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.     

放牧强度对草甸草原土壤微生物数量和微生物生物量的影响

研究了内蒙古锡林郭勒草甸草原不同放牧强度样区的土壤微生物类群数量和微生物生物量.结果表明,草甸草原土壤中各类群微生物的数量关系为细菌＞自生固氮菌＞放线菌＞真菌(主要为霉菌);微生物生物量碳、氮含量均随放牧强度的增大而逐渐减小;重牧区的微生物数量和微生物生物量与对照区、轻牧区差异极显著(P＜0.01).相关性分析表明,土壤微生物数量与微生物生物量呈显著或极显著正相关.     

内蒙古温带草地低级根生物量格局及其与环境因子的关系

为了揭示根系生长策略与环境的关系以及草地植物根系周转对土壤碳的贡献, 在内蒙古荒漠草地、典型草地以及草甸草地设置17 个样点, 分析总根生物量、低级根生物量和低级根占总根生物量之比随草地类型与土层深度的变化及其与气候、土壤因素之间的关系。结果表明: 1) 低级根生物量与总根生物量正相关, 低级根生物量和总根生物量都与年均降水量、土壤氮含量正相关, 与年均温为负相关; 2) 低级根占总根生物量之比总体上呈现荒漠草原(14%)<典型草原(20%)<草甸草原(39%)的趋势, 与年均降水量正相关, 与年均温负相关, 与土壤全碳和全氮不相关; 3) 低级根生物量随土层的垂直分布规律与总根生物量一致, 在草甸草地随着土层加深而降低, 低级根主要分布在0~40 cm 表层土壤中(85%以上), 而在典型草地与荒漠草地则土层之间差异不显著。研究得到以下结论: 1) 草地植物根系可能通过不同机制响应温度和降水这两个环境因子; 2) 植物在水分贫乏的生境中可能通过降低对快速周转的低级根的投入来减少碳支出, 而投入更多的高级根来存储水分养分, 同时表明干旱生境中植物细根的水分养分吸收效率可能高于湿润生境。     

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.     

干旱影响森林土壤有机碳周转及积累的研究进展

随着全球气候变暖趋势加剧,伴之而来的干旱问题成为全球关注的热点。干旱对森林生态系统碳积累和周转可能产生显著影响,其主要过程包括植被地上部分和地下部分凋落物对土壤有机碳的输入、凋落物的分解及土壤有机碳的矿化等。笔者综合分析了近年来国内外相关研究成果,对干旱影响森林土壤有机碳的主要过程与机制进行了归纳和总结,结果表明:①干旱通过促进叶片提前脱落,短期增加森林凋落物量,长期干旱则影响森林植物生长,降低森林初级生产力从而降低植物地上凋落物量。轻度和中度干旱下植物为补偿水分缺失增加细根生物量维持植物生命力,重度干旱下植物丧失自我修复能力导致细根生物量降低,干旱也会造成细根死亡率增加。平均而言,全球范围内干旱会造成森林凋落物量降低(1.9%)和细根生物量降低(8.7%),最终减少植物有机碳向土壤的输入量。②干旱可通过改变凋落物化学性质,对分解者——土壤动物、微生物产生胁迫,从而引起凋落物分解速率下降(10%~70%)。干旱使凋落物碳氮含量变化,造成凋落物次生代谢物,如纤维素、木质素、单宁等积累,改变根系分泌物化学组分,从而影响凋落物分解。干旱导致真菌生物量和分解者等土壤动物丰度降低,增加分解者捕食压力,使相关微生物和酶活性下降,造成凋落物分解速率下降。③干旱驱动微生物群落组成变化(真菌细菌比、革兰阳阴细菌比增加),造成微生物生物量下降,活性减弱,此外还会降低腐食动物的摄食活性、酶活性,最终导致土壤有机碳矿化速率下降(10%~50%)。④干旱对土壤有机碳不同组分影响不同,干旱会减小土壤微生物生物量碳(MBC)库(2%~30%),造成表层土壤溶解性有机碳(DOC)积累(30%~60%)。而在全球范围内的不同区域,干旱对土壤有机碳积累的影响也不同,亚热带森林中干旱对土壤有机碳积累的影响多是负面的,热带森林中则相反。总体而言,干旱对森林土壤有机碳库储量影响可能不大,但降低了土壤碳周转效率。而森林土壤有机碳周转过程不仅受干旱这一单一因素影响,温度、物种等因素会共同作用于土壤有机碳的周转与积累,且单因子的简单叠加模拟可能与现实环境中多因子综合对土壤碳通量的影响有一定差别。未来需要通过长期观测、延长控制实验时间、模拟原生环境条件等,开展多因素综合实验,加强干旱对土壤动物和微生物影响的研究,以深入了解干旱对森林土壤有机碳影响的生物学与生态学的过程与机制。     

