塔里木沙漠公路防护林土壤微生物生物量与土壤环境因子的关系

为探讨极端干旱区风沙土土壤微生物与土壤环境因子的作用规律,采用相关分析法研究了塔里木沙漠公路防护林地土壤微生物生物量与理化因子和酶活性的关系.结果表明：土壤容重和粒径减小（R<-0.84）、含水量和孔隙增大（R>0.85）时,防护林地中土壤微生物数量和生物量有增大趋势,由容重与微生物量的相关性主导;土壤养分含量与土壤微生物数量和生物量呈正相关,主要由速效养分和放线菌、微生物生物量C、P的相关性所致;土壤酶活性与土壤微生物数量和生物量的相关性差异较大,R在0.51～0.91,主要取决于蔗糖酶、磷酸酶与放线菌、微生物量C的相关;土壤盐分增加不利于土壤微生物生物量的积累(R<-0.71);土壤微生物数量与生物量呈较高正相关（R>0.63）.实践中应为干旱区林地土壤微生物营造良好的土体,促进土壤物质循环.     

间伐对塔里木沙漠公路防护林乔木状沙拐枣生长与土壤水盐分布的影响

在塔里木沙漠公路防护林示范段对老化衰败的乔木状沙拐枣林进行间伐试验,并对间伐后沙拐枣的生长与土壤水盐分布进行连续监测.结果表明:间伐对乔木状沙拐枣的物候期不会产生影响;间伐后保留株的当年株高、冠幅、地径和新枝长等的生长量均大于对照,其增幅的大小依次为株行距2 m×1 m＞株行距1 m×1 m＞对照,且差异显著;间伐当年株行距2m×1 m和1 m×1 m同化枝的表面积分别为每株5.97和5.22 m2,均显著高于对照的每株3.1m2;株行距2m×1 m、1 m×1 rn与对照在0～160 cm土层含水量的差异达到极显著水平,且随间伐强度的增大土层含水量明显增加;土壤含盐量的大小依次为对照＞株行距1 m×1 m＞株行距2m×1 m,差异显著;间伐后保留株的密度以株行距2m×1 m的效果为佳.     

平茬对塔里木沙漠公路沙拐枣防护林生长与土壤水盐分布的影响

对塔里木沙漠公路防护林示范段老化衰败的沙拐枣林分进行平茬复壮试验,并对平茬后沙拐枣生长与土壤水盐分布进行动态监测.结果表明:两次平茬后,沙拐枣萌蘖株的株高、冠幅、地径和萌蘖数均迅速增加.与对照相比,平茬后第3年,沙拐枣萌蘖株的平均株高超过对照,冠幅和最大地径分别达到对照的92.0％和73.0％;萌蘖株的枝鲜质量、同化枝鲜质量、枝干质量、同化枝干质量、地上部分总鲜质量和总干质量分别达到对照的80.0％、115.0％、80.0％、116.0％、93.5％和88.0％.平茬4年后地上生物量达到甚至超过对照.平茬能增加土壤含水量,且影响达到极显著水平;平茬能降低土壤含盐量,但影响不显著.对老化衰败的沙拐枣林进行重复平茬,能增加其土壤含水量,降低根系分布层土壤含盐量,有效促进其复壮更新.     

塔里木沙漠公路防护林土壤微生物活性分异特征

利用Biolog法、熏蒸提取和比色滴定的方法,测定了土壤碳源代谢强度、生物量和酶活性,分析了塔里木沙漠公路防护林土壤微生物活性的分异特征.结果表明: 随着防护林定植年限增加,土壤微生物代谢活性(AWCD)和多样性指数明显增加,但不同土层间无明显差异;不同年限林地间过氧化氢酶差异极显著,纤维素酶和蔗糖酶差异显著;随着防护林定植年限增加,土壤微生物生物量增大,不同年限林地间微生物生物量碳和氮的差异极显著和显著,而微生物生物量磷无显著差异;土壤微生物的AWCD值与速效养分显著正相关,但与容重和水分的相关性不大.在现有的管理制度和气候条件下,随定植年限增加,塔里木沙漠公路防护林土壤代谢活性逐渐提高.     

