退化喀斯特植被恢复过程中土壤微生物生物量碳的变化

土壤微生物生物量是表征退化喀斯特植被恢复过程中土壤质量的重要特征之一。笔者以贵州花江喀斯特高原生态综合治理示范区内土壤为研究对象,分析了退化喀斯特植被恢复过程中不同生境、不同层次、根际和非根际土壤微生物生物量碳的变化特征。结果表明:退化喀斯特植被恢复过程中土壤中的微生物生物量碳存在较大差异。随着退化喀斯特植被的恢复,土壤微生物生物量碳明显上升,从大到小表现为乔木群落阶段、灌木群落阶段、草本群落阶段、裸地阶段,反映出土壤质量在逐渐恢复;土壤微生物生物量碳的变化特征在不同生境间从大到小主要表现为裸地和草本群落阶段为石沟、土面、石槽,灌木群落阶段和乔林阶段为石槽、土面、石沟;土壤剖面上均呈明显的垂直分布特征,即随土层深度的增加,呈递减趋势,根际和根外变化明显,表现为根际高于非根际。     

土壤置换法研究土壤基质对微生物碳氮磷的影响

【目的】探索植被演替初期不同土壤基质对微生物碳氮磷含量及其化学计量比的影响。【方法】于2004年采集天然次生林(演替前样地)的A层(淋溶层)、B层(淀积层)和C层(母质层土)土,分别填入30 cm土层厚度的样地,构成A、B和C处理,分别模拟森林皆伐次生演替、无种子库次生演替和原生演替,每种处理4个重复,经过10 a自然演替,比较不同土壤基质间微生物碳氮磷含量及其化学计量比的差异。【结果】① 演替前样地不同土壤基质微生物生物量碳氮磷及其占土壤碳氮磷的比例均呈现出A处理显著高于B、C两个处理(P < 0.05, C处理微生物生物量氮占土壤氮比例除外); 土壤微生物生物量碳氮比(n_Cmic/n_Nmic)为A处理低于B、C处理,土壤微生物生物量碳磷比(n_Cmic/n_Pmic)和微生物生物量氮磷比(n_Nmic/n_Pmic)均为A处理高于B、C处理; ② 演替后样地,不同土壤基质微生物生物量碳氮磷呈现出A处理显著高于B、C两个处理(P < 0.05),其占土壤碳氮磷的比例均呈现出A处理高于B、C两个处理; n_Cmic/n_Nmic为A、B处理低于C处理,n_Cmic/n_Pmic和n_Nmic/n_Pmic均为A处理高于B、C处理; ③ 经过10 a植被演替,A、B、C 3个处理土壤微生物生物量碳氮磷浓度及其占土壤碳氮磷的比例均上升(B处理n_Pmic除外); 3个处理n_Cmic/n_Nmic下降、n_Cmic/n_Pmic和n_Nmic/n_Pmic上升,其中,B、C两个处理的n_Cmic/n_Nmic显著下降(P < 0.05),A、C两个处理的n_Nmic/n_Pmic显著上升(P < 0.05)。【结论】植被演替初期,不同土壤基质理化性质的差异是影响土壤微生物碳氮磷的主要因素。     

氮添加对杨树人工林土壤活性有机碳季节变化的影响

为研究大气氮沉降对森林生态系统碳循环的影响, 从2012年5月起,选择典型的苏北杨树(Populus deltoides cv. ‘I-35’)人工林为实验地, 采用随机区组设计不同氮添加处理, 进行野外氮添加定位试验,分析氮添加对不同林龄杨树人工林土壤活性有机碳的影响。结果表明:氮添加提高了土壤微生物生物量碳、可溶性有机碳的含量; 土壤微生物生物量碳和可溶性有机碳含量有显著的季节变化,总体表现为夏秋季较高,冬春季较低。相关分析表明,微生物生物量碳含量与土壤温度呈极显著正相关(p<0.01),可溶性有机碳含量与土壤温度相关性不显著(p>0.05)。研究表明,苏北杨树人工林土壤活性有机碳含量的季节变化主要受到土壤温度影响,同时其对氮添加呈正响应。     

