接种蚯蚓与添加凋落物对杨树人工林土壤理化性质和微生物生物量的影响

以江苏省东台市20 a林龄的杨树人工林为研究对象,共设置6个处理:空白对照(CK),杨树凋落物表施(杨树叶平铺于样方表面,T1),杨树凋落物混施(凋落物与土壤混合均匀,T2),接种蚯蚓(T3),杨树凋落物表施+接种蚯蚓(T4),杨树凋落物混施+接种蚯蚓(T5).对土壤微生物生物量碳(SMBC)和土壤微生物生物量氮(SMBN)含量的动态变化进行1 a的监测,同时测定土壤基本理化指标,分析土壤微生物生物量与土壤理化指标之间的相关性.结果表明:接种蚯蚓与添加凋落物可以降低土壤pH值和容重,提高溶解性总氮(DTN)和溶解性有机碳(DOC)含量,处理效果为T5T4T3T2T1;接种蚯蚓可以提高SMBC和SMBN含量,其中T5处理的提升效果最为显著,SMBC和SMBN增幅分别达到36.58%和24.98%,T4处理的SMBC/SMBN值增幅最大,达10.35%;此外,土壤DTN和DOC含量对本区域SMBC和SMBN含量起促进作用.     

赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)对秸秆施入后土壤有机碳和微生物的影响

蚯蚓能够通过自身生命活动和对土著土壤生物的调控作用而直接或间接影响土壤活性有机碳的变化。为探索蚯蚓影响土壤有机碳变化的机理,在混入水稻秸秆的灭菌/未灭菌土壤中接种蚯蚓(Eisenia fetida),以不接种蚯蚓的处理为对照,比较30 d微宇宙培养后不同处理土壤有机碳含量及土壤微生物群落结构的变化。结果显示,接种蚯蚓增加了土壤微生物量碳(MBC)和CO2累积排放量,但仅在灭菌土壤中存在显著性差异。接种蚯蚓对土壤总有机碳(TOC)、活性有机碳(LOC)和可溶性有机碳(DOC)的影响则因土壤是否灭菌而异。末端限制性片段长度多样性(T-RFLP)分析显示,在灭菌土壤中接种蚯蚓获得了更多的末端片段(TRFs),而在未灭菌土壤中蚯蚓的存在并未明显改变TRFs的数量,且接种蚯蚓与无蚯蚓的处理共享了近50%的TRFs。冗余分析(RDA)显示土壤细菌群落结构因蚯蚓是否存在而不同,但仅在灭菌土壤中接种蚯蚓的处理同时与LOC、DOC、MBC和CO2累积排放量呈较好的正相关关系。因此认为,在该实验的灭菌土壤中,来源于蚯蚓肠道的微生物可能通过快速繁殖并成为优势种进而影响土壤有机碳的变化,但这一作用在未灭菌土壤中则有可能因为土壤土著微生物的竞争作用而被削弱。     

长期有机无机肥料配施对土壤微生物学特性及土壤肥力的影响

 【目的】研究长期有机无机肥料配施条件下土壤微生物学特性(土壤微生物量、土壤酶活性)与土壤质量的关系,阐明土壤微生物对土壤健康的生物指示功能。【方法】以国家褐潮土肥力与肥料效益监测基地的长期肥料试验为平台,应用氯仿熏蒸-K2SO4 提取法和化学分析法分析了长达15年不同施肥处理的农田土壤微生物量碳、微生物量氮（SMBC、SMBN）和土壤酶活性之间的差异及其调控土壤肥力的作用。【结果】长期不同施肥处理土壤中SMBC变化介于96.49～500.12 mg•kg-1之间,SMBN变化介于35.89～101.82 mg•kg-1之间;单施化肥（NPK）与不施肥的CK相比,SMBC、SMBN、微生物商（qMB）、微生物量碳/氮比（SMBC/SMBN）、脲酶（Urease）活性以及土壤有机质（SOM）、全氮（STN）、全磷（STP）含量都有所提高;化肥与猪厩肥或秸秆还田配合施用,上述土壤微生物学特性以及土壤养分状况比单施NPK处理得到进一步改善,猪厩肥增量处理（NPKM+）效果最明显。同时,在北京褐潮土石灰性土壤上（pH 8.0左右）长期施有机肥有一定降低土壤pH的效应。SMBC、SMBN、Urease活性与SOM、STN、STP含量呈极显著正相关关系;SMBC/SMBN与SOM、 STN含量呈显著正相关关系;qMB、过氧化氢酶（Catalase）活性与SOM、STN 、STP含量无显著相关关系;除过氧化氢酶外,土壤pH值与其它土壤微生物学特性指标呈极显著负相关关系。【结论】长期有机无机肥料配施可提高土壤微生物量碳氮、脲酶活性。化肥与增量猪厩肥配施对增强土壤肥力效果最好;土壤微生物学特性可以反映土壤质量的变化,并可用作评价土壤健康的生物指标。     

