2025年第62卷第3期文章目次
> 新视角与前沿
2025, 62(3):595-609.
DOI: 10.11766/trxb202404250169
摘要:
土壤有机碳是陆地生态系统中最大的碳库，在防治土壤退化、保育土壤健康和应对全球气候变化等方面发挥着关键作用。土壤矿物是土壤固相中的重要组成部分，其与土壤有机碳的相互作用直接影响着土壤界面活性、理化性质和肥力状况。矿物碳泵（Mineral carbon pump，MnCP）概念强调了土壤矿物在活性有机碳固存中扮演着关键角色，阐述了矿物在土壤有机碳稳定过程中的功能定位。本文以矿物介导的土壤固碳过程为主线，系统梳理了MnCP的概念，详细介绍了MnCP介导的五种固碳机制、影响因素以及相关表征技术，并展望了MnCP框架下有待进一步探究的关键科学问题。
土壤有机碳是陆地生态系统中最大的碳库，在防治土壤退化、保育土壤健康和应对全球气候变化等方面发挥着关键作用。土壤矿物是土壤固相中的重要组成部分，其与土壤有机碳的相互作用直接影响着土壤界面活性、理化性质和肥力状况。矿物碳泵（Mineral carbon pump，MnCP）概念强调了土壤矿物在活性有机碳固存中扮演着关键角色，阐述了矿物在土壤有机碳稳定过程中的功能定位。本文以矿物介导的土壤固碳过程为主线，系统梳理了MnCP的概念，详细介绍了MnCP介导的五种固碳机制、影响因素以及相关表征技术，并展望了MnCP框架下有待进一步探究的关键科学问题。
> 综述与评论
2025, 62(3):610-624.
DOI: 10.11766/trxb202404290178
摘要:
土壤动物是土壤生态系统中的重要组成部分，在生态系统功能中发挥着重要作用。全球气候变暖导致的高温会对土壤动物造成损伤，影响其生态功能。同时，人类活动释放的化学污染物也对土壤动物造成毒害作用。疏水性有机化合物（Hydrophobic organic compounds，HOCs）是土壤中广泛存在的一类污染物。高温与HOCs会以联合作用的方式对土壤动物产生影响，在供试物种最适宜温度下开展的HOCs风险评价试验结果会因为忽略温度因素而不准确。目前对于高温与HOCs对土壤动物联合作用的影响及机制仍缺乏深入理解。因此，本文系统总结了不同高温场景和HOCs对土壤动物的影响，以及这些研究结果在环境风险评价中的意义，强调未来研究需关注HOCs与高温在现实场景中的综合影响，尤其在分子水平上的影响，并加强生态毒理学模型的开发与应用，从而提高我们对自然界中HOCs的认知，改进现有环境风险评价的方法，以更好地应对气候变化下生态系统面临的挑战。
土壤动物是土壤生态系统中的重要组成部分，在生态系统功能中发挥着重要作用。全球气候变暖导致的高温会对土壤动物造成损伤，影响其生态功能。同时，人类活动释放的化学污染物也对土壤动物造成毒害作用。疏水性有机化合物（Hydrophobic organic compounds，HOCs）是土壤中广泛存在的一类污染物。高温与HOCs会以联合作用的方式对土壤动物产生影响，在供试物种最适宜温度下开展的HOCs风险评价试验结果会因为忽略温度因素而不准确。目前对于高温与HOCs对土壤动物联合作用的影响及机制仍缺乏深入理解。因此，本文系统总结了不同高温场景和HOCs对土壤动物的影响，以及这些研究结果在环境风险评价中的意义，强调未来研究需关注HOCs与高温在现实场景中的综合影响，尤其在分子水平上的影响，并加强生态毒理学模型的开发与应用，从而提高我们对自然界中HOCs的认知，改进现有环境风险评价的方法，以更好地应对气候变化下生态系统面临的挑战。
2025, 62(3):625-639.
DOI: 10.11766/trxb202406180241
摘要:
胶体是农田土壤中最活跃的组分之一，其巨大的比表面积和表面带电特性使其极易吸附污染物。在饱和-非饱和带水循环中，胶体可携带污染物在多孔介质中通过尺寸排阻效应进行加速扩散，严重影响地下水质。本文梳理了胶体在多孔介质中运移的尺寸排阻机制，系统分析了影响胶体运移尺寸排阻效应的主要因素，总结了描述胶体运移尺寸排阻行为的数学模型构建方法，最后展望了高精度表征胶体运移行为的示踪方法，探讨了刻画胶体运移尺寸排阻效应的数学模型构建思路。本文对深入认识饱和-非饱和带水循环中胶体运移伴生环境效应以及指导农田地下水污染防治具有重要意义。
胶体是农田土壤中最活跃的组分之一，其巨大的比表面积和表面带电特性使其极易吸附污染物。在饱和-非饱和带水循环中，胶体可携带污染物在多孔介质中通过尺寸排阻效应进行加速扩散，严重影响地下水质。本文梳理了胶体在多孔介质中运移的尺寸排阻机制，系统分析了影响胶体运移尺寸排阻效应的主要因素，总结了描述胶体运移尺寸排阻行为的数学模型构建方法，最后展望了高精度表征胶体运移行为的示踪方法，探讨了刻画胶体运移尺寸排阻效应的数学模型构建思路。本文对深入认识饱和-非饱和带水循环中胶体运移伴生环境效应以及指导农田地下水污染防治具有重要意义。
> 研究论文
2025, 62(3):640-652.
DOI: 10.11766/trxb202401220038
摘要:
土壤侵蚀是导致东北黑土区土壤退化和作物生产力降低的主要因素，但关于土壤侵蚀对黑土土壤质量和作物生产力影响的定量评价相对较少。基于2005年在黑龙江省嫩江市鹤山农场建立的土壤侵蚀—生产力关系田间小区试验，在试验布设后的第18年（2022年），系统研究了模拟侵蚀和施肥对土壤理化生性质、土壤质量和玉米产量的影响。试验为不同侵蚀程度（设0、10、20、30、40、50、60和70 cm 8个侵蚀深度）和施肥（不施肥和施肥2个水平）的二因素完全随机区组设计。测定项目包括土壤耕层（0～20 cm）的主要理化性质（包括容重、黏粒含量、含水量、pH、有机碳、碱解氮、速效磷、速效钾）、生物学性质（包括微生物生物量碳、微生物生物量氮及过氧化氢酶、脲酶、β-葡萄糖苷酶和纤维素酶活性）和玉米产量。结果表明：1）随模拟侵蚀深度增加，土壤黏粒、有机碳、碱解氮、速效磷、微生物生物量碳含量和纤维素酶活性显著下降，土壤容重和速效钾含量显著增加；施肥导致土壤容重、pH、速效钾含量和过氧化氢酶活性显著下降，黏粒、有机碳、碱解氮、速效磷含量及脲酶、b -葡萄糖苷酶、纤维素酶活性显著增加。施肥削弱了土壤脲酶活性、容重与其他理化性质间的相关关系。2）模拟侵蚀导致土壤质量和玉米产量显著降低，且主要发生在侵蚀深度为40 cm前。侵蚀深度40 cm时土壤质量指数分别下降28.1%（不施肥处理）和26.7%（施肥处理），玉米产量分别下降了45.8%（不施肥处理）和11.7%（施肥处理）。施肥使土壤质量指数和产量分别增加7.0%和3倍。3）影响侵蚀条件下土壤质量的主要因素在不施肥处理下为纤维素酶活性、微生物生物量碳和碱解氮含量，施肥处理则为纤维素酶活性、微生物生物量碳和速效磷含量。影响侵蚀条件下玉米产量的主要因素不施肥处理为碱解氮含量，施肥处理则为速效磷含量。上述结果初步阐明了土壤侵蚀影响黑土土壤质量和生产力的程度及主要因素，对于退化黑土土壤修复有一定指导价值。
土壤侵蚀是导致东北黑土区土壤退化和作物生产力降低的主要因素，但关于土壤侵蚀对黑土土壤质量和作物生产力影响的定量评价相对较少。基于2005年在黑龙江省嫩江市鹤山农场建立的土壤侵蚀—生产力关系田间小区试验，在试验布设后的第18年（2022年），系统研究了模拟侵蚀和施肥对土壤理化生性质、土壤质量和玉米产量的影响。试验为不同侵蚀程度（设0、10、20、30、40、50、60和70 cm 8个侵蚀深度）和施肥（不施肥和施肥2个水平）的二因素完全随机区组设计。测定项目包括土壤耕层（0～20 cm）的主要理化性质（包括容重、黏粒含量、含水量、pH、有机碳、碱解氮、速效磷、速效钾）、生物学性质（包括微生物生物量碳、微生物生物量氮及过氧化氢酶、脲酶、β-葡萄糖苷酶和纤维素酶活性）和玉米产量。结果表明：1）随模拟侵蚀深度增加，土壤黏粒、有机碳、碱解氮、速效磷、微生物生物量碳含量和纤维素酶活性显著下降，土壤容重和速效钾含量显著增加；施肥导致土壤容重、pH、速效钾含量和过氧化氢酶活性显著下降，黏粒、有机碳、碱解氮、速效磷含量及脲酶、
2025, 62(3):653-664.
