弃耕地植被恢复过程中土壤酶活性与理化特性演变趋势研究

【目的】研究黄土丘陵沟壑区不同弃耕年限草地土壤酶活性的特征与演变趋势,为正确评价土壤质量提供科学依据。【方法】在陕西安塞县纸坊沟流域,采集不同年限(1,2,3,4,5,6,7,8,9,13,15,20,25,30年)弃耕地0~20,20~40和40~60 cm土层土样,测定土壤理化性质及脲酶、蔗糖酶和碱性磷酸酶活性。【结果】随着弃耕时间的延长,土壤容重、pH值、有机质、CEC、全N、有效N等理化特性得到不同程度的改善,土壤脲酶、蔗糖酶与碱性磷酸酶活性均逐渐增强,土壤脲酶活性随土层深度的增加而大幅度递减;相关性分析表明,以上3种酶活性与土壤有机质、CEC、全N等理化性质显著正相关,与土壤pH等呈显著负相关,而3种酶之间的相关性也达极显著水平。【结论】在植被恢复过程中,脲酶、蔗糖酶与碱性磷酸酶活性逐步增强,土壤酶活性与植被的恢复是一个互动过程。     

不同林型兴安落叶松林土壤理化特征

以不同林型（草类、杜香、杜鹃）兴安落叶松林0~60 cm土壤为研究对象,探讨兴安落叶松林土壤理化性质及其相关性。结果表明:1）0~60 cm土层,兴安落叶松林土壤含水量为17.93%,容重为1.07 g/cm³,随土层深度增加,土壤含水量呈下降趋势,容重呈递增趋势;2）兴安落叶松林土壤为弱酸性（pH=5.59）,随土层深度增加,pH呈递增趋势;3）兴安落叶松林土壤铵态氮含量为17.94 mg/kg,速效K含量为89.05 mg/kg,有效P含量为17.85 mg/kg,有机P含量为0.43 g/kg,随土层深度增加,各养分指标含量均呈下降趋势;4）兴安落叶松林土壤各金属氧化物的含量大小依次为Al₂O₃（13.77%）>Fe₂O₃（5.44%）> K₂O（2.33%）>Na₂O（1.80%）>MgO（1.30%）>CaO（1.25%）,随土层深度增加,除CaO外,各指标含量整体呈增加趋势,且表层含量与其他土层间差异显著;5）林型对土壤含水量、pH、铵态氮、有效P、MgO、Al₂O₃、CaO、Fe₂O₃的影响显著,而对容重、速效K、有机P、Na₂O和K₂O的影响不明显。表明兴安落叶松3种林型的土壤理化性质存在一定差异,草类-兴安落叶松林的土壤理化特征显著区别于杜香-兴安落叶松林和杜鹃-兴安落叶松林,可为兴安落叶松林的可持续经营提供依据。     

衡阳紫色土丘陵坡地植被不同恢复阶段土壤理化特征分析

以典型衡阳紫色土丘陵坡地植被不同恢复阶段为研究对象,采用空间代替时间序列方法,选用立地条件基本一致的裸荒地、草地、灌木林和森林基本相似的4个植被恢复阶段,通过调查取样和实验分析,探索了衡阳紫色土丘陵坡地不同恢复阶段以及同一恢复阶段不同层次上土壤理化特征的时空变化,与不同植被恢复阶段的植被类型和土壤理化特性变化的内在联系及其互作效应。结果表明随着植被恢复演替的进行,土壤各层黏粒含量增加显著(p<0.01或p<0.05),但随土壤深度的增加,呈递减趋势,具体表现为表层>亚表层>下层;土壤容重减小明显(p<0.05),随土壤深度而呈递增趋势,具体表现为表层<亚表层<下层;土壤有机质逐渐增加(p>0.05),随土壤深度的增加呈递减趋势,表现出明显的表聚性;土壤全氮、速效磷和速效钾含量均呈上升趋势,由于植物根系及枯落物多少的差异,使得各营养成分的垂直分布各异;主成分揭示出土壤理化特征可作为评价植被改善土地质量的标准。这将丰富该地区植物生态学与恢复生态学的内容,为衡阳紫色土丘陵坡地生态系统的恢复与重建提供了重要依据。     

