森林植被与土壤微生物关系研究进展
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浅谈土壤微生物与植物的关系内蒙古师范大学生命科学与技术学院刘宇宁摘要:土壤中生活着丰富的微生物类群,是一个重要的生物地下宝库。
土壤微生物是土壤中的主要分解者,对环境起着天然的“过滤”和“净化”作用,在自然生态系统的功能发挥和维持能力方面极其重要。
植物、土壤和微生物相互作用,构成了一个植物-土壤-微生物的有机整体。
本文从植物根际有益微生物、根系分泌物、植物种植模式等方面,探讨土壤微生物与植物的关系,以期为今后农业生产、森林植物保护、植被恢复、污染土壤修复等环境治理提供参考。
关键词:土壤微生物;植物;关系在陆地生态系统中,植物是生产者,土壤微生物是分解者,植物将光合产物以根系分泌物和植物残体形式释放到土壤,供给土壤微生物碳源和能源,微生物则将有机养分转化成无机养分,以利于植物吸收利用。
根际微生物被认为是土壤微生物的子系统,影响着植物定植、生长和群落演替。
植物通过其根系产生的分泌物影响根际微生物的群落结构。
土壤微生物和植物共同作用在污染土壤的生物修复方面发挥着巨大作用。
1 植物根际有益微生物植物根际有益微生物主要指对植物生长和健康具有促进作用的土壤微生物。
这些微生物可以通过各种途径,促进植物定植、生长和发育。
根据根际有益微生物主要作用可以将其分为植物根际促生微生物PGPM(Plant growth promoting micribiology)和生防微生物BCA(Biological control agents)两大类。
1.1 植物根际促生微生物 PGPM植物根际促生微生物可界定为在一定条件下自由生活在土壤、根际、根表对植物具有直接促进作用的土壤微生物,主要包括细菌中的根际促生菌和菌根真菌。
根际促生菌指根际对作物有益的细菌,主要包括固氮微生物、根瘤菌、沙雷氏菌属等20种属。
1.2 植物根际生防微生物 BCA根际生防微生物指通过产生一些抗菌物质抑制病原菌在植物根际定殖和发展,同时也能够诱导植物系统对病原菌和外界不良条件产生一定抗性,从而间接促进植物生长的一类根际微生物。
哈尔滨师范大学学年论文题目植物与微生物关系研究进展学生李春葳指导教师王全伟副教授年级 2009级专业生物科学系别生物科学系学院生命科学与技术学院哈尔滨师范大学2012年5月论文提要植物与其生长环境中的微生物关系密切,两者形成了植物—微生物共生体系统。
植物影响着其周围及体内的微生物的群落结构,这些微生物又通过其生命活动影响植物的生长发育。
了解与认识植物与微生物的相互作用对于农业生产具有重要意义。
本文就植物类型及植物根系分泌物对微生物群落结构及多样性的影响,植物根际微生物、叶围微生物和内生菌(包括内生真菌、内生细菌以及内生放线菌)对植物生长发育的影响等进行综述,并就其将来的研究方向做了展望。
植物与微生物关系研究进展李春葳摘要:植物与其生长环境中的微生物关系密切,两者形成了植物—微生物共生体系统。
植物影响着其周围及体内的微生物的群落结构,这些微生物又通过其生命活动影响植物的生长发育。
了解与认识植物与微生物的相互作用对于农业生产具有重要意义。
本文就植物类型及植物根系分泌物对微生物群落及其多样性的影响,植物根际微生物、叶围微生物和内生菌(包括内生真菌、内生细菌以及内生放线菌)对植物生长发育的影响等进行综述,并就其将来的研究方向做了展望。
关键词:植物植物根际微生物内生菌叶围微生物植物与微生物的相互作用主要包括植物与根际微生物的互作、植物与叶围微生物的互作、植物与内生菌的互作及植物对微生物多样性的影响等。
植物与周围环境生物的相互作用在自然界中普遍存在,其中以植物与微生物的互作为重要形式之一。
本文就植物类型及植物根系分泌物对微生物群落及其多样性的影响,植物根际微生物、叶围微生物和内生菌(包括内生真菌、内生细菌以及内生放线菌)对植物生长发育的影响等进行综述,并就其将来的研究方向做了展望。
1植物根际有益微生生物与植物的关系植物根际有益微生物主要指对植物生长和健康具有促进作用的土壤微生物。
这些微生物可以通过一些途径,促进植物定植、生长和发育[1、2]。
宁夏农林科技,Ningxia Journal of Agri.and Fores.Sci.&Tech.2023,64(09):45-48,51基金项目:宁夏回族自治区重点研发计划项目(2021BEG02007、2023BEG02050)。
作者简介:田娜玲(1992—),女,宁夏吴忠人,硕士,林业助理工程师,主要从事林业调查规划、森林经营管理及土壤侵蚀过程研究。
收稿日期:2023-02-19森林是陆地生态系统的主体,约占全球陆地面积的31%,是生物多样性最丰富的生态系统,是人类发展历程中不可或缺的自然资源。
国家林业和草原局发布的《2021中国林草生态综合监测评价报告》显示我国森林面积达2.31亿hm 2,居世界第5位,森林覆盖率达24.02%。
其中:天然林面积为1.43亿hm 2,人工林面积为0.88亿hm 2[1]。
因此,森林生态系统是陆地生态系统中对人类影响最持久且深远的生态系统。
森林生态系统服务功能(forest ecosystem services,以下简称“FES”)是森林生态系统及其生态过程为人类提供的自然环境条件与效用,能够带来生态、社会、经济三大效益[2]。