塔克拉玛干沙漠高矿化度水灌溉苗木地下生物量研究

2003年在塔克拉玛干沙漠腹地肖塘地区进行了高矿化度水(28g/L)滴灌造林试验。秋季用根系挖掘法研究了定植当年的梭梭、柽柳和盐穗木的地下生物量,研究结果表明:(1)定植当年苗木地下生物量主要分布在表层20cm,向下逐渐减小,生物量的分布与深度呈显著的负指数关系。(2)不同样地间比较发现苗木根系生长遵循限制因子定律:在灌溉水质、灌水定额、施肥量、施肥时间等人为影响因子一致时,土壤类型、土壤结构、坡向和坡位等自然因子中差异最大的因子是苗木根系生物量累积的限制因子,它们分别通过改变土壤的紧实度和水分状况、地表太阳辐射强度和与风速有关的地表蚀积状况和壤中流向影响土壤含水率来影响苗木的生长。(3)树种间根系生长和分布也显著不同,根系分布深度和生物量表现为梭梭>柽柳,在丘间粘土质土壤中盐穗木>柽柳。     

极端干旱区防护林地土壤微生物多样性

土壤微生物在森林土壤中有重要功能.采用传统培养、脂肪酸鉴定和PCR-DGGE 3种方法分别研究了塔里木沙漠公路防护林地土壤微生物数量、脂肪酸种类和细菌DNA片段的多样性,从微生物学角度为塔里木沙漠公路防护林的管理提供理论依据.结果表明,塔里木沙漠公路防护林的建设促进了风沙土土壤微生物的发育,随着防护林定植年限的增加,土壤微生物数量、脂肪酸和细菌DNA片段的多样性指数明显增大;土壤微生物区系组成中,细菌是优势类群,占微生物总数80%以上,而真菌很少,不到微生物总数1%,但在不同土层间有所差异;传统培养法与现代生物标记和分子生物学方法对塔里木沙漠公路防护林地土壤微生物多样性的研究结果基本一致,说明塔里木沙漠公路防护林的建设使林地土壤生物活性有所增强,有利于林地土壤养分循环与利用.     

大气降尘沉积对塔克拉玛干沙漠腹地土壤水盐运移的影响

利用微型蒸渗仪(MLS)对不同粒级和不同厚度大气降尘沉积条件下塔克拉玛干沙漠腹地土壤水分蒸发和盐分运移进行了模拟试验.结果表明：不同粒级和不同厚度大气降尘沉积均对研究区土壤水分蒸发和盐分运移有显著影响;在相同的沉积厚度和相同的初始含水量条件下,细粒物质（粒径<0.063 mm）沉积可促进土体蒸发、加速下层土体的干旱和盐分的表聚,而粗粒物质（粒径0.063～2 mm）沉积则抑制了土壤水分蒸发、降低了深层土壤水分的损失和盐分的表聚;研究区土壤水分蒸发抑制效率在0.20 mm粒径处出现拐点,粒径在0.063～0.20 mm时,蒸发抑制效率随粒径增大而增大,当粒径>0.20 mm时,蒸发抑制效率则随粒径增大而减小.在相同粒级和相同的初始含水量条件下,不同厚度大气降尘沉积对土壤水分蒸发具有抑制作用,且土壤水分蒸发抑制效率随着沉积厚度的增大而增大,蒸发抑制效率与沉积厚度呈对数关系;沉积厚度越大,盐分向表层积聚越困难.降尘的加入可能导致干旱荒漠区生态系统的不稳定.     