不同生境狭叶锦鸡儿灌丛沙堆的土壤微生物数量、分含量及酶活性的比较研究

为了解狭叶锦鸡儿灌丛沙堆的土壤微生物与生境、土壤养分及酶活性之间的关系,采集内蒙古高原不同生境下的狭叶锦鸡儿灌丛沙堆的土壤,测定土壤微生物的数量、土壤养分和土壤酶活性.研究发现：狭叶锦鸡儿灌丛沙堆土壤中的微生物数量和养分含量表现为典型草原＞荒漠草原＞荒漠;碱性磷酸酶活性表现为典型草原＞荒漠草原＞荒漠,脲酶、过氧化氢酶和蔗糖酶活性表现为荒漠草原＞典型草原＞荒漠.这些研究结果表明：狭叶锦鸡儿灌丛沙堆土壤微生物的数量和组成差异是由土壤营养、气候以及受气候决定的植被差异共同作用的结果;而土壤微生物与土壤酶活性之间的关系较为复杂.     

我国北方温带草地土壤微生物群落组成及其环境影响因素

选择我国北方温带草原中的草甸草原、典型草原、荒漠草原3种类型共13个样点进行调查,对土壤微生物磷脂脂肪酸(phospholipid fatty acids,PLFAs)进行测定。对土壤微生物群落进行无量度多维标定排序(nonmetric multidimensional scaling,NMDS),排序后的样点空间异质性显示3种草原类型微生物群落结构差异明显。结合10种环境因素,对土壤微生物群落组成进行冗余分析,解释率达到79.87%。研究结果表明:土壤含水量、土壤总碳和土壤总氮影响草甸草原土壤微生物群落组成;典型草原土壤微生物群落组成主要受到土壤轻组碳和土壤轻组氮的调节;影响荒漠草原土壤微生物群落组成的因素为年均温和土壤p H值。     

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。     

内蒙古典型草原不同分解状态牛粪中的微生物和酶活性特征

分析了内蒙古典型草原上未腐解、半腐解和腐熟牛粪中的微生物数量、微生物生物量和酶活性特征.结果表明:不同分解状态牛粪中微生物总数的大小次序为腐熟牛粪＞未腐解牛粪＞半腐解牛粪;腐熟牛粪中的细菌数量最高,半腐解牛粪中的真菌数量最高,未腐解牛粪中的放线菌数量最高;微生物生物量碳和氮的质量分数均为半腐解牛粪中最高,微生物生物量磷的质量分数为腐熟牛粪中最高;半腐解牛粪中有较高的纤维素酶和蛋白酶活性,脲酶活性则在未腐解牛粪中最高.这表明不同分解状态牛粪具有不同的微生物和酶活性特征,半腐解牛粪具有较高的碳氮转化活性及纤维素酶和蛋白酶活性,而磷转化活性则在腐熟牛粪中较高.     