内蒙古典型草原土壤微生物生物量及其周转与流通量的初步研究

对内蒙古典型草原的土壤微生物数量和微生物生物量进行了测定和分析.典型草原不同生态分布类型的土壤微生物量大小有显著不同,土壤微生物的数量与生物量的分布规律基本一致,且与土壤有机质的分布相关联.土壤中微生物生物量碳在96.4～422.6mg/kg干土之间,占土壤有机碳的1.62%～4.82%.除沙地稀树草原土壤表层外,微生物垂直分布有随土层加深而递减的趋势.过度放牧将导致土壤微生物活性的下降.通过测定羊草草原土壤微生物量碳的动态变化,对微生物的通量和周转进行了分析,一个牧草生长季内微生物生物量碳的通量为52.69g/m2a,周转时间约为1.25年.     

薇甘菊入侵对土壤微生物生物量和土壤呼吸的影响

在野外实验样地中选取了薇甘菊入侵程度不同的4个样地,测定了土壤理化因子、土壤微生物生物量(C、N、P)以及土壤基础呼吸和基质诱导呼吸等指标的变化.结果表明,薇甘菊入侵后土壤微生物生物量(C、N、P)显著增加,土壤呼吸加快,土壤代谢熵(qCO2)下降,改善了入侵地土壤的养分供应状况,这可能是薇甘菊入侵成功的一个重要原因.     

东北地区三种典型次生林土壤有机碳、总氮及微生物特征的比较研究

研究了东北东部山区暗棕壤和白浆土两种土壤类型上生长的三种典型次生林(白桦林、柞树林和杂木林)的林地土壤有机碳、总氮含量及土壤微生物特征,详细比较分析了相同土壤类型上的不同林分,以及不同土壤类型上分布的相同林分对不同层次土壤有机碳、总氮含量及微生物特征的影响差异.结果表明:A层土壤中土壤有机碳、总氮含量及土壤微生物占绝对优势,且因土壤类型和林分的不同而有着显著差异.暗棕壤上各林分上土壤有机碳、总氮含量的顺序为:杂木林＞白桦林＞柞树林,且相互之间差异显著.杂木林的土壤微生物数量和生物量显著高于白桦林和柞树林,但是白桦林和柞树林之间的差异不显著;白浆土上土壤有机碳、总氮含量的顺序为:白桦林＞杂木林＞柞树林,土壤微生物数量和生物量的顺序为:白桦林＞柞树林＞杂木林,且相互之间差异显著.白桦林在白浆土上的有机碳、总氮及微生物数量和生物量显著高于暗棕壤,而杂木林在暗棕壤上的各检测指标均高于白浆土,柞树林在白浆土中的有机碳、总氮显著高于暗棕壤,但其微生物数量和生物量在两种土壤类型中的差异呈相反趋势.以上被检测的土壤有机碳、总氮及其土壤微生物数量和生物量等各指标间存在显著的相关性.     

黄土丘陵区土地利用类型对土壤微生物特征和碳密度的影响

利用氯仿熏蒸法测定陕北黄土丘陵区不同土地利用类型下土壤微生物生物量碳(MBC)、微生物生物量氮(MBN)和微生物生物量磷(MBP),并用常规方法测定土壤有机碳(SOC)和容重(BD),计算土壤有机碳密度(SOCD).研究结果表明:各样地表层土壤MBC、MBN、MBP分别在84.14～512.78、4.29～41.83、3.40～12.39 mg/kg之间,微生物商(MBC/SOC)在2.84%～7.83%之间;土壤呼吸量(SR)在55.43～140.37 mL/kg之间;MBC与SOC和SR呈极显著正相关,说明MBC不仅是SOC变化的敏感指标,并可用于指示土壤微生物活性;农地转变为人工林地和草地后会明显提高土壤微生物生物量和有机碳密度,表层土壤增幅最明显.     

