Institute of Soil and Water Conservation,Chinese Academy of Sciences and Ministry of Water Resources
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有机无机氮肥配施对内蒙古不同类型草地群落特征及养分利用的影响
No full text在长期的过度放牧和人为破坏下，使我国抗干扰能力较弱的草地退化十分严重。目前内蒙古草原不同类型草原生态系统的可利用性草地资源发生着不同程度的退化；再加上我国的大气氮沉降连年上升，这进一步导致了我国的草地生态系统可能由氮限制转化为受磷限制。本研究以北方草地的四种草原类型区（森林草原交错带、草甸草原、典型草原、荒漠草原）作为研究对象，研究有机无机氮肥配施对四种草原类型区草原地上生物量与地下生物量，物种多样性和丰富度，土壤、叶片和根系化学计量特征的影响，主要结论如下：
通过对四种草原类型区站点草地群落科的种数分布组成分析，四种草原类型区均以禾本科、菊科和豆科为主；有机无机氮肥配施可以增加内蒙古四种草原群落的物种多样性与丰富度。其中有机无机氮肥配施对森林草原交错带、草甸草原与典型草原物种丰富度与多样性的影响显著，经RDA分析发现，气温（79.3%，P＜0.01），速效氮（14.9%，P＜0.01）以及土壤温度（2.1%，P＜0.05）对草原群落的丰富度与多样性影响显著。
（2）有机无机氮肥配施对内蒙古四种草原类型的地上生物量与地下生物量都具有显著的促进作用，且随着混施肥料中无机肥的含量增多，均表现为先上升后下降趋势，相比于物种丰富度，四种草原群落的生物量更加依赖于有机质（65.7%，P＜0.01），降雨量（15.1%，P＜0.01），速效钾（6.1%，P＜0.01）以及土壤湿度（6.3%，P＜0.05）这四种环境因子。
（3）有机无机氮肥配施对内蒙古四种草原类型各土壤全C、全N、全P含量均未产生显著影响，但是与对照相比，水肥条件较差的荒漠草原的有机碳、全氮与全磷均有显著提升；通过研究四种草原类型土壤化学计量比，我们发现在草甸草原单独施加无机肥会显著降低土壤P的有效性以及土壤的固氮能力。
（4）有机无机氮肥配施对内蒙古四种草原类型各植物全氮含量产生了显著影响，在有机无机氮肥配施后四个研究区植物生长更多的受到P限制，本研究中有机无机氮肥配施对内蒙古四种草原类型各根系也仅仅在全氮含量产生了显著影响；另外，森林草原交错带草原研究区植物生长更多的受到P限制，荒漠草原由一开始的受N限制，随着有机无机氮肥配施后慢慢变为受N、P的共同限制最终受P限制，典型草原由受N、P的共同限制转为受到P限制，而草甸草原则由受N、P的共同限制变为受到N限制。
（5）四种不同的草原类型的全C含量叶片-根系-土壤之间均无显著相关关系，因为草本植物的全Ｃ含量与光合作用与呼吸作用有关，其来源主要为空气，而不是土壤；而森林草原交错带，草甸草原，荒漠草原的叶片N含量均与土壤N含量具备显著正相关关系，说明植物体内N含量来源于土壤。而典型草原的叶片N含量均与土壤N含量相关关系不显著，这可能与典型草原的演替的复杂性有关。</p
黄河中游河龙区间径流量变化趋势及其归因
