矸石山不同造林模式对土壤养分及酶活性影响的研究

本文以抚顺矸石山立地条件下树龄为10年的刺槐Robinia pseudoacacia L.、火炬Rhus typhina Nutt、白榆Ulmus pumila L.、沙棘Hippophae rhamnoides L.林以及植被自然恢复裸地（CK）5种植被恢复模式为研究对象,按土壤发生学层次进行采样,对土壤有机质、碱解氮、有效磷、速效钾、pH、过氧化氢酶、蔗糖酶和脲酶等指标进行研究,结果表明：与CK相比,4种造林模式显著提高了Ah层的土壤有机质和养分含量,其中,有机质、有效磷改良效果最好的是白榆模式,分别增加了194.8%、442.9%;速效钾改良效果最好的是刺槐模式,增加了262.0%;碱解氮则是火炬模式改良效果最好,增加了509.2%。不同造林模式与CK相比增加了各层次的过氧化氢酶、脲酶、蔗糖酶活性,其中,蔗糖酶和过氧化氢酶活性Ah层最大的是火炬模式,增加了134.5%和880.9%;脲酶酶活性最大的是白榆模式,增加了119.1%。从垂直角度看,有机质、碱解氮、过氧化氢酶、脲酶随土层加深含量降低,在C层达到最小值,而速效钾、有效磷、蔗糖酶的最小值则出现在AC层;不同模式对土壤pH影响不一,垂直规律不明显。     

尾叶桉林下5种木本植物土壤微生物群落特征

开展人工林下主要木本植物的根际微生物群落特征的研究,可以为增加人工林的生物多样性、维持林地肥力和提高经济效益提供依据。在广东鹤山森林生态系统国家野外科学观测研究站6年生尾叶桉(Eucalyptus urophylla)人工林下,选择自然生长的野牡丹(Melastoma candidum)、山鸡椒(Litsea cubeba)、桃金娘(Rhodomyrtus tomentosa)、秤星树(Ilex asprella)和栀子(Gardenia jasminoides)5种木本植物,通过切根处理排除其他植物根系的作用,并利用常规分析和磷脂脂肪酸(PLFA)分析等方法,研究了这5种植物根际土壤的理化特征、土壤微生物量和微生物群落特征,同时采用丰富度指数(Richness,SR)、香农威纳多样性指数(Shannon-Wiener index,H′)和均匀度指数(Evenness,J)评估了5种木本植物的土壤微生物多样性。结果表明,(1)切根处理和原状(不切根处理)不论在旱季和雨季,5种木本植物根际周围的土壤p H值、土壤含水量和土壤有机碳SOC均无显著差异(P0.05);土壤微生物PLFA总量也没有显著差异。(2)虽然不同植物种类间部分微生物结构组成存在差异,但通过PCA分析以及对比土壤微生物群落的丰富度指数、多样性指数和均匀度指数发现,原状和切根处理在5种木本植物之间的微生物结构组成没有明显差异。这说明在桉树人工林中,5种林下木本植物对土壤微生物群落的影响相对乔木树种和土壤本身要小,今后在这5种木本植物中选择桉树林下种植物种时,可以主要从地上生物量和经济价值的角度综合考虑。     

成都龙泉山不同林龄香樟人工林土壤养分和微生物群落结构

香樟(Cinnamomum camphora)是我国南方地区重要的造林树种之一,对于生态恢复和城市绿化具有重要作用.以成都市龙泉山不同林龄香樟人工林(10年、20年和40年)为研究对象,分析土壤主要养分状况和微生物群落的演变特征,并与该区域的天然常绿阔叶林进行比较.结果表明,养分总体状况为20年香樟人工林下较差.随着林龄的增加,香樟人工林下土壤总碳、总氮呈“V”型变化,总磷、总钾、总钙则出现持续消耗的趋势.磷脂脂肪酸法(phospholipid fattyacid,PLFA)结果显示香樟人工林土壤微生物总PLFAs量为37.00-67.80nmol/g,细菌PLFAs量为25.42-47.60nmol/g,真菌PLFAs量为7.19-10.00nmol/g.土壤中微生物细菌、G⁺细菌、G^-细菌、放线菌及总PLFAs均随着林龄呈现先降后升的变化趋势,并主要受土壤铵态氮和硝态氮的调控.相比于快速生长阶段,40年香樟人工林的主要土壤养分和微生物群落各类群PLFAs量与天然常绿阔叶林较为接近,意味着随生长年限增加,香樟人工林能逐步改善土壤肥力.(图4...     