吉林西部草地生态系统不同退化演替阶段表层土壤有机碳变化

 草地退化是吉林西部主要的生态环境问题之一,改变了草地生态系统碳收支平衡。以吉林西部不同退化演替阶段的草地为研究对象,以大安市姜家甸草场为典型区,经过野外样地调查,选取40个样地,采集160份土壤样品,进行室内实验分析。土壤理化性质测定及群落植被调查结果表明,随着各群落逆行演替的进行,土壤含水率逐渐降低、土壤的透水性变差、土壤逐步贫瘠化、盖度变小,植被生物量及生物多样性先升高再降低;不同退化演替阶段期间,从羊草群落（Leymus chinense）到碱蓬群落（Suaeda glauca）直至退化为盐碱地,40cm土壤有机碳密度从羊草群落的47.72t/hm²升高到羊草-虎尾草群落的48.46t/hm²,再减少至盐碱地的27.44t/hm²,与羊草群落相比减少约42%;草地退化所形成的逆行演替对0-40cm土层土壤有机碳密度分别降低了8.45,5.72,3.68和1.74t/hm²。草地适度退化能增加草地碳储量,而过度退化则会加速草地碳库的损失。     

第四纪红黏土红壤区针叶人工林土壤酶活性和微生物学特征

以红壤丘陵区第四纪红黏土区为例,选取典型针叶林(马尾松Pinus massoniana、杉木Cunninghamia lanceolata和湿地松Pinus elliottii)样地,研究不同针叶林土壤酶活性和微生物学特征.结果显示,在林分生长期内,土壤有机碳、全氮、酶活性、有机碳活性组分比例、土壤微生物基质利用效率、真菌-细菌比值和土壤微生物功能多样性等指标在杉木和湿地松样地均高于马尾松样地和荒地.由此说明湿地松和杉木人工林能够改善土壤酶活性和微生物学特征,提高土壤生化功能,进而改善林下土壤质量,而马尾松效果不明显.     

综合治理退化草场试验区羊草根际土壤微生物生物量的初步研究

本文是作者对锡盟退化草场综合治理各试验区的主要建群种羊草(Aneurolepidium Chinense)根际土壤微生物生物量的初步研究。试验结果证明:在退化羊草草场进行围栏封育、翻耕或耙地补播牧草等人工措施均可提高牧草根际土壤微生物生物量,而且根际土壤微生物生物量的变化趋势与植物地上生物量、根际土壤酶活性和根际土含水量等基本一致。由此可见:在退化羊草草地中采取围栏封育等人工措施,对它的恢复和治理均能起到良好的效果。     

红壤丘陵区不同地类活性有机碳分布特征及与草本生物量关系

以南方红壤丘陵区荒地、松林、草地坡地小区为研究对象,在研究了土地利用方式对土壤活性有机碳和草本生物量分布特征影响规律的基础上,深入探讨了不同土地利用方式下土壤活性有机碳与草本生物量的定量关系.结果表明不同土地利用方式对土壤易氧化有机碳(ROC)、水溶性有机碳(DOC)、微生物量碳(MBC)以及草本生物量的分布特征均有重要影响,其中草地坡面小区的活性有机碳各组分和草本生物量均高于荒地和松林小区;定量关系研究表明,影响荒地、松林和草地草本生物量的活性有机碳组分分别为DOC,ROC,DOC和MBC,其中荒地坡面DOC主要通过土壤有机碳(SOC)对草本生物量产生影响.     

北方农牧交错带草地土壤微生物量碳空间格局及驱动因素

为探究我国北方农牧交错带草地表层(0～10 cm)和次表层(10～20 cm)土壤微生物量碳的空间格局及其环境驱动力,选择蒙辽平原、京北坝上、阴山北麓和宁陕黄土高原4个区域总计456个土壤样品(两个土层,57个样点,每个样点4个样方)进行调查.结果表明,表层与次表层土壤微生物量碳的空间格局具有一致性,均随纬度增加而增加...     

围栏封育对重度退化草地土壤养分和生物活性的影响

为探讨围栏封育对科尔沁退化草甸草地土壤质量的影响,选择典型重度放牧场草地及其毗邻的围封7年的草地的土壤pH值、含盐量、养分、微生物生物量和酶活性进行了对比研究.结果表明:围栏封育有利于改善土壤的理化性质和生物活性,土壤含盐量、pH值显著下降,而土壤有机质、全氮、全磷、速效氮和速效磷等养分含量显著增加.微生物生物量C,N...     

