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明显陵墓区古建筑外墙生物结皮特征及影响因素
1
作者 曾昱扬 陈超琪 +3 位作者 肖玲 李研 廖克俊 陈兰洲 《安全与环境工程》 北大核心 2025年第2期347-355,共9页
古建筑外墙表面生长的生物结皮可能导致墙面表层材料的生物退化,进而破坏其结构,但目前这方面的研究较少。选取明显陵建筑外墙表面的生物结皮,研究其微生物群落和理化性质变化对周围环境因素的响应。结果表明:生物退化墙面材料具有内部... 古建筑外墙表面生长的生物结皮可能导致墙面表层材料的生物退化,进而破坏其结构,但目前这方面的研究较少。选取明显陵建筑外墙表面的生物结皮,研究其微生物群落和理化性质变化对周围环境因素的响应。结果表明:生物退化墙面材料具有内部多孔性和渗透性,积累了一定含量的石膏和一水草酸钙等建筑材料的典型退化产物;墙体材料嵌着生长含蓝藻、苔藓、细菌和真菌的生物结皮;建筑外墙表面的生物结皮的生长,改变了外墙表面材料的结构,促进了建筑表面的生物退化。该研究可为明显陵墓区古建筑的保护提供参考。 展开更多
关键词 古建筑 生物结皮 生物退化 环境因子 显陵墓区
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库布齐沙漠生物结皮蓝藻和绿藻物种多样性及分子生物学鉴定
2
作者 刘悦 徐杰 +4 位作者 杜玲 何玉萍 刘雪锋 尹强 孟元发 《生态环境学报》 北大核心 2025年第3期421-431,共11页
人工培育生物结皮技术是荒漠化防治的一项新技术,优良藻种选育为构建人工生物结皮的关键。采集库布齐沙漠生物结皮蓝藻门、绿藻门的物种进行形态鉴定,采用计数法统计不同植被、不同季节生物结皮蓝藻和绿藻物种的丰富度及优势藻组成,运... 人工培育生物结皮技术是荒漠化防治的一项新技术,优良藻种选育为构建人工生物结皮的关键。采集库布齐沙漠生物结皮蓝藻门、绿藻门的物种进行形态鉴定,采用计数法统计不同植被、不同季节生物结皮蓝藻和绿藻物种的丰富度及优势藻组成,运用分子生物学方法验证20个纯化藻株的系统发育位置,为库布齐沙漠人工构建生物结皮优良藻种的筛选提供理论基础。结果显示,1)库布齐沙漠生物结皮共有蓝、绿藻14科27属78种,其中蓝藻5科10属40种,绿藻9科17属38种,不同植被和季节生物结皮藻类物种丰富度存在显著差异。人工修复植被藻类物种丰富度显著高于自然发育植被,围封植被藻类物种丰富度显著低于未围封植被,冬季藻类物种丰富度显著低于春、夏、秋季。2)库布齐沙漠生物结皮优势藻在属水平上基本相似,蓝藻主要为鞘丝藻属(Lyngbya)、颤藻属(Oscillatoria)、微鞘藻属(Microcolus)等,绿藻为小球藻属(Chlorella)、衣藻属(Chlamydomonas)、栅藻属(Scenedesmus)等。其中,蓝藻栖藓鞘丝藻(Lyngbya mucicola)、柔细颤藻(Oscillatoria subtilissima)、具鞘微鞘藻(Microcolus vaginatus)、微鞘藻(Microcolus sp.)和绿藻小球藻(Chlorella vulgaris)、马拉蒙衣藻(Chlamydomonas maramuresensis)、爪哇栅藻(Scenedesmus javaensis)和扁盘栅藻(Scenedesmus platydiscus)为库布齐沙漠优势藻。3)对20个纯化藻株进行了形态特征描述和核糖体内部转录间隔区(ITS)测序,并基于检测数据构建了2株蓝藻和18株绿藻系统发育树,验证了其系统发育的位置。 展开更多
关键词 库布齐沙漠 生物结皮 优势藻 形态 核糖体内部转录间隔区(ITS)
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苔藓结皮对高寒草甸土壤养分及微生物群落结构的影响
3
作者 寇伟良 杨文权 +6 位作者 李霄 刘家庆 蒋冰青 路昌涛 李佳静 李希来 寇建村 《草地学报》 北大核心 2025年第1期87-97,共11页
