摘要: 为促进黄土高原山地果园土壤肥力提升和健康发展，基于2016年开展的田间试验，设置化肥（CK）、化肥+有机肥（MC）和化肥+有机肥+秸秆覆盖（MG）3种培肥处理，分析土壤理化性质，采用Illumina Miseq测序技术分析微生物群落组成，利用KEGG数据库进行基因功能注释.结果表明，与CK和MC处理相比，MG处理的土壤有机碳（SOC）、全氮（TN）、有效磷、速效钾含量以及含水量（SW）分别显著提高了3.3和1.0倍、2.4和1.1倍、3.4和1.9倍、2.9和1.5倍以及0.2和0.1倍，pH值降低了2.1%和1.0%;MG处理显著影响了土壤微生物群落结构，提升了细菌群落多样性，但是降低了真菌群落多样性；在门水平上，MG处理增加了Proteobacteria、Acidobacteria、Actinobacteria和Gemmatimonadetes细菌以及Mortierellomycota和Basidiomycota真菌的相对丰度，但降低了Bacteroidetes、Firmicutes细菌以及Ascomycota真菌的相对丰度；在属水平，MG处理增加了Nitrospira、Sphingomonas等细菌以及Mortierella真菌的相对丰度.冗余分析表明细菌群落结构主要受SW、SOC和pH值的影响，真菌群落结构主要受SOC和TN的影响. KEGG注释发现，MG处理提高了参与碳、氮等养分代谢和营腐类微生物的相对丰度，降低了病原真菌的相对丰度.本研究表明长期施用有机肥和秸秆覆盖可显著提高果园土壤养分含量，增加参与养分循环和有机质分解的微生物群落的相对丰度，促进土壤中养分的活化与释放.（图7表4参33）

摘要: 城市林地抚育过程中产生大量林木废弃物，如何妥善处理这些废弃物关系到林地碳汇功能的进一步强化.林木废弃物制备生物炭还田是主要措施之一，但林木废弃物及其生物炭还田对盐碱化林地土壤微生物群落结构和碳周转过程的影响尚缺乏深入认识.在上海市崇明区盐碱化人工幼林中开展不同林木废弃物还田模式的研究，包括废弃物直接还田（W）、制备生物炭还田（B）、混合还田（WB）和空白对照（CK），生物质施用量分别为11.25 t/hm²、3.60 t/hm²和5.63 t/hm²林木废弃物+1.80 t/hm²生物炭.结果显示，不同还田模式对土壤微生物量和细菌群落结构未产生显著影响，但显著改变了真菌群落结构；细菌群落交互作用也未有显著差异，但W处理显著强化了土壤真菌群落交互作用，其共现网络全局结构复杂度以及全局连接强度均显著高于CK、B和WB；夏季是土壤呼吸（SR）主导土壤碳输出过程的主要时期，与W和WB相比，夏季B中SR分别可降低46.39%和31.13%.相较于W和WB,B的有机碳保留率均值提高了47.70%和12.41%；相较于B,W和WB中木质素分解能力强的木霉属（Trichoderma）和曲霉属（Aspergillus）相对丰度分别提高了2 425.67%、1 736.19%和306.32%、280.70%.本研究表明相较于林木废弃物直接还田，生物炭还田通过降低真菌属Trichoderma、Aspergillus的丰度和削弱真菌群落的交互作用，降低了土壤呼吸，促进了土壤有机碳的留存.（图7表1参97）

摘要: 短柄枹栎[Quercus serrata Thunb.var.brevipetiolata （A.DC.） Nakai]是我国亚热带、暖温带地区生态恢复的常见树种.探讨限制短柄枹栎分布的主导气候因子，预测其潜在适宜分布区，可为该树种在未来林业实践中的有效推广和保护提供理论依据.利用146个有效分布点和20个环境变量，通过Max Ent模型和Arc GIS 10.6软件，预测当前及未来（2050s:2041-2060;2070s:2061-2080）3种气候情景（SSP1-2.6、SSP2-4.5、SSP5-5.8）下我国短柄枹栎的潜在分布区及其影响因素.结果显示：（1）各组受试者工作特征曲线下面积（area under curve,AUC）值均高于0.9，预测结果具有较高的可信度.（2）年降水量和最冷月份的最低温度是影响短柄枹栎分布的主导环境因子，贡献率分别为45.3%和39.3%.（3）短柄枹栎当前潜在适生区总面积为3 409 227 km²，占全国总面积的35.51%，广泛覆盖我国亚热带和暖温带西部地区.其中高、中、低适生区分别占适生区总面积的5.29%、43.01%、51.70%.（4）在2050s和2070s的3种气候情景下，短柄枹栎的适生区总面积变化不明显，主要在广东、浙江、川西、福建等地略有缩小，而在辽宁、西藏、陕西等地有所扩张.相较于当前，2050s和2070s高、中、低适生区面积增减变化预计分别平均为–6.97%、+9.77%、–8.17%，–1.91%、+4.22%、–5.88%.上述研究结果表明，短柄枹栎的分布主要受降水和低温主导，未来气候变化下，其适生区将向高纬度和高海拔地区迁移，但总面积变化不大，中适生区比例有所上升.因此，未来应加强对现有高适生区的保护，并预先开展短柄枹栎优良种源的引种实验，以引入高适应性的种源来弥补本地种的消失，或在扩张区进行迁地保护.（图2表5参44）