黄土丘陵区不同土地利用类型下土壤酶活性和养分特征

研究了土地利用类型对土壤酶活性和土壤养分的影响.首先通过最小显著性差异(LSD)评价各样地之间和同一样地土壤剖面四个不同层次的土壤酶活性和养分的差异,其次分析四种土壤酶(转化酶、碱性磷酸酶、脲酶和过氧化氢酶)活性和土壤养分之间相关性;最后以农地为对照,应用土壤恢复指数研究不同土地利用类型对土壤的改良效果.研究结果表明,同农地相比,不同土地利用类型的表层(0～5 cm)土壤四种酶活性、全氮、有机质和碱解氮含量均有所提高,且在同一土地利用类型下表层土壤酶活性和养分均显著大于下部各土层.相关性分析表明,土壤四种酶活性与有机质、全氮、碱解氮呈极显著正相关关系.同农地相比,其余土地利用类型表层土壤质量显著提高,而以杨树、侧柏、油松、仁用杏和刺槐5种人工林地的土壤质量提高最为明显,同龄树种中,杨树对土壤的恢复效果大于刺槐和油松.     

九寨沟国家自然保护区不同森林类型土壤养分特征

土壤性状与植被演替间存在复杂的相互关系,探究不同森林类型间土壤养分差异有助于了解植被演变过程中地上与地下的关系以及生态系统养分循环机制.本文研究了九寨沟国家自然保护区内黄果冷杉(Abies ernestii)林、油松(Pinus tabulaeformis)林、青杄-辽东栎(Picea wilsonii-Quercus wutaishanica)混交林和红桦(Betula albo-sinensis)林4种典型森林类型表层土壤养分特征及其季节动态.结果显示:1)土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)、可溶性有机碳(DOC)、水解氮(HN)和有效磷(AP)在不同林型间均存在极显著差异(P0.01),大小关系为红桦林青杄-辽东栎混交林油松林黄果冷杉林.2)SOC与TN和TP间存在极显著正相关关系(P0.01,r≥0.88),而土壤p H与SOC、TN和TP间存在极显著负相关关系(P0.01,r≤-0.83).3)土壤养分存在极显著的季节差异,且与林型间存在显著的交互作用(P0.01).红桦林SOC和TN在10月最大,而其他3种林型在12月最大;可溶性养分在各林型中均在10月达到最大值.本研究表明,红桦林土壤肥力较其他3种林型好,但存在秋冬季节可溶性养分流失的风险;青杄-辽东栎混交林具有较好的养分循环效率和土壤肥力保持能力;森林枯枝落叶层在土壤养分循环过程中具有重要意义.     

岷江流域不同土地利用类型土壤养分及微生物群落多样性研究

以四川省岷江流域不同土地利用类型(次生林、人工林、灌草丛和坡耕地)土壤为研究对象,利用Biolog微平板法和磷脂脂肪酸甲酯(FAMEs)法系统研究微生物群落多样性特征以及在不同土地利用类型的分布规律。结果表明:各土地利用类型土壤均略显酸性,pH值高低依次为坡耕地、灌草丛、人工林和次生林,土壤电导率、容重和孔隙度有所波动;土壤养分含量和有效养分含量高低大致依次为次生林、人工林、灌草丛和坡耕地。不同土地利用类型土壤微生物群落代谢平均颜色变化率(average well color development,AWCD)随培养时间延长而逐渐增加,土壤微生物群落代谢活性大小依次为次生林、人工林、灌草丛和坡耕地。土壤微生物对不同种类碳源的利用强度存在较大差异,羧酸类和碳水化合物类碳源是不同土地利用类型土壤微生物的主要碳源,其后依次为酚酸类、氨基酸类和聚合物类,而土壤微生物对胺类碳源的利用率最小。土壤微生物群落丰富度指数(H)、均匀度指数(E)、优势度指数(DS)和碳源利用丰富度指数(S)总体表现为次生林最高,人工林和灌草丛次之,坡耕地最低,不同土地利用类型间DS差异未达显著水平(P0.05)。主成分分析结果表明,从31个因素中提取的与碳源利用相关的主成分1和2分别能够解释变量方差的63.89%和18.55%,在主成分中贡献最大的是羧酸类和碳水化合物类碳源;土壤微生物多样性指数与土壤有机质含量和全氮含量之间均达显著或极显著正相关,与pH值呈负相关,即土壤有机质含量和全氮含量对土壤微生物多样性影响较大。上述研究结果表明次生林土壤养分含量更高,更适合土壤微生物生存,这对于维持该区域生态系统功能稳定性具有重要意义。     