不同二氧化碳浓度对玉米秸秆分解期间土壤微生物生物量碳的影响

通过室内模拟试验,研究了不同二氧化碳浓度对玉米秸秆分解期间土壤微生物生物量碳(SMBC)的响应。研究结果表明:土壤添加玉米秸秆后,激发了土壤微生物的生长,在培养第1 d各处理SMBC达到了整个培养期的最高峰后迅速下降,90 d以后SMBC的下降趋势趋于平缓。在不同浓度的二氧化碳培养条件下,0～15 d短期培养期间,各处理SMBC间差异不显著。30～270 d长期培养期间,SMBC随着二氧化碳浓度的升高而减少,各处理之间差异显著。通过相关性分析,各处理的SMBC分别与土壤有机碳、腐殖物质、富里酸、胡敏素间均呈显著正相关。二氧化碳浓度为0.03%的SMBC与土壤可溶性有机碳呈显著正相关(r=0.649,P<0.05),表明正常大气条件更有利于土壤微生物的活动。     

去除凋落物对不同林龄油松次生林土壤呼吸的影响

【目的】探究3个龄级油松天然次生林去除凋落物后生长季土壤呼吸速率对环境因素的响应。【方法】采用LI-8100土壤碳通量仪测定中龄林(HF)、近熟林(NF)、成熟林(MF)3个龄级油松天然次生林生长季总土壤呼吸速率、去除凋落物后土壤呼吸速率,并同步采用自带的土壤温湿度传感器测定5cm深度处的土壤温度(T)和湿度(W)、近地面大气温度(Ta)和相对湿度(RH);采用氯仿熏蒸浸提法测定5cm深处土壤微生物量碳(MBC)。【结果】各林龄油松林土壤呼吸速率及其环境因子均呈明显的季节变化,表现为6-8月较高,5月和9月较低。测量期间,油松HF、NF、MF去除凋落物处理的土壤呼吸速率平均值分别为2.45,2.62和1.85μmol/(m~2·s),分别比未去除凋落物的对照处理的3.69,3.23,3.48μmol/(m~2·s)下降33.4%,18.8%和47.0%。对照试验条件下,各油松林土壤呼吸速率采用双变量T、W模型拟合时效果较好(R2=0.464~0.821);去除凋落物试验条件下,各油松林水热因子对土壤呼吸速率的影响较小,MBC对土壤呼吸速率的影响较大,在油松NF、MF林分中均达到显著水平。对照试验条件下,各油松林土壤5cm深度处的温度敏感性系数QT10值随着林龄的增加而减少;去除凋落物试验条件下,除油松NF的大气温度敏感性系数QTA10升高外,其他林龄油松林温度敏感性系数Q10均降低。【结论】对照试验条件下,水热因子交互作用是土壤呼吸速率变化的主导因子;去除凋落物试验条件下,土壤湿度和MBC是导致各林龄油松林土壤呼吸速率差异的关键因子,较高的土壤水分和MBC更有利于凋落物分解释放CO2。     

