咸水滴灌下塔里木沙漠公路防护林土壤生化作用强度及微生物生态特征

土壤生化作用强度是表征土壤生物学活性的重要指标。选择传统研究方法,从氨化作用、硝化作用、固氮作用、纤维素分解、呼吸作用以及酶活性6个方面,揭示了咸水滴灌下塔里木沙漠公路防护林地土壤生化作用强度的分异规律。结果表明,(1)随防护林定植年限的增大,土壤氨化作用、固氮作用、纤维素分解和呼吸作用的强度均明显增强,其中氨化作用和呼吸作用变化尤为明显;而硝化作用强度有所减弱。(2)0—50 cm土体内,随土壤深度增大,生化作用强度提高,氨化作用、硝化作用、固氮作用、纤维素分解和呼吸作用强度的垂直差异均达极显著水平(FF0.01)。(3)随防护林定植年限的增大,不同土壤酶活性的变化各异,其中,过氧化氢酶活性显著增大(FF0.01),纤维素酶和蔗糖酶的活性明显提高(FF0.05),而蛋白酶、磷酸酶和脲酶的活性变化不大(FF0.05)。(4)回归分析表明,不同生化强度因子与土壤环境因子的最优回归方程不同,但决定系数均大于0.95;全盐、全氮和速效氮进入了所有回归方程,是决定塔里木沙漠公路防护林地土壤生化强度的关键土壤环境因子。因此,咸水滴灌条件下,塔克拉玛干沙漠腹地防护林土壤生化作用强度不断提高的趋势,这对于防护林工程的科学管理有重要指示意义。     

恩诺沙星残留对土壤微生物功能的影响

研究了恩诺沙星残留对土壤呼吸作用、纤维分解作用、氨化作用、硝化作用的影响 ,结果表明 ,相对较低浓度恩诺沙星残留(0 .0 1μg/ g土 ,0 .1μg/ g土 )刺激土壤呼吸作用 ,相对较高浓度恩诺沙星残留 (1μg/ g土 )对土壤呼吸作用产生抑制 ,药物作用活性维持期为 6 d;恩诺沙星残留对土壤纤维分解作用影响较不明显 ;较低浓度恩诺沙星残留 (0 .0 1μg/ g土 ,0 .1μg/ g土 )对土壤氨化作用有刺激作用 ,而较高浓度恩诺沙星残留 (1μg/ g土 ,10μg/ g土 )则会对其起抑制作用 ,药物作用活性期为 9d;不同浓度恩诺沙星对土壤硝化作用影响极其显著 ,当恩诺沙星浓度达到 1μg/ ml时 ,在 3～ 9d内 ,对土壤硝化作用有一定抑制作用。当恩诺沙星浓度达到 10μg/ ml时 ,强烈抑制了土壤硝化作用 ,直到本试验结束时 ,其抑制作用未见减弱。结果表明恩诺沙星残留影响了土壤微生物这些功能 ,因而可能影响到土壤特性和土壤中一些生态过程     

发酵肥与秸杆还田对土壤呼吸,固氮与反硝化作用的影响

土壤中施入不发酵新鲜粪肥时反硝化作用增强,固氮活性明显减弱;当施入发酵肥时反硝化作用较弱,而固氮活性比不发酵肥强。在施发酵肥基础上再进行秸秆还田,土壤呼吸作用增强,反硝化作用进一步减弱,固氮活性提高。在秸秆还田时喷雾接种木霉（Ｔｒｉｃｈｏｄｅｒｍａｋｏｎｉｎｇｉ）４５８—２与固氮菌（Ａｚ．ｖｉｎｅｌａｎｄｉｉ）２３０提高了土壤固氮活性。     

红松阔叶混交林凋落叶、土壤动物、土壤的微量元素含量

对小兴安岭凉水国家自然保护区红松阔叶混交林的凋落叶、土壤动物、土壤中微量元素含量进行了分析.结果表明, 3种微量元素在凋落叶、土壤动物和土壤中含量排序均为Mn＞Zn＞Cu.不同环境组分中的微量元素含量不同.其中,Mn的含量为土壤＞凋落叶＞土壤动物;Zn的含量为土壤动物＞凋落叶、土壤;Cu的含量为土壤动物＞土壤＞凋落叶.阔叶凋落叶中微量元素变化幅度大于针叶凋落叶.不同土壤动物对不同元素的富集能力不同,蚯蚓体内Mn含量最高,蜈蚣体内Zn含量最高,而马陆体内Cu含量最高.土壤动物体内微量元素的含量均与环境本底值、凋落物分解速度、土壤动物食性以及对微量元素的选择性吸收和富集作用等有关.3种微量元素在土壤中的含量均是土壤层(5～20 cm)大于腐殖质层(0～5 cm),不同土层中微量元素的动态变化不同.     

