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摇 摇 摇 摇 摇 生 态 学 报
摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 (SHENGTAI XUEBAO)
摇 摇 第 31 卷 第 11 期摇 摇 2011 年 6 月摇 (半月刊)
目摇 摇 次
微生物介导的碳氮循环过程对全球气候变化的响应 沈菊培,贺纪正 (2957)……………………………………
巢湖蓝藻水华形成原因探索及“优势种光合假说冶 贾晓会,施定基,史绵红,等 (2968)………………………
我国甜菜夜蛾间歇性暴发的非均衡性循环波动 文礼章,张友军,朱摇 亮,等 (2978)……………………………
庞泉沟自然保护区华北落叶松林的自组织特征映射网络分类与排序
张钦弟,张金屯,苏日古嘎,等 (2990)
……………………………………………
…………………………………………………………………………
上海大莲湖湖滨带湿地的生态修复 吴摇 迪,岳摇 峰,罗祖奎,等 (2999)…………………………………………
芦芽山典型植被土壤有机碳剖面分布特征及碳储量 武小钢,郭晋平,杨秀云,等 (3009)………………………
土壤微生物群落结构对中亚热带三种典型阔叶树种凋落物分解过程的响应
张圣喜,陈法霖,郑摇 华 (3020)
……………………………………
…………………………………………………………………………………
中亚热带几种针、阔叶树种凋落物混合分解对土壤微生物群落碳代谢多样性的影响
陈法霖,郑摇 华,阳柏苏,等 (3027)
…………………………
……………………………………………………………………………
桂西北喀斯特峰丛洼地表层土壤养分时空分异特征 刘淑娟, 张摇 伟, 王克林, 等 (3036)……………………
重金属 Cd胁迫对红树蚬的抗氧化酶、消化酶活性和 MDA含量的影响
赖廷和,何斌源,范航清,等 (3044)
…………………………………………
……………………………………………………………………………
海南霸王岭天然次生林边缘效应下木质藤本与树木的关系 乌玉娜,陶建平,奚为民,等 (3054)………………
半干旱黄土丘陵区不同人工植被恢复土壤水分的相对亏缺 杨摇 磊,卫摇 伟,莫保儒,等 (3060)………………
季节性干旱对中亚热带人工林显热和潜热通量日变化的影响 贺有为,王秋兵,温学发,等 (3069)……………
新疆古尔班通古特沙漠南缘多枝柽柳光合作用及水分利用的生态适应性 王珊珊,陈摇 曦,王摇 权,等 (3082)…
利用数字图像估测棉花叶面积指数 王方永,王克如,李少昆,等 (3090)…………………………………………
野生大豆和栽培大豆光合机构对 NaCl胁迫的不同响应 薛忠财,高辉远,柳摇 洁 (3101)………………………
水磷耦合对小麦次生根特殊根毛形态与结构的影响 张摇 均,贺德先,段增强 (3110)…………………………
应用物种指示值法解析昆嵛山植物群落类型和植物多样性 孙志强,张星耀,朱彦鹏,等 (3120)………………
基于 MSIASM方法的中国省级行政区体外能代谢分析 刘摇 晔,耿摇 涌,赵恒心 (3133)………………………
不同生态区烟草的叶面腺毛基因表达 崔摇 红,冀摇 浩,杨惠绢,等 (3143)………………………………………
B型烟粉虱对 23 种寄主植物适应度的评估和聚类分析 安新城,郭摇 强,胡琼波 (3150)………………………
杀虫剂啶虫脒和毒死蜱对捕食蜘蛛血细胞 DNA的损伤作用 李摇 锐,李生才,刘摇 佳 (3156)…………………
杀真菌剂咪鲜安对萼花臂尾轮虫的影响 李大命,陆正和,封摇 琦,等 (3163)……………………………………
长、短期连续孤雌生殖对萼花臂尾轮虫生活史和遗传特征的影响 葛雅丽,席贻龙 (3170)……………………
专论与综述
区域景观格局与地表水环境质量关系研究进展 赵摇 军, 杨摇 凯,邰摇 俊,等 (3180)…………………………
露水对植物的作用效应研究进展 叶有华,彭少麟 (3190)…………………………………………………………
葡萄座腔菌科研究进展———鉴定,系统发育学和分子生态学 程燕林,梁摇 军,吕摇 全,等 (3197)……………
人工林生产力年龄效应及衰退机理研究进展 毛培利,曹帮华,田文侠,等 (3208)……………………………
树木年轮在干扰历史重建中的应用 封晓辉,程瑞梅,肖文发,等 (3215)…………………………………………
植物中逆境反应相关的 WRKY转录因子研究进展 李摇 冉,娄永根 (3223)……………………………………
研究简报
三江源地区高寒草原土壤微生物活性和微生物量 任佐华,张于光,李迪强,等 (3232)…………………………
3 种黑杨无性系水分利用效率差异性分析及相关 ERECTA基因的克隆与表达
郭摇 鹏,夏新莉,尹伟伦 (3239)
…………………………………
…………………………………………………………………………………
猕猴桃园节肢动物群落重建及主要类群的生态位 杜摇 超,赵惠燕,高欢欢,等 (3246)…………………………
期刊基本参数:CN 11鄄2031 / Q*1981*m*16*298*zh*P* ￥ 70郾 00*1510*33*
室室室室室室室室室室室室室室
2011鄄06
封面图说: 盘锦市盘山县水稻田———盘锦市位于辽宁省西南部,自古就有“鱼米之乡冶的美称。 这里地处温带大陆半湿润季风
气候,有适宜的温度条件和较长的生长期以供水稻生长发育,农业以种植水稻为主,年出口大米达 1 亿多公斤,是国
家级水稻高产创建示范区和重要的水稻产区。
彩图提供: 沈菊培博士摇 中国科学院生态环境研究中心摇 E鄄mail:jpshen@ reccs. ac. cn
生 态 学 报 2011,31(11):3232—3238
