豫东黄河故道大型土壤动物群落组成及多样性研究

为查明故道湿地大型土壤动物类群对不同湿地类型的响应,于2014年对豫东黄河故道的盐碱滩地、湿草地、芦苇湿地和林地4种类型湿地的大型土壤动物群落进行了调查。结果表明:豫东黄河故道不同湿地类型大型土壤动物群落的类群数和优势类群均存在显著差异,优势类群和主要类群的差异也反映出不同湿地类型环境的异质性。季节变化对大型土壤动物群落类群数、密度和多样性指数均有显著影响(P0.05或P0.01),且不同湿地类型大型土壤动物对季节变化的响应存在差异。湿地不同的土壤环境因子,尤其是土壤有机质、氮磷和土壤微生物生物量碳氮的含量与大型土壤动物类群数、密度和多样性间存在显著相关关系(P0.05或P0.01)。     

河南南阳烟区土壤生态指标的主成分分析

采用主成分分析法对南阳烟区13个不同生态类型土壤的物理、化学及生物学性状指标进行分析,结果表明,南阳烟区土壤化学生态指标中第一主成分为有机质的综合指标;第二主成分为pH。南阳烟区土壤物理生态指标中第一主成分为容重、孔隙度;第二主成分为土粒密度。南阳烟区土壤生物学生态指标中第一主成分为脲酶活性、过氧化氢酶活性的综合指标;第二主成分为纤维菌数、放线菌数、氨化菌数的综合指标。南阳烟区土壤物理和化学生态指标中第一主成分为容重、孔隙度;第二主成分为土粒密度。南阳烟区土壤物理、化学和生物生态指标中第一主成分为有机质的综合指标;第二主成分为脲酶活性、过氧化氢酶活性、真菌数等生物学的综合指标;第三主成分为pH、土粒密度、容重等理化综合指标;第四主成分蛋白酶活性和放线菌数的生物学综合指标。为抓住主要矛盾从不同层次研究和改良南阳烟区土壤生态条件提供理论依据。     

土壤质量生物学指标研究进展

本文对近年土壤微生物、土壤酶活性和土壤动物等土壤质量生物学指标研究成果进行了综合评述。土壤微生物是土壤有机组分和生态系统中最活跃的部分,被认为是最敏感的土壤质量生物学指标:微生物生物量代表参与调控土壤中能量和养分循环及有机物质转化所对应微生物的数量,但须结合多样性研究以弥补其无法反映土壤微生物组成和区系变化的缺陷;微生物群落组成和多样性动态反映土壤中生物类群的多变性和土壤质量在微生物数量和功能上的差异;土壤微生物活性体现在土壤微生物商、微生物呼吸和代谢商等方面,应考虑生物量大小与微生物种群活性间的相关关系以反映微生物种群内的差异。土壤酶活性具有极高时效性,在较短时间内就能反映出土壤质量的变化。土壤动物通常以种类的组成和数量,土壤动物区系的相对丰度、多样性或活性作为评价土壤生物质量的敏感指标。与土壤理化指标相比,土壤生物学指标更能对土壤质量的变化做出灵敏迅速的响应,因而被广泛地用于评价土壤质量。     

不同退耕还林模式对土壤生物学性质的影响效果评价

在测定土壤微生物、土壤酶活性基础上,应用主成分因子分析法建立了不同退耕还林模式下的土壤生物学性质评价体系。结果表明,土壤放线菌、真菌数量与转化酶、脲酶、纤维素酶、过氧化氢酶活性之间的相关性达到了极显著或显著水平优势微生物中的微球菌与转化酶,芽孢杆菌与纤维素酶,木霉和游动放线菌与过氧化氢酶,酵母菌与脲酶呈显著正相关关系放线菌、真菌及其微生物优势类群多样性指标在评价土壤生物学肥力质量时具有十分重要的作用4种土壤酶活性是土壤生物学肥力质量评价的重要指标而细菌、酵母等生物量较小的微生物对土壤生态肥力评价的贡献较小。用土壤综合肥力指标值(IFI)进一步评价各样地的土壤生物学肥力质量的顺序依次为:苦竹林表层>桦木林表层>农耕地表层>农耕地亚表层>农耕地深层>桦木和苦竹林亚表层>桦木林深层>苦竹林深层。苦竹对退耕地的生态改善效果,如水土保持、水源涵养和土壤生态肥力的增加等方面要优于桦木。     

