土壤有机碳稳定机制研究进展

土壤有机碳的增加不仅有助于农业可持续发展，而且对缓解温室气体增加和全球气候变化等也具有重要意义。土壤有机碳的稳定机制决定着土壤固定和储备有机碳的能力，对有机碳稳定机制的研究，将为政府制定有效的温室气体减排措施提供依据。土壤有机碳的稳定机制主要包括：（1）有机碳的难降解性;（2）金属氧化物和粘土矿物与有机碳的相互作用;（3）土壤团聚体的物理保护导致的生物与有机碳空间隔离;（4）土壤生物学机制，主要指土壤生物自身对有机碳稳定性的直接贡献。至今，有机碳稳定性的主导机制尚不清楚，但影响因素与生态系统类型、土壤类型、土层深度、土壤管理措施、土壤生物活性及群落组成等有关。作者建议今后研究有机碳稳定性机制时，应同时考虑上述4种机制的综合作用，并加强探索土壤生物的贡献。  

不同植被恢复方式下红壤线虫数量特征

退化红壤不同植被恢复方式下土壤线虫数量的顺序为：保护荒地＞干扰荒地＞马尾松＞小叶栋＞木荷＞混交林（木荷—马尾松）。土壤线虫数量的季节波动明显：春季和冬季较多，秋季居中，而夏季极显著少于其它季节（尸＜ｏ．０１）。就线虫数量季节变异系数所体现的群落稳定性而言，马尾松林地的变异系数最高（Ｐ＜０．０５），指示其群落最不稳定。线虫数量在土壤剖面中呈明显的垂直梯度分布。在表层土壤，线虫数量与代表碳氮和生物活性水平的土壤质量指标，如有机碳、全氮、速效氮磷、微生物量、潜在可矿化碳氮、基础呼吸、酶活性等，一般呈极显著正相关（Ｐ＜０．０１）；而与代表土壤物理性质及交换性能的指标，如含水量、容重、颗粒组成、速效钾等一般没有相关性。鉴别分析（ＣＤＡ）将不同植被下的祥地分为３组，自荒１和自荒２为１组，小叶栋、木荷和混交林为１组，而马尾松单独为１组。总之，不同植被恢复下线虫数量的分异韧步体现了线虫指示红壤质量的潜力。  

退化红壤不同人工林恢复下土壤节肢动物群落特征

对退化红壤上恢复 1 0 a的 4种人工林 ,即小叶栎 ( Quercuschenii)、木荷 ( Schima superba)、马尾松 ( Pinusmassonina)与木荷 -马尾松的混交林土壤节肢动物群落进行了季节动态调查。结果表明 ,不同林地节肢动物群落的组成和数量发生了明显分异。节肢动物类群数在各季节一般都是小叶栎最高 ,混交林、木荷居中 ,马尾松最低。节肢动物的个体数总体上仍以小叶栎最高 ,但在夏季 ,马尾松林地由于弹尾目数量爆发而使总个体数最高。节肢动物群落存在明显的季节波动 ,一般春季节肢动物类群数和个体数量最高 ,夏季最低 ,夏季高温干旱对节肢动物有强烈的抑制作用 ,而冬季低温对节肢动物的影响不及夏季干热的影响严重。各季节林地节肢动物群落组成皆以螨类为主体 ,占总个体数的 6 0 .2 %～ 91 .7%。弹尾目占总个体数的比例季节变化较大 ,但均以马尾松林地为最高。捕食者数量 (蜈蚣和蜘蛛 )在各季节都是小叶栎显著高于其它林地 ( P<0 .0 5 ) ,混交林与木荷比较接近 ,而马尾松最低。在群落多样性指数中 ,丰富度指数 d和密度 -类群指数DG表达的群落差异明显 ,其在不同林地的大小顺序与类群数趋势基本一致 ,而香农指数 H、均匀度指数 J群落之间基本无差异。聚类分析和鉴别分析将不同林地的节肢动物群落分成 4组 ,小叶#0;  