Acta Ecologica Sinica
http: / / www. ecologica. cn
基金项目:国家自然科学基金资助项目(30700018); 中央公益型科研院所基本科研业务费专项资金项目(CAFRIF200713)
收稿日期:2009鄄04鄄02; 摇 摇 修订日期:2010鄄12鄄02
*通讯作者 Corresponding author. E鄄mail: yugzhang@ yahoo. com. cn
三江源地区高寒草原土壤微生物活性和微生物量
任佐华1,2,张于光1,*,李迪强1, 肖启明2,蔡重阳3
(1. 中国林业科学研究院森林生态环境与保护研究所,国家林业局森林生态环境重点实验室,北京摇 100091;
2. 湖南农业大学生物安全科技学院,长沙摇 410128; 3. 中南大学资源加工与生物工程学院,长沙摇 410083)
摘要:为了揭示青藏高原高寒草地土壤微生物活性和微生物量碳、氮情况,同时探讨气候变化对土壤微生物的影响,以青藏高原
腹地三江源自然保护区高寒草原土壤为研究对象,选择土壤质地、植被类型基本一致,海拔高度不同(3400—4200m)的 4 个样
地,分析测定了土壤微生物(细菌、真菌、放线菌和部分生理功能微生物群)数量、土壤微生物量(碳、氮)、土壤酶(纤维素酶、蛋
白酶、脲酶、蔗糖酶)活性。 结果表明:研究区域均含有较丰富的土壤有机碳和养分,微生物数量多少为细菌>放线菌>真菌,主
要功能微生物菌群数量为氨化细菌>好气性固氮菌>硝化细菌>亚硝化细菌,样地间的微生物生物量碳、氮含量差异显著。 相关
性分析表明,除与亚硝酸细菌具有弱正相关性外,海拔高度与其它因子均具有负相关性,其中与细菌和氨化细菌具有极显著负
相关性,与好气性固氮菌和硝酸细菌具有显著负相关性。 因此,温度的升高可能明显的影响了三江源地区高寒草原的土壤微生
物活性。
关键词:三江源;高寒草地;微生物活性;气候变化
The soil microbial activities and microbial biomass in Sanjiangyuan Alpine
glassland
REN Zuohua1,2, ZHANG Yuguang1,*, LI Diqiang1,XIAO Qiming2,CAI Chongyang3
1 Institute of Forestry Ecology, Environment and Protection, Chinese Academy of Forestry, Key Laboratory of Forest Ecology and Environment of State Forestry
Administration, Beijing 100091, China
2 College of Biosafety Science and Technology, Hunan Agricultural University, Changsha 410128, China
3 School of Minerals Processing & Bioengineering,Central South University, Changsha 410083, China
Abstract: The global climate has experienced drastic changes in the 20 th century, and it has been suggested that even more
will take place in the 21 st century if the greenhouse gas emission rate remains at or exceeds the current level. More research
has been focused on the global warming with a goal to assess the influence of the climate change on ecosystem processes and
functions from different aspects. Microorganisms are the most abundant and diverse group of life on our planet and play
specific and key functional roles in ecosystems including decomposition, element cycling, decontamination of man鄄made
chemicals, and even maintenance of Earth忆s atmospheric gases, simultaneity, the microbial communities potential for rapid
growth and turnover, means the microbial community is a more sensitive reaction in the terrestrial ecosystem to external
stress than plants and animals. Therefore, understanding microbial activities, biomass and its effect of climate change is
essential to our understanding of evolution, community formation and sustainability of life on the earth and facilitate better
management and protect of nature environments.