No full text黄河水沙变化关乎黄河流域生态安全和全流域的高质量发展 近年来黄河水量出现大 幅锐减,制约了当地社会经济和下游可持续发展 量化气候变化和人类活动对径流量减少的贡 献对于解析黄河水沙变化动因具有重要意义 由于研究尺度和研究方法的不同,径流量变化的 因素和影响程度存在较大差异 本文采用MK趋势检验和双累积曲线法系统分析黄河中游河 龙区间四个典型流域(皇甫川 窟野河 无定河 延河)1960 2015年间水文要素的变化趋势,利 用Budyko水热平衡方程阐明气候变化和人类活动对流域径流变化的作用 结果表明:1960 2015年皇甫川 窟野河 无定河 延河流域径流量均显著下降(P<0.01),且径流量均在1979年和 1999年前后发生突变,而降水量变化不显著 同基准期(1960 1979年)相比,P2时期(1980 1999年)气候变化对径流减少的贡献率达64%~76%;随着退耕还林还草工程的大规模实施,P3 时期(2000 2015年)人类活动成为径流减少的主要影响因素,其贡献率达71%~88%</p
基于无人机微地形探测技术的东北坡耕地细沟侵蚀定量化研究
No full text 细沟侵蚀是我国东北黑土区坡耕地普遍存在的土壤侵蚀形式之一。在春季融雪期，融雪径流的集中冲刷作用会加剧细沟侵蚀，但东北黑土区的长缓坡地形特征使得坡面侵蚀土壤短期内无法输移至流域出口，因此，传统方法难以监测到真实的坡面土壤侵蚀量。本研究以东北黑土区的一块垄作长缓坡耕地为研究对象，用人工径流模拟融雪水冲刷坡面垄沟，利用无人机低空航拍及栅格差减法提取细沟侵蚀体积，并通过细砂回填试验检验其计算精度；进一步对比三种不同飞行方案之间的计算精度，以及与传统细沟形态简化法的精度差异，为不同侵蚀情境的无人机细沟侵蚀调查方案的制定提供技术参考。主要获得以下结果：
(1) 无人机低空倾斜航拍技术结合栅格差减法可高精度提取细沟侵蚀体积。
无人机10 m航高倾斜航拍方案下，侵蚀体积提取精度可达87.9%。适用于侵蚀深度大于1 cm的野外细沟侵蚀调查，且侵蚀深度越大，计算精度越高。
(2) 当细沟侵蚀强度较大时，可增加航高、采用正射飞行方案减少数据采集和处理成本。
当侵蚀土层厚度大于4 cm时，与高精度的10 m倾斜航高建模计算结果相比，10 m正射航拍、20 m倾斜航拍调查方式对侵蚀体积的提取误差分别为9%、20%，但其野外航拍时间及数据处理时间均减少了约50%。
(3) 无人机高精度细沟侵蚀量测算结果明确了传统调查方法简化细沟形态的局限性。
对于上坡和中坡沟段，径流冲刷在造成沟底下切的同时，还导致了一定程度的沟壁冲刷，因此，传统宽深比变化法在上坡和中坡沟段与细沟侵蚀体积的拟合效果较差；而在下坡沟段，径流冲刷作用减弱，细沟塑形方式多为沟底下切，因此宽深比变化值与沟段侵蚀体积拟合关系较好，R2达0.76。此外，与栅格差减法计算结果相比，传统横截面简化法的计算误差随土壤侵蚀深度的减小而增加，仅适用于侵蚀深度大于1 cm的细沟侵蚀调查。
总体来说，本研究针对东北地区长缓垄作坡耕地细沟侵蚀难以高精度量化的问题，探明了基于无人机低空航拍技术高精度快速探测径流集中冲刷条件下细沟侵蚀特征的可行性，分析了不同无人机航拍方案的适用性，评价了简化细沟形态调查方法存在的局限性，克服传统方法依靠沟道或流域把口站水土流失量估算坡面土壤侵蚀量的滞后性和片面性，为野外条件下细沟侵蚀的调查提供了技术参考。</p
两种气候情景下黄土高原苹果适宜区的模拟
No full text黄土高原作为我国陆地生态系统的重要组成部分，是世界上最脆弱的生态系统之一。气候变化和不合理的土地利用方式导致了该地区严重的水土流失和较低的生物多样性。为改变这一局面，我国进行了诸多以增加植被覆盖为目标的生态措施。其中，因地制宜增加经济林果的种植面积是增加人民收入、发展可持续农业重要举措。苹果作为该地区重要的特色经济林果，目前的适宜性研究往往局限于县市，立足大尺度模拟的尝试相对较少，尤其是未来的分布格局。为研究气候变化下苹果在黄土高原的栽培潜力，通过分析现阶段黄土高原土地利用和苹果栽培情况，借助Maxent模型（maximum entropy model）对未来两种极端气候情景下苹果的潜在适生区进行了模拟。此外，通过设置不适宜土地利用类型和一种具有严重危害的致病菌（Valsa mali）的掩膜对苹果的适生区进行了优化。本研究划定了模拟结果的适生区等级，计算了各环境因子的贡献、适生区面积、面积变化率和适生区范围移动方向等指标。主要结果如下：