DOI: 10.11766/trxb202404120152
摘要:
土壤碳氮比（C/N）不仅可以反映土壤质量，也可以衡量土壤碳氮元素的营养平衡状况，其数值和等级的快速准确测定对指导实时科学施肥和提升土壤质量具有重要意义。本研究利用贵州省501个烤烟-玉米轮作典型农田耕层（0～20 cm）土壤样品的可见-近红外光谱（VNIR）和中红外光谱（MIR）信息以及总有机碳（TOC）、全氮（TN）和C/N数据，对光谱进行Savitzky-Golay（SG）平滑去噪和标准规一化处理后，分别应用偏最小二乘回归（PLSR）、随机森林（RF）和Cubist三种方法进行建模，通过直接预测C/N和间接预测（先分别预测TOC和TN再计算C/N）两种方式构建了土壤C/N预测模型，并对C/N数值和等级预测精度进行了解析。结果表明：（1）对于C/N数值预测，虽然最优预测策略为MIR-PLSR的直接预测，但预测精度（相对标准误差，RPD）仅为1.20；（2）C/N等级可以被准确预测，最优策略为MIR-PLSR模型的直接预测，等级判定精度为0.71；（3）C/N数值预测精度较低的原因主要有两方面，其一是烟田较为一致的严格施肥措施降低了耕层土壤碳氮含量的空间差异，从而也降低了C/N的空间变异（变异系数为17.15%，中度变异），二是C/N与VNIR、MIR光谱的相关性均较低。因此，基于MIR-PLSR可以对C/N等级进行直接预测。
土壤碳氮比（C/N）不仅可以反映土壤质量，也可以衡量土壤碳氮元素的营养平衡状况，其数值和等级的快速准确测定对指导实时科学施肥和提升土壤质量具有重要意义。本研究利用贵州省501个烤烟-玉米轮作典型农田耕层（0～20 cm）土壤样品的可见-近红外光谱（VNIR）和中红外光谱（MIR）信息以及总有机碳（TOC）、全氮（TN）和C/N数据，对光谱进行Savitzky-Golay（SG）平滑去噪和标准规一化处理后，分别应用偏最小二乘回归（PLSR）、随机森林（RF）和Cubist三种方法进行建模，通过直接预测C/N和间接预测（先分别预测TOC和TN再计算C/N）两种方式构建了土壤C/N预测模型，并对C/N数值和等级预测精度进行了解析。结果表明：（1）对于C/N数值预测，虽然最优预测策略为MIR-PLSR的直接预测，但预测精度（相对标准误差，RPD）仅为1.20；（2）C/N等级可以被准确预测，最优策略为MIR-PLSR模型的直接预测，等级判定精度为0.71；（3）C/N数值预测精度较低的原因主要有两方面，其一是烟田较为一致的严格施肥措施降低了耕层土壤碳氮含量的空间差异，从而也降低了C/N的空间变异（变异系数为17.15%，中度变异），二是C/N与VNIR、MIR光谱的相关性均较低。因此，基于MIR-PLSR可以对C/N等级进行直接预测。
2025, 62(3):665-676.
DOI: 10.11766/trxb202402070064
摘要:
全球正经历以变暖为主、极端事件趋强趋频的气候变化，但其对土壤有机碳（Soil Organic Carbon，SOC）的影响并不完全一致，区分并量化极端高温和长期变暖对SOC的影响是制定适应性策略的关键。利用1：5万大比例尺土壤数据库和DNDC（DeNitrification-DeComposition）模型，模拟了1980—2016年福建省漳州市水田土壤在气候平均态、极端高温、长期变暖及实测温度四种气候情景下SOC的动态变化。结果表明，长期变暖、极端高温及二者协同对漳州市水田SOC的净贡献量分别为13.81、-80.02和-66.14 Gg。因此，虽然在气候变暖背景下土壤仍具有较强的固碳能力，但未来频发的极端高温事件可能在一定程度上造成更大的碳损失。
全球正经历以变暖为主、极端事件趋强趋频的气候变化，但其对土壤有机碳（Soil Organic Carbon，SOC）的影响并不完全一致，区分并量化极端高温和长期变暖对SOC的影响是制定适应性策略的关键。利用1：5万大比例尺土壤数据库和DNDC（DeNitrification-DeComposition）模型，模拟了1980—2016年福建省漳州市水田土壤在气候平均态、极端高温、长期变暖及实测温度四种气候情景下SOC的动态变化。结果表明，长期变暖、极端高温及二者协同对漳州市水田SOC的净贡献量分别为13.81、-80.02和-66.14 Gg。因此，虽然在气候变暖背景下土壤仍具有较强的固碳能力，但未来频发的极端高温事件可能在一定程度上造成更大的碳损失。
2025, 62(3):677-691.
DOI: 10.11766/trxb202402040063
摘要:
为了解安徽省土壤有机碳的空间分布特征和提高区域土壤固碳潜力，以安徽省典型土壤剖面的发生层为切入点，测定了451个典型土壤剖面表土层（A层）、心土层（B层）和母质层（C层）土壤有机碳含量，运用地统计学方法分析土壤剖面有机碳分布特征，并利用相关分析、随机森林回归分析方法探讨了土壤有机碳含量空间分异的影响因素，绘制了土壤有机碳含量空间分布图。结果表明：安徽省土壤剖面有机碳平均含量为8.47 g·kg-1，总体水平较低，其中A层平均为15.86 g·kg-1，远高于B层（平均值5.80 g·kg-1）和C层（平均值3.74 g·kg-1），且所有层次均具有中等强度的空间变异性；各发生层有机碳含量在空间分布上均大体呈现由北向南递增的特征；影响土壤有机碳空间变异因子A层是土壤颗粒组成和容重，B层是地形因子和土壤颗粒组成，C层是土壤黏粒、粉粒含量、地形因子和容重。土壤颗粒组成是驱动安徽省土壤有机碳空间分布特征的主要因子，但在制定土壤有机碳调控措施时也要充分考虑地形因子和土壤容重的影响。
为了解安徽省土壤有机碳的空间分布特征和提高区域土壤固碳潜力，以安徽省典型土壤剖面的发生层为切入点，测定了451个典型土壤剖面表土层（A层）、心土层（B层）和母质层（C层）土壤有机碳含量，运用地统计学方法分析土壤剖面有机碳分布特征，并利用相关分析、随机森林回归分析方法探讨了土壤有机碳含量空间分异的影响因素，绘制了土壤有机碳含量空间分布图。结果表明：安徽省土壤剖面有机碳平均含量为8.47 g·kg-1，总体水平较低，其中A层平均为15.86 g·kg-1，远高于B层（平均值5.80 g·kg-1）和C层（平均值3.74 g·kg-1），且所有层次均具有中等强度的空间变异性；各发生层有机碳含量在空间分布上均大体呈现由北向南递增的特征；影响土壤有机碳空间变异因子A层是土壤颗粒组成和容重，B层是地形因子和土壤颗粒组成，C层是土壤黏粒、粉粒含量、地形因子和容重。土壤颗粒组成是驱动安徽省土壤有机碳空间分布特征的主要因子，但在制定土壤有机碳调控措施时也要充分考虑地形因子和土壤容重的影响。
2025, 62(3):692-704.
DOI: 10.11766/trxb202311130472
摘要:
明确农作物秸秆的腐解规律及其释放的可溶性有机质（DOM）特性是掌握还田秸秆碳在农田土壤中环境行为的重要前提，然而目前相关研究获取的秸秆腐解信息极为有限。选取玉米、小麦、大豆和油菜等秸秆进行室内腐解，并利用光谱技术结合二维相关光谱（2D-COS）以及平行因子分析（PARAFAC）等揭示秸秆腐解的物质变化以及DOM特征。结果表明：腐解完成时秸秆的质量损失率分别为56.8%（油菜）、51.1%（玉米）、48.5%（大豆）和44.0%（小麦）；秸秆表面官能团的降解强弱依次为C=O、O-H、-CH2和-COO-；可溶性有机碳含量为10.7～23.6 mg·g-1秸秆，其中玉米和大豆秸秆SUVA254值和芳香百分比均高于小麦和油菜秸秆，E2/E3值则表现出相反的趋势；4种作物秸秆DOM均表现出从类蛋白质物质向类腐植酸物质和类富里酸物质转化的趋势。秸秆腐解过程以及释放的DOM含量均受作物类型影响，但秸秆及其DOM中物质的降解强弱和转化趋势表现出一致性。
明确农作物秸秆的腐解规律及其释放的可溶性有机质（DOM）特性是掌握还田秸秆碳在农田土壤中环境行为的重要前提，然而目前相关研究获取的秸秆腐解信息极为有限。选取玉米、小麦、大豆和油菜等秸秆进行室内腐解，并利用光谱技术结合二维相关光谱（2D-COS）以及平行因子分析（PARAFAC）等揭示秸秆腐解的物质变化以及DOM特征。结果表明：腐解完成时秸秆的质量损失率分别为56.8%（油菜）、51.1%（玉米）、48.5%（大豆）和44.0%（小麦）；秸秆表面官能团的降解强弱依次为C=O、O-H、-CH2和-COO-；可溶性有机碳含量为10.7～23.6 mg·g-1秸秆，其中玉米和大豆秸秆SUVA254值和芳香百分比均高于小麦和油菜秸秆，E2/E3值则表现出相反的趋势；4种作物秸秆DOM均表现出从类蛋白质物质向类腐植酸物质和类富里酸物质转化的趋势。秸秆腐解过程以及释放的DOM含量均受作物类型影响，但秸秆及其DOM中物质的降解强弱和转化趋势表现出一致性。
2025, 62(3):705-715.
