黄土丘陵区不同植被恢复措施对土壤养分和微生物量C、N、P的影响

以黄土丘陵典型地区-宁夏固原不同植被恢复措施:撂荒地、人工草地、天然草地和灌木林地(柠条)为研究对象,分析了不同植被类型下土壤微生物量碳、氮、磷的变化.研究结果表明:不同植被类型条件下,土壤微生物量有显著差异,微生物量碳和微生物量磷含量均表现为撂荒地<人工草地<天然草地<灌木林地,微生物量氮以人工草地略低,撂荒地和柠条林地较大.土壤微生物量碳、氮、磷与土地利用方式关系密切.柠条林对土壤微生物生物量有明显的促进作用.     

黄土丘陵区不同土地利用方式对土壤微生物量碳氮磷的影响

为探讨植被区与土地利用方式对土壤微生物量的影响,在陕西省延河流域森林区、森林草原区和草原区采集5种土地利用方式下的土壤剖面样品(0-10cm,10-30cm),并对其微生物量碳(SMBC)、微生物量氮(SMBN)和微生物量磷(SMBP)及土壤理化性质进行了分析。结果表明,微生物量磷的含量在3个植被区中均是在农地、撂荒地中相对较高,微生物量碳、氮在森林区表现为:乔木林地>农地在森林草原区表现为:灌木林地>天然草地>乔木林地>农地>撂荒地在草原区表现为:天然草地>乔木林地>灌木林地>农地>撂荒地。相同土地利用方式下,土壤养分和微生物量在森林区最高,森林草原区次之,草原区最低。相关分析表明,微生物量碳、氮、磷、代谢熵、微生物量碳氮比与土壤养分相关性极为密切。因此,土壤微生物量能够作为评价土壤质量的生物学指标。不同植被区不同土地利用方式对土壤质量的改善作用不同,林地和天然草地作用效果好,对土壤微生物量的提高有明显的促进作用。     

燕沟流域土壤微生物学性质对植被恢复过程的响应

以黄土高原丘陵区陕北延安燕沟流域为例,研究了退耕地土壤微生物生物量对植被恢复过程的响应。结果表明,随植被恢复年限的增加,植被盖度、多度和物种数均呈现先增加后减少然后又增加的趋势。同对照农地相比,表层(0—5 cm)土壤呼吸速率和土壤微生物生物量均明显增加。表层土壤呼吸速率和微生物量碳、氮、磷分别比对照农地增加31.61%3~60.75%和15.19%5~12.81%、122.91%6~97.15%、193.5%2~068.17%。表层土壤呼吸速率对植被恢复的响应是在植被恢复初期(02~9年),随植被恢复年限的增加而增加;植被恢复305~5年期间,随植被恢复年限的增加而减少;而植被恢复55年以后,又随植被恢复年限的增加而增加。植被恢复过程中,土壤微生物量碳、氮和磷的变化与土壤呼吸速率变化趋势类似。除植被恢复8和16年外,植被恢复年限间的土壤呼吸速率、呼吸熵和微生物量碳、氮、磷均有显著性差异。表层土壤呼吸速率与土壤微生物量氮、磷呈极显著相关,土壤微生物量碳与土壤微生物量氮呈显著相关;而土壤呼吸熵与呼吸速率和微生物量碳、氮、磷相关性不明显。     