（1）过去20年中，黄土高原地区苹果的栽培面积逐年增加，占全国苹果栽培面积（18530 ~ 20660 km2）的比例越来越大（从45.05%增加至59.71%）。黄土高原当今的土地利用格局是草地面积最大（~40%），且有大量混合区和裸地转变为草地。维持当今土地利用转变趋势的前提下，到本世纪末，草地面积进一步增加（29.55 × 104 km2），耕地面积进一步减少（15.13 × 104 km2）；面积变化率最大的两种类型分别是城镇建成区和裸地，而面积变化量最大的土地利用类型是混合区。
（2）气候因子、地形因子和土壤因子对黄土高原苹果分布有很大影响，三者的关键因子分别为最冷月最低温、海拔和土壤质地。当前气候条件下，苹果的中适宜适生区和高适宜适生区的面积分别为7.94 × 104 km2和0.85 × 104 km2。到本世纪末，SSP1-26（共享经济途径, shared socioeconomic pathways）气候情景下，中适宜适生区和高适宜适生区的面积分别增加至14.45 × 104 km2和3.88 × 104 km2；SSP5-85气候情景下中适宜适生区的面积减少至6.56 × 104 km2，而高适宜适生区的面积增加至1.03 × 104 km2。两种气候情境下，黄土高原南部和东南部的适宜性下降，而中部和西部的适宜性上升，导致苹果适宜性范围均向西北方向移动。与SSP1-26气候情景相比，SSP5-85气候情景下苹果适生区范围的迁移距离更远。
（3）苹果腐烂病致病菌V. mali在当今和未来四个时期（2030s，2050s，2070s，2090s）潜在分布的模拟结果显示：温度和降水对V. mali的分布有重大影响。其中，最冷月最低温是影响V. mali分布的决定因子，有56.73%的贡献率。V. mali的适宜区面积在未来气候情景下均有不同程度的增加。与当前相比，未来四个时期V. mali潜在适宜生境范围均向西北方向移动，且从SSP1-26至SSP5-85，适生区范围的移动距离增大。
（4）苹果适生区的优化结果显示：土地利用和V. mali对苹果的分布具有重大影响。由不适合进行苹果栽培的土地利用类型和V. mali高危分布区组成的类型不适宜区域的面积在SSP1-26和SSP5-85两种气候情景下均呈增加趋势。类型不适宜区的设置对苹果低适宜适生区的面积影响最大。在当前-2050s阶段，苹果低适宜栖息地和中适宜栖息地的面积在两种气候情景下均增加，且SSP5-85气候情景导致的适宜区面积在增加量上大于SSP1-26气候情景。两种气候情景均导致苹果适宜区范围向西北移动。在2030s、2050s、2070s和2090s阶段，黄土高原苹果适宜区主要集中在甘肃、山西和陕西，河南的适宜区面积剧烈下降，宁夏和内蒙古的适宜区面积逐渐增大。
本研究为未来气候变化下大尺度研究经济林果的分布提供了新的尝试，为未来苹果在黄土高原的栽培和相关政策的制定提供了支撑和依据。
