子午岭不同植被类型土壤微生物量与有机酸含量

以黄土丘陵沟壑区的子午岭次生林区为研究区域,分析了农田、草本、乔木、灌木、弃耕地五种不同植被覆盖下土壤微生物量与有机酸含量变化。结果表明,不同植被类型土壤微生物生物量C变化趋势是:农田>草本>乔木>弃耕地>灌木,从乔木到农田微生物生物量N、P基本上呈下降趋势。不同植被类型下土壤有机酸变化基本趋势为:弃耕地<灌木<草本<农田<乔木。相关分析表明,不同植被覆盖下土壤微生量C、P与该土壤有机酸含量呈显著正相关,而土壤微生物N与该土壤有机酸含量相关性不显著。     

吴起县退耕还林后主要植被类型土壤质量评价

为明确吴起县退耕还林后形成的主要植被类型土壤质量状况,文中以吴起县王洼子典型退耕植被作为研究对象,对比分析不同植被类型土壤理化性质差异,并综合主成分分析法、敏感性以及相关性分析法,建立了研究区土壤质量评价指标最小数据集。结果表明:1)不同植被类型间土壤物理、化学性质差异显著(P<0.05);山桃×沙棘混交林在土壤孔隙度、持水性以及有机碳含量方面表现较优;刺槐林在土壤pH和电导率方面表现较优;沙棘林、柠条林在富集氮、磷、钾元素方面优势明显;草地土壤指标整体表现较差。2)适用于研究区不同植被类型土壤质量评价的最小数据集指标为土壤有机碳含量、毛管持水量、电导率和有效磷。3)不同植被类型均在不同程度上有效提高土壤质量,但研究区土壤质量指数整体仍较低,其中山桃×沙棘混交林对土壤质量提升效果最好,其次为灌木林(柠条、沙棘),乔木林(刺槐、杜梨、山桃)和草地。因此,研究区在今后进行低效林改造、林分结构调整与植被恢复重建等林业生态工程时,优先选择以沙棘、柠条为主的灌木林或者小乔木与灌木相结合的混交林(山桃×沙棘混交林)。     

豫西低山丘陵区不同土地利用方式对陡坡地土壤理化性状的影响

对豫西低山丘陵区陡坡地5种土地利用方式(人工草地、自然荒草地、柏树林地、人工女贞林地和桃树林地)下土壤部分理化性状对土地利用变化的响应进行了比较研究。结果表明,人工干扰活动会加速陡坡地土壤质量退化。5种土地利用方式间土壤理化指标除速效磷含量外均呈显著性差异（P＜0.05）,近自然状态的柏树林土壤有机碳、全氮、碱解氮、C/N、全磷、速效磷、速效钾含量和土壤电导率均最高,全钾含量也较高,仅次于人工草地,pH值接近于7;人工草地、人工女贞林地有机碳、全氮、碱解氮、全磷含量和土壤电导率较低,与其他用地方式间差异显著（P＜0.05）。陡坡地植被郁闭度和盖度对土壤全钾含量的影响较大,林地速效钾含量高于草地。因此,在豫西低山丘陵区35°以上陡坡地不宜作为人工草地和人工景观林地,建议将柏树作为生态恢复的优先选择树种。     

不同植被覆盖下子午岭土壤养分状况研究

以黄土丘陵沟壑区的子午岭次生林区为研究区域,研究了不同植被覆盖对土壤养分状况的影响。结果表明:不同植被类型覆盖下,土壤有机质含量为乔木>灌木>草本>农田>弃耕地。土壤全氮含量为乔木≥草本>灌木>农田≥弃耕地;全磷含量变化不大,其中农田土壤全磷含量最高;全钾含量为乔木>灌木>草本>农田>弃耕地;土壤碱解氮含量为乔木>灌木≈草本≥农田>弃耕地;速效磷含量为乔木≈灌木≈农田>草本>弃耕地;速效钾含量为乔木≥草本>灌木≥农田>弃耕地。由此可见,随植被演替阶段的提高,不同植被覆盖下土壤的养分含量逐渐升高。因此,在黄土高原丘陵区,坡地退耕还林,恢复植被,可以有效改善土壤养分状况。     

