煤矸山复垦林地和草地土壤微生物多样性和群落组成的差异及其影响因素

以山西省长治市潞安矿区煤矸山复垦多年的林地和草地为对象,采用磷脂脂肪酸法(phospholipid fatty acid,PLFA)研究2种复垦样地0~10和10~20 cm土层土壤微生物多样性和群落组成状况以及土壤环境因子对微生物群落组成的影响。结果表明:(1)草地0~10和10~20 cm土层土壤微生物丰富度指数(S)、Shannon指数(H)均大于林地(P0.05),但2种样地Pielou均匀度指数(E)无显著差异。(2)林地在0~10和10~20 cm土层土壤微生物总PLFAs含量、真菌PLFAs含量、放线菌PLFAs含量、革兰氏阳性菌PLFAs含量以及革兰氏阳性菌/革兰氏阴性菌、真菌/细菌均高于草地(P0.05);但细菌PLFAs含量和革兰氏阴性菌PLFAs含量在2土层中表现不同,林地0~10 cm土层高于草地(P0.05),10~20 cm土层则低于草地。(3)主成分分析表明,土壤微生物群落结构组成受复垦类型的显著影响。冗余分析表明,土壤理化性质对微生物PLFAs含量产生影响,其中土壤有效磷(AP)、pH值和阳离子交换量(CEC)是影响微生物群落组成的主要因子,并且AP和CEC与土壤微生物PLFAs含量呈正相关,pH值与之呈负相关。     

氮肥添加对高寒藏嵩草(Kobresia tibetica)沼泽化草甸和土壤微生物群落的影响

以藏嵩草沼泽化草甸为研究对象,利用磷脂脂肪酸(PLFA)技术,研究连续6年N素添加对地上植被群落数量特征、土壤微生物群落结构的影响。结果表明:①藏嵩草沼泽化草甸群落生物量、枯枝落叶对施肥处理无明显响应,且莎草科植物对土壤氮素的吸收和利用率较低。②施肥增加了0-10 cm土壤微生物类群PLFAs丰富度尤其细菌和革兰氏阳性菌PLFAs,降低了10-20 cm PLFAs丰富度;③磷脂脂肪酸饱和脂肪酸/单烯不饱和脂肪酸、细菌PLFAs/真菌PLFAs的比值随土壤层次增加而增加;④0-10 cm土层革兰氏阳性菌、真菌PLFAs含量与pH、土壤速效磷、速效氮、土壤有机质显著正相关(P0.05或P0.01);10-20 cm土层,细菌、革兰氏阳性菌、真菌和总PLFAs含量与土壤有机质含量显著正相关(P0.05或P0.01)。表明藏嵩草沼泽化草甸微生物PLFAs含量和丰富度对施肥的响应存在明显的土层梯度效应,土壤微生物PLFAs含量和丰富度主要受表层土壤初始养分含量的影响。     

荒漠草原典型植物群落土壤活性有机碳组分特征及其与酶活性的关系

以宁夏荒漠草原典型植物柠条(Caragana korshinskii)、沙蒿(Artemisia ordosica)、短花针茅(Stipa breviflora)和蒙古冰草(Agropyron mongolicum)群落为研究对象,分析不同植物群落不同土层深度(0~5、5~10和10~15cm)土壤活性有机碳组分土壤微生物量碳(MBC)、可溶性有机碳(DOC)和易氧化有机碳(EOC)特征及其与土壤酶(蔗糖酶、脲酶、碱性磷酸酶和过氧化氢酶)活性之间的关系。结果表明:(1)4种典型植物群落土壤SOC、MBC、EOC含量均随土层深度的增加而减少,且表层(0~5cm)土壤显著高于亚表层(5~10cm)和深层(10~15cm)土壤(P0.05),而土壤DOC含量随土层深度的增加呈先增加后减少的趋势。在同一土层深度,灌木(柠条和沙蒿)群落土壤活性有机碳组分含量高于禾本科植物(短花针茅和蒙古冰草)。(2)4种典型植物群落土壤酶(蔗糖酶、脲酶、磷酸酶和过氧化氢酶)活性整体上随土层深度的增加而降低,局部土层深度表现出波动性;同一土层不同植被群落土壤酶活性未表现出一定的变化规律。(3)4种典型群落土壤活性有机碳各组分除DOC外,其余均与SOC呈显著正相关关系,与土壤酶活性、微生物量熵以及有机碳活度具有一定的相关关系,表明土壤活性有机碳不仅依赖于总有机碳,也与土壤酶活性密切相关。     

山竹岩黄蓍固沙群落对土壤养分及生物活性的改良效应

以半流动沙丘为对照,对5、10和22年生山竹岩黄蓍人工固沙群落不同层次(0~10、10~20和20~30cm)土壤的养分状况、微生物生物量和土壤酶活性进行了对比研究.结果表明:采用山竹岩黄蓍固定流沙后,随着群落年龄的增长,土壤中C、N、P、K含量及生物活性均明显提高.其中,0~10cm土层的增长幅度显著高于10~30cm土层.0~30cm土层中C/N由7.3增加到8.5;土壤微生物生物量碳、氮、磷含量以及土壤脲酶、磷酸单酯酶、蔗糖酶、蛋白酶、脱氢酶、硝酸还原酶和多酚氧化酶的活性均有所提高.其中,0~10cm土层中蔗糖酶的活性是对照的49.7~284.5倍.土壤微生物生物量碳、氮、磷分别与土壤有机碳、全氮、全磷以及微生物生物量与酶活性之间存在显著的正相关关系.     