DOI: 10.11766/trxb202403110102
摘要:
为明确不同土地利用方式土壤中无机氮转化的过程速率，深入理解土地利用方式改变对土壤氮循环和生态环境的影响，以云贵高原草海自然保护区的湿地、旱地、菜地和林地土壤为对象，通过室内培养试验，采用15N同位素成对标记技术和FLUAZ数值优化模型研究不同利用方式土壤氮初级转化速率的差异。结果表明，土地利用方式对土壤氮初级转化速率具有显著影响。湿地土壤的氮初级矿化速率（11.95 mg·kg-1·d-1，以N计，下同）和固定速率（6.13 mg·kg-1·d-1）最高，林地土壤的氮初级矿化速率最低（2.39 mg·kg-1·d-1），但是氮初级固定速率（2.09 mg·kg-1·d-1）与旱地土壤（2.29 mg·kg-1·d-1）和菜地土壤（1.52 mg·kg-1·d-1）没有显著差异。林地土壤的初级硝化速率（0.77 mg·kg-1·d-1）显著低于湿地土壤（2.68 mg·kg-1·d-1）、旱地土壤（6.33 mg·kg-1·d-1）和菜地土壤（5.39 mg·kg-1·d-1）。旱地土壤和菜地土壤的初级硝化速率与铵态氮固定速率之比以及氮初级矿化速率与初级固定速率之比均大于1，而湿地土壤和林地土壤的初级硝化速率与铵态氮固定速率之比均小于1，且林地土壤的氮初级矿化速率与初级固定速率之比接近1。结果表明，林地土壤相对于其他三种土壤而言，土壤中氮素矿化和固定过程耦合更为紧密，从而减少了硝化作用的发生及硝态氮的淋溶风险。本研究结果可为草海自然保护区土地利用方式的合理布局及生态修复工程的环境效应评价提供科学依据。
为明确不同土地利用方式土壤中无机氮转化的过程速率，深入理解土地利用方式改变对土壤氮循环和生态环境的影响，以云贵高原草海自然保护区的湿地、旱地、菜地和林地土壤为对象，通过室内培养试验，采用15N同位素成对标记技术和FLUAZ数值优化模型研究不同利用方式土壤氮初级转化速率的差异。结果表明，土地利用方式对土壤氮初级转化速率具有显著影响。湿地土壤的氮初级矿化速率（11.95 mg·kg-1·d-1，以N计，下同）和固定速率（6.13 mg·kg-1·d-1）最高，林地土壤的氮初级矿化速率最低（2.39 mg·kg-1·d-1），但是氮初级固定速率（2.09 mg·kg-1·d-1）与旱地土壤（2.29 mg·kg-1·d-1）和菜地土壤（1.52 mg·kg-1·d-1）没有显著差异。林地土壤的初级硝化速率（0.77 mg·kg-1·d-1）显著低于湿地土壤（2.68 mg·kg-1·d-1）、旱地土壤（6.33 mg·kg-1·d-1）和菜地土壤（5.39 mg·kg-1·d-1）。旱地土壤和菜地土壤的初级硝化速率与铵态氮固定速率之比以及氮初级矿化速率与初级固定速率之比均大于1，而湿地土壤和林地土壤的初级硝化速率与铵态氮固定速率之比均小于1，且林地土壤的氮初级矿化速率与初级固定速率之比接近1。结果表明，林地土壤相对于其他三种土壤而言，土壤中氮素矿化和固定过程耦合更为紧密，从而减少了硝化作用的发生及硝态氮的淋溶风险。本研究结果可为草海自然保护区土地利用方式的合理布局及生态修复工程的环境效应评价提供科学依据。
2025, 62(3):716-728.
DOI: 10.11766/trxb202402240077
摘要:
餐厨垃圾堆肥含有丰富的有机质与盐分，施用于土壤后对土壤结构的影响及其机制尚不清楚。为探究餐厨垃圾堆肥施用对水稻土团聚体稳定性的影响，本研究基于田间定位试验（包括六个处理：不施肥、化肥、餐厨新鲜堆肥、餐厨陈化堆肥、鸡粪有机肥、猪粪有机肥），采用多种团聚体稳定性测定方法分析不同处理下水稻土团聚体稳定性，运用相关性分析与冗余分析（RDA）探讨团聚体稳定性的主要影响因素，结合土壤表面电化学参数分析团聚体稳定机制。结果表明，施用餐厨垃圾堆肥可增强水稻土团聚体水稳定性，降低气爆作用和非均匀膨胀作用。土壤表面电化学性质是影响团聚体稳定性的主要因素，四种有机肥处理的土壤表面电荷密度均增加了29.0%～45.2%。有机质与表面电荷密度、比表面积、表面电荷数量具有显著相关性，相关系数分别为0.67、0.53、-0.63。交换性钙与有机质之间具有显著正相关性，相关系数为0.90。上述结果表明餐厨垃圾堆肥可通过增加有机质增强土壤表面电荷密度，从而增加交换性钙与土壤颗粒之间的胶结作用，进而增强土壤团聚体稳定性。
餐厨垃圾堆肥含有丰富的有机质与盐分，施用于土壤后对土壤结构的影响及其机制尚不清楚。为探究餐厨垃圾堆肥施用对水稻土团聚体稳定性的影响，本研究基于田间定位试验（包括六个处理：不施肥、化肥、餐厨新鲜堆肥、餐厨陈化堆肥、鸡粪有机肥、猪粪有机肥），采用多种团聚体稳定性测定方法分析不同处理下水稻土团聚体稳定性，运用相关性分析与冗余分析（RDA）探讨团聚体稳定性的主要影响因素，结合土壤表面电化学参数分析团聚体稳定机制。结果表明，施用餐厨垃圾堆肥可增强水稻土团聚体水稳定性，降低气爆作用和非均匀膨胀作用。土壤表面电化学性质是影响团聚体稳定性的主要因素，四种有机肥处理的土壤表面电荷密度均增加了29.0%～45.2%。有机质与表面电荷密度、比表面积、表面电荷数量具有显著相关性，相关系数分别为0.67、0.53、-0.63。交换性钙与有机质之间具有显著正相关性，相关系数为0.90。上述结果表明餐厨垃圾堆肥可通过增加有机质增强土壤表面电荷密度，从而增加交换性钙与土壤颗粒之间的胶结作用，进而增强土壤团聚体稳定性。
2025, 62(3):729-739.
DOI: 10.11766/trxb202403120106
摘要:
樟子松（Pinus sylvestris L. var. mongholica）是中国北方防沙带主要造林树种之一，在防风固沙、调节区域小气候和维持生态系统稳定方面发挥着至关重要的作用。明确沙区有限水资源条件下樟子松人工林蒸腾耗水动态及其影响因素可为该区人工植被合理建设与可持续管理提供科学依据。本文利用热扩散式液流计、土壤水分传感器、小型气象站和地下水位自动监测仪对陕北榆林沙区樟子松林地树干液流密度、土壤含水量、气象因子和地下水位动态进行连续监测，分析樟子松人工林蒸腾耗水特征及主控因子。结果表明：（1）监测期间（2021年5月-2021年10月）樟子松树干液流密度呈现先增加后降低的趋势；晴天液流密度呈单峰曲线变化且峰值较高，而阴天和雨天液流密度变化不规律且峰值较低。（2）樟子松树干液流密度对风速和气温变化的响应最为敏感，地下水位波动次之。（3）樟子松日均蒸腾耗水量为0.67 mm·d-1，生长季总蒸腾耗水量为147 mm。饱和水汽压差、风速、温度、光合有效辐射和地下水位季节波动及其引起的土壤含水量变化是影响樟子松蒸腾耗水动态的主控因子。研究结果可为沙区水资源高效利用和固沙植被可持续管理提供理论依据。
樟子松（Pinus sylvestris L. var. mongholica）是中国北方防沙带主要造林树种之一，在防风固沙、调节区域小气候和维持生态系统稳定方面发挥着至关重要的作用。明确沙区有限水资源条件下樟子松人工林蒸腾耗水动态及其影响因素可为该区人工植被合理建设与可持续管理提供科学依据。本文利用热扩散式液流计、土壤水分传感器、小型气象站和地下水位自动监测仪对陕北榆林沙区樟子松林地树干液流密度、土壤含水量、气象因子和地下水位动态进行连续监测，分析樟子松人工林蒸腾耗水特征及主控因子。结果表明：（1）监测期间（2021年5月-2021年10月）樟子松树干液流密度呈现先增加后降低的趋势；晴天液流密度呈单峰曲线变化且峰值较高，而阴天和雨天液流密度变化不规律且峰值较低。（2）樟子松树干液流密度对风速和气温变化的响应最为敏感，地下水位波动次之。（3）樟子松日均蒸腾耗水量为0.67 mm·d-1，生长季总蒸腾耗水量为147 mm。饱和水汽压差、风速、温度、光合有效辐射和地下水位季节波动及其引起的土壤含水量变化是影响樟子松蒸腾耗水动态的主控因子。研究结果可为沙区水资源高效利用和固沙植被可持续管理提供理论依据。
2025, 62(3):740-751.
DOI: 10.11766/trxb202402030060
摘要:
溶解性有机质和微生物影响稻田湿地厌氧条件下汞的形态转化，然而，目前还不清楚在这种条件下，特定有机质如何影响汞形态转化。为探明几种溶解性有机质（DOM）介导下微生物共培养对汞形态转化的影响，通过模拟厌氧环境，选择3种DOM（含巯基的半胱氨酸、谷胱甘肽与黄腐酸）和2种微生物（快速营造还原环境的希瓦氏菌（Shewanella putrefaciens CN32）与汞甲基化功能微生物地杆菌（Geobacter sulfurreducens PCA）），进行批处理试验，研究DOM介导和微生物共培养对汞形态转化的作用机理。结果表明，G. sulfurreducens PCA对Hg（Ⅱ）的单位细胞吸附/吸收容量仅为S. putrefaciens CN32的69.0%，半胱氨酸和谷胱甘肽未提高G. sulfurreducens PCA胞内总汞比例，而降低了S. putrefaciens CN32胞内总汞比例。对于G. sulfurreducens PCA培养体系，半胱氨酸促进了汞还原和甲基化，谷胱甘肽促进了汞还原，而黄腐酸抑制了汞还原和甲基化。在S. putrefaciens CN32与G. sulfurreducens PCA共培养体系，其半胱氨酸络合态汞甲基化比例高达18.7%，这主要归因于微生物共培养增强了G. sulfurreducens PCA汞甲基化。本研究进一步认识了厌氧条件下DOM介导和微生物共培养对汞形态转化的影响机制，为稻田湿地中汞污染修复提供了理论依据。
溶解性有机质和微生物影响稻田湿地厌氧条件下汞的形态转化，然而，目前还不清楚在这种条件下，特定有机质如何影响汞形态转化。为探明几种溶解性有机质（DOM）介导下微生物共培养对汞形态转化的影响，通过模拟厌氧环境，选择3种DOM（含巯基的半胱氨酸、谷胱甘肽与黄腐酸）和2种微生物（快速营造还原环境的希瓦氏菌（Shewanella putrefaciens CN32）与汞甲基化功能微生物地杆菌（Geobacter sulfurreducens PCA）），进行批处理试验，研究DOM介导和微生物共培养对汞形态转化的作用机理。结果表明，G. sulfurreducens PCA对Hg（Ⅱ）的单位细胞吸附/吸收容量仅为S. putrefaciens CN32的69.0%，半胱氨酸和谷胱甘肽未提高G. sulfurreducens PCA胞内总汞比例，而降低了S. putrefaciens CN32胞内总汞比例。对于G. sulfurreducens PCA培养体系，半胱氨酸促进了汞还原和甲基化，谷胱甘肽促进了汞还原，而黄腐酸抑制了汞还原和甲基化。在S. putrefaciens CN32与G. sulfurreducens PCA共培养体系，其半胱氨酸络合态汞甲基化比例高达18.7%，这主要归因于微生物共培养增强了G. sulfurreducens PCA汞甲基化。本研究进一步认识了厌氧条件下DOM介导和微生物共培养对汞形态转化的影响机制，为稻田湿地中汞污染修复提供了理论依据。
2025, 62(3):752-765.
