三峡库区消落带不同海拔狗牙根草地土壤微生物生物量碳氮磷含量特征

为探究库区消落带优势草本植物狗牙根人工植被恢复后土壤质量及肥力的变化,选择三峡库区消落带150, 160和170 m海拔人工构建狗牙根植被土壤为研究对象,并以裸地作为对照,测定土壤微生物生物量碳、氮、磷和相关理化性质。结果表明:(1)各海拔狗牙根微生物生物量均显著高于裸地,表明狗牙根人工植被构建对土壤微生物恢复具有重要意义。(2)土壤微生物生物量碳、氮含量160 m高程显著高于150和170 m高程,但土壤微生物生物量磷(SMBP)却显著低于150和170 m高程,需要特别注意P元素的下移,加强水体P含量的检测。(3)土壤微生物生物量碳氮比和碳磷比变化范围分别为5.93~15.62和7.11~19.99,土壤微生物生物量碳、氮、磷占土壤有机碳、全氮、全磷百分比的范围分别为0.68%~2.57%、0.68%~3.33%、1.95%~5.23%。狗牙根土壤微生物生物量碳氮比和碳磷比显著低于裸地,表明狗牙根土壤有效氮、有效磷高于裸地;土壤微生物生物量碳、氮、磷占土壤有机碳、全氮、全磷百分比显著高于裸地,表明狗牙根土壤营养元素周转速率快于裸地。(4)微生物生物量碳、氮、磷与土壤有机碳、全氮和土壤含水率有显著或极显著相关性,与土壤pH值呈不同程度的负相关。因此,在三峡库区消落带进行狗牙根草地恢复重建能显著提高土壤微生物生物量及土壤质量,对加强三峡库岸生态系统的稳定性具有重要意义。     

泥石流频发区不同土地利用类型下土壤分形维数与理化性质的关联度

为综合评价泥石流频发区不同土地利用类型下土壤的结构稳定性,本研究以蒋家沟为例,选取耕地、草地、林地为研究对象,裸地作为参照,基于分形理论分析了不同土地利用类型下土壤的分形特征,利用主成分分析方法,分析了影响土壤结构稳定性的主要影响因子,同时利用关联耦合度方法构建了土壤分形维数与理化性质间的耦合模型。结果表明,不同土地利用类型下土壤的分形维数介于2.71～2.75,0.5～2 mm土壤颗粒含量决定了不同土地利用类型下土壤的分形维数;土壤颗粒的分形维数与土壤碱解氮、容重、有机质含量显著相关,两者之间属于中等关联,土壤理化性质对分形维数的影响大小依次为容重>碱解氮>有机质;分形维数与理化指标的系统耦合度属于弱协调,未达到最佳状态;不同土地利用类型的系统耦合协调程度按大小排序为林地>草地>耕地>裸地。研究结果表明,增加植被覆盖和减少人为扰动有利于稳定的土壤结构形成。研究结论可以为流域植被恢复及土壤结构特征描述提供一定的理论依据。     

喀斯特山区不同草地土壤结构及分形特征

以喀斯特区域不同草地生态恢复阶段为研究对象,采用时空互代法对喀斯特山区耕地、退耕还草地、草地、林草间作地的土壤颗粒、团聚体、微团聚体粒径分布及分形维数进行研究,并分析分形维数与土壤理化性质的相互关系。结果表明,在石漠化恢复过程中,粗粒径微团聚体、团聚体含量随生态的不断恢复而增加,细粒径含量降低,但土壤机械组成与之相反。0～10 cm土层土壤微团聚体平均重量直径(MWD)表现为林草间作地、草地耕地退耕还草地,退耕还草地显著低于其他草地类型,分别比林草间作地、草地、耕地低0.15、0.15和0.11 mm;团聚状况在10～20 cm下均表现为草地林草间作地耕地退耕还草地,其中退耕还草地显著低于林草间作地和草地,分别低8.26%和13.18%;土壤结构特征表明退耕还草地结构最弱。生态恢复过程中,土壤微团聚体和团聚体的分形维数从大到小依次为退耕还草地耕地林草间作地草地,土壤颗粒分形维数从大到小依次为草地林草间作地耕地退耕还草地,表明喀斯特山区土壤结构随生态恢复而逐渐变好,土壤分形维数一定程度上能反映喀斯特石漠化区域生态恢复的过程与特征。同时喀斯特地区土壤分形维数与其理化性质存在较好的相关性,微团聚体及团聚体分形维数能够较好的表征土壤结构及抗蚀能力的强弱。在石漠化区域生态恢复与石漠化治理过程中,通过人工调控措施,缩短退耕还草阶段,加快草地等植被覆盖度的增加,能有效减少水土流失,改善该区生态环境。     

