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。     

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。     

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。     

退化高寒草地土壤养分、酶活性及生态化学计量特征

为探究不同退化高寒草地土壤特性的变化规律。对祁连山康乐、皇城和天祝试验点退化高寒草地(轻度退化草地、中度退化草地和重度退化草地)土壤养分含量及其生态化学计量学特征进行测定分析。结果表明:(1)各试验点土壤pH、电导率、含水量和有机质含量均随着土层深度的增加而降低,在0—20cm土层中,土壤pH呈现出升高趋势,电导率呈现出先升高后降低趋势;在20—40cm土层中,土壤pH呈现出先升高后降低趋势,电导率呈现出先降低后升高趋势,土壤含水量和有机质含量在0—20,20—40cm土层中均随着退化程度的加剧而逐渐降低。(2)不同草地土壤有机碳、全氮、全磷和全钾含量均随退化程度的加剧和土层深度的增加而逐渐降低,且各样地间差异显著(p0.05)。(3)在不同退化草地土壤不同土层中,C/N变化范围为19.10~40.48、C/P变化范围为87.85~121.97和N/P变化范围为4.10~6.76。(4)随草地退化程度加剧,土壤纤维素酶活性呈先上升后降低趋势,脲酶、中性磷酸酶、脱氢酶、蔗糖酶和氧化还原酶呈降低趋势。(5)通过土壤理化、酶活性及生态化学计量比间相关性和主成分分析表明,土壤理化、酶活性和土壤生态化学计量比指标可以敏感地反映出不同退化草地土壤质量状况。综上,祁连山不同程度退化高寒草地土壤已逐步恶化,应加强对该地区草地合理利用和科学管理。     

不同退化程度高寒草原土壤微生物活性变化特征研究

以紫花针茅草原为研究对象,选择成土母质、土壤质地一致的区域4个,分别在冷季、暖季于每个区域的正常草地和轻度、中度、严重退化草地内按网格法采集土壤样品,分析测定了土壤微生物(细菌、真菌、放线菌)数量、土壤微生物量(C、N)、土壤酶(纤维素酶、脲酶、碱性磷酸酶)活性。结果表明,高寒、干旱条件下,草地退化程度、季节变化对高寒草原土壤生物活性均具有显著影响。暖季、冷季土壤细菌数量、微生物量(C、N)、酶活性(纤维素分解酶、脲酶、碱性磷酸酶)间均存在着相似甚至高度相关的变化趋势,暖季土壤生物活性基本呈轻度退化草地>正常草地>中度退化草地>严重退化草地;暖季真菌、放线菌数量与微生物量、酶活性间分呈不同程度的正相关和负相关,冷季则呈相反趋势。不同季节间,冷季土壤生物活性较暖季总体呈显著下降趋势。其中,正常草地和轻度、中度、严重退化草地土壤细菌暖季/冷季比分别为206.0、251.7、18.4和87.4,真菌、放线菌分别为14.7、1 132、0.6、0.9和0.1、10.5、10.0、14.9。微生物量(C、N)暖季/冷季比均呈轻度退化草地>正常草地>中度退化草地>严重退化草地,但微生物量氮的季节差异较大;暖季、冷季BC/BN比值亦基本呈同一趋势,冷季各类草地BC/BN值均明显高于暖季;各类草地BC/TC、BN/TN除严重退化草地外均呈暖季>冷季的趋势。暖季土壤脲酶活性远高于其他酶类,且暖季/冷季比(31.5~781.5)差异极大;冷季土壤纤维素分解酶,特别是碱性磷酸酶活性普遍高于暖季,暖季/冷季比分别在0.46~1.01和0.40~1.37之间。     

退化草地土壤农化性状与微生物区系研究

通过对三种退化程度不同的草地土壤农化性状与微生物区系进行研究，结果表明，草地退化后，其土壤肥力水平、土壤微生物数量和微生物种类有随退化程度增高而下降的趋势；退化草地存在不同的程度的营养元素比例失调，表现为少氮、缺磷、富钾和高有机质含量，且退化程度接近的草地间，在土壤微生物区系和农化性状有部分类似的特征。     

