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不同重金属污染水平下生物结皮及下层土壤细菌群落的差异性分析
1
作者 樊瑾 王融融 +3 位作者 丛士翔 常文静 余海龙 黄菊莹 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期416-427,共12页
为了探究生物结皮及下层土壤细菌群落多样性及结构在不同重金属污染水平下的差异及其影响因素,以宁夏东部工矿区和封育草地内广泛分布的两类生物结皮为研究对象,采用高通量测序技术,分析结皮层(A层)和结皮下层(B层)土壤细菌群落结构和... 为了探究生物结皮及下层土壤细菌群落多样性及结构在不同重金属污染水平下的差异及其影响因素,以宁夏东部工矿区和封育草地内广泛分布的两类生物结皮为研究对象,采用高通量测序技术,分析结皮层(A层)和结皮下层(B层)土壤细菌群落结构和多样性差异。采用相关分析、冗余分析探讨两个生境生物结皮各层次细菌群落与土壤环境因子的关系。结果表明:(1)相较于封育区,工矿区2类生物结皮对源自大气降尘的重金属元素具有更显著的表层富集作用,并表现出显著的种间差异:苔藓结皮>藻结皮。污染负荷指数评价结果显示:工矿区生物结皮各层次重金属污染程度更高,且均表现为A层污染程度高于B层。(2)两个生境的优势细菌门组成基本一致,均为放线菌门、变形菌门、酸杆菌门。受生物结皮类型、重金属污染程度的影响,细菌群落结构差异显著,主要表现为:工矿区藻结皮A、B层的α多样性指数均大于封育区,而苔藓结皮A、B层的细菌多样性指数高于封育区,丰富度指数低于封育区。主坐标分析结果显示,不同生境的生物结皮细菌群落结构差异明显,而同一生境的生物结皮细菌群落结构相似。重金属As、Pb、土壤黏粒含量和pH是影响生物结皮细菌群落结构的主要土壤环境因子,人为活动是细菌群落结构变异的主要驱动因素。 展开更多
关键词 生物结皮 细菌群落 重金属污染 高通量测序
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毛乌素沙地固碳功能菌群落随生物结皮发育阶段的演变特征
2
作者 李凯凯 张丙昌 +2 位作者 赵康 张雅丽 刘燕晋 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期1177-1190,共14页
生物结皮是干旱区生态系统光合固碳的重要贡献者,固碳功能菌是生物结皮碳固定过程中的关键功能群,而毛乌素沙地生物结皮有关固碳功能菌群落多样性的研究未见详细报道。通过qPCR和高通量测序,研究了毛乌素沙地固碳功能菌基因丰度、群落... 生物结皮是干旱区生态系统光合固碳的重要贡献者,固碳功能菌是生物结皮碳固定过程中的关键功能群,而毛乌素沙地生物结皮有关固碳功能菌群落多样性的研究未见详细报道。通过qPCR和高通量测序,研究了毛乌素沙地固碳功能菌基因丰度、群落多样性在生物结皮发育过程中的演变规律及其关键环境因子。结果表明,form IAB、IC和ID的基因丰度均随生物结皮发育呈升高趋势,在地衣结皮最高,在藓结皮又明显降低;form IAB的Chao1和form IC的Shannon指数随生物结皮演替呈显著上升趋势,而form IC和ID的Chao1则在藻结皮达到峰值。物种组成上,IAB型固碳功能菌以蓝藻门的颤藻目占优势,其相对丰度在藻结皮最高,随生物结皮演替逐渐降低;IC型固碳功能菌在裸沙中以土壤红杆菌目为主,而在三种生物结皮中以生丝微菌目、亚硝化单胞菌目和红螺菌目占优势;ID型固碳菌则以硅藻门的舟形藻目占优势,其丰度在裸沙中最高。IAB和IC型固碳功能菌群落结构在藻结皮和地衣结皮类似,而与裸沙和藓结皮差异显著,裸沙与藓结皮亦具显著差异。生物结皮演替过程中生物类群和土壤理化特征的改变为固碳功能菌提供了不同的生态位,土壤总有机碳、全氮、铵态氮、全磷、速效磷和pH对固碳功能菌群落进行综合调控,通过对固碳功能菌的筛选作用,最终改变固碳功能菌群落组成和结构。为深入理解荒漠生态系统生物结皮的光合固碳功能的微生物学机制提供了理论支撑。 展开更多
关键词 生物结皮 固碳功能菌 群落多样性 环境因素 毛乌素沙地
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工矿区不同类型生物结皮对大气降尘重金属的富集规律及其影响因子
3
作者 樊瑾 王融融 +2 位作者 李诗瑶 余海龙 黄菊莹 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第8期3168-3180,共13页
