放牧强度对西藏高寒草甸植被群落和土壤理化性质的影响

【目的】研究放牧强度对高寒草甸植被群落和土壤理化性质的影响,为西藏高寒草甸科学放牧和退化草地生态系统的恢复提供科学依据。【方法】于2010-06-2012-08在西藏邦杰塘高寒草甸开展牦牛放牧控制试验,设置对照(零放牧)、适度放牧和重度放牧3个处理,研究不同放牧强度对植被群落丰富度、均匀度、生物量、盖度、密度、高度和土壤理化性质的影响。【结果】随放牧强度的增加,植被群落的丰富度和总盖度降低,均匀度指数和地上、地下生物量均先增大后减小;高山嵩草和紫花针茅的盖度和高度随放牧强度的增加而降低,密度增大。高寒草甸生态系统中土壤的体积质量和硬度随放牧强度的增加而增大;0~10cm土层土壤总孔隙度随放牧强度的增加而增大,10~20和20~30cm土层总孔隙度变化规律不明显;土壤含水量在0~10cm土层以适度放牧区最高,但各处理间无显著差异(P0.05);随放牧强度的增加,土壤有机质、全氮、速效氮含量以及pH均显著减小(P0.05),速效钾含量在0~10和10~20cm土壤中先增加后减少,速效磷变化无明显的规律性。【结论】重度放牧是高寒草甸植被退化、土壤理化性质改变的主要因素。围栏封育可作为高寒草地植被短期恢复的最佳方式。适度放牧有利于植被群落的增多和改善土壤理化性质。     

放牧强度对昭苏草甸草原土壤有机碳及微生物碳的影响

采用2a短期小区控制放牧试验,设置了不放牧(0头牛/hm2)、轻度放牧(0.38头牛/hm2)、中度放牧(0.64头牛/hm2)、重度放牧(0.90头牛/hm2)4个处理,在伊犁昭苏草甸草原上研究放牧强度对草地土壤有机碳、土壤微生物量碳及土壤微生物商的影响。结果表明,短期放牧条件下,随放牧强度的增加,0～30cm土层土壤微生物量碳含量及土壤微生物熵均呈先增加后降低趋势;短期放牧下,放牧强度对土壤有机碳含量影响较小(P>0.05),对土壤微生物量碳含量的影响较显著(P<0.05),土壤微生物量碳对放牧的响应较土壤有机碳更敏感;中度放牧下土壤微生物量碳含量明显高于对照、轻度放牧和重度放牧(P<0.05),0～10cm土层、10～20cm土层、20～30cm土层微生物量碳含量依次为1 074.77,667.94,392.54mg/kg。无论放牧与否,土壤微生物量碳含量、土壤有机碳含量及土壤微生物商均随剖面深度的增加呈现显著降低趋势。     

增施微生物菌剂对设施土壤理化性质及微生物的影响

为探究微生物菌剂对设施土壤理化性质及微生物的影响,以微生物菌剂为研究对象,探讨在设施温室番茄种植中施用微生物菌剂对土壤理化性质、微生物种类、数量的影响.结果表明,增施微生物菌剂可以明显提升设施土壤速效磷、速效钾含量、微生物总量,改善微生物种类的结构,复合肥750 kg/hm2+商品有机肥9000 kg/hm2+微生物菌剂135 L/hm2处理对速效磷、速效钾的提升最为显著,分别较对照提升59.32％、48.50％;微生物总量较对照提升70.90％.     

短花针茅荒漠草原不同放牧强度对土壤理化性质的影响

在短花针茅荒漠草原对比研究了轻度放牧、中度放牧、重度放牧3种放牧强度对草地土壤理化性状的影响,结果表明:随着放牧强度的增大,土壤质地变粗;中度放牧有利于养分的供给;重度放牧使养分含量下降,pH值上升,削减牧场生产。     

