紫色土丘陵坡地恢复过程中土壤微生物及生化特性

[目的]为了研究湖南省衡阳市紫色土丘陵坡地植被恢复过程中土壤微生物及生化特征的演变.[方法]以典型的紫色土丘陵坡地不同植被恢复阶段为研究对象,采用空间代替时间序列的方法,选用立地条件基本相似的裸荒地阶段(Ⅰ)、草地阶段(Ⅱ)、灌丛阶段(Ⅲ)、灌木阶段(Ⅳ)和乔木阶段(Ⅴ).通过调查取样和试验分析,分析不同恢复阶段土壤微生物、土壤酶活性以及生化作用强度的变化.[结果]随着植被恢复的进行,土壤微生物总数显著上升(P＜0.05),细菌、真菌和放线菌等微生物优势类群的比例也发生变化,氨化细菌、硝化细菌、纤维素分解菌和固氮菌等土壤徽生物主要生理类群数量显著上升(P＜0.05);随着植被恢复的进行,土壤脲酶、蔗糖酶、蛋白酶、碱性磷酸酶、过氧化氢酶和多酚氧化酶活性显著增强(P＜0.05);随着植被恢复的进行,土壤氨化作用、硝化作用、固氮作用、纤维素分解强度和呼吸作用等生化强度显著升高(P＜0.05).[结论]土壤微生物活性是表征湖南省衡阳市紫色土丘陵坡地植被恢复过程中生态功能的重要标志之一.     

喀斯特退耕还林地土壤酶活性变化特征

以贵州省六盘水市钟山区老鹰山镇不同年限退耕还林地为对象、石漠化未治理地为对照,分析探讨了坡耕地退耕还林后植被恢复过程中土壤脲酶、蔗糖酶、淀粉酶及理化性质的演变特征.结果表明,不同退耕还林模式对土壤酶活性的影响不同,土壤酶的差异性变化比较明显.相对于石漠化未治理地,自然松林及其他退耕还林模式的土壤脲酶活性都有一定的增加.不同退耕还林模式土壤蔗糖酶活性均高于石漠化未治理地,增幅为176.59％～741.37％.不同退耕还林模式土壤淀粉酶活性不同,对比石漠化未治理地,其他退耕还林地都有不同程度的提高或降低,但变化规律并不明显.通过相关分析可知,脲酶和蔗糖酶与碱解氮之间相关显著,脲酶和蔗糖酶与其他养分及淀粉酶与各养分因子之间相关不显著.     

不同类型植被恢复土壤入渗性研究

[目的]探讨土壤—植被系统涵养水源的能力。[方法]在退耕地上定位安装渗透筒,测定不同植被恢复后土壤入渗性能。[结果]不同植被恢复类型土壤入渗性能存在显著差异,以苦竹+牛鞭草植被类型土壤初渗率和稳渗率最高,相比农耕地已初显植被恢复重建生态的功效;而桦木+牛鞭草、杂交竹+牛鞭草植被恢复类型土壤入渗率与农耕地无显著差异,短期内这2种植被恢复对土壤结构的改良效益尚不明显。[结论]退耕还林对土壤结构系统的改良与植被类型的不同有较大关系,也将会是一个较长时间的过程,同时还需加强土壤—植被生态系统的管理才能实现。     

