三江源区不同建植年限人工草地土壤微生物群落结构特征

近年来,对退化生态系统恢复的研究逐渐由地上向地下部分转移,地下部分特别是土壤微生物群落对土壤的恢复机理和过程已倍受关注.运用常规实验室分析法和磷脂脂肪酸法,研究三江源区不同建植年限人工草地土壤养分和微生物群落结构及其分布特征.结果显示:土壤总磷脂脂肪酸(总PLFAs)、真菌PLFAs(F PLFAs)、细菌PLFAs(B PLFAs)、革兰氏阳性菌PLFAs(G+PLFAs)、革兰氏阴性菌PLFAs(G-PLFAs)含量与PLFA类型随建植年限的增加呈先降低后升高的变化趋势,随土层深度的增加而降低.土壤全量、速效养分含量均随建植年限的增加呈现同样的变化规律.主成分分析表明,在0-10 cm、10-20 cm土层中,4年和16年人工草地土壤微生物群落PLFA类型丰富多样,群落结构更加复杂稳定,而7年和9年的土壤微生物群落结构较为单一.相关分析表明,总PLFAs、B PLFAs、F PLFA s、G+PLFAs和G-PLFAs含量与土壤全量和速效养分含量(除速效氮、速效磷)均呈极显著或显著正相关(P<0.01;P<0.05).综上,在合理放牧条件下,人工草地的建植有利于土壤微生物生物量的提高和群落结构的改变.利用微生物PLFA含量和类型的多样性作为监测土壤环境的指标,能及时有效地判别土壤养分的变化情况,有利于及时管理人工草地.     

生物菌剂对根际盐碱土壤理化性质和微生物区系的影响

为明确微生物菌剂在内蒙古河套地区中度盐碱土壤改良中的作用,可为盐碱土壤质量提升提供技术支撑。采用大田随机区组试验设计方法,以空白处理(CK)为对照,设置3种微生物菌剂处理,包括丹路牌微生物菌剂(DL)、自主研发的复合微生物菌剂BZ1^T/1-15(由芽孢杆菌、芽单胞菌和草炭组成),其使用量分别为570 kg·hm^-2(BL1)和1 140 kg·hm^-2(BL2)。分析不同处理措施下的土壤盐分、养分以及细菌群落结构组成和多样性的变化特征。结果表明：施用微生物菌剂(DL、BL)均可显著降低土壤盐分和pH值,其中BL2处理对降低土壤盐分的效果最显著,与CK、DL、BL1相比分别降低了14.0%、4.2%、7.4%(P<0.05)。同时,施用BL1和BL2微生物菌剂对提高根际土壤的碱解氮、速效钾和有效磷含量有显著作用,其中BL1、BL2处理的碱解氮含量较CK和DL分别显著提高26.4%和11.67%、50.94%和33.33%,BL2处理的速效钾含量较CK、DL和BL1分别显著提高24.1%、24.7%和11.1%(P&l...     

亚热带赤红壤不同林型对土壤微生物区系的影响

研究不同人工林型下上壤微生物区系的差异与变化．定期采样测定结果表明，不同林型下的土壤微生物总数顺序为混交林＞豆科纯林＞纯桉林；其数量在一年中随季节变化很大，各种林型均以秋季最大．其次是春、冬季，夏季最小；三大类随中又以细菌所占比例最大，其次为放线菌、真菌；它们各自的优势种群在组成上各林地间差别不大，而且全年都保持较稳定的比例．无论是微生物种类还是其数量，都以混交林多于纯林，而在纯林中又以豆科纯林多于桉林．     

威海市区黑松沿海防护林土壤养分和微生物的研究

对威海市区9个样地两种林型的黑松沿海防护林的土壤养分和土壤微生物进行测定和分析,结果表明:9个样地的有机质、铵态N、速效K、速效P质量分数具有较为明显的层次性,表层养分质量分数最高,向下逐渐降低,但含水量层次性不明显.海边的海滨沙土比较贫瘠,9个样地的有机质、铵态N、速效K、速效P及含水最平均值都偏低,分别为0.76 g/kg、5.20 mg/kg、11.74 mg/kg、7.53 mg/kg和3.19%,平均pH值为5.76,为偏酸性土壤.5种微生物在土壤中密度从多到少的顺序依次为细菌>真菌>放线菌>固氮菌>纤维素分解菌,细菌在土壤微生物中占绝对优势,占微生物总数的99.9%.黑松麻栎混交林土壤养分质量分数和土壤微生物数量都高于黑松纯林,表明混交林下土壤更有利于微生物的繁殖和生长.土壤有机质和水分质屠分数与细菌、真菌和放线菌数量呈显著正相关.     

土壤结构和植被对土壤微生物群落的影响

土壤微生物是土壤中最活跃的组成部分,直接或间接参与成土过程、有机质分解、养分循环、植物根系对土壤的资源吸收、种子萌发等生态学过程,对陆地生态系统功能具有重要作用.在人类活动日益加剧的驱动下,土壤结构和植被类型变化及其交互作用对土壤中微生物群落结构和功能产生了多方面的效应,揭示其机理可为生态系统管理、生态恢复、农业发展提...     