放牧鸡对沙草地土壤理化性质的影响

以浑善达克沙地巴音胡舒试验基地草地土壤为研究对象,在两种不同植被类型的养鸡棚中采样,分析了放牧鸡对不同类型草地土壤的含水量,硝态氮,铵态氮及土壤微生物碳、氮的影响。结果表明,灌丛草地含水量、硝态氮随距离变化差异显著,草地含水量随深度的变化差异显著。对于两种不同植被类型,深度20～50 cm的土壤铵态氮含量明显高于深度0～10 cm土壤的含量;0～10 cm土层中土壤微生物碳含量随着放牧距离的增加逐渐减小,但其他层次中没有明显变化;不同的放牧距离对土壤微生物氮的影响差异不明显,但不同层次间存在显著差异。     

不同退化程度高寒草地土壤微生物量碳特征分析

为了探讨不同退化程度高寒草地土壤微生物量碳分布变化规律,在具有典型退化特征的高寒草甸与高寒草原研究样地开展野外调查,采集土壤样品,进行室内土壤微生物量碳等指标的测定。结果表明,不同退化程度草地间土壤微生物量碳含量达极显著差异(P0.01),土壤微生物量碳含量随高寒草地退化加剧呈降低趋势,高寒草甸草地与高寒草原草地土壤微生物量碳含量在轻度至极度退化程度下存在极显著差异(P0.01),高寒草甸草地土壤微生物量碳含量为249.18~359.32mg/kg、高寒草原草地为243.11~326.44mg/kg。各退化程度下,土壤微生物量碳不同土层间均达极显著差异(P0.01),呈0~10cm10~20cm20~30cm的变化趋势,土壤微生物量碳含量0~10cm土层较20~30cm下降速度更快,高寒草甸草地各土层微生物量碳含量均高于高寒草原草地。高寒生态条件下,草地退化对土壤微生物量碳具有较为明显的影响。     

模拟家畜不同采食强度下高寒草甸土壤水解酶活性的变化特征

  目的  探究家畜采食对高寒草甸土壤酶活性的影响,为揭示人为干扰下高寒草甸的退化机制提供依据。  方法  用刈割留茬模拟家畜轻度采食(LD)和重度采食(HD)行为,以未放牧的草地为对照(ck),测定土壤碳、氮、磷获取的酶活性以及土壤理化性质变化特征。  结果  总体上,土壤碳获取酶土壤蔗糖酶、β-葡萄糖苷酶和土壤氮获取酶脲酶的活性在不同采食强度下不存在显著差异,但呈现明显的时间变异; LD处理可显著提高纤维素二糖水解酶活性(P＜0.05),而HD处理能降低纤维素二糖水解酶活性;LD处理也会提高氮获取酶亮氨酸氨基肽酶、N-乙酰-β-D-氨基葡萄糖苷酶以及磷获取酸性磷酸酶的活性;家畜的采食行为可能通过改变土壤养分来影响土壤酶活性;高寒草甸土壤酶活性的时间变异受控于土壤温度和土壤养分的变化。  结论  轻度采食行为可能会提高土壤水解酶活性,有助于维持土壤质量。图3表4参44     

火烧对河北平泉油松林土壤微生物量的影响

以河北平泉油松林近期(火后半年)火烧迹地为研究对象,根据树干熏黑高度和树木死亡率情况,划分不同火烧强度(轻度、中度、重度),并以邻近未火烧区设置对照样地,采用氯仿熏蒸浸提法测定各研究区土壤微生物量碳、氮(C_mic、N_mic),分析不同强度火烧对其土壤微生物量碳、氮(C_mic、N_mic)的影响。结果表明:不同强度火烧后土壤C_mic、N_mic含量均呈下降的趋势,不同土层间土壤C_mic、N_mic含量随土层深度增加而逐渐减小,土壤C_mic变化在34~205 mg/kg之间,土壤N_mic变化在7~40 mg/kg之间;土壤微生物量碳氮比(C_mic/N_mic)整体处于5~6之间。双因素方差分析表明:火烧强度、土层深度及二者的交互作用对土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、铵态氮(NH₄+-N)、硝态氮(NO₃--N)均有显著影响(P < 0.05),对于土壤pH值,仅火烧强度对其影响显著(P < 0.05);同时,火烧强度、土层深度及二者的交互作用对土壤C_mic和N_mic的影响均达到极显著水平(P < 0.01)。土壤养分(SOC、TN、NH₄+-N和NO₃--N)主要集中在表层(0~10 cm),重度火烧后土壤养分含量显著减少,同时,土壤pH显著升高。相关分析结果表明:土壤有机碳、全氮对土壤C_mic、N_mic有极显著影响(P < 0.01),土壤C_mic、N_mic含量与土壤有机碳、全氮均呈正相关。主成分分析进一步表明土壤有机碳、全氮是影响土壤C_mic、N_mic的主要因素。      