退化红壤不同人工林恢复下土壤节肢动物群落牲征

对退化红壤上恢复10a的4种人工林,即小叶栎(Quercus chenii)、木荷(Schima superba)、马尾松(Pinus massonina)与木荷-马尾松的混交林土壤节肢动物群落进行了季节动态调查.结果表明,不同林地节肢动物群落的组成和数量发生了明显分异.节肢动物类群数在各季节一般都是小叶栎最高,混交林、木荷居中,马尾松最低.节肢动物的个体数总体上仍以小叶栎最高,但在夏季,马尾松林地由于弹尾目数量爆发而使总个体数最高.节肢动物群落存在明显的季节波动,一般春季节肢动物类群数和个体数量最高,夏季最低,夏季高温干旱对节肢动物有强烈的抑制作用,而冬季低温对节肢动物的影响不及夏季干热的影响严重.各季节林地节肢动物群落组成皆以螨类为主体,占总个体数的60.2%～91.7%.弹尾目占总个体数的比例季节变化较大,但均以马尾松林地为最高.捕食者数量(蜈蚣和蜘蛛)在各季节都是小叶栎显著高于其它林地(P<0.05),混交林与木荷比较接近,而马尾松最低.在群落多样性指数中,丰富度指数d和密度-类群指数DG表达的群落差异明显,其在不同林地的大小顺序与类群数趋势基本一致,而香农指数H、均匀度指数J群落之间基本无差异.聚类分析和鉴别分析将不同林地的节肢动物群落分成4组,小叶栎自成一组,多样性最高;混交林和木荷为一组,多样性居中;马尾松是多样性最低的一组.总之,节肢动物群落多样性顺序是小叶栎>混交林≥木荷>马尾松, 混交林体现了一定的"混交优势".凋落物的数量和质量以及土壤水热状况是不同林地节肢动物群落产生分异的主要原因.借助主成分分析和鉴别分析对描述群落特征的指标进行评价,表明大部分指标相互之间都高度相关(P<0.01),只有DG指数是区分不同林地节肢动物群落差异最有潜力的指标.  

侵蚀退化红壤自然恢复下土壤生物学质量演变特征

为了探讨严重侵蚀退化红壤区自然植被恢复过程中土壤生物学质量演变特征，对南方严重侵蚀退化红壤自然植被恢复的4个演替阶段（裸地，地衣地，苔藓地和草地），以及该地区人工马尾松林地的土壤微生物量、酶活性和线虫数量进行了比较研究。结果表明：在侵蚀红壤自然恢复过程中土壤生物学性质演变特征明显。在恢复初期，地衣和苔藓对土壤生物学性质的改善主要体现在土壤表层。在0～2cm土层地衣地土壤微生物量碳、氮、蔗糖酶和脲酶活性高于裸地，但差异不显著；苔藓地表层微生物量氮、脲酶和酸性磷酸酶活与人工马尾松林地已无显著差异，表明苔藓地是严重侵蚀退化红壤自然恢复过程中土壤质量改善的重要阶段。裸地、地衣地和苔藓地土壤线虫恢复程度低于微生物量和酶活性。草地土壤微生物量碳、氮和3种酶活性以及线虫数量则显著高于自然恢复初期各阶段。与人工恢复林相比较，自然恢复草地表层土壤生物学质量优于人工马尾松林地，但对深层土壤的改善效果不如林地。相关分析表明自然恢复过程中土壤微生物与酶活性的改善程度比较一致，而土壤线虫对自然植被恢复响应与微生物和酶活性不尽相同。  

根际微型土壤动物——原生动物和线虫的生态功能

从养分释放、土壤有机碳积累和稳定、根系激素效应、微生物多样性和功能稳定性、地上部多营养级关系及污染土壤生物修复概述了根际微型土壤动物(原生动物和线虫)对根际生态功能的影响,特别针对微型土壤动物与微生物和根系的相互作用探讨了可能的机制。微型土壤动物的选择取食、主动迁移和代谢分泌行为,不仅贡献根际生态功能,而且对土壤整体及地上部群落有强烈的影响。总之,不考虑根际微型土壤动物与微生物和根系的相互作用,就不可能对根际生态功能和调控机制有全面的认识。  