In this paper, soil samples of Qinghai鄄Tibet Plateau alpine grassland in Sanjiangyuan Nature Reserve was chosen to be
studied, for revealing the composition of soil microbial activity and the biomass, and exploring the potential effects of
climate change on microorganism. Four soil samples from this area with the nearly same texture, vegetation type and
different altitude ( 3400 4200 m) were collected. The numbers and physiological functions of different type of
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microorganisms ( bacteria, fungi, actinomycetes and some of microorganism), the microbial biomass (microbial biomass
carbon and microbial biomass nitrogen) and the enzyme activities ( cellulase, protease, urease, and sucrase) were
analyzed. According to the analyse, some results were found. Firstly, the soil in this area was rich in organic carbon and
the other nutrients; secondly, the sequence of the numbers of different microorganisms was bacteria>actinomycetes>fungi;
thirdly, the sequence of the numbers of the main functional microbial was flora ammonifiers> aerobic azotobacteria> nitrate
bacteria> nitrobacteria, fourthly, there were signicant differences among those samples in microbial biomass. Correlation
analysis showed that the altitude had negative correlation with all the factors except nitrite bacteria, and the negative
correlations were significant whether with the bacteria and ammonifiers or with the aerobic azotobacteria and nitrate bacteria.
Therefore, the increasing temperature may have affected the activity of soil microorganisms in Qinghai鄄Tibet Plateau alpine
grassland in Sanjiangyuan Nature Reserve significantly.
Key Words: Sanjiangyuan Natural Reserve; alpine meadow; microbial activity; climate change
土壤微生物在土壤形成、有机质代谢、植物养分转化和污染物降解以及陆地生态系统元素的生物地球化
学循环和能量的流动代谢中都具有不可替代的作用[1]。 土壤微生物活性和微生物量是表征土壤微生物数量
和功能的常用指标[2],土壤微生物生物量碳虽然仅占土壤有机质中的很小比例,但它却是最为活跃的部分,
特别是在土壤碳、氮循环中,是活性最强的部分[1]。 土壤微生物活性直接反映了微生物对土壤碳、氮循环的
影响。 同时,微生物对环境变化很敏感,能够较早地指示生态系统功能的变化,这对于研究全球变化对生态系
统的影响及其响应、退化生态系统的恢复和治理以及提高不同植被的生产力等均有重要的理论和实践意
义[3]。 目前,土壤微生物生物量和活性分析已经成为土壤碳、氮动态研究中的一项重要内容[4鄄5]。
全球气候变化已经成为不争的事实,青藏高原是世界上低纬度冻土集中分布区,作为欧亚大陆最高最大
的地貌单元,在亚洲气候乃至全球气候变化中扮演着重要角色。 三江源自然保护区位于青海省南部,属于青
藏高原腹地,海拔垂直差异明显,具有独特的气候与地理环境,是我国面积最大、海拔最高、生态最敏感,生物
多样性保护价值高的国家级自然保护区,为开展全球变化相关研究提供了理想的实验场所[6]。 青藏高原高
寒草原生态系统具有十分重要的生态地位,因其所处环境严酷、生态脆弱,在全球变化,特别是在人为干扰等
因素的综合影响下,已呈现出严重的退化态势[7]。 本研究以三江源地区典型高寒草原为研究对象,分析土壤
微生物的活性和微生物量碳、氮,以期进一步加深了解高寒草地生态系统的土壤生态过程,同时,为认识气候
变化对该地区土壤微生物的影响及其响应提供参考。
1摇 材料和方法
1. 1摇 研究地概况和样品采集
三江源自然保护区地处青藏高原腹地,是长江、黄河、澜沧江的源头,该地区地形复杂,自然环境类型多
样,生物多样性丰富,总的气候特征是热量低、年温差小、日温差大、日照时间长,风沙大,植物生长期短。 全年
平均气温一般在-5. 6—3. 8益之间,极端最低气温-48益,极端最高气温 28益,年平均降水量在 262. 2—772. 8
mm之间,年蒸发量在 730—1700 mm之间。 高寒草原是三江源地区重要的植被类型之一,以青藏苔草( Carex
moorcroftii) 和紫花针茅( Stipa purpurea) 为主,植被稀疏、覆盖度小、草丛低矮、层次结构简单[6, 8]。
于 2007 年 8 月,在三江源自然保护区高寒草原选择了 4 个样地采集土壤样品,样品的具体采集位置、主
要植被种类等基本情况见表 1。 样品采集采用正方形五点取样法,垂直取 1—15cm 深度的土壤,每个点取样
量大体一致(1kg),均匀混合后装入灭菌封口聚乙烯袋,低温保存带回实验室,6 个采样点构成一个采样地,样