林草恢复对热水河小流域侵蚀区土壤团聚体稳定性与有机碳氮特征的影响

土地利用类型影响土壤团聚体稳定性及碳氮分布,进而改变土壤碳氮循环过程。本研究对热水河小流域草地、灌丛和林地3种不同林草恢复措施下0-100 cm剖面土壤团聚体、碳氮及其他理化性质进行了系统研究,以探索适宜的林草恢复措施。结果表明:不同林草恢复对侵蚀区土壤团聚体分布、稳定性和碳氮特征具有显著的影响。在0-10、10-30和30-60 cm各土层中,草地 2 mm粒级团聚体含量显著大于灌丛和林地(P 0.05),而在60-100 cm土层中,则表现为灌丛林地草地(P 0.05);土壤团聚体重量平均直径(mean weight diameter, MWD)和几何平均直径(geometric mean diameter, GMD)分布趋势与大于0.25 mm粒级团聚体(the ratio of 0.25 mm aggregate, R0.25)相似。在0-10和10-30 cm土层中,草地总氮和有机碳含量显著大于灌丛和林地(P 0.05);但随土层加深,草地深层土壤碳氮含量分布减少,在30-60和60-100 cm土层中,土壤总氮和有机碳含量分布趋势表现为灌丛林地草地(P 0.05);此外,草地碳氮计量比在3种土地利用中始终处于较低水平。土壤团聚体稳定性、碳氮含量与土壤pH、土壤机械组成等土壤性质密切相关。MWD与pH极显著正相关(P0.01), GMD与pH和粉粒含量显著正相关(P 0.05),而R0.25与土壤机械组成极显著相关(P 0.01),与总氮和有机碳含量则显著相关(P 0.05);土壤总氮和有机碳含量与pH和粉粒含量极显著负相关(P 0.01),与砂粒含量极显著正相关(P 0.01)。本研究结果表明,在表层土壤中草地具有较好的稳定土壤结构,具有稳固碳氮的作用,而在较深土层中,灌丛和林地等植被恢复措施的团聚体稳定性较强,碳氮含量也较高。本研究为干热河谷地区的生态修复提供了数据支持。     

喀斯特山区不同草地土壤结构及分形特征

以喀斯特区域不同草地生态恢复阶段为研究对象,采用时空互代法对喀斯特山区耕地、退耕还草地、草地、林草间作地的土壤颗粒、团聚体、微团聚体粒径分布及分形维数进行研究,并分析分形维数与土壤理化性质的相互关系。结果表明,在石漠化恢复过程中,粗粒径微团聚体、团聚体含量随生态的不断恢复而增加,细粒径含量降低,但土壤机械组成与之相反。0~10 cm土层土壤微团聚体平均重量直径(MWD)表现为林草间作地、草地>耕地>退耕还草地,退耕还草地显著低于其他草地类型,分别比林草间作地、草地、耕地低0.15、0.15和0.11 mm;团聚状况在10~20 cm下均表现为草地>林草间作地>耕地>退耕还草地,其中退耕还草地显著低于林草间作地和草地,分别低8.26%和13.18%;土壤结构特征表明退耕还草地结构最弱。生态恢复过程中,土壤微团聚体和团聚体的分形维数从大到小依次为退耕还草地>耕地>林草间作地>草地,土壤颗粒分形维数从大到小依次为草地>林草间作地>耕地>退耕还草地,表明喀斯特山区土壤结构随生态恢复而逐渐变好,土壤分形维数一定程度上能反映喀斯特石漠化区域生态恢复的过程与特征。同时喀斯特地区土壤分形维数与其理化性质存在较好的相关性,微团聚体及团聚体分形维数能够较好的表征土壤结构及抗蚀能力的强弱。在石漠化区域生态恢复与石漠化治理过程中,通过人工调控措施,缩短退耕还草阶段,加快草地等植被覆盖度的增加,能有效减少水土流失,改善该区生态环境。     