不同密度华北落叶松林天然林土壤养分特征研究

采用样地调查和土壤采样分析方法,对五台山地区华北落叶松(Larix principis-rupprechtii)天然林土壤养分特征进行研究,探讨不同林分密度华北落叶松天然林土壤养分特征,旨在为华北落叶松天然林的可持续经营提供理论依据。结果表明,林下土壤总碳、铵态氮和速效钾含量在0~10、10~20、20~30 cm土层之间的差异显著,表现出明显的由上到下递减的趋势;土壤硝态氮和速效钾含量在土层之间的差异不显著,但土壤硝态氮含量也在一定程度上表现出土层之间由上到下递减的趋势;土壤速效磷含量在各土层之间的差异最不显著,但中层略高于表层和下层。在不同土层中,不同林分密度的土壤养分特征存在差异。在0~10、10~20、20~30 cm土层中,土壤总碳、硝态氮、铵态氮、速效钾含量在576~1 568 plant·hm~(-2)密度范围内都表现为随林分密度的增大而先增加后降低的总体变化趋势;速效磷含量则分别表现为:表层先增加后减少,中层缓慢减少,下层先减少后增加。林分密度对表层土壤养分影响最为明显,随着土壤深度加深,营养元素对林分密度的响应发生改变。当华北落叶松天然林林分密度为896~1 216 plant·hm~(-2)时,0~30 cm深度土壤的总碳、硝态氮、铵态氮、速效钾、速效磷保持在相对较高的水平,以土壤养分为评价指标,研究地区华北落叶松天然林适宜的保留密度为896~1 216 plant·hm~(-2)。     

黄河三角洲不同演替阶段湿地土壤线虫的群落特征

对黄河三角洲不同演替阶段湿地土壤线虫的群落特征进行了研究.结果表明:不同演替阶段湿地土壤线虫总数为白茅群落>柽柳群落>翅碱蓬群落>光板地.土壤线虫呈明显的表聚性,除光板地外,其他3种群落土壤线虫总数表层与下层差异极显著.土壤线虫总数在0～10 cm和10～20 cm的土层最大值都出现在白茅群落,最小值都出现在光板地,其中白茅群落与柽柳群落、翅碱蓬群落、光板地之间差异极显著,柽柳群落、翅碱蓬群落、光板地之间差异不显著.植物寄生线虫为优势类群,其数量与土壤线虫总数变化表现出相同的规律.食细菌线虫和捕食-杂食线虫数量在0～10 cm土层依次为白茅群落>柽柳群落>翅碱蓬群落>光板地;食细菌线虫数量在10～20 cm土层为柽柳群落>翅碱蓬群落>白茅群落>光板地,捕食-杂食线虫个体密度较低.食真菌线虫的个体密度在各类型各土层湿地中都很低.土壤线虫多样性依次为白茅群落>柽柳群落>翅碱蓬群落>光板地.     