苔藓是高寒草甸中重要的植物群落组成部分。为探究苔藓结皮对高寒草甸土壤特性的影响,以高寒草甸不同坡度(平地、缓坡、陡坡)苔藓结皮土壤为研究对象,以没有苔藓结皮的土壤为对照,研究苔藓结皮对高寒草甸土壤养分和微生物群落结构的影... 苔藓是高寒草甸中重要的植物群落组成部分。为探究苔藓结皮对高寒草甸土壤特性的影响,以高寒草甸不同坡度(平地、缓坡、陡坡)苔藓结皮土壤为研究对象,以没有苔藓结皮的土壤为对照,研究苔藓结皮对高寒草甸土壤养分和微生物群落结构的影响。结果表明:苔藓结皮覆盖显著(P<0.05)提高了高寒草甸土壤中有机质(20.4%~100.7%)、硝态氮(64.9%~161.5%)、铵态氮(93.8%~236.1%)、速效钾(24.3%~50.7%)和全氮(47.0%~67.0%)等养分含量;提高了土壤中酸杆菌门(Acidobacteria)和绿弯菌门(Chloroflexi)的相对丰度,增加了土壤细菌群落的丰富度和多样性,降低了土壤中鞭毛菌门(Mortierellomycota)和坡地子囊菌门(Ascomycota)的相对丰度,降低了土壤真菌群落的丰富度和多样性;苔藓结皮覆盖后的高寒草甸土壤养分和微生物群落也受到坡度的影响,细菌多样性在平地中最高,缓坡地中多数土壤养分含量较高且真菌多样性也为最高。因此,苔藓结皮可以改善高寒草甸的土壤肥力和土壤微生物群落结构,在高寒草甸生态系统维持和演替中具有重要作用,这种作用和坡度有关。 展开更多
关键词 高寒草甸 苔藓结皮 土壤养分 微生物 群落结构
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“苔—藻—SJP”对沙化土地生物结皮恢复的影响
4
作者 秦欣科 李琪 +6 位作者 李宇航 张慧媛 何昌龙 黄欣瑞 张威振 雷泞菲 裴向军 《中国农学通报》 2025年第11期64-73,共10页
近年来,土地沙漠化已然成为全球最重要且亟待解决的生态环境问题之一。生物结皮能够形成具有一定覆盖面、覆盖厚度和发育较好的保护层,这对沙化土地的生态恢复有益。然而,“生物—化学”联合结皮对沙化土地的影响尚不明确。本研究选取... 近年来,土地沙漠化已然成为全球最重要且亟待解决的生态环境问题之一。生物结皮能够形成具有一定覆盖面、覆盖厚度和发育较好的保护层,这对沙化土地的生态恢复有益。然而,“生物—化学”联合结皮对沙化土地的影响尚不明确。本研究选取了新疆和田地区沙土,添加SJP有机材料,并搭配不同种类与浓度的苔藓(朵朵藓、星星藓、翡翠藓)以及藻类(固氮鱼腥藻、小颤藻、土生绿球藻)构建沙土结皮层,结合土壤养分含量、酶活性和微生物群落结构特征选取最优配置方案。结果表明,在不同种类和浓度处理下,土壤有机碳、速效钾、有效磷、全氮、全磷及pH含量随着处理时间的增加而持续升高;相较于空白对照组,土壤酶活性总体上有所提高;各结皮层土壤对土壤微生物多样性的改变具有显著作用,其中变形菌门、蓝藻门和厚壁菌门为优势物种。微生物α与β多样性的研究结果显示,各处理组对土壤菌群的多样性有显著的影响,其标志物种的菌群在本属的等级上存在差异。基于主成分分析得到了最优沙土结皮方案为30 g/m^(2)朵朵藓+10 g/m^(2)固氮鱼腥藻。本研究为沙漠化土地的生态修复提供一定技术支撑。 展开更多
关键词 SJP改性有机材料 生物结皮 土壤养分 土壤酶活 土壤微生物
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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 被引量：3
5
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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古尔班通古特沙漠不同区域藻类结皮微生物结构和潜在功能
6
作者 张清杭 吕杰 +3 位作者 马媛 李二阳 沈畅 陈静 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第14期6317-6330,共14页
藻类结皮形成和发育,能够提高土壤稳定性并增加土壤有机质含量,为微生物生长、繁殖和草本植物拓殖创造条件。因此,藻类结皮潜在功能对后续生物结皮及生态系统演替具有重要意义。然而,古尔班通古特沙漠藻类结皮营养循环相关微生物及潜在... 藻类结皮形成和发育,能够提高土壤稳定性并增加土壤有机质含量,为微生物生长、繁殖和草本植物拓殖创造条件。因此,藻类结皮潜在功能对后续生物结皮及生态系统演替具有重要意义。然而,古尔班通古特沙漠藻类结皮营养循环相关微生物及潜在功能机制尚不清楚。以古尔班通古特沙漠不同区域藻类结皮为研究对象,采用宏基因组测序技术,研究藻类结皮微生物群落及碳氮循环功能基因特征。研究结果表明蓝藻菌门、变形菌门、放线菌门是藻类结皮中主要微生物类群,在沙漠固碳和氮循环中起到重要作用。微生物α多样性结果显示仅物种丰富度指数在三个区域内存在显著差异。