藏东南不同种植年限蔬菜大棚土壤pH及养分的变化特征

【目的】阐明不同种植年限蔬菜大棚土壤pH值、电导率及养分含量的时空变化特征,为保护性耕作土壤的可持续利用提供科学依据。【方法】以西藏林芝地区不同种植年限(2,7和15年)蔬菜大棚及相邻农田土壤为研究对象,分析0～70 cm土层(每10 cm为一个土层)土壤pH值、电导率值及有机质、全氮、速效氮、速效磷、速效钾含量的变化。【结果】随着土层深度的增加,不同种植年限蔬菜大棚及农田土壤pH值均呈逐渐增加的趋势,与农田土壤相比,蔬菜大棚土壤酸化程度更严重;随着蔬菜大棚种植年限的延长,土壤pH值呈"V"型变化,在种植7年时,土壤pH值最小,为5.08±0.22。土壤电导率值随土层深度的增加呈降低的趋势,且表聚现象十分明显,蔬菜大棚土壤电导率值随土层深度增加的垂直空间变异性较农田明显;随蔬菜大棚种植年限的增加,土壤电导率值呈增加的趋势,在蔬菜大棚使用初期土壤电导率值增加幅度较小,但随着种植年限的延长,土壤电导率增加幅度加大。有机质、全氮及速效氮、速效磷、速效钾含量随土层深度的增加均呈降低的趋势,与农田相比,蔬菜大棚土壤上述养分含量的"表聚"现象明显;随蔬菜大棚种植年限的延长,土壤有机质、全氮及速效氮、速效磷、速效钾含量均呈增加的趋势,说明蔬菜大棚土壤养分累积现象十分明显。Pearson相关性分析结果表明,土壤各理化指标之间均表现出显著或极显著的相关性。【结论】在藏东南八一镇大棚生产过程中,土壤酸化现象严重,表层养分累积明显,存在环境风险,故在生产管理中宜适当控制化肥的施用量,提倡科学施肥,以保证设施大棚土壤的可持续利用及生态环境安全。     

滨海盐碱区不同林龄柽柳人工林土壤水分物理性质差异性

为揭示柽柳人工林对黄河三角洲滨海盐碱地土壤水分物理性质的影响,对3种林龄(3、6、8 a)柽柳林地的土壤密度、土壤孔隙度、持水贮水能力以及渗透性进行了研究。结果表明:林龄和土层深度均可影响柽柳林地的土壤水分物理特性,其中土壤密度随林龄的增加呈降低趋势,随土层深度的增加呈增大趋势;土壤孔隙度、持水量、贮水量均随林龄的增大而增加,随土层深度的增加而降低;各指标在3 a与8 a林地间及表层土(0≤土层深度(H)20 cm)与深层土(40 cm≤H60 cm)间差异均显著(P0.05);土壤入渗速率与入渗时间呈现明显的幂函数关系,初渗速率和稳渗速率在不同林龄林地间由大到小的顺序均表现为8、6、3 a,且8、6 a林地与3 a林地差异显著(P0.05)。综合来看,随着林龄的增长,柽柳林中凋落物分解与细根生长的作用逐步增强,0 cm≤H60 cm土壤剖面内的土壤密度、孔隙度、持水性及渗透性得到很大改善,土壤的通气性和透水能力明显提高。因此,在黄河三角洲滨海盐碱区营造柽柳人工林有利于改善土壤水分物理状况。     

信南高速不同类型坡面下边坡植物根系抗拉特性

通过对信(阳)南(阳)高速公路不同坡位、坡向植物根系在不同生长阶段及主根与侧根处的根系力学特性的研究,对于了解根系固土机理及水土保持具有理论实践意义。采用相关分析和回归分析的方法,分析不同类型坡面下植物根系的抗拉特性。结果表明:在不同的生长阶段,多年生草本进入夏季抗拉力达到最大值,冬季呈明显递减趋势;灌木进入冬季则呈缓慢递增趋势;中、下坡植物抗拉力多大于上坡;阳坡植物根系的抗拉强度、根系直径均大于阴坡;阴坡植物根系抗拉力均大于阳坡,根系发育良好;草本植物的主根抗拉力均大于侧根;根系抗拉力和直径呈显著的正幂函数关系,根系抗拉强度和直径呈显著的负幂函数关系。研究结果对根系固土力学机制的研究提供了理论基础。     

