目錄
第1章 緒論1
1.1 黃土高原土壤有機(jī)碳的固定作用進(jìn)展2
1.2 黃土高原土壤有機(jī)碳的物理固定作用5
1.3 黃土高原土壤有機(jī)碳的化學(xué)固定作用6
1.4 黃土高原土壤有機(jī)碳的微生物固定作用8
1.4.1 固碳微生物對(duì)土壤有機(jī)碳積累的作用8
1.4.2 微生物殘?bào)w對(duì)土壤有機(jī)碳積累的作用10
1.4.3 微生物殘?bào)w碳庫(kù)對(duì)土壤有機(jī)碳循環(huán)模型的重要作用11
參考文獻(xiàn)12
第2章 植被恢復(fù)中土壤有機(jī)碳密度與穩(wěn)定性18
2.1 區(qū)域尺度下土壤有機(jī)碳穩(wěn)定性與密度變化特征18
2.1.1 黃土高原從西到東土壤有機(jī)碳穩(wěn)定性與密度變化特征18
2.1.2 黃土高原從南到北土壤有機(jī)碳含量與密度變化特征21
2.2 小流域尺度下土壤有機(jī)碳穩(wěn)定性與密度變化特征21
2.2.1 坊塌流域土壤有機(jī)碳穩(wěn)定性與密度變化特征22
2.2.2 紙坊溝流域土壤有機(jī)碳穩(wěn)定性與密度變化特征24
2.2.3 董莊溝流域土壤有機(jī)碳穩(wěn)定性與密度變化特征27
2.2.4 楊家溝流域土壤有機(jī)碳穩(wěn)定性與密度變化特征29
2.2.5 小流域尺度下土壤有機(jī)碳各組分含量、穩(wěn)定性及其影響因素31
2.3 不同植被類型下土壤有機(jī)碳穩(wěn)定性與密度變化特征39
2.3.1 喬木植被類型下土壤有機(jī)碳穩(wěn)定性與密度變化特征39
2.3.2 灌叢植被類型下土壤有機(jī)碳穩(wěn)定性與密度變化特征40
2.3.3 草本植被類型下土壤有機(jī)碳穩(wěn)定性與密度變化特征41
2.4 小結(jié)43
參考文獻(xiàn)44
第3章 土壤有機(jī)碳形成的物理和化學(xué)機(jī)制45
3.1 土壤有機(jī)碳的物理保護(hù)機(jī)制45
3.1.1 不同粒級(jí)團(tuán)聚體中有機(jī)碳含量45
3.1.2 不同粒級(jí)團(tuán)聚體有機(jī)碳組分49
3.1.3 土壤有機(jī)碳與團(tuán)聚體之間的關(guān)系68
3.2 基于生態(tài)化學(xué)計(jì)量學(xué)探討土壤有機(jī)碳的固定機(jī)制70
3.2.1 陜北黃土高原土壤有機(jī)碳組分分布特征70
3.2.2 土壤有機(jī)碳組分和元素生態(tài)化學(xué)計(jì)量特征的相關(guān)性72
3.3 應(yīng)用紅外光譜技術(shù)探究土壤有機(jī)碳的形成過(guò)程73
3.3.1 紅外光譜分析原理與技術(shù)74
3.3.2 結(jié)合中紅外漫反射光譜技術(shù)研究有機(jī)碳形成的物理、化學(xué)和微生物機(jī)制86
3.4 小結(jié)98
參考文獻(xiàn)99
第4章 光合碳在植物–土壤系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)化過(guò)程101
4.1 碳同位素方法在生態(tài)系統(tǒng)有機(jī)碳動(dòng)態(tài)研究中的應(yīng)用102
4.1.1 利用碳同位素方法研究植物–土壤–微生物系統(tǒng)中光合碳的循環(huán)與周轉(zhuǎn)102
4.1.2 利用穩(wěn)定同位素探針技術(shù)研究有機(jī)碳動(dòng)態(tài)與周轉(zhuǎn)104
4.2 云霧山不同封育年限草地光合碳在植物–土壤系統(tǒng)中的周轉(zhuǎn)105
4.2.1 草地植被13C穩(wěn)定同位素原位標(biāo)記方法105
4.2.2 不同封育年限草地光合碳在植物–土壤系統(tǒng)中的分配106
4.2.3 不同封育年限草地土壤有機(jī)碳富集的光合碳的絕對(duì)含量110
4.3 子午嶺不同樹(shù)種間光合碳在植物–土壤系統(tǒng)中的周轉(zhuǎn)112
4.3.1 森林植被13C穩(wěn)定同位素原位標(biāo)記方法112
4.3.2 喬木光合碳在植物–土壤系統(tǒng)中的分配113
