薛丹 作品数:13 被引量:63 H指数:5 供职机构: 中国科学院成都生物研究所 更多>> 发文基金: 国家自然科学基金 中国科学院战略性先导科技专项 更多>> 相关领域: 农业科学 环境科学与工程 生物学 天文地球 更多>>
氮添加对鄂西南贫营养型泥炭地碳组分的影响 2025年 为了解不同浓度氮素添加对亚热带贫营养泥炭地土壤碳组分的影响,对鄂西南贫营养泥炭地原位喷洒不同浓度的NH4Cl溶液,研究氮沉降下不同深度土壤的总碳(TC)、总氮(TN)及其碳组分含量.模拟氮沉降设置0(N0)、3(N3)、6(N6)、12 g m^(-2) a^(-1) (N12)4个处理.结果表明:4年的氮添加显著增加了表层(0-10 cm)与亚表层(10-20 cm)土壤TC含量、表层土壤TN含量,并且总体上随着氮素浓度的增加呈现增加的趋势(N12>N6>N3>N0);氮添加显著增加了表层与亚表层土壤矿物结合态有机碳(MAOC)含量以及表层土壤颗粒态有机碳(POC)、可溶性有机碳(DOC)含量.其中,与N0处理相比,N12处理下表层、亚表层土壤MAOC含量显著增加,分别增加了23%、33.7%;表层土壤POC、DOC与TC、TN呈显著正相关关系,MAOC与TC呈显著正相关关系;亚表层土壤DOC与TN呈显著正相关关系,MAOC与TC呈显著正相关关系;对表层土壤TC贡献较大的是MAOC、TN和草本地上生物量,其次是POC;对亚表层土壤TC影响较大的是MAOC、TN和pH,其次是灌木地上生物量.上述研究表明氮添加主要通过增加MAOC进而显著增加土壤碳储量,结果为全球氮沉降背景下增强贫营养泥炭地碳汇能力提供了一定理论基础. 徐玲 薛丹 孙嘉悦 刘恋 黄贝贝 邹庆 胡静 胡静关键词:氮沉降 泥炭藓 颗粒态有机碳 水位下降对若尔盖泥炭地垂直剖面土壤甲烷产生及厌氧氧化潜势的影响 被引量:2 2021年 泥炭地是主要的甲烷(CH_(4))排放源,甲烷循环过程对水位变化响应敏感。研究选取两块具有水位差异的泥炭地土壤,通过厌氧培养实验探究水位变化对泥炭地甲烷产生和甲烷厌氧氧化(Methane Anaerobic Oxidation, AOM)潜势的影响,并分析影响其潜势大小的生物地球化学因子。结果显示,高水位泥炭地(0 cm)CH_(4)产生累积量为(0.89±0.01)μg/g,要显著高于低水位(-30 cm:(0.70±0.03)μg/g)泥炭地甲烷产生量,但低水位AOM累积量要显著高于高水位泥炭地(0 cm:(2829.93±35.99)μg/g),低水位泥炭地AOM量为(3588.06±24.78)μg/g。通过相关性分析发现甲烷产生潜势与含水量和DOC具有显著相关性,AOM潜势与含水量、pH、DOC具有显著相关性,含水量和DOC是影响若尔盖泥炭地甲烷产生及AOM潜势大小的重要因子。此外,发现高水位泥炭地甲烷产生潜势对温度升高的响应较为明显,特别是表层土壤(0—20 cm)。本研究明确了水位变化对若尔盖泥炭地甲烷产生及AOM潜势的影响特征,估算了全国泥炭地甲烷产生及AOM潜势的大小,以期为减缓全球气候变暖提供一定的理论支撑。 刘俊霞 刘俊霞 薛丹 刘建亮 刘建亮 刘建亮关键词:甲烷产生 泥炭地 15000年以来若尔盖高原泥炭地发育及其碳动态 被引量:13 2018年 高海拔泥炭地是维护高原气候环境稳定的重要生态系统,由于其兼具高海拔和高寒的特点,对气候变化尤为敏感。若尔盖高原泥炭地是中国高海拔泥炭地集中分布区,碳储量丰富,由于方法学差异及数据缺乏,其碳储量估算仍存在一定程度的不确定性,对长时间尺度碳通量的模拟研究还较为匮乏。