辽东山区不同林龄日本落叶松人工林土壤微生物、养分及酶活性

对辽宁省抚顺市大孤家林场11、20、34和47年生日本落叶松人工纯林表层土壤(0~5 cm)微生物群落结构、养分及酶活性进行了研究.结果表明: 土壤微生物、养分及酶活性各项指标基本呈现11或47年林龄较高,而20或34年林龄较低.随林龄增加,土壤地力呈现衰退趋势,土壤微生物群落结构及酶活性变化对地力衰退呈现响应趋势,不同林龄真菌群落结构的差异较细菌显著.典范对应分析(CCA)表明,土壤养分含量及pH值对微生物群落结构的季节变化没有影响,但对在不同林龄间微生物的变化有影响.土壤全氮、有机碳、C/N、速效氮和pH值对不同林龄细菌分布影响较大,土壤速效磷、全钾、交换性镁离子和pH值对真菌分布影响较大.细菌与真菌群落主要的T RFs片段与氮、磷的相关性都较高,而真菌群落与有机碳、钾的相关性高于细菌群落.11和47年林龄微生物群落与土壤养分、酶活性的相关性高于20与34年.因此,土壤微生物(尤其是土壤真菌)可以敏感地指示土壤肥力的变化.     

多群落配置下滨海盐碱土壤修复研究进展

滨海土壤盐碱化是中国沿海城市土壤质量健康的重要危害之一,由于受区域气候及地下水位共同影响控制,其盐碱化过程往往不可逆转。目前,众多滨海土壤盐碱污染地区所采用的物理和化学修复手段,存在修复频率高,人工物料成本大,具备二次污染风险等问题,因此,针对该区域土壤进行计划性的乔-灌-草植物群落配置,依靠单一物种在土壤固定深度的精确修复能力和发挥不同物种间的协同净化潜力进行土壤水盐控制及肥力恢复具有重要的生态学意义。本综述总结了近几年滨海盐碱土壤恶化现状,对比分析了多种修复手段各自优劣性,从乔-灌-草多群落配置修复模式的地下部根系系统对土壤不同深度物理结构重塑和肥力培育入手、举例分析多群落系统如何发挥修复潜力。同时,重点探讨了单一群落植物筛选与应用、多群落配置原则等几个修复过程中的关键性步骤,最终对多群落配置修复模式下滨海盐碱土壤复垦进行总结并举例说明,探讨多群落配置下进行盐碱土壤复垦的原理及未来发展方向,以此为基础为未来滨海土壤恢复提出建议,旨在为中国沿海城市滨海盐碱土壤利用提供借鉴。     

天津滨海典型盐碱湿地土壤种子库特征及CCA分析

选取天津滨海地区典型盐碱湿地,进行土壤种子库采样及萌发试验,同时测定土壤理化性质。采用典范对应分析法(CCA)对土壤种子库和土壤特征因子的关系进行研究。结果表明:4个样地土壤种子库储量较大,但物种组成单一,为滨海地区指示性盐生植物。与人工湿地相比,自然保护湿地具有物种丰富度高,群落结构稳定的优点,但受到干扰最小,种子库密度却最低。种子库种子萌发率曲线呈不规则的抛物形状,萌发数量曲线呈"S"型分布,土壤板结程度对萌发率有较大影响。土壤种子库垂直分层结构明显,随土壤深度加深,种子库密度降低,10～15 cm采样层仍保留大量活性种子。通过CCA分析,发现土壤种子库呈现明显的3个聚类;且土壤种子库受全盐量、有机质、pH影响较大,但土壤通透性这一因素也不容忽视。     

九段沙不同演替阶段湿地土壤微生物呼吸的差异性及其影响因素

通过分析九段沙不同演替阶段湿地土壤微生物呼吸及其土壤微环境因子,研究了不同类型湿地土壤微生物呼吸的差异性及其影响因素。结果表明,处于不同植被演替阶段的湿地土壤微生物呼吸具有显著差异(P0.05),海三棱藨草区高于芦苇区,互花米草区最高(0.367 mg.g-1.(24h)-1),互花米草的引种及蔓延增强了入侵区域土壤微生物呼吸。综合考虑不同植被类型湿地土壤微生物呼吸及植被生物量,芦苇区呼吸微弱、植被生物量最高,在理论上具有更高的有机碳碳汇聚能力。通径分析结果显示,影响土壤微生物呼吸强度的主要生物因素有:原核微生物多样性(Shannon指数)和土壤微生物生物量;土壤有机质、硝态氮及土壤含水量对上述微生物活性指标有显著影响,因此也属于土壤微生物呼吸的主要影响因素。     