黄土丘陵沟壑区退耕还林还草工程生态服务价值评估——以安塞县为例

【目的】退耕还林还草工程的生态效益可以由农田生态系统转变为林草生态系统服务价值的增加量来体现。对退耕还林还草工程的生态系统服务价值进行估算,可以为验证退耕还林还草效果、完善退耕还林还草政策提供科学依据。【方法】根据黄土丘陵沟壑区退耕还林还草工程实施前后生态系统特征的变化和生态系统服务的内涵,选取土壤保持、涵养水源、维持营养物质循环、固碳释氧、净化空气、保护生物多样性等指标,运用市场价值法、费用替代法、影子工程法、机会成本法等研究了安塞县退耕还林还草工程生态系统服务功能及价值的时空变化,并对退耕后生态系统中各植被类型的服务价值进行了评估。【结果】实施退耕还林还草工程以来,安塞县退耕还林还草工程的生态系统总服务价值,从退耕前(1998年)的188.37亿元增加到退耕后(2005年)的241.03亿元,增幅达27.95%;在生态系统各项服务功能价值的贡献中,涵养水源价值量最高(77.08%),接近于总价值的3/4,其次是土壤保持价值(11.43%)、维持营养物质循环价值(6.83%)、固碳释氧价值(3.94%)及保护生物多样性价值(0.54%),净化空气价值(0.18%)最低;实施退耕还林还草工程后,各植被类型的总服务价值表现为灌木林>草地>乔木林>经济林;从各植被类型单位面积的系统服务价值量来看,系统服务功能大小依次表现为乔木林>灌木林>草地>经济林>农田。【结论】实例分析表明,退耕还林还草工程的实施,在保护环境、治理水土流失等方面具有显著作用。     

喀斯特地区退耕还林下不同植被恢复阶段土壤渗透性研究

为了研究喀斯特地区退耕还林过程中不同植被恢复阶段土壤的渗透特征,选取喀斯特地区蚂蝗田小流域退耕还林后的5种不同植被恢复阶段样地,以天然林地、天然裸地、玉米地作为对照,研究喀斯特地区植被恢复过程中不同层次土壤的渗透性能的变化。结果表明:在喀斯特地区退耕还林中,随着植被的演替,土壤的渗透性在各层土壤深度中总体呈现乔木人工林乔灌过渡林灌木林乔木疏林地草地的变化趋势,实施乔木人工林和乔灌搭配式的生态恢复措施,可以有效地改善土壤结构,降低土壤渗透能力。土壤渗透速率与土壤非毛管孔隙度成极显著的正相关关系,与土壤容重成显著正相关关系,与土壤毛管孔隙度和总孔隙度关系不显著。     

植被恢复对土壤微生物的影响

土壤微生物对土壤植物生态系统中的物质循环和能量流动起着决定作用,在土壤养分转化循环、系统稳定性和抗干扰能力以及土壤可持续发展中占据主导地位,其指标通常被用来评价退化生态系统中生物群系与恢复功能之间的关系.土壤微生物的研究是近年来恢复生态学研究的热点.阐述不同区域、不同植被恢复措施（不同植被类型、不同恢复年限）对土壤微生物的影响,从微生物结构、微生物生物化学特性、微生物功能多样性3个方面分析植被恢复对土壤微生物的影响.随着植被恢复对土壤微生物影响的研究不断完善和改进,综合利用多种方法研究植被恢复对土壤微生物的影响应进一步加强,为植被恢复提供理论依据.     

退化喀斯特植被恢复过程中土壤微生物活性的季节动态——以贵州花江喀斯特峡谷地区为例

以贵州花江喀斯特森林土壤为研究对象,采用微生物培养法、生化活性试验法及氯仿熏蒸法分析退化喀斯特植被恢复过程中的土壤微生物数量、土壤生化作用强度、微生物生物量碳及微生物熵（qSMBC）的季节动态特征。结果表明：不同恢复阶段土壤微生物活性具有明显的季节变化。随着退化喀斯特植被的恢复,一年四季中土壤微生物数量、生化作用强度、微生物生物量碳及qSMBC明显上升,即土壤微生物活性明显增强,表现为乔木群落阶段〉灌木群落阶段〉草本群落阶段〉裸地阶段。退化喀斯特植被恢复增加了土壤微生物活性,使土壤质量得以提高;4个恢复阶段土壤微生物活性季节变化表现为夏季最强,冬季最弱,总体上表现为夏季〉秋季〉春季〉冬季的动态特点（P〈0．05）,表明土壤微生物活性的季节动态不仅与温度、降雨等气候因素有关,还受到植被类型的影响。     