黄土丘陵区人工刺槐林恢复过程中土壤氮素与微生物活性的变化

为了探讨不同生长年限的人工刺槐(Robinnia pseudoacacia)林对土壤中氮素组成与微生物活性的影响及机理,本文采用"时空互代"法进行野外选点调查和采样,对典型黄土丘陵区陕西省安塞纸坊沟小流域不同林龄(10 a、15 a、30 a、38 a)人工刺槐林和撂荒地3个土层(0~10 cm、10~30 cm和30~60 cm)中的全氮、铵态氮、硝态氮、有机氮、微生物生物量碳和磷、基础呼吸及基本理化性质进行了研究。结果表明:人工刺槐林地土壤微生物生物量碳、磷含量和微生物熵都显著高于撂荒地(P<0.05)。随着人工刺槐林生长年限的增加,各层土壤铵态氮、硝态氮和有机氮含量均逐渐增加,其中有机氮的增加最显著;土壤微生物生物量碳、磷含量显著增加;微生物熵显著增大而呼吸熵显著减小;土壤有机碳、速效磷含量总体上显著增加(P<0.05);容重和碳氮比则呈下降趋势。随着土层深度的增加,氮素、有机碳、速效磷和微生物生物量碳、磷含量显著减小(P<0.05);容重和pH显著增加。土壤微生物生物量碳、磷和呼吸熵均与有机氮、全氮、硝态氮显著正相关(P<0.05)。分析发现,刺槐的生长促使土壤中微生物可利用碳增加,提高了碳的利用率,使土壤微生物量碳、磷含量增加;微生物活性的提高反过来促进了土壤氮素含量的提高,土壤中有机氮含量显著增加。与10 a生刺槐林相比,30 a生林地土壤表层的全氮含量明显增加,氮素肥力由7级(0.40 g.kg 1)上升为5级(0.87 g.kg 1)水平。     

黄土丘陵区不同土地利用类型下土壤微生物生物量特征

测定分析了黄土丘陵区纸坊沟流域人工林地、荒地和农地土壤微生物生物量碳(MBC)、氮(MBN)、磷(MBP)、全氮、有机质和速效磷。通过最小显著差异性(LSD)评价样地之间土壤微生物生物量和养分的差异显著性。结果表明,表层土壤中,农地和荒地土壤微生物生物量和养分显著小于林地土壤;同一土地利用类型下,退耕时间越长,土壤微生物生物量和养分含量越高;在同一时期退耕条件下,刺槐林地土壤微生物生物量显著大于油松林地。在黄土丘陵区实施的退耕还林可显著提高土壤微生物生物量和土壤养分。     

毛乌素沙地不同植被恢复措施下土壤理化性质空间分布特征

[目的] 探讨不同植被恢复措施下土壤理化性质的空间分布特征,为半干旱沙区植被恢复提供理论依据。[方法] 以毛乌素沙地西南边缘3种典型植被恢复模式(封育草地、飞播林地和人工柠条林地)为研究对象,以退化草地为对照,通过采集0—40 cm范围内3个土层的土壤,研究了其土壤理化指标和土壤综合肥力。[结果] ①在不同措施下土壤表层(0—10 cm)含水量显著增加,而在深层(10—40 cm)土壤则显著降低;与之相反的是土壤表层容重显著降低,而在深层土壤差异不显著,呈现弱变异;植被恢复显著降低了上层(0—20 cm)土壤pH值,而对20—40 cm土层差异不显著;此外,同一植被类型下随着土层加深土壤含水量(SWC)、容重(BD)、pH值均逐渐增加。②不同措施下土壤有机质(SOM)、全氮(TN)含量显著增加,封育样地SOM最高,飞播样地土壤TN最高,而速效磷(AP)含量显著降低,土壤全磷(TP)、SOM、TN等养分含量具有表聚性,土壤AP和速效氮(AN)含量在不同植被恢复、不同土层之间存在差异性。③土壤综合肥力指数呈现为：飞播样地(0.794)>封育样地(0.662)>对照样地(0.637)>柠条林地(0.603),即土壤质量在飞播样地最高,而在柠条林地最低。[结论] 3种植被恢复模式均对土壤各理化指标有显著影响,不同植被恢复措施导致土壤各指标在垂直剖面上发生不同程度的变异,毛乌素沙地适宜进行飞播造林,而不宜大面积种植人工柠条林。     