喀斯特峰丛洼地植被演替对土壤微生物生物量碳、氮及酶活性的影响

采用经典统计分析与通径分析,研究了桂西北喀斯特峰丛洼地4种植被演替阶段(草丛、灌木林、次生林、原生林)表层(0—15 cm)土壤微生物生物量和土壤酶活性的变化特征,探讨了其与土壤理化性质之间的关系。结果表明:土壤微生物生物量和土壤酶活性随植被正向演替的变化规律并不完全一致。土壤微生物生物量碳、微生物生物量氮和碱性磷酸酶活性整体表现为随植被正向演替而增加。而土壤蔗糖酶活性表现为:次生林草丛≈灌木林原生林,脲酶活性表现为:草丛≈次生林≈灌木林原生林。通径分析结果表明,土壤微生物生物量的直接影响因素和主要影响因素为土壤有机碳;蔗糖酶活性的直接影响因素为土壤有机碳和土壤微生物生物量碳,而从总效应来看,各因素对蔗糖酶活性的影响均较小;脲酶和碱性磷酸酶活性的直接影响因素和主要影响因素均为全氮,但全氮对脲酶活性表现为强烈的负效应,而对碱性磷酸酶活性表现为强烈的正效应。此外,土壤微生物生物量碳、氮及蔗糖酶、脲酶和碱性磷酸酶活性的剩余通径系数均较大,说明存在其它未被考虑因素对其具有影响。     

不同林龄尾巨桉人工林土壤养分与微生物的耦合关系

基于对广西东南部不同林龄尾巨桉人工林下土壤养分和微生物测定及典范对应分析,探讨了不同林龄尾巨桉林土壤养分、微生物特征及其相互关系。结果表明:(1)不同林龄尾巨桉人工林下土壤有效磷和pH值的林龄效应不显著,土壤有机质、全氮、全钾、碱解氮随林龄增加基本上呈先增后减趋势,但各养分含量最高点的林龄有所不同。(2)土壤微生物种群总数、细菌、真菌及放线菌数量含量的林龄效应明显,土壤微生物种群总数量、细菌、真菌均在3a和8a龄林地含量较高,而且微生物种群中细菌比例最大,放线菌次之,真菌最小;细菌、真菌数量变化趋势相似,随林龄增长表现为增长减少再增长的趋势,放线菌数量变化没有一定规律。(3)微生物量碳(Cmic)、氮(Nmic)、磷(Pmic)的林龄效应均比较明显,Cmic从1a～8a龄林地呈折线变化,最高峰位于8a龄林地,1a龄林地次之;Nmic的变化趋势呈"V"状,1a和8a龄林地含量基本相同,最低点出现在3a龄林地;Pmic含量变化情况则相反,最高点位于5a龄林地,1a、8a龄林地含量较低。(4)典范对应分析表明,5个不同林龄尾巨桉人工林地土壤主要养分与微生物大部分不呈正相关或相关性不显著,说明影响土壤养分、微生物及其之间的关系不仅受林龄的影响,地形等其他因素也起到很大作用。     

三峡库区不同林龄马尾松土壤养分与酶活性的关系

基于对三峡库区不同林龄马尾松林下土壤养分和酶活性的测定及典范对应分析,探讨了不同林龄马尾松林土壤养分、酶活性特征及其相互关系.结果表明:马尾松林0 ～ 20 cm土壤有机质、总氮、铵态氮和有效磷含量均表现出成熟林＞中龄林＞近熟林;随着林龄的增加,土壤转化酶活性先降低后增加,纤维素酶、多酚氧化酶活性逐渐降低,而脲酶和过氧化物酶活性先增加后降低.经典范对应分析,不同林分中主要土壤养分对酶活性的影响顺序为总氮＞有机质＞pH＞容重＞铵态氮＞有效磷,转化酶与土壤有机质、总氮、总磷呈显著正相关,过氧化物酶与有机质、总氮、总磷、容重呈显著负相关,土壤主要养分含量高,转化酶活性较高,过氧化物酶活性相对较低.转化酶、纤维素酶和过氧化物酶是评价土壤质量及肥力较好的生物学指标.     