黄土高原丘陵沟壑区不同退耕还林模式对土壤微生物的影响

[目的]探讨黄土高原丘陵沟壑区不同退耕还林模式对土壤养分和土壤微生物的影响。[方法]对甘肃省天水市秦州区退耕还林(草)工程9年后3种不同造林模式和农田对照的土壤养分和土壤微生物数量进行了比较研究。[结果]不同退耕模式下,土壤有机碳、全氮、全磷、全钾、速效氮、速效磷和速效钾含量呈逐渐增加的趋势;不同退耕模式下,细菌数量最多,放线菌次之,真菌最少。细菌和放线菌的平均值都是农田对照>经济林型>乔草型>乔木型,而真菌表现为乔草型>乔木型>经济林型>农田对照。土壤三大类微生物数量的垂直变化趋势是随土壤深度增加而降低。[结论]不同退耕还林模式提高了土壤养分含量,增强了微生物的活性,促进了主要微生物数量的增加;巩固退耕还林(草)后续工程可改善土壤肥力;乔草型造林模式比单一树种造林模式(乔木型和经济林型)更有利于改善土壤质量。     

贵州花江退化喀斯特植被恢复过程中土壤微生物群落AWCD的变化

采用BIOLOG-ECO测试法研究了退化喀斯特植被恢复过程中根际和非根际、不同层次及不同生境土壤微生物群落的每孔颜色平均变化率(AWCD)的变化。结果表明,土壤微生物群落AWCD根际和根外变化明显,4个恢复阶段AWCD表现出R>S的特点;在土壤剖面上,AWCD具有垂直的变化规律,4个恢复阶段A层土壤微生物群落AWCD表现出A>B层的特点。植被恢复过程中不同生境、不同层次、根际及非根际的土壤微生物群落AWCD均随培养时间的延长而增大,土壤微生物利用单一碳源底物的能力表现出"弱—强—弱"的变化趋势,在培养时间48～144 h时利用能力最强,且总体表现为石沟生境利用能力最强;同时,植被恢复过程中AWCD变化均表现为乔木群落阶段>灌木群落阶段>草本群落阶段>裸地阶段。     

吴旗县退耕还林还草工程的土壤保持效益价值评估

退耕还林还草工程的土壤保持效益可以看作是由农田生态系统转变为林草生态系统后土壤保持服务功能的增加量。作者参考学习国内外关于生态系统服务功能中土壤保持效益的评价方法,采用市场价值法、机会成本法、影子工程法、恢复费用法,对吴旗县退耕还林还草工程的土壤保持效益的经济价值量进行了评估。     

喀斯特地区土壤微生物特征及生物固氮的调控作用

以生物固氮为切入点,采用文献挖掘的方式,阐述固氮微生物在喀斯特生态系统中的特点和功能,重点探讨在喀斯特地区石漠化恢复过程中土壤微生物及固氮作用与植被和土壤的相互关系。对石漠化治理中土壤微生物的调控进行阐释。结果表明,喀斯特地区不同石漠化阶段具有不同的土壤微生物特征,其与土壤理化、植被类型的关系处于动态变化,土壤微生物在调控土壤"氮、磷"的过程中起到主导作用。     

贵州中部喀斯特山区退耕还林还草对土壤肥力的影响

通过对贵州中部喀斯特山区不同退耕还林还草区植被及土壤进行调查,探讨退耕还林还草后坡地土壤肥力的变化。结果表明:坡耕地退耕还林还草后,土壤质地趋向粘化,土壤容重明显下降,土壤毛管孔隙度增加,土壤持水能力增强。同时,土壤有机质及碱解氮含量出现显著增加,其大小顺序均是退耕还林地>退耕还草地>退耕荒草地>旱地;而土壤有效磷及速效钾含量也出现一定程度的增加。退耕还林还草能明显提高土壤保水和蓄水性能以及土壤有效养分数量,从而提高土壤的肥力水平。     

毛乌素沙地南缘不同植被恢复类型的土壤养分效应(英文)

为了探讨植被恢复对土壤养分的影响,研究了毛乌素沙地南缘天然草地、人工封育草地、撂荒地、退耕还林地、固定沙地5种不同植被恢复类型区的土壤养分特征。结果表明:不同植被恢复类型对土壤有机质、全氮、有效氮、速效磷的影响存在明显差异;灌草结合的人工封育草地、退耕还林地、固定沙地土壤有机质、全氮、有效氮的含量高于以草本为主的天然草地和撂荒地,但土壤速效磷的含量刚好相反;植被对表层0~20cm土壤养分的影响大于下层20~60cm土壤,植被作用下土壤养分向表层富集;采用柠条进行退耕还林,能够充分发挥其根系特性,有利于改良深层土壤养分。     