宁南山区退耕对土壤微生物生物量和酶活性的影响

在野外调查和室内实验分析的基础上,研究了宁夏黄土丘陵区农田退耕后不同植被恢复措施对土壤的微生物生物量碳、氮、磷和转化酶、碱性磷酸酶、过氧化氢酶和脲酶活性的影响.研究表明:农田退耕后通过不同的植被恢复措施,土壤的微生物生物量碳为农地的1.04～3.12倍;微生物生物量氮为农地偏高;微生物生物量磷则相对稳定,无显著差异;转化酶和碱性磷酸酶活性的提高主要表现在表层(0-5 cm土层)和5-20 cm土层,分别比农地高出1%～41%和1%～89%;过氧化氢酶活性变化幅度最小;土壤脲酶活性在表层提高的幅度最大,为农地的1.95倍.农田退耕后,通过不同的植被恢复措施,土壤的生物肥力有所提高.     

土地利用变化对闽江口湿地土壤生态酶化学计量特征的影响

为探究闽江口湿地土地利用和恢复对土壤酶活性的影响,采集闽江口芦苇湿地、滩涂地、草地、农田和撂荒地5种不同土地利用方式,分析土壤β—葡萄糖苷酶、N—乙酰—氨基葡萄糖苷酶、L—亮氨酸—氨基肽酶和酸性磷酸酶活性及与环境因子之间的关系。结果表明:土壤pH、铵态氮和硝态氮在农田土壤显著高于其他土地利用方式;而土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)全量含量在撂荒地和芦苇湿地显著高于其他土地利用方式。撂荒地、农田和芦苇湿地可溶性碳氮含量显著高于滩涂和草地土壤;土壤微生物量碳氮含量在不同土地利用方式间变化趋势比较一致,撂荒地均显著高于其他土地利用方式,分别为1 272,124 mg/kg。土壤酶活性变化趋势在不同土地利用方式间基本一致,即撂荒地最高,其次是芦苇湿地和农田,草地和滩涂最低。土壤酶活性矢量长度介于1.12~1.34,矢量角度均大于45°,且土壤胞外酶生态化学计量C∶N∶P总体上为1.00∶1.03∶1.33,表现出主要受磷限制的影响。土壤酶活性与可溶性碳氮、总碳氮和微生物量碳氮均呈显著正相关。研究结果表明,芦苇湿地转化为滩涂等利用方式后土壤碳氮等养分显著降低,而撂荒等方式可提高土壤养分含量,促进土壤微生物活性,进而有利于湿地生态系统的恢复和改善。     

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。     

宁南山区土壤质量对人工植被恢复模式的响应

为了评价人工植被恢复模式对土壤质量的影响,该文以宁南山区7种人工植被恢复模式为研究对象,选取0～10和＞10～20 cm土层全氮、全磷、速效磷、速效钾、有机质、pH值和土壤含水量等指标作为土壤质量评价指标,应用灰色关联模型和聚类分析方法研究植被恢复对土壤质量的影响,确定最优植被恢复模式。结果表明,不同人工植被恢复模式对土壤质量有很大影响,与对照（农地）相比,恢复年限为5、10、15、20 a紫花苜蓿草地和恢复年限为30 a柠条林地均提高土壤质量,其中30 a柠条林地恢复效果最好。随着"退耕还林还草"的开展,在宁南山区,种植紫花苜蓿、建植柠条是较好的生态重建和植被恢复方式。研究结果为宁南山区植被和生态建设提供理论依据。     