大气降尘是矿区土壤重金属的主要来源,而生物结皮对大气降尘重金属有显著的富集作用。为探究不同类型生物结皮对大气降尘重金属的富集规律及其影响因子,选取宁东典型火电厂周边生物结皮广布区作为试验样地,3类生物结皮作为研究对象,并... 大气降尘是矿区土壤重金属的主要来源,而生物结皮对大气降尘重金属有显著的富集作用。为探究不同类型生物结皮对大气降尘重金属的富集规律及其影响因子,选取宁东典型火电厂周边生物结皮广布区作为试验样地,3类生物结皮作为研究对象,并以临近裸土作为对照,对比分析了生物结皮富集大气降尘过程中土壤理化性质、酶活性及重金属含量的变化,采用相关分析、冗余分析和方差分解方法探讨了不同类型生物结皮的结皮层(A层)和层下土壤(B层)重金属含量与其土壤物理、化学性质及酶活性之间的关系。结果表明:燃煤烟尘是矿区大气降尘重金属污染的主要来源,涉及重金属元素包括Cd、Cr、Hg、Pb、Zn、As。生物结皮对源自大气降尘的重金属元素均具有显著的富集作用,且在不同演替阶段生物结皮间的富集规律完全一致:藓结皮>混生结皮>藻结皮;重金属综合污染指数评价结果显示:生物结皮对重金属具有表层富集效应,表现为A层污染程度高于B层。不同类型生物结皮A、B层综合污染指数存在显著差异,排序为:藓结皮>混生结皮>藻结皮;和对照相比,三类生物结皮均能通过富集大气降尘增加其A、B层养分和细颗粒物含量并改善土壤质地。方差分解结果表明,土壤化学性质是影响重金属含量解释度最高的单类环境变量,而相关性和冗余分析结果表明:有机质含量、电导率、酶活性、容重等是影响不同类型生物结皮A、B层土壤重金属含量的主要环境因子。 展开更多
关键词 大气降尘 生物结皮 土壤理化性质 重金属 粒径分布
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混合生物结皮对土壤养分的影响与群落结构之关联——以黄土丘陵区的生物结皮为例 被引量：1
4
作者 王闪闪 赵允格 +4 位作者 李彬彬 郭玥微 郭雅丽 李雯 乔羽 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期1247-1256,共10页
自然条件下生物结皮是藻、藓及地衣等结皮类型以不同比例组成的混合群落,显著影响土壤养分含量,目前混合生物结皮对土壤养分的影响与其群落结构的关系尚不清楚,限制了混合生物结皮土壤养分的评估。为此,研究通过测定单一组成的藻结皮、... 自然条件下生物结皮是藻、藓及地衣等结皮类型以不同比例组成的混合群落,显著影响土壤养分含量,目前混合生物结皮对土壤养分的影响与其群落结构的关系尚不清楚,限制了混合生物结皮土壤养分的评估。为此,研究通过测定单一组成的藻结皮、藓结皮以及80%藻+20%藓、60%藻+40%藓、40%藻+60%藓和20%藻+80%藓4个不同藻藓比例的混合生物结皮土壤有机碳、全氮、全磷、速效磷、铵态氮和硝态氮含量,研究了混合生物结皮土壤养分与其群落结构之间的关联。结果显示:(1)藓结皮层土壤有机碳、全氮、速效磷、铵态氮和硝态氮含量显著高于藻结皮,分别高出166.4%、77.2%、55.1%、56.2%和42.2%。(2)藻藓混合生物结皮土壤有机碳、全氮、速效磷和铵态氮含量与组成和盖度等结构特征有关,可以通过单一类型生物结皮土壤养分含量与盖度加权预测混合生物结皮土壤养分储量。(3)混合生物结皮土壤有机碳、全氮、速效磷和铵态氮储量实测值(x)与预测值(y)拟合的线性函数分别为y=0.97x、y=0.96x、y=1.18x和y=0.92x。(4)混合生物结皮对全磷和硝态氮含量的影响与群落结构无关。生物结皮对下层0—5 cm土壤养分影响较小。研究揭示了混合生物结皮对土壤养分的影响与生物结皮群落结构之间的关联,为准确评估自然条件下混合生物结皮对土壤养分的影响提供了科学依据。 展开更多
关键词 生物结皮 群落结构 生态功能 干旱生态系统 黄土丘陵
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黄土高原蓝藻和藓类生物结皮对草本植物多样性及生物量的影响
5
作者 王彦峰 肖波 +2 位作者 汪万福 余星兴 张雪 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第16期6570-6580,共11页