凋落物输入变化对云南松林土壤微生物数量和酶活性的影响

【目的】研究凋落物输入变化对土壤微生物数量和酶活性的影响,为预测全球气候变化和人类活动影响下土壤功能的改变提供科学依据。【方法】2018年1月,在云南玉溪磨盘山森林生态系统国家定位观测研究站选取云南松林作为研究对象,采用凋落物添加和去除试验（detritus input and removal treatments,DIRT）,设置凋落物正常输入（对照,CK）、添加凋落物（DL）、去除凋落物（NL）、去除根系（NR）、无输入（NI）以及去除有机层和淋溶层（O/A-Less）6种不同凋落物处理。2019年3月,按0～10,10～20,20～40和40～60 cm土层分别采集土壤样品,对土壤微生物数量、酶活性和土壤理化性质进行测定与相关性分析。【结果】① 添加凋落物使表层土壤（0～20 cm）细菌、真菌、放线菌数量较对照分别增加了10.74%,8.05%和17.24%,而去除凋落物后表层土壤（0～20 cm）细菌、真菌、放线菌数量较对照则分别减少了10.74%,8.05%和6.90%。② 添加凋落物使土壤过氧化氢酶活性平均提高了12.99%,而添加、去除凋落物处理(DL、NL)和去除地下根系处理（NR、NI）的土壤脲酶、酸性磷酸酶、蔗糖酶、蛋白酶活性均降低。③ 土壤pH、全碳、全氮、碳磷比和氮磷比与土壤微生物数量和酶活性呈显著相关,而土壤全磷和碳氮比与土壤微生物数量和酶活性大多无显著相关性。【结论】从目前的研究结果来看,添加凋落物对云南松林地土壤微生物数量的增加较其他处理更有利,凋落物不同处理往往会使土壤酶活性降低。     

有机无机肥配施对双季稻田土壤微生物和碳库的影响

通过4年定位试验,研究了不施肥(WF)、不施氮肥(WN)、单施化肥(CF)、猪粪替代20%氮肥(ZF)、猪粪堆肥替代20%氮肥(DF)、沼渣沼液替代20%氮肥(ZYF)6种施肥处理对双季稻田土壤的酶活性、可培养微生物数量、微生物量碳(SMBC)含量、微生物量氮(SMBN)含量、有机质含量和碳库管理指数的影响。结果表明:3种有机无机肥配施能显著提高双季稻田土壤中可培养细菌和放线菌数量,微生物量碳、微生物量氮、总有机质和活性有机质含量以及碳库活度指数、碳库管理指数,但处理间存在差异,以DF效果最好;连续耕作4年后,DF处理的土壤中可培养细菌、真菌和放线菌数量以及SMBC、SMBN含量分别比CF的提高了67.94%、50.30%、55.51%、17.96%和50.17%;DF的土壤磷酸酶、脲酶、转化酶和纤维素酶活性分别比CF的提高了18.19%、7.85%、73.47%和105.00%;总有机质、活性有机质含量及碳库管理指数分别比CF的提高了15.17%、58.40%、71.98%。综合分析,猪粪堆肥与化肥配施显著提高了稻田土壤中磷酸酶、脲酶、转化酶和纤维素酶活性和可培养细菌、真菌和放线菌数量,SMBC和SMBN的含量以及碳库管理指数,长期有机无机肥配施(尤其是猪粪堆肥与化肥配施)是扩大土壤碳库、提高土壤质量的有效途径。     

不同O2浓度对土壤微生物生物量碳的影响

[目的]研究特定的O2培养条件下土壤微生物生物量碳（SMBC）的动态变化规律。[方法]通过室内模拟试验,研究了玉米秸秆分解期间SMBC对不同O2浓度的响应。[结果]土壤添加玉米秸秆后,激发了土壤微生物生长,在培养第1天各处理SMBC达到了整个培养期最高峰后迅速下降,90d后SMBC下降趋势趋于平缓。在不同浓度的O2培养条件下,0～15d短期培养期间,各处理SMBC间差异不显著,O2浓度为0的SMBC一直保持较高数量。长期培养期间（30～270d）,SMBC随着O2浓度的升高而增加,各处理间差异显著。[结论]各处理SMBC分别与土壤有机碳、腐殖物质、富里酸和胡敏素间均呈显著正相关。O2浓度为21％的SMBC与土壤可溶性有机碳呈正相关（r=0．649,P〈0．05）,表明正常大气条件更有利于土壤微生物的活性。     