林草恢复对热水河小流域侵蚀区土壤团聚体稳定性与有机碳氮特征的影响

土地利用类型影响土壤团聚体稳定性及碳氮分布,进而改变土壤碳氮循环过程.本研究对热水河小流域草地、灌丛和林地3种不同林草恢复措施下0?100 cm剖面土壤团聚体、碳氮及其他理化性质进行了系统研究,以探索适宜的林草恢复措施.结果表明:不同林草恢复对侵蚀区土壤团聚体分布、稳定性和碳氮特征具有显著的影响.在0?10、10?30和30?60 cm各土层中,草地>2 mm粒级团聚体含量显著大于灌丛和林地(P<0.05),而在60?100 cm土层中,则表现为灌丛>林地>草地(P<0.05);土壤团聚体重量平均直径(mean weight diameter,MWD)和几何平均直径(geometric mean diameter,GMD)分布趋势与大于0.25 mm粒级团聚体(the ratio of>0.25 mm aggregate,R0.25)相似.在0?10和10?30 cm土层中,草地总氮和有机碳含量显著大于灌丛和林地(P<0.05);但随土层加深,草地深层土壤碳氮含量分布减少,在30?60和60?100 cm土层中,土壤总氮和有机碳含量分布趋势表现为灌丛>林地>草地(P<0.05);此外,草地碳氮计量比在3种土地利用中始终处于较低水平.土壤团聚体稳定性、碳氮含量与土壤pH、土壤机械组成等土壤性质密切相关.MWD与pH极显著正相关(P<0.01),GMD与pH和粉粒含量显著正相关(P<0.05),而R0.25与土壤机械组成极显著相关(P<0.01),与总氮和有机碳含量则显著相关(P<0.05);土壤总氮和有机碳含量与pH和粉粒含量极显著负相关(P<0.01),与砂粒含量极显著正相关(P<0.01).本研究结果表明,在表层土壤中草地具有较好的稳定土壤结构,具有稳固碳氮的作用,而在较深土层中,灌丛和林地等植被恢复措施的团聚体稳定性较强,碳氮含量也较高.本研究为干热河谷地区的生态修复提供了数据支持.     

景电灌区次生盐渍化土地枸杞林的土壤特征研究

为评价种植枸杞对改良次生盐渍化土壤的效果,实现次生盐渍化土地资源的持续利用,对次生盐渍化土地不同利用方式的弃耕地、不同种植年限枸杞地和小麦地的土壤理化性质进行了调查研究。结果表明,与弃耕地相比,枸杞地土壤有机质、全氮、碱解氮含量显著增加;水溶性盐离子除HCO₃^-显著增加、Ca²⁺降低不明显外,K⁺、Na⁺、Mg²⁺、Cl^-、SO₄^2-、全盐量、电导率均显著降低,离子组成中Na⁺降幅最大,达70.1%~82.9%,全盐量降低70.9%~82.8%;砂砾含量降低、粉粒和粘粒含量升高,CaCO₃含量升高,pH值降低,容重先降低后升高,孔隙度先升高后降低。枸杞地Na⁺和全盐量比小麦地分别高118.1%~282.3%和84.0%~211.5%,其他土壤理化指标和小麦地没有差异。这些说明种植枸杞改善了次生盐渍化土壤质量,除占盐分主导地位的Na⁺含量明显较高外,其他土壤性状恢复至与盐渍化程度低的传统农耕地相当。种植枸杞的前4年间土壤理化性质发生了迅速变化,之后变化速度很缓慢。土地利用方式的变化对次生盐渍化土壤性状具有重要影响。     

