退田还湖后洞庭湖区土壤颗粒组成和化学特性的变化

土壤质量变化的长期动态监测是评价"退田还湖"工程实施后生态学效应的重要组成部分.选取洞庭湖区3种不同退田还湖模式(自然恢复、种植芦苇和种植杨树)下的典型"双退"区(青山垸、官垸和小集成)为对象,通过与相邻堤垸农田生态系统土壤物理性质和化学性质的比较,揭示退田还湖后土壤生态特征的变化及其成因.研究发现,以种植杨树作为湿地恢复模式的小集成样地促进了粘粒和粉粒的形成,并能快速累积有机质、全磷、全钾;以种植芦苇为恢复方式的官垸样地中,由于经常受洪水影响而使土壤物理性质有向自然生态系统转化的趋势,同时土壤有机质含量有所下降,而全磷含量增加;以恢复自然湖泊为方式的青山垸样地中,土壤物理特性和全量元素含量无明显变化.研究认为优势物种的生物学特性和自然过程的强弱等是造成洞庭湖"退田还湖"系统中土壤颗粒组成和化学性质发生变化的主要原因.     

三江平原湿地不同利用方式对土壤理化性质及团聚体组成的影响

选择三江平原湿地分别垦殖为旱田和水田以及人工林3种利用方式,调查土壤理化性质及团聚体组成的变化。结果表明:不同利用方式下土壤理化性质发生了明显变化。与湿地相比,不同利用方式下土壤水分含量显著降低,而土壤容重显著增加,并且除水田土壤速效磷含量较湿地土壤有所增加外,其他利用方式下全氮、全磷、碱解氮和速效磷含量均有不同程度的降低,特别是旱田和人工林利用方式下的降低幅度明显大于水田;不同利用方式下土壤脲酶、蔗糖酶和过氧化氢酶活性均明显低于湿地,水田利用方式下土壤脲酶、蔗糖酶和过氧化氢酶活性降低幅度明显小于旱田和人工林;除水田利用方式下土壤酸性磷酸酶活性较湿地有所降低外,旱田和人工林利用方式下土壤酸性磷酸酶活性较湿地无显著变化;不同利用方式下土壤总有机碳、微生物量碳、水溶性碳和易氧化碳含量均较湿地有不同程度的降低,除易氧化碳含量外,旱田和人工林利用方式下土壤总有机碳、微生物量碳和水溶性碳含量的降低幅度均显著大于水田;不同利用方式下土壤机械稳定性团聚体组成也发生了明显的变化,水田和旱田利用方式下土壤平均重量直径(MWD)较湿地均有所降低,特别是旱田土壤MWD降低幅度更为明显,但人工林土壤MWD却较湿地有所增加;不同利用方式会显著影响土壤理化性质及土壤团聚体组成,其中水田利用方式对土壤理化性质、有机碳稳定性和土壤团聚体破坏程度明显低于旱田和人工林;而人工林由于受人为扰动较小,对土壤理化性质及结构的影响程度明显小于旱田。     

稻草覆盖、间作三叶草茶园土壤酶活性与养分的关系

通过小区实验,分析了稻草覆盖与间作三叶草后的丘陵茶园土壤过氧化氢酶、脲酶、蔗糖酶、磷酸酶活性变化,并采用相关分析、通径分析、主成分分析探讨了酶活性和土壤养分的关系。结果表明：稻草覆盖与间作三叶草能显著提高丘陵茶园土壤有机质、全N及速效P、速效K含量,间作三叶草明显增加土壤过氧化氢酶、转化酶含量,而稻草覆盖明显增加磷酸酶和脲酶活性。相关分析表明,土壤过氧化氢酶、脲酶、蔗糖酶、磷酸酶均与全氮、有机质、速效N呈极显著或显著正相关。通径分析表明,与4种酶关系最直接的是有机质或全N。主成分分析表明,土壤过氧化氢酶、脲酶、蔗糖酶、磷酸酶活性在第1主成分内的权重分别为0.842、0.937、0.873和0.847,可见,过氧化氢酶、脲酶、蔗糖酶、磷酸酶活性可用于评价丘陵茶园土壤C、N肥力。     