添加碳氮对大豆秸秆还田土壤酶活性及微生物量碳的影响

试验设置3因素(秸秆(S)、红糖(T)、氮素(N))、2水平(添加(1)、未添加(0)),共8个处理STN1、STN0、SN1、SN0、TN1、TN0、N1、N0,在室温下进行60d的土壤培养试验,测定各处理在培养时期内的土壤呼吸、微生物量碳、3种土壤酶(蔗糖酶、脲酶、过氧化氢酶)的变化特征。结果表明:各处理的土壤呼吸速率均表现为前期快速增加,达到峰值后逐渐下降随之趋于稳定;随培养时间变化,各处理土壤酶活性呈现先升高后降低的趋势,大豆秸秆还田与不还田处理相比,对3种酶(蔗糖酶、过氧化氢酶、脲酶)以及微生物量碳含量有促进作用,其中秸秆+氮肥对土壤脲酶活性的提高最显著,秸秆+红糖+氮肥处理对土壤呼吸速率、蔗糖酶活性、过氧化氢酶活性、微生物量碳含量的影响最显著。     

刺槐林凋落物输入量变化对土壤有机碳的影响

【目的】分析刺槐林凋落物输入量变化对土壤有机碳含量的影响,以探明其调控机制,为预测全球变化背景下土壤碳动态提供科学依据。【方法】2018年3月-2019年3月,在黄土高原中部,选择林龄15年的典型人工刺槐林开展野外试验,设置对照（地上凋落物输入量无变化）、地上凋落物完全去除和加倍3个处理,采集0～10和10～20 cm土层的土壤样品,测定不同处理的土壤温度、含水量、有机碳、易氧化有机碳、顽固性有机碳、微生物生物量碳含量以及土壤呼吸速率,并用结构方程模型对土壤有机碳与土壤呼吸速率、微生物生物量碳之间的关系进行了分析。【结果】在0～10 cm土层,与对照相比,地上凋落物去除处理土壤温度在2018年6,9和12月份均显著增加,而在2019年3月份无显著差异;地上凋落物加倍处理土壤温度在整个试验期间与对照相比均无显著差异。在2018年6月和9月,土壤含水量在3个凋落物处理间均无显著差异;而在2018年12月,与对照相比,凋落物去除处理0～10 cm土层土壤含水量显著降低了24.44%,而地上凋落物加倍处理无显著变化;在2019年3月,3个凋落物处理土壤含水量差异显著。2019年3月,在0～20 cm土层,与对照相比,凋落物加倍处理中土壤有机碳、易氧化有机碳、顽固性有机碳含量均无显著变化,而地上凋落物去除处理的土壤有机碳、易氧化有机碳、顽固性有机碳含量均明显增加且总体差异达显著水平。在0~10 cm土层,与对照相比,地上凋落物加倍处理仅在2018年6月显著降低了土壤微生物生物量碳含量;凋落物去除处理土壤微生物生物量碳含量在2018年6月显著降低了71.96%,而在2018年9月和12月分别显著增加了101.59%和120.27%。对照和地上凋落物加倍、去除处理的土壤呼吸速率分别为1.41,1.84和1.32 μmol/（m²·s）。结构方程模型表明,土壤呼吸速率和土壤微生物生物量碳含量能解释土壤有机碳41 %的方差变异,且土壤有机碳与土壤微生物生物量碳呈显著正相关关系,而与土壤呼吸速率呈极显著负相关关系。【结论】在黄土丘陵区,短期去除凋落物有利于土壤有机碳的积累,而凋落物加倍处理则对其无显著影响,这可能与微生物的碳储存过程及土壤呼吸的碳释放过程有关。     