花江峡谷岩生草本植物群落及其氮磷计量特征

花江峡谷是位于喀斯特地区典型的中亚热带干热河谷。选取花江峡谷区域内的岩生草本植物群落为研究对象,研究不同海拔岩生草本植物群落的群落特征、氮磷化学计量特征及两者之间的关系。结果表明:调查区域内共有岩生草本植物16种,有荩草(Arthraxon hispidus)+显子草(Phaenonperma globosum)草本植物群落、荩草草本植物群落、荩草+白茅草(Imperata cylindrica)草本植物群落和白茅+小颖羊茅草(Festuca parvigluma)草本植物群落4种群落类型。各样地的物种相似度与海拔高度表现为正相关,而物种多样性、替代速率、土壤N、P含量和水热因子与海拔高度表现为负相关,生物量呈单峰型的曲线变化趋势,样地2获取的生物量最大。各样地土壤和植物叶片的N、P含量都极低,叶片N/P比值显示大多数植物的生长表现为缺N限制。物种重要值与植物叶片N/P比值表现为极强的正相关关系,与P含量表现为中等程度的负相关关系,而与N含量的相关性较弱。     

不同养分和水分管理模式对土壤生态环境影响

室内盆栽培养下，通过对土壤pH,Eh,有机质，Fe形态，容重和结构等主要理化性质指标的测定和分析，比较和研究了不同养分和水分管理模式对土壤生态环境的影响。结果表明，在连续淹水下，施用有机肥料，特别是厩肥，降低了土壤Eh，加剧了土壤的还原状态；同时也使土壤无定型态铁氧化物含量上升，对改善土壤物理环境效果也明显削弱；在干湿交替下，有机无机肥料配肥不但可提高土壤有机质，而且可明显改善土经还原状况和物理特性。     

不同养分和水分管理模式对土壤生态环境影响

室内盆栽培养下 ,通过对土壤pH、Eh、有机质、Fe形态、容重和结构等主要理化性质指标的测定和分析 ,比较和研究了不同养分和水分管理模式对土壤生态环境的影响。结果表明 ,在连续淹水下 ,施用有机肥料 ,特别是厩肥 ,降低了土壤Eh ,加剧了土壤的还原状态 ,同时也使土壤无定型态铁氧化物含量上升 ,对改善土壤物理环境效果也明显削弱 ;在干湿交替下 ,有机无机肥料配施不但可提高土壤有机质 ,而且可明显改善土壤氧化还原状况和物理特性     

三江源区不同建植年代人工草地群落演替与土壤养分变化

研究了了三源区不同建植期人工修复草地在不同演替阶段毒杂草[主要是甘肃马先蒿(Pedicularis kansuensis)]的入侵规律、数量特征,植物群落物种组成、生物苗和草地质最以及土壤养分、微生物活性的变化规律.结果表明,不同建植期人工修复草地植物群落的种类组成、植物功能群组成和群落数量特征存在显著差异.随着演替时间的推移,人工草地群落盖度、高度、物种数、生物最和多样性指数均表现出"V"字型变化规律,杂类草--甘肃马先蒿的数量特征变化尤为明显,在4 a的人工草地群落中开始局部入侵,在5～6 a的人工草地群落中大面积入侵,其入侵速度、入侵面积达到高峰期.土壤的含水量、容重、土壤中有机质、氮素和磷素在演替过程(7 a、9 a草地)中逐渐降低,到一定时期又逐步增加;随着演替的进行,不同建植期人工草地的土壤微牛物生物量碳和酶活性均呈"V"字型,变化.对于退化生态系统的恢复首先是植被恢复,其次是土壤肥力的恢复.土壤有机质等养分的积累、微生物活性的改善不仅能使土壤-植物复合系统的功能得以恢复,同时也能促进物种多样性的形成,有利于人工草地群落稳定性的提高.在试验区尽管植被恢复演替进行得比较缓慢,但从土壤发展的角度看,仍属进展演替.所以,在退化高寒草甸的恢复过程中,若降低和有效控制外界的干扰(如围栏封育),可为退化草地恢复提供繁殖体与土壤环境,实现人工草地逐步向恢复(正向)演替进行.图3表6参34     