不同措施下三江源区“黑土山”土壤治理效果分析

相对于“黑土滩”的研究，“黑土山”的研究尚处于初期。本研究以6种措施“微耕机翻耕一遍+人工撒播(MT1+MS)、微耕机翻耕两遍+人工撒播(MT2+MS)、旋耕机翻耕+撒播机播种(RT+SS)、挖掘机开沟+人工条播(ED+MS)、免耕播种(NT+S)、人工耙翻+人工撒播(MR+MS)”治理后的草地为研究对象，分析土壤的理化特征和微生物量的变化，以及6种措施对土壤的治理效果，为“黑土山”土壤快速治理提供理论依据。结果表明：土壤含水量、有机碳、全氮、全磷、微生物量碳氮磷含量随土层均呈下降趋势，并且0～20 cm土层土壤含水量和各土层土壤养分含量均在措施NT+S时最高；各土层的容重在措施ED+MS最大，且差异显著(P<0.05);0～10 cm土层，土壤水稳性团聚体质量百分数在措施NT+S最高且差异显著(P<0.05),10～20 cm、20～30 cm土层中各措施下差异不显著。因此，结合土壤理化性质和微生物量的变化，三江源区“黑土山”土壤的快速治理可选择免耕播种的措施。     

不同退化演替阶段高寒草甸土壤理化性质对功能群植物地上生物量的影响

笔者对若尔盖高寒草甸红原县境内不同退化演替草甸土壤理化性质和功能群植物地上生物量进行了调查。结果发现:不同退化演替阶段土壤理化性质存在显著差异;随退化程度加剧,莎草科地上生物量显著降低,而禾本科地上生物量未达到差异显著水平,群落地上生物量和杂草生物量在草地草甸阶段最高;不同退化演替阶段,土壤理化性质对莎草科、禾本科和杂草地上生物量的影响程度不同,在退化草甸中,土壤速效氮、速效钾、速效磷、全氮和水分含量显著决定莎草科地上生物量,而土壤速效磷、全钾、全氮、土壤水分显著决定禾本科地上生物量。说明在一定条件下通过人为改变土壤水分、土壤氮、磷含量水平能够对退化草甸进行一定程度的恢复。     

盐渍化草地根际土壤理化性质对降水改变和氮添加的响应

为揭示盐渍化草地根际效应及其对降水改变和氮添加的响应，对增水、减水和氮添加及其交互处理下晋北盐渍化草地根际和非根际土壤理化性质进行分析。研究发现：与对照相比，减水及减水+氮添加显著提高了土壤交换性Na⁺含量，氮添加提高了非根际土壤208.1%的硝态氮和105.3%的无机氮含量（P<0.05）；增减降水与氮添加交互对根际和非根际土壤理化性质均无显著影响；根际土壤pH值比非根际低0.25个单位，铵态氮、硝态氮、有机酸、氨基酸、全碳和全氮含量分别比非根际高412.0%，81.4%，37.5%，22.4%，37.3%和43.6%（P<0.05）；主成分分析发现根际和非根际土壤理化性质对水、氮交互处理的响应具有明显差异。表明盐渍化草地植物具有较强的根际效应，但其对增加降水及水、氮交互的响应不敏感，结果可为预测未来降水变化和大气氮沉降增加情境下盐渍化草地根际效应和土壤理化性质变化提供理论依据。     

种植苜蓿对黄绵土表土理化性质的影响

对定西黄绵土多年苜蓿地与传统耕地的表层土壤理化性质进行了比较研究。结果表明,长期种植苜蓿促进了土壤有机质、全氮在土壤表层的累积,减少了土壤表层有效硫的损耗,但对土壤有机质、全氮累积的影响作用主要表现在0～10cm土层内,而且土壤有机质和土壤全氮含量之间存在显著的正相关关系;耕地中的速效氮主要以NO3^--N为主,而苜蓿地中NH4^ -N和NO3^-N的含量差异不明显。长期种植苜蓿对土壤表层全磷、全钾、速效钾和速效磷的影响甚微。苜蓿地表层土壤的坚实度显著高于耕地。苜蓿根系的穿插有利于打破由于长期耕作造成的犁底层,而对整个土体的土壤容重影响不大。     