洞庭湖退田还湖区不同土地利用方式下土壤微生物数量与酶活性特征

以钱粮湖垸为例,研究了洞庭湖退田还湖区林地(Ⅰ)、园地(Ⅱ)、旱地(Ⅲ)、水田(Ⅳ)和荒地(Ⅴ)等不同土地利用方式下的土壤微生物数量、酶活性及其典范相关关系。结果表明:5种土地利用方式下不同土层细菌、放线菌数量均以旱地最高,真菌数量以荒地最高;细菌是土壤微生物的主要类群,占全部微生物的比例为44.42%～92.93%,其次为真菌数量,所占比例为4.89%～42.76%,放线菌数量最少,所占比例为1.71%～24.52%;不同土地利用方式下0～50cm土层磷酸酶、脲酶、蛋白酶和脱氢酶活性变化范围为0.01～0.07mg.g-1.d-1、0.01～0.05mg.g-1.d-1、0.92～7.11mg.kg-1.d-1和0.01～0.38μl.g-1.d-1;土壤磷酸酶、脲酶、脱氢酶活性分别以园地、荒地、水田最低,而旱地土壤蛋白酶活性总体最低;土壤微生物典范变量(U)中,放线菌数量与之呈正相关,回归系数最大(0.174),其次为细菌数量(0.003),而真菌数量则出现负相关(-0.215);土壤酶活性典范变量(V)中,脲酶活性与之呈正相关,回归系数最大(10.557),其次为脱氢酶活性(1.616),而磷酸酶活性(-17.275)与蛋白酶(-0.041)则出现负相关。不同层次土壤微生物数量及酶活性在典范变量上的聚集趋势可为该区域土壤健康诊断与立地类型划分提供依据。     

亚热带区4种林地土壤微生物生物量碳氮磷及酶活性特征

在位于亚热带丘陵区的长沙县大山冲林场选取地域毗邻、环境条件(立地、土壤、气候)基本一致的杉木人工林(CL)和3种次生林:马尾松-柯(又名石栎)针阔混交林(PM-LG)、南酸枣落叶阔叶林(CA)、柯-青冈常绿阔叶林(LG-CG),每种林地随机设置5个20 m×20 m的样地,分别采集表层(0—15 cm)和亚表层(15—30 cm)土壤样品,测定土壤微生物生物量碳(B_C)、氮(B_N)、磷(B_P)和蔗糖酶(INV)、脲酶(URE)、酸性磷酸酶(ACP)、过氧化氢酶(CAT)活性,分析4种林地土壤微生物生物量和酶活性及其与土壤化学性质的关系。结果表明:表层和亚表层土壤B_C、B_N、B_P和ACP活性依次为:CA LG-CG PM-LG CL,INV和URE活性依次为:LG-CG CA PM-LG CL,CAT活性依次为:CA PM-LG LG-CG CL,说明森林植被恢复对土壤微生物生物量和酶活性有明显的促进作用。通径分析表明,土壤B_C、B_N、B_P的直接影响因素和主要影响因素分别为SOC和TN/TP,TN和TN/TP,TP和SOC/TP,而TN/TP与B_C之间,TN与B_N之间具有较强的负相关;INV、ACP活性的直接影响因素主要是TN、TN/TP,其中TN/TP与INV、ACP活性具有较强的负相关;URE、CAT活性分别为B_P/TP和B_P,B_C/SOC和SOC,其中B_P与URE活性具有较强的负相关,B_C/SOC、SOC两者与CAT活性具有较强的正相关。此外,土壤B_C、B_N、B_P以及INV、URE、ACP、CAT活性的剩余余项通径系数较低,说明土壤化学性质对土壤微生物生物量,以及土壤化学性质和微生物生物量对土壤酶活性具有较大的影响。土壤B_C、B_N、B_P之间及其与土壤酶活性呈显著正相关。     

盐碱土壤与非盐碱土壤微生物的抗盐碱特性

为了比较分析盐碱土壤与非盐碱土壤微生物资源抗盐碱性差异,本研究利用含有不同浓度Na2CO3、NaHCO3和pH的培养基对盐碱土壤和非盐碱土壤细菌进行培养计数.结果显示:非盐碱土壤出菌数量随Na2CO3、pH和NaHCO3浓度升高而下降,盐碱土壤细菌出菌数量随着Na2CO3、pH和NaHCO3浓度升高先是升高然后下降,最高值分别出现在200 mmol/L NaHCO3、50 mmol/L Na2CO3和pH 9.0的分离平板上.此外,高Na2CO3、pH和NaHCO3浓度的平板中盐碱土壤出菌数量远高于非盐碱土壤;以上结果可见,耐盐碱细菌资源主要集中分布在盐碱土壤中,在非盐碱土壤中虽有分布,但是仅占有很少一部分.     