DOI: 10.11766/trxb202401030007
摘要:
淹水稻田土壤中砷（As）的还原释放增强。利用具有高氧化和吸附能力的锰（Mn）改性生物质炭（MBC），通过炭-土混合和分离处理探究MBC抑制土壤-溶液体系中砷释放的作用机制，揭示其调控土壤砷形态转化的可能路径。结果表明，与对照和未改性生物质炭相比，负载锰氧化物的生物质炭（MBC）显著促进土壤溶液As（III）氧化为As（V），在培养期间始终维持低浓度As（III）（0.02～0.88 mg·L-1），且向土壤溶液释放的Mn离子易与As（V）形成沉淀。MBC丰富的孔隙结构和含氧官能团促进吸附更多的无机砷（iAs），同时MBC对铁（Fe）表现出较好的亲和力（吸附的Fe含量达3.12 mg·g-1），显著降低了土壤溶液Fe浓度，并通过MBC上锰氧化物的还原提高土壤溶液pH（0.08～0.22个单位）以促进Fe离子在固相中沉淀，增强固相对iAs的吸附。28 d时MBC吸附的As含量为未改性生物质炭的12倍。MBC高氧化性能抑制铁矿物的还原溶解，显著降低土壤有效态Fe和As含量（P < 0.05），促进土壤有效态As向更稳定的铁锰结合态和残渣态As转变。综上，添加MBC能够抑制固相砷释放，促进淹水稻田土壤溶液中的砷向土壤稳态砷转化，显著降低稻田土壤砷活性与毒性。
淹水稻田土壤中砷（As）的还原释放增强。利用具有高氧化和吸附能力的锰（Mn）改性生物质炭（MBC），通过炭-土混合和分离处理探究MBC抑制土壤-溶液体系中砷释放的作用机制，揭示其调控土壤砷形态转化的可能路径。结果表明，与对照和未改性生物质炭相比，负载锰氧化物的生物质炭（MBC）显著促进土壤溶液As（III）氧化为As（V），在培养期间始终维持低浓度As（III）（0.02～0.88 mg·L-1），且向土壤溶液释放的Mn离子易与As（V）形成沉淀。MBC丰富的孔隙结构和含氧官能团促进吸附更多的无机砷（iAs），同时MBC对铁（Fe）表现出较好的亲和力（吸附的Fe含量达3.12 mg·g-1），显著降低了土壤溶液Fe浓度，并通过MBC上锰氧化物的还原提高土壤溶液pH（0.08～0.22个单位）以促进Fe离子在固相中沉淀，增强固相对iAs的吸附。28 d时MBC吸附的As含量为未改性生物质炭的12倍。MBC高氧化性能抑制铁矿物的还原溶解，显著降低土壤有效态Fe和As含量（P < 0.05），促进土壤有效态As向更稳定的铁锰结合态和残渣态As转变。综上，添加MBC能够抑制固相砷释放，促进淹水稻田土壤溶液中的砷向土壤稳态砷转化，显著降低稻田土壤砷活性与毒性。
2025, 62(3):766-778.
DOI: 10.11766/trxb202403170116
摘要:
大面积的紫色土存在酸化问题，而钙质紫色泥岩具有高pH、矿物组成丰富和低重金属含量的特征，理论上可用于就近改良酸性紫色土。本研究通过80天的室内培养试验，探究了侏罗系沙溪庙组（J2s）和侏罗系遂宁组（J3sn）两种钙质紫色泥岩对酸性紫色土的改良效果。结果表明，两种紫色泥岩对酸性紫色土均有较好的改良效果，降低了土壤酸度，增加了土壤钾素含量及其生物有效性，钝化了土壤中的重金属。相比于J2s泥岩，J3sn泥岩由于钙质含量更为丰富等原因，对酸性紫色土的整体改良效果更佳。（1）J2s泥岩在2%、5%和10%的添加量下，酸性紫色土的pH由空白处理的4.73分别提高至4.93、5.30、6.27，土壤交换性酸由空白处理的2.84 cmol·kg-1分别降低至2.79、1.40、0.70 cmol·kg-1；J3sn泥岩在2%、5%和10%的添加量下，酸性紫色土的pH分别提高至7.20、7.87、8.00，土壤pH已提高至中性至碱性范围，土壤中已无交换性H+和Al3+。添加钙质泥岩还增加了土壤交换性Ca2+含量、有效阳离子交换量和盐基饱和度。（2）土壤的速效钾、缓效钾和全钾含量整体表现出随着两种钙质泥岩用量的增加而增加。培养80天后，添加2%、5%和10%的J3sn泥岩培养后的土壤有效态钾占全钾的比例从1.58%提高至1.91%、2.01%和2.24%，添加J2s泥岩后的土壤有效态钾占比随用量的增加分别升至1.76%、1.88%和2.08%。（3）添加紫色泥岩后，土壤中Cu、Zn、Ni、Pb、Cd 5种重金属的全量含量无显著增加，但有效态重金属含量及其占全量的比例均显著降低。在相同用量条件下，J3sn泥岩对酸性紫色土中的重金属钝化效果优于J2s泥岩。鉴于钙质紫色泥岩在紫色母岩出露区域具有价廉易得、破碎容易和施用方便的特点，可以低成本和高用量地就近改良酸化紫色土。建议在田间条件下改良酸性紫色土，高钙质含量的J3sn泥岩每亩施用量1～3吨，钙质含量稍低的J2s泥岩每亩施用量5～8吨为宜。
大面积的紫色土存在酸化问题，而钙质紫色泥岩具有高pH、矿物组成丰富和低重金属含量的特征，理论上可用于就近改良酸性紫色土。本研究通过80天的室内培养试验，探究了侏罗系沙溪庙组（J2s）和侏罗系遂宁组（J3sn）两种钙质紫色泥岩对酸性紫色土的改良效果。结果表明，两种紫色泥岩对酸性紫色土均有较好的改良效果，降低了土壤酸度，增加了土壤钾素含量及其生物有效性，钝化了土壤中的重金属。相比于J2s泥岩，J3sn泥岩由于钙质含量更为丰富等原因，对酸性紫色土的整体改良效果更佳。（1）J2s泥岩在2%、5%和10%的添加量下，酸性紫色土的pH由空白处理的4.73分别提高至4.93、5.30、6.27，土壤交换性酸由空白处理的2.84 cmol·kg-1分别降低至2.79、1.40、0.70 cmol·kg-1；J3sn泥岩在2%、5%和10%的添加量下，酸性紫色土的pH分别提高至7.20、7.87、8.00，土壤pH已提高至中性至碱性范围，土壤中已无交换性H+和Al3+。添加钙质泥岩还增加了土壤交换性Ca2+含量、有效阳离子交换量和盐基饱和度。（2）土壤的速效钾、缓效钾和全钾含量整体表现出随着两种钙质泥岩用量的增加而增加。培养80天后，添加2%、5%和10%的J3sn泥岩培养后的土壤有效态钾占全钾的比例从1.58%提高至1.91%、2.01%和2.24%，添加J2s泥岩后的土壤有效态钾占比随用量的增加分别升至1.76%、1.88%和2.08%。（3）添加紫色泥岩后，土壤中Cu、Zn、Ni、Pb、Cd 5种重金属的全量含量无显著增加，但有效态重金属含量及其占全量的比例均显著降低。在相同用量条件下，J3sn泥岩对酸性紫色土中的重金属钝化效果优于J2s泥岩。鉴于钙质紫色泥岩在紫色母岩出露区域具有价廉易得、破碎容易和施用方便的特点，可以低成本和高用量地就近改良酸化紫色土。建议在田间条件下改良酸性紫色土，高钙质含量的J3sn泥岩每亩施用量1～3吨，钙质含量稍低的J2s泥岩每亩施用量5～8吨为宜。
2025, 62(3):779-790.
