半干旱黄土丘陵区纯林土壤腐殖质异化特征及与其他性质的关系

纯林长期生长或多代连栽必然会导致土壤腐殖质含量和构成发生异化,探究这种异化特征及其与土壤其他性质的关系可以为纯林管理或混交改造提供科学依据。通过对半干旱黄土丘陵区南泥湾林场8种典型纯林土壤腐殖质及其他性质进行系统检测,结果表明:(1)侧柏林土壤腐殖质含量最高(34.61 g/kg),腐殖化程度和稳定性一般;白榆和白桦林土壤的腐殖质含量中等(19.69—23.58 g/kg)、腐殖化程度和稳定性最佳;茶条槭和小叶杨林土壤的腐殖质含量(20.59—22.53 g/kg)和构成均为中等水平;油松、沙棘和刺槐林土壤的腐殖质质量较低(11.77—13.81 g/kg),且腐殖化程度较低,稳定性相对最差;(2)与胡敏酸含量存在显著相互促进作用(P0.05)的土壤性质为CEC、N、微生物量和蛋白酶活性(相关系数0.769—0.926,下同),存在显著相互抑制作用的为有效Cu(-0.793);与富啡酸存在显著相互促进作用的为N、CEC、微生物量、蔗糖酶和磷酸酶活性(0.836—0.955),存在显著相互抑制作用的为有效Cu(-0.822);与胡敏素存在显著相互促进作用的为N、CEC、微生物量、磷酸酶活性和有效Zn(0.766—0.951),存在显著相互抑制作用的为脱氢酶活性(-0.784)。(3)腐殖质构成与其他性质的相关性均不显著(P0.05),其中相对有利于提高胡敏酸/腐殖酸含量之比的土壤性质为蛋白酶、蔗糖酶和过氧化氢酶活性,而不利的是脱氢酶活性;相对有利于提高胡敏酸/富啡酸含量之比的为速效K、CEC和脲酶活性,而不利的是脱氢酶活性。(4)总体而言土壤腐殖质含量较之腐殖质构成与其他性质之间具有更大的相关性;向土壤增施N肥可以促进腐殖质的形成,增加K肥则有利于腐殖质构成的改善,而通过混交改造或增加林下植被是促进纯林土壤腐殖质化过程和解决土壤退化的根本措施。     

针阔叶凋落物混合分解对酚类物质释放的非加和性影响

凋落物在分解过程中释放的酚类物质是植物影响其周边环境的主要媒介之一，然而凋落物混合分解对酚类物质释放的非加和性影响尚不清楚。本文以秦岭地区云杉、华北落叶松和华山松以及槭树、红桦和灰楸的凋落叶组成9种1∶1(w/w)针阔叶混合凋落物，采用分解袋法在室内条件(20～25℃、恒湿避光)下进行6个月的分解实验，研究针阔叶凋落物的存在对彼此水溶性酚和缩合单宁释放的影响。结果表明：(1)云槭和落槭凋落物混合分解初期对水溶性酚释放产生总体拮抗效应，但在试验后期转为产生总体协同效应，其中针阔叶凋落物在试验初期显著抑制彼此水溶性酚释放，随后转变为相互促进(P<0.05)。其余7种混合物分解时对水溶性酚释放产生总体拮抗效应(P<0.05),其中在云桦、云楸、落楸和落桦混合物中，针叶凋落物的水溶性酚释放由受到显著抑制转为受到显著促进(P<0.05)或不受影响(P>0.05),而在华桦、华楸和华槭混合物中，针叶凋落物的水溶性酚释放倾向于受到显著抑制(P<0.05)。在以上7种混合物中，阔叶凋落物的水溶性酚释放则普遍受到显著抑制(P<0.05)。(2)所有混合组合均对凋落物缩...     

黄土丘陵区代表性乔灌草植物凋落物关键代谢产物释放的室内模拟研究

凋落物源代谢产物在植物-土壤系统中发挥着重要生态作用,该研究以黄土丘陵区刺槐、油松、沙棘、狗尾草和达乌里胡枝子等5种代表性乔灌草植物的凋落物为研究对象,以土壤混水振荡沉淀后收集上清液的方式提取客土微生物,通过均匀喷施上清液对凋落物进行接种,并在室温(25℃)恒湿(凋落物持水率维持在约100%)条件下进行室内分解模拟,研究该过程中7种代谢产物的降解和释放特征,以期更深入地理解凋落物分解过程及其可能的后续生态学效应,为林草生态系统管理提供依据。结果显示：(1)150 d的分解过程中,5种凋落物的木质素均呈分解前期(0～60 d)少部分降解(<30%)、后期趋于停滞的趋势;水溶性酚、凝缩单宁和黄酮呈分解前期(0～30 d)快速释放大部分(>80%)、后期显著减缓的趋势;萜类呈持续释放、甚至在试验后期明显加速的趋势;可溶性糖和氨基酸的释放均呈现在短时间内快速释放、随后缓慢释放的趋势。总体而言,除木质素呈慢速降解状态外,其他代谢产物均呈超速释放状态。(2)7种代谢产物的年降解或释放速率总体均呈现沙棘和刺槐凋落物显著高于达乌里胡枝子、狗尾草和油松凋落物的规律(P<0.05)。(3...     