黄土高原作为我国陆地生态系统的重要组成部分，是世界上最脆弱的生态系统之一。气候变化和不合理的土地利用方式导致了该地区严重的水土流失和较低的生物多样性。为改变这一局面，我国进行了诸多以增加植被覆盖为目标的生态措施。其中，因地制宜增加经济林果的种植面积是增加人民收入、发展可持续农业重要举措。苹果作为该地区重要的特色经济林果，目前的适宜性研究往往局限于县市，立足大尺度模拟的尝试相对较少，尤其是未来的分布格局。为研究气候变化下苹果在黄土高原的栽培潜力，通过分析现阶段黄土高原土地利用和苹果栽培情况，借助Maxent模型（maximum entropy model）对未来两种极端气候情景下苹果的潜在适生区进行了模拟。此外，通过设置不适宜土地利用类型和一种具有严重危害的致病菌（Valsa mali）的掩膜对苹果的适生区进行了优化。本研究划定了模拟结果的适生区等级，计算了各环境因子的贡献、适生区面积、面积变化率和适生区范围移动方向等指标。主要结果如下：
（1）过去20年中，黄土高原地区苹果的栽培面积逐年增加，占全国苹果栽培面积（18530 ~ 20660 km2）的比例越来越大（从45.05%增加至59.71%）。黄土高原当今的土地利用格局是草地面积最大（~40%），且有大量混合区和裸地转变为草地。维持当今土地利用转变趋势的前提下，到本世纪末，草地面积进一步增加（29.55 × 104 km2），耕地面积进一步减少（15.13 × 104 km2）；面积变化率最大的两种类型分别是城镇建成区和裸地，而面积变化量最大的土地利用类型是混合区。
（2）气候因子、地形因子和土壤因子对黄土高原苹果分布有很大影响，三者的关键因子分别为最冷月最低温、海拔和土壤质地。当前气候条件下，苹果的中适宜适生区和高适宜适生区的面积分别为7.94 × 104 km2和0.85 × 104 km2。到本世纪末，SSP1-26（共享经济途径, shared socioeconomic pathways）气候情景下，中适宜适生区和高适宜适生区的面积分别增加至14.45 × 104 km2和3.88 × 104 km2；SSP5-85气候情景下中适宜适生区的面积减少至6.56 × 104 km2，而高适宜适生区的面积增加至1.03 × 104 km2。两种气候情境下，黄土高原南部和东南部的适宜性下降，而中部和西部的适宜性上升，导致苹果适宜性范围均向西北方向移动。与SSP1-26气候情景相比，SSP5-85气候情景下苹果适生区范围的迁移距离更远。
（3）苹果腐烂病致病菌V. mali在当今和未来四个时期（2030s，2050s，2070s，2090s）潜在分布的模拟结果显示：温度和降水对V. mali的分布有重大影响。其中，最冷月最低温是影响V. mali分布的决定因子，有56.73%的贡献率。V. mali的适宜区面积在未来气候情景下均有不同程度的增加。与当前相比，未来四个时期V. mali潜在适宜生境范围均向西北方向移动，且从SSP1-26至SSP5-85，适生区范围的移动距离增大。
（4）苹果适生区的优化结果显示：土地利用和V. mali对苹果的分布具有重大影响。由不适合进行苹果栽培的土地利用类型和V. mali高危分布区组成的类型不适宜区域的面积在SSP1-26和SSP5-85两种气候情景下均呈增加趋势。类型不适宜区的设置对苹果低适宜适生区的面积影响最大。在当前-2050s阶段，苹果低适宜栖息地和中适宜栖息地的面积在两种气候情景下均增加，且SSP5-85气候情景导致的适宜区面积在增加量上大于SSP1-26气候情景。两种气候情景均导致苹果适宜区范围向西北移动。在2030s、2050s、2070s和2090s阶段，黄土高原苹果适宜区主要集中在甘肃、山西和陕西，河南的适宜区面积剧烈下降，宁夏和内蒙古的适宜区面积逐渐增大。