不同恢复方式下盐渍化弃耕地土壤生物学活性的变化

以干旱区新疆玛纳斯河流域冲积扇缘定点定位试验地为研究对象, 研究灌溉处理、人工草地处理和补植处理对盐渍化弃耕地土壤微生物量、酶活性及土壤呼吸速率的影响。结果表明, 不同恢复方式均明显增加了土壤微生物数量和土壤微生物量碳、氮及土壤酶活性。不同处理土壤微生物量碳、氮分别比原始弃耕地高17.80%、26.38%、5.33%和7.89%、12.75%、21.93%; 不同处理土壤微生物数量分别是原始弃耕地的4.72倍、6.04倍和4.56倍; 不同处理土壤蔗糖酶活性分别比原始弃耕地高3.4倍、3.2倍和7.7倍, 多酚氧化酶活性比原始弃耕地高1.7倍、1.2倍和1.5倍, 脲酶活性比原始弃耕地高11.1%、52.3%和37.1%; 灌溉处理土壤过氧化氢酶活性最高, 是原始弃耕地的1.53倍, 土壤呼吸速率变化表现为人工草地处理>灌溉处理>补植处理>原始弃耕地, 其中, 人工草地处理土壤呼吸速率比弃耕地高52.25%。相关分析表明, 微生物量碳与微生物C/N和微生物数量之间均呈显著正相关关系(P<0.05); 土壤呼吸速率与土壤脲酶、微生物数量和微生物量碳的相关性达到显著水平(P<0.05), 与土壤微生物量氮呈负相关关系, 但相关性不显著; 土壤蔗糖酶与其他3种酶以及微生物量氮呈显著正相关关系, 土壤脲酶与微生物数量呈显著正相关关系, 多酚氧化酶与过氧化氢酶相关性达到显著水平(P<0.05)。本研究表明干旱区盐渍化弃耕地采用灌溉与人工草地处理有利于土壤养分积累, 可在一定程度上改善土壤质量。     

SOIL MICROBIAL BIOMASS AND NITROGEN MINERALIZATION RATES ALONG AN ALTITUDINAL GRADIENT ON THE COFRE DE PEROTE VOLCANO (MEXICO): THE IMPORTANCE OF LANDSCAPE POSITION AND LAND USE

A study was conducted to examine the responses of microbial activity and nitrogen (N) transformations along an altitudinal gradient. The gradient was divided into three parts. Three areas were sampled: upper part (UP): coniferous forest, corn field, and abandoned corn field; middle part (MP): tropical cloud forest, grassland, and corn field (COL); and lower part (LP): tropical deciduous forest and sugarcane. The results showed that soil microbial biomass carbon (C) and basal respiration were significantly higher in MP and UP than in LP, whereas the microbial quotient (C_mic/C_org) was higher in LP and MP than in UP. The metabolic quotient (qCO₂) was similar among gradient parts evaluated. Net N mineralization, ammonification, and nitrification rates were higher in UP than MP and LP. We found that in UP, the forest conversion to cropland resulted in no significant differences in microbial activity and N transformation rates between land uses. In MP, microbial biomass C, ammonification, and net N mineralization rates decreased significantly with conversion to cropland, but C_mic/C_org and nitrification were higher in COL. Basal respiration and qCO₂ were significantly lower in COL when compared with other land uses. In LP, lower microbial biomass C, C_mic/C_org, and nitrification rates but higher ammonification and net N mineralization rates were observed in tropical deciduous forest than in sugarcane. No significant differences in basal respiration and qCO₂ were found between uses of LP. Clearly, then, soil organic C is not equally accessible to the microbial community along the gradient studied. Copyright © 2012 John Wiley & Sons, Ltd.     

北方农牧交错带林地、耕地和草地土壤微生物群落结构特征的PLFA分析

从内蒙古武川县采集了林地、雨养耕地、灌溉耕地和草地等4个不同利用方式的土壤,研究了土壤微生物磷酯脂肪酸的分布特征。结果表明,土壤总脂肪酸含量19.82~47.28ngg-1,以指示G-细菌的单烯脂肪酸和指示G+细菌的支链脂肪酸为主,其含量分别占脂肪酸总量的29%~37%和15%~20%,灌溉耕地和草地土壤明显高于林地和雨养耕地土壤,差异最大接近3倍。主成分分析表明,第一主成分(PC1)主要包括14∶03OH、cy19∶0、12∶0、br17∶0和18∶2ω9,12等直链及支链脂肪酸;第二主成分(PC2)包括16∶0、16∶1ω11、18∶1ω9、19∶0和a15∶0等不饱和及支链脂肪酸;灌溉耕地、雨养耕地、草地土壤有相似的微生物群落结构,与林地土壤有明显差异。     

