黄河三角洲退化湿地土壤养分、微生物与土壤酶特性及其关系分析

为了揭示黄河三角洲湿地退化与土壤的关系,为湿地生态修复和有效利用湿地资源提供理论依据,对黄河三角洲退化湿地不同演替阶段的土壤酶活性、土壤养分和土壤微生物特性及土壤酶与养分和微生物的关系进行分析。结果表明:随着湿地由白茅群落到光板地的逆向演替,土壤脲酶、蛋白酶活性呈逐渐下降趋势,碱性磷酸酶和过氧化氢酶活性变化规律与其相似;不同演替阶段土壤酶活性表现出差异性,各种酶之间蛋白酶活性最高;土壤养分质量含量基本都随着湿地逆向演替的进行而递减,不同演替阶段土壤养分质量分数差异显著;退化湿地土壤中各种微生物数量存在明显差异性,在土壤微生物群落中,细菌数量所占比例最大,在各类微生物中占绝对优势,其次为放线菌,真菌数量最少;白茅群落阶段细菌和真菌数量最多,柽柳群落阶段放线菌数量最多;土壤酶与土壤养分、土壤微生物存在密切正相关关系;细菌与脲酶和过氧化氢酶有密切关系,真菌与脲酶、过氧化氢酶和碱性磷酸酶都具有显著的相关性。     

解钾细菌与黏土矿物协同促进玉米生长提高土壤养分有效性

为了揭示解钾细菌在西北矿区浅埋古河道土壤中对植物生长和土壤养分利用的影响,通过日光温室短期盆栽的方式,以不同黏土矿物配比的人工培土为基质模拟古河道不同质地土壤,以西北地区常见农作物玉米为宿主,研究解钾细菌在人工培土基质中的微生物数量变化规律,以及二者协同作用对玉米生长和矿质养分吸收的影响。结果表明:1)土壤黏土矿物含量增大有利于提高土壤解钾细菌数量,促进微生物活性。当黏土矿物质量分数为68%,速效钾质量分数约170 mg/kg时,解钾细菌数量最大;2)玉米地上部分干质量、根冠比、根系活力随黏土矿物含量增大而增大,以解钾细菌作用下黏土矿物质量分数68%的玉米生长效果最佳;3)在解钾细菌作用下,植物氮磷钾积累量和土壤养分利用的最佳土壤黏土矿物质量分数为45%、68%和75%,土壤钾素、氮素和磷素最大利用率分别达到65%、53%和17%;4)解钾细菌在土壤钾素含量低时促进土壤磷素吸收,土壤钾素过量时,促进土壤氮磷钾的吸收,提高土壤养分利用率。因此,土壤黏土矿物与解钾细菌相互作用,而且积极影响植物生长和土壤养分的吸收利用,这对进一步探寻适合矿区浅埋古河道土壤的微生物复垦技术,深入改良和开发矿区退化土壤具有重要意义。     

黄河三角洲不同退化程度人工刺槐林土壤酶活性、养分和微生物相关性研究

由人为及自然多种因素的影响造成很多地区人工林地出现衰退现象。本研究选择黄河三角洲不同退化程度的刺槐人工林,对林地土壤酶、养分和微生物及其相关性进行了研究,探讨人工刺槐林退化的原因。结果表明:随着人工刺槐林退化程度加重,土壤脲酶、多酚氧化酶和过氧化物酶活性下降;过氧化氢酶活性则先上升,重度退化林地下降。脲酶与多酚氧化酶和过氧化物酶活性显著相关,过氧化物酶与多酚氧化酶活性显著相关,其他酶之间相关性不显著。土壤养分与土壤酶的变化趋势基本一致,随着林分退化程度加重,有机质、全氮、碱解氮、速效磷含量均呈下降趋势;土壤pH、含盐量随着林分退化程度加重与土壤深度增加而上升,与土壤酶活性的变化趋势相反。土壤酶特别是脲酶活性与土壤养分显著正相关性,与土壤pH和含盐量呈显著负相关。不同退化程度的人工刺槐林地土壤细菌数量最多;真菌和放线菌与细菌变化趋势各不相同,随着退化程度的增加,细菌平均数量表现为未退化>轻度退化>中度退化>重度退化,真菌数量为轻度退化>未退化>中度退化>重度退化,放线菌数量为中度退化>轻度退化>未退化>重度退化。脲酶与细菌、真菌和放线菌数量显著相关,细菌与除过氧化氢酶外的土壤酶活性显著相关,其他酶活性与各类微生物数量相关性不显著。     