垃圾填埋场土壤酶活性与化学性质和微生物数量的关系研究

通过气相色谱／质谱定性分析表明,垃圾填埋场土壤的有机物污染成分复杂,共检出有机物50种。研究表明,随着填埋深度的加深,土壤理化性质,微生物数量和土壤酶活性有很大不同。运用典型相关分析对垃圾填埋场的土壤酶活性与土壤化学性质和微生物数量的关系进行了研究。结果表明。土壤酶活性与化学性质总体上密切相关;土壤酶活性与微生物数量总体上密切相关;但在土壤酶中过氧化氢酶活性与化学性质和微生物数量不相关。     

模拟氮沉降对土壤酶活性和微生物组成的影响

氮沉降改变了草地生态系统的氮(N)素循环过程,由此带来的生态学效应已成为当前研究的热点。以乌鲁木齐周边短期围封草地为研究对象,通过模拟氮沉降实验,分析了自由放牧地和围封草地土壤酶活性和微生物组成,结合土壤养分及化学计量特征,探讨了氮沉降对短期围封草地土壤微生物组成及酶活性的影响,为该地区放牧草地的保护、恢复及管理提供理论依据。结果表明:(1)土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)含量随围封年限的增加总体呈升高趋势,表明围封有利于提高土壤养分含量。与中国草地平均值相比,该草地土壤碳氮比(C/N)相对较高,碳磷比(C/P)、氮磷比(N/P)相对较低,表明该草地土壤有机质分解良好,有利于土壤碳(C)、磷(P)的释放,而土壤N素较为缺乏。(2)就不同围封年限而言,围封3年草地5-20cm层土壤真菌数量高于其它样地;围封3年草地表层土壤蔗糖酶与过氧化氢酶活性最高;围封7年草地放线菌数量最多,说明围封能够促进土壤微生物生长及酶活性的提高。(3)氮素添加对土壤真菌具有抑制作用,N5(4.6gN m^-2 a^-1)、N10(9.8gN m^-2 a^-1)处理显著增加了各样地土壤细菌数量,氮素添加对围封7年草地0-10cm层土壤放线菌无显著影响,而氮沉降显著增加了其它样地5-20cm层土壤放线菌数量,其中N5、N10处理下促进作用最明显;氮素添加对该草地土壤脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶均具有促进作用,N5、N10处理促进作用最明显。综合分析表明,氮沉降可直接或间接影响土壤微生物及酶活性,短期围封作为一种草地管理手段,对退化草地生态系统的修复具有一定作用,并可通过改善土壤理化性质、调节养分含量及其化学计量比来加速退化草地的恢复。     

沙化对玛曲高寒草甸土壤微生物数量及土壤酶活性的影响

对不同沙化程度高寒草甸土壤物理性质和土壤酶活性及微生物结构进行调查分析,结果表明:(1)随沙化程度的加剧,玛曲高寒草甸土壤粘粒成分、含水量、蔗糖酶活性、脲酶活性、中性磷酸酶活性以及过氧化氢酶活性均呈现出下降趋势,而土壤细砂粒成分和pH值逐渐增大,土壤粗砂粒、细菌数量、真菌数量、放线菌数量以及微生物总数量均出现了先增大后减小的趋势。(2)在发生沙化的高寒草甸土壤中,细菌占土壤微生物的主要组分,然后依次是放线菌和真菌;细菌百分比在中度沙化的样地土壤中达到最大值,放线菌和真菌百分比在轻度沙化的样地土壤中达到最大值。(3)在玛曲高寒草甸沙化过程中,驱使土壤微生物数量变化的主导因子是土壤孔隙度和含水量;驱使土壤酶活性变化的主导因子,在沙化初期是土壤含水量、颗粒组成、动植物和pH,在沙化发生后是土壤微生物、颗粒组成、含水量及动植物。     