随着全球生态环境的恶化,我国提出了以生态建设推进可持续发展,使FES 受到社会各界的重视。
同时,随着社会经济的发展,人类生活水平不断提高,人们对FES 的需求也日益加剧。
目前,已有日本、英国、墨西哥、美国、加拿大等[3-5]众多国家较早进行了关于FES 的物质量和价值量研究,其研究结果为我国相关研究提供了基础理论和数据资料。
为更好开展我国森林生态系统服务功能相森林生态系统服务功能研究进展田娜玲,魏耀锋,任佳,岳鹏,李庆波宁夏林业调查规划院,宁夏银川750010摘要:森林是陆地生态系统的主体,在各类生态系统中,森林生态系统对人类的影响意义深远。
国内外关于森林生态系统服务功能的有关评估研究为森林生态系统的经营管理、资源保护及相关林业政策制定提供了依据。
森林凋落物分解过程对土壤微生物影响研究综述1. 引言1.1 研究背景森林生态系统中的凋落物是指在森林中自然掉落的树叶、果实、树枝、树皮等有机物质,是森林生态系统中的重要组成部分。
凋落物的分解过程对土壤微生物起着重要的作用,能够促进土壤有机质的降解和释放养分,维持土壤生态系统的平衡。
近年来,随着人类活动的不断扩张和森林资源的过度开发,森林凋落物的分解过程受到了越来越多的关注。
研究表明,凋落物的分解会受到土壤微生物的影响,不同种类和数量的微生物对凋落物的分解速度和方式有着重要影响。
深入探讨森林凋落物分解过程对土壤微生物的影响,有利于更好地理解森林生态系统中物质循环的机理,为森林生态系统的保护和可持续发展提供理论依据和科学支撑。
【研究背景】的深入探讨将有助于揭示森林生态系统中凋落物分解与土壤微生物的复杂关系,为保护森林生态系统的健康和稳定提供重要参考。
1.2 研究意义森林凋落物分解过程对土壤微生物的影响是一个重要的研究领域,具有重要的理论和实践意义。
了解森林凋落物分解过程对土壤微生物的影响可以帮助我们更好地理解土壤生态系统的结构和功能,从而为保护和管理生态系统提供科学依据。
土壤微生物是土壤中最主要的生物量和活性的组成部分,它们对土壤有机物的分解和转化起着关键作用,直接影响土壤的肥力和养分循环。
研究森林凋落物分解过程对土壤微生物的影响可以帮助我们更好地了解土壤养分循环和生态系统稳定性的机制,为保护和恢复土壤生态系统提供科学依据。
随着全球环境变化的加剧,对森林凋落物分解过程对土壤微生物的影响的研究也可以为我们预测未来生态系统的响应和变化趋势提供重要参考。
研究森林凋落物分解过程对土壤微生物的影响具有重要的理论和实践意义,对于推动生态学领域的发展和环境保护具有重要的指导意义。
2. 正文2.1 森林凋落物的来源和种类森林凋落物是指树木、灌木、草本植物等生长在林地中的植物在其生命周期结束后落在地面上的各种有机物质,包括叶片、树枝、树干、果实、种子等。
土壤微生物群落结构影响因素及研究方法的现状与展望21土壤微生物群落结构影响因素及研究方法的现状与展望摘要:土壤微生物是土壤生态系统的重要组成部分,在土壤有机质分解、养分释放和能量释放中起着重要作用量转移等中起着重要作用。
随着人们对生物群落结构多样性重要性认识的不断深入及研究方法的不断改进,土壤微生物群落结构多样性,尤其是群落结构的研究工作逐渐受到生态学家的重视。
本文从土壤微生物群落结构多样性的影响因素以及研究方法等方面阐述了目前国内外土壤微生物群落结构多样性的研究现状,并对其未来研究方向进行了合理展望。
关键词:微生物群落结构土壤微生物群落土壤微生物主要指土壤中那些个体微小的生物体,主要包括细菌、放线菌、真菌,还有一些原生动物和藻类等。
土壤微生物是影响土壤生态过程的一个重要因素,土壤微生物在土壤形成、生态系统的生物地球化学循环、污染物质的降解和维持地下水质量等方面都具有重要作用。
由于土壤中微生物个体微小,数量多,土壤微生物分离和鉴定困难,土壤环境条件复杂等原因,目前为止大约仅1~10%的土壤微生物被分离和鉴定,这些限制了对土壤微生物在陆地生态系统中重要作用的认识。
虽然,对土壤微生物的认识有限,但这并没有影响它们在维护整个陆地生态系统稳定中的重要作用。
近年来,随着研究的日益深入,对土壤微生物群土壤微生物结构及其影响因素的研究、土壤微生物结构与生态功能的关系以及土壤微生物对土壤质量的维持,越来越受到土壤科学家、生态学家和微生物学家的重视。
[1]许多研究已经证实,通过传统的分离方法鉴定的微生物只占环境微生物总数的0.1%~10%,传统的土壤微生物研究方法如分离计数法、显微镜法往往会过低估价土壤微生物的群落结构组成,虽然使用电子显微镜或荧光抗体染色法可以对土壤微生物形态多样性进行观察,但是这两种方法并不能描述出土壤微生物的群落结构组成方面的信息,也无法描绘出不同群体的生理差异。
随着微生物研究技术的发展尤其是分子生物学技术的发展,土壤微生物学家开发出一系列的研究土壤微生物群落结构的方法。
山东林业科技 2021 年第 2 期 总 253 期 SHANDONG FORESTRY SCIENCE AND TECHNOLOGY 2021.No.2文章编号:1002-2724(2021 )02-0100-08土壤呼吸影响因素及测定方法的研究进展张 萌!-2'3,卢 杰!'2'3* ,任毅华®收稿 H 期:2021-02-28基金项目:科技部国家野外科学研究观测站(生态系统)运行补助项目(2015-2020)作者简介:张萌(1997-),女,在读硕士,主要从事森林生态学方TV 研究工作,E-mail : ******************通讯作者:卢杰(1973-),男,教授,主要从事森林生态学的研究与教学工作,E-mail : ***************(1.西藏农牧学院高原生态研究所,西藏林芝860000;2.西藏高原森林生态教育部重点实验室,西藏林芝860000;3.西藏林芝高山森林生态系统国家野外科学观测研究站,西藏林芝860000)摘要:在全球气候正在经历变暖的情况下,土壤呼吸作为碳输出的主要途径而受到广泛的关注,研究土壤呼吸不仅仅可O帮助人类面对全球气候变暖的问题,还会影响到人类未来的发展。