不同季节适度放牧对高寒草甸的影响

为高寒草甸的科学管理提供参考依据,研究了1年适度放牧下冬季、夏季高寒草甸的形态特征和生物量变化。结果表明:适度放牧下,冬季、夏季高寒草甸的群落裸地面积、物种数、毒杂草物种数均不显著(P0.05);冬季高寒草甸的平均牧草鲜重、牧草干重、可食牧草鲜重、可食牧草干重分别为379.44克/平方米、136.49克/平方米、278.88克/平方米和100.32克/平方米,均高于夏季高寒草甸。     

短期氮素添加和模拟放牧对青藏高原高寒草甸生态系统呼吸的影响

氮沉降和放牧是影响草地碳循环过程的重要环境因子,但很少有研究探讨这些因子交互作用对生态系统呼吸的影响。在西藏高原高寒草甸地区开展了外源氮素添加与刈割模拟放牧实验,测定了其对植物生物量分配、土壤微生物碳氮和生态系统呼吸的影响。结果表明:氮素添加显著促进生态系统呼吸,而模拟放牧对其无显著影响,且降低了氮素添加的刺激作用。氮素添加通过提高微生物氮含量和土壤微生物代谢活性,促进植物地上生产,从而增加生态系统的碳排放;而模拟放牧降低了微生物碳含量,且降低了氮素添加的作用,促进根系的补偿性生长,降低了氮素添加对生态系统碳排放的刺激作用。这表明,放牧压力的存在会抑制氮沉降对高寒草甸生态系统碳排放的促进作用,同时外源氮输入也会缓解放牧压力对高寒草甸生态系统生产的负面影响。     

黄土区封禁流域生物结皮对土壤微生物量的影响

【目的】研究陕北黄土区封禁小流域中不同类型生物结皮对土壤微生物量碳和氮含量的影响,为该地区植被恢复和生态重建提供参考。【方法】选取陕北黄土区吴起县合沟流域为研究区,以藻类地衣苔藓结皮、藻类地衣结皮、藻类苔藓结皮和物理结皮(对照)为研究对象,分析不同生物结皮类型对结皮层及其以下土层(2~5cm和5~10cm)土壤微生物量碳和氮含量的影响。【结果】与物理结皮相比,3种生物结皮均能显著提高结皮层的土壤微生物量碳和氮含量(P0.05),改善效果的大小顺序为藻类地衣苔藓结皮藻类苔藓结皮藻类地衣结皮物理结皮。生物结皮对结皮层以下土层土壤微生物量碳、氮含量的影响随土壤深度的加深而减小,其改良效果为藻类地衣苔藓结皮最好,藻类地衣结皮和藻类苔藓结皮次之。生物结皮的不同发育阶段与土壤微生物量碳和氮含量呈极显著正相关关系(P0.01)。【结论】生物结皮的形成与发育能显著改善结皮层及其以下土层土壤微生物量碳和氮含量,提高表层土壤的生物活性。     

土地利用方式变化对白浆土微生物生物量碳及代谢特征的影响

以林地、耕地和草地为研究对象,采用氯仿熏蒸结合Biolog-Eco微平板的方法研究土地利用方式变化对白浆土微生物生物量碳和代谢特征的影响,以期为东北丘陵地区白浆土的可持续利用及生态环境重建提供科学依据和理论指导。结果表明:土壤微生物生物量碳和微生物商的变化均表现为草地林地耕地,且3种土地利用方式间均差异显著。Biolog-Eco微平板分析表明,草地土壤微生物的平均颜色变化率值(Average well color development, AWCD)最高,其次为林地,耕地最低,Shannon指数、Simpson指数和McIntosh指数的变化趋势与AWCD相同。3种土地利用方式土壤微生物对6类碳源的相对利用率以糖类、氨基酸类和羧酸类最高,分别为44.63%~53.61%、21.09%~25.45%和8.31%~15.16%。林地对聚合物类碳源的相对利用率在3种土地利用方式中最高,而与林地相比,耕地对糖类和氨基酸类的相对利用率提升明显,草地则增高了对羧酸类、酚酸类和胺类的相对利用率,说明土地利用方式变化改变了土壤微生物对碳源利用的偏好。主成分分析表明,土壤微生物群落代谢特征随土地利用方式变化发生改变,与草地相比,耕地与林地土壤微生物群落代谢特征较为相似。冗余分析发现土壤pH、总氮、有机质、速效磷和硝态氮是影响微生物群落代谢特征变化的关键因子。本研究结果说明土地利用方式变化改变了土壤理化性质,进而导致了土壤微生物生物量碳、活性和代谢特征的变化。     