DOI: 10.11766/trxb202402170070
摘要:
中轻度镉（Cd）污染农田的安全利用对于农产品安全和人体健康具有重要意义。为研究具有钝化Cd功能的植物促生菌阻控小麦从弱碱性农田土壤吸收Cd的作用，以扬麦13为供试植物，以弱碱性重金属复合污染农田土壤为供试土壤，利用盆栽试验，研究台氏假单胞菌WRS8在拔节期、孕穗期及成熟期对小麦生长、根际土与小麦不同部位Cd含量以及根际土壤和根内细菌群落的动态影响。结果表明，相较于不接菌的对照，根际接种菌株WRS8使扬麦13地上部、根生物量及籽粒千粒重分别显著提高了34%～64%、60%～102%和10%～14%，并使地上部、根、籽粒及根际土壤Cd含量分别下降55%～60%、5%～8%、78%～82%和32%～49%，且接菌处理在孕穗期和成熟期显著提高了根际土壤的pH。就根际土壤和根内生细菌群落而言，接种菌株WRS8仅在孕穗期显著降低了根内细菌群落的α多样性指数；主坐标分析（PCoA）结果表明，接菌处理与生育期的延长均显著改变了根际土壤和根内细菌群落结构。接种菌株WRS8在降低根际土壤细菌绿弯菌门（Chloroflexi）和变形菌门（Proteobacteria）相对丰度的同时提高了节杆菌属（Arthrobacter）和芽孢杆菌属（Bacillus）相对丰度；并于拔节和孕穗期显著提高根内假单胞菌属（Pseudomonas）相对丰度。综上，菌株WRS8不仅能显著降低扬麦13从弱碱性农田土壤中吸收Cd，还能有效提高小麦生物量与产量，具有实现弱碱性重金属污染农田安全利用的潜能。
中轻度镉（Cd）污染农田的安全利用对于农产品安全和人体健康具有重要意义。为研究具有钝化Cd功能的植物促生菌阻控小麦从弱碱性农田土壤吸收Cd的作用，以扬麦13为供试植物，以弱碱性重金属复合污染农田土壤为供试土壤，利用盆栽试验，研究台氏假单胞菌WRS8在拔节期、孕穗期及成熟期对小麦生长、根际土与小麦不同部位Cd含量以及根际土壤和根内细菌群落的动态影响。结果表明，相较于不接菌的对照，根际接种菌株WRS8使扬麦13地上部、根生物量及籽粒千粒重分别显著提高了34%～64%、60%～102%和10%～14%，并使地上部、根、籽粒及根际土壤Cd含量分别下降55%～60%、5%～8%、78%～82%和32%～49%，且接菌处理在孕穗期和成熟期显著提高了根际土壤的pH。就根际土壤和根内生细菌群落而言，接种菌株WRS8仅在孕穗期显著降低了根内细菌群落的α多样性指数；主坐标分析（PCoA）结果表明，接菌处理与生育期的延长均显著改变了根际土壤和根内细菌群落结构。接种菌株WRS8在降低根际土壤细菌绿弯菌门（Chloroflexi）和变形菌门（Proteobacteria）相对丰度的同时提高了节杆菌属（Arthrobacter）和芽孢杆菌属（Bacillus）相对丰度；并于拔节和孕穗期显著提高根内假单胞菌属（Pseudomonas）相对丰度。综上，菌株WRS8不仅能显著降低扬麦13从弱碱性农田土壤中吸收Cd，还能有效提高小麦生物量与产量，具有实现弱碱性重金属污染农田安全利用的潜能。
2025, 62(3):791-800.
DOI: 10.11766/trxb202401290047
摘要:
煤等化石能源燃烧排放大量颗粒物和重金属进入大气，再以干湿沉降的形式输入农田环境，从而直接影响作物生长及其重金属累积，并经食物链间接威胁人类健康；富含重金属的大气颗粒物可通过沉降至土壤中经根吸收和干沉降至作物叶表直接吸收2种途径进入植物体内，但其相应占比和具体机制尚不明确。设计了侧开式（覆细颗粒物（PM2.5）滤膜）透明气室进行蔬菜盆栽试验，模拟不同燃煤地区的实际大气颗粒物干沉降量，定量比较了我国南方、北方2种代表性燃煤电厂粉煤灰分别通过沉降至土壤和叶表两种方式对生菜生长和叶片累积典型重金属的影响。结果表明，大气沉降是农作物中镉（Cd）、铅（Pb）、铬（Cr）、砷（As）的重要来源，生菜叶片中重金属含量均随粉煤灰沉降量升高，叶面直接吸收是其累积大气颗粒物中Cd、Pb的主要途径，占比分别可达40.9%～84.2%和62.3%～85.6%；但当大气沉降通量较高或者生物有效性较低时，颗粒物中的重金属如As主要经土壤-根迁移、吸收、转运的途径被叶片累积。南方粉煤灰由于大部分重金属含量或在土壤-生菜系统中的生物有效性高于北方粉煤灰，相应的叶片重金属积累和光合活性降低及毒性效应减产也更强。因此，源头防控、削减燃煤等排放大气颗粒物的重金属沉降输入以及抑制叶面滞尘等综合污染治理措施对保障燃煤区农作物生长和叶菜类农产品质量安全具有重要环境健康意义。
煤等化石能源燃烧排放大量颗粒物和重金属进入大气，再以干湿沉降的形式输入农田环境，从而直接影响作物生长及其重金属累积，并经食物链间接威胁人类健康；富含重金属的大气颗粒物可通过沉降至土壤中经根吸收和干沉降至作物叶表直接吸收2种途径进入植物体内，但其相应占比和具体机制尚不明确。设计了侧开式（覆细颗粒物（PM2.5）滤膜）透明气室进行蔬菜盆栽试验，模拟不同燃煤地区的实际大气颗粒物干沉降量，定量比较了我国南方、北方2种代表性燃煤电厂粉煤灰分别通过沉降至土壤和叶表两种方式对生菜生长和叶片累积典型重金属的影响。结果表明，大气沉降是农作物中镉（Cd）、铅（Pb）、铬（Cr）、砷（As）的重要来源，生菜叶片中重金属含量均随粉煤灰沉降量升高，叶面直接吸收是其累积大气颗粒物中Cd、Pb的主要途径，占比分别可达40.9%～84.2%和62.3%～85.6%；但当大气沉降通量较高或者生物有效性较低时，颗粒物中的重金属如As主要经土壤-根迁移、吸收、转运的途径被叶片累积。南方粉煤灰由于大部分重金属含量或在土壤-生菜系统中的生物有效性高于北方粉煤灰，相应的叶片重金属积累和光合活性降低及毒性效应减产也更强。因此，源头防控、削减燃煤等排放大气颗粒物的重金属沉降输入以及抑制叶面滞尘等综合污染治理措施对保障燃煤区农作物生长和叶菜类农产品质量安全具有重要环境健康意义。
2025, 62(3):801-810.
DOI: 10.11766/trxb202312260540
摘要:
间作种植模式是利用农田生物多样化增加土壤碳（C）固存的有效途径。为探究间作体系中邻近玉米的花生根际微生物对土壤有机碳（SOC）固持的贡献，依托江苏省农业科学院花生/玉米间作长期实验平台，设置两行花生两行玉米带状种植，利用生态测试板（BIOLOG）和气相色谱等技术，分析玉米对邻近花生根际微生物C代谢能力的影响机制，解析微生物残体碳的积累规律。结果表明，相较于远离玉米的花生，邻近玉米的花生根际多酚氧化酶活性降低了19.0%，平均颜色变化率（AWCD）提高了22%，根际微生物对酚酸类和氨基酸类的代谢能力分别提高了149.4%和16.1%；邻近玉米的花生根际土壤总氨基糖含量（TAS）相较于远离玉米的花生提高了6.45%，并提高了其细菌残体碳和真菌残体碳的含量，最终促使SOC提高了12.9%。研究表明邻近玉米没有改变花生根际土壤呼吸速率，而是降低花生根际SOC分解酶活性并增强根际微生物对更广泛有机碳组分的代谢能力，进而通过积累微生物残体碳（包括细菌和真菌残体碳）来提升根际SOC固持。
间作种植模式是利用农田生物多样化增加土壤碳（C）固存的有效途径。为探究间作体系中邻近玉米的花生根际微生物对土壤有机碳（SOC）固持的贡献，依托江苏省农业科学院花生/玉米间作长期实验平台，设置两行花生两行玉米带状种植，利用生态测试板（BIOLOG）和气相色谱等技术，分析玉米对邻近花生根际微生物C代谢能力的影响机制，解析微生物残体碳的积累规律。结果表明，相较于远离玉米的花生，邻近玉米的花生根际多酚氧化酶活性降低了19.0%，平均颜色变化率（AWCD）提高了22%，根际微生物对酚酸类和氨基酸类的代谢能力分别提高了149.4%和16.1%；邻近玉米的花生根际土壤总氨基糖含量（TAS）相较于远离玉米的花生提高了6.45%，并提高了其细菌残体碳和真菌残体碳的含量，最终促使SOC提高了12.9%。研究表明邻近玉米没有改变花生根际土壤呼吸速率，而是降低花生根际SOC分解酶活性并增强根际微生物对更广泛有机碳组分的代谢能力，进而通过积累微生物残体碳（包括细菌和真菌残体碳）来提升根际SOC固持。
2025, 62(3):811-824.