不同树龄榆树根围AM真菌与土壤因子相关性

为了探求科尔沁沙地不同树龄榆树根系土壤丛枝菌根真菌(AM)与土壤因子的关系。分别选取10、25、40 a榆树林,测定了不同树龄菌根侵染率、孢子密度、土壤理化性质及AM真菌种类。结果表明：孢子密度、菌根侵染率均呈现出随树龄的增加而增大的趋势;pH随树龄的增加逐渐降低;土壤速效P、速效N质量分数随树龄增加先降低后增加;土壤速效钾和有机质质量分数随树龄增加呈增加趋势,3种树龄榆树根系共鉴定出4属30种AM真菌,其中球囊霉属(Glomus)17种,无梗囊霉属(Acaulospora)9种,盾巨孢囊霉属(Scutellospora)3种,原囊霉属(Archaeospora)1种。     

海拔对杉木人工林土壤活性有机碳组分的影响

【目的】探究杉木(Cunninghamia lanceolata)林地土壤活性有机碳组分在不同海拔上的分布特征和影响因素,为土壤碳循环及杉木人工林的可持续发展提供科学依据。【方法】在安徽省金寨县马鬃岭自然保护区,以不同海拔高度(750,850,1 000,1 150 m)的杉木人工林为研究对象,分析不同海拔杉木林下0～10,10～20,20～30 cm土层土壤中的活性有机碳组分(微生物量碳(MBC)、易氧化有机碳(EOC)、可溶性有机碳(DOC)、颗粒有机碳(POC))、稳定性碳同位素(δ~(13)C))和土壤理化性质(有机碳(SOC)、全氮(TN)、含水率、pH、电导率(EC))的变化特征,并分析土壤活性有机碳组分与理化性质之间的相关性。【结果】同一土层下,POC、EOC、DOC、MBC含量随着海拔的升高均呈现先降低后升高的趋势。同一海拔下,随着土层深度的增加,MBC含量呈现出递减规律,其他组分无明显变化。土壤理化性质中,随着海拔升高,土壤SOC、TN、含水率总体呈先下降后升高的趋势,pH总体呈先上升后下降趋势,δ~(13)C含量总体呈增加趋势,EC则无明显变化规律。在同一海拔下,随着土层深度的增加,SOC、TN、EC、含水率总体呈下降趋势,土壤pH无显著变化,土壤δ~(13)C含量呈增加趋势。相关性分析显示,4种活性有机碳组分之间及其与TN、SOC之间均存在极显著正相关关系(P0.01),与δ~(13)C之间存在极显著负相关关系(P0.01)。【结论】海拔和土壤理化性质的差异可能是导致土壤活性有机碳组分变化的重要影响因素,土壤POC、EOC、MBC、DOC含量可作为衡量森林土壤碳、氮动态变化的敏感性指标。     

草本植物对铬污染的响应

采用人工模拟盆栽试验研究了重金属Cr6+胁迫对白花三叶草(Trifolium repens)、高羊茅(Festucaarundinacea)、紫花苜蓿(Medicago sativaL.)株高、丙二醛含量、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)含量的影响。结果表明,3种草本植物对重金属Cr6+的耐受能力不同,白花三叶草耐性最强,紫花苜蓿的耐性最弱。Cr6+胁迫导致3种植物的生长均受到抑制。随Cr6+污染质量分数增加,3种植物的叶绿素含量和叶绿素a/叶绿素b比值都呈下降的趋势;MDA含量呈递增的趋势;SOD活性普遍降低;POD活性明显低于对照。     