洞庭湖湿地土壤环境及其对退田还湖方式的响应

土壤物理、化学和生物学特性是构成土壤环境的主要组分,综合影响湿地生态系统的调蓄功能和演替恢复。本文以农田（水田和旱地）和自然湿地系统（苔草地和芦苇地）为对照,以3种退田还湖生态系统（种植杨树、芦苇和自然恢复）为研究对象,采用主成分和聚类分析,探索湿地土壤总体环境与生态系统演替过程的相关性。研究结果表明,土壤总体环境与生态系统恢复有很好的一致性。退田还湖为自然水域后,土壤环境的恢复接近于自然湿地系统,在3种退田还湖方式中恢复最好;杨树林地对土壤环境的恢复效果优于人工芦苇地,在一定程度上对湿地土壤环境有所改善,特别是对土壤有机质积累、土壤粘粒形成等过程的改善,但是其土壤环境与苔草等自然湿地发育的土壤仍然有较大差异;因子重要性分析表明水文情势是控制湿地土壤环境恢复的决定性因素,其次是人类干扰强度和方式。     

增温对青藏高原高寒沼泽草甸不同时期土壤酶活性的影响

为研究青藏高原多年冻土区土壤酶活性对气候变暖的响应特征,选择北麓河地区高寒沼泽草甸为研究对象,利用开顶式生长室(OTC)进行模拟增温试验,在7月份、12月份分别对增温和对照样地土壤进行分层取样,并对不同深度土壤脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶和磷酸酶的活性进行分析测定。结果表明:在夏季7月份,增温作用下近地表月平均气温升高4.55℃,不同深度的土壤脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶和磷酸酶活性均有降低趋势,但未达到显著水平(P>0.05)。土壤蔗糖酶活性与土壤水分和根系生物量呈显著相关关系;在冬季12月份,增温作用下近地表月平均温度升高6.64℃,不同深度的土壤脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶和磷酸酶活性均有所提高,且在20—50 cm深度的土壤蔗糖酶和磷酸酶活性和40—50cm深度的土壤脲酶和过氧化氢酶活性变化均达到显著水平(P<0.05)。四种土壤酶活性与土壤温度和水分均呈显著相关关系。在深度变化上,夏季增温样地四种土壤酶活性总体随土层深度增加而降低,而冬季随土层深度增加而显著升高(P<0.05)。增温处理下,不同土层深度冬季四种土壤酶的活性总体均大于夏季,且在40—50 cm深度上差异显...     

黄土高原沟壑区土壤酶活性对植被恢复的响应

结合野外调查与室内分析,研究了黄土高原沟壑区小流域自然坡面和不同植被恢复条件下剖面土壤酶活性的分布特征,以及土壤酶活性对植被恢复的响应.结果表明:黄土高原沟壑区小流域坡地土壤的脲酶、蔗糖酶和碱性磷酸酶活性为高度变异指标,过氧化氢酶活性则为弱变异指标.土壤剖面酶活性受植被恢复措施的显著影响,随土层的加深,土壤脲酶、蔗糖酶和碱性磷酸酶活性逐渐降低,过氧化氢酶活性升高.3种水解酶活性之间呈显著正相关,并与土壤物理性质显著负相关,与土壤化学性质显著正相关;过氧化氢酶活性除与含水量和pH正相关外,与其他理化性质呈负相关.土壤水解酶类可以敏感指示植被恢复的土壤效应,植被恢复措施可以改善表层和深层土壤的生物学性质.     

退田还湖对洞庭湖湿地鸟类的影响

对洞庭湖湿地退田还湖前后湿地鸟类群落结构进行对比分析,阐述了湿地鸟类群落结构的变化趋势.洞庭湖湿地鸟类群落结构的变化表明,鸟类的数量在退田还湖后明显上升,与1992年洞庭湖湿地鸟类名录相比增加2目16科174种,尤其是雁鸭类、鹬鹆类、隼类和鸣禽的种数增加迅速.优势种退田还湖前只有32种,退田还湖后增加到74种.不同的湖区因生态环境异质性,退田还湖前后鸟类的群落结构也有差异.在记录的312种鸟类中,其中东洞庭湖分布有297种,南洞庭湖164种,西洞庭湖217种,共有鸟类138种,东洞庭湖特有鸟类较多(48种).经调查,退田还湖(垸)区鸟类群落结构变化更为明显,青山垸分布13目33科77种,西畔山洲垸分布8目20科37种,两垸共有鸟种33种,青山垸特有鸟类有41种,西畔山洲垸5种.     