生物结皮在干旱和半干旱气候区占据了广阔的生态位,深刻影响草本植物的空间格局,但其影响程度和作用途径目前仍存有争议。分别以黄土高原风沙土和黄绵土上的蓝藻结皮和藓结皮为对象,以无结皮为对照,通过样方法调查并测定了生物结皮与无... 生物结皮在干旱和半干旱气候区占据了广阔的生态位,深刻影响草本植物的空间格局,但其影响程度和作用途径目前仍存有争议。分别以黄土高原风沙土和黄绵土上的蓝藻结皮和藓结皮为对象,以无结皮为对照,通过样方法调查并测定了生物结皮与无结皮样地中草本植物的多样性和生物量,继而结合灰色关联分析和结构方程模型,对比分析了两类生物结皮对草本植物多样性和生物量的影响程度及作用途径。结果表明:(1)风沙土上,无结皮样地的优势科为禾本科和菊科,蓝藻结皮样地的优势科为藜科,藓结皮样地的优势科为禾本科,而黄绵土上无结皮样地的优势科为菊科、禾本科和豆科,蓝藻结皮样地的优势科与无结皮相似,藓结皮样地的优势科为禾本科和菊科;(2)与无结皮相比,风沙土上蓝藻结皮和藓结皮样地中多年生草本的株数分别增加了30%和16%,而黄绵土上两类生物结皮样地中多年生草本株数则分别增加了44%和减少了46%;(3)与无结皮相比,风沙土上蓝藻结皮和藓结皮样地中草本植物的Patrick和Shannon指数分别降低了1.0、0.2和3.4、0.5;而黄绵土上蓝藻结皮和藓结皮样地中两种多样性指数分别降低了4.8、0.2和4.2、0.4;(4)风沙土上蓝藻结皮和藓结皮样地的草本植物生物量比无结皮减少了111.5 g/m^(2)和145.0 g/m^(2),而在黄绵土上则分别减少了127.8 g/m^(2)和172.2 g/m^(2);⑤灰色关联分析显示,土壤穿透阻力对草本植物的多样性影响最大(关联系数分别为0.960和0.996),而NH_(4)^(+)-N和NO_(3)^(-)-N含量对草本植物的生物量影响最大(两种土壤上关联系数分别为0.727和0.752)。综上,黄土高原生物结皮显著降低了草本植物的多样性和生物量,其途径为通过增加土壤穿透阻力以降低草本植物的种子萌发几率并限制幼苗根系伸展,同时通过土壤氮竞争限制了草本植物生长。 展开更多
关键词 黄土高原 生物结皮 草本植物多样性 植物群落结构 生物量
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黄土高原水蚀风蚀交错区固氮微生物群落多样性在生物结皮中的演变规律
6
作者 焦冰洁 徐琳 +1 位作者 李香真 张丙昌 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第23期9662-9673,共12页
生物土壤结皮在黄土高原的水土保持、养分补给等方面发挥着重要生态功能。固氮微生物是固氮过程的关键功能群,影响着土壤氮素平衡,然而黄土高原水蚀风蚀交错区严重的水土流失导致土壤养分大量损失,尤其是氮素。该区域生物结皮广泛发育,... 生物土壤结皮在黄土高原的水土保持、养分补给等方面发挥着重要生态功能。固氮微生物是固氮过程的关键功能群,影响着土壤氮素平衡,然而黄土高原水蚀风蚀交错区严重的水土流失导致土壤养分大量损失,尤其是氮素。该区域生物结皮广泛发育,它们在干旱半干旱区土壤氮素积累过程中起着重要作用。但是该区域生物结皮不同发育阶段中的固氮潜力、固氮微生物群落多样性及其关键环境控制因子尚不清楚。以黄土高原水蚀风蚀交错区为研究区,三种生物结皮类型和裸地对照为研究对象,采用Illumina HiSeq平台对nifH基因扩增产物进行生物信息学分析,揭示了固氮潜力及微生物群落多样性的分布规律。结果表明,生物结皮演替显著影响固氮酶活性、nifH基因丰度和固氮微生物α-多样性,各值均在苔藓结皮最高,显著高于其它演替阶段,且生物结皮层高于结皮下层土壤。在固氮微生物群落组成上,裸地以变形菌门的红螺菌目、酸硫杆菌目和根瘤菌目为主;而在藻结皮、地衣结皮和藓结皮阶段,均表现为蓝藻门的念珠藻目占绝对优势,是固氮微生物的关键类群,其中Trichormus、念珠藻属是优势固氮物种;与藻结皮、地衣结皮相比,藓结皮中念珠藻目的相对丰度显著降低,而变形菌门的红螺菌目、酸硫杆菌目和根瘤菌目的丰度明显上升。除此之外,蓝杆藻属、鱼腥藻属、斯克尔曼氏菌属、瘤胃梭菌属在藻结皮、地衣结皮、藓结皮也占明显优势。念珠藻目以及Trichormus的丰度与固氮酶活性、nifH基因丰度呈显著正相关关系,而与红螺菌目、酸硫杆菌目、梭菌目、根瘤菌目呈显著负相关;Trichormus相关的物种在黄土高原生物结皮氮输入过程中可能发挥着关键作用。生物结皮演替通过改变土壤pH值、有机质、全氮、含水量等理化特征而影响了微生境,通过环境筛选和物种重排作用对固氮微生物群落进行综合调控,其中pH与土壤全氮(TN)发挥着关键作用。 展开更多
关键词 黄土高原 水蚀风蚀交错区 生物结皮演替 固氮微生物
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红壤丘陵区不同盖度生物结皮对水分入渗的影响
7
作者 李雨晨 平原 +2 位作者 澹腾辉 张航宇 郭忠录 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2023年第5期71-77,共7页
