一种外来植物苍耳的生态风险评估系统

1.本发明涉及环境保护技术领域，尤其涉及一种外来植物苍耳的生态风险评估系统。


背景技术：

2.大气氮沉降和外来生物入侵均是全球变化研究的热点。过量的氮沉降将对土壤微生物的结构和功能产生负面影响。随着全球经济一体化进程，外来入侵植物的危害正逐年增加，因此对外来入侵种的研究尤为重要。新疆属于干旱半干旱地区，生态系统较为薄弱，加之氮沉降的不断增加，区域生态系统对外来入侵植物的抵抗力较弱，极易对该区的生态系统产生不可逆的重要影响。
3.意大利苍耳作为一种外来恶性入侵植物，其入侵能力强，适应范围广，极易入侵到荒漠、农田、草地等多种生态系统，并给农牧业生产带来严重危害。
4.针对新疆地区生态系统薄弱以及意大利苍耳入侵现象，需要对其进行生态风险评估，为此我们提出一套氮沉降模拟系统来针对苍耳以及不同氮沉降水平对土壤中的微生物进行研究，从而为目前生态系统的风险评估提供参考。


技术实现要素：

5.本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种外来植物苍耳的生态风险评估系统。
6.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
7.一种外来植物苍耳的生态风险评估系统，包括生态模拟模块、苍耳预植、氮沉降模拟系统、微生物检测；
8.生态模拟模块：根据当地土层结构模拟出六个栽培区，每个栽培区面积不小于100cm*120cm，且生态模拟模块至于室外，深度不低于60cm，其中涂层结构模拟灰漠土类型；
9.苍耳预植：选取2
‑
4粒苍耳种子，种植在每个栽培区内，且保证植株间隙大于20cm；
10.氮沉降模拟系统：定时、定量为每个栽培区均匀的添加喷洒氮素；
11.微生物检测：针对每个栽培区初始微生物数量、土壤酶活性、微生物生物量c和生物量n进行检测，且后期根据时间的变化多次执行上述检测。
12.优选地，所述栽培区的实体结构为钢化玻璃组成的栽培容器，数量为六个，每个栽培容器均为上下开口式结构，栽培容器放置于5cm厚的石子层上方。
13.优选地，苍耳预植选取大小相同、同批次成熟的意大利苍耳种子。
14.优选地，所述氮沉降模拟系统为六个栽培区中的五个栽培区施加氮素，其中每个栽培区的氮素喷洒浓度各不相同，划分为n1(1kg：20l/20)、n2(2kg：20l/20)、n3(3kg：20l/20)、n4(4kg：20l/20)和n5(5kg：20l/20)五个指标，其中一个栽培区内不额外添加氮沉降水平。
15.本发明具有以下有益效果：
16.1、本发明提出的外来植物苍耳的生态风险评估系统，通过设置五个具有人工控制的氮沉降栽培区和一个自然氮沉降栽培区，来分别对意大利苍耳的根际微生物进行研究，其中栽培区土层结构严格模拟新疆地区的土层结构，针对氮沉降水平的改变，可以通过实验，有效直观的反应出栽培区是生态系统的变化，为科研人员研究外来生物入侵和氮沉降对生态系统的变化，提供了参考。
17.2、本发明提出的外来植物苍耳的生态风险评估系统，通过在栽培区的玻璃容器底部设置一层5cm厚度的石子层，防止喷淋氮素施加的水分过多，对栽培区植株造成影响，从而影响实验结果，整体实验装置放置于室外，自然天气下进行，提高实验结果的准确性。
附图说明
18.图1为本发明提出的一种外来植物苍耳的生态风险评估系统的单栽培区结构示意图。
具体实施方式
19.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
20.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
21.一、具体流程：
22.1、选取发芽的苍耳植株，5
‑
10cm高，移植到玻璃容器组成的六个栽培区内部，保证每个植株间隙大于20cm；
23.2、所有苍耳植株生长至60天后，检测每个栽培区微生物数量、土壤酶活性、微生物生物量c和生物量n，并作出统计；
24.3、模拟不同的氮沉降水平，将不同质量的尿素co(nh2)2溶于20l水溶液中，通过喷洒设备进行氮素添加，总溶液分为20天喷洒至栽培区内，其中n1为1kg、n2为2kg，n3为3kg，n4为4kg，n5为5kg。
25.4、氮沉降模拟总共周期为4个月，其中每个月末检测每个栽培区微生物数量、土壤酶活性、微生物生物量c和生物量n，并作出统计。
26.二、检测方法以及检测数据
27.1、微生物数量检测
28.血细胞计数法
29.将稀释的菌液样品滴在血细胞计数板上，在显微镜下计算4～5个中格的细菌数，并求出每个小格所含细菌的平均数，再以此为依据，估算总菌数。
30.①
此法的缺点是不能区分死菌和活菌
31.②
对压在小方格界线上的细菌，应当取平均值计数
32.③
此法可用于测定培养液中酵母菌种群数量的变化
33.2、土壤酶活性检测
34.脲酶测定(苯酚钠
‑
次氯酸钠比色法)
35.过氧化氢酶测定(紫外分光光度法)
36.蔗糖酶测定(比色法)
37.磷酸酶测定(磷酸苯二钠比色法)
38.3、微生物生物量c检测
39.采用氯仿熏蒸
‑
k2so4提取
‑
碳分析仪器法
40.4、微生物生物量n检测
41.氯仿熏蒸
‑
k2so4提取
‑
流动注射氮分析仪器法
42.三、检测结果
43.栽培区一(无氮沉降)
[0044][0045][0046]
栽培区二(氮沉降标准n1)
[0047][0048]
栽培区三(氮沉降标准n2)
[0049]
[0050][0051]
栽培区四(氮沉降标准n3)
[0052]
[0053][0054]
栽培区五(氮沉降标准n4)
[0055][0056]
栽培区六(氮沉降标准n5)
[0057][0058]
根据上述检测结果可以得知，氮沉降标准在n3
‑
n5范围内的苍耳根系微生物的数量和初次测量结果有很大的变化，氮沉降影响微生物的繁育，虽然苍耳的生存能力顽强，但是栽培区的生态已经不具备可持续发展的能力了。
[0059]
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。