盐生绿洲土壤的亲生物元素、矿物组成及微生物特性——以乌尔扎-托雷内流湖盆地为例

《Contemporary Problems of Ecology》：Biophilic Elements, Mineral Composition, and Microbiological Peculiarities of Soils of Halomorphic Oases of the Intracontinental Endorheic Uldza-Torey Lake Basin

首次系统研究乌尔达-托雷伊内流盆地高矿化卤湖沿岸凹陷土壤矿物中生物嗜性元素及微生物群落作用，揭示Sg,ca层元素富集与微生物多样性、新矿物形成（含Na、Ca、Mg、Fe及稀土元素）关系，证实动物食岩行为钠及稀土假说，为干旱区盐渍土生态研究提供新依据。

　　

摘要

首次对俄罗斯达乌里亚地区乌尔扎-托雷内流盆地中高度矿化的氯化物湖泊周边洼地土壤和矿物中的亲生物元素含量及其参与这些元素循环的微生物群进行了全面研究。关于乌尔扎-托雷盆地土壤中亲生物大量元素（氮、磷、钾、钠、钙、镁、铁和硫）和微量元素（锰、锌、铜、铬、镍和钴）的总含量及其可移动形态的数据表明，准潜育土（solonchak）以及盐渍腐殖质-潜育土和盐渍轻质腐殖质土壤中生物和非生物成分之间的地球圈-生物圈相互作用存在差异。研究证实了盐渍土壤对维持草原地区（达乌里亚、外贝加尔地区）生物多样性的重要作用。在准潜育土的Sg,ca层中，亲生物元素的总含量及其可移动形态（氮、硫、钙、钠、锰和镁）达到了最高值。该层具有最高的微生物多样性指数，大量参与亲生物元素循环的微生物种类在此层形成，并且会生成硅、铝和钠含量变化多样的新矿物。在硫酸盐-氯化物-钠型地下水的影响下，潜育土的下层（CQs）富含钠、镁和硫；其矿物组成以方解石、钙角闪石和单斜石为主。潜育土中亲生物元素可移动形态的富集以及含有钠、钙、镁、铁和稀土元素（铈、镧、钕、钐和钍）的各种矿物的存在，支持了动物具有“食石”行为的两种假说（钠吸收假说和稀土吸收假说）。而在腐殖质-潜育土和盐渍轻质腐殖质土壤的上层，大多数亲生物元素的总含量及其可移动形态明显减少，微生物多样性降低，且以酸性岩石典型的矿物为主，基性岩石矿物较为罕见。由古水成湖沉积物形成的下层含有氯、硫和钠含量较低的氧化物（8–15%），同时富含易溶盐和钠、硫的可移动形态；其他亲生物元素的含量则较低或极低。