有机肥替代部分化肥对长期连作棉田产量、土壤微生物数量及酶活性的影响

施用有机物是作物增产、增加土壤有机质和改善土壤生物学性状的有效措施。在大田滴灌条件下,采用土壤酶学和微生物平板培养方法,研究了常规施肥(CF)减量20%—40%,配施3000、6000 kg/hm2有机类肥料对棉花产量、土壤微生物数量及土壤酶活性的影响。结果表明:降低CF用量20%—40%情况下,滴灌棉田配施3000、6000 kg/hm2的有机类肥料可获得与CF处理相持平的产量(4945—4978 kg/hm2),有机肥和生物有机肥配施处理间的棉花产量差异不显著(P0.05)。细菌、放线菌和假单胞杆菌数量均随有机肥用量的增加而升高,不同类有机肥配施间表现为OF+BFBFOF;真菌数量则随有机肥施量升高而降低,其中OF+BF配施处理最为显著。有机无机肥配施显著提高了土壤酶活性,80%CF和60%CF与有机肥配施处理土壤碱性磷酸酶、荧光素二乙酸酯酶(FDA)、β-葡萄糖苷酶和脱氢酶的活性比CF处理分别升高了3.8%、17%、18%、55%和10.1%、19%、20%、60%,不同类型有机肥对土壤酶活性影响差异不显著。土壤细菌/真菌比、土壤放线菌/真菌和假单胞杆菌/真菌比均随有机肥施量的增加而升高,施用化肥或有机肥均显著降低了假单胞杆菌/细菌比。细菌、放线菌和假单胞杆菌数量与土壤脱氢酶、β-葡萄糖苷酶、碱性磷酸酯酶和荧光素二乙酸酯酶活性均呈显著或极显著正相关,真菌数量与4种酶活性呈负相关。CF减量20%—40%配施以3000、6000 kg/hm2有机肥不仅不会导致棉花减产,而且对提高土壤酶活性、调节土壤细菌、真菌、放线菌群落组成结构,改善北疆绿洲滴灌棉田土壤生物学性状有显著作用。     

藏东南森林土壤微生物群落结构与土壤酶活性随海拔梯度的变化

【目的】针对青藏高原藏东南地区色季拉山不同海拔森林土壤,探讨微生物群落与土壤酶活性之间的联系以及受控因子。【方法】利用微生物细胞膜磷脂(PLFA)方法研究土壤微生物群落结构随海拔变化情况,分析土壤葡萄糖苷酶、酚氧化酶、蛋白酶、L-天冬酰胺酶、脲酶和酸性磷酸酶活性以及土壤理化性质随海拔的变化趋势。【结果】土壤理化性质和生化指标随海拔增高没有显著变化,如水分含量、有机碳、全氮、碳氮比、pH、无机氮和硝态氮,土壤葡萄糖苷酶、酚氧化酶、蛋白酶、L-天冬酰胺酶和酸性磷酸酶活性等;然而,微生物丰度呈现中峰优势分布规律,细菌、真菌、革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌和放线菌含量在海拔3 900 m和4 000 m处生物量显著高于低海拔和更高海拔。皮尔森相关性分析表明土壤pH是影响微生物群落结构的主要因子,但海拔梯度上的温度变化与微生物群落结构和酶活性不存在显著相关性;同时,有机碳、全氮、水溶性有机碳和水溶性有机氮和pH等理化指标与土壤酶活性显著相关。【结论】在藏东南色季拉山森林生态系统,海拔梯度对土壤微生物群落结构影响较大,土壤理化指标与生物特征对海拔梯度的响应较弱。     

青藏高原东缘不同树种人工林对土壤酶活性及养分的影响

为评价不同树种人工林对土壤酶及养分的影响,选择立地条件和营林方式相同的4种人工林(连香树[CJ]、油松[PT]、落叶松[LK]和华山松[PA])为研究对象,以落叶灌丛(QC)为对照,比较不同树种人工林地土壤酶活性和土壤养分的变化。结果显示:(1)造林降低了土壤酸性磷酸酶、脱氢酶、β-葡萄糖苷酶和过氧化氢酶活性,但人工造林后土壤脲酶活性增加;(2)造林也明显影响了土壤养分,与对照林地相比,除CJ人工林土壤中磷(P)略高外,造林地土壤有机碳(TOC)、氮(N)、水可提取有机碳(WEOC)和氮(WEON)、铵态氮(NH+4-N)和硝态氮(NO-3-N)均降低;(3)不同的人工林树种之间土壤养分及酶活性也存在一定的差异性,CJ和LK人工林土壤C、N、P及相关酶活性明显不同于PT和PA人工林;(4)土壤酶与养分变化有一定的相关性,除转化酶和多酚氧化酶反应较迟钝外,其它酶对环境反应较敏感。综合分析表明,在川西地区选择高密度单一树种造林并没有改善土壤养分和酶活性,在该地区选择落叶或阔叶树种造林可使土壤肥力恢复。