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     

增温和生物炭添加对麦田土壤养分和微生物生物量的影响

研究全球变暖和生物炭添加对农田土壤养分和土壤微生物生物量的影响,可为生物炭在农业生产中的应用提供理论参考.采用开顶式(open-top chamber,OTC)模拟增温方法,设置CK(未增温)、T1、T2和T3不同温度梯度处理,分别添加竹质生物炭20 t·hm-2(BC1)和不添加(BC0)处理.结果 表明,OTC法使...     

三江源区植被固定CO2释放O2功能评价

植被在固定CO2释放O2和大气与陆地生态系统碳循环中起着十分重要的作用,是区域和全球环境变化的主要反馈和调节系统,具有重要的生态功能,体现出生态服务价值。根据三江源区多次科考调查及相关资料,计算各种植被类型的净初级生长量,进而根据光合作用方程式、造林成本法、碳税法和工业制氧法估算其固定CO2和释放O2的物质量及其价值量。结果表明:三江源区植被年净初级生长量为8.67×107t·a-1,固定CO21.41×108t·a-1,释放O21.04×108t·a-1。根据造林成本法和碳税法估算出三江源区植被固定CO2的价值为2.8926×1010元·a-1。利用造林成本法和工业制氧法估算出释放O2的价值为3.9157×1010元·a-1。三江源区植被固定CO2释放O2物质量和价值量中,草甸贡献率最高,其次是落叶灌丛、沼泽和草原。本研究对地处青藏高原腹地、生态系统脆弱且空气稀薄的江河源区的生态系统结构和功能的研究具有重要意义。     

三江源国家公园不同草地土壤微生物功能基因的差异性分析

土壤微生物在陆地生物地球化学循环过程中起着非常重要的作用。为了探索青藏高原高寒草地类型地上植被特性和地下土壤环境与土壤微生物功能基因之间关系,以三江源国家公园高寒草原、高寒沼泽化草甸及高寒草甸3种典型草地类型为研究对象,利用基因芯片(GeoChip 5.0)技术测定其微生物功能基因丰度,并分析它们之间的差异及影响因素。结果表明:(1)3种草地类型地上群落结构和地下土壤环境存在差异性,其中高寒草原物种多样性指数、pH值较高,沼泽化草甸中土壤含水量、微生物量碳、地上生物量、土壤速效氮含量较高,高寒草甸中则是土壤微生物量氮含量较高;(2)3种高寒草地类型的碳循环、氮循环、磷循环、有机修复的土壤微生物功能基因丰度存在显著差异,其中这些功能基因的丰度在高寒沼泽化草甸最高,高寒草甸、高寒草原次之;(3)地上植物物种多样性虽对功能基因丰度变化的解释率(r2)在57.1%-61.2%之间,但统计学上不显著(P>0.05),而微生物基因丰度随地上生物量的增加而增加,且解释率(r2)为77.5%-80.0%(P<0.05)。在pH、土壤含水量、土壤微生物量等地下土壤环境因子中,pH对功能基因丰度存在显著影响(P<0.01)解释率在83.4%-87.5%间,且土壤微生物功能基因丰度随土壤pH的增加而降低;土壤含水量、土壤微生物量对土壤微生物功能基因丰度的解释率分别为81.9%-83.1%(P<0.05)和76.8%-86.2%(P<0.05),微生物功能基因丰度随这两者含量的增加呈上升趋势。进一步运用RDA分析发现,pH、土壤微生物量、地上生物量是影响微生物功能基因丰度的主要因子,其中土壤微生物量是土壤有机质的重要组成部分,土壤有机质又是通过地上植被凋落物沉积所得到的。因此,地上植被特性的自上而下控制因子影响了土壤环境中自下而上的控制因子,间接的影响了微生物功能基因丰度。由此得出,地上植被特性和地下土壤环境因子共同作用控制了微生物功能基因丰度使其出现差异性。     

不同土地利用方式及开垦时间对岩溶山区土壤养分空间分布的影响

采集贵州普定典型岩溶山区7种土地利用方式和3个不同开垦时间(27 a、39 a、48 a)的0～10 cm、10～20 cm、20～40 cm土壤样品,进行室内理化分析.结果显示,林地土壤有机质、全氮、碱解氮累积量较多,玉米黄豆地含量最少.林地土壤0～10 cm层有机质、全氮、碱解氮分别比玉米黄豆地高271.0%、317.7%、246.1%.林地和撂荒地对土壤养分循环较为有利.林地开垦为农业用地后,土壤有机质、全氮、碱解氮含量明显下降,全磷、有效磷、全钾含量没有明显变化,有效钾含量增多.开垦39 a的0～10 cm层土壤有机质、全氮、全磷、有效磷、有效钾含量高于开垦27 a和48 a土壤的含量,碱解氮低于开垦27 a和48 a土壤的含量;开垦27 a的土壤全钾含量高于开垦39 a和48 a土壤的含量.开垦时间长或短对土壤养分含量的影响未表现特殊规律性,可能受到其他因素的影响.     

