川西北草地沙化对土壤可溶性有机氮及酶活性的影响

为探究草地沙化对川西北高寒草地土壤可溶性有机氮及酶活性的影响,采用样地调查方法,研究了不同沙化程度草地可溶性有机氮、脲酶、蛋白酶、硝酸还原酶及精氨酸脱氨酶的变化特征。结果表明:随草地沙化程度加剧,土壤脲酶、蛋白酶、硝酸还原酶及精氨酸脱氨酶活性显著降低。与未沙化草地相比,重度沙化草地0~20cm土层脲酶、蛋白酶、硝酸还原酶及精氨酸脱氨酶活性分别降低了40.54%、30.68%、39.85%和44.00%;土壤可溶性有机氮随沙化程度增加呈下降趋势,相较于未沙化,轻度沙化、中度沙化和重度沙化草地土壤可溶性有机氮含量分别下降了22.36%、48.72%和67.77%,且0~20 cm土层变化最为显著。相关分析结果表明,酶活性与土壤氮素呈极显著正相关;硝酸还原酶与铵态氮、硝态氮、微生物量氮和可溶性有机氮的相关系数最高,分别达到0.868、0.850、0.789和0.701。     

生态空间与生态用地国内研究进展

生态空间和生态用地是构成国土空间的重要组成部分,是跨地理学、景观生态学、应用生态学等的交叉研究领域,但当前国内对于两者的认识存在较大争议,在相关研究和使用中存在混淆或错误的情况。本文基于国内相关文献的全面分析,界定了生态空间和生态用地的概念,辨析了两者之间的逻辑关系,并分别总结了国内生态空间和生态用地研究进展和局限。目前,国内生态空间和生态用地的内涵认识还不统一、识别方法和分类体系还不够完善;在研究区域上,均是重点关注城市地区;在研究方法上,均注重空间分析和优化模型的使用,缺少心理感知与社会调查等多方法的应用。本文基于当前研究局限,结合新时代生态文明建设和乡村振兴战略实施要求,提出应加强乡村地区生态空间和生态用地相关研究内容。建立以可持续发展和人类福祉需求为核心,具有区域差别化的生态空间和生态用地识别方法、分类体系、评价体系和保护利用机制等应成为研究重点。     

垦殖对川西北高寒草地土壤中不同磷组分含量的影响

选择川西北高寒草地垦殖3和10年后的川贝母种植地为研究对象,以邻近未开垦天然草地土壤为对照,采用修正后的Hedley磷元素分级方法,探究垦殖对川西北高寒草地土壤磷组分含量变化的影响。结果表明,垦殖导致了高寒草地土壤全磷(TP)、水溶性磷(H_2O-Pi)、活性磷(NaHCO_3-P)、潜在活性磷(NaOH-P)、中稳性磷(Dil.HCl-Pi)、高稳性磷(Conc.HCl-P)含量显著下降,残余态磷(Residual-P)显著上升。其中0～20 cm土层变化最显著,垦殖10年后,土壤TP、H_2O-Pi、NaHCO_3-P、NaOH-P、Dil.HCl-Pi和Conc.HCl-P分别下降了16.48%、78.98%、57.43%、26.06%、16.38%、10.87%,而Residual-P增加了40.08%。其中H_2O-Pi、NaHCO_3-P和NaOH-P含量变化显著高于其他组分的磷,说明磷的活性越高损失越明显。垦殖过程中,土壤H_2O-Pi、NaHCO_3-P和NaOH-P占全磷比重显著下降,而Dil.HCl-Pi、Conc.HCl-P和Residual-P呈上升趋势。垦殖前3年,土壤全磷及各形态磷组分的年下降率显著高于垦殖3～10年,说明垦殖过程中磷的损失主要发生在垦殖前期。     