β多样性结果显示藻类结皮未因沙漠局部气候及理化因子差异产生微生物群落分化。而微生物群落功能基因对环境变化响应要比微生物群落更为敏感,沙漠东部和西部藻类结皮功能基因产生显著分化。三个区域微生物功能基因中还原型三羧酸循环是自养生物固碳主要途径,而卡尔文循环是光合生物固碳的主要途径,其中rpiA和rbcS基因更易受到降水影响。鞘脂单胞菌属、念珠藻属和伪枝藻属在参与固碳过程中表现出的差异,可能是导致固碳功能基因产生分化的原因之一。氮循环主要途径以硝酸盐还原为主,大部分氮素通过硝酸盐同化作用被土壤微生物转化为铵盐,少量氮素被反硝化为一氧化二氮和一氧化氮流失。沙漠藻类结皮固氮作用较弱,仅有念珠藻属和伪枝藻属参与,且存在nifH、nifD、nifK三个功能基因。这些固氮功能基因更易受到土壤中硝态氮含量的影响。硝化过程仅注释到氨单加氧酶或甲烷单加氧酶编码pmoABC-amoABC基因,而hao和nxrA、nxrB基因均未注释获得。 展开更多
关键词 古尔班通古特沙漠 藻类结皮 微生物群落 碳氮循环 功能基因
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土壤质地影响生物结皮对土壤属性的作用程度
7
作者 张文芳 高丽倩 +2 位作者 欧阳文峰 孙会 赵允格 《中国土壤与肥料》 CAS CSCD 北大核心 2024年第8期11-20,共10页
生物结皮广泛分布于干旱与半干旱区,对表层土壤属性具有显著影响。然而,不同类型或发育程度的生物结皮对不同土壤质地条件下土壤属性的影响是否相同,以及生物结皮与土壤质地是否存在交互作用等问题仍不清楚。以黄土高原粉壤土、砂壤土... 生物结皮广泛分布于干旱与半干旱区,对表层土壤属性具有显著影响。然而,不同类型或发育程度的生物结皮对不同土壤质地条件下土壤属性的影响是否相同,以及生物结皮与土壤质地是否存在交互作用等问题仍不清楚。以黄土高原粉壤土、砂壤土和砂土上发育的不同类型生物结皮(藻结皮、混合结皮和藓结皮)为研究对象,比较不同土壤质地条件下各类型生物结皮对土壤属性的影响差异。结果表明:(1)粉壤土和砂壤土上生物结皮对土壤颗粒组成无明显影响,而砂土生物结皮显著提高了黏粒、细粉粒及粗粉粒的含量。其中,生物结皮对砂土粗粉粒含量的作用最大;不同类型的生物结皮中,混合结皮对砂土颗粒组成的总体影响最大,藓结皮影响深度最深,为生物结皮层下5 cm。(2)不同土壤质地的生物结皮均能降低土壤容重,其中砂土藓结皮降低土壤容重程度最大,降低了17%。(3)3种土壤质地的生物结皮均能不同程度提高土壤有机质及全氮含量,其中砂土生物结皮影响程度最大,且藓结皮影响程度最显著,其有机质含量和全氮含量分别是对照的17.6和13.5倍,影响深度为生物结皮层下10 cm。(4)土壤质地和生物结皮类型对土壤容重、土壤有机质及全氮存在显著交互效应,且单一作用均大于二者交互作用。(5)砂土生物结皮对土壤属性影响最大,且藓结皮影响程度更显著。综上所述,黄土高原砂土生物结皮对土壤属性的影响程度最大,且藓结皮对土壤属性具有更明显的改善效果。研究结果可为深化生物结皮生态功能及生态系统可持续管理提供理论依据。 展开更多
关键词 生物结皮 土壤质地 土壤理化属性 黄土高原
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人工培育生物结皮形成和发育对单次降雨量变化的响应 被引量：2
8
作者 赵燕翘 连煜超 +2 位作者 许文文 韩高玲 赵洋 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期723-732,共10页
人工生物土壤结皮(BSCs)是目前沙化土地治理的新方法和新模式,播撒天然BSCs碎片是培养人工BSCs的有效方法之一。降雨显著影响人工BSCs的拓殖和发育,已有的研究多集中于探讨降雨总量和频次对单一类别的人工BSCs的影响。而单次降雨量如何... 人工生物土壤结皮(BSCs)是目前沙化土地治理的新方法和新模式,播撒天然BSCs碎片是培养人工BSCs的有效方法之一。降雨显著影响人工BSCs的拓殖和发育,已有的研究多集中于探讨降雨总量和频次对单一类别的人工BSCs的影响。而单次降雨量如何影响不同类别的人工BSCs生长发育,仍鲜见报道。以腾格里沙漠东南缘的天然藓类(N-M)、天然蓝藻-地衣(N-CL)、天然蓝藻(N-C)和人工蓝藻(A-C)结皮碎片作为培养人工BSCs的材料,探讨了1 mm、2 mm和5 mm的单次降雨量与不同类别BSCs碎片对人工BSCs的影响。