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深旋耕配施有机肥对盐碱地玉米根际土壤细菌群落结构及其功能的影响

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中国农业气象 2023年第6期44卷 479-491页

作者：麻仲花刘吉利吴娜杨永森胡永琪者永清宁夏大学农学院银川750021 宁夏大学生态环境学院银川750021 西北土地退化与生态恢复国家重点实验室培育基地银川750021

采用16SrRNA基因高通量测序技术,分析不同耕作方式(A1传统翻耕、A2深旋耕)和有机肥水平(B1:0kg·hm^(-2)、B2:7500kg·hm^(-2)、B3:15000kg·hm^(-2)、B4:22500kg·hm^(-2))对玉米根际盐碱土壤细菌群落结构的影响,并对其功能进行预测分... 详细信息

采用16SrRNA基因高通量测序技术,分析不同耕作方式(A1传统翻耕、A2深旋耕)和有机肥水平(B1:0kg·hm^(-2)、B2:7500kg·hm^(-2)、B3:15000kg·hm^(-2)、B4:22500kg·hm^(-2))对玉米根际盐碱土壤细菌群落结构的影响,并对其功能进行预测分析。结果表明:(1)深旋耕和增施有机肥两因素交互效应显著提高了土壤Observed指数、Chao1指数、ACE指数及香浓指数(P<0.05)。(2)玉米根际细菌群落主要由变形菌门(37.4%~54.4%)、酸杆菌门(8.6%~12.9%)、放线菌门(5.2%~13.3%)等31个门及497个属的细菌组成,细菌群落分析表明不同耕作方式间细菌群落结构较为相似,各有机肥施用水平间丰度表现出差异性。(3)相关分析表明,土壤pH值与ACE指数、Observed指数及Chao1指数呈极显著负相关(r=-0.56,P=0.004);蔗糖酶(IA)活性与ACE指数、Observed指数及Chao1指数呈显著正相关(r=0.52,P=0.01)。冗余分析发现,碱解氮、有效磷、速效钾、有机质、碱性磷酸酶、蔗糖酶及pH值是影响玉米农田土壤细菌群落结构的关键环境因子。(4)深旋耕配施有机肥明显提高了碳水化合物代谢、氨基酸代谢、其他氨基酸代谢、聚糖生物合成与代谢、辅助因子和维生素的代谢等玉米农田根际土壤细菌信号转导功能基因丰度,以A2B3处理下土壤细菌各功能基因丰度均最高。本研究中,深翻耕和有机肥施用量为15000kg·hm^(-2)处理,对改善玉米农田的细菌多样性和功能最有利。

关键词：深旋耕有机肥盐碱地细菌群落结构玉米

基于分数阶微分光谱指数的银川平原土壤含盐量反演

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生态学杂志 2023年第9期42卷 2296-2304页

作者：陈睿华王怡婧张俊华尚天浩宁夏大学地理科学与规划学院银川750021 宁夏大学生态环境学院西北土地退化与生态恢复国家重点实验室培育基地/西北退化生态系统恢复与重建教育部重点实验室银川750021

土壤盐渍化是制约我国干旱半干旱地区农业生产、粮食安全和可持续性发展的重要因素之一。为探寻更优的高光谱数据反演土壤含盐量的方式,本研究以银川平原为研究区,以高光谱反射率和实测土壤含盐量为数据源,对原始反射率进行分数阶微分变... 详细信息