土地利用方式的改变对土壤呼吸及土壤微生物生物量的影响

土壤呼吸释放的CO2与土壤微生物生物量碳是全球碳循环中最为活跃的部分.作者对南京林业大学下蜀实习林场内天然次生栎林、马尾松人工林、毛竹林、板栗经济林和农田5种土地利用类型的土壤呼吸速率及土壤微生物生物量进行了测定,并分析了土地利用方式和各种土壤理化性质对土壤呼吸速率及土壤微生物生物量的影响.研究结果表明:①在5种不同土地利用类型中,农田的土壤呼吸速率显著大于马尾松林、栎林和毛竹林;板栗经济林的土壤呼吸速率显著大于毛竹林和马尾松林;其他各土地利用类型之间的土壤呼吸速率均无显著性差异.②在5种不同土地利用类型中,马尾松林的土壤微生物生物量显著小于农田、板栗经济林和毛竹林;农田的土壤微生物生物量显著大于栎林;其他各土地利用类型之间的土壤微生物生物量均无显著差异.③土壤呼吸速率与土壤微生物生物量、土壤温度(尤其是5cm深土壤温度)、土壤全钙含量、土壤全磷含量以及土壤碳氮比有显著相关关系;而与土壤全碳、全氮、土壤pH值等因子相关性不大.④土壤微生物生物量与土壤全钙含量、土壤全磷含量有显著相关关系;而与土壤pH值、土壤湿度等因子无显著相关关系.研究结果还表明:森林变为农田可能潜在地增加土壤CO2的释放;该地区土壤中磷的含量和有效性可能是限制土壤微生物生物量的重要因子.     

多环芳烃对土壤线虫和微生物生物量的影响

通过向土壤中添加不同浓度的3种多环芳烃(PAHs)蒽、2-甲基蒽和7,12-二甲基苯并[a]蒽,研究PAHs对土壤微生物生物量碳和土壤线虫的影响。结果表明,土壤微生物生物量碳随PAHs浓度增加而呈指数下降,说明PAHs可抑制土壤微生物活性。土壤线虫总数随PAHs浓度不同而变化,低浓度和高浓度条件下土壤线虫总数增加,中等浓度对土壤线虫总数无影响。土壤线虫中食植物线虫和食细菌线虫占总数的81.8%,PAHs加入后此两类线虫仍占绝对优势,占总数的77.0%-92.8%。但线虫营养类群发生变化,食植物线虫和杂食性线虫比例增高,而食细菌线虫和食真菌线虫比例趋于降低,这主要由PAHs对土壤微生物的影响所致。     