本文通过对土壤呼吸影响因素的相关文献的查阅、整理、归 纳,总结了影响土壤呼92因素,其中主要包括3个方T :第一是生物因素,主要包括植被、根系、凋落物与土壤微生物等方T ,但主要是植物和土壤微生物状4 ;第二是非生物因素,例如温度,土壤湿度O 及土壤的理化特性;第三是其他因素,主要包括施 肥、森林采伐、耕作方式和火烧等。
综述了目前国内外土壤呼9方法,并且探讨了每种测量方法2原理、技术、 、缺点O。
土壤呼9测量的 方法便是动态气室系统,并且在需要可O 与微气象方法结合使用。
关键词:土壤呼9;影响因素;生物因素;非生物因素; 方法中图分类号:Q142.3文献标识码:AResearch Progress on Influencing Factors and Determination Methods of Soil Respiration ZHANG Meng 1%2'3,LU Jie^UREN Yihua 1%2%3(1. Institute of Tibet Plateau Ecology, Tibet Agriculture & Animal Husbandry University, Nyingchi Tibet 860000; 2. Key Laboratory of Forest Ecology in Tibet Plateau(Tibet Agriculture & Animal Husbandry University), Ministry of Education, Nyingchi Tibet 860000 ; 3. Linzhi National Forest Ecosystem Observation & Research Station of Tibet, Nyingchi Tibet 860000)Abstract : As the global climate is experiencing warming, soil respiration, as the main way of carbon output, has attracted extensive attention. Studying soil respiration can not only help human beings to face the problem of global warming, but also affect the future development of human beings.In this paper, the factors affecting soil respiration were summarized by referring to, sorting out and summarizing the related literatures of soil respiration factors, which mainly included three aspects. The first is biological factors, mainly including vegetation, root system, litter and soil microorganisms, but mainly plants and soil microorganisms.Second, abiotic factors, such as temperature, soil moisture, and physical and chemical properties of the soil;The third is other factors, mainly including fertilization, deforestation, farming methods and burning.This paper summarizes the methods of soil respiration measurement at home and abroad, and discusses the principles, techniques, advantages, disadvantages and application scope of each method.The preferred method of soil respiration measurement is the dynamic chamber system and can be used in conjunction with the micrometeorological method when needed.Keywords : soil respiration; influencing factors; biological factors; abiotic factors; assay method土壤作为陆地上最大的碳库,通过土壤呼吸的过程进行碳输出叫由环境变化引起的土壤呼吸强 度的微弱改变都有可能对生态系统碳平衡产生显 著的影响。