渭北旱塬区不同坡向土地利用类型对土壤性质的影响

为了研究不同坡向土地利用类型对土壤性质的影响,以渭北旱塬区5种土地利用类型(不同坡向)为研究对象,系统分析该区不同坡向土地利用类型剖面土壤物理、化学和生物性质的差异。结果表明:(1)除土壤pH和土壤颗粒组成外,5种土地利用类型土壤含水量、总孔隙度、有机质、全氮、微生物量碳和氮含量总体随土层加深呈下降趋势,土壤容重则相反。(2)0-30cm土层,阳坡农用地土壤含水量、黏粒含量和pH最高,粉粒和全氮含量最低;人工草地砂粒和全氮含量最高,黏粒含量最低;人工林地土壤总孔隙度、土壤有机质、微生物量碳和氮含量最高,土壤含水量、土壤容重和pH最低;天然草地土壤容重和粉粒含量最高,总孔隙度和砂粒含量最低;退耕地有机质、微生物量碳和氮含量最低。阴坡农用地土壤含水量、粉粒含量和pH最高,黏粒和全氮含量最低;人工草地土壤容重、黏粒和微生物量氮含量最高,土壤总孔隙度、粉粒、砂粒和有机质含量最低;人工林地有机质含量和微生物量碳含量最高;天然草地土壤总孔隙度、砂粒和全氮含量最高,土壤容重和pH最低;退耕地土壤含水量、微生物量碳和氮含量最低。(3)5种土地利用类型中,土壤容重、细黏粒、粗黏粒、细粉粒、粗砂粒、土壤pH和有机质(退耕地除外)表现为阳坡阴坡,土壤含水量(退耕地和农用地除外)、总孔隙度、粗粉粒、细砂粒、土壤质地粗化度、全氮(人工草地除外)、土壤微生物量碳和氮含量则为阴坡阳坡。     

不同土地利用方式下的蚯蚓种群特征及其与土壤生物肥力的关系

采用样方法对华北平原(河北曲周)盐渍化改造区7种土地利用方式下的蚯蚓种群进行详细调查,并通过培养实验研究了蚯蚓种群特征对若干土壤生物学指标的影响。结果表明:(1)在7种土地利用调查样地中共存在蚯蚓有3个科,5个属,5个种,其中赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)占调查样地总个体数的60%以上,梯形流蚓(Aporrectodea trapezoides)和赤子爱胜蚓两个种在本地区广泛分布,样点出现频率分别为74%和44%,为该地区的优势种;(2)不同土地利用方式的蚯蚓种群密度及生物量变化趋势是:庭院菜地>直立免耕>清茬免耕>商品菜地>传统玉米地>果园>原貌地。其中庭院菜地蚯蚓种群的平均密度和生物量分别达到272 Ind.m-2和68.04gm-2;(3)蚯蚓种群密度和物种数等种群特征与土壤基础呼吸强度、微生物生物量碳含量成显著正相关(p<0.01),与土壤基础呼吸商成显著负相关(p<0.01);(4)不同土地利用方式下,蚯蚓的种群密度、生物量等种群特征对土壤中微生物群落的影响作用显著。蚯蚓生物量越大、种群越丰富的土壤有机质、氮、磷、钾等有效成分越高,反之则相反。室内培养实验表明,随着蚯蚓个体数量增加土壤原生动物总丰度、微生物生物量碳、氮也存在升高的趋势,与用土壤生物学特性指标及土壤化学特性指标评价的结果基本一致。     