地大小为 1000m伊1000m。 低温保存带回实验室。
1. 2摇 样品分析和数据统计
土壤有机质和理化性质采用常规方法测定[9],土壤细菌、真菌、放线菌和生理功能微生物类群的计数测
定采用稀释平板涂布法[10],土壤微生物量碳和氮的测定采用氯仿熏蒸浸提法[9],土壤酶活性采用比色法
3323摇 11 期 摇 摇 摇 任佐华摇 等:三江源地区高寒草原土壤微生物活性和微生物量 摇
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测定[11]。
表 1摇 样地基本情况
Table 1摇 Characteristics ofthe plots
样地名称
Plots
采样地点
Sampling location
植被类型
Vegetation types
经纬度
Longitude andLatitude
海拔
Altitudem / m
GH 共和县摇 高寒草原 35毅52. 524忆 N; 99毅56. 758忆 E 3400
DR 达日县摇 高寒草原 33毅34. 586忆N; 99毅53. 899忆E 4077
QML 曲麻莱县 高寒草原 34毅03. 924忆N; 95毅49. 240忆E 4126
MD 玛多县摇 高寒草原 35毅00. 799忆N; 98毅04. 019忆E 4238
摇 摇 GH: 共和样地, DR: 达日样地, QML: 曲麻莱样地, MD: 玛多样地
用 Excel和 SPSS软件进行数据统计分析。
2摇 结果与分析
2. 1摇 土壤有机碳和全氮含量
分别测定了土壤样品的有机碳、全氮、全磷、全钾和 pH 等理化性质指标。 4 个土壤样品中均含有较丰富
的土壤有机碳和全氮,其中土壤有机碳的含量均在 91g / kg以上。 不同样地土壤有机碳的含量差异并不明显,
处于 91. 99—103. 99g / kg之间,而全氮的含量差异相对明显,处于 1. 50—4. 90g / kg 之间,随着海拔的升高而
增加,其中样地 GH的全氮含量分别较样地 DR、QML 和 MD 低了 51. 61% 、65. 11%和 69. 94% (表 2)。 土壤
碳氮比值(C / N)是衡量土壤 C、N 营养平衡状况的指标,它的演变趋势对土壤碳、氮循环有重要影响,从表 2
可以看出,土壤碳氮含量比随着海拔的升高明显降低。 同时,土壤全磷和全钾等的含量在样地之间没有明显
的差异,pH值表明样地 DR略显酸性,其它 3 个样地略显碱性。 实验表明,相对于低海拔样地,高海拔样地由
于高寒低温等极端环境胁迫的影响,成土过程中的生物及化学作用弱,生物积累作用明显,微生物的分解活动
弱,造成有机质以及氮磷钾含量显著高于低海拔样地。
表 2摇 不同样地的养分含量
Table 2摇 Soil property in different plots
样地名称
Plots
有机碳
Organic carbon
/ (g / kg)
全氮
Total nitrogen
/ (g / kg)
碳氮比
C / N
全磷
Total phosphorus
/ (g / kg)
全钾
Total potassium
/ (g / kg)
pH 含水量Water content / %
GH 91. 99 1. 50 61. 33 0. 59 5. 93 7. 57 12. 09
DR 93. 74 3. 10 30. 24 0. 62 6. 15 6. 09 22. 33
QML 103. 99 4. 30 24. 18 0. 69 6. 97 7. 63 27. 20
MD 101. 50 4. 90 20. 71 0. 74 7. 54 7. 96 7. 52
2. 2摇 土壤微生物区系组成
利用平板计数法测定了 4 个样地土壤的细菌、真菌、放线菌和部分主要生理功能微生物类群,包括氨化细
菌、好气性固氮菌、亚硝酸细菌和硝酸细菌等的数量。 所有样地中细菌数最多,放线菌次之,真菌数量最少。
细菌、放线菌和真菌的数量是 GH、DR、QML和 MD样地依次减少,也就是说,随着海拔高度的增加,土壤中的
细菌、放线菌和真菌数量明显降低(表 3)。 其中,细菌数量在 GH样地与其它 3 个样地之间差异极显著(P ﹤
0. 01);而 MD样地的放线菌与其它 3 个样地间差异显著(P ﹤ 0. 05);真菌在 GH、DR 和 QML、MD 样地间差
异显著(P﹤ 0. 05)。 4 个样地中的生理功能微生物菌群数量多少依次为氨化细菌>好气性固氮菌>硝酸细菌
>亚硝酸细菌。 氨化细菌、好气性固氮菌和硝酸细菌在 GH 样地中数量最多,QML 和 DR 样地次之,MD 样地
中最小。 亚硝酸细菌在 MD样地中数量最多,GH和 DR样地次之,QML样地最少,因此,除亚硝酸细菌外,其
它 3 类细菌的数量基本上随着海拔的增加而降低。 氨化细菌在 GH样地与其它 3 个样地间差异极显著(P ﹤
0. 01);好气固氮菌、亚硝酸细菌和硝酸细菌均没有显著差异。 实验表明,海拔高度的升高明显的影响了土壤
4323 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 31 卷摇
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微生物的区系组成。
表 3摇 土壤微生物群落组成
Table 3摇 The number of soil microorganisms in the plots
样地名称
Plots
细菌
Bacteria
/ (106 cfu / g)
真菌
Fungi
/ (105 cfu / g)
放线菌
Actionmycete
/ (105 cfu / g)
氨化细菌
Ammonifiers
/ (105 cfu / g)
好气固氮菌
Aerobic
azotobacteria
/ (104 cfu / g)
亚硝酸细菌
Nitrite bacteria
/ (102 cfu / g)
硝酸细菌
Nitrate Bacteria
/ (104 cfu / g)
GH 20. 95 2. 34 10. 32 16. 69 5. 24 0. 30 0. 70
DR 5. 07 1. 79 9. 39 5. 10 2. 53 0. 18 0. 24
QML 3. 19 1. 94 1. 66 6. 05 3. 04 0. 14 0. 34
MD 1. 92 0. 49 1. 24 3. 92 2. 52 0. 49 0. 04
2. 3摇 土壤酶活性
本研究分别测定了土壤的纤维素酶、蔗糖酶、淀粉酶、蛋白酶和尿酶的活性,测定结果见表 4。 5 种土壤酶
的活性在 4 个样地中的含量依次为蔗糖酶>脲酶>纤维素酶>淀粉酶>蛋白酶。 纤维素酶活性在 4 个样地中的