降雨减少对油松人工林凋落叶分解的影响

  目的  凋落物分解是森林生态系统物质循环和能量流动的重要环节。探究降雨减少对油松人工林凋落叶分解的影响，有助于理解油松人工林碳（C）氮（N）循环对降雨减少的响应，可为气候变化情景下人工林生态系统功能预测与评估提供科学支撑。  方法  以北京八达岭林场油松人工林为研究对象，采用野外控制实验，通过设置3个减雨水平（100%减雨、50%减雨和对照），对比分析不同处理下油松人工林凋落叶分解过程中的质量损失和C、N动态。  结果  布设分解袋5个月后（2018年5—10月），100%减雨处理下的油松凋落叶未见质量损失，甚至出现微弱的物质积累；50%减雨处理下的凋落叶质量残留率、C残留率和N残留率分别为75.75%、49.31%和71.00%；对照下分别为73.18%、51.92%和75.50%。凋落叶质量和C、N残留率在50%减雨处理和对照间差异不显著。50%减雨处理和对照下的年分解速率k分别为0.64和0.92。油松凋落叶月分解速率与土壤含水量之间呈显著正相关。50%减雨处理和对照下的油松凋落叶N元素呈现出先富集（6月）后释放（7—10月）的动态。  结论  在北京油松人工林中，降雨减少对油松凋落叶分解的影响依赖于降雨减少的程度，在轻度和中度干旱下其分解速率仅略微下降，且C、N动态基本维持不变；而严重干旱下其分解速率和C、N周转均受到强烈制约。      

北京平原地区主要造林树种叶片氮磷再吸收及生态化学计量特征

  目的  通过分析北京平原地区主要造林树种叶片氮（N）和磷（P）再吸收及生态化学计量特征,探讨不同树种对平原造林地生境的生态适应及养分利用机制。  方法  以刺槐、千头椿、旱柳、毛白杨、白蜡和油松等主要造林树种为研究对象,测定其新鲜叶、凋落叶的N、P含量,计算叶片N、P再吸收率并分析其与叶片、土壤养分指标的关系。  结果  刺槐的叶片N含量最高,旱柳的叶片P含量最高;白蜡叶片的N∶P显著高于其他树种（P < 0.05）,毛白杨叶片的N∶P最低,刺槐、千头椿、旱柳和油松之间叶片N∶P差异不显著。不同树种凋落叶N、P含量及N∶P与新鲜叶养分相关性不同。刺槐叶片N再吸收率和千头椿叶片P再吸收率显著高于其他树种,多数树种的叶片N再吸收率或P再吸收率与其凋落叶养分含量表现出显著负相关。  结论  刺槐、旱柳、白蜡和油松的生长受到 P 限制,千头椿和毛白杨生长受到 N 限制。树种能通过叶片N、P再吸收来适应养分限制环境。建议在平原林养护中加强林分结构调整、凋落叶归还林地、人工补植补造等措施以改善平原林养分限制状况。      