红壤稻田复种方式对土壤微生物生物量碳、氮的影响北大核心CSCD

明确红壤稻田不同复种方式土壤微生物生物量碳(Microbial Biomass Carbon,MBC)和生物量氮(Microbial Biomass Nitrogen,MBN)含量的变化可为红壤稻田种植结构优化和土壤质量提升提供基础数据和参考依据。以红壤稻田复种方式长期定位试验(2012年开始)为研究对象,设早稻-晚稻-冬闲(DR,对照)、中稻-冬闲(MR)、中稻-油菜(MRR)和中稻-白露菜-油菜(MRPR)等4种复种方式,分别在油菜苗期(1月)、油菜成熟期(5月)、中稻成熟期(9月)和晚稻成熟期(11月)采集耕层(0~15 cm)土壤样品,分析土壤化学性质、MBC和MBN含量及微生物量碳氮计量比等指标,探讨不同复种方式对红壤稻田MBC和MBN的影响。结果显示,复种方式和取样时间均显著影响土壤化学性质、MBC和MBN含量及其计量比。与DR相比,中稻复种方式(MR、MRR和MRPR),尤其是MRR和MRPR显著(P<0.05)降低了土壤MBC和MBN含量,并改变了微生物量碳氮计量比。同时,中稻复种方式还显著(P<0.05)降低了土壤可溶性有机碳含量和提高了土壤速效磷含量,但对其他土壤化学性质的影响取决于取样时间。Spearman相关分析表明,土壤MBC含量与可溶性有机碳含量呈极显著(P<0.01)正相关,MBN含量与可溶性有机碳和铵态氮呈极显著(P<0.01)正相关。研究表明,红壤双季稻田转变为中稻-冬闲、中稻-油菜或中稻-白露菜-油菜均可降低土壤微生物生物量碳、氮含量,应适当调整中稻复种方式和优化施肥等农学措施,提高土壤微生物生物量,维持红壤稻田可持续生产。     

玉米栽培模式与施肥方式对土壤微生物和土壤肥力的影响

为建立科学的栽培模式和施肥方式,提高土壤生物肥力和实现土壤可持续利用。本研究采用常规裸地栽培玉米和地膜覆盖栽培玉米2种模式下的不同的施肥方式,测定多个微生物指标,土壤的养分和理化特性指标。结果表明:1)栽培模式对土壤温度和含水量的影响,在不同时期,两者的差异性不同;2)各种微生物指标影响系数的绝对值从大到小为:细菌、固氮菌,防线菌和真菌。土壤理化特性及养分指标影响系数的绝对值从大到小为:有机质、土壤pH、碱解N、全N、全P、速效K、速效P、土壤含水分量和土壤温度。不同模式下两指标变量组之间有极其显著的相关系数-0.932 1;3)不同栽培模式对不同施肥处理的重要性影响不大。只要含N,是否含P、K对微生物的影响不明显。复合施肥对土壤理化特性及养分有重要影响.由此可以得出:不同的栽培模式仅在苗期前期和成熟后期,对土壤温度和含水量的影响存在差异,并且不同栽培模式对不同施肥处理的重要性及各指标无显著影响。各种微生物和各个土壤理化特性及养分指标间存在复杂的关系。     

基于土壤微生物生物量碳和酶活性指标的土壤肥力质量评价初探

土壤质量评价是分析土壤管理措施对土壤质量影响的最重要的手段。以松嫩平原草地为对象,分析玉米地、苜蓿地、自然恢复草地、羊草地和羊草割草地5种利用方式短期(4年)内土壤微生物生物量碳含量以及过氧化氢酶、脲酶、蔗糖酶和碱性磷酸酶活性的变化,采用土壤质量指数法对不同土地利用方式下的土壤肥力质量进行定量评价,探讨基于土壤微生物生物量碳和酶活性指标的土壤肥力质量变化的原因。结果表明,土地利用方式对土壤微生物生物量碳含量、脲酶活性和蔗糖酶活性具有极显著(P0.01)的影响,而对过氧化氢酶活性和碱性磷酸酶活性没有显著影响。草地恢复明显提高了土壤微生物生物量碳的含量与土壤酶的活性,其中蔗糖酶活性增加幅度最大,4种草地利用方式的敏感性指数均大于1.94,响应最敏感,而过氧化氢酶活性的增加幅度最小,4种草地利用方式的敏感性指数均小于1.13,响应最差。苜蓿地、自然恢复草地、羊草地和羊草割草地中分别有4个、3个、2个和1个土壤微生物指标的敏感性指数大于1.5,研究区内种植苜蓿对土壤微生物指标的改善作用最大。线性与非线性土壤质量指数间具有极显著的正相关关系,表明它们均能准确的反映出土地利用变化对土壤肥力质量的影响。草地恢复显著提高了研究区内的土壤肥力质量,其中苜蓿地的土壤质量指数最高,其线性和非线性土壤质量指数分别为0.89和0.60,自然恢复草地、羊草割草地和羊草地次之,玉米地最低,其线性和非线性土壤质量指数仅为0.55和0.30。研究表明,在松嫩平原土壤条件较差的地区种植苜蓿可能是改善土壤肥力质量最佳的利用方式之一。     

