微塑料对土壤团聚体稳定性及有机碳矿化的影响

【目的】研究微塑料对农田土壤团聚体稳定性和有机碳矿化的影响,为农膜高残留农地土壤结构的稳定性和农业生态风险评价提供理论依据。【方法】在陕西省延安市安塞县采集低有机质水平的农田土壤（CK）,通过添加有机肥后得到高有机质水平土壤（S）,在以上2种有机质水平土壤中分别添加不同含量（0.06,0.64,1.92,3.20,6.40 g/kg）、粒径分别为25 μm和1 mm的聚乙烯微塑料（PE-MPs）,以不添加微塑料的CK和S作为对照,制成土壤团聚体后进行室内培养,测定水稳性团聚体含量、平均重量直径、微生物量碳含量及有机碳矿化速率,并构建结构方程模型量化微塑料粒径、含量及土壤有机质水平对土壤团聚体稳定性的影响。【结果】①与对照组CK相比,在低有机质水平的土壤中添加0.06 g/kg粒径25 μm PE-MPs后1~5个月,水稳性团聚体含量明显增加,增幅最大可达24.98%;添加粒径1 mm PE-MPs,培养1个月后土壤水稳性团聚体含量增加,培养3~5个月后土壤水稳性团聚体含量降低。与对照组S相比,在高有机质水平土壤中添加粒径25 μm PE-MPs培养1~5个月后,水稳性团聚体含量总体无显著变化;添加粒径1 mm PE-MPs培养1~5个月后,水稳性团聚体含量总体有所提高。②添加25 μm PE-MPs,可使高、低有机质水平土壤团聚体的有机碳矿化速率最大分别提高15.84%和38.64%,添加1 mm PE-MPs会导致团聚体土壤有机碳矿化速率降低,最大降幅达33.17%。③构建的结构方程模型显示,微塑料粒径、含量及土壤有机质水平会通过影响有机碳矿化速率和土壤微生物碳含量,进而间接影响粒径≥0.25 mm水稳性团聚体含量（WR_0.25）,以上三者对WR_0.25的总效应系数分别为0.065,-0.055和0.310。【结论】PE-MPs会降低低有机质贫瘠土壤的团聚体稳定性,增加土壤结构退化的风险;但可增强高有机质水平土壤的团聚体稳定性。     

放牧对陕北黄土丘陵区刺槐林群落特征的影响

放牧是影响植物群落结构与功能的重要活动。本研究分析了6个放牧强度(G0—G5,以羊粪球密度计)对黄土丘陵区刺槐(Robinia pseudoacacia)林群落特征的影响。结果表明：适度放牧(羊粪球密度不高于13.3 ind·m^-2)对黄土丘陵区刺槐树高和胸径无显著影响，但会降低刺槐枝下高和林下枯落物量。G1强度刺槐枝下高为3.39 m,是G5样地的近2倍。放牧对刺槐林下植物群落的影响有季节差异。适度放牧对秋季林下植物群落总盖度和群落地上生物量无显著影响，但降低植物密度；放牧降低了春季林下植物群落总盖度和群落地上生物量，但增加了植物密度。放牧强度从G1增大到G4,林下植物群落Patrick指数由7.00增至10.42,增幅为48.86%;Shannon-Wiener指数由1.31增至1.80,增幅为37.40%。在黄土丘陵区的近熟刺槐林下实施夏季秋季适度放牧(羊粪球密度不高于13.3 ind·m^-2),不会造成刺槐林群落退化，但不提倡冬季春季放牧。研究结果可为陕北黄土丘陵区刺槐林适度利用和可持续管理提供科学依据。