佳木斯市郊区设施菜地不同农作物土壤微生物多样性特征

为探究佳木斯郊区设施菜地不同作物类型对土壤理化性质以及土壤微生物的影响,分别选择玉米、大葱、黄瓜3个样地,以及0～10cm、10～20cm、20～30cm不同土壤深度进行了相关的试验研究。研究结果表明：随着土壤深度的增加,土壤的碱解氮、有机质、含水量呈下降的态势,pH呈逐渐上升趋势。同一土层,但不同作物类型下大葱样地中土壤pH值最高,土壤碱解氮含量由高到低依次是大葱>黄瓜>玉米。在0～10cm土层中,有机质含量从高到低依次是黄瓜、大葱、玉米。不同作物类型影响着土壤生物环境及土壤微生物的数量分布,在3种样地中土壤细菌、真菌数量随土层深度的增加呈降低的趋势,但同一土层,不同作物类型下土壤细菌、真菌数量不同。土壤细菌与有机质之间存在显著正相关,土壤真菌与含水量之间存在显著正相关。     

冀西北清水河流域不同白桦林型土壤分形特征

为探明不同白桦林型土壤分形维数与土壤质地及土壤理化性质之间的关系,本研究选取冀西北清水河流域白桦(Betula platyphylla Suk)纯林、华北落叶松(Larix principis-ruppredhtii Mayr)×白桦混交林、山杨(Populus davidiana)×白桦混交林3种典型白桦林型,对林下土壤颗粒组成及养分进行测定,利用分形模型比较其土壤颗粒的分形特征,以及分形维数与土壤理化性质之间的关系。结果表明:(1)土壤分形维数介于2.388～2.563之间,3种白桦林型平均分形维数大小排序为:白桦纯林(2.474)>山杨×白桦混交林(2.453)>华北落叶松×白桦混交林(2.423)。(2)土壤分形维数随土层深度的增加呈增长趋势。(3)3种白桦林型林下土壤均为典型的粉砂壤土,土壤分形维数与粉粒和黏粒分别呈极显著与显著的正相关关系,而与极细砂粒则呈显著的负相关关系。(4)分形维数与土壤pH值呈显著正相关关系,而与有机质、全氮、碱解氮、速效磷含量均为极显著负相关关系。针阔混交林(华北落叶松×白桦混交林)分形维数相比其他2种林型较低,土壤养分含量显著高于其他2种白桦林型。因此,土壤分形维数可以作为判断土壤质地与土壤养分差异的指标。     

祁连山南坡不同土地利用方式下土壤理化性质及空间变异性分析

[目的]以祁连山南坡5种不同土地利用方式下的土壤为研究对象,研究土壤含水量、pH值、有机质及电导率沿剖面(0～50 cm)垂直变化特征及空间变异性。[方法]对祁连山南坡5种不同植被类型下的土壤进行采样,通过单因素方差方法对不同土地利用方式下的土壤理化性质进行差异显著性检验,并利用Duncan法进行多重比较。[结果]不同土地利用方式会影响土壤含水量、pH值、有机质及电导率的垂直分异,除pH值随土层深度增大外,土壤含水量、有机质及电导率随土层深度增加均呈减小趋势。土地利用方式不同会影响土壤理化性质差异显著性,研究区5种土地利用方式下pH值、含水量、有机质和电导率均存在显著性差异(P0.05)。土壤含水量、有机质及电导率具有较强的空间变异性,而土壤pH值的空间变异性较小,随土层深度增加,土壤含水量、pH值、有机质及电导率的变异性逐渐减小。[结论]研究区不同土地利用方式下土壤有机质含量较高,土壤较肥沃;土壤pH呈弱碱性,符合我国西北干旱半干旱区土壤大多呈碱性的特征;土壤电导率较低,未出现盐碱化现象。土壤含水量、有机质及电导率具有中等程度的空间变异性,而土壤pH值具有弱空间变异性。     