含量处于 0. 40—0. 42 之间,没有明显的变化(表 4)。 除纤维素酶外,在各个样地中的含量均明显沿着海拔梯
度的增加而降低,其中 GH样地中的 4 种酶活性均最高,而 MD样地的酶活性均最低。 4 个样地土壤酶活性都
要比农田、森林的土壤酶活性低,这应该与三江源自然保护区独特的地理位置和气候有关,该地区海拔较高,
气候寒冷干燥,严酷的生态环境导致土壤中的酶活性降低。
表 4摇 土壤酶活性测定结果
Table 4摇 The activities of soil enzyme in different plots
样地名称 Plots
纤维素酶 Cellulase
/ (mg·g-1·(72h) -1)
蔗糖酶 Sucrase
/ (mg·g-1·(72h) -1)
淀粉酶 Amylase
/ (mg·g-1·d-1)
蛋白酶 Protease
/ (mg·g-1·d-1)
脲酶 Urease
/ (mg·g-1·d-1)
GH 0. 42 5. 06 0. 35 0. 14 0. 54
DR 0. 41 3. 41 0. 26 0. 14 0. 54
QML 0. 40 3. 50 0. 27 0. 12 0. 44
MD 0. 42 1. 58 0. 20 0. 06 0. 40
2. 4摇 微生物生物量碳、氮含量
GH样地含有最高的微生物量碳和微生物量氮,而 DR样地的含量均最低,DR 样地中的微生物量碳含量
较 GH、QML和 MD样地分别低了 62. 74% 、25. 78%和 52. 06% ,而微生物量氮分别低了 69. 36% 、53. 03%和
8. 84% 。 各样地间的微生物量碳和微生物量氮含量差异极显著(P ﹤ 0. 01),均沿着海拔梯度的增加其含量
减少(表 5)。 同时,微生物量碳和微生物量氮含量所占土壤有机碳和全氮的比例均较低,其中微生物量碳所
占有机碳含量的比例处于 0. 27%—0. 73%之间,微生物量氮所占土壤全氮含量的比例处于 0. 35%—3. 41%
之间。
表 5摇 土壤微生物量碳、氮含量及其与有机碳和全氮的比例
Table 5摇 The content of microbial biomass carbon and nitrogen and their ratio to soil organic carbon and total nitrogen in the plots
样地名称
Plots
微生物量碳
Microbial biomass carbon
微生物量碳与有机碳比 / %
Microbial biomass
carbon / organic carbon
微生物量氮
Microbial biomass
nitrogen
微生物量氮与全氮比 / %
Microbial biomass
nitrogen / total nitrogen
GH 668. 18 0. 73 51. 14 3. 41
DR 248. 95 0. 27 15. 67 0. 51
QML 335. 42 0. 32 33. 36 0. 78
MD 519. 34 0. 51 17. 19 0. 35
5323摇 11 期 摇 摇 摇 任佐华摇 等:三江源地区高寒草原土壤微生物活性和微生物量 摇
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2. 5摇 土壤微生物活性和微生物量与海拔的分析
将土壤细菌、真菌、放线菌和主要生理功能类群与土壤酶活性、微生物生物量碳、氮和海拔高度之间进行
了相关性分析(表 6)。 从表 6 可以看出,土壤碳氮比与氨化细菌、好气性固氮菌呈显著正相关,并与真菌、放
线菌和硝酸细菌具有较好的正相关性,说明这些微生物类群受土壤中碳氮比影响明显,而亚硝酸细菌则与土
壤碳氮比呈负相关。 蔗糖酶与真菌和硝酸细菌呈显著正相关,淀粉酶与硝酸细菌呈极显著正相关,蛋白酶与
真菌呈显著正相关,尿酶与放线菌呈显著正相关,说明这些土壤酶的活性受相关类群的微生物影响明显。 同
时,从表 6 还可以看出,微生物生物量碳与各类群微生物没有显著的相关性,而微生物生物量氮与好气性固氮
菌和硝酸细菌之间具有显著的正相关性,与细菌、真菌、放线菌、氨化细菌之间有较好的正相关性,而与亚硝酸
细菌之间呈负相关性。 除与亚硝酸细菌呈弱正相关外,海拔高度与其它微生物类群均呈负相关性,其中与细
菌和氨化细菌呈极显著负相关性,与好气性固氮菌和硝酸细菌呈显著负相关性。 同时,海拔高度还与纤维素
酶、蔗糖酶、淀粉酶、蛋白酶、尿酶、微生物量碳和微生物量氮等呈较强的负相关性。 气温是随着海拔高度的增
加而降低的,平均每上升 100m,温度约降低 0. 6益,本实验利用随海拔梯度存在的自然温度梯度,对三江源保
护区 4 个不同海拔高寒草地的土壤,研究温度变化对草甸草原土壤的可能影响。 实验结果可以推断,气候变
暖将降低土壤微生物量碳、氮含量,其影响程度的强弱不仅与温度有关,而且还取决于土壤基质与数量、土壤
水分等因素。
表 6摇 土壤微生物活性和土壤微生物类群的相关性
Table 6摇 The correlations betweensoil microbial activities and soil physical and chemical properties
细菌
Bacteria
真菌
Fungi
放线菌
Actionmycetes
氨化细菌
Ammonifiers
好气性固氮菌
Aerobica
zotobacter
亚硝酸细菌
Nitrobacteria
硝酸细菌
Nitrate
bacteria
碳氮比 C / N ratio 0. 998** 0. 693 0. 779 0. 980* 0. 954* -0. 056 0. 923
纤维素酶 Cellulase 0. 467 -0. 326 0. 304 0. 391 0. 373 0. 825 0. 088
蔗糖酶 Sucrase 0. 846 0. 961* 0. 741 0. 859 0. 834 -0. 543 0. 968*
淀粉酶 Amylase 0. 909 0. 911 0. 716 0. 926 0. 908 -0. 416 0. 994**
蛋白酶 Proteinase 0. 557 0. 945* 0. 782 0. 537 0. 482 -0. 798 0. 733
尿酶 Urease 0. 676 0. 766 0. 978* 0. 597 0. 517 -0. 477 0. 671
微生物量碳
Microbial biomass Carbon 0. 708 0. 019 0. 153 0. 728 0. 761 0. 621 0. 498
微生物量氮
Microbial biomass Nitrogen 0. 853 0. 712 0. 364 0. 922 0. 950
* -0. 168 0. 935*
