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。

摘要:土地复垦是高潜水位矿区土壤生产力恢复的重要手段，但多数复垦土壤肥力等功能低下，复垦土壤多功能性形成与恢复的微生物学机制缺少深入认知。为此，本研究选取山东省邹城市东滩矿区复垦9年、12年、15年和18年等 4个复垦年限和1个对照样，共采集75个0～20 cm表层土样，测定有机碳等18个土壤物理化学生物指标，探究复垦土壤微生物多样性与土壤多功能性之间互作关系及多功能性变化的微生物学机制。结果表明：（1）土地复垦显著改善了矿区土壤多功能性，复垦18年土壤多功能性几乎达到对照样水平，其中土壤有机碳、pH、有效磷和大多数酶活性是多功能性的重要影响因子；（2）微生物群落多样性随复垦年限增加呈现显著增长，但丰富度表现迥异，细菌丰富度在复垦12年后增长率趋于平缓，真菌丰富度仅复垦18年有显著增加。（3）微生物群落多样性正向作用于网络复杂程度，增强了物种之间关联，从而提高多功能性。相比真菌，细菌网络复杂程度对复垦土壤多功能性恢复的影响更大。本研究揭示了东部平原矿区复垦土壤多功能性恢复的驱动机制，对深入理解复垦土壤微生物区系发育与功能演替及质量管护具有重要指导意义。

摘要:甲烷氧化微生物和氨氧化微生物均是既可以氧化甲烷（CH4）又可以氧化氨（NH3），氨氧化是硝化作用的限速步骤，也是好氧土壤氧化亚氮（N2O）排放的主要生物路径。选取内蒙古草原围封禁牧土壤为研究对象，利用稳定同位素核酸探针技术（DNA-SIP）探讨不同氮水平下土壤活性甲烷氧化微生物与硝化微生物及其相互作用机制。结果发现低氮添加促进甲烷氧化活性，而高氮添加抑制甲烷氧化活性；低氮和高氮添加均显著增强硝化活性。基于DNA-SIP的高通量测序结果发现Methylobacter MOB和Nitrosospira AOB/Nitrospira NOB分别是该土壤的主要活性甲烷氧化和硝化微生物。网络结构分析发现Methylobacter MOB和Nitrosospira AOB/Nitrospira NOB存在显著负相关关系，进一步证明活性甲烷氧化和硝化微生物之间存在竞争性相互作用。以上结果表明，氮素水平影响草原土壤甲烷氧化和硝化微生物的相互作用，研究结果为采取措施调控草原土壤CH4的汇和N2O的源功能以及减缓气候变暖的进程提供理论基础。

摘要:探索采煤沉陷坡面上土壤氮、磷和钾养分迁移转化的作用机理，对促进矿区生态环境综合整治的科学决策有重要理论和实践价值。以焦作九里山矿典型低潜水位采煤沉陷坑内的耕地和林地为研究对象，对比分析了土壤氮、磷和钾全量及有效态养分含量在不同土地利用类型（耕地和林地）、沉陷坡位（中心、坡底、坡中、坡顶和对照）和剖面深度（0～10、10～20、20～30、30～40、40～50 cm）的空间变异性。结果表明，沉陷坡面土壤养分含量空间变异性从大到小依次为：有效磷（118%）、有效氮（69%）、全氮（41%）、速效钾（27%）、全磷（19%）、全钾（4%）。相对于耕地，林地全磷和有效磷含量显著（P<0.001）降低，速效钾含量显著（P<0.001）升高。在沉陷坡面上，耕地土壤氮和钾的有效性在坡底凹陷区最大，而磷有效性在坡顶裂缝区最大；林地土壤氮、磷和钾的有效性均在坡底凹陷区最大，在中间坡面区最小。通过对土壤养分有效性在沉陷坡面上空间变异作用机理的分析，提出了低潜水位沉陷区土壤可持续管理的具体区划模式，以实现采煤沉陷区土地复垦改造的最小经济投入目标。