4.4 枯落物分解對(duì)土壤有機(jī)碳收支的影響120
4.4.1 枯落物分解對(duì)土壤有機(jī)碳的貢獻(xiàn)120
4.4.2 枯落物分解對(duì)土壤礦化作用的影響123
4.5 枯落物分解過(guò)程中微生物群落結(jié)構(gòu)的變化及其對(duì)土壤有機(jī)碳的貢獻(xiàn)131
4.5.1 枯落物分解過(guò)程中微生物群落結(jié)構(gòu)的變化131
4.5.2 枯落物分解過(guò)程中微生物殘?bào)w碳的變化134
4.6 小結(jié)138
參考文獻(xiàn)139
第5章 葉際微生物群落變化及其對(duì)有機(jī)碳的貢獻(xiàn)148
5.1 葉際碳組分變化148
5.1.1 枯落物中纖維素和半纖維素含量的變化148
5.1.2 枯落物中木質(zhì)素含量的變化151
5.2 碳組分與葉際微生物組之間的關(guān)系152
5.2.1 碳組分與葉際細(xì)菌群落152
5.2.2 碳組分與葉際真菌群落158
5.3 小結(jié)162
參考文獻(xiàn)162
第6章 枯落物分解影響土壤有機(jī)碳周轉(zhuǎn)的微生物學(xué)機(jī)制164
6.1 枯落物分解過(guò)程中葉片有機(jī)碳周轉(zhuǎn)的微生物學(xué)機(jī)制164
6.1.1 枯落物分解過(guò)程中有機(jī)碳的變化特征164
6.1.2 枯落物分解過(guò)程中微生物代謝產(chǎn)物變化特征172
6.1.3 枯落物分解過(guò)程中微生物多樣性及群落結(jié)構(gòu)變化特征173
6.2 枯落物分解對(duì)土壤有機(jī)碳的影響180
6.2.1 枯落物分解對(duì)土壤有機(jī)碳及其他性質(zhì)的影響180
6.2.2 枯落物分解對(duì)土壤微生物群落及功能的影響181
6.2.3 枯落物分解對(duì)土壤細(xì)菌多樣性的影響186
6.2.4 枯落物分解過(guò)程中土壤性質(zhì)對(duì)土壤細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)的影響186
6.2.5 枯落物分解過(guò)程中土壤有機(jī)碳的周轉(zhuǎn)機(jī)制188
6.3 小結(jié)192
參考文獻(xiàn)193
第7章 草地根系對(duì)土壤有機(jī)碳形成的影響195
7.1 典型草地植物群落根系性質(zhì)特征195
7.1.1 植物群落根系生物量與形態(tài)分布特征195
7.1.2 植物群落根系化學(xué)性質(zhì)特征198
7.1.3 植物群落根系性質(zhì)與土壤碳組分的相關(guān)性198
7.2 典型草地植物根系生長(zhǎng)對(duì)土壤有機(jī)碳的影響201
7.2.1 植物群落根系生長(zhǎng)過(guò)程中土壤有機(jī)碳的變化特征201
7.2.2 根系分泌物對(duì)土壤有機(jī)碳及其組分的影響203
7.3 典型草地植物根系分解對(duì)土壤有機(jī)碳的影響205
7.3.1 根系分解速率特征206
7.3.2 根系C、N、P的動(dòng)態(tài)變化特征207
7.3.3 根系分解對(duì)土壤有機(jī)碳及其活性組分的影響208
7.4 小結(jié)212
參考文獻(xiàn)212
第8章 植物殘?bào)w碳轉(zhuǎn)化的界面過(guò)程214
8.1 植物殘?bào)w碳轉(zhuǎn)化對(duì)界面土壤碳組分的影響215
8.1.1 土壤物理碳組分215
8.1.2 土壤化學(xué)碳組分217
8.1.3 討論217
8.2 植物殘?bào)w分解對(duì)界面土壤胞外酶活性的影響219
8.2.1 土壤胞外酶活性220
8.2.2 影響土壤胞外酶活性的因素222
8.2.3 討論224
8.3 植物殘?bào)w分解對(duì)界面土壤生態(tài)化學(xué)計(jì)量特征的影響225
8.3.1 土壤可溶性C、N和P的生態(tài)化學(xué)計(jì)量特征225
8.3.2 土壤微生物生物量生態(tài)化學(xué)計(jì)量特征226