京郊荒滩地短期植被恢复对土壤理化性质及微生物群落结构的影响

为了揭示京郊荒滩地植被恢复初期土壤理化性质与微生物群落结构的变化特征,以补播苜蓿(Medicago sativa L.)、补播无芒雀麦(Bromus inermis Leyss)为研究对象,自然撂荒地为对照,采用高通量测序方法研究不同植被恢复模式土壤细菌与真菌的群落结构。结果表明:(1)2种植被恢复方式下土壤全氮含量显著高于对照,补播无芒雀麦土壤全磷含量最高;(2)2种植被恢复方式短期内显著改善了土壤物理性质,土壤容重显著低于对照,补播无芒雀麦土壤田间持水量、毛管持水量与最大持水量最高,补播苜蓿土壤饱和导水率最高;(3)2种植被恢复方式短期内对土壤微生物群落结构产生影响,真菌中的子囊菌门、细菌中的蓝细菌门相对丰度增加,真菌与细菌的生物多样性降低;(4)相关性分析表明,土壤有机质含量与真菌中的子囊菌门、细菌中的变形菌门、蓝细菌门数量存在显著正相关关系。2种植被恢复方式短期内均不同程度的改善了土壤理化性质,增加了固氮及降解有机质的微生物的数量及活性。     

不同保水措施对退化干旱山地新植核桃园土壤养分和微生物的影响

[目的]探索退化干旱山地不同保水措施对土壤理化特征的影响,为北方干旱退化山区土壤环境改良提供科学依据。[方法]以太行山新垦片麻岩山地新植核桃园为试材,进行保水剂、玉米秸秆覆盖和地膜覆盖等保水措施的不同组合处理,研究土壤养分和微生物数量的变化。[结果]秸秆覆盖能显著提高土壤养分含量和微生物数量。细菌、放线菌数量和有机质、全氮、全磷、全钾、有效磷、速效钾含量较对照分别提高了14.04%,17.42%,25.53%,60.29%,25.90%,15.31%,143.67%和51.44%。保水剂使得土壤养分含量和微生物数量略有下降。地膜覆盖降低了土壤细菌、真菌、放线菌、纤维素分解菌数量和有机质、全氮、全磷含量,较对照分别降低了27.19%,21.0%,10.11%,31.07%,1.11%,22.06%和6.06%,却提高了土壤全钾、有效磷、速效钾含量,较对照分别提高了12.6%,9.65%,8.09%。多元组合处理对土壤养分含量和微生物数量的影响相互之间差异较大;而保水剂+秸秆覆盖+地膜覆盖的组合并没有达到最佳效果;在所有处理中,保水剂+秸秆覆盖的组合对土壤的改良效果最好,与对照相比,提高土壤细菌、放线菌数量和有机质、全氮、全磷、全钾、有效磷、速效钾含量分别达16.67%,3.37%,6.64%,92.65%,12.67%,1.8%,94.25%和105.76%。[结论]土壤养分、微生物数量与土壤水热气状况密切相关;保水措施在改变土壤水热气状况的同时,也改变了土壤养分和微生物数量。     