峨眉山不同海拔森林土壤微生物和酶活性特征

为了更全面地认识高山土壤生态过程,在四川省峨眉山4个典型植被带分布海拔(3010,2 433,1 575,775 m)上采集土样,测定了不同海拔土壤水温含量,微生物(细菌、真菌、放线菌)数量,微生物生物量(微生物生物量碳和氮)和土壤酶(蔗糖酶、蛋白酶、过氧化氢酶)活性。结果表明,土壤温度和含水量随海拔变化呈现有规律的变化趋势;随着海拔的升高,土壤中细菌数量呈降低的趋势,而土壤蔗糖酶和蛋白酶活性则呈增加的趋势;在 1 575 m 海拔处,土壤真菌数量和放线菌数量显著升高(p<0.05),而微生物生物量含量和过氧化氢酶活性则显著低于其他海拔处(p<0.05);高海拔样地有机质含量即使处于较高水平,但受低温等环境影响仍然呈现较低的微生物数量水平,说明峨眉山高山土壤有机质含量对微生物数量的影响较小,相关性也不明显。该研究结果弥补了峨眉山土壤生态过程研究的不足,也为峨眉山土壤养分循环和植被分布格局提供了理论基础。
     

子午岭次生林恢复演替中土壤微生物量的变化动态

研究子午岭林区次生林演替过程中微生物量和w(微生物量碳)/w(有机碳)的动态.结果表明:随着次生林演替,微生物量变化趋势不明显,土壤有机碳的变化趋势与微生物量的变化趋势相似;微生物量与有机碳高度相关(P《0.01),说明子午岭次生林演替,微生物量与土壤肥力密切相关.次生林演替时间与w(微生物量碳)/w(有机碳)具有显著的相关性(P《0.01),而且w(微生物量碳)/w(有机碳)随着演替时间的延长而提高,由此认为:w(微生物量碳)/w(有机碳)可成为黄土高原次生演替土壤有机碳变化的敏感指标.     

Effect of land use on microbial biomass－C, －N and －P in red soils

Eleven red soils varying in land use and fertility status were used to examine the effect of land useon microbial biomass -C, -N and -P. Microbial biomass-C in the red soils ranged from about 68 rag C/kg to 225 mg C/kg, which is generally lower than that reported from other types of soil, probably because of low or-ganic matter and high acidity in the red soils. Land use had considerable effects on the amounts of soil Cmic.The Cmic was the lowest in eroded fallow land, followed by woodland, tea garden, citrus grove and fallow grassland, and the highest in vegetable and paddy fields. There was significant correlation between Cmic and organic matter content, suggesting that the influence of land use on Cmie is mainly related to the input and ac-cumulation of organic matter. Microbial biomass-N in the soils ranged from 12.1 Nmg/kg to 31.7 Nmg/kg andwas also affected by land use. The change of Nmic with land use was similar to that of Cmic. The microbial C/N ratio ranged from 5.2 to 9.9 and averaged 7.6. The Nmic was significantly correlated with soil total N and available N. Microbial biomass-P in the soils ranged from 4.5 mg P/kg to 52.3 rag P/kg. The microbial C/P ratio was in the range of 4-23. The Pmic was relatively less affected by land use due to differences in fertili-zation practices for various land use systems.     

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...     

不同固沙植物材料对土壤生物活性的影响

在科尔沁地区采集小叶锦鸡儿、樟子松、山竹岩黄芪和差巴嘎蒿这4种22年生固沙群落的土壤样品,对土壤有机C,全N,微生物生物量和主要酶的活性进行了对比研究.土壤按3层取样0~10,10~20,20~30cm.结果表明,4种固沙植物均能明显改善土壤C,N水平,提高微生物生物量,改善土壤酶的活性.尤其是对土壤表层0~10cm的改良效果更加明显.4种材料中,小叶锦鸡儿对土壤生物活性的影响最大,其群落土壤中微生物C,N含量、土壤脲酶、磷酸单酯酶、蛋白酶、脱氢酶的活性均明显高于其他几种植物群落,表现出强大的改善沙土环境的能力,可作为优良的固沙植物材料在当地大面积推广应用.     