森林对土壤的改良作用森林作为地球上最大的生态系统之一,对土壤的改良起着重要的作用。
森林内的植被、动物和微生物相互作用,形成了一个复杂的生态系统,这个生态系统对土壤的质量和结构有着显著的影响。
森林植被的覆盖可以防止土壤侵蚀。
森林植被的根系可以牢固地固定土壤颗粒,使其不易被风力或水力侵蚀。
此外,森林植被的树叶和枝条能够阻挡雨水的直接冲击,减少降雨对土壤的冲刷。
因此,森林能够防止土壤的流失,保持土壤的肥力和结构。
森林植物通过根系释放有机酸和其他化学物质,改善土壤的酸碱度。
森林植物的根系能够分泌有机酸,如柠檬酸和酒石酸等,这些有机酸可以中和土壤中过多的碱性物质,降低土壤的PH值。
此外,森林植物还可以通过释放氨基酸和有机物质等,改善土壤的结构,增强土壤的保水能力和通气性。
这些化学物质的释放不仅促进了土壤微生物的活动,还为土壤中的植物提供了养分和能量来源。
森林植物的枯落物和根系的分解物可以作为有机肥料,提供土壤养分。
森林的枯落物主要由树叶、枝条、树皮和树果等组成,这些枯落物富含有机质和养分。
当这些枯落物落到土壤表面时,它们开始分解,并逐渐释放出养分。
这些养分可以被土壤中的微生物和植物吸收利用,提高土壤的肥力。
除了植被的作用,森林中的动物也对土壤有着积极影响。
例如,地下啮齿类动物如鼠类和兔类等通过挖掘洞穴和隧道,促进土壤的通气和水分渗透。
它们的活动还能够增加土壤的肥力和透水性,有利于植物的生长。
此外,森林中的鸟类和昆虫等也可以通过吃掉或传播植物的种子,促进植物的繁殖和分布。
森林中的微生物也对土壤的改良起着重要作用。
土壤微生物包括细菌、真菌和原生动物等,它们是土壤生态系统中的重要组成部分。
这些微生物可以分解有机物质,释放出植物所需的养分。
同时,它们还能够抑制土壤中的病原微生物的生长,保护植物的健康。
此外,土壤微生物还能够与植物根系形成共生关系,通过与植物根系的相互作用,提高植物的抗逆性和养分吸收能力。
森林对土壤的改良作用主要体现在防止土壤侵蚀、改善土壤酸碱度、提供有机肥料和促进土壤微生物活动等方面。
森林植被生长对土壤碳储量的影响一、引言森林生态系统的生态功能对于维持地球生态系统的平衡具有重要意义。
森林植被生长对土壤碳储量的影响是一个关键性问题,对于生态系统的建设和保护都有重要的意义。
二、森林生态系统的概念森林生态系统是由林木、林下植被、动物、微生物等在一定范围内构成的生态系统。
森林植被生长过程中,会产生一系列的生化反应,其中包括碳元素的储存和释放。
三、森林植被生长对土壤碳储量的影响1.植物的固碳作用森林植物在生长过程中,通过光合作用固定大量的二氧化碳,将其转化为有机物质并储存于植物体内。
一部分固定的有机碳通过植物的死亡逐渐释放到土壤中,这部分有机碳成为了土壤中的有机质。
植物的固碳作用对于维持生态系统的平衡非常重要,同时也为土壤碳储量的增长提供了源头。
2.森林植被的增长对土壤微生物活动的影响随着森林植被的不断生长,土壤中的有机物质逐渐增加,土壤中微生物生长的环境也变得更加优越,因此微生物对森林植被的增长具有良好的响应。
这些微生物通过分解有机物质释放出二氧化碳,使得土壤中的碳储量减少,但同时也能够增加土壤的肥力,促进植物的生长。
3.森林植被寿命的影响森林植被的寿命对土壤碳储量的影响非常大。
不同类型的林木寿命长短不一,从而会对土壤碳储量产生不同的影响。
长寿命的森林植被能够长期积累碳元素,将碳元素储存于土壤中,从而增加土壤碳储量。
而短寿命的森林植被则不能长期积累碳元素并储存于土壤中,因此无法对土壤碳储量产生积极的影响。
四、森林植被生长对土壤碳储量的影响的保护与管理1.优化森林结构优化森林结构是维持森林生态系统平衡的重要手段。
通过合理规划和管理森林结构,能够促进森林植被的长期生长,积累碳元素,从而增加土壤碳储量。
2.加强土地保护森林生态系统中土地的保护对于森林植被生长和土壤碳储量的保护至关重要。
加强土地保护可以防止过度开垦和破坏森林生态系统,在一定程度上保护森林植被生长和土壤碳储量。
3.科学合理地利用资源科学合理地利用森林资源对于维持森林生态系统的平衡起到重要的作用。
《植树造林地的土壤有机碳分布特征及其影响因素研究》篇一一、引言随着全球气候变化和环境问题的日益严重,植树造林作为一项重要的生态修复措施,其对于改善土壤质量、减缓碳排放、维护生态平衡具有重大意义。
而土壤有机碳作为土壤质量的重要指标,其分布特征及影响因素的研究对于指导植树造林工作、提高土壤肥力和生态环境保护具有重要意义。
本文旨在探讨植树造林地的土壤有机碳分布特征及其影响因素,以期为相关研究提供参考。
二、研究区域与方法1. 研究区域本研究选取了我国具有代表性的几个植树造林区域,包括东北、华北、西南等地区,这些区域具有不同的气候条件和土壤类型,有利于全面了解植树造林地的土壤有机碳分布特征。
2. 研究方法本研究采用野外调查与室内分析相结合的方法。
首先,对各植树造林地进行实地调查,收集土壤样品。
然后,通过实验室分析测定土壤有机碳含量,结合地理信息系统(GIS)技术,分析土壤有机碳的分布特征。
同时,结合文献资料和实地调查,分析影响土壤有机碳分布的因素。