摘要:判断历史土壤类型图件的制图精度，是正确利用这些珍贵数据资料的前提条件。利用收集整理的、标记为福建省1:25万土壤图的全国第二次土壤普查数据，分析了土类、亚类、土属不同土壤分类层次在栅格数据下15个景观指数的粒度效应，以粒度30 m×30 m对应的景观指数为基准数据，不同粒度对应的景观指数与基准数据比较，设定相对变异百分数｜VIV｜< 1% 时所对应的最大粒度为土壤矢量图栅格化的最佳表征粒度，并以此推断土壤类型图的比例尺，定量化评估其制图精度。结果表明，景观指数具有明显的粒度效应，土类、亚类、土属水平的最佳表征粒度分别为4.00 km×4.00 km、3.45 km×3.45 km和1.90 km×1.90 km，对应实际土壤图的比例尺分别为1:180万、1:160万、1:85万。为判断历史土壤类型图的制图精度提供了新的有效途径和方法，对于珍贵历史数据资料的正确判断和利用具有重要价值。

摘要:揭示西安地区第5层古土壤中还原层的类型和水分平衡，对认识西安地区S5古土壤发育时的气候和植被以及地下水补给来源具有重要科学意义。通过对西安地区第5层古土壤（S5）的调查和多个剖面的观察，在西安东郊任家坡剖面、南郊双竹村剖面和蓝田田家坡剖面首次发现该层古土壤黏化层中含有1~5mm大小的低价氧化铁的灰绿色斑点。低价铁的灰绿色斑点是在地势较高和地下水位较深的还原作用下形成的，属于高位还原层，不同于以往认识的潴育化类型。灰绿色斑点指示S5古土壤发育时土壤中上部出现了雨季积水并处于还原环境，当时雨季还原层含水量达到了饱和状态，土壤中上部含水量为42%左右，土壤水分非常充足。该层古土壤的红色铁质胶膜迁移到了上部古土壤黏化层顶界之下6.3 m深的黄土中，表明当时高含量重力水分布达到了6.3 m左右深度，至少出现过较长时期适于茂盛森林植被发育的气候。在西安地区S5古土壤发育时，土壤水分的收入量大于支出量，土壤水分为显著正平衡。当时大气降水在经过蒸发、蒸腾与地表径流损失之后，还有较多剩余的水分通过入渗补给深部土层水。S5古土壤发育时降水较丰富是导致该层古土壤出现高位还原层的主要因素。

摘要:为探究太白山土壤碳（C）、氮（N）、磷（P）含量垂直分布特征，阐明土壤C、N、P生态化学计量学特征对海拔梯度的响应规律，在秦岭太白山1 700~3 500 m区域以100 m海拔间隔进行研究。结果表明：（1）不同海拔高度下土壤有机碳、全氮、全磷变化范围分别是23.56~83.59 g kg-1、2.00~5.77 g kg-1、0.32~0.47 g kg-1。土壤有机碳与全氮含量随海拔梯度升高先增后降，土壤全磷含量空间变异较小；（2）土壤C:N、C:P、N:P范围分别为7.17~18.41、60.61~190.4、5.81~12.26。随海拔增加，土壤C:N在阔叶林带呈降低趋势，针叶林带时转变为增加趋势。土壤C:P随海拔梯度的变化趋势与土壤C:N类似，N:P随海拔梯度增加先升后降，至3 200 m有所升高；（3）两个阔叶林带（辽东栎林带和桦木林带）与高山草甸的土壤C、N含量及生态化学计量比高。冷杉林带C、N含量及其生态化学计量比最小；（4）温度、含水量、海拔和植被对土壤C、N、P化学计量特征具有重要影响，通过冗余分析揭示每个因素分别可解释系统变异信息的25.0%、24.3%、11.1%和6.9%，合计为67.3%。可见这些环境因素直接决定了土壤养分及生态化学计量特征。结果可为探明森林土壤养分供应状况和限制因素及太白山生态系统的保护、森林土壤质量评价等提供基础。

