华北刺槐林与自然恢复植被土壤微生物量碳、氮含量四季动态

【目的】土壤微生物量碳、氮是植被所需碳、氮的重要“源”或“库”,是公认的综合评价土壤质量或肥力的重要指标,也是土壤生态系统变化的预警及敏感指标,研究其动态变化,可为退耕还林及后期管理决策提供科学依据,并为深入研究林地碳氮循环及温室气体排放提供参考。【方法】以农田( FL)为对照,研究华北土石山区10年生刺槐林、43年生刺槐林、自然恢复植被( NRV)土壤微生物量碳、氮的四季动态变化,并对各样地微生物量碳、氮对土壤营养库的贡献率进行对比研究。【结果】各样地微生物量碳、氮随土层加深而逐渐下降,其季节动态变化差异显著;农田、自然恢复植被、10和43年生刺槐林地0～20 cm 土层微生物量碳、氮含量四季均值分别为251.94,290.68,150.66,197.34 mg·kg －1和30.95,46.46,36.55,45.27 mg·kg －1。其中：自然恢复植被的微生物量碳、氮含量四季均值最高,其微生物量碳含量分别是农田、10和43年生刺槐林的1.15,1.93和1.47倍,微生物量氮含量分别是它们的1.50,1.27和1.03倍;土壤微生物量碳、氮含量随刺槐树龄增大而升高,43年生刺槐林0～20 cm 土层的微生物量碳、氮含量是10年生刺槐林的1.31和1.24倍。各植被样地不同层次土壤微生物量碳氮比季节差异明显,农田、自然恢复植被、10年和43年生刺槐林 0～20 cm 土层碳氮比四季均值分别为8.64,6.26,4.12 和4.36;10,43年生刺槐林碳氮比分别是农田的0.48和0.50倍,是自然恢复植被的0.66和0.70倍。在 0～20 cm 土层中,农田、自然恢复植被、10和43年生刺槐林地微生物量碳对土壤有机碳平均贡献率分别为1.88%,2.00%,1.54%和1.24%,土壤微生物量氮对土壤全氮的平均贡献率分别为1.21%,5.44%,3.55%和2.26%。【结论】各样地土壤微生物量碳、氮之间显著相关,它们与土壤全氮、有机质和速效钾含量均显著相关;除此之外,土壤微生物量碳还与土壤硝态氮含量显著相关。随着树龄的增加刺槐林土壤微生物量尤其是微生物量氮含量显著提高,因而土壤的生物肥力也显著提高;由土壤微生物量碳、氮含量及其对土壤营养库的贡献率可知,自然恢复植被更利于土壤微生物结构、功能的恢复和生物活性的改善。     

寒温带森林根际土壤微生物量碳氮含量生长季内动态变化

【目的】研究寒温带森林根际土壤微生物量碳氮含量的动态变化,为揭示森林土壤碳氮养分利用机制和碳氮循环提供参考,为研究区森林保护与合理经营提供科学依据。【方法】以我国寒温带针阔混交林为研究对象,选择主要组成树种樟子松、兴安落叶松、白桦和山杨,采用抖落法采集根际和非根际土壤样品,对土壤微生物量碳氮含量动态特征进行研究,探讨不同树种根际土壤微生物量碳氮的富集程度、差异性和生长季变化以及其对土壤营养库的贡献率。【结果】不同树种根际土壤微生物量碳氮含量月际变化差异显著,根际土壤微生物量碳含量波动范围为114.14~451.05 mg ·kg -1 ,氮含量波动范围为40.38~185.00 mg ·kg -1 。根际土壤微生物量碳富集率依次为樟子松(87.99%)>白桦(78.22%)>兴安落叶松(73.14%)>山杨(56.96%),微生物量氮富集率依次为山杨(81.50%)>白桦(77.63%)>樟子松(76.42%)>兴安落叶松(51.40%)。土壤微生物量碳氮比为1.42~5.24,樟子松、兴安落叶松、白桦、山杨根际和非根际土壤微生物量碳氮比生长季变幅分别为1.42~5.24、1.57~3.79、1.67~4.55、1.55~2.59和1.79~3.53,其均值分别为2.64、2.63、2.81、2.11和2.36。根际微生物量碳对土壤有机碳库的贡献率为0.83%~0.95%,微生物量氮对土壤有机氮库的贡献率为3.63%~5.08%。【结论】寒温带针阔混交林主要树种生长季根际土壤微生物量碳氮含量均显著高于非根际,根际效应显著;在生长季末期,针叶树种根际效应相比阔叶树种更为强烈;针叶树种根际土壤微生物量对土壤结构和功能的影响高于阔叶树种。     

