滨海4种盐生植物根际土壤酶活性特征与主要养分的关系

植物可直接或间接地影响土壤酶的活性,根际土壤酶的种类和活性对土壤养分的速效化产生影响,从而影响植物的吸收利用。以滨海盐土和轻度盐化潮土为材料,利用根袋法研究滨海盐生植物对根际与非根际土壤养分含量以及酶活性的影响,为盐生植物在滨海盐渍土壤中的修复利用提供理论依据。结果表明：在两种土壤中,植物根际过氧化氢酶,脲酶和蛋白酶的活性表现出相反的变化,滨海盐土中,根际土3种酶的活性均高于非根际土;而轻度盐化潮土中的根际土3种酶活性均低于非根际土。在两种土壤中,根际土全氮质量分数比非根际土高,但全磷却比非根际土低。根际土速效态养分的变化则与全态养分的变化相反,4种植物的根际土速效氮质量分数均显著低于非根际土。除芦苇外,根际土速效磷质量分数均高于非根际土。滨海盐土中碱性磷酸酶、过氧化氢酶和转化酶和土壤中几种主要养分的相关性最紧密,较好地体现了4种滨海盐生植物根际的养分状况,也说明盐生植物对滨海盐土酶活性有较大的影响。对比4种植物根际土壤中的酶活性,在高盐质量分数的滨海盐土中,盐地碱蓬对根际土壤酶活性的影响最大     

贵州中部喀斯特山地三种优势灌木养分分布

选择贵州喀斯特山区广泛分布的灌木林和灌草丛生态系统,探讨了三种优势灌木养分分布格局及其与土壤的关系。结果表明：（1）三种优势灌木叶片和果实的氮和钾元素含量高于茎干和根系,果实和茎干的磷含量比其他器官高,而钙镁主要集中在茎干和叶片。（2）在灌草丛中,三种灌木根系和茎干的N：P之间差异显著且变异很大,而在灌木林中,三种灌木根系的N：P比值变异较大,但它们之间没有差异。（3）根际有效态养分含量与叶片养分含量呈正相关关系,叶片磷与根际有效态磷显著正相关     

喀斯特石漠化生态系统恢复演替过程中土壤质量特性研究——以广西都安县澄江小流域为例

采用空间序列代替时间序列的方法,以广西都安县澄江小流域为例,研究广西喀斯特山区石漠化生态系统恢复演替过程中土壤质量的变化特征.在研究区内选择石漠化恢复演替的8个阶段,即石漠化土地、坡耕地、矮草丛、高草丛、灌草丛、灌丛、人工恢复乔木林、自然恢复乔木林的典型样地,对土壤化学和生物学性状进行了比较研究,以探讨石漠化生态系统恢复演替过程中土壤质量的修复状况.结果表明:不同的演替阶段导致了土壤化学和生物学性质的显著差异,而且在植被向更高一级阶段发展过程中土壤各项指标都得到提高,土壤质量总体呈现改良的态势.随着植被演替的正向进行,土壤质量指数呈增长趋势,不同演替阶段土壤质量综合指数分别为:石漠化土地,134.78;坡耕地,192.24;矮草丛,235.18;高草丛,260.67;灌草丛,317.89;灌丛,359.80;人工恢复乔木林,363.39;自然恢复乔木林,460.77.自然植被的正向演替是提高土壤质量的有效途径,恰与石漠化过程相反.     

怀来盆地弃耕地自然恢复过程中土壤养分动态

研究了怀来盆地丘陵区弃耕地自然恢复过程中土壤养分的变化规律。采取空间代替时间的方法,确定了代表弃耕地初期阶段、草地阶段和灌丛地阶段的3种样地,通过分层取样测定了土壤有机质、全量养分和速效养分含量。结果表明,全量养分对生态系统恢复的响应与其相应的速效养分明显不同。随着弃耕地的恢复,土壤有机质有明显增加的趋势,P循环和K循环由物质控制向生物控制转换,但速效P在恢复初期增加缓慢。速效N由于耕种期施肥的影响表现出先降低而后增加的特点。全量养分中,只有全N在弃耕地自然恢复中有增加的趋势。灌丛可以在更深的层次上影响土壤养分。植被的恢复与土壤肥力的提高密切相关,这种作用随着植被的恢复而不断增强。     