摘要: 氮沉降和外来物种入侵是全球变化的两大重要问题.氮是植物营养三要素之一，氮沉降影响植物的生长发育.已有研究表明，外来入侵植物对氮添加可能会作出积极的响应，提高光合能力和氮利用效率，加速生长，其危害程度也将随之增加，因此需要在氮沉降背景下采取积极有效的措施对其进行控制.以入侵植物喜旱莲子草（Alternanthera philoxeroides）为研究对象，黑麦草（Lolium perenne）和白车轴草（Trifolium repens）为其竞争对象（替代植物）进行单株种植以及不同密度单种种植和混合种植，并进行氮添加处理，探讨喜旱莲子草对氮添加和竞争的响应以及黑麦草和白车轴草作为喜旱莲子草替代物种的可能性，为氮沉降条件下喜旱莲子草的入侵趋势研究和生物替代提供理论依据.结果表明：（1）氮添加条件下，喜旱莲子草通过提高茎、叶和分枝等构件以增加对光能的获取，将更多的生物量分配在地上部分，增强了喜旱莲子草的表型可塑性和适应性；（2）密度降低了喜旱莲子草的茎长、茎分支数、茎生物量、叶量、叶生物量、根长和根生物量等生长指标，表现出明显的密度依赖性；（3）种间竞争对喜旱莲子草有抑制作用，黑麦草和白车轴草对喜旱莲子草都有较好的抑制效果，且黑麦草对喜旱莲子草的竞争能力大于白车轴草，两种植物混合种植对喜旱莲子草的抑制效果更为显著；（4）氮添加促进了黑麦草和白车轴草的生长，但对黑麦草和喜旱莲子草的种间竞争关系影响不显著.综上所述，氮添加能够促进喜旱莲子草的入侵，黑麦草抑制效果优于白车轴草，黑麦草和白车轴草单独或共同作为替代控制植物，能够有效抑制喜旱莲子草的入侵.（图4表4参52）

摘要: 单播和混播是两种最常用的栽培草地种植方式，与单播栽培草地相比，混播栽培草地通常具有更高的植被产量、物种多样性和土壤养分，但两种种植方式对植物根际土壤代谢物和细菌群落结构的影响尚不清楚.采用16S rDNA高通量测序和非靶向代谢组学分别对环青海湖地区两种单播栽培草地和一种混播栽培草地根际土壤代谢物和细菌群落结构进行分析.结果显示，非靶向代谢组学在3种栽培草地中共鉴定出286种次级代谢物，与单播相比，混播显著提高了青海中华羊茅（Festuca sinensis cv. Qinghai,F）和青海冷地早熟禾（Poa crymophila cv. Qinghai,C）的差异代谢物的相对含量.与单播相比，混播显著降低了中华羊茅根际土壤细菌群落的物种丰富度（Chao1），显著增加了冷地早熟禾根际土壤细菌的物种丰富度，但对细菌群落的Beta多样性无显著影响.相对丰度大于1%的土壤细菌共有11个科，单播和混播对土壤细菌在科水平上的组成结构无明显改变，但在相对丰度上存在一定差异，尤其是混播显著提高了Actinobacteriota＿unclassied和类诺卡氏菌科（Nocardioidaceae）的相对丰度.相对丰度大于1%的土壤细菌群落组成基本一致，共有20个属.其中Actinobacteriota＿unclassified、Gitt-GS-136＿unclassified和类诺卡氏菌属是单播和混播草地中具有显著差异的优势属.关联性分析显示，苯甲酰甲酸（phenylglyoxylic acid）、缬氨酸（valine）和海藻糖（trehalose）是影响土壤细菌群落组成的主要代谢物.因此，混播能够刺激植物分泌更多的有益代谢物（如海藻糖和缬氨酸），促进类诺卡氏菌的招募，进而影响了细菌群落物种丰富度和栽培草地生态系统的健康.（图9表1参60）