不同凋落物配比对杉木土壤微生物量碳氮的影响

[目的]探讨土壤微生物对不同配比杉木—火力楠凋落物分解的响应,为促进我国南方杉木人工林的可持续经营与发展提供科学依据.[方法]在我国南方典型酸雨区福建省邵武市4、15和32年生杉木人工林内,设5个凋落物分解试验处理,分别为杉木(C)、火力楠叶(M)、杉木:火力楠叶=2:1(C2M1)、杉木:火力楠叶=1:1(C1M1)、杉木:火力楠叶=1:2(C1M2),采用网袋法分析不同配比处理杉木人工林0~5 cm表层土壤微生物量的碳、氮含量及微生物量碳氮比的差异.[结果]4和15年生杉木人工林中土壤微生物量碳含量最高的处理分别为C2M1和C1M1,显著高于C、M单一配比处理(P<0.05,下同),32年生杉木人工林中各处理间土壤微生物量碳含量随时间波动变化;4、15和32年生杉木人工林中,不同混合凋落物与单一凋落物的土壤微生物生物量氮含量差异随时间的变化存在差异.各林龄土壤微生物量碳氮比在凋落物分解的不同时段存在明显波动变化,且分解时间为120和240 d时出现最低值.土壤温度与水分含量对4年生和15年生杉木人工林表层土壤微生物量碳氮的影响显著,对32年生杉木人工林影响不明显;各林龄表层土壤微生物量碳氮含量与土壤pH呈显著相关.方差分析结果表明,受林龄、杉木—火力楠凋落物配比及凋落物分解时间的多重影响,各林分表层土壤微生物量碳氮含量在凋落物整个分解周期内呈波动变化,其中微生物量碳含量的峰值出现在60和240 d,微生物量氮含量的峰值出现在120和240 d.[结论]对纯杉木幼龄林和中龄林的混交改良采用杉木—火力楠以2:1和1:1混交效果更佳,而在生产实践中对杉木—火力楠配比的选择还应综合考虑杉木林龄、土壤pH、土壤温度和水分含量等环境因子及季节变化的影响.     

不同植物恢复措施对采石矿废弃地土壤物理性质的改良效果及评价

为揭示不同植物恢复措施对采石矿废弃地土壤物理性质的改良效果,选取白杨Populus tomentosa,侧柏Platycladus orientalis,油松Pinus tabulaeformis,黄栌Cotinus coggygria和油松+黄栌5种典型植物恢复措施,采用方差分析和主成分分析法对采用措施后的土壤物理性质进行综合评价。结果表明:①通过5种植物恢复措施对采石矿进行修复后的土壤粒径均主要分布在0.25~10.00 mm;②相比较于白杨、油松、黄栌、油松+黄栌4种恢复措施,侧柏恢复措施下土壤容重降低了2.51%~29.83%、土壤孔隙度增大了7.49%~24.16%、土壤持水量升高了3.74%~24.03%;③5种不同植物恢复措施治理后的表层土壤田间持水量比深层提高1.36%~24.30%;④运用主成分分析法对5种不同植物恢复措施下的土壤容重、田间持水率、土壤孔隙度等指标分析得出:矿区土壤物理性质质量从高到低排序为侧柏、油松+黄栌、油松、黄栌、白杨,其中侧柏、油松+黄栌、油松3种植物恢复措施最后综合得分无显著差异,即在采石矿的生态恢复中优先依次推荐。     

黄土高原不同植被带油松人工林生态化学计量特征及其影响因素

为阐明油松人工林生态系统化学计量特征空间差异，分析其随气候因素变化的响应机制,以陕北黄土高原森林带、森林草原带和草原带油松人工林为研究对象，分析叶片、凋落物和土壤C、N、P化学计量特征及其与气候因子的关系。结果表明:1）油松叶片、凋落物C含量以草原带最高，但其土壤C含量最低，叶片与土壤N含量均表现为森林带>森林草原带>草原带，叶片P含量以森林带最高，但其土壤P含量最低。2）叶片C∶N和C∶P以森林带最低，油松人工林生产力水平随降水梯度的升高而增加；森林草原带叶片N∶P为15.57，植被生长受到N、P元素共同限制，而森林带和草原带叶片N∶P均<14，油松生长受到N限制；土壤C∶P表现为森林带>森林草原带>草原带，森林带P素释放潜力差。3）油松人工林叶片C含量随年均降水量增加而降低，N、P含量情况则相反；年平均降水、气温与土壤C、N含量间存在极显著正相关关系 （P<0.01），而与土壤P含量间表现为显著负相关（P<0.05），气候条件变化对油松人工林生长有着明显的影响。     