退化生态系统植被恢复过程中土壤微生物群落活性响应

通过分析退化生态系统中主要植被恢复类型对土壤微生物群落活性的影响,探讨敏感和可靠的微生物群落活性响应指标,揭示适合当地生态条件的植被恢复类型。结果表明,沙米荒地、白沙蒿、柠条、沙冬青和人工乔木林地土壤微生物量C,N,P和微生物商、蔗糖酶、脲酶、过氧化氢酶、碱性磷酸酶均表现出显著差异(P<0.05)。在土壤各层内,除上层人工乔木林地土壤微生物量N相对较高外,柠条恢复草地土壤微生物量C,N,P都相对较高,沙米荒地均较低;土壤微生物商没有明显的趋势;人工乔木林地蔗糖酶和柠条恢复草地脲酶活性相对较高,过氧化氢酶和碱性磷酸酶活性没有明显的变化趋势,沙米荒地的蔗糖酶、脲酶和过氧化氢酶活性以及白沙蒿草地碱性磷酸酶活性较低。方差分析(ANOVA)显示,蔗糖酶、脲酶、过氧化氢酶和碱性磷酸酶与土壤有机质、全氮以及微生物量C,N,P之间呈显著相关关系;主成分分析(PCA)表明,土壤微生物量N,C,P和蔗糖酶、土壤微生物商基本反映了研究区植被恢复中土壤微生物群落活性的响应信息。不同植被恢复类型草地中土壤微生物群落活性的变化表明,柠条和人工乔木林是研究区域内适合当地生态条件的植被恢复类型。     

土壤微生物量作为土壤肥力指标的探讨

对不同利用方式19个黑土样品的微生物量和养分进行了分析,结果表明林地的微生物量明显高于玉米地和大豆地,但玉米地和大豆地之间未表现出显著差异,土壤微生物量和土壤养分含量大体上都呈现出林地>大豆地>玉米地的一致的趋势;同时土壤微生物量与土壤有机质、全氮、全磷、速效钾和碱解氮呈现出显著或极显著正相关关系,分析结果还表明土壤微生物量碳作为评价土壤肥力指标比土壤微生物量氮更为灵敏。因此,土壤微生物量可以作为评价不同利用方式的黑土肥力水平的一个生物指标。     

黄土高原子午岭地区植被恢复过程中的土壤质量评价

选择黄土高原子午岭地区植被自然恢复1-140a不同年限的阳坡墚坡地为研究对象,通过相关性分析筛选土壤表层（0-20cm）16项表征土壤物理、化学、生物学性质的指标,运用主成分分析计算土壤质量综合指数,评价子午岭地区植被恢复过程对土壤质量的影响。结果表明：土壤总孔隙度、平均重量直径（MWD）、有机质质量分数、速效磷质量分数、蔗糖酶活性、碱性磷酸酶活性、真菌数量、微生物总量构成土壤质量评价指标体系;土壤质量综合指数随植被恢复年限的增加而增加;植被自然恢复1-140a间,土壤质量综合指数变化范围为0.1559-0.8509,较裸露休闲地增加4.2-27.5倍;根据土壤质量综合指数变化规律,可将140a植被恢复过程中的土壤质量演变过程分为3个阶段,即植被恢复初期（1-20a）的土壤质量综合指数呈快速增长,植被恢复中期（20-40a）的土壤质量综合指数呈波动性增长,植被恢复后期（40-140a）的土壤质量综合指数呈稳定增长。植被演替过程中不同植被生活型土壤质量综合指数表现为乔木林地〉灌木林地〉草地。     

三江平原湿地不同土地利用方式对土壤养分及酶活性的影响

以中国科学院三江平原湿地生态试验站为对象,研究了不同利用方式（湿地草甸、旱田系统、退耕成草、退耕成林）对土壤酶活性分布特征及相关因子的影响。结果表明:土壤利用方式不同,土壤酶活性（转化酶、脲酶、磷酸酶和过氧化氢酶）、有机碳含量和土壤养分含量有较大差异。土壤有机碳、全氮、全钾、速效磷、碱解氮、微生物量碳和氮均呈现出一致的变化规律,依次表现为湿地草甸 > 退耕草地 > 退耕林地 > 旱田系统,也即由湿地草甸退化过程中,土壤养分含量逐渐降低,其中不同土地利用方式下土壤全磷含量差异不显著（p>0.05）,在湿地的退化过程中,土壤全磷并没有发生显著的变化。与湿地草甸相比,土壤蔗糖酶、脱氢酶、脲酶和酸性磷酸酶活性均显著降低,其活性分别降低了32.69%,36.71%,50.00%,44.28%,由旱田系统恢复为湿地草甸系统后,土壤各种酶活性均显著增加,其中土壤蔗糖酶、脱氢酶、脲酶和酸性磷酸酶活性分别比旱田系统增加了26.68%,31.51%,48.19%,43.84%;表明由湿地草甸开垦为耕地和由耕地恢复为湿地草甸和林地,发生着两种不同的生物学过程,前者为微生物降解过程,而后者则为微生物累积过程。相关性分析表明SOC,TN和SMBC对土壤蔗糖酶、脱氢酶、脲酶和酸性磷酸酶活性的贡献为正,对土壤酶活性起到主导作用。主成分分析表明影响土壤酶活性最主要的因子为SOC,TN和SMBC。     