林缘和荒草坡不同草本层盖度小生境中积雪草的等级可塑性

为研究克隆植物在不同生境中对小生境的利用能力和对不同尺度异质性生境的等级可塑性及其格局差异,比较了林缘和荒草坡不同草本层盖度小生境中积雪草(Centella asiatica)分株种群、克隆片段和叶水平的形态和生理特征。在分株种群水平,林缘和荒草坡积雪草被测的分株种群特征差异均不显著,不同草本层盖度小生境间积雪草根冠比差异显著,即在盖度小的小生境中其根冠比显著大于盖度大的小生境。在克隆片段水平,林缘和荒草坡生境显著影响积雪草的根干重、花果干重、一级匍匐茎节间长和总匍匐茎节间长,而不同草本层盖度小生境则显著影响花果干重、根冠比、一级匍匐茎数、二级匍匐茎节间长和总匍匐茎节间长。荒草坡积雪草拥有更大的根干重和花果干重,但一级匍匐茎节间长和总匍匐茎节间长较短。草本层盖度小的小生境中积雪草的根冠比和一级匍匐茎数显著高于盖度大的小生境,而花果干重、二级匍匐茎节间长和总匍匐茎节间长则相反。在叶水平,荒草坡和草本层盖度大的小生境中,积雪草的叶片长、叶片宽和叶面积都较大,而草本层盖度大的小生境中积雪草叶柄长和比叶柄长都显著大于盖度小的小生境;林缘和荒草坡生境与不同草本层盖度小生境对4个叶绿素指标影响均不显著,林缘和荒草坡生境与不同草本层盖度小生境的交互作用对所有测量特征均无显著影响。上述结果表明,积雪草对不同生境和有草本层盖度差异的小生境的反应存在等级可塑性,但是二者的等级差异格局不同;等级反应格局的差异反映出积雪草对不同生境条件有不同的生态适应对策,且对生境小尺度异质性的可塑性强于对大尺度异质性的可塑性。     

南亚热带赤红壤地区不同人工林下的土壤微生物特性

对南亚热带赤红壤地区、广州市花县不同薪材用材林型下土壤微生物特性研究表明,不同林型下的年均土壤微生物（主要是细菌、真菌和放线菌）总量由高到低依次为：混交林＞豆科纯林＞纯桉树林＞裸露生荒地。大叶相思与按树混交林地土壤具有较高的纤维素酶和转化酶活性,而豆科纯林土壤中则有较高的脲酶、蛋白酶和触酶活性。土壤的呼吸作用强度以马占相思纯林及其混交林为高,纯桉树林较低。经过五年垦荒造林后,土壤中的微生态环境有很大改善,这种变化由地下微生物特性和地面上林木的生物量充分反映出来,而未开垦生荒地土壤微生物数量和生物化学活性则仍处于低水平的衰退状态。     

红壤茶树根层土壤基础呼吸作用和酶活性

对不同树龄茶树根层土壤的呼吸作用(包括代谢熵qCO2)和土壤酶(脲酶、转化酶和酸性磷酸单酯酶)活性进行了研究、不同树龄茶树根层土壤日基础呼吸作用强度(36．23—58．52mg·kg^-1·d^-1)和日代谢墒(0．30一0．68)都以40和90年茶树较为接近,分别显著大于和小于10年树龄茶树根层土壤;服酶活性(41．48—47、72mg·kg^-1·d^-1)则三者间差异不大,虽然随树龄增长而下降;转化酶活性(189．29—363．40mg·kg^-1·d^-1)也随树龄增长而下降,并且10年茶树根层土壤显著大于40和90年树龄茶树;而酸性磷酸单酯酶活性(444．22—828．32mg·kg^-1·d^-1)相反,随树龄增长而增强．结果表明,土壤基础呼吸作用、代谢熵和3种土壤酶活性都与茶树树龄、土壤pH、土壤有机碳、土壤全氮、土壤可活性酚总量、及土壤微生物生物量密切相关．     

