东祁连山不同退化草地植物群落特征与土壤养分特性

为探究东祁连山不同退化草地植物群落特征、土壤养分特性及其相关性,以轻度退化草地、中度退化草地和重度退化草地为研究对象,采用野外调查、室内测定和数据统计分析相结合的方法,分析了不同退化草地植被特征、土壤养分特性及其之间的相关性。结果表明:(1)从轻度退化草地-重度退化草地,植物群落特征(地上生物量、高度、密度、频度和总盖度)整体呈现降低趋势,且差异显著(P<0.05),中度退化草地Margalef指数、Shannon指数和Evenness指数最高,Dominance指数最低;(2)研究区植物共有19科38属41种,生态适应性较强的植物主要集中在豆科、禾本科、菊科和蔷薇科,不同退化草地植被型分别为矮生嵩草(K.humilis)+赖草(Leymus secalinus)、矮生嵩草+高山唐松草(Thalictrum alpinum)、矮生嵩草+赖草,其中矮生嵩草是各退化草地的优势种,不同退化草地的功能群以杂类草占优势,其次是禾草类,毒草类所占的比例最少;(3)随草地退化程度加重,土壤速效氮、有效磷、有机碳和含水量呈降低的趋势,而pH整体呈现升高的趋势;(4)不同退化草地土壤因子对植被生长贡献率最高分别为速效氮、有效磷和含水量。综上,随着草地退化程度加重,植物群落结构向单一趋势过渡,土壤养分含量减少,且土壤因子对植物贡献率也相应发生变化。     

长期耕作对寒地黑土生态化学计量特征及酶活性的影响

通过研究寒地黑土耕作15年(2002-2017年)后的土壤养分、生态化学计量特征及酶活性的变化,探究寒地黑土土壤养分分配力和保持力,为寒地黑土的合理开发和持续利用提供理论依据.结果 表明:1)与2002年相比,2017年土壤有机质、全氮含量显著降低(P＜0.05),土壤全磷含量显著增加(P＜0.05);土壤C∶N无显著...     

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。     

东祁连山不同干扰生境草地土壤养分时空变化特征

为探究东祁连山不同干扰高寒草地土壤养分及其生态化学计量学特征时空变化特征规律。研究了2017年8月在东祁连山不同干扰高寒草地土壤养分含量及其生态计量学特征,以及与2003年和2011年在相同地点、相同研究方法对该地区的土壤理化性质进行比较。结果表明:(1)在同一干扰生境不同土层下,土壤pH、电导率、含水量、土壤全量和速效养分均随着土层深度增加而逐渐减小,变化各异;在同一土层不同干扰生境下土壤养分间变化差异各不相同。(2)不同干扰生境土壤C/N为7.64~18.21,与我国陆地土壤平均值(10~12)基本接近,土壤C/P和N/P分别为109.16~144.79和7.52~15.65,远高于中国陆地土壤的C/P平均值52.7和N/P平均值3.9。(3)主成分分析结果表明,土壤理化性质(pH、电导率、含水量、全磷、全钾、速效磷、有机质、有机碳和速效氮)和土壤生态化学计量比(C/N、C/P和N/P)可以敏感的反映出不同干扰对草地土壤质量影响状况。土壤质量综合评价可知,不同干扰生境下草地土壤质量水平差异较大,多年生草地土壤质量较高,围栏外草地质量最差,在0-20,20-40cm土层中,均表现为多年生围栏内一年生围栏外。(4)与2003年和2011年相比较,4种不同干扰生境高寒草地土壤pH和含水量,总体呈上升的趋势,土壤有机质、全氮和全磷含量则呈现出明显下降趋势。综上,放牧干扰、人为种植对东祁连山4种干扰生境草地土壤养分含量有很大影响,为此应对该地区草地的利用和保护给予足够的重视,合理利用和科学管理草地。     