本研究为未来气候变化下大尺度研究经济林果的分布提供了新的尝试，为未来苹果在黄土高原的栽培和相关政策的制定提供了支撑和依据。</p
土壤侵蚀-沉积条件下微生物的响应特征及其影响因素
No full text土壤侵蚀-沉积是陆地表面分布最广的土地退化形式之一，对陆地生态系统生物地球化学循环具有深远的影响。全球范围内，每年约有750亿吨农田土壤在侵蚀作用驱动下发生了空间重新分布，其中约70%–90%的土壤沉积在了地势低洼的地带。微生物是生态系统中物质和能量流动的重要驱动力，在维持陆地生态系统健康和元素生物地球化学循环过程中发挥着关键性作用。土壤作为微生物的栖息地，其环境条件在侵蚀-沉积过程中的变化可引发微生物多样性、群落组成，乃至群落稳定性的转变。然而，土壤微生物对侵蚀-沉积的响应机制尚不清楚。明确土壤侵蚀-沉积条件下土壤微生物群落的变化将有助于理解土壤侵蚀-沉积对陆地生态系统生态功能变化的影响。
本研究通过设置5°、10°和20°三个坡度的侵蚀区，并在每个侵蚀区底端连接沉积区来模拟完整的侵蚀-沉积地貌。在5年试验期间 (2015–2019年)，除监测天然降雨情况下径流和泥沙在侵蚀区和沉积区之间的重新分布情况外，还对侵蚀区和沉积区的土壤温度、水分和土壤CO2排放通量进行了原位观测；并采取侵蚀区和沉积区的土壤样品于室内测定土壤微生物群落、微生物胞外酶活性以及基本土壤化学性状。此外，基于人工模拟降雨试验，测定侵蚀泥沙中的颗粒组成、有机质官能团和微生物群落。在获取上述监测数据的基础上，展开以下三方面的研究：1) 侵蚀区和沉积区土壤细菌、真菌群落特征及其影响因素；2) 土壤侵蚀过程中泥沙微生物群落的变化及其影响因素；3) 侵蚀-沉积系统中土壤CO2排放总量的变化特征及其影响因素。主要结果如下：
1) 就细菌而言，其香农指数、群落组成和群落稳定性均在侵蚀区和沉积区之间存在一定差异。其中，20°沉积区细菌香农指数较侵蚀区显著提高13.3%；侵蚀区和沉积区细菌群落组成显著不同；同时，相比侵蚀区，沉积区细菌网络关系更复杂，群落结构更稳定。此外，随坡度增大，侵蚀区和沉积区细菌香农指数表现出不同的响应特征：相比5°侵蚀区，10°和20°侵蚀区细菌香农指数没有变化，但10°和20°的沉积区细菌香农指数较5°沉积区显著升高1.6%–2.6%。
就真菌而言，其丰富度、群落组成、营养型类群相对丰度和群落稳定性均在侵蚀区和沉积区之间存在较大差异。具体而言，20°沉积区真菌丰富度较侵蚀区显著升高43.9%；真菌群落组成在侵蚀区和沉积区之间差异显著；相比侵蚀区，沉积区腐生营养型真菌相对丰度降低43%，但病原营养型真菌相对丰度升高一倍以上；同时，沉积区真菌网络关系较侵蚀区更复杂、群落更稳定。另外，随着坡度增大，侵蚀区真菌丰富度显著降低，而沉积区真菌丰富度没有改变。
侵蚀区和沉积区细菌群落变化主要与土壤水分、硝态氮、可溶性有机碳、pH和土壤有机碳有关，但真菌群落则主要受土壤水分、pH、硝态氮、可溶性有机碳和粘粒含量的影响。
2) 土壤侵蚀过程中，泥沙颗粒组成改变了泥沙中微生物香农指数和种间关系。相比5°坡，10°和20°坡的泥沙中的细菌香农指数分别提高6.4%和3.8%。与细菌不同，相比5°坡，10°坡的泥沙中的真菌香农指数无变化，而20°香农指数降低15.4%。随坡度增大，泥沙颗粒组成中 ＜ 0.053 mm的颗粒减少，细菌网络关系越来越复杂，群落稳定性提高；相反，真菌网络关系趋于简单且群落稳定性降低。
泥沙中细菌群落变化主要与 ＜ 0.053 mm的泥沙颗粒微生物和土壤有机质稳定性相关；真菌群落除受有机质稳定性影响外，＜ 0.053 mm和0.053–0.25 mm的颗粒微生物是另一重要影响因子。