黄土性土壤剖面不同层次N2O浓度的原位监测

用土壤探头法对黄土性土壤玉米-小麦轮作体系下不同剖面层次N2O浓度变化进行了3a的田间原位监测.结果证实了黄土性土壤深层反硝化作用的存在,且N2O浓度有着明显的时间和空间变异.表现为N2O浓度受土壤气候条件(温度和降水)和生产管理措施的影响,丰水年明显高于亏水年;在降水或灌溉后出现瞬时N2O浓度峰.由于小麦和玉米生长特点和作物生长季气侯特点的差异,玉米生长季土壤剖面各层N2O浓度显著高于小麦生长期土壤剖面各层的浓度.统计分析结果表明:土壤剖面中不同土层N2O浓度的变化对照处理为60cm ≈ 90cm ≈150cm＞ 30cm＞ 10cm,而施肥处理为60cm > 90cm ≈150cm＞ 30cm＞ 10cm.深层土壤N2O的主要来源是土壤的反硝化作用,施肥显著地增加各土壤层次N2O的产生量.     

川西高寒生态系统不同海拔土壤动物对冬季凋落叶腐殖化过程的影响

凋落叶在冬季的腐殖化过程是高寒生态系统土壤有机质形成和碳固定的重要阶段,并可能受到严酷冻结环境下仍具有一定活性的土壤动物的影响,但缺乏必要的关注。因此,以川西高山峡谷区海拔3000、3600、4000m的高寒森林和草甸典型凋落叶为研究对象,采用不同孔径大小的凋落物网袋去除土壤动物的方法,根据凋落叶的自然腐解过程,于2013年11月—2014年4月研究了不同冻融时期(冻结前期、深冻期、融化期)土壤动物对凋落叶腐殖化过程的作用。结果表明:通过对色调系数(Δlog K)和光密度值(E_4/E_6)值的分析,在高寒生态系统中,冬季随着温度的降低土壤动物促进了凋落叶的腐殖化,而随着温度的升高土壤动物抑制了凋落叶的腐殖化。深冻期土壤动物对海拔3000m的森林凋落叶腐殖化过程具有显著促进作用;在冻结前期土壤动物对海拔3600m森林凋落叶腐殖化过程具有显著促进作用;而融化期土壤动物对海拔4000m的草甸凋落叶腐殖化过程具有显著的抑制作用;其他海拔和时期没有显著影响。冻结初期土壤动物对凋落叶的腐殖化速率的作用高于深冻期和融化期,腐殖化度在深冻期达到最大值。这些结果表明气候变化情景下冬季变暖可能导致土壤动物抑制凋落物腐殖化,减少凋落物向土壤有机质的转化。     

库拉索芦荟几项生理生化参数的测定

对库拉索芦荟几项生理生化参数进行了测定。结果表明,库拉索芦荟植株不同叶位过氧化物酶(POD)活性交化呈直线递增．其中以7—9＞4—6＞1—3;不同产地植株花粉活性酶类含量差异程度以Ⅱ(1679．76)＞Ⅰ(1602．84)＞Ⅰ(1557．26),组分量位差异显著(S,P＜0．01),AST＞＞ALT＞GPT＞B——HBDH＞LDH;花器不同部位4种化学元素含量差异悬殊,以K(34．84)＞Na(31．08)＞P(6．35)＞Ca(0．007);不同产地植株芦荟总甙层析图谱,斑(点)色变化明显,这与生境不同相关。     