海拔 Altitude -0. 998** -0. 706 -0. 733 -0. 992** -0. 975* 0. 068 -0. 943*
摇 摇 **P<0. 01; * P<0. 05
3摇 讨论
土壤是微生物栖息的重要场所,土壤中微生物的类群、数量、分布和组成直接受植被、土壤水分和养分含
量等因素的影响,不同生态环境条件下的土壤微生物区系存在较大的差异。 本研究的结果表明,由于高寒低
温等极端环境胁迫的影响,成土过程中的生物及化学作用弱,生物积累作用明显,微生物的分解活动弱,造成
有机质以及氮磷钾含量显著高于低海拔样地。 在三江源地区严酷的生态环境下,草地生态系统仍生存着大量
的微生物类群,其中细菌的数量达到 106cfu / g以上,真菌和放线菌均在 105 cfu / g以上。 林超峰等的研究也表
明在三江源地区该地区含有丰富的微生物类群,同时表明不同类型植被下土壤微生物区系的特征变化显
著[12]。 由于三江源地区特殊的地理位置和生态环境,该土壤生态系统中可能保持着某些具有特殊价值的稀
有微生物资源,同时,丰富的微生物资源也将对三江源脆弱的高寒生态系统起到重要作用,包括在维持生态系
统营养物质的循环、涵养水源、储藏微生物基因资源等方面起着重要作用。 因此,维持三江源地区生态平衡,
保护三江源这一高寒草地的微生物资源,显得尤为重要。
土壤酶是土壤中产生的生物催化剂,参与土壤中一切复杂的生化过程,包括腐殖质的合成和分解、动植物
6323 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 31 卷摇
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残体的分解、土壤养分的固定与释放,以及氧化还原反应等[13]。 土壤酶不但在土壤物质转化和能量转化过程
中起着主要的催化作用,而且通过它对进入土壤的多种有机物质和有机残体产生的生命化学转化,使生态系
统的各组分有了功能上的联系,从而保持了土壤生物化学的相对稳衡状态[14]。 本研究测定了与土壤有机碳
和氮循环密切相关的 5 种土壤酶活性,土壤酶的活性在 4 个样地中的含量依次为蔗糖酶>尿酶>纤维素酶>淀
粉酶>蛋白酶,4 个样地土壤酶的活性明显的低于森林生态系统和农田生态系统[15鄄16]。 这可能是由于三江源
地区常年低温、寒冻条件下,土壤冻结期相对较长,从而抑制了土壤微生物的生命活动。
全球环境变化已经成为全球关注的热点,气候变暖已经成为不争的事实,并有愈演愈烈之势。 生态系统
中的许多生物学过程随气候条件变化而变化,因此,全球气候变暖无疑将会改变这些生态系统的功能过程,对
这些生态系统过程的改变和响应的研究,将为准确预测全球变化趋势提供重要科学依据。 目前已有很多不同
的实验方法应用于全球气候变化与陆地生态系统关系的研究中,常见的方法包括地理电热电缆[17]、红外发射
器[18]、开放式空气二氧化碳浓度增高(FACE) [19]等。 由海拔高度变化引起的自然温度梯度作为气候变化的
替代实验系统,则是近年来被广泛应用的方法[20],利用海拔高度变化引起的自然温度梯度作为气候变化的替
代实验系统,是一种评价气候变化对陆地生态系统可能影响的经济实用的方法,并能取得颇具说服力的结
果[20鄄21]。 本研究选择了 4 个海拔高度差异较明显的样地,进行了温度变化对土壤微生物活性和微生物量碳、
氮影响的研究。 结果表明,除与亚硝酸细菌具有弱正相关性外,海拔高度与其它微生物类群均呈负相关性,其
中与细菌和氨化细菌呈极显著负相关性,与好气性固氮菌和硝酸细菌呈显著负相关性。 同时,海拔高度还与
纤维素酶活性、蔗糖酶活性、淀粉酶活性、蛋白酶活性、尿酶活性和微生物量碳氮等具有明显的负相关性,表明
温度的升高明显的影响了土壤微生物的区系组成和微生物活性;由此可推断,气候变暖将降低土壤微生物量
碳、氮含量,其影响程度的强弱不仅与温度有关,而且还取决于土壤基质与数量、土壤水分等因素。
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ACTA ECOLOGICA SINICA Vol. 31,No. 11 June,2011(Semimonthly)
CONTENTS
Responses of microbes鄄mediated carbon and nitrogen cycles to global climate change SHEN Jupei, HE Jizheng (2957)………………
Formation of cyanobacterial blooms in Lake Chaohu and the photosynthesis of dominant species hypothesis
JIA Xiaohui, SHI Dingji, SHI Mianhong,et al (2968)
……………………………
………………………………………………………………………………
Unbalanced cyclical fluctuation pattern of intermittent outbreaks of beet armyworm Spodoptera exigua (H俟bner) in China
WEN Lizhang, ZHANG Youjun, ZHU Liang, et al (2978)
……………
…………………………………………………………………………
Self鄄organizing feature map classification and ordination of Larix principis鄄rupprechtii forest in Pangquangou Nature Reserve
ZHANG Qindi, ZHANG Jintun, Suriguga, et al (2990)
…………
……………………………………………………………………………
Ecological effects of lakeside wetlands restoration in Dalian Lake, Shanghai WU Di,YUE Feng, LUO Zukui, et al (2999)…………
Soil organic carbon storage and profile inventory in the different vegetation types of Luya Mountain
WU Xiaogang, GUO Jinping, YANG Xiuyun,et al (3009)
……………………………………
…………………………………………………………………………
Response of soil microbial community structure to the leaf litter decomposition of three typical broadleaf species in mid鄄subtropical