垦殖对川西北高寒草地土壤有机氮组分的影响

不合理的垦殖是造成土壤退化的主要原因之一。为了揭示垦殖对高寒草地土壤有机氮组分变化特征的影响,以垦殖1,3,10,16,27,40年后的川西北高寒草地为研究对象,以未垦殖的天然草地为对照,通过土壤采样与分析,研究了垦殖对川西北高寒草地酸解性全氮、酸解铵态氮、氨基糖态氮、氨基酸态氮、酸解未知氮和酸不溶性氮变化特征的影响。结果表明:在川西北高寒草地垦殖过程中,随着垦殖年限的增加,引起了酸解性全氮、酸解铵态氮、氨基糖态氮、氨基酸态氮、酸解未知氮和酸不溶性氮含量的显著下降(P0.05),特别是在0—20cm土层,分别降低了72.15%,62.72%,66.08%,63.44%,94.00%,51.78%。有机氮组分中下降程度最大的是酸解未知氮。从不同垦殖年限看,酸解性全氮、酸解铵态氮、氨基糖态氮、氨基酸态氮、酸解未知氮和酸不溶性氮含量下降主要发生在垦殖前10年,随着垦殖年限的增加年平均减少率逐渐降低。因此,减少高寒草地垦殖对于促进川西北高原生态系统平衡和高寒草地可持续发展具有重要意义。     

高寒草地2种固沙灌木根际土壤碳氮特征

为研究不同固沙植物对高寒草地土壤碳氮的影响,通过野外调查选取川西北高寒沙化草地人工种植的2种固沙灌木(红柳,沙棘)根际与非根际土壤为研究对象,研究根际与非根际土壤总有机碳(SOC)、全氮(TN)、碱解氮(AN)、微生物量碳(MBC)、微生物量氮(MBN)及纤维素酶、蔗糖酶、脲酶的差异特征。结果表明,2种固沙植物根际土壤SOC、MBC、TN、AN、MBN含量及酶活性均显著高于非根际土壤(P0.05)。其中红柳根际土壤SOC、MBC、TN、AN、MBN含量分别增加了124.24%,6.20%,116.67%,111.60%,264.21%;沙棘根际土壤SOC、MBC、TN、AN、MBN含量比非根际土壤分别增加71.23%,33.01%,152.63%,172.79%,83.42%。红柳根际土壤脲酶、蔗糖酶、纤维素含量比非根际土壤分别增加61.62%,97.73%,56.52%;沙棘根际土壤脲酶、蔗糖酶、纤维素酶含量比非根际土壤分别增加150.23%,177.17%,80.00%。土壤碳氮养分和酶活性间关系紧密,其中土壤SOC,TN与土壤脲酶、蔗糖酶、纤维素酶活性均呈极显著正相关(P0.01);AN与纤维素酶呈显著正相关(P0.05),与蔗糖酶、脲酶呈极显著正相关(P0.01);MBC、MBN与纤维素酶、脲酶呈显著正相关(P0.05),与蔗糖酶呈极显著正相关(P0.01)。研究发现,川西北常见的2种固沙灌木中沙棘对土壤养分、微生物生物量及酶活性具有较大的积累和转化作用,但沙棘对沙化土壤养分积累效果更显著。因此,在沙化草地修复过程中应以种植沙棘为主。     

外源稀土镧对茶园土壤有机碳的影响

为揭示外源稀土对土壤有机碳库和土壤生态环境的影响,通过土培实验,研究了不同浓度稀土元素镧(La)处理下,茶园土壤有机碳(SOC)及其活性组分易氧化有机碳(ROC)、水溶性有机碳(WSOC)和微生物量碳(MBC)含量的变化特征。结果表明:外源稀土元素La对茶园土壤有机碳及其活性组分具有显着的影响,随着处理浓度的增加,La对SOC、ROC和WSOC的影响呈现出低促高抑的特征,而对MBC的抑制作用不断增强;随处理时间延长,各浓度La处理SOC和MBC含量总体呈下降趋势,而ROC和WSOC含量总体呈上升趋势。因此,MBC可作为外源稀土元素对土壤有机碳影响监测和评价的敏感指标。     

垦殖对川西北高寒草地土壤中不同磷组分含量的影响

选择川西北高寒草地垦殖3和10年后的川贝母种植地为研究对象,以邻近未开垦天然草地土壤为对照,采用修正后的Hedley磷元素分级方法,探究垦殖对川西北高寒草地土壤磷组分含量变化的影响。结果表明,垦殖导致了高寒草地土壤全磷(TP)、水溶性磷(H_2O-Pi)、活性磷(NaHCO_3-P)、潜在活性磷(NaOH-P)、中稳性磷(Dil.HCl-Pi)、高稳性磷(Conc.HCl-P)含量显著下降,残余态磷(Residual-P)显著上升。其中0～20 cm土层变化最显著,垦殖10年后,土壤TP、H_2O-Pi、NaHCO_3-P、NaOH-P、Dil.HCl-Pi和Conc.HCl-P分别下降了16.48%、78.98%、57.43%、26.06%、16.38%、10.87%,而Residual-P增加了40.08%。其中H_2O-Pi、NaHCO_3-P和NaOH-P含量变化显著高于其他组分的磷,说明磷的活性越高损失越明显。垦殖过程中,土壤H_2O-Pi、NaHCO_3-P和NaOH-P占全磷比重显著下降,而Dil.HCl-Pi、Conc.HCl-P和Residual-P呈上升趋势。垦殖前3年,土壤全磷及各形态磷组分的年下降率显著高于垦殖3～10年,说明垦殖过程中磷的损失主要发生在垦殖前期。     