为探究不同盖度生物结皮对入渗特征的影响,在红壤丘陵区咸宁选取第四纪黏土发育土壤(S型)和泥质页岩发育土壤(N型)上的生物结皮,设计6个盖度水平(裸地,1%~20%,20%~40%,40%~60%,60%~80%,80%~100%),使用微型圆盘入渗仪(mini disk)测定土... 为探究不同盖度生物结皮对入渗特征的影响,在红壤丘陵区咸宁选取第四纪黏土发育土壤(S型)和泥质页岩发育土壤(N型)上的生物结皮,设计6个盖度水平(裸地,1%~20%,20%~40%,40%~60%,60%~80%,80%~100%),使用微型圆盘入渗仪(mini disk)测定土壤入渗过程,探究入渗过程的影响因素,同时采用3种常见的入渗模型对入渗过程进行拟合,并评价模型适用性。结果表明:(1)相对于裸地,生物结皮发育提高土壤有机质和黏粒含量,增加结皮厚度和生物量,降低砂粒含量。(2)第四纪黏土发育土壤水分入渗特征随生物结皮盖度的增加而逐渐降低,初始入渗速率、稳定入渗速率、平均入渗速率、非饱和导水率的变化范围分别为0.25~1.55,0.13~0.91,0.17~1.11,2.04~8.48 mm/min。泥质页岩发育土壤除40%~60%盖度砾石含量较高,土壤水分入渗也随盖度的增加而逐渐减小,80%~100%盖度的初始、平均和稳定入渗率较裸地分别降低91.14%,87.64%和91.30%,生物结皮的存在阻碍土壤水分入渗。冗余分析表明,对于第四纪黏土发育土壤,生物量(54.30%)对其入渗特征的解释度最高,泥质页岩发育土壤则为盖度(39.30%)和砾石含量(34.00%)。(3)Horton模型、Kostiakov模型、Philip模型3种主流入渗模型中Horton模型拟合效果最优。研究结果可为揭示湿润区生物结皮水分运移规律提供科学参考。 展开更多
关键词 生物结皮 土壤水分入渗 冗余分析 红壤丘陵区 入渗模型
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丹江口库区典型小流域生物结皮驱动土壤性质变化及分离响应
8
作者 平原 澹腾辉 +4 位作者 李雨晨 曾建辉 宓桂音 谭林芳 郭忠录 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2023年第3期87-94,共8页
为探究生物结皮发育驱动下土壤水蚀特征及机理,选取苔藓发育为优势种的退耕样地,设计5个盖度等级(1%~20%,20%~40%,40%~60%,60%~80%,80%~100%),以裸地为对照,在不同水流剪切力(6.12~19.64 Pa)下进行冲刷试验。结果表明:结皮发育显著影响... 为探究生物结皮发育驱动下土壤水蚀特征及机理,选取苔藓发育为优势种的退耕样地,设计5个盖度等级(1%~20%,20%~40%,40%~60%,60%~80%,80%~100%),以裸地为对照,在不同水流剪切力(6.12~19.64 Pa)下进行冲刷试验。结果表明:结皮发育显著影响土壤养分含量,且高盖度结皮覆盖下养分表聚效应更加明显。生物结皮发育显著影响土壤分离能力,裸地土壤分离能力[1.4656 kg/(m^(2)·s)]为生物结皮[0.0042~0.4682 kg/(m^(2)·s)]的3.58~348.95倍,裸地细沟可蚀性(0.2935 s/m)为生物结皮(0.0010~0.0822 s/m)的3.57~293.50倍。相对土壤分离能力及细沟可蚀性均随结皮盖度增加呈指数函数衰减,结皮冲破时间随结皮盖度增加呈指数函数增长;非线性回归分析表明,土壤分离能力可用水流剪切力、生物结皮盖度和土壤黏结力进行模拟(NSE=0.749)。综上,生物结皮发育显著提升土壤抗侵蚀性能,研究结果可为半湿润区水土流失防治及生物结皮管理利用提供理论参考。 展开更多
关键词 生物结皮 苔藓 土壤分离能力 细沟可蚀性 丹江口库区 紫色土
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古尔班通古特沙漠生物结皮微鞘藻分类学研究
9
作者 刘燕晋 李凯凯 +2 位作者 张雅丽 赵康 张丙昌 《水生生物学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第7期1106-1114,共9页