DOI: 10.11766/trxb202403220128
摘要:
土壤盐渍化制约了养分利用效率的提高和产能提升。研究盐渍障碍下土壤养分变化及微生物反馈调节规律，可为盐渍化土壤养分调控提供科学依据。采集我国典型盐渍化区域含盐量范围分别为< 3 g·kg-1（S1）、3～10 g·kg-1（S2）、> 10 g·kg-1（S3）的土壤作为研究对象，分析不同盐渍化土壤碳氮磷养分元素、微生物生物量、胞外酶活的计量及其生态化学计量比差异，明晰盐渍障碍下土壤养分限制与微生物代谢限制特征的变化规律。研究结果显示：（1）盐渍化土壤有机碳、全氮、全磷、碱解氮、有效磷含量均有所下降，且根据第二次全国土壤普查养分分级标准，S3土壤有机碳、全氮和碱解氮均降到了五级缺乏等级，而土壤磷钾库均相对较充足。（2）盐渍化土壤胞外酶活碳氮比（Enzyme C/N），胞外酶活碳磷比（Enzyme C/P），胞外酶活氮磷比（Enzyme N/P）均不同程度地偏离1：1。酶化学矢量模型结果显示，S3土壤的微生物碳限制、微生物氮限制均显著高于S1、S2土壤。说明盐渍化障碍程度的增加使得土壤元素、微生物活性均趋向于碳、氮资源限制。（3）总盐分含量（TS）、Na+、K+、碱化度（ESP）、Cl-、年均蒸降比（MAV/MAP）是盐渍化土壤养分-微生物生物量-胞外酶活碳氮磷计量比的关键制约因子；随机森林结果表明Cl-、TS、MAV/MAP是微生物相对碳限制主要驱动因素，TS、ESP、钠吸附比（SAR）、Cl-、Na+、MAV/MAP是微生物相对氮限制主要驱动因素。综上，相对于磷、钾养分库容的相对充足状态而言，盐渍化障碍更易导致土壤与微生物共同的碳、氮限制特征，并且限制程度会随着盐渍障碍的加强而加重。因此亟需研究并提出针对盐渍化耕地土壤的有机调控与高效精准碳、氮管理。
土壤盐渍化制约了养分利用效率的提高和产能提升。研究盐渍障碍下土壤养分变化及微生物反馈调节规律，可为盐渍化土壤养分调控提供科学依据。采集我国典型盐渍化区域含盐量范围分别为< 3 g·kg-1（S1）、3～10 g·kg-1（S2）、> 10 g·kg-1（S3）的土壤作为研究对象，分析不同盐渍化土壤碳氮磷养分元素、微生物生物量、胞外酶活的计量及其生态化学计量比差异，明晰盐渍障碍下土壤养分限制与微生物代谢限制特征的变化规律。研究结果显示：（1）盐渍化土壤有机碳、全氮、全磷、碱解氮、有效磷含量均有所下降，且根据第二次全国土壤普查养分分级标准，S3土壤有机碳、全氮和碱解氮均降到了五级缺乏等级，而土壤磷钾库均相对较充足。（2）盐渍化土壤胞外酶活碳氮比（Enzyme C/N），胞外酶活碳磷比（Enzyme C/P），胞外酶活氮磷比（Enzyme N/P）均不同程度地偏离1：1。酶化学矢量模型结果显示，S3土壤的微生物碳限制、微生物氮限制均显著高于S1、S2土壤。说明盐渍化障碍程度的增加使得土壤元素、微生物活性均趋向于碳、氮资源限制。（3）总盐分含量（TS）、Na+、K+、碱化度（ESP）、Cl-、年均蒸降比（MAV/MAP）是盐渍化土壤养分-微生物生物量-胞外酶活碳氮磷计量比的关键制约因子；随机森林结果表明Cl-、TS、MAV/MAP是微生物相对碳限制主要驱动因素，TS、ESP、钠吸附比（SAR）、Cl-、Na+、MAV/MAP是微生物相对氮限制主要驱动因素。综上，相对于磷、钾养分库容的相对充足状态而言，盐渍化障碍更易导致土壤与微生物共同的碳、氮限制特征，并且限制程度会随着盐渍障碍的加强而加重。因此亟需研究并提出针对盐渍化耕地土壤的有机调控与高效精准碳、氮管理。
2025, 62(3):825-835.
DOI: 10.11766/trxb202311240495
摘要:
外源物料质量（碳氮比，C/N）可调控土壤激发效应，然而不同C/N物料添加对激发效应的影响及其调控机制尚不明确。以葡萄糖和硫酸铵为外源养分，通过室内培养实验探究不同C/N物料对长期秸秆配施无机肥后紫色土激发效应的影响及其调控机制。结果表明，不同C/N物料添加均产生正激发效应，但物料C/N为10时（CN10）的累积激发效应较C/N为50（CN50）和100（CN100）时显著降低了87.4%和93.7%。CN100和CN50处理较CN10显著提升土壤可溶性有机碳（DOC）、微生物生物量碳（MBC），显著降低了可溶性总氮（TDN）含量。在培养14 d和43 d后，CN100处理较CN10均显著提升了α-纤维素酶（CBH）、β-乙酰葡糖胺糖苷酶（NAG）、亮氨酸氨基肽酶（LAP）活性。前两周累积激发效应与MBC、CBH、NAG、LAP呈显著正相关关系，与TDN、（βG+CBH）/（NAG+LAP）（βG，β-葡糖苷酶）呈显著负相关关系；培养结束时累积激发效应与MBC、βG、CBH、NAG、LAP和（βG+CBH）/（NAG+LAP）呈显著正相关关系，与TDN仍呈显著负相关关系。综上，较低C/N物料能显著降低紫色土的激发效应，有助于土壤高效固碳；微生物主要通过调整关键酶活性来应对土壤环境中养分相对有效性的变化，进而调控激发效应。研究可为区域制定高效固碳的施肥方案，以及深入理解农田生态系统碳动态及其微生物驱动机制提供理论依据。
外源物料质量（碳氮比，C/N）可调控土壤激发效应，然而不同C/N物料添加对激发效应的影响及其调控机制尚不明确。以葡萄糖和硫酸铵为外源养分，通过室内培养实验探究不同C/N物料对长期秸秆配施无机肥后紫色土激发效应的影响及其调控机制。结果表明，不同C/N物料添加均产生正激发效应，但物料C/N为10时（CN10）的累积激发效应较C/N为50（CN50）和100（CN100）时显著降低了87.4%和93.7%。CN100和CN50处理较CN10显著提升土壤可溶性有机碳（DOC）、微生物生物量碳（MBC），显著降低了可溶性总氮（TDN）含量。在培养14 d和43 d后，CN100处理较CN10均显著提升了α-纤维素酶（CBH）、β-乙酰葡糖胺糖苷酶（NAG）、亮氨酸氨基肽酶（LAP）活性。前两周累积激发效应与MBC、CBH、NAG、LAP呈显著正相关关系，与TDN、（βG+CBH）/（NAG+LAP）（βG，β-葡糖苷酶）呈显著负相关关系；培养结束时累积激发效应与MBC、βG、CBH、NAG、LAP和（βG+CBH）/（NAG+LAP）呈显著正相关关系，与TDN仍呈显著负相关关系。综上，较低C/N物料能显著降低紫色土的激发效应，有助于土壤高效固碳；微生物主要通过调整关键酶活性来应对土壤环境中养分相对有效性的变化，进而调控激发效应。研究可为区域制定高效固碳的施肥方案，以及深入理解农田生态系统碳动态及其微生物驱动机制提供理论依据。
2025, 62(3):836-846.
DOI: 10.11766/trxb202311120469
摘要:
增施有机物料并结合化肥减施是提高资源利用率并协同作物产量提升、生态环境保护和可持续发展的关键措施。生物质炭作为生物质热解产生的富碳、碱性和多孔的有机物料，其性质与红壤的贫碳、酸化和黏重的不利因素形成互补，因而在红壤耕地的生物多样性和土壤健康提升方面潜力巨大。在亚热带旱地红壤红薯-油菜种植农田中设置2×3全因子交互式设计试验，包括3个有机物料（无有机物料施用的对照、秸秆、生物质炭）和2个化肥施用量（全量化肥NPK和减量化肥60%NPK），共6个处理，探究生物质炭施用5年后对旱地红壤线虫群落的影响及驱动机制。结果表明，全量化肥施用下，与不施用有机物料的对照相比，生物质炭的施用显著增加了食细菌线虫数量、食微线虫与植食性线虫数量的比例，降低了红薯根冠比和土壤可溶性有机碳含量，提高了土壤矿质氮含量；相比之下，减量化肥施用下，与对照和秸秆相比，生物质炭显著增加了土壤线虫总数、食细菌线虫和植食性线虫以及捕杂食线虫数量，同时提高了红薯根系生物量和根冠比，以及土壤pH，但显著降低了土壤矿质氮含量。通过分析土壤线虫群落与植物生长和土壤性质的关系，表明生物质炭与化肥减量配施会造成土壤养分有效性降低，进而通过养分限制促使植物将更多光合产物投资到地下，从而增加作物根系生物量和植食性线虫数量。研究结果表明，在我国化肥减量和有机物料增施的背景下，生物质炭施用和化肥减量相结合的土壤施肥措施应全面考虑土壤养分缺乏对作物生长的潜在不利影响。
增施有机物料并结合化肥减施是提高资源利用率并协同作物产量提升、生态环境保护和可持续发展的关键措施。生物质炭作为生物质热解产生的富碳、碱性和多孔的有机物料，其性质与红壤的贫碳、酸化和黏重的不利因素形成互补，因而在红壤耕地的生物多样性和土壤健康提升方面潜力巨大。在亚热带旱地红壤红薯-油菜种植农田中设置2×3全因子交互式设计试验，包括3个有机物料（无有机物料施用的对照、秸秆、生物质炭）和2个化肥施用量（全量化肥NPK和减量化肥60%NPK），共6个处理，探究生物质炭施用5年后对旱地红壤线虫群落的影响及驱动机制。结果表明，全量化肥施用下，与不施用有机物料的对照相比，生物质炭的施用显著增加了食细菌线虫数量、食微线虫与植食性线虫数量的比例，降低了红薯根冠比和土壤可溶性有机碳含量，提高了土壤矿质氮含量；相比之下，减量化肥施用下，与对照和秸秆相比，生物质炭显著增加了土壤线虫总数、食细菌线虫和植食性线虫以及捕杂食线虫数量，同时提高了红薯根系生物量和根冠比，以及土壤pH，但显著降低了土壤矿质氮含量。通过分析土壤线虫群落与植物生长和土壤性质的关系，表明生物质炭与化肥减量配施会造成土壤养分有效性降低，进而通过养分限制促使植物将更多光合产物投资到地下，从而增加作物根系生物量和植食性线虫数量。研究结果表明，在我国化肥减量和有机物料增施的背景下，生物质炭施用和化肥减量相结合的土壤施肥措施应全面考虑土壤养分缺乏对作物生长的潜在不利影响。
2025, 62(3):847-856.