黄土丘陵区不同土地利用方式下土壤养分及生态化学计量特征

[目的]探究黄土丘陵区土地利用方式变化前后土壤养分及生态化学计量比的变化特征,为该区农业生产以及生态恢复工作提供科学依据。[方法]选取山西省永和县岔口小流域因生态工程的实施而改变土地利用方式的坡改梯地(梯田)、退耕还林地(林地)、地埂核桃园地(园地)3种样地为研究对象,以现有坡耕地为对照,利用时空互代法,比较不同土地利用方式变化前后0—20 cm,20—40 cm土壤C,N,P,K含量以及生态化学计量比的差异。[结果]①流域各种生态恢复措施实施后,土壤C,N元素含量明显增加,梯田、林地、园地0—40 cm土壤有机C含量分别是坡耕地的1.38,2.44和1.09倍,全N含量分别是坡耕地的1.76,2.66,1.68倍。P,K元素增加量不明显,林地相比其他2种土地利用方式对C,N元素的固持更加明显;②通过分析土壤养分化学计量比的关系,发现流域土壤的限制性元素为C,N元素;③流域土壤养分及计量比之间存在着稳定的耦合关系,C-N之间的耦合关系最为显著且在各元素和生态化学计量比稳定方面发挥着重要作用。[结论]流域3种土地利用方式有效地改变了土壤全量养分含量和元素的生态化学计量比,有利于流域的生态保护和植被修复。     

江河源区不同退化程度高寒草地土壤物理、化学及生物学特征研究

以不同退化梯度的高寒草地土壤为研究对象,研究草地退化对不同层次(0～10cm、10～20cm和20～30cm)土壤物理、化学和生物学特征的影响。结果表明:江河源区高寒生态条件下草地退化对土壤物理、化学和生物学性质具有相对一致的影响,随草地退化程度的加重,各土层土壤含水量和水稳性团聚体百分数逐渐下降,土壤容重则呈增加趋势。草地退化导致土壤各种营养物质含量(除全钾)、土壤微生物群落和土壤酶活性显著下降,其中土壤有机质、速效氮、过氧化氢酶、脲酶、磷酸酶、土壤细菌、真菌和微生物总量在0～10cm土层表现为未退化轻度退化中度退化重度退化,而土壤全氮、全磷、速效钾和放线菌数量在0～10cm土层表现为轻度退化未退化中度退化重度退化,在10～30cm土层,则表现为严重退化草地的有些指标有一定程度升高。相关性分析结果表明,各种土壤酶和微生物群落之间呈显著或极显著正相关(除土壤脲酶和中性磷酸酶之间无显著相关性外);土壤水分,容重、有机碳、全氮、速效氮、速效钾与各种土壤酶和各种微生物均具有显著相关性;水稳性团聚体与各种微生物和中性磷酸酶具有显著相关性。     

松嫩平原西部退化盐碱草地土壤酶活性的季节动态

对松嫩平原西部退化盐碱草地土壤过氧化氢酶、过氧化物酶、多酚氧化酶、蛋白酶、转化酶及碱性磷酸酶活性的季节动态进行研究,结果表明:土壤过氧化物酶、蛋白酶和转化酶活性在碱斑及不同退化程度盐碱草地中的季节变化趋势不同,而过氧化氢酶、多酚氧化酶和碱性磷酸酶活性的季节变化趋势基本一致,其峰值出现在8月或9月;在不同退化程度的盐碱草地中,各种酶活性的季节变化幅度不同,过氧化氢酶、多酚氧化酶和碱性磷酸酶活性在中度、重度盐碱化草地中的变化幅度大于轻度盐碱化草地,而过氧化物酶、蛋白酶和转化酶活性在中度、重度盐碱化草地中的变化幅度小于轻度盐碱化草地;不同退化程度的盐碱草地中,酶活性季节动态间的相关关系不同。     