川西亚高山不同森林类型土壤呼吸和总硝化速率的季节动态

川西亚高山原始林及其采伐后通过不同恢复措施形成的不同类型森林土壤呼吸和总硝化速率的对比分析及其耦合关系的研究相对匮乏。采用气压过程分离系统(Ba PS)技术研究了川西亚高山岷江冷杉原始林及其砍伐后恢复的粗枝云杉阔叶林、红桦-岷江冷杉天然次生林和粗枝云杉人工林土壤呼吸和总硝化速率的季节动态及其影响因素。结果表明:生长季内平均土壤呼吸速率和总硝化速率分别以粗枝云杉阔叶林和粗枝云杉人工林较高,均以岷江冷杉原始林较低。土壤呼吸和总硝化速率在生长季内具有明显的季节动态,呈以7月份最高的单峰趋势。土壤呼吸和总硝化速率与土壤温度显著相关,而与土壤水分相关性不显著,表明土壤温度是调控呼吸和总硝化作用季节动态的主要因子。土壤呼吸的温度敏感性(Q_(10))介于2.59—4.71,以岷江冷杉原始林最高,表明高海拔的岷江冷杉原始林可能更易受到气候变化的影响。林型间土壤呼吸和总硝化速率主要受凋落物量、p H和有机质的影响。不同林型间土壤呼吸和总硝化速率显著正相关,表明土壤呼吸和总硝化速率存在耦合关系。     

三峡库区马尾松林土壤-凋落物层酶活性对凋落物分解的影响

凋落物的彻底降解是在凋落物和土壤酶系统的综合作用下完成,酶活性的提高有利于凋落物-土壤有机物质的分解和养分释放。通过对三峡库区30年生马尾松林凋落物分解、凋落物-土壤层酶活性季节动态及其对分解的影响进行研究,结果表明:30年生马尾松林凋落物经过540 d的分解后干重剩余率是59.80%;凋落物层酶活性季节动态明显,氧化还原酶活性均是11月最低,3月最高;土壤过氧化物酶活性季节变化显著且均是11月最低,多酚氧化酶活性9月较高,而过氧化物酶活性则是6月较高。马尾松林凋落物层酶活性与土壤层酶活性差异较大,且水解酶活性差异较氧化还原酶活性差异大,凋落物层脲酶活性、纤维素酶活性和蔗糖酶活性11月、6月、9月分别是0—5 cm土壤层的6.33倍、3.24倍、10.29倍,68.14倍、16.16倍、24.81倍,25.07倍、31.88倍、29.20倍。凋落物分解速率均与土壤、凋落物层氧化还原酶活性呈极显著"S"形曲线,与凋落物层水解酶活性呈二次函数关系,与土壤层水解酶均呈极显著的线性关系。凋落物质量能引起凋落物-土壤层酶活性变化,酶活性的改变反过来影响凋落物的分解,因此,凋落物-土壤层酶活性差异与凋落物分解阶段和对共同影响因素(凋落物质量、土壤温度、水分含量和土壤养分等)的敏感性不同有关,凋落物-土壤层酶的相互作用共同影响森林生态系统的物质循环和养分循环过程。     

寒温带岛状林沼泽土壤呼吸速率和季节变化

2011年生长季内利用静态箱-气相色谱法,研究了寒温带典型湿地白桦(Betula platyphylla)岛状林沼泽、兴安落叶松(Larix gmelinii)岛状林沼泽土壤呼吸速率的季节动态及其主要环境因子,利用壕沟隔断法对土壤呼吸各组分间的差异进行研究。结果表明:生长季白桦和兴安落叶松岛状林沼泽土壤呼吸速率具有明显的季节性规律,土壤呼吸总速率分别为368.60和312.46 mg m-2h-1,异养呼吸速率分别为300.57和215.70 mg m-2h-1,占土壤呼吸总速率的81.5%和69.0%;自养呼吸速率为68.03和96.76 mg m-2h-1,占土壤呼吸总速率的18.5%和31.0%。不同处理条件下的土壤呼吸在季节变化上表现基本一致,高峰期都发生在夏季;土壤呼吸与温度呈极显著相关性,但与土壤湿度的相关性较差。生长季白桦和兴安落叶松岛状林沼泽土壤呼吸总量分别为12.64和10.61 t/hm2。     