DOI: 10.11766/trxb202311170480
摘要:
根际解磷细菌作为土壤中重要的功能微生物群，其丰度、群落组成和多样性变化能够影响土壤碱性磷酸酶（Alkaline phosphomonoesterase，ALP）活性与磷循环。探究有机培肥处理下根际解磷细菌丰度、群落组成和多样性的影响机制具有重要意义。基于中国科学院鹰潭红壤生态实验站的有机培肥长期定位试验，设置了4个处理：不施肥对照（M0）、低量有机肥（M1）、高量有机肥（M2）和高量有机肥加石灰（M3），通过高通量测序技术，分析有机肥处理下根际解磷细菌丰度、群落组成和多样性的变化特征。结果发现，相比于M0处理，有机肥处理（M1、M2和M3）均显著提高了土壤pH、有机质（SOM）、全氮（TN）、全磷（TP）、有效磷（AP）、解磷细菌丰度、ALP活性以及玉米生产力，其中以M3处理提升效果最佳。施用有机肥影响了解磷细菌群落组成和多样性指数，高肥处理下（M2和M3）慢生根瘤菌属（Bradyrhizobium）、中慢生根瘤菌属（Mesorhizobium）和假单胞菌属（Pseudomonas）是解磷细菌群落的优势菌属，相比于M0处理，M1处理下解磷细菌多样性显著增加。土壤AP是影响解磷细菌多样性和群落结构的关键因子。相关性和结构方程模型分析表明AP和TP通过提高解磷细菌丰度和改变优势类群的相对丰度，提高了ALP活性，进而间接影响了玉米生产力。研究明确了根际解磷细菌对土壤有机磷矿化和玉米生产力的调控机制，为建立合理的有机培肥措施及提升红壤健康提供科学依据。
根际解磷细菌作为土壤中重要的功能微生物群，其丰度、群落组成和多样性变化能够影响土壤碱性磷酸酶（Alkaline phosphomonoesterase，ALP）活性与磷循环。探究有机培肥处理下根际解磷细菌丰度、群落组成和多样性的影响机制具有重要意义。基于中国科学院鹰潭红壤生态实验站的有机培肥长期定位试验，设置了4个处理：不施肥对照（M0）、低量有机肥（M1）、高量有机肥（M2）和高量有机肥加石灰（M3），通过高通量测序技术，分析有机肥处理下根际解磷细菌丰度、群落组成和多样性的变化特征。结果发现，相比于M0处理，有机肥处理（M1、M2和M3）均显著提高了土壤pH、有机质（SOM）、全氮（TN）、全磷（TP）、有效磷（AP）、解磷细菌丰度、ALP活性以及玉米生产力，其中以M3处理提升效果最佳。施用有机肥影响了解磷细菌群落组成和多样性指数，高肥处理下（M2和M3）慢生根瘤菌属（Bradyrhizobium）、中慢生根瘤菌属（Mesorhizobium）和假单胞菌属（Pseudomonas）是解磷细菌群落的优势菌属，相比于M0处理，M1处理下解磷细菌多样性显著增加。土壤AP是影响解磷细菌多样性和群落结构的关键因子。相关性和结构方程模型分析表明AP和TP通过提高解磷细菌丰度和改变优势类群的相对丰度，提高了ALP活性，进而间接影响了玉米生产力。研究明确了根际解磷细菌对土壤有机磷矿化和玉米生产力的调控机制，为建立合理的有机培肥措施及提升红壤健康提供科学依据。
2025, 62(3):857-869.
DOI: 10.11766/trxb202401110021
摘要:
硝化作用是氮循环的重要组成部分，会影响土壤氮素有效性，进而引发水体富营养化和温室气体氧化亚氮排放等生态环境问题。为研究水稻-紫云英种植模式下，紫云英还田对红壤水稻土氨氧化微生物功能基因丰度的影响，以不施肥处理（CK）作为对照，分别设置紫云英还田（G）、施用100%化肥（C）、紫云英还田+100%化肥（GC），紫云英还田+化肥减量20%（GCT20）处理。通过实时定量PCR的方法，对各处理氨氧化古菌（AOA）、氨氧化细菌（AOB）和完全氨氧化菌（comammox Nitrospira）分支A（Clade A）、分支B（Clade B）功能基因丰度进行研究。结果表明：与不施肥处理相比，紫云英还田可提升红壤水稻土中有机碳和全氮含量，而单施化肥对其无显著影响。土壤AOA和Clade B基因丰度在各处理间均无明显差异，表明这两类氨氧化微生物对化肥氮和绿肥氮的响应均较弱。然而，单施化肥或紫云英还田配施化肥均可显著提高AOB和Clade A基因丰度，但仅紫云英还田处理对AOB和Clade A基因丰度无显著影响，表明AOB和Clade A对化肥氮更敏感，而对绿肥氮的响应相对较小。此外，所有氨氧化微生物丰度均呈成熟期、孕穗期、分蘖期依次降低的趋势，表明水稻的生长和氧气浓度是影响氨氧化微生物生长的重要因素。综上所述，生育期是影响水稻土壤氨氧化微生物丰度的关键因素，但在同一生育期，紫云英还田对AOB和Clade A丰度的提升作用远低于化肥，绿肥可能更有利于氮素的保留和稳定。
硝化作用是氮循环的重要组成部分，会影响土壤氮素有效性，进而引发水体富营养化和温室气体氧化亚氮排放等生态环境问题。为研究水稻-紫云英种植模式下，紫云英还田对红壤水稻土氨氧化微生物功能基因丰度的影响，以不施肥处理（CK）作为对照，分别设置紫云英还田（G）、施用100%化肥（C）、紫云英还田+100%化肥（GC），紫云英还田+化肥减量20%（GCT20）处理。通过实时定量PCR的方法，对各处理氨氧化古菌（AOA）、氨氧化细菌（AOB）和完全氨氧化菌（comammox Nitrospira）分支A（Clade A）、分支B（Clade B）功能基因丰度进行研究。结果表明：与不施肥处理相比，紫云英还田可提升红壤水稻土中有机碳和全氮含量，而单施化肥对其无显著影响。土壤AOA和Clade B基因丰度在各处理间均无明显差异，表明这两类氨氧化微生物对化肥氮和绿肥氮的响应均较弱。然而，单施化肥或紫云英还田配施化肥均可显著提高AOB和Clade A基因丰度，但仅紫云英还田处理对AOB和Clade A基因丰度无显著影响，表明AOB和Clade A对化肥氮更敏感，而对绿肥氮的响应相对较小。此外，所有氨氧化微生物丰度均呈成熟期、孕穗期、分蘖期依次降低的趋势，表明水稻的生长和氧气浓度是影响氨氧化微生物生长的重要因素。综上所述，生育期是影响水稻土壤氨氧化微生物丰度的关键因素，但在同一生育期，紫云英还田对AOB和Clade A丰度的提升作用远低于化肥，绿肥可能更有利于氮素的保留和稳定。
2025, 62(3):870-880.
DOI: 10.11766/trxb202402180071
摘要:
微生物群落在土壤的各种生态活动中占据重要地位，能通过改变土壤生态系统的结构和功能，调控土壤养分供给。目前土壤微生物群落对增温的响应规律与主要影响因素尚不明确。从已经发表的206篇国内外研究文献中收集了1 020组数据，通过整合分析（Meta-analysis）法研究实验增温对土壤微生物群落（微生物生物量、群落多样性和土壤酶活性）的影响，讨论土壤微生物群落对不同增温幅度、增温年限、增温方式、种植方式及生态系统类型的差异响应，挖掘土壤微生物群落对增温处理的响应与环境因子（年平均降水量、年平均气温和平均海拔）之间的关系。结果表明：实验增温使土壤微生物群落多样性显著下降6.7%的同时使土壤抗氧化类酶、土壤碳（C）转化相关酶、氮（N）转化相关酶活性分别显著提高了7.5%、10.8%和19.7%。高增温幅度（≥4℃）更显著降低土壤微生物生物量，并增加土壤抗氧化酶和C转化酶活性；低增温幅度（≤2℃）对土壤微生物群落多样性、土壤N转化酶和磷（P）转化酶具有更显著影响。长期（>2 a）增温对土壤微生物生物量、群落多样性、抗氧化酶和C转化酶有显著影响，而N转化酶和P转化酶对中期（0.5～2 a）增温的响应更显著。不同生态系统土壤微生物对增温响应也存在差异。土壤P转化酶活性对增温的响应与平均气温、年降水量呈显著正相关关系，而土壤微生物群落多样性与平均气温、年降水量和平均海拔呈显著负相关关系。综上，实验增温显著降低土壤微生物群落多样性的同时提高了土壤酶活性，而增温幅度、增温年限和生态系统类型均会影响增温效应。
微生物群落在土壤的各种生态活动中占据重要地位，能通过改变土壤生态系统的结构和功能，调控土壤养分供给。目前土壤微生物群落对增温的响应规律与主要影响因素尚不明确。从已经发表的206篇国内外研究文献中收集了1 020组数据，通过整合分析（Meta-analysis）法研究实验增温对土壤微生物群落（微生物生物量、群落多样性和土壤酶活性）的影响，讨论土壤微生物群落对不同增温幅度、增温年限、增温方式、种植方式及生态系统类型的差异响应，挖掘土壤微生物群落对增温处理的响应与环境因子（年平均降水量、年平均气温和平均海拔）之间的关系。结果表明：实验增温使土壤微生物群落多样性显著下降6.7%的同时使土壤抗氧化类酶、土壤碳（C）转化相关酶、氮（N）转化相关酶活性分别显著提高了7.5%、10.8%和19.7%。高增温幅度（≥4℃）更显著降低土壤微生物生物量，并增加土壤抗氧化酶和C转化酶活性；低增温幅度（≤2℃）对土壤微生物群落多样性、土壤N转化酶和磷（P）转化酶具有更显著影响。长期（>2 a）增温对土壤微生物生物量、群落多样性、抗氧化酶和C转化酶有显著影响，而N转化酶和P转化酶对中期（0.5～2 a）增温的响应更显著。不同生态系统土壤微生物对增温响应也存在差异。土壤P转化酶活性对增温的响应与平均气温、年降水量呈显著正相关关系，而土壤微生物群落多样性与平均气温、年降水量和平均海拔呈显著负相关关系。综上，实验增温显著降低土壤微生物群落多样性的同时提高了土壤酶活性，而增温幅度、增温年限和生态系统类型均会影响增温效应。
2025, 62(3):881-892.