不同秸秆还田方式对和田风沙土土壤微生物 多样性的影响

秸秆还田是有效利用秸秆资源的重要途径,能够提高土壤养分含量、调节土壤微生物的群落结构和多样性,但目前还缺乏不同秸秆还田方式对新疆沙化土壤肥力和微生物多样性影响的系统报道。为探索新疆沙化土壤肥力可持续提升模式,于2010—2012年在和田风沙土土壤上设置秸秆直接还田(NPKS)、过腹还田(NPKM,15.0 t×hm~(-2))和炭化还田(NPKB1,2.5 t×hm~(-2);NPKB2,15.0 t×hm~(-2))定位试验,研究不同秸秆还田处理对和田风沙土土壤养分、微生物数量、土壤酶活性和Biolog碳源利用的影响。结果表明:1)与单施化肥(NPK)相比,不同秸秆还田方式均能显著提高风沙土土壤养分含量,其中NPKM处理效果最好,其次是NPKB2处理,NPKS和NPKB1处理分别为第3和第4。2)不同秸秆还田方式对土壤微生物数量影响差异显著,均增加了土壤中细菌、放线菌和生理菌群的数量,与NPK处理相比,细菌数量NPKB2处理最高,放线菌数量NPKM处理最高,分别显著提高了413.16%和574.19%。但NPKB1和NPKB2处理对生理菌群数量的提升效果好于NPKS处理和NPKM处理。土壤酶活性,不同秸秆还田方式总体好于NPK处理,NPKM处理的提升效果最好。3)Biolog碳源利用分析表明不同秸秆还田方式均能提高风沙土土壤微生物活性和丰富度指数。主成分分析表明,不同秸秆还田方式土壤微生物群落明显不同,起分异作用的碳源主要为羧酸类和糖类。聚类分析显示NPKB2和NPKM处理之间、NPKB1和NPKS处理之间土壤微生物功能相似。由此可以看出,不同秸秆还田方式均能显著提高和田沙化土壤微生物活性和功能多样性,但不同方式的增效不同。从3年定位试验结果看,秸秆过腹还田和炭化还田的效果较好,秸秆直接粉碎还田有增加土传病害的风险。该结果将为南疆沙化土壤肥力可持续提升提供一定的理论指导。     

低温堆腐与秸秆深翻还田对玉米产量及土壤微生物群落的影响

为探明我国东北地区玉米不同的秸秆还田方式对玉米产量和土壤微生物群落结构的影响,在典型棕壤区开展连年田间对比试验.采用常规方法测定玉米产量、土壤养分、土壤团聚体分布,采用微生物高通量测序方法测定土壤细菌多样性和丰度,并分析土壤环境因子的变化对土壤微生物群落的影响.本研究设无肥对照(CK)、秸秆不还田(FP)、秸秆深翻还田...     

红壤水稻土累积酶活性及养分对长期不同施肥处理的响应

本研究基于鹰潭农田生态系统国家野外科学观测研究站24年的长期定位试验,揭示对照(不施肥,CK)、有机肥(C)、化学氮磷钾肥(NPK)、化学氮磷钾肥+有机肥(NPKC)等不同施肥处理对红壤水稻土酶活性及土壤养分的影响。于晚稻收获后采集各小区耕层土壤,测定红壤水稻土中转化酶、脲酶活性(测定时并设加0.5 ml甲苯与不加甲苯处理)及转化酶动力学特征,同时测定土壤养分含量及微生物生物量碳,分析酶活性与养分含量及微生物生物量碳间的关系,明确土壤中累积酶活性及土壤养分对长期不同施肥处理的响应。结果发现,与对照相比,施肥处理下土壤转化酶活性显著提高了31.3%~131.7%,微生物生物量碳显著提高了84.9%~125.1%;在没有甲苯抑制微生物活性下,施肥处理的转化酶底物蔗糖转化速率增加量提高了89.5%~153.7%,脲酶底物尿素转化增加量提高了59.2%~98.9%,表明微生物显著影响两种累积酶表观酶活性;转化酶活性、脲酶活性与微生物生物量碳呈显著正相关。与对照处理相比,施肥处理显著增加了土壤有机碳(30.1%~36.3%)、全磷(28.6%~102.9%)、速效磷(62.2%~445.0%)、碱解氮(35.9%~56.4%)含量;统计分析显示,转化酶活性、脲酶活性均与碱解氮、有机碳含量显著正相关。与对照相比,各施肥处理土壤的转化酶米氏常数(Km)差异并不显著,而转化酶表观活性(Vmax)及转化系数(Vmax/Km)均显著增加。长期施肥处理增加了土壤养分含量和微生物生物量碳,提高了土壤中累积酶的活性。     