秦岭地区华北落叶松人工林地土壤养分和酶活性变化

以秦岭地区不同林龄(5年生、10年生、20年生、30年生和40年生)华北落叶松人工林为研究对象,采用野外调查采样和室内分析相结合的方法,研究了不同林龄华北落叶松人工林地土壤剖面p H值、有机质养分和酶活性的变化。结果表明:土壤p H值随着林龄有降低趋势,随着土层深度的增加有升高趋势。土壤有机质和土壤速效氮、速效磷和速效钾在近熟龄期显著高于幼龄期。土壤中的磷酸酶、脲酶、蔗糖酶和过氧化氢酶活性随着林龄都呈"高—低—高"的趋势,幼龄期的土壤蔗糖酶活性显著高于近熟龄的,而磷酸酶、脲酶和过氧化氢酶活性是近熟龄期的显著高于中幼龄。土壤速效养分和酶活性都随着土层深度的增加有显著的降低。相关分析表明磷酸酶活性与有机质、速效氮、速效磷、速效钾和脲酶活性呈极显著的正相关性(P0.01),脲酶与有机质、速效氮和速效钾呈极显著正相关。蔗糖酶与过氧化氢酶活性显著负相关(P0.05),与p H值有一定的正相关性。秦岭地区华北落叶松人工林进入近熟林之后土壤肥力有一定的恢复,而在中幼龄阶段土壤养分比较缺乏,尤其是氮磷。     

风沙区柠条沙堆土壤有机质及酶活性特征研究

为探索柠条(Caragana korshinskii)沙堆土壤有机质及土壤酶活性的空间异质性,选取不同大小的柠条沙堆,对其顶部、中部及底部的有机质含量、土壤酶活性变化情况进行分析研究。结果显示:(1)土壤pH值及含水量与柠条灌丛沙堆的大小没有明显的规律,在沙堆不同部位之间差异不显著;土壤有机质随沙堆的增大而减少,且10~20cm土层沙堆顶部的有机质含量显著高于中部和底部。(2)土壤脲酶与蔗糖酶活性随沙堆的增大而降低,磷酸酶与过氧化氢酶活性随沙堆的增大表现为先升高后降低,4种土壤酶活性基本上由沙堆的顶部向底部递减,随着土壤深度的增加,土壤酶活性显著降低。(3)沙堆的大小、土壤pH值及土壤含水量与蔗糖酶活性均存在显著负相关关系,与磷酸酶活性之间存在极显著负相关关系;土壤有机质含量与过氧化氢酶活性之间无明显相关性,与其他3种酶活性之间呈极显著正相关关系。研究表明,柠条能够改善沙堆上的土壤养分,提高土壤酶活性,对荒漠区退化土壤具有改善作用,但随着沙堆的发育这种作用逐渐降低。     

苏北大丰生态工程区两种植物群落土壤酶活性比较

土壤酶在土壤生态系统的物质循环和能量流动方面扮演着重要的角色.研究了大丰海滨湿地中实施微地貌水文饰变生态工程后的芦苇群落和互花米草群落土壤磷酸酶、脲酶和过氧化氢酶的季节变化动态,并对两种群落的3种土壤酶活性与各理化因子之间作了相关性分析,结果表明:(1)芦苇群落和互花米草群落土壤中磷酸酶活性季节变化动态均为单峰型曲线,过氧化氢酶活性均为单谷型曲线,最大值和最小值都出现在夏季(8月份),土壤脲酶活性季节变化规律不明显.(2)相关分析表明,互花米草群落土壤磷酸酶活性与土壤含盐量、植物生物量显著相关,而其过氧化氢酶活性与二者呈显著负相关;芦苇群落土壤磷酸酶活性与有机质和速效磷含量呈显著正相关,过氧化氢酶活性则与二者均呈显著负相关.此外,两种群落中的土壤脲酶活性与所测土壤理化因子均无明显相关关系.(3)两种植物群落中土壤酶活性受土壤理化因子的共同影响.通径分析表明,在互花米草群落中,各因子对磷酸酶活性的影响程度依次为:土壤含盐量＞速效钾＞速效磷＞有机质＞铵态氮;对脲酶活性的影响程度依次为:有机质＞速效钾＞速效磷＞土壤含盐量＞铵态氮;对过氧化氢酶活性的影响程度为:速效钾＞土壤含盐量＞有机质＞速效磷＞铵态氮.在芦苇群落中,各因子对磷酸酶活性的影响程度依次为:速效磷＞土壤含盐量＞有机质＞铵态氮＞速效钾;对脲酶活性的影响程度依次为:有机质＞速效钾＞土壤含盐量＞铵态氮＞速效磷;对过氧化氢酶活性的影响程度为:铵态氮＞速效钾＞土壤含盐量＞速效磷＞有机质.(4)微地貌水文饰变生态工程在一定程度上改良了土壤,有利于实现芦苇对互花米草的替代.     