结果表明,在3种单次降雨量处理下使用3种天然BSCs碎片和A-C结皮碎片均可成功培养人工BSCs,2 mm单次降雨量处理下人工BSCs的发育效果最好,而N-C和A-C较其他类别在培养早期具有较高的盖度(32.5%)和叶绿素a含量(11.39μg/cm2)。回归分析发现,人工BSCs的盖度与单次降雨量呈二项式相关;N-M和N-CL的厚度与单次降雨量呈二项式相关,N-C和A-C与单次降雨量呈对数相关;N-C的叶绿素a含量和单次降雨量呈线性正相关;N-M的松散结合胞外多糖含量和单次降雨量呈线性负相关;N-M和A-C的紧密结合胞外多糖含量和单次降雨量分别呈线性负相关和指数相关(P<0.05)。研究证明了单次降雨量和BSCs类别显著影响人工BSCs的拓殖和发育。同时发现A-C较N-C发育更稳定。因此,建议在使用人工BSCs进行大规模生态恢复时,应选择适宜的BSCs类别并优先选择人工BSCs碎片作为培养材料。 展开更多
关键词 沙漠化 人工生物土壤结皮 单次降雨量 蓝藻结皮 生态恢复
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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 被引量：2
9
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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黄土高原生物结皮覆盖对土壤线虫垂直分布格局的影响
10
作者 张颖 肖波 +1 位作者 王彦峰 曹尤淞 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第19期8447-8458,共12页
线虫在土壤食物网中占多个营养级,是土壤生态过程的重要指示生物,对维持生态系统结构与功能具有重要作用。生物结皮作为“荒漠工程师”对干旱生态系统的生物多样性具有积极影响,但其对土壤线虫群落的影响与机制尚不明确。分别采集藓结... 线虫在土壤食物网中占多个营养级,是土壤生态过程的重要指示生物,对维持生态系统结构与功能具有重要作用。生物结皮作为“荒漠工程师”对干旱生态系统的生物多样性具有积极影响,但其对土壤线虫群落的影响与机制尚不明确。分别采集藓结皮和藻结皮覆盖下不同深度(0—14 cm,每2 cm一层)的土壤以及无结皮土壤,采用Baermann湿漏斗法提取土壤线虫并鉴定计数,对比分析了生物结皮类型和土层深度对土壤线虫属的丰富度、丰度和多样性的影响及其途径。结果表明:(1)无结皮土壤中线虫以头叶属(Cephalobus)、细齿属(Leptonchus)和微矛属(Microdorylaimus)为优势属,而生物结皮覆盖土壤中线虫以无咽属(Alaimus)、细齿属(Leptonchus)、鹿角纯属(Cervidellus)和微矛属(Microdorylaimus)为优势属;(2)与无结皮相比,藻结皮使土壤线虫的属的丰富度、丰度和Shannon指数分别提高了35.2%、89.2%和4.5%,而藓结皮分别提高了44.4%、83.0%和24.8%;(3)两类生物结皮覆盖土壤剖面中线虫丰度均呈单峰分布,其中6—8 cm土层丰度最高,是深土层的3.2—11.7倍;而Shannon指数随土壤深度的增加而增加,表土层是深土层的1.5—1.7倍;(4)土壤温度、速效磷和有机质含量是影响线虫属的丰富度的主要因素,有机质、NH+4-N和NO-3-N含量是影响线虫丰度的主要因素,而土壤温度、含水量和速效磷含量是影响线虫多样性的主要因素。生物结皮可通过提升土壤含水率和养分含量、降低土壤温度等途径显著提升土壤线虫的丰度和多样性,并通过影响土壤理化性质的垂直分布继而间接调控土壤线虫群落的垂直分布格局,这对于理解生物结皮维持和提升干旱生态系统的生物多样性与生态系统多功能性具有重要帮助。 展开更多
关键词 藓结皮 藻结皮 土壤动物 生物多样性 生态系统多功能性 干旱生态系统
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三峡库区经果林地生物结皮发育对土壤饱和导水率的影响
11
作者 杨澜 陈晓燕 +2 位作者 朱平宗 冯滔 王定斌 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2024年第5期244-251,共8页