实验研究了从古尔班通古特沙漠生物土壤结皮中分离纯化培养出的11株与微鞘藻(Microcoleus)形态接近的丝状蓝藻,通过形态特征、16S rRNA和ITS二级结构相结合的多相分析方法对其进行分类学研究。研究结果表明,实验藻株隶属于微鞘藻科(Micr... 实验研究了从古尔班通古特沙漠生物土壤结皮中分离纯化培养出的11株与微鞘藻(Microcoleus)形态接近的丝状蓝藻,通过形态特征、16S rRNA和ITS二级结构相结合的多相分析方法对其进行分类学研究。研究结果表明,实验藻株隶属于微鞘藻科(Microcoleaceae)的微鞘藻属(Microcoleus)和束脉藻属(Symplocastrum),其中包括2个中国新记录种:斯坦微鞘藻(Microcoleus steenstrupii)和细长束脉藻(Symplocastrum flechtnerii),另外还有具鞘微鞘藻(Microcoleus vaginatus)和类似斯坦微鞘藻的存疑物种。藻丝多少与排列方式、细胞大小与末端细胞形状,以及16S rRNA系统发育位置是确定微鞘藻(Microcoleus)与束脉藻(Symplocastrum)属于不同物种的关键依据,ITS二级结构是区分属内不同物种的重要参考。 展开更多
关键词 生物结皮 微鞘藻 形态特征 16S rRNA ITS
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喀斯特坡面生物结皮发育对土壤抗蚀性能的影响
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作者 张思琪 张科利 马芊红 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2023年第5期64-70,共7页
西南喀斯特地区普遍发育的生物结皮,对土壤侵蚀有显著的抑制作用。以贵州喀斯特坡面不同退耕年限地块(0,3,5,8,11年)生物结皮为研究对象,对不同流量水平(0.2,0.3,0.4,0.5 L/s)和坡度(5°,12°,17°,23°)条件下生物结... 西南喀斯特地区普遍发育的生物结皮,对土壤侵蚀有显著的抑制作用。以贵州喀斯特坡面不同退耕年限地块(0,3,5,8,11年)生物结皮为研究对象,对不同流量水平(0.2,0.3,0.4,0.5 L/s)和坡度(5°,12°,17°,23°)条件下生物结皮对土壤抗蚀性能的影响机制进行研究。结果表明:(1)生物结皮发育能够促进土壤颗粒胶结,增强土壤团聚体稳定性,改善土壤结构,提高土壤持水和透水能力。(2)生物结皮发育可增强土壤抗崩解和抗剪切能力,与去除结皮处理相比,结皮存在时的土壤抗崩解和抗剪切能力分别提高24.83%~46.62%和25.77%~37.73%。(3)发育年限内(3~11年)结皮层抗拉力变化范围为1.95~5.76 N,随着生物结皮发育年限增加,结皮层结构越趋稳定,其抵抗破坏的能力也越强。(4)生物结皮可明显提高土壤抗冲性能,且受流量和坡度的双重制约,流量和坡度都存在临界值,分别为0.4 L/s和17°,超过临界值后,其保护作用显著减弱。研究结果对于喀斯特地区准确估算土壤流失和生态恢复建设正确评价具有重要意义。 展开更多
关键词 喀斯特 生物结皮 土壤抗蚀性 抗崩解 抗剪切力
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古尔班通古特沙漠生物结皮的分布特征 被引量：89
11
作者 张元明 陈晋 +3 位作者 王雪芹 潘惠霞 辜智慧 潘伯荣 《地理学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第1期53-60,共8页
新疆古尔班通古特沙漠是我国最大的固定和半固定沙漠,其间广泛发育着以地衣植物为主的生物结皮,是除种子植物以外的固定沙面的重要生物因子。研究表明,选择适当的时段,应用遥感技术并结合地面调查来研究沙漠生物结皮的空间分布格局是可... 新疆古尔班通古特沙漠是我国最大的固定和半固定沙漠,其间广泛发育着以地衣植物为主的生物结皮,是除种子植物以外的固定沙面的重要生物因子。研究表明,选择适当的时段,应用遥感技术并结合地面调查来研究沙漠生物结皮的空间分布格局是可行的,遥感制图与地面调查的结果基本一致。该沙漠南部是生物结皮最为丰富的区域,各种类型的生物结皮均有充分发育,呈连续分布,但其分布模式向北、向西和向东变得破碎。通过统计生物结皮像元的面积,得到生物结皮覆盖率超过33%的像元面积占研究区总面积的28.7%。生物结皮的分布对地貌部位有较强的选择性,生物结皮的不同发育阶段种类组成亦有较大的差别。 展开更多
关键词 古尔班通古特沙漠 生物结皮 分布特征 地貌部位 空间分布格局 遥感技术
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干旱半干旱地区土壤微生物结皮的生态学意义及若干研究进展 被引量：189
12
作者 李新荣 贾玉奎 +2 位作者 龙利群 王新平 张景光 《中国沙漠》 CSCD 北大核心 2001年第1期4-11,共8页