不同林龄水杉人工林下土壤微生物量的变化研究

研究了上海市水杉人工林林下土壤中有机碳、全氮和土壤微生物量碳氮含量.结果显示:沿海地区水杉人工林表层土壤(0～10cm)的有机碳和全氮含量均处于一个比较低的水平,随着林龄的逐渐增大,其含量逐渐变大.土壤微生物量碳占有机碳的比例在0.18%～1.42%,处于-个较低水平;土壤微生物量氮占全氮含量的0.19%～7.04%,...     

林分改造后土壤微生物量分布特征研究

为探明林分改造对土壤微生物量的影响,采集林分改造后林内不同地点的土样,分析各样地土壤化学性质及微生物量差异性.结果表明:林分改造可有效提高土壤化学性质和微生物量;各土壤养分指标具有表聚性,即表层含量高于深层;从保留樟子松林下(L)到人工更新幼林下(P),土壤有机质、碱解氮、微生物量碳、氮含量逐渐增加,有效磷、微生物量磷...     

不同林龄华北落叶松白桦混交林土壤微生物量碳氮含量研究

以山西太岳山15a,20a和25a华北落叶松白桦混交林为研究对象,研究其土壤微生物量、土壤理化性质及其相关关系,探讨不同林龄混交林土壤特征及微生物学特性,以期为华北落叶松林合理经营提供理论依据。研究结果表明:土壤有机碳、全氮、微生物量及微生物熵均随着土层深度的加深逐渐减小;土壤微生物量碳氮、有机碳、全氮含量均表现为随林龄增加而先减小后增加的趋势,且土壤碳氮比在25a混交林内显著低于其他两种林龄,土壤由"真菌型"向"细菌型"转变。随混交林林龄的增加,表层土壤微生物熵逐渐增大,土壤有机碳活性较大,碳库稳定性较差。相关分析表明,不同林龄的华北落叶松白桦混交林下,土壤微生物量碳氮含量与土壤有机碳、全氮、p H、微生物碳熵和氮熵均有极显著的相关关系。因此,土壤微生物可以敏感地指示土壤肥力的变化。     

生草对桃园土壤有机碳及微生物多样性的影响

为探讨生草栽培对桃园土壤有机碳及微生物功能多样性的影响,在浙江省嘉兴市水蜜桃园设置栽培黑麦草、白三叶、紫花苜蓿及清耕试验。结果表明,与清耕相比,种植黑麦草、白三叶、紫花苜蓿后土壤有机碳含量分别提高21.1%、31.6%、25.0%(P<0.05),增加的部分以羰基碳为主;园地土壤微生物量碳、水溶性有机碳含量提高53.7%~130.4%、59.27%~80.3%(P<0.05);3种生草的土壤微生物活性(SMA)显著高于清耕,微生物Shannon指数(H)和均匀度指数(E)也表现为白三叶和紫花苜蓿处理显著高于清耕。综上,生草栽培可增加桃园土壤有机碳含量,提升土壤微生物功能多样性,其中以栽植白三叶效果为佳。     

人造林窗对粗枝云杉人工林土壤微生物量的影响

通过对川西亚高山云杉低效林不同大小林窗(面积50 m2、100 m2、150 m2)改造,以未处理作为对照,采用氯仿熏蒸浸提法研究了林窗改造对土壤微生物生物量碳、氮含量及其垂直分布特征的影响。结果表明:通过林窗改造,林下土壤微生物量碳、氮具有显著提升,其中,林窗面积越大,提升效果越显著。各土层土壤微生物量碳、氮含量均表现为:150 m2(L3)100 m2(L2)50 m2(L1)对照(CK);3种大小面积林窗和对照土壤微生物量碳、氮含量随着土层深度的增加而降低,均表现为上层(0~5 cm)中层(5 cm~10 cm)下层(10 cm~15 cm);且林窗改造降低了土壤微生物量碳、氮的表层富集特性,林窗面积越大,上层土壤微生物量碳、氮所占比例越低。     