北京松山油松叶功能性状沿海拔梯度的变化及其环境解释

  目的  本研究探讨油松叶功能性状沿海拔梯度的变化规律,量化地形因子和土壤因子在驱动植物种内性状变异方面的贡献,为预测未来气候变化背景下植物叶片性状时空变异及其机制提供科学依据。  方法  以北京松山南坡油松为研究对象,通过相关性分析和冗余分析等方法,研究其8种叶功能性状沿海拔梯度的变化规律及其与地形和土壤因子的关系。  结果  （1）油松叶面积（LA）、比叶面积（SLA）及单位质量的磷含量（M_P）随海拔梯度升高呈降低趋势,而叶干物质含量（LDMC）、单位质量的氮含量（M_N）、单位面积的氮含量（A_N）及叶氮磷比（L_N:P）沿海拔梯度升高呈增加趋势,单位面积的磷含量（A_P）沿着海拔梯度没有明显的变化趋势。其各叶性状存在较大的种内变异（10.33% ~ 27.59%）,大小顺序为LA > A_N > A_P > SLA > L_N:P > M_N > M_P > LDMC。（2）部分叶功能性状之间沿海拔梯度表现出显著的协同或权衡变化趋势,油松SLA与LDMC呈显著负相关（P < 0.05）,与A_N、A_P呈极显著负相关（P < 0.001）。（3）控制油松各叶性状变异的主要环境因子各不相同,油松LA、SLA及L_N:P主要受到海拔高度和土壤全磷的影响,LDMC主要受到土壤氮磷比和土壤含水率的影响,M_N、A_N主要受到土壤pH和土壤全磷影响,M_P主要受到海拔和坡度的影响。（4）海拔与土壤因子两组变量只能解释油松叶功能性状6.28% ~ 41.10%的变异。  结论  研究区域内,油松叶片功能性状通过一定的性状变异和性状组合适应海拔梯度的变化,其中控制油松各叶性状变异的主要环境因子和程度各不相同。      

改变凋落物输入对贺兰山三种林分林内和林窗 土壤呼吸的影响

研究凋落物对森林生态系统土壤呼吸的影响,可为气候变化背景下准确评估森林CO2排放提供科学依据。本研究以宁夏贺兰山国家级自然保护区优势树种青海云杉林、油松林以及油松和山杨混交林为研究对象,在每种林分内设置去除凋落物（no Litter,NL）、自然状态下（CK）和凋落物加倍（double Litter,DL）3种处理,采用LI-8100A测定不同处理的土壤呼吸和土壤温湿度。结果表明：青海云杉林、混交林、油松林三种林分林内和林窗土壤温度月动态在不同凋落物处理间均无显著性差异（P>0.05）,而在同一凋落物处理下均呈极显著的月际性差异（P<0.01）。且在不同凋落物处理下,林窗的土壤温度均大于林内。三种林分林内和林窗土壤湿度在各处理间均无显著性差异（P>0.05）,但都存在显著的月际性差异（P<0.05）。三种林分林内和林窗在3种凋落物处理下土壤呼吸与土壤温度呈极显著的指数相关关系（P<0.01）,3种林分林窗土壤呼吸与土壤湿度之间均表现出显著的线性关系（P<0.05）,相对于林内较好,3种林分在不同凋落物处理下双变量模型的解释度均较高,且土壤温湿度对土壤呼吸的共同作用对土壤呼吸的影响大于土壤温度或土壤湿度单个因子。青海云杉林、混交林、油松林3种林分去除凋落物、对照、加倍凋落物的土壤呼吸Q10值之间的差异均显著（P<0.01）,且所有的Q10值均在1.4-3.2之间。因此,凋落物是影响贺兰山森林生态系统土壤呼吸的重要因素之一。     