花生和玉米种植模式对科尔沁沙地土壤养分和生物特性的影响

针对科尔沁沙地土壤沙化严重、土壤养分流失、肥力下降、农田环境恶化等问题,以提高该区土壤质量、改善农田土壤生态环境为目的,通过田间定位试验,对花生连作(CK)、玉米连作(LC)、玉米-花生轮作(RC)、花生-玉米轮作(RP)4种种植模式下科尔沁沙地农田的土壤理化性质、土壤酶活性及微生物生物量的变化进行研究,结果表明,与CK相比,其他3种种植模式均能显著改善土壤理化性质、提高土壤酶活性和土壤微生物生物量碳、氮、磷含量,以玉米-花生的轮作模式(RC)效果最好。且不同处理下土壤MBC/MBN、MBC/SOC、MBN/TN、MBP/TP的比值分别在8.67%～11.18%、38.42%～46.07%、35.07%～57.56%、20.63%～55.94%,其比值在不同种植模式和不同土层深度的分布特征有明显差异。相关性分析表明,土壤pH和氮磷钾含量与土壤生物学指标呈显著或极显著正相关(P<0.05或P<0.01),土壤有机质与土壤微生物生物量指标呈显著或极显著正相关(P<0.05或P<0.01)。     

侵蚀环境退耕撂荒地植被恢复中土壤生物学特性演变

采用时空互代法,以侵蚀环境不同退耕年限撂荒地为研究对象,分析了其土壤微生物量与其相互关系及呼吸强度等土壤生物学性质演变特征.结果表明,退耕撂荒地植被恢复演替中,土壤生物学性能在10年左右便可以得到基本恢复,土壤微生物量碳(C)、氮(N)、磷(P)含量随演替进展均呈逐渐增加的趋势,且它们之间具有显著的线性正相关关系,土壤呼吸强度也随演替进展而呈对数函数增长趋势.     

保水剂对烟草光合特性和叶绿素荧光参数的影响

采用盆栽试验,研究了不同保水剂用量对烟草生长指标、叶绿素含量、光合特性和叶绿素荧光参数的影响。结果表明:适量保水剂的施用显著提高了烟草各生长指标、叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素的含量;随保水剂用量的增加,各处理烟叶的净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)和水分利用率(WUE)都呈先上升后下降的趋势,说明保水剂对烟草光合特性影响较大,可以明显提高烟草光合能力,但用量过大时不利于改善烟草光合特性;各处理烟草叶片叶绿素荧光参数Fv/Fm、ΦPSII和q P均表现为先上升后略下降,而NPQ则呈下降趋势。所有处理中以T2(3 g/株)效果最好,其烟株光合能力最强,同时具有较好的自我保护调节能力。     

水杨酸对甜瓜种子萌发及其生理特性的影响

以黄河蜜甜瓜种子为试材,通过水杨酸(SA)浸种预处理,研究了 SA 对甜瓜种子萌发质量和相关生理特性的作用。结果表明:较低浓度 SA 浸种预处理明显促进了黄河蜜甜瓜种子的萌发和生长,其萌发指数、发芽势、发芽率、根冠比和生物学产量等指标在低浓度范围内呈显著增长趋势,其中 0.5 mmol/L 的 SA 处理效果极为显著。而高于 0.5 mmol/L 的 SA 处理则对种子萌发起抑制作用,各项萌发和生长指标均随 SA 浓度的增加而明显下降。SA浸种后甜瓜萌发种子内蛋白质和脯氨酸的含量的变化同种子的萌发和生长趋势相似,较低浓度 SA 显著提高了种子内蛋白质、脯氨酸的含量,此后随 SA 浓度的升高其含量呈明显下降趋势。     