酚类物质在土壤中的生物降解

本文对近年来关于土壤中降解酚类物质的微生物、土壤酶及酚在土壤中的降解机理,对土壤微生物、土壤酶的影响等进行了综述。并且结合模拟实验研究,提出了土壤中降解酚类物质的酶主要是多酚氧化酶,酚浓度对土壤酶的影响,为含酚废水的土地处理提供了一些科学依据。     

中科院生态中心研究揭示黄土高原植被恢复的生态效益

植被恢复是区域退化生态系统恢复重建的主要措施,其综合生态效益是衡量植被恢复成效的关键,是国际上恢复生态学研究的热点和前沿。黄土高原地区面积广大,生态脆弱,以6.7%的土地养活着全国8.5%的人口。长期的人口和经济发展的压力,致使该区域生态系统严重退化。1999年退耕还林还草工程实施以来,黄土高原的景观发生了显著变化,然而区域尺度的景观变化及其带来的综合生态效益还缺乏定量的分析与评估。     

昆阳磷矿废弃地植被恢复过程中 土壤性状演变概述

矿区废弃地造成的环境污染、生态破坏问题,已经严重威胁到了生态经济的可持续发展和人类的生存。矿区废弃地实施生态恢复是解决矿区生态环境的重要措施之一,通过植被恢复来改善土壤质量是矿区废弃地生态恢复的最佳策略。从土壤物理特性(含水量、容重、孔隙度)、化学特性(氮、磷、钾等)和土壤生物学活性(微生物量、土壤酶活性、土壤动物)方面阐述了土壤特性对磷矿废弃地植被恢复过程的响应,为阐明磷矿废弃地的土壤特性响应机理提供理论依据;并提出今后该领域的研究建议:采用土壤动物作为土壤健康的生物指示标准,加强研究植被恢复过程中土壤动物对土壤质量变化响应机理,以便更好地探索昆阳磷矿废弃地植被恢复后土壤质量演变过程中土壤动物群落动态变化及其与植被关系。     

喀斯特山区土地不同利用方式的土壤养分及微生物特征

【目的】为贵州喀斯特山区石漠化生态恢复及退耕还林的顺利实施提供科学依据,【方法】在贵州省晴隆县典型喀斯特地区采集荒地、耕地、退耕还草地、林草间作地和楸树林地的土壤样品,并对其土壤理化性质、土壤微生物量碳/氮含量、土壤微生物数量和土壤酶活性进行分析。【结果】土地不同利用方式下,土壤养分含量存在差异,全磷含量退耕还草地最高,为0.95g/kg,有效磷含量耕地最高,为6.90 mg/kg,全氮、全钾、有机碳、碱解氮含量均是林草间地作最高,分别为4.61、1.19、54.98 g/kg和406.62mg/kg;速效钾含量楸树林地的最高,为179.5 mg/kg;土地不同利用方式的土壤微生物量碳含量为林草间作地退耕还草地楸树林地耕地荒地,微生物量氮含量为林草间作地退耕还草地楸树林地耕地荒地;与荒地相比,林草间作地和退耕还草地的土壤微生物量碳分别提高2.46倍和2.02倍,林草间作地和退耕还草地的土壤微生物量氮分别提高86.92%和77.07%。土地不同利用方式的土壤微生物数量存在较为明显的差异,均为细菌放线菌真菌。在土地不同利用方式下,土壤脲酶活性、蔗糖酶活性、磷酸酶活性均存在显著或不显著差异,过氧化氢酶活性差异均不显著。土地不同利用方式,土壤微生物群落多样性指数为耕地林草间作地=楸树林地退耕还草地荒地,这种变化趋势与微生物总数的变化不一致。经相关性分析,土壤酶、微生物数量以及微生物量碳氮与土壤养分等具有较强的相关性,可用于表征土壤质量。【结论】林草间作方式具有较高的土壤微生物活性,该土地利用方式能有效改善喀斯特地区的生态环境。     