area, southern China ZHANG Shengxi, CHEN Falin, ZHENG Hua (3020)………………………………………………………
The decomposition of coniferous and broadleaf mixed litters significantly changes the carbon metabolism diversity of soil microbial
communities in subtropical area, southern China CHEN Falin, ZHENG Hua, YANG Bosu, et al (3027)………………………
Spatiotemporal heterogeneity of topsoil nutrients in Karst Peak鄄Cluster depression area of Northwest Guangxi, China
LIU Shujuan, ZHANG Wei, WANG Kelin,et al (3036)
…………………
……………………………………………………………………………
Effects of cadmium stress on the activities of antioxidant enzymes, digestive enzymes and the membrane lipid peroxidation of the
mangrove mud clam Geloina coaxans (Gmelin) LAI Tinghe,HE Binyuan,FAN Hangqing,et al (3044)…………………………
The edge effects on tree鄄liana relationship in a secondary natural forest in Bawangling Nature Reserve, Hainan Island, China
WU Yuna,TAO Jianping,XI Weimin,et al (3054)
………
…………………………………………………………………………………
Soilwater deficit under different artificial vegetation restoration in the semi鄄arid hilly region of the Loess Plateau
YANG Lei, WEI Wei, MO Baoru, et al (3060)
……………………
……………………………………………………………………………………
The diurnal trends of sensible and latent heat fluxes of a subtropical evergreen coniferous plantation subjected to seasonal drought
HE Youwei,WANG Qiubing,WEN Xuefa,et al (3069)
…
……………………………………………………………………………
Ecologicaladaptability of photosynthesis and water use for Tamarix ramosissima in the southern periphery of Gurbantunggut Desert,
Xinjiang WANG Shanshan, CHEN Xi, WANG Quan, et al (3082)………………………………………………………………
Estimation of leaf area index of cotton using digital Imaging WANG Fangyong, WANG Keru, LI Shaokun, et al (3090)……………
Different response of photosynthetic apparatus between wild soybean (Glycine soja) and cultivated soybean (Glycine max) to NaCl
stress XUE Zhongcai, GAO Huiyuan, LIU Jie (3101)……………………………………………………………………………
Effects of water and phosphorus supply on morphology and structure of special root hairs on nodal roots of wheat (Triticum
aestivum L. ) ZHANG Jun, HE Dexian, DUAN Zengqiang (3110)………………………………………………………………
Applications of species indicator for analyzing plant community types and their biodiversity at Kunyushan National Forest Reserve
SUN Zhiqiang, ZHANG Xingyao, ZHU Yanpeng, et al (3120)
…
……………………………………………………………………
Societal metabolism for chinese provinces based on multi鄄scale integrated analysis of societal metabolism(MSIASM)
LIU Ye, GENG Yong, ZHAO Hengxin (3133)
…………………
……………………………………………………………………………………
Comparative gene expression analysis for leaf trichomes of tobacco grown in two different regions in China
CUI Hong, JI Hao, YANG Huijuan, et al (3143)
……………………………
…………………………………………………………………………………
Performance evaluation of B biotype whitefly, Bemisia tabaci on 23 host plants AN Xincheng, GUO Qiang, HU Qiongbo (3150)……