黄土丘陵沟壑区天然植被恢复类型对土壤微生物碳的影响

采用野外调查取样结合室内测定分析的方法,研究黄土丘陵沟壑区不同天然植被恢复类型土壤微生物量碳和有机质的变化规律,探讨植被恢复过程中土壤微生物量碳和有机质的关系。结果表明:植被恢复后的土壤微生物量碳和有机质含量较农田均显著提高,植被恢复对土壤微生物量碳和有机质的影响主要表现在0~10 cm土层;土壤微生物量碳和有机质在0~10 cm土层随恢复年限呈增加趋势,植被类型中乔木混交林土壤微生物量碳含量最大,乔木林的土壤有机质含量最大。不同恢复年限的草地,其土壤有机质与土壤微生物量碳在0~10 cm土层呈正相关关系,在10~20 cm呈负相关关系;不同恢复类型的植被,其土壤有机质和微生物量碳的关系与不同恢复年限的草地正好相反,其在0~10 cm土层负相关,在10~20 cm呈正相关。上述结果表明,黄土高原植被恢复有利于提高表层土壤微生物量碳和有机质含量;植被恢复类型和年限对土壤微生物量碳与有机质的关系影响不一致。     

红砂植被盖度对土壤不同形态碳、氮及细菌多样性的影响

以自然恢复的红砂群落为研究对象,探讨黄土高原红砂植被不同盖度对土壤不同形态碳、氮及细菌多样性的影响,为该地区的人工生态恢复措施提供理论支撑.在兰州市南北两山植被恢复技术研究与示范基地,按照5级盖度分类法设置红砂植被盖度梯度,重点对土壤养分碳氮、微生物量碳氮和细菌多样性开展研究.结果表明:随着植被恢复,土壤有机碳 (SOC)和全氮(TN)、土壤微生物碳 (MBC)和微生物氮(MBN)逐渐提高,并且增加比较快 ,但是当总盖度达到48.73%之后,增加比较缓慢,而且增加的差异不显著.相同的植被盖度对土壤有机碳、全氮和土壤微生物碳、氮的影响趋于一致.土壤细菌多样性随植被盖度有所增加,在植被盖度达到48.73%后多样性维持在彼此接近的水平,尽管微生物多样性群落结构有差异 .在植被稀疏、物种多样性较低的干旱坡地,红砂植被盖度增加明显改善了土壤生态功能, 但是片面追求植被盖度的增加,对土壤特性改善有限.     

水蚀风蚀区六道沟流域不同土地利用方式下养分特征

利用经典统计与地统计学相结合的方法,以六道沟流域农用地、林地和草地三种土地类型为研究对象,测定各不同利用方式下土壤有机质、全氮、全磷、全钾、速效氮、速效磷、速效钾、C/N值八种养分指标。结果表明,土壤有机质、全氮含量表现为农用地>林地>草地,全磷含量表现为农用地>草地>林地,土壤全钾含量表现为草地>林地>农用地,速效氮含量表现为农用地>草地>林地,速效磷表现为农用地>林地>草地,速效钾表现为林地>农用地>草地;土壤C/N值表现为林地>草地>农用地;有机质含量与全氮含量呈线性关系,且均达极显著水平(P<0.01)。结果说明不同土地利用方式对土壤养分含量有重要影响。     

弃耕地植被恢复过程中土壤理化性质演变趋势研究

通过对安塞纸坊沟流域14块不同弃耕年限的草地土壤理化性质的研究表明:随着弃耕地植被的恢复,土壤容重降低、孔隙度增大、质地改善;土壤有机质含量、CEC、全氮含量、全钾含量、水解氮及速效钾含量逐步提高,土壤盐分含量、土壤pH值有逐步降低的趋势,说明随着植被的恢复,土壤理化性质在不断优化.另外植被生物量与土壤有机质、CEC、全钾、速效钾、全氮及水解氮均呈极显著正相关,与土壤pH值与土壤容重呈极显著负相关,说明土壤与植被具有互动效应.     