东祁连山高寒草地土壤微生物三大类群的时空动态特征

通过对2005年和2006年东祁连山高寒草地4种不同草地类型(珠芽蓼草地、禾草草地、沼泽草地、嵩草草地)土壤3大类群微生物(真菌、细菌、放线菌)数量的时空动态进行研究。结果表明:(1)不同空间层次草地土壤3大类群微生物数量变化均较大,0-10 cm土层的数量为10-20 cm土层的1.02~3.89倍;(2)不同植被下土壤3大类微生物数量季节变化各有其自身的特点,年际变化也不一致;(3)不同植被下同一时间草地土壤三大类群微生物总数量差异较大,为0.83×107~4.71×107个/g;(4)三大类微生物中,细菌数量最大,放线菌次之,真菌最小,分别占微生物总数的48.9%~67.69%,32.18%~48.96%和0.08%~0.25%。     

不同植被恢复措施下高寒沙化草地植被与土壤变化特征

草地沙化是青藏高原草地生态环境恶化的显著问题之一,为研究不同恢复措施对高寒沙化草地植被与土壤的影响,以沙化草地（DG）、人工草本恢复草地（AG）、人工灌丛恢复草地（AS）以及天然草地（NG）为研究对象,基于植被群落和土壤特征的变化及两者的相互关系,评价了不同人工植被恢复措施对高寒沙化草地22年的恢复效果。结果表明：（1） AG和AS分别使DG的地上生物量增加至109.21,1 293.21 g/m²,但2种恢复措施的草本地上生物量均显著低于NG,而AG的植被群落物种丰富度比AS显著低31.48%（p<0.05）。（2）与DG的0—10 cm表层土壤相比,AG的土壤孔隙度、含水量、总碳和总氮含量分别显著提高7.94%,67.95%,22.09%和257.14%,AS的这些指标也分别显著提高6.41%,43.00%,17.18%和242.86%;但2种恢复措施的土壤碳氮养分含量均显著低于NG （p<0.05）。（3） AS和AG的土壤有机碳矿化总累积量分别比DG显著提高133.39%和116.96%,但均显著低于NG,2种恢复措施间无显著差异（p>0.05）。可见,人工植被恢复措施显著促进沙化草地植被以及土壤恢复,但灌丛恢复更有利于提高植被物种丰富度,而草本恢复更有利于增加沙化草地土壤水分。     

川西北退化草地土壤微生物生化活性的初步研究

通过对川西北三种不同退化程度的几种土壤的生化活性大小及其相关性进行研究，结果表明，草地退化后其土壤生化活性受到不同程度的影响，其影响明显地与退化程度有关；土壤生化活性大小有随退化程度增高而减小的趋势，但差异并非都达到统计学上的显著性，而土壤生化活性间地的相关性则显著地与草地退经程度有关，说明退化草地其土壤微生物间的协同作用受到显著影响，从而影响其土壤碳氮循环代途径，降低土壤肥力水平。     

高寒草地不同扰动生境土壤微生物氮素生理群数量特征研究

采用平板表面涂抹法和稀释法对天祝高寒草地5种不同干扰生境（围栏内、围栏外、多年生草地、一年生草地和鼠丘地）土壤微生物氮素生理群（氨化细菌、硝化细菌、自生固氮菌和反硝化细菌）数量分布特征进行了测定，结果表明：1）同一扰动生境，不同空间层次草地土壤微生物各氮素生理群数量变化较大，0-20cm数量大于20-40cm，一般前者为后者的1．44-7．32倍；且不同氮索生理群之间数量差异很大，氨化细菌〉自生固氮菌〉反硝化细菌〉硝化细菌；2）不同扰动生境，相同空间层次草地土壤微生物各氮素生理群数量差异也较大，变幅在1．27—9．29倍；且不同扰动生境对各氮素生理群的影响不同，对硝化细菌数量影响最大，反硝化细菌和氨化细菌次之，自生固氮菌较小；3）不同生境土壤微生物氮素生理群数量以一年生草地总数量最大，多年生和围栏内草地次之，鼠丘地和围栏外草地最少；4）不同扰动生境。不同空间层次，虽然不同生理群微生物数量各有特点，但总趋势为：0—20cm，7月份数量较小，8月份上升至最大，9月份下降，20-40cm数量变化趋势与0—20cm相似，但变幅显著变小。     

三江源区不同退化程度高寒草甸表土层的土壤水分变化特征

土壤水分是影响青藏高原高寒草甸生态过程和生态承载能力关键因素之一,掌握其变化特征对于高寒地区生态保护和修复具有重要意义.基于HOBO土壤温湿度仪器监测数据,分析2019年8月至2020年8月三江源区不同退化程度(未退化(ND)、轻中度退化(LMD),重度退化(HD))下高寒草甸表土层土壤3个层级L1(0-5 cm)、L...     