高寒草地不同退化程度下土壤微生物及土壤酶活性变化特征

为探讨不同退化程度对高寒草地土壤微生物及土壤酶活性的影响,以青藏高原东北缘祁连山3种不同退化程度(轻度退化、中度退化、重度退化)高寒草地为研究对象,测定和分析土壤3大类微生物(细菌、真菌、放线菌)和氮素生理群(氨化细菌、好气性固氮菌、嫌气固氮菌、硝化细菌、反硝化细菌)数量、微生物量(碳、氮)及土壤酶活性(蔗糖酶、脲酶、磷酸酶、过氧化氢酶)变化特征。结果表明:(1)相同土层不同退化程度,土壤3大类微生物数量、氮素生理群、微生物量以及土壤酶活性随退化程度的加重总体呈减小的趋势,重度退化程度下各指标含量最小,中等退化程度可增加10—20cm土壤放线菌、氨化细菌及反硝化细菌数量和20—30cm土壤细菌、真菌、放线菌、好气性固氮菌、反硝化细菌数量;(2)不同土层相同退化程度,土壤3大类微生物数量、氮素生理群、微生物量以及土壤酶活性随土层深度的加深均逐渐减小。研究结果对评价草地退化程度提供了新思路,同时为高寒草地的恢复和重建提供了重要的理论依据。     

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。     

巴西东北部地区土地退化对土壤微生物量和活性的影响

Land degradation causes great changes in the soil biological properties.The process of degradation may decrease soil microbial biomass and consequently decrease soil microbial activity.The study was conducted out during 2009 and 2010 at the four sites of land under native vegetation(NV),moderately degraded land(LDL),highly degraded land(HDL) and land under restoration for four years(RL) to evaluate changes in soil microbial biomass and activity in lands with different degradation levels in comparison with both land under native vegetation and land under restoration in Northeast Brazil.Soil samples were collected at 0-10 cm depth.Soil organic carbon(SOC),soil microbial biomass C(MBC) and N(MBN),soil respiration(SR),and hydrolysis of fluorescein diacetate(FDA) and dehydrogenase(DHA) activities were analyzed.After two years of evaluation,soil MBC,MBN,FDA and DHA had higher values in the NV,followed by the RL.The decreases of soil microbial biomass and enzyme activities in the degraded lands were approximately 8-10 times as large as those found in the NV.However,after land restoration,the MBC and MBN increased approximately 5-fold and 2-fold,respectively,compared with the HDL.The results showed that land degradation produced a strong decrease in soil microbial biomass.However,land restoration may promote short-and long-term increases in soil microbial biomass.     

生态修复对采矿废弃地土壤性质的影响

以南京幕府山采矿废弃地生态修复为例,探讨生态修复如何影响采矿废弃地土壤的性质。研究结果表明:生态修复在先的废弃地土壤有机质含量相对高,因修复模式不同,同一时期修复的土壤有机质含量存在差异;土壤pH值与土壤容重主要取决于修复覆盖的土壤性质,且随修复时间增加,容重降低,而修复植被的生长也影响土壤pH值与土壤容重;土壤水文效应则主要取决于覆土厚度,其次是土壤孔隙度,而土壤孔隙度与土壤容重也与修复植被有关。     