土壤盐渍化是制约我国干旱半干旱地区农业生产、粮食安全和可持续性发展的重要因素之一。为探寻更优的高光谱数据反演土壤含盐量的方式,本研究以银川平原为研究区,以高光谱反射率和实测土壤含盐量为数据源,对原始反射率进行分数阶微分变换,利用二维光谱指数筛选敏感参量,建立土壤含盐量的多元线性回归(MLR)和支持向量机(SVM)模型(样品n=133)。结果表明:微分变换可以有效增强高光谱信息对土壤含盐量的响应,整数阶以1阶微分效果最优,相关系数为0.486;分数阶以0.9阶效果最优,相关系数为0.461;通过分数阶微分与二维光谱指数筛选的特征波段组合与土壤含盐量的相关性较一维波段更高;SVM模型的精度优于MLR模型,两种模型皆以1.1阶精度最佳,其中SVM模型验证决定系数(Rp^(2))、均方根误差(RMSE)和相对分析误差(RPD)分别为0.839、0.96和2.46;MLR模型Rp^(2)、RMSE和RPD分别为0.730、1.32和1.79;通过反距离权重法的SVM插值图可以较好地预测银川平原的土壤含盐量状况。研究结果可为提高土壤含盐量的高光谱反演精度提供科学支撑,为盐碱地的准确诊断和改良利用提供基础。

关键词：土壤含盐量分数阶微分光谱指数高光谱

海拔对贺兰山蒙古扁桃不同花柱型花比例和表型性状的影响

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植物资源与环境学报 2022年第2期31卷 91-93页

作者：刘星李国旗宁夏大学生态环境学院宁夏银川750021 宁夏大学西北退化生态系统恢复与重建教育部重点实验室宁夏银川750021 宁夏大学西北土地退化与生态恢复国家重点实验室培育基地宁夏银川750021

对贺兰山汝箕沟阳坡海拔1600~1900 m的蒙古扁桃〔Amygdalus mongolica(Maxim.)Ricker〕3种花柱型花的比例和表型性状进行比较,并对这些指标与海拔进行Pearson相关性分析。结果显示:海拔1700 m的蒙古扁桃3种花柱型花比例差异较大,其余海... 详细信息

对贺兰山汝箕沟阳坡海拔1600~1900 m的蒙古扁桃〔Amygdalus mongolica(Maxim.)Ricker〕3种花柱型花的比例和表型性状进行比较,并对这些指标与海拔进行Pearson相关性分析。结果显示:海拔1700 m的蒙古扁桃3种花柱型花比例差异较大,其余海拔3种花柱型花比例差异较小,且不同花柱型花比例与海拔的相关性不显著(P>0.05)。3种花柱型花的表型性状中,仅海拔1900 m的长花柱型花单花质量显著(P<0.05)高于海拔1700 m,中花柱型花雌雄异位程度显著低于海拔1600和1800 m,短花柱型花雌蕊长显著高于海拔1600和1800 m、雌雄异位程度显著低于海拔1600和1700 m;海拔1800 m的短花柱型花雄蕊长显著低于海拔1600和1700 m。相关性分析结果表明:仅长花柱型花单花质量以及中花柱型花和短花柱型花的雌雄异位程度与海拔显著相关,相关系数分别为0.459、-0.525和-0.427。结果显示:海拔对蒙古扁桃不同花柱型花的比例和表型性状影响较小,仅对长花柱型花单花质量以及中花柱型花和短花柱型花的雌雄异位程度有较大影响。

关键词：蒙古扁桃三型花柱海拔表型性状 Pearson相关性分析

基于零模型的宁夏荒漠草原优势种群点格局分析

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生态学报 2020年第12期40卷 4180-4187页

作者：许爱云许冬梅刘金龙于双黄葭悦米世明朱宁宁宁夏大学农学院银川750021 宁夏大学西北土地退化与生态恢复国家重点实验室培育基地银川750021

植物种群空间分布格局是多种生态过程综合作用的结果。明确植物优势种群个体的空间分布格局与形成机制有助于认识种群生态适应对策与群落多样性维持机制。以宁夏荒漠草原优势种群蒙古冰草、短花针茅、牛枝子和牛心朴子为研究对象,采用... 详细信息