川西北沙化草地植被群落、土壤有机碳及微生物特征

为探究川西北高寒沙化草地地表植被、土壤有机碳和微生物的特征,采用样地调查方法,研究了不同沙化程度草地地表植被状况及土壤有机碳、腐殖质碳、微生物数量和微生物量碳、氮的差异特征。结果表明,1)随沙化严重程度增加,植被群落盖度、植被地上和地下生物量急剧下降。与未沙化草地相比,轻度沙化、中度沙化、重度沙化和极重度沙化草地地上生物量分别降低了12.95%,40.60%,76.53%和91.78%,地下生物量分别降低了21.44%,44.00%,83.41%和94.65%。2)土壤有机碳、腐殖质碳组分均随着沙化程度的提高而呈下降的趋势,且0~20 cm土层变化最为显著。不同沙化草地各土层之间也存在差异,但重度和极重度沙化草地各土层之间没有显著差异。3)随着沙化程度的加剧,土壤微生物(细菌、真菌、放线菌)数量和微生物量碳、氮产生显著变化。土壤沙化加剧会导致土壤微生物数量、微生物量碳、氮含量显著降低,破坏土壤微生物群落结构。     

川西北高寒沙地不同大小高山柳对土壤氮素的影响

为揭示不同大小高山柳灌丛对高寒半固定沙地土壤氮素的影响,本研究选取川西北红原县沙化治理典型示范区内两组不同大小的高山柳灌丛,研究分析其内外土壤氮素的空间异质性,表层土壤含水量及pH变化规律。研究结果表明,高山柳灌丛内部土壤含水量高于边缘和外部;而高山柳灌丛内部土壤pH均低于灌丛边缘和外部;灌丛内部土壤全氮、碱解氮、铵态氮和硝态氮含量均显著高于灌丛外部(P<0.05),其中,大高山柳灌丛全氮最高达0.301 g/kg,碱解氮达24.75 mg/kg;而高山柳灌丛内部土壤亚硝态氮含量低于外部。以上结果表明,高山柳灌丛在生长过程中对养分有富集作用。     

草地土壤C∶N∶P化学计量及微生物呼吸对氮沉降响应的Meta分析

为了全面揭示全球草地土壤C∶N∶P化学计量和微生物呼吸对氮沉降的响应机制,本研究共收集整理了国内外92篇公开的文献资料,采用整合分析(Meta-analysis)方法分析了氮沉降对草地土壤C∶N∶P化学计量和微生物呼吸的影响,同时研究了不同氮沉降速率、试验周期和气候条件下各指标对氮沉降的响应差异。结果表明,氮沉降显著增加了土壤全氮(7.1%)、有效氮(36.3%)、铵态氮(51.3%)、硝态氮(98.1%)和微生物量C∶P(53.6%),但显著降低了土壤pH(-5.9%)、微生物量氮(-11.5%)和微生物量磷(-19.4%);随着氮沉降速率的提高,土壤全氮(4.1%)、土壤N∶P(10.6%)、可溶性有机氮(41.8%)、铵态氮(31.3%)和硝态氮(20.8%)的效应值均显著增加,而土壤pH(-5.8%)、微生物量碳(-13.2%)、微生物量氮(-11.5%)、微生物量磷(-18.0%)、微生物量C∶P(-26.5%)和微生物呼吸(-10.6%)的效应值显著降低;随着试验周期的增加,土壤铵态氮(22.8%)的效应值显著增加,而土壤pH(-2.5%)、微生物量碳(-12.2%)、微生物量氮(-21.4%)和微生物呼吸(-25.3%)的效应值显著降低。另外,年平均温度和年平均降水量显著影响微生物呼吸对氮沉降的响应,而对土壤和微生物碳氮磷对氮沉降的响应无显著影响。