三、植树造林地的土壤有机碳分布特征1. 空间分布特征通过GIS技术分析,我们发现植树造林地的土壤有机碳含量在空间上呈现出一定的分布规律。
一般来说,靠近森林边缘和林下植被丰富的地区,土壤有机碳含量较高;而裸露地、草地等地区,土壤有机碳含量相对较低。
此外,不同气候条件和土壤类型也会影响土壤有机碳的分布。
2. 深度分布特征随着土层深度的增加,土壤有机碳含量呈现逐渐降低的趋势。
在0-20cm的表层土壤中,有机碳含量较高;而在深层土壤中,由于分解作用减弱,有机碳含量较低。
四、影响因素分析1. 植被类型与覆盖度植被是土壤有机碳的主要来源,植被类型与覆盖度直接影响着土壤有机碳的含量。
森林植被茂密、覆盖度高,能提供更多的有机质输入,从而提高土壤有机碳含量。
2. 气候条件气候条件是影响土壤有机碳含量的重要因素。
温度和降水是决定土壤微生物活动和有机质分解的关键因素。
一般来说,温暖湿润的气候有利于土壤微生物活动,从而提高土壤有机碳含量。
刺槐人工林林木-土壤-微生物互作关系及机制人工林生态系统约占全球森林总面积的7%(Global Forest resources Assessment2015),在陆地生态系统碳汇、多样性保护、气候变化及资源供给中扮演极其重要的角色。
在人工林生态系统中,“林木-土壤-微生物”之间的互作机制(Interaction mechanism)是理解人工林植被恢复过程及其机制,评估人工林生态系统稳定性与功能,预测生态系统演变方向的关键,对于生态脆弱区植被恢复与林业可持续经营具有重要的指导意义。
本研究以黄土高原南部地区刺槐人工林为研究对象,以揭示“林木-土壤-微生物”相互作机制为目标,在林分因子、林下植被群落、细根养分组成、土壤理化性质和土壤微生物群落的调查分析基础上,分析了刺槐人工林不同发育阶段“植被-土壤-微生物”和“根系-土壤-微生物”系统组分的演变轨迹、互作关系及潜在机制;在分析林冠条件和枯立木数量的基础上,探究了林分健康状态对刺槐人工林“植被-土壤-微生物”和“根系-土壤-微生物”系统组分的影响及潜在机制;在调查分析刺槐纯林和混交林植被、土壤和微生物特征基础上,探究了人工林造林模式对“林木-土壤-微生物”的影响及潜在机制。
主要研究结论如下:(1)不同发育阶段刺槐人工林林下植被群落、土壤养分及土壤微生物群落差异显著。
林下植被群落在幼龄林阶段呈现随机入侵现象且具有最高的多样性和丰度指数;随着林龄的增加,光照条件、土壤高氮环境和种间竞争共同作用于草本群落,在过熟林中葎草成为林下唯一优势草本。
土壤营养物质不断积累,但速效磷和铵态氮含量始终维持在较低水平。
土壤细菌组成、多样性及优势菌群差异显著,其菌群变化滞后于植物变化,在刺槐成熟林阶段才逐渐形成新的细菌群落。
刺槐人工林的建立迅速改变了土壤真菌群落,且群落结构和组成在发育前期(5和15年)和后期(25和35年)显著不同。
冗余分析结果表明,林分物种丰度和土壤磷元素是影响土壤微生物群落结构和组成的关键因素。
森林生态系统土壤微生物功能及其生态效应研究森林生态系统是地球上最重要的自然生态系统之一,它在环境保护、气候变化、资源利用等方面具有重要的作用。
森林生态系统的重要性在于它与其他生态系统相比,拥有更密集的生物多样性和更复杂的互动关系,这些生物与非生物成分之间紧密地联系在一起,正是这些互动关系使得森林生态系统成为了一个完整的生命体。
在森林生态系统中,土壤微生物对其生态系统健康和功能具有至关重要的作用。
森林生态系统土壤微生物功能及其生态效应的研究正在成为当前的热点话题,以下将就此进行详细探讨。
一、森林土壤微生物及其功能1.土壤微生物的多样性森林生态系统中的土壤微生物种类是非常丰富的。
不同类型的森林生态系统中,土壤微生物的数量和类型有所不同。
以南方常绿阔叶林为例,其中土壤微生物主要分为细菌和真菌两大类,此外还有放线菌等。
而在北方针叶林地中,则以细菌为主,其中包括硝化细菌、亚硝化细菌和盐杆菌等。
2.土壤微生物的功能森林生态系统中的土壤微生物不仅具有分解有机物的能力,还可以吸收矿物质养分,并促进植物的生长。
此外,土壤微生物还能够进行免疫调节、净化环境等一系列生态功能。
例如,土壤中的腐生菌可以将落叶、枯枝、枯叶等有机物分解为有机质和养分,这些养分可以被其他微生物吸收和利用,为生态系统中的植物提供养分。
同时,土壤中的一些生物(如植物生物量和根际微生物)可以使土壤含氧量增加,从而促进土壤微生物的活性和能力。
3.森林土壤微生物生态效应森林土壤微生物的生态效应主要体现在以下几个方面:(1)生态位调节作用如上所述,不同类型的森林生态系统中,土壤微生物的数量和类型有所不同。
这意味着在森林生态系统中,不同类型的土壤微生物会占据不同的生态位,从而形成一种相对平衡的微生物生态系统。
(2)催化生物循环森林土壤微生物可以促进碳、氮、磷等元素的循环,进而促进森林生态系统的营养循环。
同时,它们通过矿化有机物、吸收矿物质养分等过程,提高土壤肥力,为生态系统中的植物以及叶食动物等提供养分。