黄土区刺槐和油松人工林土壤微生物PLFA分析

目的研究黄土丘陵沟壑区不同人工林恢复对土壤微生物群落结构多样性产生的影响,为该区植被恢复评价提供数据参考。方法以山西吉县典型刺槐和油松人工林以及自然恢复的荒草地为研究对象,采用磷脂脂肪酸（PLFA）生物标记法（MIDI系统）,分别对土壤表层0 ~ 20 cm和20 ~ 40 cm土层的PLFA种类进行分析,比较不同人工林植被恢复后土壤微生物PLFA数量以及微生物群落结构的差异,并探讨土壤化学性质对土壤微生物群落结构的影响。结果土壤微生物PLFA总量,细菌、放线菌、革兰氏阳性菌和丛枝菌根真菌PLFA含量及多样性指标（Shannon-Wiener、 Simpson及Pielou指数）均呈现出刺槐林最高、油松林次之,且均显著高于荒草地的趋势（P < 0.05）。2种人工林土壤中表征环境胁迫的直链饱和脂肪酸/单不饱和脂肪酸（SAT/MONO）值显著低于荒草地（P < 0.05）。主成分分析结果显示,不同植被类型及土层深度的土壤微生物群落结构存在差异,且3种植被表层土壤微生物群落结构之间的差异达到了显著水平（P < 0.05）。冗余分析和Pearson相关分析结果显示,土壤微生物群落结构变化的主要影响因素是土壤全氮含量和pH值。结论刺槐和油松人工林的恢复对土壤微生物群落结构多样性有显著影响,对土壤生态系统的修复具有积极意义。与油松相比,刺槐更有利于土壤微生物状况的改善。      

生草葡萄园土壤微生物分布及土壤酶活性研究

为了探讨生草对葡萄园土壤肥力的影响,采集葡萄试验园行间播种高羊茅、紫花苜蓿、白三叶草区域不同土层土样,以清耕土样为对照,对土样中的土壤酶活性和微生物数量分布进行了研究。结果表明,随土层深度的增加,各处理土壤微生物数量及酶活性均呈递减趋势;生草区域土壤微生物总量普遍高于清耕(对照),其中以细菌为主,其数量占土壤微生物总量的90%以上,纤维素分解菌数量最少,占土壤微生物总量的不到1%;紫花苜蓿处理土壤中蔗糖酶、脲酶、磷酸酶、纤维素酶活性是其他3个处理的1.15~2.23,1.10~2.17,1.70~3.21,1.03~1.30倍;过氧化氢酶随土层的变化不明显;经相关分析发现,除过氧化氢酶与土壤微生物未表现出相关性外,其他土壤酶活性与土壤微生物之间绝大部分都呈极显著正相关(P<0.01)。由此得出,葡萄园生草可以改善土壤的肥力状况,其中行间播种紫花苜蓿最为适宜。     

西藏半干旱河谷地区植被恢复对土壤养分和微生物的影响

为了提高西藏半干旱河谷地带植被的恢复能力,进一步完成西藏生态安全屏障建设,选取拉萨半干旱河谷围封地区,以6年后人工造林地(包括藏川杨林、沙棘林、榆树林、细叶红柳林、银白杨林、砂生槐林)和未造林地为研究对象,对其土壤养分、微生物数量以及土壤酶活性进行测定,分析不同植被类型恢复对土壤养分和微生物的影响。结果表明,砂生槐、藏川杨、沙棘比对照林地对土壤养分的保持效果更好。在0～20 cm土层,砂生槐的蔗糖酶、过氧化氢酶、磷酸酶、脲酶活性均高于对照且差异显著;在20～40 cm土层,砂生槐、藏川杨的磷酸酶、蔗糖酶、过氧化氢酶活性与对照差异显著。不同类型植被恢复对于土壤养分和土壤微生物均有一定影响,这6种树种和对照林地的土壤酶活性和土壤养分间的相关性研究表明其关系密切,表明土壤酶活性可以作为衡量土壤肥力变化的标准。