度差别只起着次要作用。被分解物在土壤剖面中所处的位置越深,含水量越低,温度的影响越小。建立了符合土壤有机质分解机制的重量损失和碳损失的数学模型。

关键词：有机质分解重量损失碳损失气候变化