[目的]为了探究三峡库区生物结皮发育对土壤饱和导水率的影响及其驱动机制。[方法]在经果林下选取5个盖度梯度(0~20%,20%~40%,40%~60%,60%~80%,80%~100%)的苔藓结皮样地,以林下无生物结皮覆盖样地为对照,通过野外采样和室内分析测定不... [目的]为了探究三峡库区生物结皮发育对土壤饱和导水率的影响及其驱动机制。[方法]在经果林下选取5个盖度梯度(0~20%,20%~40%,40%~60%,60%~80%,80%~100%)的苔藓结皮样地,以林下无生物结皮覆盖样地为对照,通过野外采样和室内分析测定不同盖度梯度生物结皮的土壤饱和导水率和基本土壤理化性质,利用非线性回归、偏最小二乘回归和结构方程模型等方法明确经果林地土壤饱和导水率随生物结皮盖度的变化规律及其主控因素。[结果](1)经果林下生物结皮的发育显著增加土壤饱和导水率,与对照相比,0~20%,20%~40%,40%~60%,60%~80%,80%~100%生物结皮盖度梯度的土壤饱和导水率分别增加36.98%,338.09%,407.17%,900.66%,713.11%。(2)随着生物结皮盖度增加,土壤饱和导水率呈近似对数函数趋势增加,当生物结皮盖度>60%时,土壤饱和导水率趋于稳定。(3)土壤饱和导水率与生物结皮特性及其驱动的土壤理化性质变化显著相关,生物结皮厚度、土壤容重、总孔隙度、饱和含水率和水稳性团聚体含量是导致不同生物结皮盖度土壤饱和导水率存在差异的主控因素。(4)结构方程模型结果表明,生物结皮的发育主要通过间接改良土壤结构(间接通径系数1.655>直接路径系数0.887)来增加土壤饱和导水率。[结论]研究结果为三峡库区经果林地生物结皮发育对水文和侵蚀过程的认识提供理论基础,也为经果林地水土流失的防控提供实践指导。 展开更多
关键词 生物结皮 饱和导水率 三峡库区 经果林
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半干旱区丛枝菌根真菌复垦地生物结皮胞外酶活性及化学计量特征
12
作者 毕银丽 李璞宁 郭芸 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期3593-3604,共12页
丛枝菌根真菌(Arbuscular Mycorrhizal Fungi,AMF)对煤矿区生态恢复有长期促生效应,能直接影响生物结皮的生长发育,生态修复效应目前很少涉及生物结皮影响养分循环和胞外酶活性方面的报道。以大柳塔采煤沉陷微生物复垦示范基地修复11 a... 丛枝菌根真菌(Arbuscular Mycorrhizal Fungi,AMF)对煤矿区生态恢复有长期促生效应,能直接影响生物结皮的生长发育,生态修复效应目前很少涉及生物结皮影响养分循环和胞外酶活性方面的报道。以大柳塔采煤沉陷微生物复垦示范基地修复11 a的对照(CK)区和AMF区为研究区域,选择2个区域里4种不同类型生物结皮:藻结皮、混生藻结皮(藻盖度>50%)、混生藓结皮(藓盖度>50%)、藓结皮为研究对象,分析不同类型生物结皮盖度、厚度,土壤、枯落物和林下植被的总有机碳(TOC质量分数)、全氮(TN)、全磷(TP)及β–1,4–葡萄糖苷酶(BG)、β–1,4–乙酰基氨基葡萄糖苷酶(NAG)、亮氨酸氨基肽酶(LAP)和碱性磷酸酶(AP)活性,研究土壤养分及环境因子对生物结皮胞外酶及养分限制的影响。CK区藻结皮盖度比藓结皮高31.3%,而AMF区表现出藓结皮盖度比藻结皮高27%,AMF区和CK区生物结皮的厚度均呈现藻结皮<混生藻结皮<混生藓结皮<藓结皮的趋势,且AMF区生物结皮厚度大于CK区,表明菌根复垦促进了西部采煤沉陷区生物结皮的发育。生物结皮层土壤有机碳(SOC)、TN、TP及胞外酶BG、NAG+LAP、AP活性较裸土均显著增加,藓结皮显著大于藻结皮,表明生物结皮演替加速表层土壤养分恢复及循环。AMF区藻结皮、混生藻结皮、混生藓结皮3种类型结皮SOC和TN质量分数及胞外酶BG、NAG+LAP、AP活性均显著高于CK区。结皮土壤微生物群落受到P限制。生物结皮土壤从藻结皮发育至藓结皮呈现出C/P、N/P逐渐增加趋势,但ABG/(A_(NAG)+A_(LAP))和A_(BG)/A_(AP)随结皮从藻结皮至藓结皮的发育降低(A为胞外酶活性)。RDA分析显示,生物结皮SOC、TN、TP质量分数与BG、NAG+LAP及AP活性存在正相关关系但与酶向量长度及角度呈负相关。AMF通过改善枯落物盖度、林下草本植被盖度及养分状况提升生物结皮养分含量及胞外酶活性,缓解P限制。 展开更多
关键词 土壤胞外酶 生物结皮 丛枝菌根真菌 化学计量特征 养分限制