土地利用方式对西南喀斯特土壤碳、氮、磷化学计量特征及酶活性的影响

  目的  探究西南喀斯特土壤碳（C）、氮（N）、磷（P）化学计量特征和酶活性对不同土地利用方式的响应,有利于为西南喀斯特的土地利用调控与生态修复提供决策支持。  方法  本研究以喀斯特高原峡谷（贵州省关岭县花江研究区）亚热带森林（SUF）、疏林（SPF）、灌木林（SHF）、草地（GL）、玉米地（CL）、裸地（BL）及弃荒地（AL）的土壤为研究对象,通过采集其0 ~ 15 cm土层样品,分析土壤C、N、P化学计量特征及酶活性的差异。  结果  ①土壤有机碳含量（SOC）和全氮（TN）含量表现为SPF > AL > BL > SHF > CL > SUF > GL,土壤全磷（TP）含量表现为AL > BL > CL > SPF > GL > SHF > SUF。C∶N表现为SUF > AL > SPF > SHF > CL > BL > GL,C∶P表现为SPF > SUF > SHF > CL > AL > GL > BL,N∶P表现为SPF > SHF > SUF > CL > GL > AL > BL。土壤微生物量碳（MBC）含量则是SPF > SHF > CL > AL > SUF > BL > GL。②脲酶（URE）活性表现为SUF > CL > SPF > SHF > AL > GL > BL,蔗糖酶（SUC）活性表现为BL > AL > SPF > CL > SHF > GL > SUF,碱性磷酸酶（ALP）活性表现为SUF > BL > SHF > SPF > AL > CL > GL,过氧化氢酶（CAT）活性则是CL > AL > BL > SHF > SPF > GL > SUF。③URE与C∶P、N∶P、MBC极显著正相关,与C∶N显著正相关,与TP显著负相关;SUC与TP极显著正相关,与SOC、TN显著正相关;ALP与C∶N、C∶P显著正相关;CAT与TP极显著正相关,与TN显著正相关,与C∶P显著负相关。④在前两个排序轴中土壤理化因子累计解释了土壤酶活性变化的84.83%,按重要性排序依次为pH > 土壤温度 > TP > C∶P > TN > 容重 > SOC > C∶N > N∶P > MBC。  结论  不同土地利用方式土壤C、N、P化学计量特征及酶活性存在显著差异,土壤N∶P < 14表明土壤养分主要受氮限制。影响酶活性的主要土壤理化因子为土壤pH、土壤温度和土壤全磷。     

滇池流域磷矿山区优势植物叶片与土壤养分生态化学计量特征

为了研究滇池流域磷矿山区不同生活型优势植物叶片和土壤的养分含量及其计量比特征,选取流域内磷矿退化山区内4种常见优势植物(马桑、云南松、蔗茅和紫茎泽兰)作为研究对象,分析植物叶片及土壤的C、N、P含量.结果表明:云南松影响下的土壤有机质、全氮、碱解氮和有效磷含量最高,分别为22.42 g/kg、1.85 g/kg、140...     

渭北旱塬不同年限撂荒地土壤酶活性及其化学计量变化特征

[目的]探究渭北旱塬区不同年限撂荒地的土壤养分、胞外酶活性及其化学计量的变化特征及影响因素，以期为渭北旱塬区撂荒地的改善与管理提供一定的理论依据。[方法]以渭北旱塬不同年限(5 a, 10 a, 20 a, 25 a和33 a)的撂荒地为研究对象，测定了土壤养分和参与土壤碳(C)、氮(N)和磷(P)循环的5种胞外酶活性，随后利用单因素方差分析、土壤胞外酶化学计量学模型和主坐标分析(PCoA)研究不同撂荒年限下土壤养分和胞外酶活性及其生态化学计量的变化规律及影响因子。[结果]随着撂荒年限的增加，土壤C和N获取酶活性显著减小，而P获取酶活性显著增加；土壤C、N和P含量变化与酶活性变化趋势相反。随撂荒年限延长，土壤微生物的C限制得到缓解，P限制逐渐加强。PCoA拟合环境因子分析结果显示：土壤可溶性有机碳(DOC)、总磷(TP)、速效氮(AN)和速效磷(AP)含量是驱动酶活性及其计量比变化的关键因子。[结论]撂荒对土壤养分状况具有显著改善作用，但随撂荒时间延长(20 a以上)会加剧微生物P限制，因此对经过长年撂荒的土地应当适量施用磷肥，以改善其土壤状况。     