不同林龄刺槐林下植物群落物种组成及功能多样性差异分析

群落物种组成与功能多样性动态变化反映了种群的现状及未来群落的演替趋势。本文选取不同林龄刺槐(Robinia pseudoacacia L.)林的林下草地植被为研究对象,通过群落特征调查和功能性状测定,分析不同林龄刺槐林林下植物的群落物种组成及功能多样性的差异与动态变化。结果显示：(1)林下草地植物群落主要以菊科、蔷薇科多年生杂类草为主,随林龄的增加,以菊科为主的植物群落逐渐演替为以禾本科为主的植物群落,双子叶植物数目逐渐减少,单子叶植物数目逐渐增加。(2)除群落总盖度外,林下植物群落各数量特征随林龄的增加而增加。(3)Rao二次熵指数随林龄的增加而逐渐降低,功能丰富度指数、功能均匀度指数和功能离散度指数随林龄的增加呈先增加后降低的趋势,功能多样性动态变化主要归因于群落地上生物量及植物叶片面积和质量的改变。     

流感快检法与病毒分离法检测结果的比较

实验中用流感快检法和病毒分离法同时对61份标本进行检测,并进行了比较,快检法的阳性预测值为100%,阴性预测值为40.9%,两种方法的符合率为57.3%。结果表明,快检方法可以作为快速的辅助手段。     

内蒙半干旱低山区不同纯林土壤腐殖质分异特征及其与其他生物化学性质的关系

纯林土壤腐殖质含量及其构成是否会因枯落叶组成的单一性和单优群落环境的特殊性而发生分异变化是关系到森林可持续经营的关键问题.本文以内蒙半干旱低山区的6种典型纯林为研究对象,研究了不同树种纯林土壤腐殖质分异特征及其与其他生物化学性质的关系.结果表明：云杉和白桦林地土壤的腐殖质含量、缩合程度和稳定性均较高,其次为小叶杨和落叶松林地,再次为白榆林地,而油松林地土壤的腐殖质含量和缩合程度均最低、稳定性最差.土壤微生物生物量和磷酸酶活性与腐殖质各组分的积累及其稳定性存在相互促进作用;过氧化氢酶和脱氢酶活性则与土壤腐殖质存在相互抑制作用,且脱氢酶活性的提高可能破坏腐殖质的稳定性.速效N含量与腐殖质积累及其稳定性呈正相关,而全量Cu、Fe、Zn含量与腐殖质呈负相关,全Cu、Fe的增加可能会破坏腐殖质的稳定性.纯林环境及其枯落叶性质的特殊性是造成腐殖质分异的重要原因,混交改造或增加林下植被是改善土壤腐殖质构成的根本措施.     

灌草凋落物混合添加对原油污染土壤修复效果的影响

以陕北地区常见的10种灌草植物凋落物组成9种混合物,分别将单种或混合凋落物以2%的比例（质量分数）混入15 g/kg原油污染土壤,在室温（20-25℃）恒湿条件下进行150 d的室内模拟修复试验,分析凋落物混合添加对其修复油污土壤能力的影响。结果表明：（1）较之自然衰减,单种凋落物处理普遍显著提高了污染物降解率（原油降解率提高35%-85%）以及土壤硝态氮、有效磷和速效钾含量（提高0.36-56倍）,且多数处理显著提高了污染土壤中蔗糖酶、脲酶、碱性磷酸酶和脱氢酶的活性（提高0.4-6.8倍）。（2）白羊草+杠柳+狼牙刺、胡枝子+铁杆蒿、胡枝子+狗娃花+黄蒿或铁杆蒿+杠柳凋落物混合在促进原油及其组分降解时呈协同作用,使其降解率较单种处理再提高5%-28%,或较基于单种处理结果的预测值提高5%-17%,但其同时拮抗削弱凋落物对土壤速效氮（特别是硝态氮）的补充作用（较预测值降低6%-78%）及（或）酶活性（特别是蔗糖酶和脱氢酶）的刺激作用（较预测值降低14%-67%）。在实际使用中可通过上述混合强化凋落物对污染物的降解能力,但需配合其他修复手段改善污染土壤生化性质。白羊草+狼牙刺、铁杆蒿+狼牙刺、杠柳+狼牙刺凋落物混合使各种污染物降解率较单种处理或预测值显著降低,在使用时应对不同凋落物进行分离,以避免削弱其修复效果。（3）总体而言,添加多酚、黄酮、有机酸和磷含量高,碳含量和碳磷比低且化学多样性更高的混合凋落物更有利于降解原油污染物,但同时其含有的上述次生代谢物可能不利于土壤养分状况和酶活性的恢复。     