Soil Surface‐Active Fauna in Degraded and Restored Lands of Northeast Brazil

Land degradation reducing vegetation cover may affect the soil surface‐active fauna because both aboveground and belowground invertebrates depend on complex plant communities. In this study, we evaluated the effect of land degradation and restoration on soil fauna in northeast Brazil. Sites differed in degradation status: native vegetation, moderately degraded land, highly degraded land, and land under restoration for 4 years. Araneae and Coleoptera densities were significantly higher in natural vegetation and restored land (8 ± 4 ind./trap and 41 ± 21 ind./trap, respectively) than in degraded lands (−73% and −81%, respectively). The density of Formicidae was significantly higher in natural vegetation (206 ± 181 ind./trap) than in highly degraded land (32 ± 24 ind./trap), while restored land (51 ± 10 ind./trap) and moderately degraded land (37 ± 14 ind./trap) did not differ significantly from the other degradation levels. The density of Orthoptera did not follow the aforementioned patterns, while invertebrate groups mostly had highest densities in natural land and restored land. Linear regressions showed a strong negative relation between faunal density and soil bulk density, and a positive relation with soil organic matter due to an increase in plant cover. Our results indicate that land degradation simplifies soil surface‐active invertebrate communities with pronounced decreases in the density of Araneae, Coleoptera, and Formicidae, but that land restoration practices may recover the density of soil fauna even after only 4 years. Araneae, Coleoptera, and Formicidae respond sensitively to land degradation and restoration practice and are suggested as indicator groups for restoration success. Copyright © 2013 John Wiley & Sons, Ltd.     

退化喀斯特植被恢复对土壤微生物数量及群落功能多样性的影响

采集不同恢复阶段的土壤样品,采用微生物培养法研究了退化喀斯特植被恢复对土壤微生物数量、群落功能多样性的影响。研究结果表明随着退化喀斯特植被的恢复,土壤微生物数量增加,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。土壤微生物群落代谢功能分析表明:植被恢复往往导致较高的平均颜色变化率、物种丰富度和功能多样性。乔木群落阶段的平均诱导底物利用率最高,明显地与其他3个恢复阶段不同。总之,植被恢复使得土壤微生物数量增加,碳源平均利用率增强。因此,创造了更好的土壤条件更有利于退化喀斯特植被的恢复。     

喀斯特石漠化区治理措施对土壤质量演变的影响

为进一步探明喀斯特石漠化综合治理区不同治理措施对土壤质量演变的影响,选取3种治理措施:封山育林、人工造林和坡改梯,并以撂荒地为对照,通过长期定点监测,探索了治理措施与时间对土壤理化性质、土壤质量演变的影响特征。结果表明:治理措施和治理时间对土壤理化性质有明显的影响。封山育林、人工造林和坡改梯均能显著改善土壤理化性质,提高土壤肥力质量。随着时间的推移,土壤养分含量和土壤质量指数亦得到显著的改善。封山育林和人工造林对土壤质量的改善效果总体上优于坡改梯。此外,封山育林和人工造林能够明显优化土壤碳氮比例。但是这两种措施中土壤碳磷比(C/P)相对较高,且土壤碳磷比(C/P)随时间的推移逐渐增大,这反映出封山育林和人工造林的土壤面临土壤磷素缺乏的风险。石漠化综合治理措施中封山育林和人工造林对土壤质量的改善效果最佳。但是随着时间的推移,这两种措施可能会因土壤磷素缺乏导致植被恢复效果不佳。石漠化治理是一个漫长的过程,在其过程中需要通过人工干预以实现石漠化治理的可持续发展。     

张家口地区水土保持措施空间配置效应评价

该文以张家口各个地貌类型区水土流失监测站实测数据为基础,研究了该区水土保持措施的空间配置的适宜性。结果表明：不论何种地貌类型区,总体的趋势是坡耕地组中水平梯田的水土保持效益最好,蓄水拦沙效益均达到90%以上,其次是经济林,再者是人工种草;荒坡地组中植被措施结合水平沟、鱼鳞坑整地形式的水土保持效益最好,基本在75%以上,自然封禁和人工种草的水土保持效益次之,且空间和年际之间差异较大,造成这种现象的主要原因可能是由于降雨条件的差异影响到植被生长的质量,其次是土壤本身的特征的差异。因此,采取封禁措施治理的初期不能简单依靠生态自身的修复,必须辅助以工程措施为植被的恢复创造条件。     

粤西坡地土壤侵蚀特征及退化分析——以广东省郁南县大湾镇为例

坡地是广东省重要的土地资源,也是水土流失的策源地。研究坡地的土壤侵蚀及退化问题,对于坡地的可持续利用具有重要的意义。本文以广东省郁南县大湾镇为例,探讨了粤西典型坡地不同侵蚀区的侵蚀形态特征,以及土壤侵蚀所导致的坡地退化,分析了影响土壤退化的原因,并提出了退化坡地的整治措施。研究区以花岗岩发育的弱侵蚀强度为主,占总侵蚀面...     