土壤温度和水分对长白山不同森林类型土壤呼吸的影响

在实验室条件下,将不同含水量的3种森林类型的土柱分别置于0、5、15、25和35℃条件下,进行土壤呼吸测定．结果表明,在0～35℃范围内。土壤呼吸速率与温度呈正相关．在一定含水量范围内(0．21～0．37kg·kg^-1),土壤呼吸随含水量的增加而升高,当含水量超出该范围,土壤呼吸速率则随含水量的变化而降低．土壤温度和水分对土壤呼吸作用存在明显的交互作用．不同森林类型土壤呼吸作用强弱存在显著差异,大小顺序为阔叶红松林>岳桦林>云冷杉暗针叶林．阔叶红松林土壤呼吸作用的最佳条件是土壤温度35℃、含水量0．37kg·kg^-1;云冷杉暗针叶林下的山地棕色针叶林土壤呼吸作用的最佳条件是25℃、0．21kg·kg^-1;岳桦林土壤呼吸作用的最佳条件是35℃、含水量0．37kg·kg^-1。但是．由于长白山阔叶红松林、云冷杉林和岳桦林处在不同的海拔带上,同期不同森林类型土壤温度各不相同,相差4～5℃,所以野外所测的同期山地棕色针叶林土呼吸速率应低于暗棕色森林土呼吸速率,山地生草森林土呼吸速率应高于山地棕色针叶林土的呼吸速率．     

Rates of Litter Decomposition and Soil Respiration in Relation to Soil Temperature and Water in Different-Aged Pinus massoniana Forests in the Three Gorges Reservoir Area,China

To better understand the soil carbon dynamics and cycling in terrestrial ecosystems in response to environmental changes, we studied soil respiration, litter decomposition, and their relations to soil temperature and soil water content for 18-months (Aug. 2010–Jan. 2012) in three different-aged Pinus massoniana forests in the Three Gorges Reservoir Area, China. Across the experimental period, the mean total soil respiration and litter respiration were 1.94 and 0.81, 2.00 and 0.60, 2.19 and 0.71 µmol CO₂ m⁻² s⁻¹, and the litter dry mass remaining was 57.6%, 56.2% and 61.3% in the 20-, 30-, and 46-year-old forests, respectively. We found that the temporal variations of soil respiration and litter decomposition rates can be well explained by soil temperature at 5 cm depth. Both the total soil respiration and litter respiration were significantly positively correlated with the litter decomposition rates. The mean contribution of the litter respiration to the total soil respiration was 31.0%–45.9% for the three different-aged forests. The present study found that the total soil respiration was not significantly affected by forest age when P. masonniana stands exceed a certain age (e.g. >20 years old), but it increased significantly with increased soil temperature. Hence, forest management strategies need to protect the understory vegetation to limit soil warming, in order to reduce the CO₂ emission under the currently rapid global warming. The contribution of litter decomposition to the total soil respiration varies across spatial and temporal scales. This indicates the need for separate consideration of soil and litter respiration when assessing the climate impacts on forest carbon cycling.     

Influence of habitat,litter type,and soil invertebrates on leaf-litter decomposition in a fragmented Amazonian landscape

Amazonian forest fragments and second-growth forests often differ substantially from undisturbed forests in their microclimate, plant-species composition, and soil fauna. To determine if these changes could affect litter decomposition, we quantified the mass loss of two contrasting leaf-litter mixtures, in the presence or absence of soil macroinvertebrates, and in three forest habitats. Leaf-litter decomposition rates in second-growth forests (>10 years old) and in fragment edges (<100 m from the edge) did not differ from that in the forest interior (>250 m from the edges of primary forests). In all three habitats, experimental exclusion of soil invertebrates resulted in slower decomposition rates. Faunal-exclosure effects were stronger for litter of the primary forest, composed mostly of leaves of old-growth trees, than for litter of second-growth forests, which was dominated by leaves of successional species. The latter had a significantly lower initial concentration of N, higher C:N and lignin:N ratios, and decomposed at a slower rate than did litter from forest interiors. Our results indicate that land-cover changes in Amazonia affect decomposition mainly through changes in plant species composition, which in turn affect litter quality. Similar effects may occur on fragment edges, particularly on very disturbed edges, where successional trees become dominant. The drier microclimatic conditions in fragment edges and second-growth forests (>10 years old) did not appear to inhibit decomposition. Finally, although soil invertebrates play a key role in leaf-litter decomposition, we found no evidence that differences in the abundance, species richness, or species composition of invertebrates between disturbed and undisturbed forests significantly altered decomposition rates.     