玉米 线辣椒套作系统中土壤养分与根际土壤微生物、酶活性的关系

采用玉米单作、线辣椒单作、玉米-线辣椒套作3种栽培模式,并在玉米-线辣椒套作的种间根部设3种不同隔离处理（膜隔、网隔和无隔）,研究了玉米-线辣椒套作系统中土壤生物因子与土壤养分的关系．结果表明：玉米-线辣椒套作具有明显优势;与两作物单作和玉米-线辣椒套作种间根区膜隔处理相比,玉米-线辣椒根区无隔和网隔处理复合群体中两作物根际土壤酶活性、微生物数量、土壤养分均显著提高;除有效镁与真菌种群数量、过氧化氢酶活性呈负相关外,其余速效养分与各生物因子均呈显著或极显著正相关．通径分析表明,该系统中促进有机质累积的主要生物因素是脲酶、过氧化氢酶、细菌和蛋白酶,蔗糖酶是影响碱解氮的最主要因子,脲酶是影响有效磷的最主要因子,细菌是影响有效钾的最主要因子,碱性磷酸酶、真菌只是选择性地对有机质的累积和氮、磷、钾有效养分的形成起作用,放线菌对土壤养分的直接作用系数为负,对土壤养分形成的作用较小．     

自然演替过程中铜尾矿土壤酶活性的变化

铜陵矿区堆放了大量不同时期的铜尾矿,形成大量铜尾矿废弃地,其中的大部分铜尾矿废弃地处于自然生态恢复状态。并形成典型的原生演替系列。为探讨废弃地自然生态恢复中不同演替阶段植物群落变化与土壤酶活性变化的关系,对铜陵3处不同时期弃置的尾矿废弃地进行了调查。随着自然生态系统演替的进行,尾矿中土壤酶活性逐步提高,维管植物群落下尾矿中土壤酶活性〉隐花植物结皮下尾矿中土壤酶活性〉裸地处土壤酶活性;位于植物群落下的尾矿废弃地中脲酶、碱性磷酸酶、过氧化氢酶的活性从表层至下层逐渐降低。不同植物群落对尾矿中土壤酶活性影响有很大差异,位于木贼群落下的尾矿中几种土壤酶的活性高于位于白茅群落和中华结缕草群落下的尾矿中酶的活性。相关分析表明,土壤酶活性与有机质、总N表现出显著的正相关。     

不同土地管理方式对黑土土壤微生物量碳和酶活性的影响

在中国科学院海伦农业生态实验站长期定位试验区,对比研究了黑土自然恢复、休闲裸地和种植作物3种管理方式对0～10、20～30和40～50cm深度土壤的微生物量碳和脲酶、磷酸酶、过氧化氢酶和转化酶活性的影响．结果表明：0～10cm表层土壤的微生物量碳和土壤酶活性均表现为自然恢复〉种植作物〉休闲裸地处理,而20～30cm和40～50cm深度土壤的微生物量碳和土壤酶活性虽也存在差异,但不如表层土壤变化显著．自然恢复和种植作物处理的土壤微生物量碳和土壤酶活性均随土层深度增加而降低,而休闲裸地处理的土壤微生物量碳和脲酶、磷酸酶、过氧化氢酶活性却以20～30cm土层为高．相关分析表明,土壤全碳和全氮、土壤全碳和微生物量碳、土壤微生物量碳和4种土壤酶活性之间都存在极显著的正相关关系．土壤酶活性和土壤微生物量碳两项指标表明在自然恢复条件下黑土土壤质量较好．     

