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。     

两种热带雨林土壤微生物生物量碳季节动态及其影响因素

2005年通过样地调查法比较了西双版纳两种类型热带雨林(季节沟谷雨林和石灰山季雨林)的土壤微生物生物量碳季节变化及其与环境因子的关系.结果显示:两林地土壤微生物生物量碳均呈现雨季高于干季,其中石灰山季雨林具有明显的季节差异,并在干、雨季都显著高于季节沟谷雨林.相关分析表明:两林地土壤微生物生物量碳的变化与土壤温湿度、相同月凋落量变化没有显著的相关关系,但与提前两个月的凋落量波动有正相关关系.说明雨林土壤微生物生物量碳的波动周期比凋落量滞后,其季节变化受森林凋落量节律的影响.石灰山季雨林土壤微生物生物量碳较季节沟谷雨林高的主要原因可能与其具有较高的土壤有机碳、氮和pH值,以及主要树种凋落物的C/N比较低有关,但相关机制还需进一步研究.     

速生杨人工林对土壤碳氮含量及微生物生物量的影响

以耕地为对照,在山东德州对4年生和7年生速生杨人工林下土壤有机碳、全氮和微生物生物量测定结果表明,土壤有机碳、全氮及微生物生物量主要集中分布在0-5和5-10 cm土层,林地土壤有机碳、全氮含量及微生物生物量都显著低于耕地,微生物生物量降低幅度比土壤有机碳和全氮大.10 cm以下土层检测指标在各样地间差异不显著.土壤有机碳与微生物碳、土壤全氮与微生物氮分别呈显著线性正相关,耕地转为林地后,土壤肥力下降.     

川西亚高山3种森林土壤碳氮磷及微生物生物量特征

以空间代替时间的方法,对川西亚高山天然针叶林、桦木次生林、人工云杉林有机层和矿质层土壤碳、氮、磷化学计量以及土壤微生物生物量和呼吸进行比较分析.结果表明,天然针叶林转化为次生林和人工林,土壤有机层碳、氮、磷,微生物生物量碳、氮含量及微生物呼吸均显著下降,其中微生物生物量碳依次为天然林(727.98 mg/kg)次生林(554.56 mg/kg)人工林(239.83 mg/kg),微生物生物量氮为天然林(72.56 mg/kg)次生林(50.42 mg/kg)人工林(20.78 mg/kg),而矿质层各测定变量在3个森林群落之间差异基本不显著.各森林群落有机层土壤碳、氮、磷,微生物生物量及呼吸均显著高于矿质层,而碳氮比和微生物生物量碳氮比在土壤层次之间差异不大.相关分析表明,土壤碳、氮、磷及化学计量比及微生物变量之间存在显著相关关系.综上所述,森林转换显著影响川西亚高山土壤碳、氮、磷化学计量及微生物生物量,且影响主要体现在土壤有机层.     

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.     

川西亚高山、高山森林土壤微生物生物量和酶活性动态特征

为深入了解川西亚高山/高山森林冬季生态学过程,于2008年11月─2009年10月,在土壤冻结初期、冻结期和融化期及植被生长季节,研究了不同海拔岷江冷杉林（Abies faxoniana）土壤微生物生物量和酶活性动态。各海拔森林土壤在冬季维持着较高的微生物生物量含量和酶活性,并随土壤冻融过程不断变化。土壤有机层和矿质土壤层冬季微生物生物量碳和氮含量及转化酶和尿酶活性均表现出受冻结初期土壤冻融循环影响显著降低,在冻结期变化不明显,在融化期急剧增加至融化后显著降低的趋势,且土壤有机层微生物生物量含量和酶活性在融化期具有一个明显的年高峰值。海拔变化显著影响了土壤酶活性,但对土壤微生物生物量不显著。土壤温度与土壤微生物生物量含量相关显著。这表明季节性冻融期是土壤生态过程的重要时期,土壤冻融格局显著影响川西亚高山/高山森林土壤微生物生物量和酶活性动态。     

橡胶林在间种砂仁与咖啡的模式下土壤微生物生物量

探讨了橡胶与砂仁、橡胶与咖啡间种和纯橡胶林3种栽培模式下的土壤微生物生物量及其与土壤有机碳和土壤微生物呼吸强度的关系。结果表明,在这3种模式下,土壤微生物生物量平均值由高到低的顺序为:橡胶 砂仁林地>纯橡胶林>橡胶 咖啡林地。其Cmic范围是380.8~568.3 mg/kg。橡胶 咖啡林地土壤微生物生物量在旱季高于雨季,而其余两种林地则在雨季较高。橡胶林间种作物后,林地土壤表现出比纯橡胶林地有较高的土壤微生物生物量和较短的土壤微生物的转化周期,年转化代数较多;同时,间种也大大改善了林内生态环境。     