植物种群空间分布格局是多种生态过程综合作用的结果。明确植物优势种群个体的空间分布格局与形成机制有助于认识种群生态适应对策与群落多样性维持机制。以宁夏荒漠草原优势种群蒙古冰草、短花针茅、牛枝子和牛心朴子为研究对象,采用完全空间随机零模型分析其种群空间分布格局特征,并通过异质泊松零模型与泊松聚块零模型探讨生境异质性、扩散限制等因子在其空间分布格局形成过程中的作用。结果显示:(1)完全空间随机零模型下,4个物种在<4 m尺度范围内表现为聚集分布,随尺度增大,逐渐过渡到随机分布和均匀分布。(2)在排除生境异质性的异质泊松零模型下,蒙古冰草种群在整个研究尺度上表现为随机分布;牛枝子、短花针茅和牛心朴子种群仅分别在0—0.2、0.1—0.4 m与0—0.2 m尺度范围内发生偏离,表现为均匀分布与聚集分布,其他尺度均为随机分布。(3)在排除扩散限制的泊松聚块零模型下,所研究种群均表现为随机分布。综上,荒漠草原优势种群在小尺度范围内主要表现为聚集分布;生境异质性与扩散限制均是驱动其空间分布格局形成的重要因子,相对而言,小尺度空间范围内扩散限制的作用更为显著。

关键词：荒漠草原零模型生境异质性扩散限制点格局分析

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银川平原沟渠边坡土壤理化性状空间分异特征

干旱地区农业研究 2018年第1期36卷 43-49,60页

作者：乔斌何彤慧吴春燕苏芝屯宁夏大学西北退化生态系统恢复与重建教育部重点实验室西北土地退化与生态恢复国家重点实验室培育基地宁夏银川750021

基于银川平原沟渠边坡植物群落的生态序列更替,在沟渠边坡从堤坝顶部到坡底设置了A区、B区和C区3个样区,通过野外调查采样、实验室分析,结合经典统计学方法,对沟渠边坡土壤含水量、全盐、pH值、有机碳(SOC)、碱解氮(AN)、有效磷(AP)等... 详细信息

基于银川平原沟渠边坡植物群落的生态序列更替,在沟渠边坡从堤坝顶部到坡底设置了A区、B区和C区3个样区,通过野外调查采样、实验室分析,结合经典统计学方法,对沟渠边坡土壤含水量、全盐、pH值、有机碳(SOC)、碱解氮(AN)、有效磷(AP)等的空间分布特征及其与植被的相互反馈机制进行了探究。结果表明:银川平原沟渠边坡土壤理化性状具有明显的空间异质性;A区、B区、C区的土壤含水量依次呈现递增变化规律;A区、B区、C区的pH值分别介于8.18~10.37、8.29~9.79、8.08~9.75之间,盐碱化程度较高;土壤全盐表聚效应显著,其中以B区0~10 cm土层富集效应最显著(P生态序列梯度相伴而生、相互制约,共同维护着银川平原沟渠湿地的植物多样性和绿洲生态系统的稳定。

关键词：沟渠边坡植物群落土壤理化性状空间异质性银川平原

长期施肥对旱作区农田土壤细菌群落组成和多样性的影响

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中国土壤与肥料 2023年第7期 138-148页

作者：胡媛媛屈洁马琨宁夏大学农学院宁夏银川750021 西北土地退化与生态恢复国家重点实验室培育基地宁夏大学宁夏银川750021 西北退化生态系统恢复与重建教育部重点实验室宁夏大学宁夏银川750021

为阐明长期有机、无机施肥对旱作区土壤细菌群落组成及多样性的影响机制,以农田土壤生态系统为研究对象,采用单因素随机区组设计,利用长期定位试验(11年)和高通量测序的方法,研究了不施肥(对照,T0)、单施化肥(T1)、化肥配施羊粪有机肥(... 详细信息