8.3.3 土壤C、N、P生態(tài)化學(xué)計(jì)量特征226
8.3.4 土壤胞外酶生態(tài)化學(xué)計(jì)量特征227
8.3.5 土壤胞外酶生態(tài)化學(xué)計(jì)量特征與土壤生態(tài)化學(xué)計(jì)量特征的相關(guān)性分析227
8.3.6 討論228
8.4 枯落物分解對(duì)界面土壤微生物代謝限制的影響230
8.4.1 土壤微生物代謝限制的分布特征231
8.4.2 土壤微生物代謝限制的影響因素231
8.4.3 討論235
8.5 枯落物分解對(duì)界面土壤微生物周轉(zhuǎn)及存留過(guò)程的影響236
8.5.1 微生物殘?bào)w標(biāo)志物237
8.5.2 土壤微生物殘?bào)w碳237
8.5.3 土壤微生物殘?bào)w與碳組分的相關(guān)關(guān)系239
8.5.4 影響土壤微生物殘?bào)w碳積累的因素242
8.5.5 討論244
8.6 小結(jié)247
參考文獻(xiàn)247
第9章 土壤固碳微生物群落及微生物產(chǎn)物對(duì)有機(jī)碳的貢獻(xiàn)256
9.1 土壤固碳微生物群落分布特征256
9.1.1 土壤固碳微生物群落的地理分布格局257
9.1.2 不同植被區(qū)土壤固碳微生物群落特征262
9.1.3 降水變化下草地土壤固碳微生物的群落特征265
9.1.4 生物結(jié)皮形成過(guò)程中固碳微生物群落結(jié)構(gòu)特征270
9.2 土壤固碳微生物的固碳機(jī)制274
9.2.1 不同植被區(qū)土壤固碳微生物的固碳途徑特征274
9.2.2 不同植被區(qū)固碳途徑中編碼基因變化特征276
9.2.3 不同自然降水條件下草地土壤固碳微生物的固碳途徑279
9.2.4 不同自然降水條件下草地土壤固碳途徑中編碼基因變化特征280
9.3 土壤固碳微生物的固碳潛力及其調(diào)控因素283
9.3.1 不同植被區(qū)土壤固碳微生物的固碳潛力特征283
9.3.2 不同植被區(qū)土壤固碳微生物的固碳潛力調(diào)控因素284
9.3.3 生物土壤結(jié)皮形成過(guò)程中固碳微生物固碳潛力的變化特征291
9.3.4 生物土壤結(jié)皮形成過(guò)程中固碳微生物固碳潛力變化的調(diào)控因素291
9.4 不同植被區(qū)土壤微生物產(chǎn)物對(duì)有機(jī)碳積累的貢獻(xiàn)293
9.4.1 土壤胞外酶活性及微生物生物量變化特征293
9.4.2 土壤顆粒態(tài)有機(jī)碳和礦質(zhì)結(jié)合態(tài)有機(jī)碳的分布特征296
9.5 生物土壤結(jié)皮形成過(guò)程中微生物產(chǎn)物對(duì)有機(jī)碳積累的貢獻(xiàn)及其調(diào)控因素298
9.5.1 胞外酶及其生態(tài)化學(xué)計(jì)量特征變化298
9.5.2 顆粒態(tài)有機(jī)碳和礦質(zhì)結(jié)合態(tài)有機(jī)碳的變化特征305
9.5.3 微生物殘?bào)w碳的變化特征310
9.5.4 微生物殘?bào)w積累和分解的調(diào)控因素313
9.6 小結(jié)316
參考文獻(xiàn)316
第10章 深層土壤有機(jī)碳及其與微生物群落的關(guān)系321
10.1 深層土壤有機(jī)碳含量與儲(chǔ)量322
10.1.1 人工刺槐林深層土壤養(yǎng)分含量特征322
10.1.2 人工刺槐林深層土壤有機(jī)碳含量與儲(chǔ)量分布特征323
10.1.3 人工刺槐林深層土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量影響因素324
10.2 人工刺槐林深層土壤微生物群落分布325
10.2.1 人工刺槐林深層土壤微生物群落結(jié)構(gòu)326
10.2.2 人工刺槐林深層土壤微生物群落多樣性327
10.3 深層土壤有機(jī)碳含量與儲(chǔ)量關(guān)系分析330
10.4 深層土壤微生物群落結(jié)構(gòu)分析332
10.5 小結(jié)333
參考文獻(xiàn)333
第11章 研究展望337
參考文獻(xiàn)339