青海湖区紫花针茅草原封育导致的土壤养分时空变化特征

封育导致的生态系统恢复会体现在土壤恢复.以不同封育年限的青海湖区紫花针茅草原为对象,研究封育导致的土壤养分时空变化特征.结果表明:同一样地速效氮、速效磷和速效钾都表现为表层含量最高,显著高于第Ⅱ层,下面几层之间差异不显著;封育对速效养分含量影响不同,对速效钾含量影响不大,而速效磷含量大多显著提高,封育样地速效氮含量稍微高于对照样地.全量养分相比较,封育对土壤全钾和全磷含量影响不大,随土层加深全氮含量降低,封育导致土壤表层全氮含量升高(提高了19.9%).有机质含量随土层加深而降低,长期封育导致土壤有机质含量增加.相关分析表明,速效钾和全钾含量之间相关不显著,速效磷和全磷、速效氮和全氮含量都表现出显著相关,有机质和全量养分之间只有全氮表现出了显著相关.封育后土壤pH值略有升高;随着土层加深,土壤容重升高,但土壤容重变化不大.封育使草原土壤养分含量增加,但是养分的增加是一个非常缓慢的过程,对草原的保护还需继续加强.     

闽南山区连续年龄序列桉树人工林土壤养分动态

对闽南山区连续年龄序列(2 a、3 a、4 a、5 a、6 a)的尾巨桉(Eucalyptus urophyllaxE.grandis)人工林土壤有机碳及氮、磷、钾含量进行了分析,以评价土壤养分随林分年龄的变化动态.土壤有机碳、全氮、水解氮、全磷、速效磷均表现出随林分年龄增加而增加,到4 a生时达到最大,随后则呈下降趋势,6 a生时下降到最低值.速效钾含量则随林分年龄增加逐步下降,6 a生林分0～20 cm、20～40 cm和40～60 cm这3个土层速效钾含量分别比2 a生下降了53.2%、44.4%和55.2%;土壤全钾含量也表现出一定的下降趋势.所有年龄林分的土壤有机碳、全氮、水解氮、全磷、速效磷和速效钾含量均随土层深度增加而降低,而土壤伞钾则表现出相反的趋势.因此,在桉树人工林经营过程中,应定期增施钾肥,适时施用有机肥及氮、磷肥,以控制地力衰退.图4表2参24     

漓江流域红壤区生态恢复过程中植被结构动态和生物量变化

利用时空替代原理,选取漓江流域红壤区退化生态系统恢复过程中具有代表性的草丛、灌丛、针叶林、针阔混交林、常绿阔叶林5个阶段作为演替序列,研究自然恢复过程中各演替阶段的植被结构动态和生物量变化。结果表明：随着草丛→灌丛→针叶林→针阔混交林→次生常绿阔叶林正向演替的进行,在未形成成熟而稳定的顶极群落之前,物种丰富度、物种多样性指数、植被生物量及生产力都呈增大趋势。退化群落通过自然恢复总是向着结构更复杂、更完善的方向发展。根据恢复过程中植被的动态变化规律,提出了一些人工促进植被恢复的建议．     

坝上地区土地利用与覆被变化对土壤养分的影响

坝上地区是典型的农牧交错带 ,生态环境十分脆弱。研究表明 ,解放后 ,该区土地利用与土地覆被状况经历了多次反复的变动。 2 0世纪 80年代以前 ,草地大规模改变为旱地 ,部分改为林地 ;90年代初 ,旱地又逐步被改为草地、林地和水田使用。土地利用与土地覆被的变化引起土壤中有机质、全N、全P、全K、碱解N以及有效态P、K、B、Mo、Mn、Zn、Cu和Fe等养分呈有规律的改变。当土地由草地变为林地、旱地变为林地、旱地变为水田时 ,总体养分增多。但也有例外 ,尤其是碱解N、速效P和速效K以及微量元素 ,有时出现与上述规律不一致的情况。     

免耕生态系统中土壤动物对土壤养分影响的研究

对紫色水稻土自然免耕生态系统中土壤动物群落结构的变化及其对土壤养分的影响进行了调查研究。结果表明．水稻土免耕耕作制度有利于土壤动物的生长繁殖．并能改善土壤化学性质。土壤动物平均密度是垄作免耕＞垄作常耕＞平作免耕＞平作常耕。免耕土壤中有效氮、有效磷、有效钾和有机质含量均分别高于常耕土壤。     

碘甲磺隆钠盐在土壤中的降解

采用实验室模拟试验研究了微生物及不同环境条件对土壤中碘甲磺隆钠盐降解的影响。结果表明,微生物对土壤中碘甲磺隆钠盐的降解影响甚为明显;碘甲磺隆钠盐降解速率与土壤温度、湿度及葡萄糖含量呈正相关,与该农药初始用量呈负相关。