为阐明长期有机、无机施肥对旱作区土壤细菌群落组成及多样性的影响机制,以农田土壤生态系统为研究对象,采用单因素随机区组设计,利用长期定位试验(11年)和高通量测序的方法,研究了不施肥(对照,T0)、单施化肥(T1)、化肥配施羊粪有机肥(T2)和化肥配施生物有机肥(T3)对土壤的影响,分析了处理间土壤细菌群落组成及多样性的差异,探究了驱动土壤细菌群落组成及多样性变化的主要土壤环境因子。结果表明:与T0相比,羊粪有机肥、生物有机肥与化肥配施能显著提高土壤全氮、全磷、有机质、碱解氮、有效磷和铵态氮的含量,其中T2处理效果最显著(P<0.05)。各施肥处理下土壤放线菌门(Actinobacteria)、变形菌门(Proteobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)细菌为优势菌门;羊粪有机肥、生物有机肥与化肥配施处理降低了土壤放线菌门的相对丰度,增加了绿弯菌门、拟杆菌门和厚壁菌门的相对丰度,T2处理与T0处理间有显著差异(P<0.05)。与T1处理相比,羊粪有机肥、生物有机肥与化肥配合施用使土壤硝化螺旋菌门的相对丰度显著降低。类诺卡氏菌属(Nocardioides)、KD4-96和Subgroup_6为土壤细菌群落的优势菌属。T2处理较T3处理更显著地降低了土壤类诺卡氏菌属(41.15%)、芽球菌属(41.67%)和红杆菌属(27.45%)的相对丰度。与T0处理相比,T2处理更显著增加了细菌群落物种数、群落辛普森指数、香农指数和Chao1指数(P<0.05)。冗余分析表明,土壤有机质(P=0.001)、pH(P=0.003)是驱动土壤细菌群落组成及多样性变化的主要因素。土壤pH以及有机质含量高低对驱动旱作区土壤细菌群落组成以及土壤细菌多样性变化均产生直接效应。因此,化肥与羊粪有机肥相结合的长期施肥管理是优化旱作区区域农田养分管理、提升土壤肥力的有效途径。

关键词：长期施肥土壤有机质 pH 土壤细菌群落和多样性旱作区

贺兰山东坡不同海拔典型植被带土壤微生物PLFA分析

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生态学报 2022年

作者：马进鹏庞丹波陈林万红云陈高路李学斌宁夏大学西北退化生态系统恢复与重建教育部重点实验室宁夏大学西北土地退化与生态恢复国家重点实验室培育基地宁夏大学生态环境学院宁夏大学农学院

土壤微生物在维持干旱区森林生态系统功能稳定方面具有重要作用,但有关干旱区微生物群落结构及多样性沿海拔分布规律研究较少,采用磷酸脂肪酸(PLFA)法定量分析贺兰山自然保护区东坡不同海拔典型植被带(荒漠草原HM、蒙古扁桃MG、油松林Y... 详细信息

土壤微生物在维持干旱区森林生态系统功能稳定方面具有重要作用,但有关干旱区微生物群落结构及多样性沿海拔分布规律研究较少,采用磷酸脂肪酸(PLFA)法定量分析贺兰山自然保护区东坡不同海拔典型植被带(荒漠草原HM、蒙古扁桃MG、油松林YS、混交林HJ、青海云杉林QH)土壤微生物群落结构特征及多样性。结果表明,不同海拔植被带土壤中共检测出59种PLFA生物标记,YS土壤中生物标记的含量明显高于其他植被类型,5个植被带共有且含量较高的PLFA生物标记为16:0、18:1ω9c、18:1ω7c、10Me 16:0和18:2ω6c,特征微生物的含量在不同植被带土壤中分布不同,细菌分布数量最大,其次是真菌、放线菌,原生动物分布数量最小。聚类分析发现,不同植被带土壤PLFA生物标记可分成不同的类群,16:0、18:1ω9c和18:1ω7c基本在每个植被带都会单独聚为一类。对不同植被带所共有的PLFA生物标记绘制热图,发现不同的PLFA生物标记在不同植被带分布不同,YS植被带PLFA生物标记分布最高。不同植被带土壤微生物群落多样性显示,HJ土壤中微生物多样性指数大于其他植被类型,HM土壤中微生物多样性指数最小,说明土壤微生物多样性与植被多样性密切相关。主成分分析表明,与土壤微生物群落相关的2个主成分解释量为78.01%和8.80%,对第1主成分起主要作用的微生物类群有非特异性细菌、革兰氏阳性细菌、革兰氏阴性细菌、真菌、放线菌和原生动物等,对第2主成分起主要作用的微生物类群为厌氧细菌。土壤微生物与土壤因子相关性分析表明,土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)与微生物类群及多样性指数正相关,pH、容重(BD)与微生物类群及多样性指数负相关,海拔引起土壤因子的改变是影响土壤微生物群落结构及多样性的重要因素。本研究表明YS土壤中微生物含量最大,HJ土壤中微生物多样性最高,与山地生态系统中中部区域生物多样性高的其他研究结果相吻合,可为贺兰山自然保护区土壤微生物的研究及保护区的管理提供科学依据。