土壤微生物结皮广泛存在于干旱半干旱地区 ,且具有重要的生态学意义。文章对微生物结皮的形成、发育过程的特点 ,以及它对微生境的影响 ,包括对土壤理化性质、风蚀水蚀的抗性、土壤水分时空分布特点、养分及微量元素地球生物化学循环等... 土壤微生物结皮广泛存在于干旱半干旱地区 ,且具有重要的生态学意义。文章对微生物结皮的形成、发育过程的特点 ,以及它对微生境的影响 ,包括对土壤理化性质、风蚀水蚀的抗性、土壤水分时空分布特点、养分及微量元素地球生物化学循环等土壤学过程和对植被的影响与作用等方面的国内外研究进展进行了综述 ,并对一些有争议研究结论进行了分析 ; 展开更多
关键词 干旱半干旱地区 土壤微生物结皮 时空分布 土壤分布 养分 微量元素
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沙坡头人工植被区微生物结皮对地表蒸发影响的试验研究 被引量：55
13
作者 刘立超 李守中 +2 位作者 宋耀选 张志山 李新荣 《中国沙漠》 CSCD 北大核心 2005年第2期191-195,共5页
微生物结皮是干旱半干旱地区生态系统的重要组成部分,其生态水文过程受到了广泛关注,但对微生物结皮在地表蒸发过程中的作用存在较大的争议。笔者利用微型Lysimeter对沙坡头地区几种典型微生物结皮和流沙地表的蒸发过程进行了试验观测,... 微生物结皮是干旱半干旱地区生态系统的重要组成部分,其生态水文过程受到了广泛关注,但对微生物结皮在地表蒸发过程中的作用存在较大的争议。笔者利用微型Lysimeter对沙坡头地区几种典型微生物结皮和流沙地表的蒸发过程进行了试验观测,并与水面蒸发进行了对比分析。结果表明,结皮和流沙地表的蒸发速率随时间的变化趋势基本相同,但在不同的蒸发阶段具有各自不同的特点,总的说来,发育良好的苔藓结皮导致相对较少的无效降水,但在更长的时间维持较高的蒸发速率;流沙和初步发育的降尘结皮导致了较多的无效降水,但由于降水的入渗深度相对较深,需要更长的时间完成蒸发过程。 展开更多
关键词 微生物结皮 人工植被 沙地 沙坡头 干旱半干旱地区 发育 入渗 地表 降水 水面蒸发
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生物结皮影响下的土壤有机质分异特征 被引量：83
14
作者 张元明 杨维康 +1 位作者 王雪芹 张道远 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2005年第12期3420-3425,共6页
对新疆古尔班通古特沙漠生物结皮影响下的土壤有机质分异特征进行了定量研究.结果表明,该沙漠典型沙垄不同部位具有不同的土壤有机质特征,且土壤有机质含量具有明显的分层特征.无论是结皮覆盖区还是非覆盖区,土壤有机质的积累均以表层0... 对新疆古尔班通古特沙漠生物结皮影响下的土壤有机质分异特征进行了定量研究.结果表明,该沙漠典型沙垄不同部位具有不同的土壤有机质特征,且土壤有机质含量具有明显的分层特征.无论是结皮覆盖区还是非覆盖区,土壤有机质的积累均以表层0～5cm土层为主,由表及里呈递减趋势.这种地表有机质分布的规律在该沙漠地表普遍存在.虽然如此,生物结皮却强烈影响着地表0～5cm土层有机质的含量的积累,它的存在使得该层有机质含量极显著地高于无结皮覆盖区0～5cm土层的有机质含量(t检验,p＜0.01),表明生物结皮能显著增加地表0～5cm土层的有机质含量;而无论结皮覆盖区还是非结皮覆盖区,两者5～10cm土层之间和10～30cm土层之间的有机质含量无显著差异(t检验,p＞0.05),说明生物结皮对土壤有机质含量的影响范围仅限于表层0～5cm,对更深层次土壤的有机质含量则无显著影响. 展开更多
关键词 生物结皮 土壤有机质 积累 古尔班通古特沙漠
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黄土丘陵区退耕地生物结皮理化性状初报 被引量：70
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作者 赵允格 许明祥 +1 位作者 王全九 邵明安 《应用生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第8期1429-1434,共6页
通过野外调查并结合室内分析，研究了黄土丘陵区阴坡不同年限退耕地土壤生物结皮的盖度、厚度、容重、粘结力以及结皮土壤的有机质、养分含量等理化性质．结果表明，研究区耕地退耕后首先出现由降雨打击而形成的结构结皮，其后随退耕年... 通过野外调查并结合室内分析，研究了黄土丘陵区阴坡不同年限退耕地土壤生物结皮的盖度、厚度、容重、粘结力以及结皮土壤的有机质、养分含量等理化性质．结果表明，研究区耕地退耕后首先出现由降雨打击而形成的结构结皮，其后随退耕年限的延长，结皮生物逐渐迁入，与土壤复合逐步演化为生物结皮．生物接皮面积随着高等植被盖度的增加有降低的趋势；厚度随退耕年限的延长呈倒S型增加，退耕10年后，结皮厚度增加缓慢；容重随退耕年限的延长而减小．结皮的形成可显著增强土壤粘结力，结皮层粘结力随退耕年限的延长呈倒S型增长，结皮土壤有机质、全氮含量明显高于研究区耕地土壤，且随退耕年限的延长而增加；退耕10年后，结皮土壤有机质及全氮含量趋于稳定，结皮土壤全磷含量与农地耕层土壤相当．生物结皮的形成提高了土壤速效氮、磷、钾含量．研究区阴坡退耕地土壤结皮的形成大致可分为3个阶段：退耕1～4年为结皮初始形成期，5—10年为结皮快速发育期，10年以后为稳定期． 展开更多