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黄土高原水蚀风蚀交错区不同生物结皮类型对土壤有机碳及其转化的影响 被引量：1
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作者 武杰 张丙昌 +2 位作者 陈静 武志芳 赵康 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2024年第4期38-44,54,共8页
[目的]黄土高原水蚀风蚀交错区是典型的脆弱生态系统,该区域生物结皮广泛分布,生物结皮在土壤有机碳积累与转化发挥着关键作用,然而,生物结皮演替及微生物对土壤有机碳转化相关酶类的影响规律尚不明确。[方法]研究土壤有机碳-微生物-碳... [目的]黄土高原水蚀风蚀交错区是典型的脆弱生态系统,该区域生物结皮广泛分布,生物结皮在土壤有机碳积累与转化发挥着关键作用,然而,生物结皮演替及微生物对土壤有机碳转化相关酶类的影响规律尚不明确。[方法]研究土壤有机碳-微生物-碳转化相关酶在生物结皮不同演替类型的变化规律,并运用SEM模型分析了三者之间的相互关系。[结果](1)生物结皮演替显著增加土壤有机碳含量和碳转化相关酶活性,且它们在结皮层(0-2 cm)中的含量均显著高于裸沙和2—5 cm土层(p<0.05);(2)结皮层细菌、真菌和放线菌数量在藓结皮中最高,其中放线菌、真菌数量在生物结皮演替呈显著增加趋势,结皮层中的细菌和真菌数量显著高于2—5 cm土层,但2—5 cm土层放线菌数量高于结皮层(藓结皮除外);(3)SEM模型表明,土壤有机碳、碳转化相关酶活性和微生物数量之间均呈现显著相关性。[结论]生物结皮的演替对土壤有机碳的积累为碳转化相关酶类和微生物提供丰富基质,促进微生物和酶活性提高,微生物对碳转化相关酶类起着重要的驱动作用,对维持生物结皮的碳平衡发挥着关键作用。 展开更多
关键词 水蚀风蚀交错区 生物结皮 土壤有机碳 土壤酶活性
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高岭土基人工生物结皮有机碳的积累特性
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作者 李心语 李雨擎 +2 位作者 曾凡坚 张翠 夏令 《矿冶》 CAS 2024年第4期607-615,共9页
荒漠地区由于生物资源匮乏,无法实现长效碳汇。生物结皮是荒漠地区的先锋生物,对荒漠地区长效碳汇具有重要意义,然而自然生物结皮发育缓慢。黏土在生物结皮形成和发育过程中发挥重要作用,且对土壤有机碳有强的保护作用。本试验就高岭土... 荒漠地区由于生物资源匮乏,无法实现长效碳汇。生物结皮是荒漠地区的先锋生物,对荒漠地区长效碳汇具有重要意义,然而自然生物结皮发育缓慢。黏土在生物结皮形成和发育过程中发挥重要作用,且对土壤有机碳有强的保护作用。本试验就高岭土的添加对土壤生物结皮体系有机碳的作用及其作用机理进行探究,意在对荒漠区的长效碳汇提供新的解题思路。通过对粒径、比表面积和孔体积、叶绿素a、叶绿素荧光、微生物群落和土壤有机碳(soil organic carbon,SOC)进行测试,发现高岭土的添加,改变了体系的理化性质和微生物的群落结构,促进了生物结皮生长并加强了体系对SOC的保护作用。在培养112 d后,高岭土基生物结皮体系中SOC积累量增长至藻接种组的145%。 展开更多
关键词 高岭土 生物结皮 土壤有机碳 叶绿素荧光 微生物群落
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生物结皮对钼尾矿库土壤理化性质和酶活性的影响
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作者 张超 强雪怡 +1 位作者 贺峰 郭军康 《陕西科技大学学报》 北大核心 2024年第6期24-30,共7页
以陕西秦岭某闭库的露天钼尾矿库为对象,研究了尾矿库自然恢复过程中不同演替阶段生物结皮(藻藓混生结皮和苔藓结皮)对尾矿库不同深度(0~2、2~5、5~10 cm)土壤理化性质和酶活性的影响.结果表明,与裸露区相比,结皮区土壤容重和pH降低,土... 以陕西秦岭某闭库的露天钼尾矿库为对象,研究了尾矿库自然恢复过程中不同演替阶段生物结皮(藻藓混生结皮和苔藓结皮)对尾矿库不同深度(0~2、2~5、5~10 cm)土壤理化性质和酶活性的影响.结果表明,与裸露区相比,结皮区土壤容重和pH降低,土壤阳离子交换量、黏粒含量、有机碳、有效氮、有效磷和有效钾含量,以及碱性磷酸酶、脲酶和蔗糖酶活性增加,且苔藓结皮比藻藓混生结皮表现出更高的土壤理化性质和酶活性提升作用.随着土壤深度的增加,裸露区和结皮区养分和酶活性均表现出降低的趋势.相关性分析表明,尾矿库结皮生长区土壤养分与黏粒含量、酶活性成正相关关系,与土壤pH和容重呈负相关关系.综合以上研究结果表明,生物结皮能够改善金属尾矿库土壤理化性质和酶活性,且对表层土壤的影响最为显著. 展开更多