甘南亚高寒草甸不同坡向土壤微生物群落分布特征

为了探究坡向变化对土壤微生物群落分布的影响,采用稀释涂布平板法和最大可能数(MPN)法测定了亚高寒草甸3年间(2014年、2015年和2016年)不同坡向土壤微生物类群及2016年微生物功能群的分布特征,并分析了微生物类群及功能群分布与植物生物量、土壤理化性质等环境因子的关系。结果表明,不同坡向土壤微生物群落分布差异显著(P0.05),由阳坡向阴坡变化时,土壤微生物类群总数整体呈上升趋势。同一坡向土壤细菌数量所占比例最大,放线菌次之,真菌最小;2016年微生物总数较2014年与2015年分别下降了61.75%和68.23%。土壤微生物功能群总数随阳坡向阴坡变化呈现先增加后减少的趋势,氨化细菌数量显著高于固氮菌与硝化细菌数量(P0.05)。相关分析表明,亚高寒草甸坡向梯度上土壤微生物群落分布是多种环境因子共同作用的结果,其中,土壤含水量、全磷和土壤p H值是影响土壤微生物类群分布的主导因子,固氮菌、硝化细菌数量与有机碳含量相关性达到显著水平。综合分析表明,阴坡土壤环境明显优于阳坡,更适宜土壤微生物进行生命活动。     

尖峰岭自然保护区土壤微生物群落特征

土壤微生物群落特征对于明确不同环境中微生物群落的作用具有重要意义,但对微生物群落的定量研究一直是该领域的研究难点.目前,以群落水平碳源利用类型为基础的Biolog方法为土壤微生物群落特征定量研究提供了一种简便的方法,并迅速得到了广泛的应用,但Biolog试验过程中获得的数据量十分庞大,因此如何合理的处理、选择最能代表土壤微生物特征的数据进行比较分析是Biolog方法成功运用的关键.文章依据目前最常用的两种Biolog数据处理方法,提出了一种改进的数据处理方法,并以海南岛尖峰岭自然保护区四种受不同程度人类干扰形成的植被类型的土壤微生物群落为研究对象,着重探讨了改进方法与已有方法对土壤微生物群落特征研究结果的差异.研究结果表明:不同植被类型土壤微生物利用单一碳源能力的大小顺序为:山地雨林原始林>天然次生林>人工混交林>皆伐迹地.尖峰岭地区植被破坏后,自然恢复形成的天然次生林土壤微生物群落与原始林最接近.与受干扰较多的人工林相比,自然恢复更能有效改善土壤的微生物结构和功能.比较不同数据处理方法的分析结果证明,改进的数据处理方法可以有效克服已有方法的不足,提高对研究对象土壤微生物群落差异的解释能力.     

稀土矿区不同土地利用类型土壤细菌群落特征及网络分析

为了探明离子型稀土矿区不同土地利用类型土壤细菌多样性及群落结构差异,该研究选择了龙南足洞矿区周边水稻田、蔬菜地、果园、玉米地、草地、林地、裸地（对照组）7种土地利用类型,测量土壤理化性质和重金属含量,利用16S r RNA Illumina高通量测序技术和分子生态网络方法,分析不同生境细菌群落组成和物种互作关系。结果表明,草地、林地、裸地有效磷含量低,土壤Cd、Pb、As、Mn、Zn等重金属含量超过背景值,内梅罗综合污染指数排序为草地>林地>果园>水稻田>裸地>蔬菜地>玉米地。Chao1指数排序为玉米地>蔬菜地>水稻田>果园>草地>林地>裸地;相较裸地,耕地、植被类土壤变形菌门（Proteobacteria）丰度大幅下降,而酸酐菌门（Acidobacteria）、硝化螺旋菌门（Nitrospirae）丰度升高;劳尔氏菌属（Ralstonia）丰度显著下降,产黄杆菌属（Rhodanobacter）、慢生根瘤菌属（Bradyrhizobium）和Kaistobacter等细菌丰度显著上升。耕地土壤中硫杆菌属（Thiob...     