放牧对植物群落特征和土壤微生物及酶活性的影响

[目的]探讨放牧对羊草群落和贝加尔针茅群落的影响,为草原土壤的保护和草原自然保护区建设提供科学依据。[方法]以呼伦贝尔草甸草原为样地,采用野外调查和实验室分析相结合的方法。[结果]在放牧干扰下,以羊草为建群种的群落所受的影响比贝加尔针茅群落小,植物群落盖度、高度和Simpson指数明显高于贝加尔针茅群,物种多样性更丰富,生长情况相对更好。羊草草原土壤全氮、全磷和有机质含量高于贝加尔针茅草原土壤。各放牧区土壤微生物数量均表现为:细菌放线菌真菌;垂直分布为0—10cm10—20cm;土壤脲酶、过氧化氢酶、转化酶活性、全N,全P和有机质等0—10cm土层的均高于10—20cm。相关分析表明,植物群落α多样性与土壤微生物数量、土壤酶活性、全N,全P和有机质等呈显著正相关。[结论]适度放牧有助于提高草甸草原羊草群落和贝加尔针茅群落α多样性、土壤微生物数量和土壤酶活性。两个群落相比较,羊草群落更适合放牧。     

生草不同条件还田对桃园土壤微生物、酶活性及养分供应的影响

为探讨桃园生草不同条件还田对土壤微生物、酶活性及有效态养分的影响,以清耕为对照,设置生草自然还田、生草刈割还田、生草刈割配施有机物料腐熟剂还田3个处理,连续开展3年定位试验.采集根际和非根际土壤,研究桃园生草不同条件还田对土壤微生物数量、土壤酶活性以及土壤不同形态氮、钾含量的影响.结果表明:生草不同条件还田提高了根际土...     

不同肥料类型对土壤酶活性与微生物数量时空变化的影响

采用等氮技术进行原状土柱法试验,研究了不同肥料类型对土壤酶活性和微生物数量时空变化的影响。结果表明,柱栽条件下,不同肥料类型对土壤酶活性和微生物数量的时空变化有明显影响。不同土壤深度脲酶和蛋白酶总活性均表现为肥料配施>有机肥>尿素;土壤脲酶活性均随土壤深度的增加而下降,0~20 cm土层的土壤脲酶活性占全生育期1.2 m土层总活性的50%以上,0~40 cm土层占79%左右,在0~20 cm和20~120 cm的土层所占比例大致相当;不同土层的脲酶活性均在拔节期达到最高;在小麦生育后期,脲酶活性在不同土壤深度表现为升高的趋势。3种肥料类型处理不同土层的蛋白酶活性均在成熟期达到最大值,其次为拔节期,在拔节期和扬花期出现峰值,在抽穗期和灌浆盛期出现低谷,其最小值出现在灌浆盛期;土壤蛋白酶在20~40 cm和80~100 cm时出现峰值,并在20~40 cm土层时活性最高。3种肥料类型处理间比较,微生物数量均表现为肥料配施>有机肥>尿素。在同一土层中的细菌数量以苗期最大;真菌数量以抽穗期最大;放线菌随着小麦生育期的推进数量逐渐增加,成熟期达最大值。在小麦不同生育时期,以20~40 cm土层中的细菌、真菌和放线菌数量最大,0~20 cm土层次之,40~120 cm土层随土层深度加深数量逐渐减少。     

江河源区不同建植年限人工草地土壤微生物及酶活性研究

对江河源区不同建植年限人工草地(2龄、4龄、6龄)土壤养分、微生物数量及酶活性进行研究.结果表明:不同建植年限人工草地土壤养分随着建植年限的增加呈“V“型规律变化,其中人工2龄草地土壤养分含量最高,6龄草地土壤养分含量虽不及2龄草地高,但均明显高于4龄草地.土壤细菌和放线菌数量与土壤养分变化规律一致,真菌数量随建植年限的增加呈降低趋势,土壤脲酶、过氧化氢酶和中性磷酸酶活性与细菌、放线菌和土壤养分变化规律相同.同时,土壤养分、微生物数量和酶活性变化均具有明显的空间层次现象,即随土层的加深呈降低的趋势.经典型相关分析表明,土壤细菌与土壤有机质、全氮、速效钾和pH值之间相关性最好,脲酶和过氧化氢酶活性与土壤有机质、全氮、速效氮、速效钾和pH值之间相关性最好,故土壤微生物数量和酶活性可作为评价土壤肥力的指标.     