摘要: 农业生产中的化学除草带来的环境和健康问题日益突出，农田杂草的生物防治对于农田生态系统保护以及人类健康和食品安全具有重要意义.樟树凋落叶分解对多种植物都表现出明显的化感抑制作用.为揭示樟树凋落物对农田杂草和土壤质量的影响，以樟树含油和脱油凋落叶粉为试材，采用室内模拟培养设计3%、6%、9%和12%的添加量，以不添加樟树凋落叶粉为对照，研究不同处理下杂草组成与生长以及土壤理化特征.结果表明：含油樟树凋落叶粉添加降低杂草多度和地上部总生物量，增加其根冠比，而脱油樟树凋落叶粉添加还降低了杂草的多样性.樟树凋落叶粉添加对杂草的影响具有明显的浓度效应，其中3%、6%、9%和12%的含油樟树凋落叶粉添加下杂草地上部总生物量为对照的12.44%、13.57%、2.04%和1.29%，而添加脱油樟树凋落叶粉时杂草地上部总生物量仅为对照的2.81%、2.04%、0.71%和0.65%.樟树凋落叶粉添加显著增加土壤pH、电导率和有机质、速效氮、速效磷、速效钾含量，但是添加12%的含油凋落叶粉时土壤碱解氮略有降低，为对照的73.45%.樟树凋落叶粉添加显著提升碳、氮、磷循环相关酶活性，各酶活性均随含油凋落叶粉添加量增加而增加，而随脱油凋落叶粉添加量增加而减少，但是酸性磷酸酶和纤维素酶活性随着脱油凋落叶粉添加量增加而先增加后降低.脱油樟树凋落叶粉对农田土壤杂草种子库的抑制作用强于含油叶粉，而对土壤速效养分含量以及酶活性的提升作用则相反.本研究表明樟树凋落叶粉添加抑制农田土壤杂草种子库萌发，对土壤矿质养分供应和土壤碳、氮和磷循环相关酶活性有明显提升作用，这对于提高农田杂草的防控和生产力的提升具有重要意义.（图6表1参36）

摘要: 舟瓣芹属（Sinolimprichtia）是青藏高原特有属，属于药用植物，具有重要的药用价值，该属有且仅有两个种，分别为舟瓣芹（Sinolimprichtia alpina）与裂苞舟瓣芹（Sinolimprichtia alpina var. dissecta）.随着全球气候变暖，舟瓣芹属的生长分布受到严重威胁.以舟瓣芹属植物为研究对象，通过地理分布记录和环境因子数据，利用MaxEnt预测舟瓣芹属当代（Current）和未来（2050s:2041-2060;2070s:2061-2080）不同气候情景（RCP2.6、RCP6.0、RCP8.5）下的适生分布区，并筛选出影响其分布的主导因子.结果表明：（1）舟瓣芹的受试者工作特征曲线下方面积（AUC）值0.981，裂苞舟瓣芹AUC值0.992，表明模型预测精度高.（2）影响舟瓣芹属分布的主导因子有海拔、年降水量和等温性，其贡献率之和高于80%，其中当海拔3 500-4 500 m、年降水量500-1 000 mm、等温性指标42-45时，有利于舟瓣芹的适生分布；当海拔3 000-3 100 m、年均降水量500-1 000 mm、等温性指标45-48时适宜裂苞舟瓣芹的生长.（3）随着温室气体的排放浓度增加，未来舟瓣芹属的分布整体呈现缩小的趋势，其中裂苞舟瓣芹受到气候变化的影响较大，不同气候情景下裂苞舟瓣芹适生区面积的缩小趋势均高于舟瓣芹.（4）舟瓣芹属的高度适生区主要分布于青藏高原的西南部.综上所述，舟瓣芹属的适生分布区将随气候变暖持续缩小，其中裂苞舟瓣芹更为脆弱，青藏高原西南部的高度适生区表现出相对稳定性，该区域应作为气候变暖背景下舟瓣芹属就地保护的核心区域.（图8表2参44）