不同改良剂对盐碱地土壤及草地早熟禾生长的影响

改良盐碱化土壤是当前亟待解决的环境问题,合理选用土壤改良剂和改良方法对盐碱地的开发利用有重要意义。本研究以兰州新区的盐碱土为盆栽土进行盆栽种植草地早熟禾(Poa pratensis)试验,设有底层衬膜施加不同土壤改良剂的10个处理、底层衬膜不施加土壤改良剂和不衬膜施加1号改良剂。通过测定施加改良剂前土壤的基本理化性质及施加土壤改良剂后土壤p H、全盐量及草地早熟禾的生长指标,对不同的土壤改良剂的效果进行分析对比,选择出最有效的土壤改良剂和改良方法。结果表明,施加土壤改良剂后土壤的p H和全盐量低于施加前,草地早熟禾的高度、密度和盖度优于没有添加改良剂的处理。所选10种盐碱改良剂中,嗜盐碱微生物菌肥改良剂效果最好,改良后土壤p H和全盐量分别为7.37和0.28%,比改良前分别降低了1.09和0.32%,草地早熟禾的高度、密度、盖度及叶绿素含量分别为9.68 cm、2.09株·cm~(-2)、99%、3.13 mg·g~(-1),改良效果优于无机改良剂和有机肥。土壤底层衬膜对盐碱土的改良效果优于底层不衬膜处理,衬膜处理下土壤p H、全盐量、草地早熟禾生长密度、高度与不衬膜处理相比差异显著(P0.05)。     

管理措施对三江源区"黑土滩"土壤肥力及土壤酶活性的影响

对三江源区典型退化草地“黑土滩”采取施肥及种植垂穗披碱草的恢复措施,结果表明,土壤中的全氮与有机质的相关性显著,全磷与有机质的相关性较明显,变化趋势相一致。短期的恢复措施造成了恢复样地20~30 cm土壤层中有机质、全氮和全磷含量的下降,长期的恢复措施使恢复样地中的这3种营养物质的含量得到了上升;人工种植措施使土壤中的全钾含量显著下降(P<0.05)。此外,速效养分的变化不一致,其中速效氮的含量表现为先降低后升高,速效磷和速效钾的含量变化表现出升高趋势。植被恢复对土壤脲酶活性有促进作用,但蔗糖酶活性没表现出规律性变化;这2种酶的活性与速效养分的含量表现出较强的正相关,而与有机质和全价养分的含量相关性不显著。     

玉米连作对土壤微生物和土壤主要养分的影响

为确定河西地区玉米（Zea mays）连作的主要障碍因子,对不同连作年限的玉米田土壤微生物种群和土壤主要养分进行了常规分析。结果表明,在0～20 cm土层深处,细菌随连作年限增加呈递减趋势,与速效磷和有机质含量呈显著正相关,即速效磷和有机质均随连作年限的增加而显著减少（P<0.01）;而真菌数量随连作年限的增加而增加,与速效磷和有机质含量呈显著负相关;放线菌数量在不同连作年限呈先增后减的趋势;碱解氮和速效钾在不同连作年限没有明显的变化规律。说明玉米连作导致土壤微生物种群结构失衡,有益微生物数量减少,土壤真菌化现象严重,积累了大量植物病原菌,造成土壤主要养分减少,病害发生严重。     

栽培红花生长期土壤微生物与土壤理化因子动态

对红花（Carthamus tinctorius）生长期土壤微生物群落结构及其与土壤微环境营养元素、理化性质间的相关性进行了研究。结果表明,微生物总数表现为伸长期>种子成熟期>莲座期>花期;红花莲座期-伸长期放线菌、真菌数量均呈上升趋势,伸长期-花期细菌、真菌数量极显著（P<0.01）下降,花期-种子成熟期3种微生物类群数量（种植2年样地）再次呈现上升趋势。主成分分析和相关性分析结果显示,莲座期,速效磷、电导率共同影响微生物生长;伸长期,土壤营养元素含量是影响红花土壤微生物数量的关键因素;种子成熟期,影响因子变为有机质、土壤含水量、pH值,放线菌与有机质和速效磷存在负相关关系。试验表明,随着红花生长期的推进,其土壤微生物数量、土壤理化性质发生了变化。     