因此,以若尔盖高原泥炭地为研究对象,基于若尔盖高原泥炭地每千年的面积变化和碳累积速率重新评估若尔盖高原泥炭地碳储量,并利用泥炭分解模型和碳通量重建模型探讨了15000年以来若尔盖高原泥炭地碳通量动态。研究结果表明,若尔盖高原泥炭地约从15000年开始发育,发育高峰期在12000—10000年和7000—5000年,泥炭累积速率范围为0.22—1.31 mm/a,平均值为0.56 mm/a;碳累积速率范围为13.4—77.2 g C m-2a-1,平均碳累积速率为33.5 g C m^(-2)a^(-1),3000年至今碳累积速率最高,7000—6000年是碳累积速率次峰值时期; 15000年以来若尔盖高原泥炭地碳储存量达1.4 Pg(1 Pg=1015g),碳累积输入和碳累积释放分别为5.6 Pg和4.2 Pg;净碳平衡平均值为0.087 Tg (1 Tg=1012g) C/a,峰值出现在11000—10000年为0.295 Pg;在6000—2000年若尔盖泥炭地出现微弱碳源,最大值出现在5000—4000年,约为-0.034 Pg,净碳平衡在15000—11000年和4000年至今呈现上升趋势,而10000—4000年整体呈现下降趋势。总体而言,若尔盖高原泥炭地碳储量丰富,是青藏高原东部重要的陆地生态系统碳库和碳汇,本研究将为我国高海拔泥炭地碳库保育提供一定的理论和数据支撑。 刘利娟 刘欣蔚 鞠佩君 朱单 薛丹 刘建亮 刘建亮 何奕忻关键词:碳通量 季风 冷浸田改种泥炭藓显著增加土壤有机碳含量且降低胞外酶活性 被引量:1 2024年 [目的]研究冷浸田改种泥炭藓(Sphagnum)不同年限后土壤的固碳潜力和胞外酶活性的变化,为合理利用冷浸田提供依据。[方法]选取贵州省黔南州独山县紫林山村为研究区,以种植水稻的冷浸田为对照,对比分析冷浸田改种泥炭藓1、3、10和20年后表层(0-10 cm)土壤理化性质、胞外酶活性及土壤有机碳含量变化,探究泥炭藓种植对冷浸田土壤固碳潜力的影响。[结果](1)种植泥炭藓改变了冷浸田土壤理化性质,种植10年后,土壤容重、团聚体平均重量直径及总酚含量相比对照分别提高了16.9%、33.8%和88.1%。(2)随着泥炭藓种植年限增加,土壤纤维素二糖水解酶、酸性磷酸酶、β-1,4-乙酰-葡萄糖胺糖苷酶、β-1,4-葡萄糖苷酶、亮氨酸氨基肽酶活性以及多酚氧化酶含量均显著降低。(3)冷浸田改种泥炭藓10年后,土壤总有机碳和惰性有机碳含量显著增加,而改种泥炭藓20年后,土壤可溶性有机碳和活性有机碳含量显著降低,土壤纤维素二糖水解酶、酸性磷酸酶、β-1,4-乙酰-葡萄糖胺糖苷酶、β-1,4-葡萄糖苷酶、亮氨酸氨基肽酶活性以及多酚氧化酶含量均显著降低。(4)结构方程模型显示,对于总有机碳和惰性有机碳,泥炭藓种植年限的直接正效应最大。对于可溶性有机碳和活性有机碳,胞外酶活性的直接影响最大。土壤理化性质普遍通过影响胞外酶活性对4种碳产生间接影响,泥炭藓种植年限则通过影响土壤理化性质对4种碳产生间接影响。[结论]种植泥炭藓改变了土壤环境,显著增加冷浸田土壤有机碳含量且降低土壤胞外酶活性,促进碳积累,且长期种植泥炭藓使碳积累更加明显。 高娅菲 赵媛博 徐玲 孙嘉悦 夏煜轩 薛丹 武海雯 宁航 吴安驰 吴林关键词:冷浸田 泥炭藓 土壤酶活性 微生物介导的甲烷厌氧氧化过程及其影响因子研究进展 被引量:11 2020年 温室气体甲烷减排是全球变化领域的研究热点,甲烷厌氧氧化(anaerobic methane oxidation,AOM)过程是一个以前被忽视的甲烷汇,在调控全球甲烷收支平衡及减缓温室效应等方面扮演着十分重要的角色。