VA菌根对喀斯特草本群落植物根际养分影响研究

以贵州花江喀斯特高原生态综合治理试验示范区内草本群落阶段的几种主要植物为材料,对其根际微生态环境进行了研究,包括根际土壤化学性质、土壤酶活性和VA菌根侵染率及AMF孢子密度。结果表明：VA菌根侵染率和根际土壤中AMF孢子密度存在极显著正相关,相关系数达到0.97;不同植物根际土壤的化学指标和土壤酶活性均表现出较强的根际效应,即R/S〉1;VA菌根侵染率与pH值存在显著负相关,与有效磷质量分数存在极显著正相关,与碱性磷酸酶存在显著正相关,说明VA菌根能够促进土壤中难溶态磷往有效磷方向转化;AMF对宿主植物的侵染能够在一定程度上改善根际微生态环境的营养状况。     

南亚热带不同植被根际微生物数量与根际土壤养分状况

研究了包括尾叶桉、广东凤丫蕨、柳叶竹、大叶相思、青皮、木荷、湿地松在内的7种南亚热带不同植物植被下土壤根际微生物与根际养分状况及其相关关系。结果表明,根际环境对细菌有明显的正效应,对放线菌和真菌有正、负两方面的影响,但对根际微生物总量具有根际效应明显;在南亚热带森林生态系统中.在植物的某些生长季节,微生物的根际效应与土壤养分的根际效应一致     

衡阳紫色土丘陵坡地植被不同恢复阶段土壤微生物量碳的变化及其与土壤理化因子的关系

以典型的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、草坡、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,探索了不同植被恢复阶段土壤微生物量碳、土壤物理性状和速效养分的变化特征及相互关系。结果表明:(1)随着植被由低级向高级的演替,土壤微生物量碳、有机质及速效磷显著升高(p<0.05);土壤pH值、容重及根土比显著降低(p<0.05);速效氮和速效钾变化不一致;(2)灰色关联分析表明,土壤有机质、根土比、有效磷、土壤容重与微生物量碳具有较大的关联度,通径分析表明,土壤有机质、有效磷、土壤容重和根土比对微生物量碳的形成有较强的直接作用,有效氮表现出较强的间接效应;根土比-有效磷、有机质-土壤容重、有效氮-土壤容重之间相互调节,相互制约,间接调控着微生物量碳的形成。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。     

广西喀斯特和红壤地区桉树人工林土壤理化性质对比研究

喀斯特地区种植桉林是恢复和改善岩溶地区生态环境及推进脱贫致富的重要措施,但其生态环境影响也是广泛关注的科学问题。选择广西桂林、扶绥两处地点,对比分析了红壤和喀斯特土壤种植桉树对土壤结构和土壤养分的影响,结果表明：（1）喀斯特地区桉林土壤容重略大于红壤、毛管孔隙度不发达,非毛管孔隙度较发达,总孔隙度小于红壤;（2）喀斯特地区桉林土壤非毛管含水量显著低于红壤,但饱和含水量基本相当;（3）喀斯特桉林土壤的全量养分多高于红壤,而一些速效养分低于红壤,尤其是钾的含量显著偏低;（4）喀斯特桉林土壤的pH值和有机质含量高于红壤。研究表明喀斯特地区种植桉树人工林并未引起土壤结构的破坏和土壤养分含量的显著降低,相反在某些方面喀斯特地区种植桉树相对于红壤还有其优势。最后,结合研究结论,该文还就喀斯特地区和红壤地区桉树人工林管理提出了一些针对性建议。     