不同退化程度喀斯特生态系统根际土壤的养分分布特征

以贵州中部喀斯特地区由乔木林、灌木林和灌草丛等不同退化程度生态系统中的优势物种根际土壤为研究对象,测定其C、N、P全量及有效态质量分数,分析各优势物种根际土壤的养分变化。结果表明：3个生态系统中不同优势物种根际各类土壤养分质量分数变化较大,其中,土壤C、N、P养分为乔木林中园果化香根际土壤质量分数最高,白枥根际养分质量分数最低。可溶性有机碳质量分数为乔木林中最低,其平均水平不超过10 mg·kg-1。土壤磷素的供给能力为乔木林的园果化香和刺秋相对较强,其中园果化香中达到1.5%。而且优势树种间根际土壤有效态养分质量分数的差异明显高于全量养分,说明喀斯特地区根际土壤养分差异性主要受植被因素的影响,土壤有效态养分较全量养分对植被群落演替的响应更为灵敏,而且根际土壤养分质量分数和形态的变化与土壤有机碳质量分数有显著的正相关关系,这进一步说明喀斯特地区植被类型的变化对土壤养分的循环利用具有重要的影响作用。     

林下植被对土壤微生物群落组成与结构的影响

植被和土壤微生物是生态系统的重要组成部分,研究二者之间的联系对森林经营管理和生态恢复实践具有重要的指导意义.目前相关研究主要集中于乔木层对土壤微生物的影响,林下植被层对土壤微生物的潜在作用常被忽视.本文从林下植被对土壤微生物群落组成与结构的影响及其作用机理两个方面进行总结:(1)林下植被对土壤微生物有重要的影响,其作用结果有正面、负面和没有影响几方面;(2)作用途径为通过分泌物和凋落物归还的质与量等直接影响土壤微生物群落结构和组成,也通过影响土壤微气候环境、土壤营养有效性和p H、改变乔木层和其他土壤微生物类群而间接影响土壤微生物;(3)在林下植被对土壤微生物影响的研究中,试验方法多采用磷酸脂肪酸(PLFA)法,而最新土壤微生物的测定方法(如高通量测序等)应用较少.今后林下植被影响土壤微生物群落的研究重点在于(1)提高土壤微生物测定方法的准确性;(2)扩展研究方向;(3)与应用方面相联系.     

陕西苹果园不同树龄土壤养分特征分析

为深入了解陕西省不同树龄苹果园内不同土层深度的土壤肥力,分别采集了幼龄苹果园、盛龄苹果园、老龄苹果园中的0～20、20～40、40～60、60～80、80～100 cm深度的土壤样品进行分析.结果表明,土壤中有机质、水解氮、速效磷和速效钾等有效营养成分在0～40 cm土层中含量处于较高水平,40～100 cm土层中含量...     

白浆土玉米不同生长时期根际土壤细菌和真菌群落碳源代谢特征

以白浆土为研究对象,分别于玉米(Zea mays L.)的拔节期、抽雄期和乳熟期采集根际土,并采用Biolog微平板技术分析不同生长时期根际土壤细菌和真菌群落碳源代谢特征变化,为白浆土的质量提升和可持续利用提供科学依据。结果表明:根际土壤细菌和真菌群落的平均颜色变化率(average well color development,AWCD)随生长时期推进均呈先升高后降低趋势,其中抽雄期细菌群落的AWCD值分别比拔节期和乳熟期高26.44%和53.37%(P0.05),但真菌群落的AWCD值无显著变化(P0.05)。根际土壤细菌和真菌群落的功能多样性指数变化趋势与AWCD值一致,仅抽雄期细菌群落的McIntosh指数与拔节期和乳熟期差异显著(P0.05)。根际土壤细菌群落相对利用率最高的碳源是糖类和氨基酸类,而真菌群落相对利用率最高的碳源为羧酸类和糖类。生长时期没有显著影响根际土壤细菌群落对同一碳源的相对利用率;但抽雄期真菌群落对胺类和其他类碳源的相对利用率显著高于拔节期和乳熟期(P0.05),对羧酸类的相对利用率显著低于拔节期(P0.05)。主成分分析表明(Principal component analysis,PCA),拔节和乳熟期根际土壤细菌群落的代谢特征相似,而与抽雄期明显不同,真菌群落的分析结果与细菌相同。