3) 相比侵蚀区，沉积区累积土壤CO2排放通量显著提高，5°、10°和20°的增幅分别为0.4%–16.7%，20.1%–32.6%和31.9%–51.5%。深入评价土壤侵蚀和沉积对土壤CO2排放的综合影响发现：随着坡度增大，整个侵蚀-沉积系统中土壤CO2排放总量呈现下降趋势。相比5°侵蚀-沉积系统 (1640−2006 g CO2-C y−1)，10°和20°侵蚀-沉积系统中土壤CO2排放总量分别降低了17.3%−187.7%和122.7%−198.6%。土壤微生物胞外酶活性与土壤CO2排放通量显著正相关，是影响侵蚀-沉积系统中土壤CO2排放总量的重要因素之一。与此同时，土壤侵蚀-沉积过程中，径流和泥沙迁移引起的土壤水分，有机碳和矿质元素等空间变化也是影响土壤CO2排放总量的重要因素。
本研究系统揭示了径流和泥沙迁移过程中土壤物理化学元素空间重分布对微生物多样性、群落组成和群落稳定性的影响，继而导致微生物在调控土壤碳排放方面的生态功能的转变。明确了土壤侵蚀过程中泥沙颗粒组成变化对泥沙微生物多样性和群落稳定性的影响机制。为系统评价侵蚀-沉积地貌中微生物群落及其生态功能的分布特征提供了科学依据。
未来研究应综合考虑土壤微生物在侵蚀、泥沙迁移和沉积等不同水力侵蚀阶段的复杂变化特征，并将微生物在调控元素地球化学循环方面的生态功能纳入研究范围，以准确评估土壤侵蚀-沉积引起的微生物群落变化可能对陆地生态系统平衡产生的影响。</p
氮添加对白羊草土壤有机碳组分及根系分泌物的影响
No full text氮素是影响草地生态系统碳汇功能的主要限制因子，化石燃料及化肥的大量使用导致生态系统氮素输入显著增加，进而影响植物-土壤之间的碳走向。植物根系分泌物是联系植物和土壤之间的纽带和桥梁。目前，氮肥施加作为草地经营和管理的重要途径，明确增施氮肥对碳素循环在陆地生态系统中的变化过程具有重要而深远的意义。本文以黄土高原典型植被白羊草为研究对象，分析不同氮添加水平（尿素0、2.5、5、7.5、10、15 g N m-2 yr-1）对白羊草根际土壤有机碳组分和根系分泌物的影响，阐明氮添加对黄土丘陵区土壤的影响机制，揭示土壤有机碳组分和根系分泌物与土壤碳氮磷组分之间的关系，为退化草地的经营管理提供数据支撑。主要结果如下：
氮添加提高了白羊草根际有机碳（SOC）、铵态氮（NH4+-N）和硝态氮（NO3--N）含量，与未施氮相比，15 g N m-2 yr-1（N15）处理分别增加了30.5%、60.8%和28.8%，且根际含量显著高于非根际,表现为明显的根际效应；氮添加显著增加了白羊草地上生物量、地下生物量、叶片氮含量和根系磷含量，N15处理地上和地下生物量是未施氮的1.44倍和2.04倍，与未施氮相比，叶片氮含量和根系磷含量分别增加了33.9%和45%；而与降低了茎杆碳含量，与未施氮相比，N15处理茎杆碳含量降低了8.1%。
氮添加增加了易氧化有机碳、可溶性有机碳含量和微生物量碳含量，根际显著高于非根际,表现为明显的根际效应，其中微生物量碳含量在10 g N m-2 yr-1（N10）处理达到最大值，根际含量是未施氮处理的1.89倍。氮添加增加了颗粒有机碳、土壤轻组有机碳、重组有机碳含量，根际均大于非根际，但差异不显著。不同氮添加处理的根际碳库管理指数值均大于100，说明在各处理中根际肥力均有所增加。颗粒有机碳和可溶性有机碳的灵敏度较高。