桂西北喀斯特人为干扰区植被自然恢复与土壤养分变化

为促进桂西北喀斯特退化生态系统的恢复与重建,采用全面调查和样方调查方法,以自然保护区的顶级群落为对照,研究了桂西北喀斯特人为干扰区自然恢复22a后植被的演替规律与土壤养分变化。结果表明,干扰区物种丧失严重,种类仅有自然保护区的26.6%,随着群落由草丛→草灌丛→灌丛→藤刺灌丛→乔灌丛→顶级群落的顺向演替和发展,群落的高度、生物量和物种多样性、土壤有机质、养分、阳离子交换量和硅、铁、铝、钛等矿质全量逐步增加,钙、镁全量显著减少,pH值降低,土壤质量随着植被的恢复呈波折性提高。     

黄河源高寒草甸退化秃斑地土壤基本特征及其风蚀规律

[目的]阐明高寒草甸不同类型退化秃斑地的土壤基本特征及其风蚀规律,揭示土壤物理力学特性与土壤风蚀之间的交互影响作用,进而为黄河源区生态植被的修复和保护提供理论依据。[方法]以黄河源7种草甸退化秃斑地及高原鼢鼠鼠丘为研究对象,结合野外调查和原位试验,对不同秃斑地土壤物理力学特征、土壤风蚀规律的差异性及土壤风蚀量与可蚀性因子间的关联度和相关性等进行了分析和讨论。[结果](1)不同退化秃斑地土壤基本物理力学特性指标差异较显著,7种秃斑地的平均土壤含水率、密度、紧实度和黏聚力分别是高原鼢鼠鼠丘的1.3倍、2.6倍、14.2倍和5.0倍,秃斑地中风毛菊的恢复生长对土壤的保水固土能力最强,香薷草和臭蒿相对较弱。(2)风蚀60 min后高原鼢鼠鼠丘土壤的总流失量是退化秃斑地的1.3～4.4倍;风蚀量的增加幅度随风蚀时间呈先增后减的趋势,风蚀作用的前5～10 min是土壤风蚀的敏感期;不同退化秃斑地土壤风蚀量与植被恢复类型有关,且与土壤物理力学指标值之间呈反比例关系。(3)退化秃斑地土壤风蚀量与植被覆盖度、土壤含水率和土壤紧实度之间均呈线性负相关关系,与土壤黏聚力间呈指数函数负相关关系;土壤风蚀量与覆...     

荒漠草原不同植被恢复模式的水土保持生态效益

[目的]以内蒙古四子王旗境内退化荒漠草原为研究区域,研究不同植被恢复模式对植物群落组成、土壤含水量、土壤侵蚀的影响,为退化草原水土流失治理和草原生态建设提供理论依据。[方法]针对退化草原特点、水土流失特征,分析不同植被恢复模式下植物群落特征、土壤水分、地表径流和侵蚀量的变化,运用主成分分析对不同植被恢复模式的水土保持生态效益进行评价。[结果]退化荒漠草原的3种植被恢复模式试验样地的植物种类组成、群落总盖度、地上生物量均高于放牧天然草地,"围栏封育+灌木条带+施肥复壮"、"围栏封育+松土补播+草种包衣"2种植被恢复模式的地上生物量与放牧天然草地之间变化差异达到显著水平(p0.05);3种植被恢复模式的实施有效控制了土壤侵蚀,径流量和土壤侵蚀量均低于天然草地。[结论]"围栏封育+松土补播+草种包衣"植被恢复模式在保持水土资源,增加群落稳定性等方面的生态效益最好。