荒漠化土壤养分变化的影响因素研究进展

土壤养分的变化与荒漠化植被演替有密切的关系，当草地生态系统演变为以灌丛为主的生态系统时，土壤养分的空间变异性增强，形成以灌丛为核心的“肥岛”；风蚀是造成荒漠化土壤养分迁移的重要动力，而降尘对荒漠化表层土壤养分具有富集作用；如果降尘作用大于风蚀作用，土壤养分将增加，如亚马逊盆地通过降尘每年获得的磷为1-4kg／hm^2。水蚀也是荒漠化地区土壤养分损失的主要途径，灌丛生境每年径流的损失量比草地生境的径流损失量大得多，而且草地生境发生荒漠化时其灌丛的入侵可能与土壤氮素的损失有关。在荒漠化地区，火烧可导致凋落物中43％的全氮在燃烧中逸失，火烧后土壤的侵蚀模数增加，频繁的火烧会导致灌丛草原的“肥岛”消失。对荒漠化地区自然土壤的农业开垦一般导致土壤有机质质量分数的下降，风蚀作用加强而往往导致土壤退化；但经过恢复植被和土壤改良，表层土壤养分可明显提高。目前专门针对荒漠化土壤养分循环的模型尚未报道；但荒漠化地区主要集中于干旱、半干旱地区的草原、荒漠草原地区，针对草地生态系统中土壤C、N、P、S等养分循环已经有不少模型，如EIPC模型、SPUR模型、CENTRUY模型等；它们也可以用来揭示荒漠化土壤的养分循环以及与荒漠化之间的关系；把这些模型进一步与GIS相结合，研究区域尺度上土壤养分的变化与荒漠化的关系更有现实价值。文章从多方面概括了风蚀、水蚀、火烧、植被演替、农业措施对荒漠化土壤养分的影响，以及目前荒漠化土壤养分的空间变异和荒漠化土壤养分循环的定量化研究现状。     

植被恢复的生态效应研究进展

植被在水土保持、水源涵养及生态系统的固碳过程中起着重要的作用。植被恢复是指运用生态学原理,通过保护现有植被、封山育林或营造人工林、灌、草植被,修复或重建被毁坏或被破坏的森林和其他自然生态系统,恢复其生物多样性及其生态系统功能。目前,植被的自然及人工恢复是改善脆弱生态系统及退化生态系统生态环境现状最有效的措施。植被在恢复过程中对地上植被生态系统,物种多样性的恢复有着重要影响,同时通过凋落物及根系的输入,可以有效改善地下生态系统,增加土壤的养分含量、改善土壤的物理结构、增加土壤生物的生物量及活性。文章以地上及地下生态系统为出发点,综述了植被恢复过程中自然及人工恢复过程中不同的植被类型、不同的恢复时间下植物物种组成和多样性、土壤理化性质及土壤微生物群落的变化。植被的自然及人工恢复在一定程度上均能增加植物物种的多样性,随着恢复年限的增加物种的组成发生改变且多样性呈增加趋势,但一些特殊环境下不当的人工恢复可造成植被演替向退化方向发展,降低生物多样性。不同的植被类型由于其生长方式的不同对土壤理化性质和土壤微生物的影响存在差异,随着恢复年限的增长,土壤理化指标及微生物学指标呈现先增加而后趋于平稳的状态。针对已有的研究进展,提出在未来的研究过程中,一方面应该增加更多的对比研究,对不同环境下,不同的恢复物种,不同的恢复方式进行更深入地探讨;另外一方面应增加不同尺度的研究,现有的研究多集中在样地尺度,未来应在更大尺度上进行分析;再者,地上及地下生态系统之间的相互关系及影响机理一直是土壤学科研究的热点,植被恢复过程中应增加更多该方面的机理研究。     

刈割对牧草地下部根区土壤养分及土壤酶活性的影响

对不同刈割强度对牧草地下部根区土壤养分状况及土壤酶活性进行了研究,结果表明,牧草刈割对根区土壤养分、土壤酶活性和土壤微生物数量存在一定影响。不同刈割强度对牧草根区土壤有机质、全磷和全钾含量无明显影响。土壤全氮、碱解氮、速效磷、速效钾含量均因刈割强度的增加而显著下降。土壤蔗糖酶、脲酶活性因刈割处理强度的增加而下降;土壤过氧化氢酶活性则表现为相反的变化趋势。刈割对土壤微生物总数量的影响较大,表现为轻刈割>不刈割>重刈割。     

蕉园土壤因子与香蕉枯萎病发病的相关性研究

香蕉枯萎病（Fusarium oysporum f.cubense）是当前严重威胁我国华南地区香蕉生产的重要土传病害,目前尚未找到有效的防治方法。于2010年采集了3个典型香蕉枯萎病患病样地（尖峰、冲坡、十月田）和2个健康样地（临高、广州）的根际与非根际土壤样品共46份,采用常规分析方法测定了19项土壤理化指标含量。旨在从农艺措施的角度考虑香蕉枯萎病的防治提供理论依据。结果表明：健康蕉园的大多理化性状和养分含量高于患病蕉园。尤以土壤粘粒、有机质、CEC、全N、全P、有效P、有效Cu、有效Fe、有效B和交换性Ca含量表现更为明显,其在健康蕉园中的含量均为患病蕉园的1.5倍以上。同一患病蕉园根际土壤中的pH值随植株感病级别增加而上升,而有效P和有效B含量随植株感病级别增加而降低。由此可以推论,在蕉园适当增施P肥和B肥有助于抑制香蕉枯萎病发生。     