氮添加显著增加了白羊草分泌物相对含量总量，随着氮添加量的增加，醇类、氨基酸类、糖酸类和短链有机酸类含量显著增加。氮添加显著增加了分泌物中短链碳含量，而对长链碳无显著影响，分泌物中长链有机酸类含量高于短链有机酸类。氮添加增加了白羊草根系分泌有机酸和氨基酸含量。其中，氮添加增加了草酸、洒石酸、吡咯-2-羧酸、扁桃酸、3-羟基丁酸、咪唑丙烯酸含量，降低了2酮基异戊酸含量；α-酮异构酸含量随氮添加量增加先降低后增加，2，3-二甲基琥珀酸、2-酮丁酸含量、异亮氨酸、天门冬氨酸、草氨酸、丙氨酸和瓜氨酸含量随氮添加量增加先增加后减少，环亮氨酸、丝氨酸和缬氨酸含量随氮添加量增加而增加。
土壤易氧化有机碳含量和TP含量和SOC含量正相关，表明土壤易氧化有机碳对根际碳源的输入、固定和分解具有较强的依赖性；微生物量碳含量与TN、NO3--N具有显著正相关关系，TN和NO3--N能够预测土壤微生物量碳含量；重组有机碳含量与TN正相关，而轻组有机碳含量与TN负相关。除3-羟基丁酸外，其余几种有机酸均与pH呈负相关性，与SOC呈不同程度的正相关，草酸和酒石酸与TP呈明显的正相关。对于分泌物中氨基酸组分，pH与L-别苏氨酸、苏氨酸、丝氨酸、环亮氨酸呈正相关关系，而与异亮氨酸、丙氨酸、刀豆氨酸、天门冬氨酸、瓜氨酸、缬氨酸呈负相关关系，表明环境变化对于植物根系分泌物的分泌影响具有复杂性。
关键词：白羊草，氮添加，根际，有机碳组分，根系分泌物</p
黄土的微生物固化及抗侵蚀性能试验研究
No full text黄土在我国分布广泛，由于其具有大孔隙、节理发育、非饱和等特性，在降雨条件下，黄土丘陵沟壑区经常发生严重的水土流失和滑坡等地质灾害。为提高黄土的抗侵蚀性能，本文采用微生物诱导方解石沉淀（Microbially Induced Calcite Precipitation, MICP）技术对黄土进行了微生物固化试验研究，分析了巴氏芽孢杆菌（Sporosarcina pasteurii）扩繁的规律，研究了微生物固化黄土的微观结构和成分，揭示了微生物固化黄土的机理，建立了微生物固化黄土的方法，测试分析了人工模拟降雨条件下微生物固化黄土的抗侵蚀性能。取得的主要结论如下：
（1）采用MICP技术可有效固化黄土表层，提高了黄土的强度，降低了渗透系数。经过4次微生物固化处理的试样，与原状黄土相比，其渗透系数最大减小90%以上。
（2）当胶结液（CaCl2和CO(NH2)2混合溶液）浓度大于0.4mol/L，预拌和固化试样中生成的CaCO3含量先增加后减少，在土层深度为5mm左右达到峰值。与非预拌和固化试样相比，生成的CaCO3分布更均匀。非预拌和固化试样中生成的CaCO3主要集中于表层土体，随深度增加显著下降。
（3）非预拌和固化黄土试样，在5mm深度以内的土层中，碳酸钙含量随固化胶结液浓度增大而增加。但当土层深度超过10mm，浓度为1.2mol/L的胶结液固化试样生成的CaCO3含量最高，大于此液浓的胶结液固化试样中的CaCO3生成量反而降低了。因此，选择浓度为1.2mol/L的胶结液固化黄土更为经济有效。
（4）固化处理后土体的密度增加，且随深度向下递减。表层土体的密度最大可达1.96g/cm3，增加45.49%。与非预拌和固化试样相比，预拌和处理的试样密度更均匀。
（5）通过XRD分析可知固化处理后生成CaCO3的晶型为方解石，其中，预拌和与非预拌和固化试样中生成的晶体为斜方六面体型，晶粒直径分别为10-20μm和4-8μm。光学显微镜的观测显示，生成的CaCO3晶体在土颗粒之间起到填充和胶结作用，提高了微生物固化黄土的密度和强度，降低了渗透性。
（6）采用MICP技术固化黄土，可有效提高黄土的抗侵蚀性能。固化次数越多，侵蚀模数越小，径流模数越大，固化7次以上，二者均趋于稳定。固化处理7次以上的黄土坡面可抵抗雨强为120mm/h的降雨连续冲刷1h以上。
关键词：黄土，微生物固化，物理化学特性，抗侵蚀性能，微观结构</p