共和盆地不同灌木群落生物土壤结皮理化性质差异北大核心CSCD

探究青海共和盆地不同灌木群落生物土壤结皮(Biological Soil Crusts,BSCs)理化性质差异,为加强生物土壤结皮资源的保护与合理利用提供理论参考。选取共和盆地沙蒿(Artemisia desertorum)、小叶锦鸡儿(Caragana microphylla)和乌柳(Salix cheilophila)群落中不同发育阶段的生物土壤结皮为研究对象,野外取样结合室内分析,研究其颗粒组成及养分特征。结果表明:三种灌木群落生物土壤结皮的颗粒组成均以沙粒为主(45%~90%),其中,小叶锦鸡儿沙粒含量>乌柳>沙蒿,且其含量均显著低于灌丛间裸沙。乌柳群落生物土壤结皮全氮、全碳、有机质、有效磷、速效钾、碱解氮、全磷含量均显著高于沙蒿、小叶锦鸡儿群落,且随生物土壤结皮发育,各含量在三种灌木群落中呈增加趋势。灌木群落对生物土壤结皮理化性质的影响程度最高,且灌木生物量与生物土壤结皮盖度、厚度、全氮、全碳、有机质、有效磷、速效钾、碱解氮、全磷呈显著正相关,与沙粒含量呈显著负相关(P<0.05)。灌木群落有效改良共和盆地沙地生物土壤结皮土壤结构,沙蒿群落更有利于土壤的细化,乌柳群落更有利于养分蓄积。     

半干旱区流域土壤养分分布特征及其与地形、植被的关系

以小流域为单元,以典型横断面为代表,初步分析了黄土高原半干旱区中连川小流域坡顶、坡面和坡脚不同部位土壤养分分布特征及其与地形和植被的关系.结果表明,中连川流域土壤养分全量和速效态都匮乏.在开垦利用条件下,0～20 cm土层土壤有机碳、氮、磷、Olsen-P、硝态氮含量在不同坡位的高低顺序:坡面＜坡顶＜坡脚,显示了土壤养分坡脚富集、坡面和坡顶流失的特征.恢复地表植被后,土壤有机碳、氮的含量较相邻的农田显著提高.草本植被群落对土壤养分(0～20 cm)的积累促进作用高于灌木.     

乌拉特荒漠草原群落物种多样性和生物量关系对放牧强度的响应

以内蒙古乌拉特荒漠草原灌丛和草本植物群落为对象,研究这2种植物群落的物种组成、物种多样性及其与地上生物量关系对不同放牧处理(对照、中牧、重牧)的响应。结果表明:①随着放牧强度的增加,灌丛群落中红砂(Reaumuria songarica)和碱韭(Allium polyrhizum)的优势度增大,沙生针茅(Stipa glareosa)的优势度减小;重牧降低草本群落中沙生针茅的优势度,增加了蒙古韭(Allium mongolicum)和碱韭的优势度。②不同放牧处理显著降低了灌丛和草本群落的盖度、高度以及灌丛群落的密度,消除了灌丛和草本群落之间盖度的差异(P> 0. 05)。中牧降低灌丛群落的Pielou均匀度指数,重牧降低灌丛群落的物种丰富度,灌丛和草本群落的其他多样性指数在放牧处理之间无显著差异(P> 0. 05)。除物种丰富度外,其他多样性指数在灌丛和草本群落之间差异显著(P <0. 05)。③不同放牧处理降低了灌丛和草本群落的地上生物量和凋落物量,导致灌丛和草本群落之间地上生物量的显著差异(P <0. 05)。④地上生物量与Simpson优势度指数负相关,与Shannon-Wienner多样性指数和Pielou均匀度指数正相关;放牧处理下地上生物量与密度、物种丰富度正相关。放牧处理改变了荒漠草原植物群落组成、结构和功能,进而改变了群落结构和功能的重要关系。     

黄土丘陵沟壑区退耕植被恢复地土壤水稳性团聚体的变化特征

以黄土高原典型丘陵沟壑区—吴旗县为例,研究了退耕地不同植被恢复年限、不同植被类型和不同恢复方式下的土壤水稳性团聚体含量的变化。结果表明,>0.25mm土壤水稳性团聚体含量,在0～60cm土层随着退耕地恢复年限的延长而不断增加,乔木地相对较高,草地相对较低,灌木地介于两者之间。自然恢复方式>自然 人工恢复方式>人工恢复方式,坡耕地的团粒含量最低;在0～20cm土层,恢复前期土壤水稳性团聚体含量增幅较大,后期增幅较小,而40～60cm土层的变化规律则相反。对同一种植被类型,>5mm的土壤水稳性团聚体含量从0～20cm到40～60cm土层均呈下降趋势,并且在较浅土层灌木地的降幅相对较大,在较深土层乔木地的降幅相对较大。人为干预使得土壤水稳性团聚体从大粒径向小粒径转化,这种转化在较深土层表现的较明显。可见,在退耕地植被恢复中,具有较长恢复年限的乔木地,土壤的抗蚀性较强;自然 人工的恢复方式既缩短了植被恢复时间,也提高了土壤水稳性团聚体含量,从而改善了土壤结构。     