贵州马尾松群落植物多样性与土壤酶活性

以贵州4种典型马尾松群落类型为研究对象,对不同马尾松林下植物多样性和土壤酶活性及二者之间相互关系进行研究。结果表明：(1)不同马尾松群落植被种类差异显著,其中马尾松杉木混交林植物种类最多,为23种,马尾松硬阔混交林最少,仅11种。对4个物种多样性指数的综合分析表明,灌木层物种多样性高于草本层,群落中物种多样性整体表现为马尾松杉木混交林>天然次生纯林>人工纯林>马尾松阔叶混交林;(2)不同群落间土壤理化性质差异显著,混交林土壤有机质、全氮、碱解氮和有效磷含量均高于纯林, pH值则相反,有机质和有效磷与灌木层植物多样性指数呈显著负相关(P<0.01),全钾含量与草本层植物多样性指数呈显著正相关(P<0.01);(3)不同马尾松群落土壤多酚氧化酶和酸性磷酸酶差异不显著,脲酶、β￣葡萄糖苷酶和纤维素酶活性差异显著,且与土壤全氮、碱解氮或全磷呈显著相关,这3种酶可作为不同马尾松群落类型土壤肥力状况和质量的生物学指标。     

3种地被植物生长及生理特性对盐胁迫的响应

采用盆栽试验法,研究盐胁迫对3种地被植物的生长、盐害率、盐害指数、根系活力、丙二醛(MDA)含量、抗氧化酶活性、净光合速率等指标的影响,以了解其耐盐性差异。结果表明:随盐浓度增加,参试植物的生长量均呈先升后降趋势,花叶蔓长春的相对生长量最大,荆芥的最小;盐害率和盐害指数均呈上升趋势,荆芥变化增幅最大;荆芥与花叶蔓长春的MDA含量呈上升趋势,早开堇菜的变化相对较小;早开堇菜和荆芥的根系活力与POD活性呈先升后降趋势,花叶蔓长春根系活力极显著低于对照、POD活力无显著性差异;3种植物的SOD活性在盐胁迫下的变化较小;随盐浓度升高,花叶蔓长春与早开堇菜净光合速率呈先升后降趋势,荆芥的则极显著低于对照。早开堇菜的隶属函数平均值最高,荆芥的最低。综合各指标及隶属函数分析结果认为:3种地被植物的耐盐性强弱依次为早开堇菜、花叶蔓长春、荆芥。     

不同林龄油茶林土壤理化性质的变化

以湖南省邵阳县5、12、30、70、100年生林龄的油茶林样地不同土层土壤为研究对象,采用方差分析和对比的方法,分析不同林龄油茶林土壤中有机质、全氮、全磷、有效磷、全钾、速效钾质量分数及pH值、密度、含水率等理化性质变化规律。不同林龄油茶林土壤的密度随土壤深度的增加而增加,随林龄的增加呈现出先增加后减少的趋势;含水率随林龄的增加先增加再降低,随土壤深度的增加而增加;pH值随林龄增加而逐渐降低;除全钾质量分数外,表层土壤养分均高于深层土壤。不同林龄油茶林土壤有机质质量分数随林龄增加呈现先增加后降低的变化趋势,全氮质量分数随林龄的增加先降低再增加再逐渐降低,全磷质量分数呈M型趋势变化,全钾质量分数整体呈现先增加再降低的趋势,有效磷、速效钾质量分数随林龄的增加呈现先逐渐增加再降低的变化趋势。油茶林土壤理化性质与林龄关系密切,不同林龄的油茶林土壤肥力指标存在很大差异,可依据林龄对油茶林进行种植、管理和进一步抚育,本研究能够为低效油茶林改造提供一定理论依据。     

不同基质配方对枫香容器苗质量的影响

分析以泥炭、珍珠岩、稻壳、锯屑为材料的15种不同基质配方的理化性状,以及对枫香苗质量和生理特征的影响,结果表明:15种不同基质配方的容重、最大含水量、pH、有机质含量、速效氮含量等理化性质差异显著;15种基质配方都符合轻型基质的要求,随着基质中泥炭含量的增加,基质的最大含水量和pH呈下降趋势,而含氮量呈上升趋势;15个不同基质配方枫香容器苗的苗高、地径、单株生物量、质量指数等指标差异显著,随着泥炭土比例的增加,苗木质量呈上升趋势。根据基质理化性状、容器苗质量及生产成本多目标进行综合评价和决策,认为容器苗的基质配方中5(泥炭(0.60)+珍珠岩(0.40))和7(泥炭(0.46)+珍珠岩(0.27)+稻壳(0.27))为最佳。