摘要:以三峡支流澎溪河消落带为研究区域，采集澎溪河消落带上、中、下游3个水文断面，2个水位高程，5个深度的沉积物样品，结合沉积物颗粒分形理论探讨沉积物粒径组成与总氮（TN）、总可转化态氮（TF-N）、铵态氮（NH4+-N）、硝态氮（NO3--N）含量和分布特征的关系。 结果表明：澎溪河消落带沉积物粒径组成为砂粒(49.75%)>粉粒(36.16%)>黏粒(14.09%)，粒径分布具有分形特征，分形维数（Dm）在2.612~2.781之间，均值为2.727。随消落带水位高程下降、流域断面自上至下、深度由表至底，黏粒、粉粒比例、Dm降低，砂粒比例升高。TN、TF-N、NO3--N含量分布与黏粒、粉粒、Dm正相关，与砂粒呈极显著负相关。Dm可作为判断沉积物粒径组成与氮含量关系的潜在指标。沉积物总体质地结构良好，但频繁的干湿交替使澎溪河下游和低水位高程沉积物保水保肥能力下降和砂质化，并通过改变粒径组成影响氮分布。落干期上游和高水位高程沉积物TF-N增加，提高了淹水期氮素进入水体并导致水体富营养化的风险。

摘要:碳是植物必需的首要营养元素，但在植物营养、平衡施肥等理论和技术层面上长期被忽略，碳营养已成为影响作物高产优质的短板。本研究分别在三个氮水平下，研究了外源喷施两种不含氮的有机碳对蕹菜鲜重、干重、分枝数、碳氮代谢及营养品质指标的影响。结果表明，在不同氮水平下喷施有机碳有促进蕹菜生长的作用，效果因不同的氮水平及有机碳源而异。中氮（100 mg kg-1）水平下，以丙三醇的效果最好，其鲜重、干重、全碳含量及全氮含量与CK相比均有显著提高，增幅分别为12.88%、15.48%、7.05%和8.33%，且铁（Fe）含量与CK相比也显著提高，增幅高达16.2%，亚硝酸盐及钾（K）含量显著降低。高氮（120 mg kg-1）水平下，以α-酮戊二酸的效果最好，其鲜重、干重、全碳及全氮与CK相比均差异显著，增幅分别为17.97%、20.91%、7.97%和9.56%，蕹菜中的锌（Zn）与CK相比也显著提高，增幅高达16.18%，亚硝酸盐及K含量显著降低。在试验的三种氮水平下，有机碳处理可使蕹菜叶片中水溶性碳占全碳的百分比（WC/TC）及水溶性氮占全氮的百分比（WN/TN）下降，表明外源有机碳可促进蕹菜碳氮的合成代谢，从而促进生长，改善品质。研究结果提供了一条通过施肥补碳调控碳氮平衡实现蔬菜高产优质的新途径。

摘要:通过盆栽试验，设置两种施氮水平（50 mg kg-1和100 mg kg-1）处理（分别记为N50和N100），采用四次13C脉冲标记对不同生育期（分蘖期、拔节期、抽穗期和灌浆期）水稻光合产物碳在水稻-根际土壤系统中的分配特征进行定量研究。结果表明，不同施氮水平下，N100处理的水稻地上部生物量显著高于N50处理（p<0.05）；生长后期N50处理促进根的生长，根冠比增加。N100处理四次脉冲标记总累积13C量达265.5 mg，较N50处理高出39%，分配到土壤中的13C量高出46%，说明适当增施氮肥，不仅可以提高作物产量，还能增加作物输入土壤的有机碳量。水稻早期光合碳主要运往地下部（21.7%~52.7%），灌浆期地下部分配比例大大降低（7.50%~8.90%）。两种施氮水平下，四次脉冲标记累积吸收的光合13C在植株和土壤中的分配比例大致相同，累积吸收的光合碳约72%在植株地上部，28%分配到地下部（根系7.21%~7.71%和根际土壤20.3%~21.2%）。