红壤侵蚀区恢复森林群落物种多样性对土壤生物学特性的影响

研究了南方红壤丘陵区不同森林恢复类型下生物多样性的变化,并用逐步多元回归分析法探讨了10种土壤生物学指标对多样性变化的响应。结果表明：研究样地中物种多样性以天然次生林最高。不同土壤生物学指标对物种多样性变化的响应不尽相同,其中土壤有机质、微生物生物量碳、细菌数量、真菌数量、微生物总数、脲酶、酸性磷酸酶等7个指标随着灌木物种多样性的增加而得到改善;细菌数量和酸性磷酸酶随乔木物种多样性的增加而增加;放线菌数量和多酚氧化酶随灌木个体数的增加而增加;真菌数量和酸性磷酸酶活性随乔木个体数的增加而减少;转化酶与物种多样性指数没有直接线性关系。最后建立了上述9个指标与物种多样性的相关数学模型。保护和提高南方红壤丘陵区植物群落物种多样性能促进部分土壤生物学活性指标的改善和生态功能的恢复。灌木物种多样性的恢复在人工造林恢复植被过程中应予以重视,它对于土壤生物学肥力的提高具有重要意义。     

滇西北不同利用类型土壤酶活性及其与理化性质与微生物的关系

通过对滇西北地区旱冬瓜林、人工生态林、桉树林、果园、耕地和云南松林土壤酶活性、微生物及理化性质进行实验分析,探索不同利用类型土壤酶活性及其与理化性质与微生物的关系,结果表明:土壤过氧化氢酶、脲酶、蛋白酶和蔗糖酶活性均表现为旱冬瓜林最高,云南松林最低,且均随土层加深而递减。土壤有机质、全氮、水解氮、氨态氮、含水量与酶活性的相关性较好。细菌和微生物量与酶活性之间相关性较好,可将土壤微生物量和酶活性作为衡量当地土壤肥力状况的综合指标。     

黄土高原地区水蚀风蚀交错带土壤质量综合评价

 为揭示黄土高原水蚀风蚀交错带土壤质量变化规律和总体水平,通过敏感性分析、主成分分析和相关分析,确定了研究区的土壤质量评价最小数据集,并利用综合指标和最小数据集定量评价了植被演替和不同植被恢复类型对土壤质量的影响。结果表明,研究区土壤质量评价指标最小数据集为有机质、速效磷、蔗糖酶和真菌。随着退耕年限的增加,土壤质量综合指数并非简单地线性增加,而是在演替的前15a呈现下降趋势,15a后开始呈现增加的趋势,即表现出非正U型的变化。就不同植被恢复类型而言,研究区土壤质量的排序为:刺槐林地>农地>退耕草地>油松林地>沙蒿地>柠条灌木地>杨树疏林地。所确定的土壤质量评价指标最小数据集能够反映综合评价指标的信息,评价结果具有较好的代表性。总体而言,研究区土壤肥力仍属于较低水平。因此,研究区生态建设的任务仍很艰巨,有关植被建设中如何缩短植被演替早期阶段的土壤质量退化是值得探讨的科学问题。     

不同培肥模式对茶园土壤微生物活性和群落结构的影响

以闽东地区红黄壤茶园定位实验地为对象,通过测定6种不同施肥处理土壤微生物学特性,研究不同培肥对土壤微生物特性和生物化学过程的影响,阐明各指标间的相互关系.结果表明,除了单施无机肥处理外,半量化肥+半量有机肥、全量有机肥、全量化肥+豆科绿肥以及半量化肥+半量有机肥+豆科绿肥等的培肥方式均不同程度提高了土壤有机质,可培养微生物数量,微生物量碳、氮含量及土壤酶活性,尤以半量无机肥+半量有机肥+豆科牧草的培肥模式增幅更为明显,而单施无机肥不利于微生物的生长、酶活性的提高和维持生态系统的稳定性.微生物群落磷脂脂肪酸(PLFAs)标记主成分分析显示,各种不同施肥方式使微生物群落结构发生改变.相关分析表明,微生物量与可培养微生物数量、微生物磷脂脂肪酸含量之间的相关性明显高于微生物量与各种酶活性之间的相关性,说明微生物数量大小对微生物群落结构的影响大于对酶活性功能的影响.研究也表明土壤各微生物指标能从不同方面反映土壤肥力水平,所以采用各种不同的方法能更客观地评价闽东地区茶园红黄壤质量的优劣.     