小针茅荒漠草原地下生物量季节动态及其影响因素

 地下生物量实测数据的缺乏严重影响草地地下碳库的精确估计,本文以苏尼特右旗小针茅荒漠草原为研究对象,通过野外实地调查,选取6个样地,采集2160份根系样品,进行室内试验分析,获得小针茅荒漠草原生长季5—9月地下生物量数据,分析了小针茅草原植被地下生物量的季节动态.结果表明：(1)小针茅草原植被地下生物量季节动态表现为“N”型变化规律,最高值出现在7月下旬,最低值出现在8月下旬,狭叶锦鸡儿-小针茅+无芒隐子草草地各月的地下生物量均高于小针茅+无芒隐子草草地类型.(2)小针茅草原不同层次地下部分生物量的季节变化不同,0~10cm的地下生物量表现出很大的波动性,与总地下生物量的变化趋势基本一致;10cm以下的变化曲线逐渐平缓.(3)5—9月生长季小针茅草原0~60cm土层地下生物量与土壤有机碳含量无显著相关性,0~10cm土层地下生物量与土壤有机碳呈显著正相关.(4)小针茅草原每月地下生物量和月降水量与月平均气温的相关性都不明显.(5)小针茅草原不同深度土壤含水量与地下生物量存在显著正相关,总地下生物量受0~10cm土壤含水量影响较大.     

Nitrogen limitation of microbial decomposition in a grassland under elevated CO2

Carbon accumulation in the terrestrial biosphere could partially offset the effects of anthropogenic CO2 emissions on atmospheric CO2. The net impact of increased CO2 on the carbon balance of terrestrial ecosystems is unclear, however, because elevated CO2 effects on carbon input to soils and plant use of water and nutrients often have contrasting effects on microbial processes. Here we show suppression of microbial decomposition in an annual grassland after continuous exposure to increased CO2 for five growing seasons. The increased CO2 enhanced plant nitrogen uptake, microbial biomass carbon, and available carbon for microbes. But it reduced available soil nitrogen, exacerbated nitrogen constraints on microbes, and reduced microbial respiration per unit biomass. These results indicate that increased CO2 can alter the interaction between plants and microbes in favour of plant utilization of nitrogen, thereby slowing microbial decomposition and increasing ecosystem carbon accumulation.     

锡林河流域退化草场羊草根际土壤酶活性的初步研究

本文是报道退化草场羊草根际土壤酶活性的分布动态以及羊草根际土壤酶活性与植物地上生物量和羊草根际土壤微生物生物量关系的初步探讨。研究数据表明:围栏封育区内的各种处理试验区中的羊草根际土壤酶活性强度均比栏外退化草场对照区高,另外酶活性强度与植物地上生物量及羊草根际土壤微生物生物量的变化趋势竞相类似。由此可以说明,在治理和改良退化羊草草场时采取围栏封育或翻耕补播或耙地补播羊草等人工措施是行之有效的,并对加速退化草场的恢复亦有一定的实践意义和一定的经济效益。     

降水改变对樟子松人工林土壤微生物量碳及微生物商动态变化的影响

在北京大学地球环境与生态系统塞罕坝实验站樟子松（Pinus sylvestris var. mongolica）人工林内设置降水控制实验,研究地下生态系统过程的两个重要指标土壤微生物量碳和微生物商对穿透雨增加或减少30%的响应。在2007年5月到9月的生长季,土壤微生物量碳和微生物商平均值分别为260.7mg/kg和1.84%,二者随土壤深度增加呈下降趋势。总体上,穿透雨增加或减少30%对土壤微生物量碳和微生物商的生长季内平均值影响不显著,但穿透雨减少30%的土壤微生物量碳及微生物商的变幅较大,变化范围分别为243.1～354.3mg/kg和1.43%～2.16%,5月最高,7月最低,表明生长季内穿透雨减少将导致土壤微生物活动的较大波动,从而可能改变地下碳过程的季节变化规律。     

添加豆科植物对弃耕地土壤微生物多样性的影响

采用氯仿熏蒸法和BIOLOG检测法,分别研究了黄土高原地区弃耕地在演替早期人工添加豆科植物紫花苜蓿(Medicago sativa)、草木樨(Melilotus suaveolen)、沙打旺(Astragalus huangheensis)后土壤微生物生物量和生物多样性的变化.结果表明:添加豆科植物后,土壤微生物量碳(MBC)显著增加(除草木樨外);MBC质量分数与土壤有机碳质量分数的比率、土壤微生物在BIOLOG微平板上的平均每孔颜色变化率和碳源利用能力及其代谢多样性指数均显著提高.