毛竹入侵对森林植物和土壤的影响研究进展童冉;周本智;姜丽娜;曹永慧;葛晓改;杨振亚【摘要】植物与土壤稳定性和动态变化反映了森林生态系统在复杂生境下的自我调控和适应能力.毛竹入侵森林生态系统造成的诸多影响已经成为新的研究热点.系统综述了毛竹入侵的机制,以及对植物生存能力、物种多样性、植被碳储量,土壤理化性质以及土壤微生物结构与功能影响的最新研究进展.针对目前研究存在的问题,提出了丰富毛竹入侵管控手段、着重不同类型毛竹—森林临界面演替长期监测、明确毛竹入侵阶段划分、加强毛竹入侵生态后效研究等研究展望.有助于理解森林与毛竹入侵之间的相互作用、森林对毛竹入侵的响应和适应对策,对了解毛竹入侵机制,预测植物和土壤在毛竹入侵后的变化特征具有一定的借鉴意义.【期刊名称】《生态学报》【年(卷),期】2019(039)011【总页数】8页(P3808-3815)【关键词】毛竹入侵;机制;植物;土壤;影响;问题与展望【作者】童冉;周本智;姜丽娜;曹永慧;葛晓改;杨振亚【作者单位】中国林业科学研究院亚热带林业研究所,杭州311400;钱江源森林生态系统国家定位观测研究站,杭州311400;南京林业大学,南京210000;中国林业科学研究院亚热带林业研究所,杭州311400;钱江源森林生态系统国家定位观测研究站,杭州311400;中国林业科学研究院亚热带林业研究所,杭州311400;中国林业科学研究院亚热带林业研究所,杭州311400;钱江源森林生态系统国家定位观测研究站,杭州311400;中国林业科学研究院亚热带林业研究所,杭州311400;钱江源森林生态系统国家定位观测研究站,杭州311400;中国林业科学研究院亚热带林业研究所,杭州311400;钱江源森林生态系统国家定位观测研究站,杭州311400【正文语种】中文森林生态系统作为陆地生态系统的主体部分,正在经历着火灾[1]、极端气候事件[2]、植物入侵[3]等危害。
森林生态学和土壤生命学的研究方法和应用森林和土壤是生态系统中最重要的组成部分之一,因为它们直接关系到生命的存续和发展。
研究森林生态学和土壤生命学是非常有必要的,因为它们可以提供关于生态系统的重要信息和知识,并且可以为防止和减缓环境灾难做出贡献。
森林生态学的研究方法森林生态学的研究方法包括调查、统计和实验。
森林调查可以提供关于森林结构和功能的基本信息,例如树木种类、数量和分布,以及其他重要环境指标,例如水文条件、土壤类型和风速。
统计分析技术可以用于对森林的生态学变量进行建模和预测,例如光合作用、呼吸和生物量的变化。
实验可以用于检测因素对生态系统的影响,例如林业经营和气候变化。
例如,我们可以对同一种树木生长环境的不同状况进行实验,并分析各种因素之间的关系,包括土壤、光照、温度和湿度等。
这些方法可以协助我们更好地了解森林的生态环境和变化。
森林生态学的应用森林生态学的应用包括森林保护、林业经营和树木培育。
森林保护旨在保护森林结构和功能,以及其中的动植物物种。
林业经营旨在使用森林资源并保持其稳定生产和发展,同时兼顾环境的保护。
树木培育旨在推动森林植被的生长和发展,包括树木品种的选择、育种和种植技术。
土壤生命学的研究方法土壤生命学的研究方法包括野外调查、实验和分子生物学技术。
野外调查可以提供土壤特性和生境的基本信息,例如土壤类型、特定土壤生物物种和对应物种生态环境等。
实验可以用于模拟土壤中的生物过程和土壤生物之间的相互作用。
例如,我们可以进行菌种分离培养实验,探究某一细菌或另一小生物对土壤营养循环的动态和影响。
分子生物学技术可以用于研究土壤微生物群落结构和功能。
例如,我们可以对通过PCR方法分析或测序检测到的微生物DNA进行分析,以把握存在于微生物之间的相互作用和影响等。
土壤生命学的应用土壤生命学的应用包括土壤保护、土地修复、农业生产和环境保护。
土壤保护的目的在于预防土壤的负面影响和破坏。
土地修复旨在使受损的土地回复到原先的状态,例如污染土壤的净化。
土壤与植物间的养分循环定向调节方法研究进展摘要土壤与植物间的养分循环是植物生长的必经过程,而对养分循环进行调节可保证土壤提供养分的持续性和植物的高产。
首先对土壤和植物中的养分进行了分析,以此为基础概括了土壤与植物间的养分循环,最后提出了调节土壤与植物间养分循环的措施。
关键词土壤;养分循环;调节;植物营养中图分类号 s158.3 文献标识码 a 文章编号 1007-5739(2013)05-0228-02为了对土壤与植物间的养分循环定向调节方法进行研究,本文采用样区采样调查方法,在样区内部按照规定的标准采集土壤和植物样品进行试验[1-2]。
1 土壤和植物养分概述1.1 土壤相关概念概述1.1.1 土壤。
它是由多层厚度各不相同的矿物质共同构成的,它在大自然中占据主体地位;同时,也是能够为植物的生长提供必需肥力的疏松层。
具体来说,构成土壤的成分有矿物质、有机质、土壤微生物以及空气、水分等物质,它们之间相互联系,相互作用,是一个有自身构成要素、结构和功能的一个特殊系统,就是土壤生态系统。
土壤作为森林植被生存的载体,在我国的林业生产中,林业范围涉及到大部分地区,而且这些地区的土壤不仅单纯指森林生长的土壤,还有其他植被生长下的土壤。
因此,林业土壤与农业土壤是相对的,它是以林业部门经济范畴的性质为依据而确定的,所有包含于营林范围内的土壤,都称之为林业土壤。
1.1.2 土壤肥力。
土壤肥力指为了保证植物生长需求,土壤所拥有的提供和协调营养条件与环境条件的能力,是土壤所具有的各种基本性质的综合表现,是土壤与成土母质和其他自然体之间的差异性的本质特征,是为农业和自然生物生长提供养分的物质基础。