食细菌线虫对土壤微生物量和微生物群落结构的影响

线虫与微生物的相互作用研究往往是在悉生培养体系 (gnotobiotic microcosm)中进行 ,为了研究在自然或开放土壤条件下土壤线虫与微生物的相互作用 ,作者在开放盆栽体系中接种土壤食细菌线虫 (原小杆线虫 ,Protorhabditis sp) ,研究在小麦不同生育期、在有和无根系作用下食细菌线虫对土壤微生物量和微生物群落结构的影响。结果表明 :接种线虫分别使 SMBC、SMBN、SMBP提高了 2 6 .4 %、32 .9%、2 1.8% ,这种促进作用除个别无根系土和非根际土处理外 ,均达到显著性差异。根际土中的 SMBC、SMBN、SMBP>非根际土 >无根系土。从方差解释比例 v来看 ,SMBN受线虫的影响最大 (v=2 4 % )、其次是 SMBC(v=16 % )、然后是 SMBP(v=12 % ) ,线虫对 SMBC的促进作用在根际土中最突出。接种线虫对土壤细菌、真菌和放线菌的数量有明显的影响。在苗期的无根系土和根际土中 ,接种线虫显著降低了细菌的数量、特别在根际土中尤为突出 ,但在其它处理中却增加了细菌的数量。接种线虫对真菌和放线菌数量的促进作用比对细菌更为明显 ,接种线虫后真菌和放线菌数量的总平均值分别比未接种提高了 4 8.5 %和 6 8.2 % ,而细菌数量的总平均值没有变化。细菌数量与微生物量 C相关散点图表明二者相关性在根际土、非根际土和无根系土中均未#0;  

化肥和有机肥长期施用对红壤酶活性的影响

选择长期定位试验中的不施肥对照(CK)、单施化肥(NPK)、单施有机肥(OM)及化肥有机肥配施(NPKM)4种处理,研究了长期化肥和有机肥互作对旱地红壤酶活性的影响及酶活性与土壤理化性质、微生物生物量的关系。结果表明,施肥特别是化肥和有机肥的交互作用能不同程度促进参与碳、氮循环的总体酶活性增加;其中,OM对酶活性的促进作用强于NPK,NPKM的酶活性最高。与CK相比,施用有机肥的处理(即OM和NPKM)会降低参与碳循环酶和参与氮循环酶的比值,而NPK不影响该比值。OM处理的单位微生物量碳酶活性和单位有机碳酶活性均显著低于其他处理,而在NPK处理中这两项指标最高,OM和NPKM处理则提高了单位微生物量氮酶活性。一方面说明有机肥可以缓解土壤微生物的碳限制,但是供氮能力相对不足,而与化肥配施缓解了氮素的限制状况;另一方面暗示有机肥可以提高土壤生物的生态效率。总之,化肥和有机肥配施能够在碳氮资源的生物有效性上形成互补关系,能够同时促进土壤生物和作物生长,从而满足土壤生态系统服务功能持续发挥的需要。  

退化红壤不同植被恢复方式对蚯蚓种群的影响

对4种人工林(小叶栎、木荷、马尾松及木荷．马尾松混交林)和2种荒草地(保护荒地、轻度干扰荒地)及疏草荒地对照进行了蚯蚓种群的季节动态调查．结果表明，退化红壤植被恢复10年后蚯蚓种群有了明显的发展，但仅1种天锡杜拉蚓存在．蚯蚓密度和生物量的季节平均值顺序为：保护荒地>干扰荒地>小叶栎>木荷>马尾松>混交林>疏草荒地，其中前三者显著高于其余植被类型(P<0．05)．蚯蚓种群季节波动明显，夏季干热有强烈的抑制作用．就季节变异系数所体现的种群稳定性而言，小叶栎最高，而马尾松最低．荒草地也较低．鉴别分析从整体上刻画了不同恢复植被下蚯蚓种群的分异．由植被类型决定的归还土壤的有机物数量和质量是蚯蚓种群分异的主要驱动因子．另外．联系蚯蚓种群发展，讨论了退化红壤恢复中选择适宜植被类型的重要性．  

蚯蚓对秸秆还田土壤细菌生理菌群数量和酶活性的影响

在连续7a稻麦轮作系统中，通过测定作物收获后表层土壤（0-20cm）中4种细菌生理菌群数量和4种酶活性的变化，研究接种蚯蚓（Metaphire guillelmi）对秸秆（表施或混施）还田土壤的细菌生理菌群数量和酶活性的影响。试验设5个处理：对照、秸秆表施、秸秆混施、秸秆表施且接种蚯蚓、秸秆混施且接种蚯蚓。结果表明，单独秸秆还田促进了土壤氨化细菌、固氮菌、纤维素分解菌和无机磷分解菌数量增加，且土壤酶活性显著地增强；在秸秆表施方式下，接种蚯蚓使得上述4种细菌生理菌群微生物的数量增加；秸秆混施方式下，接种蚯蚓增加氨化细菌和无机磷分解菌数量，且土壤蛋白酶和蔗糖酶活性显著地增强（P<005）。另外，蚓粪中4种细菌生理菌群微生物数量和水解酶活性都远远高于其周围土壤。在秸秆还田的作物轮作系统中，蚯蚓活动进一步增加土壤微生物数量和酶活性，对改善农田土壤肥力有着重要意义。