关键词 生物结皮 金属尾矿库 理化性质 酶活性
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黄土高原水蚀风蚀交错区生物结皮对灌草生态系统水分耗散的影响
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作者 张旭东 杨光 +3 位作者 赵允格 澹台彧 刘宁 鱼舜尧 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2024年第5期184-191,202,共9页
[目的]为研究生物结皮对灌草生态系统水分耗散的影响。[方法]采用原状土柱试验,以裸土为对照,设置灌草(单株灌木-20%盖度草本)、灌草-30%生物结皮和灌草-50%生物结皮3个处理,研究生物结皮对灌草生态系统水分耗散的影响。[结果]模拟30 m... [目的]为研究生物结皮对灌草生态系统水分耗散的影响。[方法]采用原状土柱试验,以裸土为对照,设置灌草(单株灌木-20%盖度草本)、灌草-30%生物结皮和灌草-50%生物结皮3个处理,研究生物结皮对灌草生态系统水分耗散的影响。[结果]模拟30 mm降水12 h后,灌草-生物结皮处理0-20 cm土层水分含量较裸土处理平均提高15.4%,较灌草处理平均提高12.8%。与裸土相比,灌草及灌草与2个盖度生物结皮处理显著增加土壤水分耗散,其中灌草处理较裸土增加120.3%,灌草-生物结皮较裸土平均增加116.5%。生物结皮降低灌草生态系统的水分耗散。与灌草处理相比,灌草-生物结皮水分耗散平均降低1.7%,降低程度与生物结皮盖度、时段及土层深度有关。其中,灌草-50%生物结皮的水分耗散量较灌草-30%生物结皮处理降低13.4%。生物结皮对灌草生态系统水分耗散的降低作用在雨后1~4天表现明显。生物结皮对灌草生态系统水分耗散的降低主要取决于20-45 cm土层耗散的降低。与灌草处理相比,灌草-生物结皮的0-20 cm土层水分蒸散损耗平均提高14.4%,而20 cm以下土层水分耗散平均降低15.5%。[结论]30 mm降雨量条件下生物结皮降低灌草生态系统的水分耗散,有利于缓解风蚀水蚀交错区灌草植被的水分亏缺。研究结果揭示生物结皮对灌草生态系统水分耗散影响,可为旱区生态恢复提供理论依据。 展开更多
关键词 生物结皮 灌草生态系统 水分分布 蒸散发 土壤水分
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高寒矿区排土场生物结皮分布特点及其对土壤-植被的修复作用
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作者 吴慧光 陶玲 +4 位作者 徐芸 贾荣亮 罗亚勇 王少昆 马旭君 《内蒙古林业科技》 2024年第1期44-50,共7页
生物结皮是公认的修复退化生态系统的“生态工程师”,但对其在高寒矿区排土场的分布特点及其对土壤-植被的修复作用认知还不够深入,限制了其在高寒矿区生态修复中的应用。本文以宝日希勒露天煤矿排土场生物结皮为研究对象,通过野外调查... 生物结皮是公认的修复退化生态系统的“生态工程师”,但对其在高寒矿区排土场的分布特点及其对土壤-植被的修复作用认知还不够深入,限制了其在高寒矿区生态修复中的应用。本文以宝日希勒露天煤矿排土场生物结皮为研究对象,通过野外调查与人工接种试验,研究了排土场生物结皮分布特征及人工培育生物结皮对土壤-植被系统的影响。结果表明:(1)以藓结皮为主的生物结皮是该区地表重要覆盖物,最大盖度达49%,分布特征受到地形、维管束植物种、栽植年限影响;(2)生物结皮在维持土壤颗粒结构组成(黏粉粒含量提高6%)和养分(全碳和全氮含量分别提高24%和10%)方面发挥不可替代的重要作用;(3)以藓为主的人工培育生物结皮材料(藻:藓=1:3~4)接种后,其在提高维管束植物生产力(草本生物量最大可提高21%)以及降低土壤侵蚀方面的作用(全碳、全氮和黏粉粒含量及pH值和电导率最大可分别提高20%、16%、1%、-3%和21%)不容忽视。因此,本研究为利用生物结皮促进高寒矿区排土场土壤-植被系统整体修复的思路与实施途径提供了一定的参考。 展开更多