天然次生阔叶林转变为杉木人工林对土壤微生物量的影响

在我国南方,天然次生阔叶林转变为杉木人工林是一种常见的管理措施。为研究森林利用方式转变对土壤微生物量的影响,我们在中国科学院会同森林生态实验站比较了天然次生阔叶林、第一代和第二代杉木人工林土壤理化性质和微生物量。杉木人工林土壤有机碳、全氮、铵态氮和微生物量碳氮含量明显低于天然次生阔叶林。第一代、二代杉木人工林土壤微生物量碳仅为天然次生阔叶林的53%和46%,微生物氮为97%和79%。杉木人工林土壤微生物量碳占有机碳的比例也低于天然次生阔叶林土壤,但微生物量氮则相反,为杉木人工林高于天然次生阔叶林。因此可以得出,天然次生阔叶林转变为杉木人工林以及杉木林连栽引起了土壤生物学特性和土壤质量降低。图2表3参36。     

川滇高山栎林土壤氮素和微生物量碳氮随海拔变化的特征

川滇高山栎林是川西亚高山地区地带性的灌丛群落,具有重要的生态水文功能。本文在川西巴郎山东南坡沿海拔梯度(2 551、3 091、3 549 m),研究了川滇高山栎林表土层(0 15 cm)和亚表土层(15 30 cm)的土壤微生物量碳氮、有机碳(TOC)和氮素含量的分布特征及其相互关系。结果表明:海拔3 549 m和3 091 m处两土层土壤TOC及其储量、总氮(TN)、水解氮含量无显著性差异,其含量均显著高于海拔2 551 m处;海拔3 091 m处表土层与亚表土层的铵态氮(NH4+-N)含量显著比3 549 m的高,但与2 551 m处的NH4+-N含量差异不显著;在3个海拔梯度,土壤层硝态氮(NO3--N)含量差异不显著;3个海拔梯度的总无机氮含量在表土层差异不显著,而亚表土层无机氮含量在海拔3 091 m和3 549 m处差异显著;表土层微生物量碳含量变化与有机碳含量变化特征一致,亚表土层土壤微生物量碳含量在3个海拔梯度差异显著;表土层土壤微生物量氮含量在海拔3 091 m处最高,但3个海拔梯度的差异不显著,亚表土层土壤微生物量氮含量随海拔梯度降低而减少,但差异不显著。相关分析表明:水解氮、TOC、TN和土壤微生物量氮含量之间极显著相关(P<0.01);土壤微生物量碳与水解氮、TOC和TN显著正相关(P<0.05);pH值与水解氮、TOC和土壤微生物量氮显著正相关;NH4+-N与pH值极显著负相关。     

湘西北小流域不同植被恢复区土壤微生物数量、生物量碳氮及其分形特征

研究湘西北女儿寨小流域退化土地马尾松天然林(Ⅰ)、杉木人工林(Ⅱ)、杜仲人工林(Ⅲ)、油桐人工林(Ⅳ)、润楠次生林(Ⅴ)、毛竹杉木混交林(Ⅵ)及荒草灌丛(Ⅶ)7种典型植被恢复模式土壤微生物数量、生物量碳氮及分形特征.结果表明:细菌是土壤微生物的主要类群,数量多达2.153×105～5.60×106 cfu·g-1,占全部微生物比例为72.83%～92.77%;其次为放线菌数量,为7.57×104～3.89×105 cfu·g-1,所占比例为6.44%～25.61%;真菌数量最少,为4.60×103～4.77×104 cfu·g-1,所占比例仅0.79%～1.99%.荒草灌丛模式土壤微生物量碳、微生物量氮含量总体偏低;微生物量碳排序为Ⅴ＞Ⅲ＞Ⅵ＞Ⅳ＞Ⅱ＞Ⅰ＞Ⅶ,各模式依次比荒草灌丛模式高出38.99%～39.67%,30.90%～35.31%,23.86%～26.60%,10.17%～10.24%,5.89%～6.11%,0.27%～1.09%;微生物量氮排序为Ⅴ＞Ⅵ＞Ⅲ＞Ⅱ＞Ⅳ＞Ⅶ＞Ⅰ,除马尾松天然林模式外,其他5种模式土壤微生物量N依次高于荒草灌丛43.46%～44.27%,29.10%～29.60%,22.91%～24.11%,5.20%～5.93%,2.20%～4.45%.微生物量碳与细菌数量空间分布的分形特征最明显(D=5.446 5,R=0.6720,P=0.0085),其次为微生物量碳与放线菌数量(D=5.3584,R=0.6391,P=0.0139),再次为微生物量氮与细菌数量(D=3.6874,R=0.5932,P:0.0253),而微生物量氮与土壤放线菌数量的分形模型未达到显著水平(R=0.3321,P=0.2460),微生物量碳、微生物量氮与真菌数量之间均不存在分形关系.     