关键词 黄土丘陵区 退耕地 生物结皮 理化性状
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生物结皮发育对毛乌素沙地土壤粒度特征的影响 被引量：58
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作者 高广磊 丁国栋 +3 位作者 赵媛媛 冯薇 包岩峰 刘紫葳 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期115-120,共6页
以宁夏盐池荒漠生态系统定位研究站域内藻、地衣、苔藓3种不同发育阶段生物结皮及裸沙地为研究对象，应用激光衍射粒度分析技术测定土壤粒度组成，计算分析平均粒径、标准偏差、偏度、峰态值和分形维数等土壤粒度特征参数，研究结果显... 以宁夏盐池荒漠生态系统定位研究站域内藻、地衣、苔藓3种不同发育阶段生物结皮及裸沙地为研究对象，应用激光衍射粒度分析技术测定土壤粒度组成，计算分析平均粒径、标准偏差、偏度、峰态值和分形维数等土壤粒度特征参数，研究结果显示：研究区土壤粒度组成以砂粒为主，约占土壤颗粒体积分数的80％～95％，而粘粒、粉粒含量较少；土壤粒度分布较为集中，分选状况较差，偏度状况为极正偏度，峰态值为很尖窄、尖窄；土壤分形维数分布于2．15～2．30之间，且从大到小依次为苔藓结皮、地衣结皮、藻结皮、裸沙地。在生物结皮发育过程中，土壤粘粒、粉粒等细粒物质不断增加；粒度组成不断优化，整体呈现向均匀和对称分布演化趋势。生物结皮能够有效改良土壤结构，促进土壤发育，但速度十分缓慢。 展开更多
关键词 土壤粒度 毛乌素沙地粒度参数 生物结皮
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干旱、半干旱地区微生物结皮土壤水文学的研究进展 被引量：47
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作者 李守中 肖洪浪 +2 位作者 李新荣 宋耀选 刘立超 《中国沙漠》 CSCD 北大核心 2004年第4期500-506,共7页
微生物结皮与土壤水文过程的关系一直是微生物结皮研究中最具争议性的热点问题。文章对国内外这一领域的研究进展进行了综述,系统地介绍了微生物结皮在降雨入渗、水分保持和土面蒸发等土壤水文过程中的功能,总结了微生物结皮土壤水文学... 微生物结皮与土壤水文过程的关系一直是微生物结皮研究中最具争议性的热点问题。文章对国内外这一领域的研究进展进行了综述,系统地介绍了微生物结皮在降雨入渗、水分保持和土面蒸发等土壤水文过程中的功能,总结了微生物结皮土壤水文学研究中的各种观点,针对不同观点之间产生的争议,作者认为微生物结皮的时空特殊性、复杂性以及研究手段和方法的多样性是产生争议的主要原因。最后,从试验方法和研究目标上对该研究领域进行了展望。 展开更多
关键词 干旱 半干旱 土壤水文学 微生物结皮
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古尔班通古特沙漠生物结皮不同发育阶段中藻类的变化 被引量：25
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作者 张丙昌 张元明 +2 位作者 赵建成 陈荣毅 郑云普 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第1期9-17,共9页