东祁连山高寒草甸土壤酶活性及其化学计量特征对海拔和坡向的响应

研究高寒草甸微尺度海拔和坡向下土壤酶活性及其化学计量特征的变化对于探讨草地生态系统养分循环过程具有重要的生态学意义。以东祁连山高寒草甸为研究对象,分析了7个海拔（2 800,3 000,3 200,3 400,3 600,3 800,4 000 m）和2个坡向（阴坡、阳坡）高寒草甸的土壤酶活性、化学计量特征变化规律及其与土壤理化因子之间的关系。结果表明：海拔和坡向的交互效应对土壤亮氨酸氨基肽酶（LAP）、β-葡萄糖苷酶（BG）、多酚氧化酶（PPO）和过氧化物酶（POD）酶活性、lnBG/ln （NAG+LAP）、lnBG/lnAP和ln （NAG+LAP）/lnAP有显著影响;LAP、AP、BG、POD、lnBG/ln （NAG+LAP）、lnBG/ln （NAG+LAP）随海拔的升高呈先升高后降低,β—1,4—乙酰基氨基葡萄糖苷酶（NAG）和PPO随海拔升高而降低;同一海拔,阳坡土壤AP、BG、POD、PPO酶活性低于阴坡,阳坡土壤NAG酶活性高于阴坡,海拔3 800 m以下阳坡LAP酶活性低于阴坡,除海拔3 000 m和4 000 m外的其他海拔阳坡的土壤lnBG/ln （NAG+LAP）高于阴坡,海拔3 000~3 400 m的土壤lnBG/lnAP和海拔3 000~3 600 m的土壤ln （NAG+LAP）/lnAP在阳坡低于阴坡。相关分析发现,土壤酶活性及其化学计量特征不同程度受土壤C、N、P资源及土壤水分条件等的调控,土壤含水量和有机碳是影响土壤酶活性的主要因子。综上,土壤酶活性及其化学计量特征在微尺度海拔和坡向上具有差异性,且受土壤C、N、P资源及土壤水分条件的综合影响,以土壤含水量和有机碳尤为突出。     

乌兰布和沙区绿洲农田土壤微生物及酶活性研究

以撂荒地为对照,通过测定0-20cm和20-40cm层次土样,利用统计分析方法系统研究乌兰布和沙区籽瓜、玉米、油葵和苜蓿地4种绿洲农田土壤微生物（细菌、放线菌和真菌）和土壤酶活性（蔗糖酶、脲酶、过氧化氢酶、碱性磷酸酶、蛋白酶和多酚氧化酶）特征。结果表明：（1）各农田微生物数量均为细菌（107）〉放线菌（105）〉真菌（103）,三者中,细菌数量占三大类微生物总数的99%以上;各农田表层微生物数量整体高于对照的,且表层均高于下层,但差异不显著;农田间,籽瓜地微生物数量最多;种植苜蓿可显著提升真菌数量。（2）6种酶活性中,仅蔗糖酶和脲酶在层次间和农田间存在显著差异;各农地表层蔗糖酶、脲酶、过氧化氢酶和蛋白酶活性均高于对照的;除多酚氧化酶外,苜蓿地酶活性整体较高。（3）各生物学性质相互关联,互相影响。6种酶间呈显著或极显著相关,酶活性既显专性又显共性;蔗糖酶、过氧化氢酶、脲酶、蛋白酶、多酚氧化酶、真菌和放线菌直接影响有机质含量的程度达85%;总体而言,乌兰布和沙区绿洲体系形成后,长期农作活动使得绿洲农田生物学性质得以改善,土壤质量整体有所提高;设法提高研究区土壤有机质含量是提高绿洲农田土壤质量和改善其生态环境的关键所在,应广种苜蓿。     

退化演替对高山草地植被和土壤理化特性影响

[目的]分析3种不同草地退化阶段(轻度退化,中度退化和重度退化)草地植被和土壤理化特性的变化规律,为类似区域退化草地植被恢复提供有效途径。[方法]野外植被调查、土壤取样和室内分析。[结果]草地退化不同阶段草地植物群落组成和物种多样性均有差异,退化对草地土壤理化特性有明显影响。重度退化草地土壤容重显著高于轻度退化草地(p0.05)。轻度和中度退化样地0—10cm土壤空隙度显著高于重度退化草地。重度退化草地的土壤有机质、全碳、全钾、全磷和有效钾均明显小于轻度退化草地(p0.05),但土壤pH值和有效氮含量没有显著变化。[结论]高山草地退化演替对该区土壤物理特性具有显著影响。