摘要: 藜麦具有良好的耐盐特性，为明确其在含盐水体中的生长、离子积累及对氮磷营养盐的吸收情况，通过人工配置含低（6‰）、中（12‰）和高（18‰）盐度的富营养化水体进行水培.结果显示，低中盐度对藜麦地上部鲜重和叶片相对含水量无显著影响，但显著抑制其根系生长；高盐度对藜麦地上部和根系生长均有显著抑制效应，并导致叶片失水.各不同盐度水体中，藜麦叶片和根系中Na⁺大量积累，高盐度水体中植株K⁺大量流失.藜麦展现出对含盐水体中氮磷的持续吸收；低盐度不影响藜麦对氨氮（NH₄⁺-N）和硝态氮（NO₃^--N）的吸收，对磷酸盐(PO₄^3--P)的吸收有促进效应；中高盐度显著抑制对NH₄⁺-N的吸收，对NO₃^--N和PO₄^3--P的吸收无显著抑制效应；藜麦对NH₄⁺-N的吸收与叶片相对含水量呈显著正相关，对NO₃^--N的吸收与根鲜重呈显著正相关（P<0.05）.本研究表明藜麦可以耐受0‰-18‰的水体盐度，并有效吸收水体中的氮磷营养盐，未来可将其作为一种工具植物去除半咸水养殖尾水中的氮磷污染.（图3表1参33）

摘要: 城市湿地是城市生态系统的重要组成部分.以贵州花溪国家城市湿地公园为研究对象，利用宏基因组学技术研究湿地沉积物中甲烷氧化菌的群落及功能，并分析城市湿地沉积物的基本理化性质以及甲烷氧化菌的影响因素.结果表明：（1）花溪城市湿地沉积物中重金属Cu平均含量超过相应背景值；（2）该湿地中存在好氧及厌氧甲烷氧化菌，主要的好氧甲烷氧化菌为Methylobacter、Methylococcus、Methyloferula、Methylocella和Methylocapsa，主要的厌氧甲烷氧化菌为Candidatus＿Methylomirabilis;（3）甲烷氧化菌参与了碳代谢、甲烷代谢、氮代谢、硫代谢等过程，其碳代谢功能基因与三羧酸（TCA）循环有关，甲烷代谢功能基因与甲烷的氧化有关，氮代谢功能基因与固氮和硝酸盐还原作用有关，硫代谢功能基因与硫酸盐还原作用有关；（4）p H、NH₄⁺-N、Cu、Mn、Cr与TypeⅠ型甲烷氧化菌呈负相关，p H与TypeⅡ型甲烷氧化菌呈显著负相关，影响甲烷氧化菌分布的主要环境因素为p H.本研究表明贵州花溪城市湿地中的甲烷氧化菌种类丰富，且以好氧型为主，甲烷氧化菌参与了碳、氮、硫等物质代谢过程，其分布受到部分环境因子的影响.（图6表3参51）

摘要: 滨海火电厂的循环水管道在停机检修时由于淤泥的厌氧发酵产生大量硫化氢（H₂S）和甲烷（CH₄）等有毒有害气体，对设备和人员的安全造成严重危害，明确有毒有害气体的产生过程和机制，对开展相关的预防工作具有重要指导意义.通过构建淤泥-海水的厌氧发酵体系模拟循环水管道的环境，研究H₂S和C H₄的产生与微生物演替的关系.结果显示，模拟体系中H₂S在实验初期（0-15 d）迅速增加，而CH₄在25 d时达到峰值.在此过程中，微生物群落结构发生显著变化，在初始（0 d）时，Tindallia、Fusobacteriaceae和Bacteroidaceae为优势菌；在15-34 d,Lentimicrobiaceae、Thermovirgaceae、Gottschalkiaceae和Dethiosulfovibrionaceae的丰度逐渐上升并成为优势菌.H₂S含量的变化与Thermovirgaceae、Desulfobacteraceae等16个科的微生物呈正相关（r>0.8）,CH₄含量的变化与Methanosarcinaceae、Sphingomonadaceae等46个科的微生物呈正相关（r>0.8），表明H₂S、CH₄的产生与Thermovirgaceae、Desulfobacteraceae等微生物相关.宏基因组数据分析显示H₂S主要由微生物通过同化硫酸盐还原、异化硫酸盐还原途径以及直接还原高半胱氨酸、甲硫醇和硫代硫酸盐产生；而CH₄主要通过CO₂还原、乙酸发酵和甲基化合物裂解途径产生.本研究揭示了滨海火电厂循环水管道中产生H₂S和CH₄等有毒有害气体的主要微生物组成，并初步明晰了其产生H₂S和CH₄的代谢途径，为滨海火电厂制定循环水管道中微生物产生H₂S等有毒有害气体的防治策略提供了理论依据.（图5表1参41）