黄河上游玛曲不同退化程度高寒草地土壤物理特性研究

对黄河上游玛曲5种不同退化高寒草地土壤物理特性进行了研究。结果表明,在0—30cm土层范围内,不同退化高寒草地间土壤容重、孔隙度、持水量和贮水量差异显著;土壤容重随草地退化程度和土壤深度的增加而不断增加,其变动范围分别为1.085～1.447g/cm3和1.111～1.248g/cm3;土壤总孔隙度、最大持水量和总贮水量随草地退化程度的加重而不断减少,变动范围分别为46.214%～58.162%,26.765%～52.369%,1386.420～1744.872t/hm2,随土壤深度的增加而不断减少,变动范围分别为52.783%～57.285%,40.504%～50.057%,527.833～572.852t/hm2;土壤入渗性能随草地退化程度的加重先减少后增大,大小依次为中度退化草地轻度退化草地重度退化草地未退化草地极度退化草地;土壤入渗过程表明,未退化草地土壤透水性良好,土壤涵养水源功能较强,而重度退化草地土壤透水性较差,土壤涵养水源功能较弱。     

黑土酶活性的剖面分布及其对养分的评价

在黑龙江省内选取9个典型黑土剖面,研究其土壤过氧化氢酶、磷酸酶、脲酶、转化酶、硝酸还原酶活性的剖面分布规律。结果表明：在0-40 cm土层中,黑土5种酶活性都随土壤层次的加深而下降,而在40cm以下的土层中,过氧化氢酶、硝酸还原酶、转化酶活性不再降低,趋于稳定或略有升高,磷酸酶和脲酶活性却急剧降低,甚至没有酶活性;相关分析表明,土壤过氧化氢酶、磷酸酶、脲酶、硝酸还原酶活性和土壤全氮、速效氮、全磷、全钾、全碳含量及C/N显著相关,土壤转化酶活性和土壤全氮、速效氮、全钾、速效钾、全碳含量显著相关,主成分分析结果显示在第一主成分中,土壤磷酸酶、脲酶活性占有较大比例,可以用来作为土壤氮素、全量磷分和全量碳分的指示指标。     

10 a保护性耕作下轮作系统土壤碳氮磷生态化学计量特征

[目的]研究长期免耕和秸秆覆盖对轮作系统土壤质量的影响规律和机制。[方法]比较分析了10a传统耕作、免耕、传统耕作+秸秆覆盖和免耕+秸秆覆盖的玉米—冬小麦—大豆轮作系统0—200cm内土壤有机碳、全氮、全磷含量及其生态化学计量比变化。[结果]长期免耕提高土壤表层C和N的含量,仅秸秆覆盖对C和N含量的影响不大;长期保护性耕作对土壤P含量没有显著影响;保护性耕作使N和P最低含量均出现在20—30cm,而传统耕作则在30—60cm土层最低;土壤C/N,C/P和N/P均普遍低于10a前,C/P和N/P的变化量随土层深度增加均呈现出先降低后增高的趋势。[结论]10a保护性耕作对C,N,P的影响均不明显,但4种耕作模式下,土壤C/N,C/P和N/P均普遍低于10a前。     

黄土高原不同植被类型对土壤养分、酶活性及微生物的影响

[目的]研究黄土高原不同植被类型对土壤酶活性、土壤养分和土壤微生物的影响,为该地区植被建设提供参考。[方法]根据研究区特点,选择4种(草地、柠条、杨树、蒿地)植被类型,采用SPSS软件分析各样地之间和同一样地土壤剖面不同层次的土壤酶活性和养分差异显著性和相关性,采用Canoco对微生物与环境因子进行分析。[结果](1)不同植被类型下,随土层深度的增加土壤酶活性与土壤养分均呈降低趋势。蒿地中酶活性最高,草地pH值随土层深度的增加而增加,表土层有机碳含量最高。硝态氮和铵态氮含量分别在杨树、柠条地块最高。(2)土壤养分间存在显著或极显著性相关,而土壤酶活性间存在极显著性相关。土壤酶活性与土壤有机碳、硝态氮之间都存在显著和极显著性相关。(3)表层(0—10cm)土壤微生物在门水平上多样性高。真菌第Ⅰ簇菌属与土壤pH值、硝态氮、铵态氮呈正相关,与土壤酶活性呈负相关;第Ⅱ簇菌属与土壤酶活性呈正相关关系,而与硝态氮、铵态氮、有机碳、pH值呈负相关关系;第Ⅰ簇与第Ⅱ,Ⅲ簇真菌群落间呈负相关关系。细菌与酶活性和土壤养分存在正相关和负相关。[结论]不同植被类型影响土壤酶活性、养分及微生物多样性,在植被建设过程中,宜种植蒿草来改善土壤的生态环境。     