Studies of hemocytes DNA damage by two pesticides acetamiprid and chlorpyrifos in predaceous spiders of Pardosa astrigera Koch
LI Rui, LI Shengcai, LIU Jia, (3156)
…
………………………………………………………………………………………………
Effects of the fungicide prochloraz on the rotifer Brachionus calyciflorus LI Daming,LU Zhenghe,FENG Qi, et al (3163)……………
Effects of long鄄 and short鄄term successive parthenogenesis on life history and genetics characteristics of Brachionus calyciflorus
GE Yali, XI Yilong (3170)
………
…………………………………………………………………………………………………………
Review and Monograph
Review of the relationship between regional landscape pattern and surface water quality
ZHAO Jun, YANG Kai, TAI Jun, et al (3180)
………………………………………………
……………………………………………………………………………………
Review of dew action effect on plants YE Youhua, PENG Shaolin (3190)………………………………………………………………
Advances in Botryosphaeriaceae: identification, phylogeny and molecular ecology
CHENG Yanlin,LIANG Jun,L譈 Quan,et al (3197)
……………………………………………………
…………………………………………………………………………………
Advances inresearch on the mechanisms of age鄄related productivity decline of planted forests
MAO Peili, CAO Banghua,TIAN Wenxia,et al (3208)
…………………………………………
……………………………………………………………………………
The application of tree鄄ring on forest disturbance history reconstruction
FENG Xiaohui,CHENG Ruimei,XIAO Wenfa,et al (3215)
…………………………………………………………………
…………………………………………………………………………
Research advances on stress responsive WRKY transcription factors in plants LI Ran, LOU Yonggen (3223)…………………………
Scientific Note
The soil microbial activities and microbial biomass in Sanjiangyuan Alpine glassland
REN Zuohua, ZHANG Yuguang, LI Diqiang,et al (3232)
…………………………………………………
…………………………………………………………………………
The differences of water use efficiency (WUE) among three Populus deltoids clones, and the cloning and characterization of
related gene, PdERECTA GUO Peng, XIA Xinli, YIN Weilun (3239)……………………………………………………………
Arthropod community reestablishment and niche of the main groups in kiwifruit orchards
DU Chao, ZHAO Huiyan, GAO Huanhuan, et al (3246)
………………………………………………
…………………………………………………………………………
2009 年度生物学科总被引频次和影响因子前 10 名期刊绎
(源于 2010 年版 CSTPCD数据库)
排序
Order
期刊
Journal
总被引频次
Total citation
排序
Order
期刊
Journal
影响因子
Impact factor
1 生态学报 11764
2 应用生态学报 9430
3 植物生态学报 4384
4 西北植物学报 4177
5 生态学杂志 4048
6 植物生理学通讯 3362
7
JOURNAL OF INTEGRATIVE
PLANT BIOLOGY
3327
8 MOLECULAR PLANT 1788
9 水生生物学报 1773
10 遗传学报 1667
1 生态学报 1. 812
2 植物生态学报 1. 771
3 应用生态学报 1. 733
4 生物多样性 1. 553
5 生态学杂志 1. 396
6 西北植物学报 0. 986
7 兽类学报 0. 894
8 CELL RESEARCH 0. 873
9 植物学报 0. 841
10 植物研究 0. 809
摇 绎《生态学报》 2009 年在核心版的 1964 种科技期刊排序中总被引频次 11764 次,全国排名第 1; 影响因
子 1郾 812,全国排名第 14;第 1—9 届连续 9 年入围中国百种杰出学术期刊; 中国精品科技期刊
摇 摇 编辑部主任摇 孔红梅摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 执行编辑摇 刘天星摇 段摇 靖
生摇 态摇 学摇 报
(SHENGTAI摇 XUEBAO)
(半月刊摇 1981 年 3 月创刊)
第 31 卷摇 第 11 期摇 (2011 年 6 月)
ACTA ECOLOGICA SINICA
摇
(Semimonthly,Started in 1981)
摇
Vol郾 31摇 No郾 11摇 2011
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