环丙沙星对土壤微生物量碳和土壤微生物 群落碳代谢多样性的影响

采用氯仿熏蒸浸提法和Biolog法,分析环丙沙星作用下的土壤微生物量碳和微生物群落碳代谢多样性,以揭示环丙沙星在环境中残留对土壤微生物学性状的影响.结果表明,环丙沙星(wCIP≥0.1 μg/g)对土壤微生物量碳含量影响显著(P＜0.05),土壤中环丙沙星浓度愈高,微生物量碳含量愈低,100μg/g的环丙沙星处理使土壤微生物量碳含量下降58.69％.环丙沙星对土壤微生物群落碳代谢功能影响显著,环丙沙星降低了土壤微生物对碳水化合物、羧酸、氨基酸、聚合物、酚类和胺类的碳源利用率;环丙沙星(wCIP≥0.1 μg/g)显著影响了土壤微生物群落碳源代谢强度和代谢多样性,但不同浓度的环丙沙星对土壤微生物群落碳代谢功能的影响不同,0.1、1、10 μg/g的环丙沙星处理对土壤微生物群落碳代谢功能的影响主要表现在处理前期(用药第7天、21天),这种影响在处理后期(用药第35天)表现不明显,100μg/g的环丙沙星在用药的前期和后期均显著影响土壤微生物群落碳代谢功能,土壤中环丙沙星积累到该浓度可能对土壤微生物群落碳代谢功能产生难以逆转的长期影响.     

连续4年不同放牧强度内蒙古典型草原土壤微生物量碳、氮、磷含量差异

为了解放牧干扰下草原土壤微生物量变化特征,以内蒙古锡林郭勒典型草原放牧控制试验样地为研究平台,采用双因素方差分析对2014—2017年不同放牧强度下土壤微生物量碳(Microbial biomass carbon,MBC)、微生物量氮(Microbial biomass nitrogen,MBN)、微生物量磷(Microbial biomass phosphorus,MBP)含量进行了调查。结果表明:1)连续4 年不同放牧强度下MBC、MBN含量年际变化不显著(P>0.05),全年平均值分别为306.00和55.98 μg/g,MBP含量年际变化显著(P<0.001),放牧第一年土壤MBP含量平均为40.99 μg/g,第二年以后土壤MBP含量大幅度降低,降低了50.38%~79.97%;2)不同放牧强度下,土壤MBC、MBN、MBP含量均在G8处理下达到最大值,且均高于不放牧处理(G0);3)土壤微生物量碳氮含量的比值一直保持相对稳定,微生物量碳磷含量比值在中度放牧强度(G8)下与对照保持一致。因此,放牧对土壤微生物量的影响,尤其是对微生物磷含量的影响不仅与放牧强度有关,还与放牧时间有关。4 年连续放牧尚未对该地区土壤微生物量碳、氮含量造成显著影响,对土壤微生物量磷含量的影响明显。中度放牧强度(G8)可能最适宜微生物生存,可提高土壤微生物量,维持合理的微生物量碳氮磷含量比值,有利于维持草原群落的稳定,提高草原群落的生产力。     

黄土高原不同利用类型废弃窑洞对土壤物理性质的影响

为了评价不同利用类型废弃窑洞复垦的适宜性,在甘肃省西峰区随机选取胡同式和靠崖式废弃窑洞样点6个,布设剖面15个,采集土样150个,以研究不同窑洞利用方式对土壤物理性质的影响.结果表明:不同窑洞利用方式对土壤质地没有明显的影响,但对土壤容重具有显著影响.土壤容重在窑洞利用过程中均显著增加,增加的幅度随土壤深度的增加而降低.两种废弃窑洞的土壤水分分布规律相似,均呈随土壤深度的增加而降低的趋势;但在土壤表层(小于20cm)的范围内,废弃窑洞的土壤水分含量明显高于对照;20cm以下的土层,废弃窑洞的土壤水分含量明显低于对照.建议废弃窑洞在土地复垦过程中,应采用恢复土壤结构、改变土壤孔隙性等有利于土壤利用天然降水的农艺措施.