桂林岩溶石山檵木群落不同恢复阶段凋落物层酶对凋落物分解的影响

该文选取桂林岩溶石山檵木群落不同恢复阶段(灌木阶段、乔灌阶段和小乔林阶段)作为研究对象,探究凋落物层酶对凋落物分解速率的影响。结果表明:不同恢复阶段凋落物经1 a分解后,凋落物剩余率分别为灌木阶段(59.58%)、乔灌阶段(61.79%)和小乔林阶段(62.02%)。不同恢复阶段凋落物分解速率随演替的进行而减小。3个不同恢复阶段凋落物层多酚氧化酶、脲酶、蔗糖酶活性均在12月份最低,多酚氧化酶活性均在3月份最高,脲酶和蔗糖酶活性均在6月份最高。3个恢复阶段纤维素酶活性变化规律趋势一致,均在6月份酶活性最高,灌木阶段纤维素酶活性在3月份最低,乔灌阶段和小乔林阶段纤维素酶活性均在9月份最低。3个不同恢复阶段的凋落物层酶活性在不同时期均表现为蔗糖酶脲酶纤维素酶多酚氧化酶。不同恢复阶段凋落物层酶活性对凋落物分解速率影响不同。灌木阶段凋落物层蔗糖酶活性与分解速率呈显著正相关(P 0.05),乔灌阶段脲酶活性与分解速率呈显著正相关(P 0.05),小乔林阶段各酶活性与分解速率相关不显著。蔗糖酶、脲酶和多酚氧化酶是影响灌木阶段凋落物分解速率的重要因素,脲酶、纤维素酶和多酚氧化酶是影响乔灌和小乔林阶段分解速率的重要因素。     

Winter climate change affects growing‐season soil microbial biomass and activity in northern hardwood forests

Understanding the responses of terrestrial ecosystems to global change remains a major challenge of ecological research. We exploited a natural elevation gradient in a northern hardwood forest to determine how reductions in snow accumulation, expected with climate change, directly affect dynamics of soil winter frost, and indirectly soil microbial biomass and activity during the growing season. Soils from lower elevation plots, which accumulated less snow and experienced more soil temperature variability during the winter (and likely more freeze/thaw events), had less extractable inorganic nitrogen (N), lower rates of microbial N production via potential net N mineralization and nitrification, and higher potential microbial respiration during the growing season. Potential nitrate production rates during the growing season were particularly sensitive to changes in winter snow pack accumulation and winter soil temperature variability, especially in spring. Effects of elevation and winter conditions on N transformation rates differed from those on potential microbial respiration, suggesting that N‐related processes might respond differently to winter climate change in northern hardwood forests than C‐related processes.     

Effects of understory removal, N fertilization, and litter layer removal on soil N cycling in a 13-year-old white spruce plantation infested with Canada bluejoint grass

Canada bluejoint grass [Calamagrostis canadensis (Michx.) Beauv., referred to as bluejoint below] is a competitive understory species widely distributed in the boreal region in North America and builds up a thick litter layer that alters the soil surface microclimate in heavily infested sites. This study examined the effects of understory removal, N fertilization, and litter layer removal on litter decomposition, soil microbial biomass N (MBN), and net N mineralization and nitrification rates in LFH (the sum of organic horizons of litter, partially decomposed litter and humus on the soil surface) and mineral soil (0–10 cm) in a 13-year-old white spruce [Picea glauca (Moench.) Voss] plantation infested with bluejoint in Alberta, Canada. Removal of the understory vegetation and the litter layer together significantly increased soil temperature at 10 cm below the mineral soil surface by 1.7 and 1.3°C in summer 2003 and 2004, respectively, resulting in increased net N mineralization (by 1.09 and 0.14 mg N kg⁻¹ day⁻¹ in LFH and mineral soil, respectively, in 2004) and net nitrification rates (by 0.10 and 0.20 mg N kg⁻¹ day⁻¹ in LFH and mineral soil, respectively, in 2004). When the understory vegetation was intact, nitrification might have been limited by NH₄ ⁺ availability due to competition for N from bluejoint and other understory species. Litter layer removal increased litter decomposition rate (percentage mass loss per month) from 2.6 to 3.0% after 15 months of incubation. Nitrogen fertilization did not show consistent effects on soil MBN, but increased net N mineralization and nitrification rates as well as available N concentrations in the soil. Clearly, understory removal combined with N fertilization was most effective in increasing rates of litter decomposition, net N mineralization and nitrification, and soil N availability. The management of understory vegetation dominated by bluejoint in the boreal region should consider the strong effects of understory competition and the accumulated litter layer on soil N cycling and the implications for forest management.