沙土微生物多样性与土壤肥力质量的咸水滴灌效应

采用Biolog-eco法、PLFA法和PCR-DGGE法,对塔里木沙漠公路防护林中不同矿化度滴灌水作用下的土壤微生物多样性进行了研究,利用土壤综合肥力指数(IFI)定量评价了土壤综合肥力质量,分析了土壤肥力质量与土壤微生物的关系。结果表明:滴灌水条件下,土壤微生物的多样性(碳源代谢、遗传基因和脂肪酸种类)差异明显,而高矿化度滴灌水条件下土壤微生物活性较低。IFI值在不同矿化度灌水的林地间差异极显著,在不同土层间差异显著;IFI值随灌水矿化度升高而减小;0—5 cm表层土壤的IFI值明显小于其下层的土壤。土壤微生物代谢多样性和脂肪酸多样性指数与土壤IFI值存在乘幂函数关系,而土壤微生物遗传多样性指数与IFI值有多项式关系,对土壤肥力质量起着明显的正向贡献。     

极端干旱区咸水灌溉下流沙压埋的减蒸抑盐效应

塔克拉玛干沙漠公路防护林采用2.58~29.70 g·L-1高矿化度地下水滴灌,流沙压埋和水盐胁迫均是其面临的主要问题.探讨流沙压埋对土壤水分蒸发、盐分表聚及其分布的影响,对节水抑盐和指导干旱沙区水土资源的合理利用具有重要意义.采用微型蒸发器(MLS)研究了不同厚度沙埋下土壤蒸发及其水盐动态,并采用田间控制试验研究了滴管带不同厚度流沙压埋下土壤水盐分布状况.结果表明:1~5 cm沙埋下,MLS土壤日蒸发量和累积蒸发量均随沙埋厚度的增加而逐渐降低,累积蒸发量比对照降低2.5%~13.7%,土壤水分蒸发抑制效率随着沙埋厚度的增加而增高,1~5 cm厚度的沙埋蒸发抑制效率达16.7%~79.0%,流沙压埋界面以下土壤最终含水量随沙埋厚度的增加而增大,比对照增加2.5%~13.7%.随着沙埋厚度的增加,MLS内流沙表层电导率逐渐降低,分别降低1.19~6.00mS·cm-1,而压埋界面以下土壤盐分含量逐渐增加,且流沙表层盐分的变幅大于压埋界面以下土层.咸水滴灌条件下,流沙压埋界面以下土壤含水量随着压埋厚度的增加而增大,分别增加0.4%~2.0%;流沙表层积盐量随着流沙压埋厚度的增加呈先增后减的趋势,流沙压埋厚度为10 cm时最高,电导率达7.77 mS·cm-1,流沙压埋界面以下土层含盐量均远低于流沙浅层,35 cm可作为节水抑盐的临界流沙压埋厚度.流沙压埋对土壤水分蒸发和盐分表聚抑制作用极为明显,在干旱沙漠区,可以利用流沙压埋这一自然灾害,达到减蒸抑盐、变害为利的目的.     

古尔班通古特沙漠西南缘柽柳沙包的土壤化学计量特征

柽柳沙包作为沙漠地区一种特殊的生物地貌景观，在维持区域生态环境稳定中发挥着极为重要的作用。以古尔班通古特沙漠西南缘的典型柽柳沙包为研究对象，通过对土壤含水量、pH值、电导率、粒径及土壤有机碳（SOC）、总氮（TN）、总磷（TP）含量的分析，探讨了古尔班通古特沙漠柽柳沙包中土壤C、N、P的化学计量特征、垂直变化规律及影响因素。结果表明：（1）随着土层深度增加，SOC和TN均呈先升高后降低的变化，且C、N在表层土壤含量最高，具有"肥岛效应"；总磷（TP）含量总体变化幅度较小，呈弱变异。随着土层深度增加，土壤C/N呈先降低后升高再降低的变化，C/P和N/P呈先降低后升高的变化。（2）与全球及中国平均值相比，古尔班通古特沙漠柽柳沙包土壤C、N、P、C/N、C/P及N/P均相对较低，而C/N相对较高，土壤养分缺乏程度表现为N > C > P。土壤养分元素及化学计量比多呈显著的线性关系，且土壤化学计量比在0-200 cm层主要受C、N的制约，在200-500 cm层不仅受C、N的制约，也受P的限制。（3）土壤C、N、P化学计量特征在0-200 cm层主要受降水、温度及蒸发等气候因素的影响，而在200-500 cm层易受土壤含水量的影响；此外，粘、粉、沙粒含量在整个土壤剖面中对土壤C、N、P化学计量特征也具有明显的影响。