银杏复合经营对土壤碳、氮、磷和有机质的影响

以江苏东台林场银杏+小麦(G+W)、纯银杏(G)和纯小麦(W)经营模式为研究对象,对不同土层(0~5,≥5~15,≥15~30和≥30~50mm)的p H、微生物量碳、微生物量氮、硝态氮和铵态氮、全氮、速效磷、全磷和有机质进行了系统的测定。结果表明:不同经营模式对土壤p H没有显著的影响,但对土壤微生物量碳、微生物量氮、硝态氮、全氮、速效磷、全磷和有机质等影响显著。G+W经营模式有较高的土壤微生物量碳、微生物量氮、硝态氮、全氮、速效磷、全磷和有机质。因此,银杏复合经营系统能够更好地维持土壤肥力,利于土地可持续经营。     

杉木人工林不同发育阶段土壤微生物数量及其生物量的变化

土壤微生物参与土壤中多种生物化学反应,如矿化-同化、氧化-还原等,是植物营养转化、有机碳代谢及污染物降解的驱动力,在土壤肥力演变,尤其是养分循环中具有重要意义。土壤微生物生物量是指除了植物根系和体积大于5×103μm3的土壤动物以外的土壤中所有活的有机体的量(Paulet a     

土壤微生物生物量碳研究进展综述

土壤微生物量碳是土壤碳素转化的重要环节,也是土壤有效碳库的重要组成部分。文章从土壤微生物量碳的影响因素、测定、周转以及土壤微生物量碳与土壤有机碳的关系四个方面综述了土壤微生物生物量碳的研究进展。同时,为今后这方面的研究重点及发展方向提供了参考。     

土壤微生物生物量碳研究进展

土壤微生物量碳是土壤碳素转化的重要环节,也是土壤有效碳库的重要组成部分。文章从土壤微生物量碳的影响因素、测定、周转以及土壤微生物量碳与土壤有机碳的关系四个方面综述了土壤微生物生物量碳的研究进展。同时,为今后这方面的研究重点及发展方向提供了参考。     

Soil microbial activity and nutrients of evergreen broad-leaf forests in mid-subtropical region of China

To better understand the effects of forest suc-cession on soil microbial activity, a comparison of soil microbial properties and nutrients was conducted between three forest types representing a natura...     

间伐对重阳木人工林土壤微生物量碳氮和酶活性影响

以太仓市20年生重阳木人工林为研究对象,研究了间伐4a后的重阳木人工林土壤微生物量碳氮含量以及土壤脱氢酶、过氧化氢酶、脲酶、碱性磷酸酶和蔗糖酶活性的变化.结果表明:间伐显著降低了土壤pH值、表层土(0～10 cm)C/N、亚表层土(10 ～20 cm)可溶性碳含量,增大了亚表层土壤微生物量碳含量和微生物量碳占总碳的比例,对微生物量氮无显著改变;间伐显著减小了过氧化氢酶活性,增大了亚表层脱氢酶活性,消除了蔗糖酶活性在不同土层之间的显著差异.     

不同树龄橡胶林土壤微生物生物量碳的垂直分布特性

采用时空替代法,选取4,12,19,24,29 a橡胶林,研究不同树龄土壤微生物生物量碳含量的分布特征及其与有机碳含量的比值、以及与土壤养分含量的相关关系。结果表明:4,12,19,24,29 a橡胶林不同土层微生物生物量碳含量在28.87～138.71mg/kg之间,随土层深度的增加明显下降;土壤微生物生物量碳含量和有机碳的比值在0.66%～2.10%之间,土壤碳处于积累状态;土壤微生物生物量碳含量与有机碳、全氮、全磷含量有显著的相关性,相关系数R>72%。     

土壤微生物生物量碳及其影响因子研究进展

笔者较为全面地综述了国内外土壤微生物生物量碳的研究成果。笔者针对土壤微生物生物量碳主要受到碳氮限制、树种类型、土地利用方式、管理措施、土壤湿度和温度、土壤质地等因素的影响,提出了今后的研究应集中在以下几个方面:(1)加强不同尺度土壤微生物生物量碳的影响因子及调控机理研究;(2)进一步加强不同土壤类型下土壤微生物生物量碳动态及调控机理研究;(3)对影响土壤微生物生物量碳高低不确定性的因子进行深入研究;(4)加强其他因子对土壤微生物生物量碳影响的研究;(5)探讨全球气候变化对土壤微生物生物量碳的影响。