西庄河流域土地利用方式对土壤肥力影响的研究

采用野外调查、取样和实验分析相结合的方法对云南省保山市西庄河山地流域内4种主要土地利用方式（林地、耕地、茶园、灌丛）的土壤理化性质进行对比研究,讨论了不同土地利用方式对土壤肥力的影响,结果表明,不同的土地利用方式对土壤肥力具有比较明显的影响：土壤有机质和全氮质量分数变化从大到小依次为灌丛＞林地＞茶园＞耕地;磷、钾元素表现为耕地＞茶园＞林地＞灌丛;土壤阳离子交换量表现为耕地＞茶园＞灌丛＞林地;盐基饱和度表现为耕地＞灌丛＞林地＞茶园;农业耕作活动对表层土壤物理性质影响明显。     

套种籽西瓜对杉木幼林生产力和林地质量的影响

8年(1985—1992)的试验研究,证明杉木幼林套种籽西瓜不仅提高了林分的生物生产力,而且增加了林地养分归还量,促进了林地土壤理化性质的改良,有效地防止了林地的水土流失,是一种速生高效和生态协调的山地立体经营模式。     

汶川地震受损区恢复初期植物与微生物生物量、土壤酶活性对土壤呼吸的影响

为了解汶川地震灾区不同恢复方式土壤呼吸差异性及其影响因素,选取干旱河谷气候区与亚热带季风气候区,设置受损治理、未受损、自然恢复3种恢复方式的固定样地,于2015年9月到2016年9月测定土壤呼吸、植被生物量、土壤微生物生物量和土壤酶活性,分析各指标的季节变化特征及与土壤呼吸的相关关系.结果显示:土壤呼吸速率和9种生物学性质(植被地下生物量和总生物量、土壤微生物量碳和氮含量、土壤过氧化氢酶、碱性磷酸酶、脲酶、纤维素酶和蔗糖酶活性)在两个气候区的季节变化特征整体表现为冬春低、夏秋高.两个气候区的土壤呼吸速率、植物生物量、微生物量碳和氮含量、脲酶和蔗糖酶活性以及亚热带季风气候区碱性磷酸酶和纤维素酶活性、干旱河谷气候区的过氧化氢酶活性均表现为未受损区受损治理区自然恢复区,在受损治理区和自然恢复区各指标的恢复率介于11%-114%.两个气候区土壤呼吸的影响因子存在差异性,干旱河谷气候区主要为植物总生物量、地下生物量、微生物量氮含量以及土壤脲酶活性,亚热带季风气候区主要为碱性磷酸酶、纤维素酶活性.本研究表明不同恢复方式区域土壤呼吸速率存在差异性,群落植被生物量、微生物生物量与土壤酶活性是影响土壤呼吸的主要因子.(图5表2参28)     

近自然经营对杉木人工林地被物和土壤碳氮积累的影响

研究针叶纯林改造为异龄针阔混交林对生态系统碳氮积累的影响,对于森林可持续经营有重要意义。为探明近自然经营对林下地被物和土壤碳氮分配格局的影响,以中国林科院热带林业实验中心的杉木(Cunninghamia lanceolate)与红锥(Castanopsis hystrix)和香梓楠(Michelia hedyosperma)异龄混交林(CCM)、杉木与格木(Quercus griffithii)和大叶栎(Erythrophleum fordii)异龄混交林(CQE)以及未改造杉木纯林(MC)为研究对象,分析不同林分的林下地被物和土壤碳氮含量、储量及其分配格局。结果表明,(1)近自然经营使地被物生物量和碳氮储量分配发生改变,灌草生物量和碳氮储量分配减少,凋落物生物量和碳氮储量分配增加。(2)林分转变后林下植被的根冠比变化,导致灌草地下部位碳储量分配增加。(3)试验林分地被物总碳储量间差异不显著,CQE地被物总氮储量约为MC的50%,凋落物碳储量呈现CCMCQEMC,凋落物氮储量为CCM大于其他林分(P0.05)。(4)各林分土壤总碳储量及表层(0—20 cm)土壤氮储量间差异不显著;表层土壤C:N比值呈现CCMCQEMC,CCM表层和次层(20—40 cm)土壤碳储量高于MC,土壤总氮储量表现为CCM低于其他林分(P0.05)。采用固氮树种(格木)改造林分有利于维持土壤氮积累功能。(5)试验林分凋落物层碳氮储量和表层土壤碳储量正相关。综上,近自然经营导致林分结构改变,增加凋落物输入和提升表层土壤C:N比值,对于促进林地表层土壤碳积累有重要作用。     