察布查尔草原土壤酶活性垂直分布及土壤理化性质相关性研究

土壤酶(soil enzyme)作为土壤生态系统的组分之一,是生态系统的生物催化剂,在土壤物质循环和能量转化过程中起着重要作用。以新疆伊犁察布查尔县1191~2656 m海拔草原黑钙土为研究对象,选择土壤酶进行研究,以期解释土壤酶垂直分布特征及土壤肥力对土壤酶活性的影响。研究不同海拔及土层土壤酶活性变异特征,结果表明,过氧化氢酶活性0.237~0.722 mg·(g·20 min)^-1,碱性磷酸酶活性0.767~2.673 mg·(g·24 h)^-1,脲酶活性0.029~0.106 mg·(g·24 h)^-1,蔗糖酶活性3.384~23.801 mg·(g·24 h)^-1。土壤表层酶活性均大于中、底层,且酶活性随海拔的增加而上升,各土层、海拔间差异显著(P<0.05);通过相关性分析得知0~20 cm土层,海拔与脲酶活性呈极显著正相关(P<0.05,r=0.854^**),与蔗糖酶活性呈显著正相关(P<0.05,r=0.724^*);20~40 cm土层,海拔与碱性磷酸酶呈显著正相关(P<0.05,r=0.766^*);在40~60 cm土层,海拔与脲酶活性呈显著正相关(P<0.05,r=0.796^*)。在研究中还发现随土层的增加土壤酶活性与土壤肥力相关性降低。     

地膜覆盖对高寒地区燕麦＋豌豆人工草地土壤温度和水分的影响

通过对高寒牧区燕麦＋豌 工草地在地膜覆盖条件下不同时间、不同层次土壤温度和土壤水分的连续观测,得出结论,高寒牧区人工草地地膜覆盖不仅可增加前期的土壤温度和地温积温、而且对增加土壤浅层的温度效果明显。同时,地膜覆盖后土壤浅层的含水量和保墒能力显著大于露睦对照,在降水量低较时差距更加明显,地膜覆盖后地温的增加与太阳辐射呈正相关。地膜覆盖有效地缓解了５月、６月间水温不同期的矛盾。     

土壤改良剂对草坪床土理化性质的影响

土壤改良剂(康乐)对草坪床土理化性质的影响研究表明,土壤改良剂(康乐)能降低土壤容重,提高土壤总孔隙度、渗透系数、田间持水量,丰富土壤有机质和全氮,调节速效养分,能有效降低土壤pH值和电导率。在试验范围内,随改良剂用量的增加,改良效果更明显。     

种植草坪覆土试验研究

采用多因素随机区组试验法，进行多草种、覆盖不同厚度及不同土类的草坪种植试验研究，经观测其出苗率和方差统计分析后认为，影响草种出苗率的主要因素为草种的品种；在同样覆盖厚度下，覆盖的所有土壤类型都表现出大粒草种的出苗率较小粒草种的出苗率要高；要达到50％以上的出苗率，不论覆盖何种土壤，覆盖厚度以0．5cm最好，大粒草种覆土厚度应小于3．0cm；中粒草种覆土厚度应小于1．0cm，小粒草种覆土厚度应小于0．55cm；覆盖的土壤类型以沙壤土最好，粘壤土次之，风沙土较差，漏沙土最差。     

3种高寒草甸土壤CO2通量及碳密度差异变化

在祁连山东缘选择珠芽蓼草甸(P)、针茅草地(S)、杜鹃灌丛草甸(R)3种高寒草甸,利用LI-8100A土壤CO2通量自动测定系统与室内分析相结合的研究方法,分析了土壤有机碳密度、碳通量的动态及其与环境因子的关系。结果表明:不同植被类型的土壤有机碳密度差异显著,大小顺序为R>S>P,随土壤深度的增加,土壤碳密度降低;土壤CO2通量大小顺序为S>P>R,样地P、S呈单峰变化。峰值均出现于14∶00～15∶00;土壤CO2通量与近地面的空气湿度、碳含量显著负相关,与土壤温度、近地大气温度显著正相关,与土壤含水量无明显相关性。