豫东黄河故道湿地土壤重金属污染评价及生态风险评估

为探明豫东黄河故道湿地土壤重金属污染情况,采用原子吸收光谱法测定商丘黄河故道区内湿地(WL)及附近林地(FL)和耕地(CL)3种类型土壤中重金属Zn、Pb、Cr、Cd、Cu的含量,运用地质累积指数法和潜在生态风险指数法对重金属污染特征和潜在生态风险进行评价和分析。结果表明,黄河故道WL、FL和CL土壤中Cr和Cd的平均含量分别为289.46、308.17、378.58和2.03、2.47、2.62 mg·kg-1,是黄河故道区土壤环境背景值的10.51和37.69倍,均超过农用地土壤污染风险筛选值;而重金属Zn、Pb和Cu含量相当于甚至低于土壤环境背景值。5种重金属元素含量均表现为:WL < FL < CL。污染评价分析结果表明在这3种类型的样地中,重金属Cd达到弱极度污染水平,属于高度潜在生态风险;重金属Cr达到弱重度或重度污染水平,但属于轻度潜在生态风险;重金属Zn、Pb和Cu则处于无污染或轻度污染水平,属于轻度潜在生态风险。豫东黄河故道区WL、FL和CL综合潜在生态风险指数均超过480,存在高度潜在生态风险。工业“三废”、成土母质和农业活动等来源的重金属Cd是该区域最重要的污染因子,对综合潜在生态风险的贡献率达97.23%,需要及时进行综合整治;而土壤成土母质或人类农业活动来源的重金属Cr、Pb、Cu和Zn 是黄河故道区土壤重金属污染的潜在生态风险因子,也应及时加以防控。     

土地利用类型对土壤微生物量和有机质的影响

对陕北黄土丘陵区农地、园地、人工草地、荒地、灌木林地、经济林地和乔木林地等7种不同土地利用类型土壤剖面4个土壤层次的土壤微生物量碳(MBC)、微生物量氮(MBN)、土壤呼吸(RS)和土壤有机质含量(SOM)进行了测定.分析了MBC,MBN,RS,SOM和全氮(TN)之间的相关性;并对土壤微生物对土壤健康的生物指示功能和土地利用类型对土壤有机质的影响进行了研究.结果表明,各土地利用类型表层土壤MBC和MBN分别在84.14～512.78和4.29～41.83 mg/kg之间,RS在108.69～235.71 mg/kg之间.荒地和乔木林地的土壤微生物量含量和RS值较高,农地较低;SOM在0.510%～1.547%之间,在乔木林地和经济林地较高,在农地,园地和人工草地较低,且在不同土地利用类型之间的差异显著.土壤微生物量和RS与SOC,TN显著相关,说明土壤微生物学特征可以用来表示土壤健康水平.农地转变为其它土地利用类型后会明显提高土壤微生物量和有机质含量,尤以表层土壤增幅最为明显.     

贵州高原喀斯特环境退化过程土壤质量的生物学特性研究

通过研究比较不同植被类型下土壤中微生物区系、土壤酶活性和土壤生化作用强度,分析了贵州高原喀斯特环境退化演变过程中土壤质量的生物学特性变化过程。结果表明:随喀斯特环境退化程度加剧,土壤微生物总数下降,各主要生理类群数量呈下降趋势,土壤酶活性减弱,土壤生化作用强度降低,对环境反应敏感,可作为反映土壤质量的生物学指标。土壤微生物和酶活性是表征喀斯特环境退化演替过程中土壤质量的重要特征之一。     

土默川平原盐渍化土地不同利用方式的土壤质量评价

为评价盐渍化土地经不同利用方式后对土壤质量的影响,以土默川平原盐渍化土壤为研究对象,针对区域内的5种土地利用方式(盐荒地、改良地、牧草地、农田地、林地),采用主成分分析法从32项土壤物理、化学、生物学指标中选取关键指标,计算土壤质量综合指数以评价土壤质量,为该地区建立可持续的土地利用模式和区域生态恢复提供理论依据。结果表明:不同土地利用方式下的土壤物理、化学、生物性状存在一定差异。总体来看,林地、牧草地、农田地和改良地均能有效降低土壤盐渍化程度,改善土壤物理性状,增加土壤养分和微生物数量;表征土默川平原土壤质量的关键指标包括2～5 mm团聚体的有机碳、全盐量、饱和含水量、细菌、铵态氮和氯离子,其权重分别为0.35、0.23、0.17、0.10、0.08和0.06;4个土壤质量指数的结果表明,农田地、林地和牧草地的土壤质量指数均高于盐荒地、改良地。     