主要包括:一是土壤中存在的养分、水分和空气是土壤、生物、环境三者的共同作用下形成和发展的,它们一直处于不断的再循环利用中,而人为活动不仅能够决定土壤肥力的发展方向,还是促进土壤肥力发展的动力;二是土壤肥力一直处于提高、退化和重建三者之间所建立的动态平衡中,且具有较为明显的时间、空间特征,在自然与人为的相互作用下,土壤所处的动态平衡发生不稳定的变动;三是土壤肥力的退化与提高是一个较为普遍的过程,因此人类活动的目的就是为了能够对这2个过程的发展进行调节,使得它们能够向有助于提高土壤肥力的方向运动,其中如何使土壤生态系统中养分循环处于平衡状态是关键;四是在土壤养分循环的动态平衡中,形成了土壤肥力的保持与提高,除了土壤肥力处于退化过程以外,其他过程都需要土壤的物理性质改善的条件下,以不同植物的不同需求为根本,对土壤中存在的养分和水分进行调整,使其保持均衡,并要特别注意各种肥料的实施,而土壤肥力的再循环过程是整个过程的核心和关键。
森林植被与土壤微生物关系研究进展作者:张颖慧来源:《安徽农业科学》2014年第30期摘要在森林陆地生态系统中,植被和土壤微生物作为其主要成员,在维持林内养分平衡、保持生物多样性、促进能量循环等方面扮演着重要的角色。
同时,森林植被与土壤微生物之间存在着密切的互作关系。
因此,研究二者的关系能够为森林的保护和评价森林生态系统健康状况提供依据。
从森林植被多样性特征、土壤微生物多样性特征、植被与土壤微生物之间的相互关系等角度进行了综述,在总结前人研究结果的基础之上对未来的研究目标进行了展望。
关键词森林植被;土壤微生物;植被多样性;微生物多样性中图分类号S181.3文献标识码A文章编号0517-6611(2014)30-10683-02作者简介张颖慧(1993- ),女,辽宁朝阳人,本科生,专业:物理学。
森林是陆地生态系统的重要组成部分,具有促进物质循环、净化空气、涵养水源、保持水土等诸多功能。
在森林陆地生态系统中,地上部分植被和地下部分土壤微生物的共同作用是促成其具有极高生产力和丰富物种多样性的基础[1-2]。
森林植被作为生产者,通过光合作用和呼吸作用调节着林内的碳循环,通过同化和异化作用维持着林内能量流动和养分分配。
土壤微生物作为分解者,通过分解植被凋落物的生物学过程增加了土壤有机质含量,通过与植被根系的互作共生为植被的生长发育提供条件。
由此可见,森林植被与土壤微生物之间存在极为密切的关系[3]。
一方面,植物通过根系分泌物和凋落物源源不断地向土壤输送各种碳源供土壤微生物分解和利用;另一方面,土壤微生物则通过自身的分解和代谢作用增加了土壤养分含量、提高了土壤酶的活性,进而为植被提供了丰富的营养成分[4]。
因此,探明二者之间的关系不但有利于揭示森林生态系统长久稳定、生产力水平较高的原因,还能够为森林的保护和物种多样性的维护提供理论依据。
笔者针对森林植被与土壤微生物之间互作关系的问题,对前人研究的成果进行综述,意在借鉴以往研究经验、方法的同时对未来的研究方向进行展望。
1森林植被多样性研究进展森林植被多样性特征一般用物种丰富度指数、物种多样性指数、群落均匀度指数来表示。
其中,物种丰富度指数代表植被物种的总数,该指数越大说明植被种类越丰富;物种多样性指数不但可以反映植被群落中某一个体出现频率的高低,还能反映物种个体间的差异,是评价个体密度、群落类型、生境等的重要指标;群落均匀度则代表整个植被群落中某一物种个体数量在整个群落中分配的均匀程度[5]。
这些多样性指数能够表明森林植被群落的结构特征,是目前群落生态学研究的热点内容。
森林又分为原始森林和人工林,近年来的研究一致认为原始红松林的植被多样性与人工林相比较高,植被的群落结构也相对稳定。
而人工林由于树种相对单一,因此植被多样性水平相对较低[6]。
国内学者在对小兴安岭原始红松林进行研究后发现,原始红松林的草本植被具有极高的多样性指数,群落结构相对均匀,而与其毗邻的兴安落叶松林和白桦林的草本植被种类较少,多样性指数较低。
然而,在原始森林破坏日益严重的今天,人工林的营造又具有着极其重要的价值。
国外学者对人工林植被多样性进行调查和研究后发现,人工林可以加速森林植被的恢复速度,增加植物种源。
也有研究认为,森林植被多样性是促成其生态系统持久平衡的基础,一旦植被破坏严重将会导致森林的大面积退化和水土流失的加剧。
森林的植被多样性不但与林内植被物种的数量、种类和出现频率的高低有关,还与植被的地域性分布、垂直分布、林分类型密切相关。
在高纬度地区,森林植被物种的种类要明显少于低纬度地区,林内植被多样性指数相对偏低,这与温度条件、季相变化关系最为密切。
同时,幼龄林和中龄林的植被多样性程度高于退化林和次生林,这主要是受到了林内乔木的群落结构和郁闭度的影响[7]。
2森林土壤微生物多样性研究进展2.1土壤微生物的作用森林土壤微生物是目前研究的热点问题,近年来已经取得了一定的成绩。
研究认为,土壤微生物是土壤养分循环的主导力量。
通过提高土壤酶活性和种类、改良土壤理化条件、分解和制造土壤有机质等生命活动,为森林植被的生长发育提供营养。
研究认为,森林土壤微生物最重要的作用就是促进林内的能量流动。
植被通过自身的新陈代谢向土壤输送不同的凋落物成分,由于凋落物成分的不同,进而出现了分解和利用各种凋落物成分的土壤微生物类群。
土壤微生物通过分解和利用植被的凋落物,并将其分解成为土壤养分重新供给植物利用,形成了植被-土壤-土壤微生物之间的互作关系[8]。
土壤微生物还通过自身的生命活动将酶释放于土壤,增加了土壤的酶活性,进而促成了土壤养分和能量流动的生物学过程。