通过在古尔班通古特沙漠南缘相同的地貌部位,选择裸沙、藻结皮、地衣结皮和苔藓结皮4种不同演替阶段中的生物结皮,研究了藻类的种类组成、优势种和生物量的变化。结果表明:(1)在结皮的不同演替阶段,藻类种类组成不同,其常见物种有一定... 通过在古尔班通古特沙漠南缘相同的地貌部位,选择裸沙、藻结皮、地衣结皮和苔藓结皮4种不同演替阶段中的生物结皮,研究了藻类的种类组成、优势种和生物量的变化。结果表明:(1)在结皮的不同演替阶段,藻类种类组成不同,其常见物种有一定的差异,如裸沙中藻类常见种是脆杆藻2(Fragilariasp.2)、威利颤藻(Oscillatoria willei)和奥克席藻(Phormidium okenii),藻结皮的常见种是小聚球藻(Synechococcus parvus)、颗粒常丝藻(Tychonema granulatum)、韧氏席藻(Phormidium retzli);同时在不同发育阶段亦存在一些特有种。(2)在裸沙发育到成熟生物结皮的过程中,藻类的优势物种也发生相应的变化。裸沙、藻结皮、地衣结皮和苔藓结皮的优势种分别是脆杆藻1(Fragilariasp.1)、具鞘微鞘藻(Microcoleus vaginatus)、具鞘微鞘藻、眼点伪枝藻(Scytonema ocellatum)或集球藻(Palmellococcus miniatus)。(3)藻类生物量在生物结皮不同演替阶段差异极显著(P<0.01),在裸沙中藻类生物量最低,随着生物结皮的逐渐发育,藻类生物量明显升高,地衣结皮最高,约是裸沙的8.3倍,当发育至苔藓结皮时,藻类生物量又有所下降。(4)在裸沙中基本为松散的沙粒,随着生物结皮的演替,丝状种类占明显的优势,尤其是具鞘微鞘藻,另外真菌菌丝和苔藓假根分别在地衣结皮和苔藓结皮中起着重要作用。 展开更多
关键词 古尔班通古特沙漠 生物结皮 演替阶段 藻类
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沙坡头植被固沙区生物结皮对土壤水文过程的调控作用 被引量：56
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作者 李守中 肖洪浪 +3 位作者 罗芳 宋耀选 刘立超 李守丽 《中国沙漠》 CSCD 北大核心 2005年第2期228-233,共6页
生物结皮的土壤水文过程一直是学术界比较关注的争议性问题。通过对生物结皮的生态调查和水文物理实验分析、野外人工模拟降雨条件下的土壤水动力学试验、以及天然降雨后土壤水分的动态监测,分析了生物结皮对降雨渗透、土壤水分再分配... 生物结皮的土壤水文过程一直是学术界比较关注的争议性问题。通过对生物结皮的生态调查和水文物理实验分析、野外人工模拟降雨条件下的土壤水动力学试验、以及天然降雨后土壤水分的动态监测,分析了生物结皮对降雨渗透、土壤水分再分配和土面蒸发等土壤水文过程的调控作用,认为:(1)生物结皮层不仅降低了水分渗透速度和深度,还引起了土壤水分渗透的不稳定性,即指状流的出现;(2)生物结皮的逐年发育使土壤水分的分配格局和分配过程发生了很大变化,土壤水分再分配过程有明显的浅层化趋势,即生物结皮的降雨拦截作用;(3)生物结皮通过降低反射率和提高毛管作用,大大提高了土面蒸发。生物结皮对土壤水文过程的调控作用正在深刻地改变着固沙区的土壤水环境。 展开更多
关键词 生物结皮 土壤水分 水文过程 固沙区 调控作用 沙坡头 人工模拟降雨 蒸发 浅层 层化
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古尔班通古特沙漠生物结皮对地表风蚀作用影响的风洞实验 被引量：51
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作者 王雪芹 张元明 +1 位作者 张伟民 韩致文 《冰川冻土》 CSCD 北大核心 2004年第5期632-638,共7页
古尔班通古特沙漠4种类型生物结皮的风洞实验表明,其对地表风蚀影响甚大,且随结皮类型及其破损度不同而呈明显的变化.在25～30m·s-1的风速下,未经扰动的4类生物结皮均未发现沙粒起动和地表风蚀现象.相同破损率条件下,起动风速以苔... 古尔班通古特沙漠4种类型生物结皮的风洞实验表明,其对地表风蚀影响甚大,且随结皮类型及其破损度不同而呈明显的变化.在25～30m·s-1的风速下,未经扰动的4类生物结皮均未发现沙粒起动和地表风蚀现象.相同破损率条件下,起动风速以苔藓结皮最大、地衣结皮次之、藻结皮和藻类地衣结皮最小.裸沙面在8 42m·s-1的起沙风作用下,风蚀强度为0 09g·m-2·s-1,25m·s-1时为1214 82g·m-2·s-1.在同等风速吹蚀下,4类结皮的风蚀率最大不超过裸沙面的8 95%.随着破损率的增大和风速的加强,风蚀强度显著增大.在数量级和变化趋势上以苔藓和地衣结皮相似,变化于0～23 67g·m-2·s-1之间;藻结皮和藻类地衣结皮相近,变化于0～69 00g·m-2·min-1之间.根据该沙漠的风能环境分析和风洞实验结果,为了不致产生风蚀,人类放牧等经济活动应以不造成30%以上的地表结皮破损为宜,特别是在春夏两季的强风盛行期更要谨慎处之. 展开更多
关键词 生物结皮 风洞实验 起动风速 土壤风蚀 古尔班通古特沙漠
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