泥质海岸防护林土壤微生物、酶与土壤养分的研究

土壤微生物数量、土壤酶活性可以反映土壤的肥力状况。本文研究了东营泥质海岸不同林分下土壤养分、微生物数量、土壤酶活性及分布特征,结果表明：①土壤微生物、土壤酶和土壤养分主要分布在0-20 cm的土层,20-50 cm的较少;②不同林分微生物数量差异显著。白蜡林微生物数量最多,柳林、枣园数量较少,柽柳林数量最少。③不同林分土壤酶的活性表现出差异性,各种酶之间过氧化氢酶活性最高;④土壤养分含量差异显著,柳林土壤养分含量相对较高于其它样地,白蜡和桑园土壤养分含量次之;⑤林地土壤微生物数量和土壤酶活性与土壤养分密切相关。     

断陷盆地不同石漠化生态修复类型下土壤碳氮磷化学计量及酶活性特征

[目的]揭示断陷盆地石漠化生态修复区土壤养分、酶活性特征,筛选修复效果较好的模式,为石漠化修复治理提供科技支撑。[方法]以典型断陷盆地云南省建水县为研究区,探究4种植被修复类型(云南松+银木荷人工混交林、柏木+银木荷人工混交林、干香柏人工纯林、自然植被恢复样地)的土壤碳、氮、磷含量和化学计量特征及酶活性特征(淀粉酶、脱氢酶、葡萄糖苷酶、酸性磷酸酶、FDA水解酶、脲酶)。[结果]土壤有机碳、全氮、全磷平均质量分数分别为25.81,1.89,0.41 g/kg,有机碳、全氮含量均为自然植被恢复下最高,全磷含量为干香柏纯林下最高;自然植被恢复下土壤C∶P与N∶P最高,C∶N最高的为柏木+银木荷混交林。土壤淀粉酶活性为干香柏人工纯林最高,自然恢复植被恢复下最低,其余酶活性均为自然植被恢复下最高。相关性分析表明,土壤有机碳、全氮、全磷、pH值会对土壤酶活性产生影响,且冗余分析结果显示影响土壤酶活性的最主要养分因子为全氮,解释了72.3%的土壤酶活性变异。[结论]不同植被修复模式下土壤养分及酶活性特征不同,经18 a植被修复后,自然植被恢复和干香柏人工纯林两种修复模式下土壤养分条件较好,是该地区较...     

不同扰动高寒草地土壤微生物数量时空变化特征

为揭示东祁连山高寒草地不同扰动生境中土壤三大类微生物和氮素生理群数量的时空变化特征,采用2003年、2011年和2017年在相同样地(一年生、多年生、围栏内和围栏外草地)、相同研究方法(平板菌落计数)对草地土壤三大类微生物(真菌、细菌和放线菌)数量和氮素生理群(硝化细菌、反硝化细菌、好气性固氮菌和嫌气性固氮菌)数量进行时空动态比较。结果表明:(1)在相同时间、不同扰动生境中土壤三大类微生物和氮素生理群数量变化差异显著(p0.05),均随着土层的加深而逐渐减少,具有明显的垂直分布规律;(2)在不同时间、不同扰动生境中,土壤三大类微生物和氮素生理群数量变化差异显著(p0.05),土壤细菌、放线菌、硝化细菌和好气性固氮菌数量分布为2003年2011年2017年;真菌、反硝化细菌和嫌气性固氮菌数量分布为2017年2011年2003年;(3)不同扰动生境中微生物总数量变化表现为2003年2011年2017年。2011年、2017年的微生物总数量与2003年相比较,一年生草地分别下降了1.65,2.86倍,多年生草地分别下降了3.12,5.12倍,围栏内草地分别下降了3.05,4.09倍,围栏外草地分别下降了2.11,3.26倍。综上,随着不合理放牧和人为利用方式,东祁连山高寒草地土壤微生物数量随时间变化逐渐减少,为此应对该地区草地的利用和保护给予足够的重视。