高寒矿区大量的采挖和开发势必会对当地植被和土壤产生剧烈的影响,由于目前对高寒矿区人工恢复草地的研究极少,并不确定高寒矿区人工恢复草地对植被群落结构和土壤理化性质的恢复效果。本研究利用野外现场测定及室内分析相结合的方法,生成木里矿区原生植被及不同恢复年限人工草地植被群落盖度、高度、地上、地下生物量,土壤容重、持水量、有机碳、全氮、全磷、全钾、酶活性、微生物多样性,植被地上部分、地下根系及土壤重金属含量等指标。该数据可为青藏高原高寒矿区人工草地的系统研究提供基础数据支持。
| 采集时间 | 2023/08/10 - 2023/08/15 |
|---|---|
| 采集地点 | 木里矿区 |
| 海拔 | 3779.0m - 3995.0m |
| 数据量 | 189.1 KiB |
| 数据格式 | *.xlsx |
(1)植被群落调查:随机选取大小为0.5 m*0.5 m的样方进行植物群落特征的调查,每个样地4个重复,在各样方内,用直尺测量地上植物群落的平均高度(在每个样方内测定10次记录,取平均值)和单种的植株高度,用针刺法测定植被群落的盖度。
(2)地上生物量:在样方内先分拣出凋落物后,用剪刀齐地面剪去植被地上部分,分别装入信封并标记。同时,在样方内进行分种样品采集,将刈割采集的每种植物分别装袋并标记。将采集的植物样品带回实验室,105 ℃杀青15 min,65 ℃烘干至恒重,称量并记录,得到群落和分种地上生物量。
(3)根系生物量:在剪去植物的样方中,用直径7 cm的根钻在0-10 cm取3钻,将3钻土壤样品混合,过2 mm筛。将未过筛的植物根系洗净带回实验室65℃烘干至恒重,称量记录各样地的根系生物量。
(4)土壤容重及持水量:采用环刀法,在分种群落样方内用直径为5 cm,高为5 cm的环刀采集0-10原状土壤,带回实验室,用于测定土壤容重、持水能力。土壤饱和持水量、田间持水量、毛管持水量、容重采用环刀法,具体测定过程及计算方法参考《中华人民共和国林业行业标准——森林土壤分析方法》。
(5)土壤养分及pH值:土壤pH值测定,先称取5 g风干土置于烧杯中,根据水土比(1:2.5)加入10 ml去离子水,充分混匀后静置10 min,使用pH酸度计进行测定。土壤有机碳采用重铬酸钾外加热法测定;土壤全氮采用半微量凯氏定氮法测定;土壤全磷采用分光光度计测定,全钾和速效钾采用火焰光度计测定,具体操作方法参考鲍士旦《土壤农化分析》测定方法。
(6)土壤微生物量碳氮磷及土壤微生物物种组成的测定:土壤微生物量碳和微生物量氮:采用氯仿熏蒸浸提法测定:取2份约10 g鲜土,一份直接用40 mL 0.05 mol/L K2SO4溶液浸提,另一份置于真空干燥器中在黑暗条件下使用氯仿熏蒸24 h,然后用40 mL 0.05 mol/L K2SO4溶液浸提。将溶解于K2SO4溶液的土壤样品放在振荡器内振荡(150 rpm/min)抽提1 h,用微孔滤膜或定量滤纸过滤,收集浸提液。用TOC仪测定熏蒸前后土壤的总有机碳(TOC)和总有机氮(TON)含量,计算土壤的微生物量碳氮。(单位:mg/kg)。土壤微生物量磷:分别称取熏蒸(和测微生物碳氮一样处理)和未熏蒸的土样5g,用碳酸氢钠浸提,(一个5g需50ml浸提剂,土:水=1:10),再加入一勺无磷活性炭,盖好小绿瓶,在往复震荡机上震荡30min,立即用定量滤纸过滤。吸取滤液10ml,然后加入钼锑显色剂5ml,分数次进行充分摇匀,逐净二氧化碳。在室温放置30min,用700(有条件用880nm)波长进行比色。以空白溶液(10ml浸提剂代替滤液,同上处理)为参比液调节分光光度计零点。空白液的浓度为0,测出待测液的吸收值。计算土壤的微生物量磷含量。(单位:mg/kg)。DNA提取:土壤微生物组DNA提取方法参照PowerSoil DNA Isolation Kit (MoBio Laboratories, Carlsbad, CA) 【Omega Stool DNA Kit】试剂盒说明书。提取得到的DNA用1%琼脂糖凝胶电泳和分光光度法进行DNA质量和浓度检测。质检合格的样本样品储存在-20℃以备后续实验使用。PCR扩增:用引物(根据选择的引物填写)扩增(根据选择的引物填写)基因区。在上游和下游引物的5’末端各添加8bp条形码序列,以区分不同的样本。