除草剂对土壤微生物生物量碳、氮及呼吸的影响

通过室内培养试验,分别在不同时间取样分析,采用熏蒸-提取法测定土壤微生物生物量碳,提取液中的有机碳采用总有机碳分析仪测定,提取液中的氮采用凯氏消煮法测定;采用直接吸收法滴定测定土壤呼吸作用.研究了阿特拉津、甲磺隆、丁草胺3种除草剂对土壤微生物生物量碳、氮及呼吸强度的影响,揭示了3种除草剂污染的土壤中微生物生物量碳、氮的消长过程及土壤呼吸的动态变化.研究结果显示在较高使用浓度胁迫条件下,培养前20 d 3种除草剂都明显减少土壤微生物生物量碳、氮及抑制土壤呼吸.但这种抑制效应是随着时间而变化的,20 d以后,它们对这些能表征土壤环境生态效应的生物学指标的影响随之降低.甲磺隆对微生物生物量碳、氮及呼吸作用等生物学指标的影响大于阿特拉津和丁草胺也可能与它们在土壤中的降解速率有关.     

树种和凋落物对杉木林土壤微生物性质的影响

调查了两个阔叶树种(固氮树种桤木Alnus cremastogyne Burkill和非固氮树种五角枫Acer mono Maxim)及凋落物施放对杉–阔混交林生物量和土壤微生物性质的影响.结果表明,杉–阔混交林中杉木生物量没有显著差异(P0.05),杉木–桤木混交林总生物量比杉木–五角枫多200%(P0.05),增加的生物量源于阔叶树种的差异.凋落物对两个类型混交林的生物量都没有产生显著影响(P0.05).桤木混交处理0～10cm层土壤的土壤有机碳增加了16.8%,而土壤基础呼吸和呼吸熵下降了13.1%和16%.覆盖凋落物使0～10cm层的微生物量碳增加了10.8%,此外,树种和凋落物对土壤基础呼吸和呼吸熵有显著的交互作用(P0.05).土壤有机碳和树木的生物量呈显著的正相关(R=0.775,P=0.005,N=12).不考虑处理间的差异,土壤微生物量碳与土壤有机碳(R=0.438,P=0.032,N=24)、可溶性有机碳(R=0.0.541,P=0.006,N=24)具有显著的相关性.混交林树种的选择和凋落物对杉–阔混交林林地土壤微生物学性质都具有重要的作用.图3表2参23     

橡胶林氮肥施用后在土壤中的残留、累积和迁移

氮肥在土壤中的残留是土壤氮库的重要补充,对于维持土壤氮水平和保证作物高产具有重要作用。目前人们对热带季风气候下橡胶林氮肥施用后的残留特征了解还很少。利用微区试验结合~(15)N示踪技术,研究了橡胶林酸性砖红壤中不同施氮水平下(0、100、200和400 kg·hm~(-2))氮肥的残留、累积和迁移。结果表明,不同施氮水平下肥料氮当年根层土壤(0-100cm)残留量为23.36-109.36 kg·hm~(-2),残留率为23.36%-31.85%,施氮量的升高显著增加了肥料氮的残留量;2年后,不同施氮水平下肥料氮根层土壤残留量仅20.45-41.78 kg·hm~(-2),残留率10.45%-20.45%,施氮量的增加显著降低了肥料氮残留率;试验第1年(枯水年),不同施氮水平下土壤硝态氮主要在根层土壤累积(24.61-172.47 kg·hm~(-2)),而淋洗迁移到深层土壤(100-200 cm)的硝态氮不多(13.89-51.66 kg·hm~(-2))。根层土壤硝态氮累积量与施氮量呈极显著正相关关系;试验第2年(丰水年),不同处理的根层土壤硝态氮累积很少(仅5.39-22.95 kg·hm~(-2))。3个氮肥处理的硝态氮均不同程度地迁移、淋洗到深层土壤,达53.36-201.42 kg·hm~(-2)。深层土壤中的硝态氮累积量与施氮量呈极显著正相关关系。综上,橡胶林氮肥施用后的土壤残留率较低,施氮量是影响橡胶林土壤硝态氮累积、迁移的重要因素。     