不同施肥模式对杨树人工林土壤微生物生物量C、N、P的影响

以江苏东台林场5年生杨树人工林为对象,在2012年6月设置了不同施肥处理(N、P、K复合肥,T1; 有机肥,T2; 生物炭,T3; N、P、K复合肥+生物炭,T4; 有机肥+生物炭,T5; 对照,CK),并在2012年8月至2013年6月期间每2个月1次共进行6次重复土壤取样,研究了不同施肥模式对土壤微生物生物量C、N、P(SMBC、SMBN、SMBP)的影响。结果显示:①5种施肥模式均显著提高了SMBC和SMBN,但对SMBP的影响较小,仅T1处理与对照间达到显著性差异; ②在0～10 cm土层仅T5处理显著降低了SMBC与SMBN的比值,在≥10～25 cm土层各处理SMBC与SMBN的比值均未显著下降,而在≥25～40 cm土层T1、T2、T4和T5处理的SMBC与SMBN的比值均显著下降,表明不同施肥模式对土壤N供应能力的改善作用随土层深度的增加而增加。综合分析表明,T4处理最有利于提高杨树人工林SMBC、SMBN和SMBP的含量,同时有利于提高土壤对植物生长所需有效N的供给,因此T4处理即N、P、K复合肥+生物炭可作为该区域杨树人工林的最佳施肥模式。     

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.     

裸地休闲和春小麦生长条件下土壤微生物量和土壤有机质动态研究

不同作物栽培管理措施对土壤微生物量和土壤有机质对农业持续性耕作的影响非常重要.研究结果表明,各处理间pH、容重和含水量无显著差异.尽管春小麦地的土壤有机碳和微生物碳质量分数比休闲地土壤的高,但是休闲地土壤的全氮、微生物氮、微生物碳的质量分数与有机碳的质量分数的比值与微生物氮与全氮的质量分数却都显著高于春小麦地的.     

新疆草地植被的地上生物量

2004年对新疆地区的草地地上生物量进行了大范围的调查,据此估算了新疆6种主要草地类型的地上生物量密度和总量,并探讨了草地地上生物量与环境因子的关系。结果表明,草原类型中,荒漠草原的地上生物量密度最小 (34.9 g C·m^-2),草甸草原最大 (87.3 g C·m^-2),而典型草原 (53.2 g C·m^-2)和高寒草原 (47.7 g C·m^-2)介于两者之间;草甸类型中,山地草甸 (117.4 g C·m^-2)的地上生物量密度显著高于高寒草甸 (58.1 g C·m^-2)。6种草地的地上生物量总量为14.65 Tg C,约占全国的10%。地上生物量主要集中于高寒草原和高寒草甸,两者占总量的41.7%;其次是典型草原、山地草甸和荒漠草原,分别占19.0%、18.3%和14.6%;草甸草原因分布面积小而使得其地上生物量最小,仅占总量的6.4%。草原和草甸地上生物量的控制因子存在差异：草原地上生物量主要受降水控制,而草甸地上生物量则与温度相关。除受气候影响外,草原地上生物量还与土壤含水率、土壤总氮含量正相关,而草甸地上生物量与土壤含水率、土壤总氮含量均不相关。     

植物固沙工程对土壤生物活性的影响

通过采集半流动沙丘、5年、10年和22年生小叶锦鸡儿人工固沙植被的土壤样品,对各类型土壤的养分状况、微生物和主要土壤酶活性进行对比研究。土壤按5层取样：0～1O,10-20,20-30,30-40,40-50cm。结果表明,采用植物固沙工程固定沙丘后,表层土壤（0-10cm）有机C和全N含量显著增加,同时土壤生物活性也大幅度提高,土壤微生物生物量C和N的含量以及土壤脲酶、蔗糖酶、磷酸单酯酶和多酚氧化酶活性均明显提高。这种改良效应随着年龄增长而逐渐增加。土壤微生物生物量C与土壤总有机C含量,微生物生物量N与土壤全N之间均存在着明显的正相关性。