外源氮输入下土壤有机碳与土壤微生物生物量碳分形特征

研究江苏北部沿海地区杨树Populus deltoides ‘Ⅰ-35’人工林不同量氮输入下土壤总有机碳（TOC）质量分数、土壤微生物生物量碳（SMBC）质量分数的时间动态特征以及土壤TOC质量分数随SMBC质量分数变化的分形特征。试验设置5种施氮水平,分别为N₀（施氮0 g·m-2·a-1,对照）,N₁（施氮5 g·m-2·a-1）,N₂（施氮10 g·m-2·a-1）,N₃（施氮15 g·m-2·a-1）,N₄（施氮30 g·m-2·a-1）,于2015年4,6,8,10,12月各采集1次样品进行土壤性状理化分析,并引入分形理论对数据进行分析。结果表明:不同施氮水平处理下各个月份对土壤TOC质量分数影响极显著（P < 0.01）,土壤TOC质量分数随时间变化的分形维数（D）变化范围是1.805~1.949,D从大到小排序为N₃,N₂,N₄,N₁,N₀;在6月和10月,不同施氮水平处理对SMBC质量分数无显著影响（_P > 0.05）,在4月、8月、12月,施氮水平对SMBC质量分数影响极显著（P < 0.01）,SMBC质量分数随时间变化的D变化范围是1.728~1.963,D从大到小排序为N₂,N₃,N₁,N₄,N₀;不同施氮水平处理下土壤TOC质量分数随SMBC质量分数变化的D变化范围是2.207~2.342,D从大到小排序为N₃,N₂,N₄,N₁,N₀;不同月份土壤TOC质量分数随SMBC质量分数变化的D变化范围是1.650~6.149,D从大到小排序为6月、10月、4月、8月、12月。综上,N₂,N₃中等施氮水平处理下,土壤TOC和SMBC随时间变化以及土壤TOC随SMBC变化的复杂程度更高。研究区6月和10月土壤微生物的作用比较强烈,土壤TOC质量分数随SMBC质量分数变化更具随机性和复杂性。     

皆伐油松人工林天然更新对土壤肥力和酶活性的影响

目的探讨油松人工林皆伐后天然更新成林的过程中对土壤肥力和酶活性的影响,分析植物群落演替过程中土壤质量的变化规律,为油松林的地力维护和可持续经营提供理论依据。方法采用演替时序法,在河北平泉地区选择立地条件一致的中龄林（32年）、近熟林（40年）、成熟林（53年）,皆伐后不同时间（5年、10年、24年）的天然更新林及皆伐后8年撂荒地作为对照,分0 ~ 10 cm、10 ~ 20 cm土层测定土壤肥力和酶活性,并对2组指标进行典型相关分析。结果（1）从中龄林到成熟林土壤质量持续提升,其中在0 ~ 10 cm土层土壤含水量、全氮含量和蔗糖酶活性分别提高了161.5%、379.1%和181.3%,各指标在10 ~ 20 cm土层也有显著提升（P < 0.05）。（2）皆伐后5年天然更新林与成熟林相比土壤肥力和酶活性差异不显著（P > 0.05）,到伐后24年土壤肥力和酶活性逐渐下降,与伐后5年相比,土壤毛管持水量、全氮含量和蔗糖酶活性在0 ~ 10 cm土层分别下降了24.4%、61.0%和28.8%,在10 ~ 20 cm土层各指标也均有明显下降（P < 0.05）,但伐后24年土壤肥力和酶活性仍高于中龄林和近熟林。（3）天然更新林的土壤肥力和酶活性显著高于撂荒地（P < 0.05）,天然更新林在0 ~ 10 cm土层土壤毛管持水量、有机质含量和脲酶活性相比撂荒地分别提高了43.7%、145.7%和116.6%,在10 ~ 20 cm土层各指标也显著高于撂荒地（P < 0.05）。（4）典型相关分析表明土壤酶活性与土壤肥力之间具有极显著相关性（P < 0.01）,土壤肥力主要受土壤密度、毛管持水量、毛管孔隙度、有机质、全氮的影响,而土壤酶活性主要受脲酶和蔗糖酶的影响。土壤肥力和酶活性的典型变量得分均表现为成熟林 > 伐后5年 > 伐后10年 > 伐后24年 > 近熟林 > 撂荒地 > 中龄林。结论油松人工林成熟林阶段土壤质量明显改善,随着时间推移皆伐会造成一定程度的土壤肥力和酶活性下降,但在皆伐迹地上及时实现植被恢复会显著减轻下降的程度,且土壤质量明显好于同一发育阶段的人工林。皆伐油松人工林天然更新可以有效地缓解地力衰退的问题。      

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。