黄土丘陵沟壑区退耕还林工程植被恢复效益初步研究

本文在对吴旗县及对比县乔木林、灌木林和草原群落野外调查的基础上,对吴旗县植被恢复效益通过植被覆盖度、重要值、物种多样性等方面进行了定量分析。结果表明,在吴旗县这样的自然地理条件下,通过退耕还林、封山禁牧,植被完全可以得到恢复,完全可以达到控制水土流失的目的。在自然恢复初期,植物群落将以草原地带性植被为主,并可以恢复到稳定阶段。三种植被群落在植物多样性方面差异并不大,草原群落的物种多样性和群落均匀度要略小于乔木林和灌木林群落。通过计算吴旗县和对比县的相似性系数表明,退耕封禁地与未退耕封禁地在相似性方面有较大的差异。     

坝上高原林草地表层土壤含水量对比研究

以地处半干旱坝上高原沽源县为例,对比分析不同自然区域内林地、草地距地表约25cm处土壤含水量。结果表明:人工乔木林地土壤含水量最少,灌木林地次之,草地最多,尤其是天然草地。结合当地农户走访和野外踏查,得出结论:草地或灌木林地能够较好地保持土壤水分,乔木林地则相对较差。建议遵循当地自然地带性规律,充分考虑水分条件,林草植被建设以生态耗水量少的草、灌为主,乔木为辅。     

辽西北风沙地不同植物群落土壤入渗特性

采用野外双环入渗试验和室内土壤物理性质分析相结合的方法,研究辽西北风沙地不同植物群落(乔木林地、灌木林地、人工草地、荒草地)土壤入渗特征及影响因素。结果表明:不同植物群落的土壤初始入渗率、16min入渗率、稳定入渗率和累计入渗量等土壤入渗特征值均表现为荒草地人工草地灌木林地乔木林地;土壤入渗特征值与毛管孔隙度呈显著负相关,与饱和含水量、粉粒含量呈负相关,与土壤初始含水率、土壤容重、非毛管孔隙度、砂粒、粘粒含量呈正相关,但未达显著水平。不同植物群落下土壤入渗过程的拟合优度存在差异,Horton模型、G-P综合模型、Philip模型、Kastiakov模型的平均拟合优度依次为0.948、0.896、0.893、0.868,Horton模型相对误差为15.71%~68.61%,可作为辽西北风沙地不同植物群落土壤入渗过程的预测模型;主成分分析评价的土壤入渗能力排序为荒草地人工草地灌木林地乔木林地,初始入渗率、稳定入渗率、16 min入渗率和累积入渗量的主成分方差累积贡献率为99.628%,较好地表达了土壤入渗能力。     

封育条件下科尔沁沙地小叶锦鸡儿(Caragana microphylla)群落改良土壤效应的研究

封育措施是恢复植被、改良土壤性质的重要措施。文中以科尔沁沙地小叶锦鸡儿群落为研究对象,主要研究不同封育年限的沙地小叶锦鸡儿群落对土壤养分、土壤含水量、土壤紧实度、微生物生物量C、N、P含量等土壤性质的改良作用。结果表明,封育措施可以从土壤养分、土壤水分、土壤紧实度和土壤微生物等方面全面改良土壤,尤其是对表层土壤(0-10cm)的改良效果尤其明显。     

荒漠草原不同植被类型土壤微生物群落功能多样性

利用Biolog EcoplateTM技术通过对荒漠草原生态系统中沙米、白沙蒿、柠条、沙冬青和人工乔木林5种植被类型土壤微生物群落功能多样性分析,以探讨不同植被类型对土壤微生物群落代谢功能多样性的影响.结果表明,5种植被类型土壤微生物群落代谢活性有显著的差异(P＜0.01),5种植被类型土壤微生物群落利用碳源的种类也存在差异,氨基酸类、羧酸类和糖类是其主要的碳源利用类型.在Biolog ECO板培养基接种培养96 h后,5种植被类型土壤微生物群落多样性显示,物种丰富度指数(R)和均匀度指数(EH)差异显著,Shannon 指数(H′)差异不显著.     