PCR反应体系(总体系为25μL):12.5 μL KAPA 2G Robust Hot Start Ready Mix、1 μL Forward Primer(5 μM)、1 μL Reverse Primer(5 μM)、5 μL DNA(加入的DNA总量为30 ng),最后加入5.5 μL dd H2O补足至25 μL。反应参数:95 ℃预变性5min;95 ℃变性45 s,55 ℃退火50 s,72 ℃延伸45 s,28个循环;72 ℃延伸10 min。PCR产物使用1%琼脂糖凝胶电泳检测扩增目的条带大小,并用Agencourt AMPure XP核酸纯化试剂盒纯化。MiSeq测序:PCR产物用于构建微生物多样性测序文库,在北京奥维森基因科技有限公司使用Illumina Miseq PE300高通量测序平台进行Paired-end 测序。测序原始序列上传至NCBI的SRA数据库。
(7)土壤酶活测定:土壤磷酸酶活性的测定,采用的是对硝基苯磷酸二钠比色法。该方法以对硝基苯磷酸二钠(即pNPP)为基质,基质在土壤酸性磷酸酶的催化下水解生成黄色色的对硝基苯酚(即pNP),该黄色溶液在410nm处有最大吸收光值,根据对硝基苯酚的生成数量与黄色溶液的吸光度呈正比来进行定量分析,以此来反映土壤酸性磷酸酶的活性。葡萄糖苷酶、乙酰基氨基葡萄糖苷酶、亮氨酸氨基肽酶:首先,称取新鲜土壤1g置于塑料瓶内(250m),加蒸馏水125ml,震荡2h(25℃l80r/min)。其次,测定样品:招匀悬浊液,吸取1ml的悬液于离心管内(2ml),加入荧光底物0.25ml,吸取三份(分别加入不同荧光底物),摇匀。第三,空自样品:摇匀悬浊液,吸取1ml的悬浊液于离心管内(2ml),加入馏水0.25ml,吸取三份摇匀。第四,淬火标准样品:摇匀悬浊液,吸取1ml的悬浊液于离心管内(2m),加入标准物质溶液0.25ml吸取3份,摇匀。第五 25℃避光培养4h。第六,步骤2、3和4的离心管加50ul 0.5 mol/L NaOH终止反应,加液后摇匀。第七 转移250ul至96孔酶标板上:(参見酶标版示意图),注意转移时,先摇匀悬浊液再吸样。第八,4MUB激发波长为365nm,检测波长450nm。
(8)土壤重金属:称取通过0.15 mm孔径尼龙筛的风干土3 ~5 g(精确到0.001 g),置于100 mL三角瓶中,用少量水湿润样品,加王水20 mL,轻轻摇匀,盖上小漏斗,置于电热板或电砂浴上,在通风橱中低温加热至微沸(140~160 ℃),待棕色氮氧化物基本赶完后,取下冷却。沿壁加入高氯酸10~20 mL(视样品中有机质的含量而定),继续加热消化产生浓白烟,挥发大部分高氯酸,待三角瓶中样品呈灰白色糊状,取下冷却。用水约10 mL洗涤容器内壁,摇匀,以中速定量滤纸过滤到50 mL容量瓶中,再用热水洗涤残渣3~4次,冷却后用水定容。同时作空白试验。待测溶液、空白消化溶液和标准系列溶液用原子吸收光谱法测定铜、锌、铅、镉、铬、镍。
(9)植物重金属:称样约1.00g于 50mL三角甁中,加硝酸-高氯酸混酸15mL 静置于通风柜,瓶口盖一弯颈小漏斗,待棕色烟出现,溶液上部出现大量白色气泡 消煮至溶液呈均匀淡黄色,且棕色烟几乎消失 ,稍冷滴加少量蒸馏水,过滤后合并滤液于25mL容量瓶,同时设置空白对照,除不加待测样品外,其他操作相同。
野外采集,实验室测定。
数据均采用成熟且常规方法测定,数据质量可靠。
| # | 编号 | 名称 | 类型 |
| 1 | 2022YFF1302601 | 高寒矿区冻土水文生态时空变化监测和数据融合技术集成 | 国家重点研发计划 |
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| # | 标题 | 文件大小 |
|---|---|---|
| 1 | 土壤酶活性.xls | 68.0 KiB |
| 2 | 土壤重金属.xlsx | 12.5 KiB |
| 3 | 微生物生物量碳氮.xls | 38.5 KiB |
| 4 | 江仓矿区土壤养分.xlsx | 16.2 KiB |
| 5 | 江仓矿区植被群落结构.xlsx | 13.0 KiB |
| 6 | 聚乎更矿区土壤养分.xlsx | 17.2 KiB |
| 7 | 聚乎更矿区植被群落结构.xlsx | 14.3 KiB |
| 8 | 采样点基本信息.xlsx | 9.5 KiB |
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