AOM微生物以甲烷为唯一电子供体,与硫酸盐(SO42-)、亚硝酸盐(NO2-)/硝酸盐(NO3-)、金属离子(Fe3+、Mn4+、Cr6+)等结合完成氧化还原过程,该过程是耦合碳、氮、硫循环的关键环节。本文系统整理分析了不同AOM类型、发生机理、相关功能微生物类群(ANME-1、ANME-2、ANME-3、NC10、MBG-D)及影响AOM过程的关键调控因子的最新研究进展。结果发现,目前80%以上研究都集中在对最常见电子受体类型(SO42-/NO3-/NO2-/Fe3+/Mn4+)的AOM相关过程,而忽视了潜在的新型电子受体(AQDS/HAs O42-/Cr6+/ClO4-等)的耦合作用过程和相对应的微生物类型及作用机理。对未来AOM研究方向提出展望,以期为研究甲烷厌氧氧化菌在不同生态系统中的生态分布及减缓全球温室气体排放提供新的思路。 刘俊霞 刘俊霞 陈槐 薛丹 高永恒 杨军关键词:电子受体 温室气体 全球变化 低水位增加灌木多样性和生物量但降低土壤有机碳含量:以鄂西南贫营养泥炭地为例 被引量:2 2023年 地下水位变化对泥炭地的植被组成及多样性具有明显的调控作用,从而可能会深刻改变泥炭地的储碳潜力。目前,有关泥炭地植物多样性和土壤有机碳含量对水位波动的响应还存在较大争议,且有关亚热带贫营养泥炭地地下水位对植物多样性及生物量与土壤有机碳含量影响的研究鲜有报道。本研究选择鄂西南贫营养泥炭地为研究对象,调查了4个地下水位梯度(-4 cm、-8 cm、-12 cm、-20 cm)下的植被组成、多样性、生物量及土壤有机碳含量,以探究不同水位梯度对鄂西南贫营养泥炭地植物多样性、生物量及土壤有机碳含量的影响。结果表明:(1)地下水位下降,土壤含水量、土壤有机碳含量和总酚含量显著降低,而溶解氧含量显著增加(P<0.05)。并且,低水位(-20 cm)处土壤有机碳含量是高水位(-4 cm)处土壤有机碳含量的72%。(2)地下水位显著改变鄂西南贫营养泥炭地物种组成,随着地下水位下降,灌木物种数量增加,且以浅根系的杜鹃花科和蔷薇科植物为主。(3)总体上,随着地下水位的降低,灌木多样性呈现显著增加的趋势(P<0.05),而草本植物多样性变化不显著。(4)地下水位对植被地上总体生物量影响不显著,但随地下水位的降低,灌木生物量极显著增加(P<0.01)、草本生物量显著增加(P<0.05),而苔藓生物量降低。本研究表明,较高的地下水位是维持鄂西南贫营养泥炭地土壤有机碳含量的关键,维管植物多样性的提升并不能增加该泥炭地的固碳潜力。 吴浩 余玉蓉 王佳钰 赵媛博 高娅菲 李小玲 卜贵军 薛丹 薛丹关键词:植物多样性 生物量 土壤有机碳 模拟氮沉降对鄂西南湿地泥炭藓生理及形态特征的影响 被引量:5 2023年 泥炭藓(Sphagnum)作为泥炭藓湿地中的优势种,是泥炭藓湿地最主要的固碳(C)植物,其生理与形态特征关系着泥炭藓湿地的碳汇潜力。氮(N)沉降对泥炭藓生理和形态特征具有显著影响,但有关N沉降对湿地泥炭藓生理及形态特征的影响还存在很大的争议,并且N沉降对亚热带湿地泥炭藓生理及形态特征影响的研究鲜有报道。该研究以鄂西南泥炭藓湿地为研究对象,通过原位喷洒不同浓度的NH4Cl溶液,探讨模拟N沉降对泥炭藓生理及形态特征的影响。模拟N浓度设置4个水平,分别为0(N0)、3(N3)、6(N6)、12 g·m^(-2)·a^(-1)(N12),其中N0为对照(CK)。研究结果表明:(1)N沉降对泥炭藓体内总C、总N含量有显著影响。其中,N3处理下的总C、总N含量最高,相比于CK分别增加了3.78%和88.52%。(2)N沉降对泥炭藓叶绿素含量和荧光活性影响不显著,但对泥炭藓抗氧化酶活性和渗透调节物质的含量有显著促进作用,尤其是可溶性糖含量与过氧化物酶活性。