植被因子和土壤氮对南亚热带常绿阔叶次生林细根生物量的影响

森林细根生物量与乔木层胸高断面积关系,以及在高大气N沉降背景下细根对土壤氮的响应程度,目前仍不明确。本研究选择广州市受保护40 a左右的南亚热带常绿阔叶次生林为研究对象,在全市范围内设置了48个森林样地,开展乔木层、灌草层、细根(直径≤2 mm)、土壤C含量和N含量的调查,研究乔木胸高断面积、乔木密度、灌草层生物量、土壤N含量、土壤单位碳的N含量与细根生物量之间的关系,探讨地上植被因子和土壤N对细根生物量的影响。结果表明,(1)土壤表层(0~20 cm)和土壤下层(20~40 cm)细根生物量与乔木层总胸高断面积均不相关,但与胸径30 cm以上乔木的胸高断面积所占比例负相关。(2)表层细根生物量与灌草层生物量不相关,下层细根生物量与灌草层生物量负相关。(3)除了表层细根生物量与相应土层土壤N含量不相关外,下层细根生物量与相应土层土壤N含量,以及表层和下层细根生物量与相应土层单位碳的N含量均负相关。研究表明,对于林木胸径组成差异大的南亚热带常绿阔叶次生林,对细根生物量产生影响的是胸径30 cm以上乔木的胸高断面积所占全部乔木总胸高断面积比例,而不是乔木层总胸高断面积。细根生物量与土壤N含量负相关,表明即使在高大气N沉降背景下,南亚热带常绿阔叶次生林的森林植被仍对土壤N存在响应。     

不同土壤水分条件下添加硅对紫花苜蓿茎叶和土壤氮磷钾含量的影响

为提高植物氮磷钾利用能力,采用盆栽试验研究了不同土壤水分条件下添加硅对紫花苜蓿(Medicago sativa)茎叶和土壤氮、磷、钾含量的影响.结果表明,土壤含水量为饱和含水量的35%和80%时添加硅对紫花苜蓿生物量没有明显影响,而土壤含水量为饱和含水量的50%和65%时则显著提高了紫花苜蓿生物量(P<0.05);添加硅对紫花苜蓿茎叶内氮含量没有显著影响,但显著提高了茎叶内钾和磷含量(P<0.05);添加硅对土壤全氮、速效氮、全钾和全磷含量没有显著影响,而显著提高了土壤速效磷含量(P<0.05),显著降低了土壤速效钾含量(P<0.05).说明添加硅能够显著增加紫花苜蓿茎叶内磷和钾的积累量,刺激土壤速效磷释放,降低土壤速效钾含量.     

生物菌肥在不同水分条件下对土壤微生物生物量碳、氮的影响

通过玉米盆栽试验，研究了不同水分条件下菌肥对土壤微生物生物量碳、氮的影响．结果表明：土壤含水量范围在9％～20％时，施用生物菌肥对提高土壤微生物量碳、氮有显著效果；不同的水分条件下菌肥发挥的肥效不同，土壤含水量为13％-16％时，菌肥对土壤中微生物量碳、氮的影响最大，且玉米的生长状况良好．图2表6参4     

炼山及遮阳网覆盖对马尾松人工林土壤微生物生物量碳和氮的影响

以炼山和不炼山的马尾松人工林为研究对象,采用遮阳网地表覆盖的方法,在炼山和覆盖后第60天(d 60)、d 150和d 300动态采集不同层次土壤样品,研究土壤微生物生物量碳和氮及其格局的动态过程.结果表明:炼山对覆盖后d 60、d 150和d 300土壤微生物生物量氮的影响显著(P0.05),分别降低了21%-63%、63%-108%、52%-97%.遮阳网覆盖可以明显增加炼山和不炼山环境下土壤微生物生物量碳和氮含量,但并不能完全改变炼山对土壤微生物生物量的负面效应.较之遮光率100%的遮阳网,遮光率85%的遮阳网覆盖更有效地促进了土壤微生物生物量的增加,可能更为有效地促进土壤微生物群落的恢复.同时,炼山和遮阳网覆盖均不能显著改变土壤微生物生物量碳氮比(P0.05).此外,炼山和覆盖后d 60时3个土壤层次土壤微生物生物量并无显著差异(P0.05),但d 150和d 300,15-30 cm土壤微生物生物量显著低于其他两个土层(P0.05),且以无遮阳网覆盖处理更为明显.     

山一村农业生态系统营养物质循环

本文研究了浙江省萧山市山一村农业生态系统中农田、山地和水域３个子系统的氮、磷、钾养分循环。结果表明：该村土壤有机质含量属较高水平，无机氮肥施用量偏大，流失量也较大，磷的总投入量远低于总输出量，钾的输入量也偏低；水体属富营养型，鱼的生长系数仅２．９６。     

不同使用方式林地的土壤动物与土壤营养元素的关系

以两对不同使用方式的林地为研究对象,探讨耕作土地和自然林地的土壤动物与土壤营养成分间的关系,研究表明,自然林地的土壤动物种类、数量、生物量及自然林的土壤有机质、土壤微量元素的含量等均明显高于耕作土地,土壤动物的种类、数量、生物量与土壤营养元素的含量呈正相关;土壤动物体的矿质元素与其所在土壤的矿质元素相关显著,但土壤动物体的微量元素与土壤微量元素间没有明显的相关性