Characterization of soil low-molecular-weight organic acids in the Karst rocky desertification region of Guizhou Province, China

Soil low-molecular-weight (LMW) organic acids play important roles in the soil-forming process and the cycling of nutrients in Karst regions. In this study, we quantified the contents of LMW organic acids (including lactate, acetate, formate, malate, and oxalate) in soil solution over the Karst region of Guizhou Province, China using ion chromatography. The concentration of total LMW organic acids in topsoil solution ranged from 0.358 to 1.823 μmol·g^-1, with an average of 0.912 μmol·g^-1. The mean concentrations of lactate, acetate, formate, malate, and oxalate were 0.212±0.089, 0.302±0.228, 0.301±0.214, 0.014±0.018 and 0.086±0.118 μmol·g^-1, respectively. There were also significant difference in the contents of these acids among four phases of rocky desertification, and their concentrations decreased with the aggravation of rocky desertification. The concentrations of the LMW organic acids were significantly positive correlated each other. Significant positive correlations were also observed among individual LMW organic acids in soil solution, and between them and soil available P, available K, exchangeable Ca, respectively. Furthermore, the concentrations of LMW organic acids were significantly positively correlated with inorganic anions (chlorides, nitrates, and sulfates) in Karst topsoil solution. Therefore, the concentrations of soil LMW organic acids might be one of driving force in the Karst rock desertification process in Guizhou Province.     

小麦根际土壤汞的分布和形态变化

采用根际箱试验和连续化学萃取法,结合氢化物原子吸收光谱法,研究了非根际和根际土壤汞形态分布特征及小麦(Triticum aestivum)生长期土壤汞形态变化.结果表明.非根际汞形态分布顺序为:残渣态>强有机质结合态>碳酸盐铁锰氧化物结合态>腐殖酸络合态>水溶态>交换态,根际汞形态分布为:残渣态>碳酸盐铁锰氧化态>强有机质结合态>交换态>腐殖酸络合态>水溶态.当外源汞进入土壤后,在小麦生长60 d内,植物吸收使残渣态汞和水溶态汞含量明显降低,交换态汞和碳酸盐铁锰氧化态汞含量增加.土壤汞污染程度越大,在小麦中积累的汞就越多.其生物毒性增强,环境危害加大.     

Microbial community and functional genes in the rhizosphere of alfalfa in crude oil-contaminated soil

A rhizobox system constructed with crude oil-contaminated soil was vegetated with alfalfa (Medicago sativa L.) to evaluate the rhizosphere effects on the soil microbial population and functional structure, and to explore the potential mechanisms by which plants enhance the removal of crude oil in soil. During the 80-day experiment, 31.6% of oil was removed from the adjacent rhizosphere (AR); this value was 27% and 53%higher than the percentage of oil removed from the far rhizosphere (FR) and from the non-rhizosphere (NR), respectively. The populations of heterotrophic bacteria and hydrocarbon-degrading bacteria were higher in the AR and FR than in the NR. However, the removal rate of crude oil was positively correlated with the proportion of hydrocarbon-degrading bacteria in the rhizosphere. In total, 796, 731, and 379 functional genes were detected by microarray in the AR, FR, and NR, respectively. Higher proportions of functional genes related to carbon degradation and organic remediation, were found in rhizosphere soil compared with NR soil, suggesting that the rhizosphere selectively increased the abundance of these specific functional genes. The increase in water-holding capacity and decrease in pH as well as salinity of the soil all followed the order of AR>FR>NR. Canonical component analysis showed that salinity was the most important environmental factor influencing the microbial functional structure in the rhizosphere and that salinity was negatively correlated with the abundance of carbon and organic degradation genes.     