关键词： PLFA 土壤微生物群落结构海拔植被带贺兰山

宁夏荒漠草原不同群落蒙古冰草种群空间格局及种间关联性

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草业学报 2020年第3期29卷 171-178页

作者：许爱云许冬梅曹兵刘金龙于双郭艳菊马晓静宁夏大学农学院宁夏银川750021 宁夏大学西北土地退化与生态恢复国家重点实验室培育基地宁夏银川750021

为探讨蒙古冰草种群对环境的适应对策,以宁夏盐池县荒漠草原短花针茅+蒙古冰草群落、蒙古冰草+牛枝子群落、蒙古冰草+牛心朴子群落为研究对象,采用点格局分析中的O-ring函数统计方法,分析了不同群落中蒙古冰草种群的数量特征、分布类型... 详细信息

为探讨蒙古冰草种群对环境的适应对策,以宁夏盐池县荒漠草原短花针茅+蒙古冰草群落、蒙古冰草+牛枝子群落、蒙古冰草+牛心朴子群落为研究对象,采用点格局分析中的O-ring函数统计方法,分析了不同群落中蒙古冰草种群的数量特征、分布类型及优势种群的种间关联性。结果表明:不同群落生境条件下,蒙古冰草+牛枝子群落中蒙古冰草种群的密度、盖度和地上生物量显著高于短花针茅+蒙古冰草群落和蒙古冰草+牛心朴子群落(P<0.05),3个群落之间蒙古冰草种群的高度差异不显著(P<0.05)。不同群落生境蒙古冰草种群在<4 m尺度范围内主要表现为聚集分布,随尺度增大,聚集强度减弱,逐渐过渡到随机分布和均匀分布。蒙古冰草种群与短花针茅种群、蒙古冰草种群与牛枝子种群在小于4 m尺度上呈显著负关联,随尺度的增大趋于无关联;蒙古冰草种群与牛心朴子种群在整个研究尺度上无关联。

关键词：荒漠草原蒙古冰草空间分布类型种间关联性点格局分析

不同沙地生境下柠条灌丛化对草地土壤有机碳含量及分布的影响

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农业工程学报 2016年第10期32卷 115-121页

作者：吴旭东宋乃平潘军宁夏大学农学院银川750021 西北土地退化与生态恢复国家重点实验室培育基地银川750021

为揭示不同沙地生境下灌丛化草地土壤有机碳及其组分的分布特征,以宁夏盐池县沙化草原不同沙地生境(丘间低地、固定沙地、半固定沙地、流动沙地)下不同发育期的柠条灌丛斑块及其对应的草地斑块为研究对象,对土壤颗粒组成、土壤有机碳(so... 详细信息

为揭示不同沙地生境下灌丛化草地土壤有机碳及其组分的分布特征,以宁夏盐池县沙化草原不同沙地生境(丘间低地、固定沙地、半固定沙地、流动沙地)下不同发育期的柠条灌丛斑块及其对应的草地斑块为研究对象,对土壤颗粒组成、土壤有机碳(soil organic carbon,SOC)、颗粒有机碳(particulate organic carbon,POC)及易氧化有机碳含量(labile organic carbon,LOC)进行分析。结果表明:1)各沙地生境发育中期灌丛斑块的SOC、POC、LOC及POC/SOC极显著高于草地斑块(P退化最敏感的指标。研究可为沙化草原土壤恢复研究提供理论依据。

关键词：土壤有机碳质地沙化草原灌丛化柠条