(3)随N沉降量增加,泥炭藓株高、分枝数、单株质量及叶细胞面积均表现为先增加后降低趋势,且最大值出现在N3处理。(4)泥炭藓对N沉降很敏感,2年的N沉降对泥炭藓的生理及形态特征的影响存在一定的N沉降负荷值,约为3 g·m^(-2)·a^(-1),大于该值后,泥炭藓各类形态指标受到抑制,受到胁迫显著增加。该研究表明,当前自然大气N沉降量对鄂西南湿地泥炭藓生长有一定的促进作用,但持续或加倍的N沉降可能会对泥炭藓生长造成伤害。 余玉蓉 吴浩 高娅菲 赵媛博 李小玲 卜贵军 薛丹 薛丹 刘正祥 吴林关键词:泥炭藓 氮输入 叶绿素 抗氧化酶 川西高原泥炭沼泽土壤有机碳分布特征及其影响因素 被引量:12 2022年 川西高原是中国高海拔泥炭地集中分布区,有机碳资源丰富,但由于方法学差异及数据缺乏,其有机碳分布研究存在一定程度的不确定性,探究其分布特征对于补充该地区泥炭资源数据具有重要意义.通过大量野外调查,收集了川西高原阿坝州和甘孜州共87个样点的0-30 cm深度泥炭沼泽土壤样品,分析其有机碳含量及有机碳密度分布特征,并讨论环境因子对有机碳分布的影响.结果表明,在垂直分布上,川西高原泥炭沼泽表层(0-10 cm)土壤有机碳含量显著高于亚表层(10-30 cm)土壤,与土壤pH、土壤容重显著负相关(P<0.01).在空间分布上,土壤有机碳含量及有机碳密度均随纬度增加而显著降低,有机碳含量分布主要受土壤容重及年均温影响,有机碳密度分布主要由年均温及纬度决定.此外,本研究区域泥炭沼泽0-30 cm土壤平均有机碳密度(20.04 kg/m^(2))是整个中国陆地生态系统0-30 cm土壤有机碳密度(3.70 kg/m^(2))的约5.4倍.总体而言,川西高原泥炭沼泽土壤有机碳资源丰富,有机碳含量及密度在空间分布上表现为“北低南高”,这种分布格局主要由年均温决定,结果可为更深入理解气候变化下的高海拔泥炭沼泽生态系统碳循环提供一定理论和数据支撑.(图4表7参82) 陈良帅 黄新亚 薛丹 陈槐 林波 梁栋关键词:泥炭沼泽 土壤有机碳含量 土壤有机碳密度 川西高原 不同营养类型泥炭地土壤酶活性及其化学计量特征 2025年 泥炭地是重要的陆地碳库,其生态功能受养分来源与水文条件的深刻影响。当前针对不同类型泥炭地的土壤酶活性特征及其驱动机制的对比研究仍较缺乏。本研究比较了养分来源和水分状况不同的2种泥炭地(雨养型泥炭地和矿养型泥炭地)的土壤酶活性、酶化学计量特征及土壤理化性质的差异,分析驱动不同类型泥炭地土壤酶活性及其化学计量特征的主要因素。结果表明:雨养型泥炭地的含水量(SWC)、总碳(TC)、总氮、C/P、N/P比矿养型泥炭地高715.0%、42.8%、38.9%、84.2%、83.2%,而pH值、总磷、微生物生物量氮(MBN)比矿养型泥炭地低25.9%、25.0%、68.5%;雨养型泥炭地的酸性磷酸酶、β-1,4-葡萄糖苷酶、β-1,4-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶、亮氨酸氨基肽酶、过氧化物酶活性均显著高于矿养型泥炭地1.2倍以上,而酚氧化酶活性比矿养型泥炭地低50%;SWC、pH、TC、C/P、N/P、MBN、矿物结合态有机碳是影响土壤酶活性及其化学计量比的显著因子。两种类型泥炭地均表现出磷限制,且雨养型泥炭地受磷限制程度更大。本研究为了解不同营养类型泥炭地养分资源限制提供了基础数据,为维持泥炭地长期稳定发展提供科学依据。 徐玲 薛丹 孙嘉悦 邹庆 黄贝贝 刘恋 吴林关键词:泥炭地 酶活性 化学计量 全新世以来若尔盖高原泥炭地的发育及碳动态 刘利娟 刘欣蔚 鞠佩君 朱单 薛丹 刘建亮 何奕忻 陈槐关键词:碳通量