太阳辐射减弱麦田根际土壤酶与有效微量元素的相关性分析

由于大气气溶胶浓度增加地表太阳辐射减弱地球变暗。采用遮光网模拟太阳辐射减弱,设置60%、40%、20%、15%、0%的遮光递度,大田种植冬小麦,测定了冬小麦拔节期、孕穗期、抽穗期、灌浆期根际土壤过氧化氢酶、转化酶、脲酶的活性以及根际土壤Cu、Fe、Mn、Zn等有效微量元素的含量。采用相关性分析、通径分析和主成分分析等方法分析了太阳辐射减弱后土壤酶活性和土壤有效微量元素的相关性。结果显示,太阳辐射减弱,降低了小麦根际有效Fe、Zn和Mn的含量以及脲酶活性。有效Cu元素除了孕穗期有所增加外其它时期也均为降低。过氧化氢酶和转化酶的活性的变化没有明显规律性。太阳辐射减弱使得土壤过氧化氢酶活性与有效Fe、Zn极显著的正相关,脲酶与Zn也达显著水平。Zn和Fe对土壤酶的直接通径系数和间接通径系数都较大。太阳辐射减弱改变了土壤酶和微量元素在土壤肥力中的权重,最大肥力权重脲酶被过氧化氢酶所取代。结果表明,太阳辐射减弱影响了土壤根际有效微量元素含量和土壤酶的活性,提高了土壤酶和微量元素之间的相关性,反映土壤肥力微小变化的敏感土壤质量指标有一定的变化,脲酶的肥力权重降低,过氧化氢酶的肥力权重增加。     

土荆芥不同发育期根际土壤养分、酶活及微生物数量的变化

采用盆栽试验,通过比较土荆芥营养期和果期根际土壤中养分、土壤酶活和微生物数量的变化规律,明确土荆芥入侵对土壤生态系统的影响效应,为进一步了解土荆芥入侵机理和制定防控措施提供理论依据.结果表明：（1）土荆芥入侵对土壤养分具有一定的影响.与对照相比,除了土荆芥营养期根际土壤总钾的含量增加了12.26%外,所测其它土壤养分指标均不同程度下降.其中,果期总钾含量降低3.27%,营养期和果期的有机质含量分别降低20.41%和1.22%、总氮含量分别降低27.87%和16.39%、总磷含量分别降低29.41%和14.71%、速效磷含量分别降低49.24%和34.69%、速效钾含量分别降低76.65%和57.22%;（2）土荆芥的生长对土壤胞外酶具有-定的影响.与对照相比,营养期和果期土壤硝酸还原酶活性显著升高（P〈0.05）,分别升高了87.23%和137.23%;营养期的脲酶活性降低了45.92%,与对照差异显著（P〈0.05）;营养期和果期根际土壤的蔗糖酶、酸性磷酸酶、过氧化氢酶活性的变化均未达到显著程度（P〉0.05）;（3）土壤微生物数量随着土荆芥生长而增加,但只有真菌数量与对照的差异达到显著水平（P〈0.05）,营养期和果期真菌数量分别增加32.11%和86.18%;（4）与果期相比,营养期土壤养分含量、土壤酶活性和微生物数量普遍较低,推测土荆芥生长初期通过降低土壤营养水平,抑制其周围对营养水平要求较高的植物生长,以获得竞争优势,而果期则通过释放根系分泌物增加了土壤微生物数量和土壤酶活,使土壤养分回升,从而为其繁殖提供有利条件.     

上海市沿海防护林下土壤养分、微生物及酶的典型相关关系

以上海市沿海防护林为研究对象,选择6种不同树种的防护林带,采集0～10、10～20、20～40、40～60cm四层土样为研究材料,运用典型相关分析法,对防护林地土壤养分因子、微生物因子和酶活性因子中每两组变量间的相关性进行了分析。结果表明：三组变量土壤养分、微生物、酶活性中,每两者之间均有显著的典型相关变量存在,而且基本能够代表变量总体相关信息;土壤养分和土壤微生物间的相关主要由全氮、速效磷含量与微生物生物量氮、微生物生物量碳和微生物生物量磷引起;土壤养分与土壤酶活性间的相关性主要由全氮、有效磷、水解氮含量与脲酶、蛋白酶活性的相关性引起;土壤微生物与土壤酶活性间的相关性主要是由微生物生物量氮、微生物生物量磷与脲酶、蛋白酶、碱性磷酸酶活性的相关性引起;不同林地不同土壤层次的养分、微生物及酶活性在各对典型变量上的聚集趋势可为防护林建设过程中的树种选择与土壤健康诊提供一定的依据。