某些固氮类的微生物类群与植被存在着共生的关系,可以将周围环境中处于游离状态的氮素进行固定,为植被的氮素来源提供了保障。
因此,土壤微生物在森林中作为分解者,不但可以分解动植物的残体还能改良和改善土壤的健康状况和养分供应,提高了森林的生产力水平[9]。
2.2土壤微生物多样性研究方法目前关于土壤微生物的研究方法主要有DGGE技术、BIOLOGECO微平板技术、磷酸脂肪酸法(PLFA)、传统培养法等。
DGGE技术又名变性梯度凝胶电泳,于1993年首次用于土壤微生物群落结构的研究。
该技术不依赖微生物的培养过程,以图谱的形式表现群落结构特征,通过提取环境中的总DNA进而涵盖了整个微生物类群的总遗传信息,能准确反映微生物群落组成特点。
BIOLOGECO微平板技术则以微生物能够分解和利用的碳源种类的不同为出发点来评价群落结构组成的差异,平板内共有31种碳源,包括氨基酸类、碳水类、羧酸类、胺类、芳香类和多聚类共计6大类。
其特点在于能够反映土壤中及富营养生长的微生物类群,并快速地获得大量的土壤微生物群落结构和功能多样性等信息。
而生长缓慢、培养条件苛刻的微生物类群则不适用于该方法。
磷酸脂肪酸法(PLFA)的特点是不需要把微生物从样品中分离出来从而避免了不同种类的微生物种群在培养过程中产生的选择性生长现象。
该方法创立于1959年,标记物有脂肪壁、酯类多糖类A脂肪酸、磷脂酸和鞘脂类化合物等。
该方法的原理是,微生物活细胞中细胞膜上含有磷酸脂肪酸,可以随着细胞的死亡而迅速分解。
所以,微生物的种群结构可以由磷酸脂肪酸图谱来反映,从而实现对微生物群落结构进行检测的目标。
传统培养法仅能对微生物全部类群中可培养类群进行分析,由于可培养类群的比例仅占全部微生物类群总数的1%~2%,因此该方法具有相当大的局限性[10-11]。
因此,该方法只能应用于那些对温度、pH、养分条件等具有特殊要求的微生物类群。
目前,土壤微生物的研究方法已经从传统的鉴定和分离向分子生物学手段发展,在未来的研究中应结合各个方法的优点来进行研究。
3森林植被多样性与土壤微生物多样性的关系3.1植被多样性对土壤的影响关于植被对土壤的影响的研究目前主要集中在植被群落结构与土壤环境耦合关系、植被凋落物和根系活动对土壤理化条件影响等方面。
国内学者的研究结果表明,植被的根系活动与土壤条件存在密切的相关性关系,并且随着土层的加深土壤营养含量不断下降,导致这一现象的原因是植被根系生物量的降低和活性的降低。
在森林土壤中,表层土壤受到植被的影响较为显著。
研究表明,森林表层土壤的腐殖质含量最高,主要来源于植被的凋落物和草本植被的更替。
尤其是在植被群落多样性程度较高的森林中,林下表层土壤较为肥沃,而在植被群落多样性较低的条件下,表层土壤养分相对贫瘠[12]。
植被对土壤的影响还主要表现在涵养土壤水分,保持土壤结构,改良土壤性状等方面。
在森林植被丰富、覆盖率高的地区,林下土壤具有极高的保水能力,土壤团粒结构相对稳定。
而在土壤盐碱化程度高,土壤瘠薄的地区,通过植被恢复的手段可达到改善土壤条件状况的目的。
研究表明,在重金属污染土壤中,通过搭配栽植不同种类的乔木、灌木可以起到植被联合修复土壤的作用,土壤条件改善效果比较显著。
可见,植被对土壤的影响不仅表现为对林下土壤条件的改良,也表现为对盐碱地、荒漠地区的改良和修复作用[13]。
3.2土壤微生物对凋落物的分解作用土壤微生物是土壤中不可或缺的生物因子,在分解动植物残体、将凋落物转化为养分等生物学过程中起着不可替代的作用。
在森林地下部分生态系统中,土壤有机质主要来源于土壤微生物对不同类型植被凋落物的分解和利用,并一直保持着分解-腐殖化-缓慢矿化的状态。
并且土壤微生物对凋落物的分解过程会受到温度、水分、凋落物类型、土壤条件等诸多环境与生物因素的影响。
在周围环境较佳的条件下,土壤微生物对凋落物分解速率会加快,反之则受到抑制。
土壤微生物不仅具有分解凋落物的功能,还能够将分解后所产出的营养成分在土壤中进行循环和周转,进而重新被植物所利用。
国外的研究还认为,森林土壤养分的主要来源为土壤微生物的分解作用,并且在长时期的循环和利用过程中促成了森林土壤生产力高、土壤养分含量丰富的特点。
3.3土壤微生物对植被的促进作用土壤微生物对植被根系的生命活动具有极大的促进作用。
一方面,土壤微生物可为根系的养分吸收提供能量来源和物质来源;另一方面,有些土壤微生物类群还能与植被形成共生的局面,促进植被从土壤中获取营养。
例如,菌根是土壤微生物中真菌类群与植物根系的共生体,与植被根系之间形成相互有利、互为条件的生理整体。
菌根不仅可以提高根系对微量元素的吸收能力,还扩大了植被根系活动范围。
菌根可从植物中摄取有机质来作为自身生命活动的养分,又能从土壤中获得各种矿质元素供给植物吸收和利用,从而促进了植被的各种生命活动。
土壤微生物对植被的促进作用还体现在对土壤酶活性的提高。
研究表明,土壤各种酶的存在大都来源于土壤微生物的分解和释放,极高的土壤酶活性是促成森林土壤具有良好理化性质的先决条件。
而土壤作为植被赖以生存的必要环境,能够显著影响植被的生命活动和健康状况。
因此,土壤微生物可通过提高土壤酶活性,改善土壤养分循环条件,推进土壤物质和能量流动等方面来促进植被的生长[14]。
因此,目前关于土壤微生物对植被的促进作用的研究成果主要包括土壤微生物对植被的直接促进作用以及土壤微生物通过改良土壤条件而对植被产生的间接促进作用。
4讨论。