DOI: 10.11766/trxb202402030059
摘要:
微生物群落常含大量稀有物种，对土壤生态系统功能具有重要影响。然而，山地生态系统土壤稀有微生物群落的海拔分布格局及其受土地利用类型的影响鲜有报道。沿着云南老君山1 880～3 010 m的海拔梯度，采集农田和森林土壤，基于16S rRNA高通量测序分析细菌群落，基于相对丰度定义稀有物种，估算细菌群落稀有度，探究稀有细菌群落在两种土地利用类型的海拔分布模式及其影响因素。结果表明，农田和森林稀有度分别为0.266±0.71和0.209±0.064，其中农田土壤细菌群落稀有度显著高于森林21.56%，且随海拔增高呈显著降低趋势；两类土地利用类型细菌稀有度的关键驱动因子均为pH和电导率。此外，两种土地利用类型的Chao1等α多样性随海拔升高呈显著单调下降模式；与森林相比，农田土壤稀有物种的α多样性较高，而β多样性较低，表现为同质化现象。整体而言，土壤稀有细菌群落结构受土地利用类型、海拔及两者交互作用的显著影响，其中土地利用类型的作用最大。农田和森林土壤稀有细菌群落受到pH、含水率、电导率和全氮等理化性质的影响，其中pH的作用最强。与农田相比，森林稀有细菌群落与更多的理化性质显著关联，表明其对环境变化更为敏感。综上，老君山农田和森林土壤稀有细菌群落均呈显著下降的海拔分布模式，主要受pH等环境因素驱动；相关研究结果有助于深入理解土壤稀有细菌群落在土地利用类型变化下的形成和维持机制，为山地生态系统土地资源可持续发展提供科学参考。
微生物群落常含大量稀有物种，对土壤生态系统功能具有重要影响。然而，山地生态系统土壤稀有微生物群落的海拔分布格局及其受土地利用类型的影响鲜有报道。沿着云南老君山1 880～3 010 m的海拔梯度，采集农田和森林土壤，基于16S rRNA高通量测序分析细菌群落，基于相对丰度定义稀有物种，估算细菌群落稀有度，探究稀有细菌群落在两种土地利用类型的海拔分布模式及其影响因素。结果表明，农田和森林稀有度分别为0.266±0.71和0.209±0.064，其中农田土壤细菌群落稀有度显著高于森林21.56%，且随海拔增高呈显著降低趋势；两类土地利用类型细菌稀有度的关键驱动因子均为pH和电导率。此外，两种土地利用类型的Chao1等α多样性随海拔升高呈显著单调下降模式；与森林相比，农田土壤稀有物种的α多样性较高，而β多样性较低，表现为同质化现象。整体而言，土壤稀有细菌群落结构受土地利用类型、海拔及两者交互作用的显著影响，其中土地利用类型的作用最大。农田和森林土壤稀有细菌群落受到pH、含水率、电导率和全氮等理化性质的影响，其中pH的作用最强。与农田相比，森林稀有细菌群落与更多的理化性质显著关联，表明其对环境变化更为敏感。综上，老君山农田和森林土壤稀有细菌群落均呈显著下降的海拔分布模式，主要受pH等环境因素驱动；相关研究结果有助于深入理解土壤稀有细菌群落在土地利用类型变化下的形成和维持机制，为山地生态系统土地资源可持续发展提供科学参考。
2025, 62(3):893-904.
DOI: 10.11766/trxb202401090018
摘要:
微生物残体积累系数（NAC）是单位微生物生物量积累的微生物残体量，可用来指征微生物残体的积累效率，然而青藏高原草甸生态系统的土壤NAC对短期和长期氮磷添加的响应尚不明确。以青藏高原草甸氮磷添加1年（短期）和10年（长期）后的土壤为研究对象，量化了土壤微生物残体碳（MNC）、土壤微生物生物量碳（MBC），并估算了短期和长期养分添加后的NAC，同时综合土壤基本理化性质、微生物胞外酶活性、植物生物量等环境因子，分析了NAC的主要调控因素。结果显示，短期养分添加后0～10 cm和20～30 cm土层的NAC分别为31.33和38.12，不同氮磷添加处理对NAC无显著影响（P>0.05）；长期养分添加后0～10 cm和20～30 cm土层的NAC分别为14.46和17.49，氮磷添加显著降低了20～30 cm土层的NAC（P<0.05）。进一步的统计分析结果显示，pH是影响NAC的主要因素，长期氮磷添加导致土壤pH降低，从而降低了NAC。本研究探讨了NAC对氮磷添加的差异响应及影响因素，为理解氮磷沉降增加背景下微生物介导的碳积累提供了数据支持。
微生物残体积累系数（NAC）是单位微生物生物量积累的微生物残体量，可用来指征微生物残体的积累效率，然而青藏高原草甸生态系统的土壤NAC对短期和长期氮磷添加的响应尚不明确。以青藏高原草甸氮磷添加1年（短期）和10年（长期）后的土壤为研究对象，量化了土壤微生物残体碳（MNC）、土壤微生物生物量碳（MBC），并估算了短期和长期养分添加后的NAC，同时综合土壤基本理化性质、微生物胞外酶活性、植物生物量等环境因子，分析了NAC的主要调控因素。结果显示，短期养分添加后0～10 cm和20～30 cm土层的NAC分别为31.33和38.12，不同氮磷添加处理对NAC无显著影响（P>0.05）；长期养分添加后0～10 cm和20～30 cm土层的NAC分别为14.46和17.49，氮磷添加显著降低了20～30 cm土层的NAC（P<0.05）。进一步的统计分析结果显示，pH是影响NAC的主要因素，长期氮磷添加导致土壤pH降低，从而降低了NAC。本研究探讨了NAC对氮磷添加的差异响应及影响因素，为理解氮磷沉降增加背景下微生物介导的碳积累提供了数据支持。
2025, 62(3):905-916.
DOI: 10.11766/trxb202401290049
摘要:
土壤微生物生物量碳（MBC）、微生物生物量氮（MBN）、微生物生物量磷（MBP）在土壤的能量循环和物质转化中起关键作用，综合反映了土壤肥力特征和生物活性。但目前尚不清楚川西北高寒草甸土壤微生物生物量空间分布特征及其潜在驱动因素。依托第二次青藏高原综合科学考察项目，以川西北高寒草甸为研究对象，采用氯仿熏蒸法，测定并比较川西北高寒草甸土壤微生物生物量空间异质性及其影响因素。结果表明：（1）川西北高寒草甸MBC和MBN均呈现由南向北递减的趋势，而MBP则呈现由南向北递增的趋势，MBC：MBN由东北向西南减少，MBC：MBP较为复杂，但总体由南向北下降，MBN：MBP由西向东呈增加趋势。（2）随机森林模型表明，年均温（MAT）、年降水（MAP）、土壤pH（pH）以及土壤含水量（SMC）是正向影响微生物生物量及其化学计量比的重要因素；结构方程模型（SEM）进一步说明，pH、土壤容重（BD）对土壤微生物生物量及其化学计量比的变化有直接负向影响，土壤全碳（TC）对土壤微生物生物量及其化学计量比的变化有直接正向影响，MAT和MAP间接对土壤微生物生物量和化学计量比产生负面影响，MAT和MAP主要通过降低pH来增加MBC和MBP，MAT还通过直接降低TC，增加MBN及降低MBP。（3）川西北高寒草甸整体表现出碳限制、氮限制、磷限制依次降低的养分限制情况。综上，川西北高寒草甸土壤pH、BD以及TC对微生物生物量及其化学计量比的改变有直接效应，而MAT和MAP是间接影响微生物生物量及其化学计量比的重要因素；此外，经纬度的共同作用影响并改变了川西北高寒草甸养分限制在空间上的分布格局。
土壤微生物生物量碳（MBC）、微生物生物量氮（MBN）、微生物生物量磷（MBP）在土壤的能量循环和物质转化中起关键作用，综合反映了土壤肥力特征和生物活性。但目前尚不清楚川西北高寒草甸土壤微生物生物量空间分布特征及其潜在驱动因素。依托第二次青藏高原综合科学考察项目，以川西北高寒草甸为研究对象，采用氯仿熏蒸法，测定并比较川西北高寒草甸土壤微生物生物量空间异质性及其影响因素。结果表明：（1）川西北高寒草甸MBC和MBN均呈现由南向北递减的趋势，而MBP则呈现由南向北递增的趋势，MBC：MBN由东北向西南减少，MBC：MBP较为复杂，但总体由南向北下降，MBN：MBP由西向东呈增加趋势。（2）随机森林模型表明，年均温（MAT）、年降水（MAP）、土壤pH（pH）以及土壤含水量（SMC）是正向影响微生物生物量及其化学计量比的重要因素；结构方程模型（SEM）进一步说明，pH、土壤容重（BD）对土壤微生物生物量及其化学计量比的变化有直接负向影响，土壤全碳（TC）对土壤微生物生物量及其化学计量比的变化有直接正向影响，MAT和MAP间接对土壤微生物生物量和化学计量比产生负面影响，MAT和MAP主要通过降低pH来增加MBC和MBP，MAT还通过直接降低TC，增加MBN及降低MBP。（3）川西北高寒草甸整体表现出碳限制、氮限制、磷限制依次降低的养分限制情况。综上，川西北高寒草甸土壤pH、BD以及TC对微生物生物量及其化学计量比的改变有直接效应，而MAT和MAP是间接影响微生物生物量及其化学计量比的重要因素；此外，经纬度的共同作用影响并改变了川西北高寒草甸养分限制在空间上的分布格局。