早期分解中油松与阔叶树种凋落叶混合分解效应及其相互影响

以油松( Pinus tabuliformis Carrière)和5种阔叶树的凋落叶为对象,使用分解袋法在室内进行为期6个月的针阔混合分解实验,研究产生的混合分解效应、针阔凋落叶对彼此分解速率的影响及其可能产生机理。结果显示:(1)油松分别与红桦( Betula albo-sinensis Burk.)、灰楸( Catalpa fargesii Bur.)、太白杨( Populus purdomii Rehd.)凋落叶混合对分解速率均产生加性效应,但其中油松凋落叶分解受到显著促进,而阔叶凋落叶分解受到显著抑制。油松与杜仲( Eucommia ulmoides Oliver)凋落叶混合时两者分解速率均显著降低,油松与槭树( Acer tsinglingense Fang et Hsieh)凋落叶混合时两者分解速率均显著提高;(2)总体而言,在蔗糖酶、羧甲基纤维素酶和多酚氧化酶参与凋落叶分解的主要时期,红桦、灰楸、太白杨分别与油松凋落叶混合分解使土壤中这3种酶的活性较油松单独分解时显著提高,而较阔叶凋落叶单独分解时显著降低;油松与杜仲混合分解使这3种酶活性较两者单独分解时显著降低,而油松与槭树混合分解则产生相反效果。本研究结果表明,从凋落叶混合分解对物质循环影响的角度考虑,红桦、灰楸、太白杨和槭树可以用于油松纯林的混交改造,但应注意混交对阔叶树种分解的抑制;杜仲与油松凋落叶混合分解将会妨碍彼此养分循环,不宜混交改造。     

早期分解中油松与阔叶树种凋落叶混合分解效应及其相互影响

以油松（Pinus tabuliformis Carrière）和5种阔叶树的凋落叶为对象,使用分解袋法在室内进行为期6个月的针阔混合分解实验,研究产生的混合分解效应、针阔凋落叶对彼此分解速率的影响及其可能产生机理。结果显示：（1）油松分别与红桦（Betula albo-sinensis Burk.）、灰楸（Catalpa fargesii Bur.）、太白杨（Populus purdomii Rehd.）凋落叶混合对分解速率均产生加性效应,但其中油松凋落叶分解受到显著促进,而阔叶凋落叶分解受到显著抑制。油松与杜仲（Eucommia ulmoides Oliver）凋落叶混合时两者分解速率均显著降低,油松与槭树（Acer tsinglingense Fang et Hsieh）凋落叶混合时两者分解速率均显著提高;（2）总体而言,在蔗糖酶、羧甲基纤维素酶和多酚氧化酶参与凋落叶分解的主要时期,红桦、灰楸、太白杨分别与油松凋落叶混合分解使土壤中这3种酶的活性较油松单独分解时显著提高,而较阔叶凋落叶单独分解时显著降低;油松与杜仲混合分解使这3种酶活性较两者单独分解时显著降低,而油松与槭树混合分解则产生相反效果。本研究结果表明,从凋落叶混合分解对物质循环影响的角度考虑,红桦、灰楸、太白杨和槭树可以用于油松纯林的混交改造,但应注意混交对阔叶树种分解的抑制;杜仲与油松凋落叶混合分解将会妨碍彼此养分循环,不宜混交改造。     

草本凋落物与尿素联合修复对油污土壤生物化学性质的影响

为研究植物残体配合施氮对石油污染土壤生物学和化学性质的综合修复能力,以紫花苜蓿(Medicago sativa)、铁杆蒿(Artemisia gmelinii)和小冠花(Coronilla varia)3种广泛分布于陕北石油污染区的草本植物凋落物为对象,分别在配合施氮调节土壤C∶N为25∶1和不配合施氮的条件下,将其与45.37 g/kg的重度石油污染土壤混合,在20—25℃、恒湿条件下进行为期180 d的室内修复试验,检测上述处理对油污土壤微生物数量、11种土壤水解酶和氧化还原酶活性以及速效N、P和K含量的影响。结果表明:(1)3种凋落物处理均可显著提高污染土壤中放线菌和真菌数量,蔗糖酶、淀粉酶、纤维素酶、木聚糖酶、脲酶、蛋白酶、磷酸酶、多酚氧化酶、过氧化氢酶和过氧化物酶活性以及速效养分含量,并显著降低土壤总石油烃含量。(2)配合施氮总体上显著强化了凋落物对污染土壤生化性质的修复作用,但对凋落物处理下木聚糖酶、脲酶、蛋白酶和脱氢酶活性和微生物数量的恢复可能产生不利影响。(3)单纯使用凋落物作为调理剂可以更为全面的修复油污土壤受损生化性质,具有高N和P含量、较低C/N、C/P比以及较低多酚和木质素含量的凋落物修复效果更好。在急需迅速修复土壤的条件下,配合适量施氮可作为强化凋落物修复效果的可选途径,但应注意其导致的部分土壤生化指标修复效果的降低。