艾比湖湿地典型植物群落土壤酶活性季节变化特征

对艾比湖湿地典型芦苇和柽柳群落土壤过氧化氢酶、磷酸酶和脲酶及其影响因素进行了分析.结果表明: 在植物不同的生长期,土壤酶活性具有明显的季节变化特征,芦苇群落土壤过氧化氢酶、磷酸酶和脲酶峰值均出现在生长旺盛期(3.26、0.60、0.33 mg·g^-1),谷值出现在萌芽期和展叶期,而柽柳群落的峰值出现在枯黄期(6.33、0.58、0.21 mg·g^-1),谷值出现在开花期和生长旺盛期;脲酶在不同生长期较为稳定,是湿地土壤酶活性差异的指示指标;芦苇和柽柳群落不同生长期土壤酶活性与土壤有机质和全磷含量呈显著正相关,而与土壤含水量的相关性不显著;芦苇群落迅速生长期土壤酶活性与土壤铵态氮呈显著正相关;两种植物群落土壤盐分与酶活性的相关性不显著.芦苇和柽柳群落不同生长期土壤酶活性受多因素的共同影响,土壤有机质和水热因子是影响艾比湖高盐湖泊湿地土壤酶活性的主导因子.     

科尔沁沙质草地沙漠化过程中土壤生物活性的变化

选择相邻地段的固定沙丘、半固定沙丘和流动沙丘为对象,研究了科尔沁西部沙质草地沙漠化过程中土壤微生物量、土壤酶活性和土壤养分的变化特征以及三者之间的相关关系.结果表明:土壤养分含量、土壤酶活性和微生物量均随土壤深度的增加而逐渐降低;沙漠化过程中土壤养分严重丧失,土壤微生物量碳、氮、磷,以及土壤脲酶、蛋白酶、蔗糖酶、磷酸单酯酶、脱氢酶、多酚氧化酶和硝酸还原酶的活性均随沙漠化程度的加剧而大幅度下降;土壤生物活性对土壤沙漠化比较敏感,在固定沙丘到半固定沙丘的转化过程中土壤生物活性下降最快;土壤微生物量、土壤酶活性以及土壤养分之间均存在显著的相关关系.     

十万大山地区典型次生阔叶林土壤微生物数量及酶活性的季节动态

为了评价广西十万大山南麓次生阔叶林土壤质量的变化,该研究以广西十万大山南麓典型季雨林中的次生阔叶林土壤为对象,采用实地调查与实验分析相结合的方法,对其土壤微生物数量和土壤蔗糖酶、脲酶、磷酸酶、过氧化氢酶的季节动态规律进行研究。结果表明:土壤过氧化氢酶、脲酶、蔗糖酶和酸性磷酸酶在垂直分布上均表现为0~10 cm土层高于10~20、20~30 cm土层,差异显著(P0.05);随季节性水热状况的变化,各种土壤酶活性有明显的季节性变化,其中0~10、10~20和20~30 cm土层中过氧化氢酶活性呈双峰模式,高峰出现在春季和秋季;土壤脲酶、酸性磷酸酶活性均呈单峰模式,高峰均出现在夏季;而蔗糖酶活性呈现秋季夏季春季冬季趋势。土壤细菌、放线菌和真菌含量均随着土壤深度的增加而减小,差异显著(P0.05);细菌、放线菌和真菌数量的季节变化大小顺序呈夏季秋季春季冬季的变化趋势。相对于旱季,在十万大山南麓地区,典型次生阔叶林土壤微生物数量及酶活性季节性变化对高温多降水的雨季响应更明显。     

长期施肥对设施菜田土壤酶活性及土壤理化性状的影响

利用沈阳农业大学蔬菜长期定位施肥试验田,研究了长期施肥对设施菜田土壤酶活性及土壤理化性状的影响.结果表明:长期施用有机肥或有机肥与氮肥配合施用可明显提高土壤有机质和氮、磷、钾养分含量,改善土壤物理性状,增强土壤转化酶、脲酶和中性磷酸酶的活性;而长期单施氮肥造成土壤pH值和土壤酶活性降低.土壤酶活性与土壤养分因子的相关分析表明,转化酶活性与土壤有机质、全磷含量呈显著正相关;脲酶活性与土壤有机质、全磷和速效钾含量呈极显著正相关,与碱解氮和速效磷含量呈显著正相关;中性磷酸酶活性与土壤有机质、全磷和速效钾含量呈显著正相关;脱氢酶活性与土壤各养分因子均无明显相关性.