薄层黑土微生物生物量碳氮对土壤侵蚀—沉积的响应

研究土壤侵蚀—沉积对土壤微生物生物量的影响可以为科学评估土壤侵蚀的环境效应提供依据。以典型薄层黑土区——黑龙江省宾州河流域为研究区,利用土壤137Cs含量估算侵蚀速率,通过分析流域不同位置和不同坡面部位土壤微生物生物量碳和氮含量以及土壤侵蚀强度的差异,揭示土壤微生物生物量对土壤侵蚀—沉积的响应规律。结果表明:流域不同位置和不同坡面部位土壤微生物生物量的分布存在明显差异,并呈现出与土壤侵蚀—沉积空间分布相反的变化趋势。土壤侵蚀速率在流域的分布为上游中游下游,在坡面的分布为坡中部坡上部坡下部;土壤微生物生物量碳(Microbial biomass carbon,MBC)和微生物生物量氮(Microbial biomass nitrogen,MBN)在流域表现为下游中游上游,在坡面表现为坡下部坡上部坡中部。回归分析表明,MBC、MBN、有机质(Organic matter,OM)和全氮(Total nitrogen,TN)含量随土壤侵蚀强度的增大而减少。土壤侵蚀对土壤微生物生物量的分布有重要影响,土壤侵蚀—沉积过程引起土壤养分的迁移和再分布是导致侵蚀区和沉积区土壤微生物生物量分布产生差异的重要原因。     

基于meta分析的放牧压力对内蒙古高原草地生态系统的影响

放牧是最主要的草地利用模式，直接或间接地影响草地物质循环和能量流动，放牧强度对草地的健康状况和演替方向起决定作用。本文基于40篇内蒙古草原放牧相关文献数据，通过meta分析探讨温带草原对放牧强度的响应特征。结果表明，与未放牧草地相比，轻度放牧草地对群落植物地上、地下生物量和土壤全氮和全磷含量无显著影响，而土壤有机碳、微生物生物量碳、细菌和真菌数量分别显著上升3.60%、7.80%、11.40%和10.83%（P<0.05）；中度放牧下群落植物地下生物量和土壤微生物数量无显著变化，而地上生物量和土壤有机碳、全氮、全磷和微生物生物量氮含量分别显著降低21.62%、4.44%、2.15%、8.35%和6.76%（P<0.05）；重度放牧下群落植物地上和地下生物量，土壤有机碳、全氮、全磷、微生物生物量碳含量，细菌和放线菌数量分别显著下降39.72%、16.30%、7.62%、6.46%、8.03%、8.76%、12.92%和18.27%（P<0.05）。以上结果表明轻度放牧有利于土壤肥力和草地生产力的保持和提升，而当放牧干扰超出一定的限度时，草地各项功能均显著下降而发生退化。本研究可为内蒙古温带草原的合理利用和适应性管理提供理论基础。     

银川市黄河滩地土壤性状空间分布特征与肥力质量评价

为阐明银川市黄河滩地土壤性质的空间分布特征,分析不同用地类型(荒地、林地、耕地、退耕地)之间土壤性质的差异,通过均匀取样法实地采集银川市黄河滩地耕层土壤样品92份,采用地统计学和模糊数学法对土壤容重、孔隙度、田间持水量等物理性质和pH、电导率、可溶性盐、有机质、全氮、全磷、全钾、碱解氮、有效磷、速效钾、硝态氮、铵态氮等化学性质的空间分布特征进行了分析和综合评价。结果表明:银川市黄河滩地表层土壤容重在1.07～1.52 g/cm³,田间持水量为18.18%～31.16%,总孔隙度介于33.60%～49.83%,毛管孔隙度在26.67%～36.43%,非毛管孔隙度为5.6%～17.00%;土壤均为盐碱土,氮、磷元素含量偏低,其余养分含量处于中等水平;不同用地类型之间,林地的物理特征表现最优,退耕地土壤pH显著高于耕地(P<0.05),电导率、可溶性盐和铵态氮含量均表现为退耕地显著高于其他3种用地类型(P<0.05),全磷含量表现为林地显著低于其他3种用地类型(P<0.05),有效磷含量表现为耕地和退耕地显著高于林地和荒地(P<0.05),其余理...