关键词 高寒矿区 排土场 生物结皮 生态修复
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基于CCA的坡面尺度生物结皮空间分布 被引量：10
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作者 张朋 卜崇峰 +3 位作者 杨永胜 叶菁 张晓萍 石志华 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第16期5412-5420,共9页
生物结皮是干旱半干旱地区普遍存在的活地被物,在该区生态系统中具有重要的生态功能。探讨生物结皮的空间分布规律是科学管理该资源的理论基础。选择黄土高原水蚀风蚀交错区六道沟小流域内的典型坡面,通过全面调查并应用GS+和CANOCO统... 生物结皮是干旱半干旱地区普遍存在的活地被物,在该区生态系统中具有重要的生态功能。探讨生物结皮的空间分布规律是科学管理该资源的理论基础。选择黄土高原水蚀风蚀交错区六道沟小流域内的典型坡面,通过全面调查并应用GS+和CANOCO统计软件进行分析,探讨了坡面尺度上生物结皮的空间分布特征及其影响因子。结果表明:(1)生物结皮的分布具有明显的空间分异性。沙土区生物结皮以大面积连续分布为主,平均结皮盖度在30%以上;在黄土区则以零星分布为主,结皮盖度大都在20%以下,主要分布在坡的边缘和末端。而生物结皮厚度和抗剪强度的空间变异不大,说明其主要与生物结皮的发育年限有关。(2)典范对应分析(CCA)表明:生物结皮的空间分布与土壤、植被、地表湿度、坡度坡向等有密切关系。其中,土壤类型和生物结皮的空间分布关系最大,可以解释生物结皮空间变异的20%。其次是植被群落类型和地形湿度指数,沙蒿(Artemisia desertorum Spreng.Syst.Veg.)地和小叶杨(Populus simonii Carr.)林地是其最理想的生长环境;其他如坡度、坡向、太阳辐射等也都对生物结皮的分布有一定的影响。总体上,生物结皮具有明显的地形、土壤和植被群落的选择性,偏向于生长在较湿润的沙生植被群落当中。 展开更多
关键词 生物结皮(bscs) 典范对应分析(CCA) 水蚀风蚀交错区 坡面尺度 空间分布
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生物土壤结皮对荒漠土壤种子库和种子萌发的影响 被引量：33
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作者 苏延桂 李新荣 +2 位作者 陈应武 谭会娟 贾荣亮 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第3期938-946,共9页
研究了腾格里沙漠东南缘在不同自然条件(风、温度、水分)下,人工固沙植被区(24龄、41龄、50龄)和相邻天然植被区的两种生物土壤结皮对荒漠土壤种子库和种子萌发的影响。结果表明,荒漠土壤种子库在苔藓结皮上的储量显著高于藻类结皮。随... 研究了腾格里沙漠东南缘在不同自然条件(风、温度、水分)下,人工固沙植被区(24龄、41龄、50龄)和相邻天然植被区的两种生物土壤结皮对荒漠土壤种子库和种子萌发的影响。结果表明,荒漠土壤种子库在苔藓结皮上的储量显著高于藻类结皮。随着生物土壤结皮的发育,种子萌发量在苔藓结皮上增加,在藻类结皮上减少。生物土壤结皮层的含水量对种子萌发有显著的影响(p<0.05),植物种子在湿润处理的生物土壤结皮上的萌发量高于干燥处理的生物土壤结皮上的种子萌发量。生物土壤结皮表层温度和亚表层温度对荒漠植物种子萌发无显著影响(p>0.05),但总体而言,对于苔藓结皮,植物种子在较高温度下的萌发量略高于在较低温度下的萌发量,而对于藻类结皮,植物种子在较低温度下的萌发量略高。 展开更多
关键词 生物土壤结皮 藻类结皮 苔藓结皮 土壤种子库 种子萌发
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生物结皮影响下的土壤有机质分异特征 被引量：88
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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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