短脚锦鸡儿灌丛对植物群落和土壤微生物群落的促进效应研究

以内蒙古荒漠区短脚锦鸡儿灌木为研究对象,采用野外调查法分析灌丛对植物群落的影响,采用传统培养法,结合分子鉴定法分析灌丛对土壤微生物群落的影响。结果表明:(1)灌丛内植物群落多度和总生物量显著大于灌丛外,但是物种丰度和Shannon-Wiener指数灌丛内外无显著差异;(2)随土壤深度的增加,表层土与深层土的土壤可培养细菌丰度和真菌多度差异不显著,其余土壤微生物群落多样性特征均表现为:表层土显著大于深层土;(3)灌丛对土壤微生物群落具有正效应,且表层土正效应最大;(4)灌丛对植物群落的促进作用大于对土壤微生物群落的作用。     

Ecological stoichiometry and biomass response of Agropyron michnoi Roshev. under simulated N deposition in a sandy grassland,China

Sandy grassland in northern China is a fragile ecosystem with poor soil fertility. Exploring how plant species regulate growth and nutrient absorption under the background of nitrogen (N) deposition is crucial for the management of the sandy grassland ecosystem. We carried out a field experiment with six N levels in the Hulunbuir Sandy Land of China from 2014 to 2016 and explored the Agropyron michnoi Roshev. responses of both aboveground and belowground biomasses and carbon (C), N and phosphorus (P) concentrations in the plant tissues and soil. With increasing N addition, both aboveground and belowground biomasses and C, N and P concentrations in the plant tissues increased and exhibited a single-peak curve. C:N and C:P ratios of the plant tissues first decreased but then increased, while the trend for N:P ratio was opposite. The peak values of aboveground biomass, belowground biomass and C concentration in the plant tissues occurred at the level of 20 g N/(m²·a), while those of N and P concentrations in the plant tissues occurred at the level of 15 g N/(m²·a). The maximum growth percentages of aboveground and belowground biomasses were 324.2% and 75.9%, respectively, and the root to shoot ratio (RSR) decreased with the addition of N. N and P concentrations in the plant tissues were ranked in the order of leaves>roots>stems, while C concentration was ranked as roots>leaves>stems. The increase in N concentration in the plant tissues was the largest (from 34% to 162%), followed by the increase in P (from 10% to 33%) and C (from 8% to 24%) concentrations. The aboveground biomass was positively and linearly correlated with leaf C, N and P, and soil C and N concentrations, while the belowground biomass was positively and linearly correlated with leaf N and soil C concentrations. These results showed that the accumulation of N and P in the leaves caused the increase in the aboveground biomass, while the accumulation of leaf N resulted in the increase in the belowground biomass. N deposition can alter the allocation of C, N and P stoichiometry in the plant tissues and has a high potential for increasing plant biomass, which is conducive to the restoration of sandy grassland.     

Manipulated precipitation regulated carbon and phosphorus limitations of microbial metabolisms in a temperate grassland on the Loess Plateau,China

Manipulated precipitation patterns can profoundly influence the metabolism of soil microorganisms. However, the responses of soil organic carbon (SOC) and nutrient turnover to microbial metabolic limitation under changing precipitation conditions remain unclear in semi-arid ecosystems. This study measured the potential activities of enzymes associated with carbon (C: β-1,4-glucosidase (BG) and β-D-cellobiosidase (CBH)), nitrogen (N: β-1,4-N-acetylglucosaminidase (NAG) and L-leucine aminopeptidase (LAP)) and phosphorus (P: alkaline phosphatase (AP)) acquisition, to quantify soil microbial metabolic limitations using enzymatic stoichiometry, and then identify the implications for soil microbial metabolic limitations and carbon use efficiency (CUE) under decreased precipitation by 50% (DP) and increased precipitation by 50% (IP) in a temperate grassland. The results showed that soil C and P were the major elements limiting soil microbial metabolism in temperate grasslands. There was a strong positive dependence between microbial C and P limitations under manipulated precipitation. Microbial metabolism limitation was promoted by DP treatment but reversed by IP treatment. Moreover, CUE was inhibited by DP treatment but promoted by IP treatment. Soil microbial metabolism limitation was mainly regulated by soil moisture and soil C, N, and P stoichiometry, followed by available nutrients (i.e., NO- 3, NH+ 4, and dissolved organic C) and microbial biomass (i.e., MBC and MBN). Overall, these findings highlight the potential role of changing precipitation in regulating ecosystem C turnover by limiting microbial metabolism and CUE in temperate grassland ecosystems.