两种林龄中山杉(Taxodium hybrid 'Zhongshanshan')林地土壤质量评价

以江苏省靖江市牧城公园和东湖公园两种种植年限分别为5 a和9 a的中山杉(Taxodium hybrid'Zhongshanshan')人工林土壤和无林地为研究对象,对0~15 cm、15~30 cm和30~45 cm深度土层土壤理化性质、养分含量和微生物生物量进行了分析。典型相关分析表明,土壤微生物生物量的变化是一个复杂的过程,是土壤各因子共同作用的结果,3种土壤U、V值均表现出层次性,随着土壤深度的增加逐渐降低;不同取样点相同深度土层U、V值为9 a林5 a林对照;单相关分析表明,土壤微生物生物量与速效磷、速效钾、有机质和全氮呈极显著正相关(P0.01),因此土壤微生物可以作为评价中山杉人工林在促进林地土壤质量改善过程中的重要生物指标;主成分分析表明,综合得分最高的9 a林为2.993,其次是5 a林为0.748,作为对照的无林地则为-3.742,说明9 a林地土壤质量最高。可见,中山杉对林下土壤质量有显著提高作用。     

四株无机解磷菌处理碱化土壤的理化性质及质量评价

通过盆栽实验的方法,研究了施加石膏的同时,两株无机解磷细菌(I-B-13和I-B-14)、两株放线菌(I-A-5和I-A-12)对碱化土壤微生物、酶活性、理化性质及鸡毛菜(Brassica chinensis var.chinensis)生长的影响。结果表明:与对照组(加石膏不加菌液)土壤相比,实验组土壤微生物数量、酶活性、渗透系数、总孔隙度、pH和有效磷含量均有显著变化;与原始土壤相比,处理组土壤酶活性、有机质含量、渗透系数和总孔隙度有明显增加,pH、交换性Na+含量和碱化度均有显著下降。此外,添加无机解磷微生物菌剂能促进实验组鸡毛菜的叶绿素含量、株高和叶片数增加,有利于鸡毛菜地上部分干物质的积累。进一步对不同处理组土壤因子进行主成分分析和聚类分析,对土壤质量进行综合评价,结果显示:不同处理组土壤质量差异明显,土壤质量水平高低依次为:I-B-14I-A-5I-A-12I-B-13CK(对照),表明施加无机解磷微生物菌剂,可提高碱化土壤质量,达到改良碱化土壤的目的,聚类分析结果与主成分综合得分评价结果基本一致。     

亚热带区域几种典型人工林生态系统林地土壤质量评价

针对不同经营模式对林地土壤的物理性质、化学性质和生物学性质的影响,采用主成分分析方法直观定量地研究了亚热带区域几种典型人工林生态系统林地的土壤质量指数和土壤退化指数,揭示了土壤质量指数之间的相关性和差异性、以及土壤退化指数之间的相关性和差异性,并很好地识别出了土壤质量指数和土壤退化指数的主要成分。分析结果基本上反映了不同生态类型林地土壤质量状况,主成分分析土壤质量指数得分以常绿阔叶林最高,其次是混交林和阔叶纯林,连栽杉木纯林最低;主成分分析土壤退化指数表明,与次生常绿阔叶林比较,其中连栽杉木纯林退化幅度最大,而混交林和阔叶纯林次之。从而对其林地土壤质量进行了准确评价,为杉木人工林的可持续利用提供直接依据,并为亚热带区域人工林生态系统林地土壤质量评价提供参考。     

苹果园土壤微生物生态特征研究

2003—2004年开展对9个有代表性的不同产量的苹果园秋季土壤的养分、微生物类群及土壤酶活性的研究,获得不同产量苹果园的土壤微生物生态状况。结果表明,各苹果园的土壤养分、微生物数量、多样性和酶活性均表现出较大差异。随土壤碱解氮、速效磷、速效钾、总碳含量的增加,产量水平呈增高趋势。高产园土壤微生物数量高,多数土壤酶活性强,微生物多样性好。土壤微生物中细菌数量、微生物多样性、蛋白酶、磷酸酶活性可作为评价果园土壤肥力的生物指标。果树产量与土壤微生物类群和数量具有显著正相关,与速效磷、速效钾、碱解氮和全氮含量显著正相关,且与蛋白酶和磷酸酶显著正相关。