平朔黄土露天矿区复垦地表层土壤微生物与酶活性分析

矿区是当今世界陆地生态系统被破坏和退化最严重的区域之一,在进行露天煤矿土地复垦与生态重建时不仅要恢复地表植被和生物,还应重视地下土壤微生物生态系统的构建,而国内外相关研究多集中在植被重建及土壤理化性质监测方面,利用土壤微生物及酶活性揭示矿区重构土壤状况的研究尚不多见。通过8个样地24个土壤剖面的采样分析,采用时空替代法和单因素方差分析法对平朔矿区不同复垦年限的排土场和原地貌0—20 cm表层土壤中细菌、真菌、放线菌的数量及蔗糖酶、脲酶和磷酸酶活性及变化进行研究,旨在分析其特征及差异。研究结果表明:(1)从微生物数量及酶活性特征来看,无论复垦年限的时间长短,细菌数量在3类微生物中占有绝对优势,占微生物总数的99.20%以上,其次是放线菌,真菌的数量最少;脲酶活性在3种酶中活性最大,其次是蔗糖酶活性,磷酸酶活性最低。(2)从微生物数量和酶活性的变化状况来看,3类微生物数量和3种酶活性在0—20 cm土层随复垦年限的变化趋势相一致,均随复垦年限的变化先增长后降低,而后又随着复垦年限的增长不断增加。(3)在0—20 cm土层,复垦27年的南排土场的土壤细菌、放线菌和真菌数量在复垦后达到了189.3333×10⁵ cfu/g、0.1312×10⁵ cfu/g和1.1463×10⁵ cfu/g,复垦效果达到原地貌3类土壤微生物数量的65.88%、66.46%和67.74%;蔗糖酶、脲酶和磷酸酶活性分别达到1.9600 mg 100 g^-1 h^-1、6.3600 mg 100 g^-1 h^-1和1.4533 mg 100 g^-1 h^-1,复垦效果分别达到原地貌83.40%、86.30%和86.85%。因此开展矿区土地复垦后土壤微生物及酶活性的相关研究,能够在一定程度上及时反映土地复垦后的土壤质量以及生态系统的恢复状况,以便采取更加合理的复垦方法来提高矿区生态恢复的速度和效果。     

古尔班通古特沙漠土壤酶活性和微生物量氮对模拟氮沉降的响应

本文以新疆古尔班通古特沙漠为研究区,原位设定0 (N0)、0.5 (N0.5)、1.0 (N1)、3.0 (N3)、6.0 (N6)和24.0 (N24) g N m?2 a-1 6个模拟施氮浓度,研究氮沉降对土壤酶活性和微生物量N的影响。结果表明：不同浓度的氮增加未改变土壤酶活性和微生物量N原有的垂直分布格局,0 ~ 5 cm土层土壤多酚氧化酶和过氧化物酶活性分别比5 ~ 10 cm土层低11.5 ~ 29.1%和1.4 ~ 14.2%,而该土层的蔗糖酶、脲酶、碱性磷酸酶活性和微生物量N则分别比5 ~ 10 cm土层高4.3 ~ 98.1%、45.3 ~ 119.0%、76.1 ~ 138.1%和77.5 ~ 162.3%。氮增加后,0 ~ 5 cm土层的土壤酶活性和微生物量N比5 ~ 10 cm土层受影响更大。低氮和中氮(N0.5～N3)增加对0 ~ 5 cm土层氧化酶活性影响较小,各处理间差异不显著;高氮(N6,N24)对该层氧化酶活性有明显抑制作用。与对照相比,N24处理下土壤多酚氧化物活性和过氧化物酶活性分别降低了22.4%和12.1%;5 ~ 10 cm土层氧化酶活性对氮增加响应不敏感,各施氮量之间差异不显著;两层土壤的蔗糖酶和碱性磷酸酶活性随氮的增加具有先增加再减少的趋势,而两层土壤的脲酶活性和土壤微生物量N随着施氮量增加分别降低和增加;随着土壤酶活性变化,土壤有效氮和微生物量N增加,有效磷先增加后减少。这些响应表明,氮增加可以改变该荒漠土壤系统的土壤酶活性和微生物量并影响土壤相关营养元素循环。     

长白山苔原带植被变化与土壤微生物、酶活性及土壤肥力的相关性

全球变暖背景下长白山苔原带多种草本植物入侵,植被显著发生变化。本研究通过测试苔原植被不同变化阶段的土壤微生物、土壤酶活性和土壤肥力,分析苔原带植被变化带来的土壤中微生物群落结构、酶活性的变化,研究土壤中微生物群落结构、酶活性对土壤肥力的影响,以及土壤肥力的变化对苔原带植被变化的可能作用。研究表明:(1)苔原带植被从类型Ⅰ(稳定型,草本植物相对盖度5%)到类型Ⅴ(强烈变化型,草本植物相对盖度70%)的植被变化过程中,土壤微生物、土壤酶活性随之相应变化。其中,从类型I到类型Ⅳ(变化型,草本植物相对盖度为30%~70%)的植被变化过程中,土壤微生物PLFAs及酶活性持续增加;但从类型Ⅳ到类型V的植被变化过程中,土壤微生物PLFAs减少,酶活性降低;(2)苔原土微生物PLFAs(及酶活性)变化引起土壤肥力明显变化,土壤微生物PLFAs(及酶活性)增加,土壤有机质分解加快,速效养分增加;(3)鉴于土壤肥力提高有利于草本植被入侵,推断土壤微生物及酶活性和植被变化之间存在一个由正反馈向负反馈的转化过程,土壤微生物和土壤酶活性变化是长白山苔原植被变化的重要影响因子。     

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。     

磷脂脂肪酸法分析鹤山针叶林和荷木林的土壤微生物多样性

用磷脂脂肪酸法(PLFA)分析广东鹤山两种人工林——针叶林和荷木林不同土层(0~20 cm、20~40 cm、40~60 cm)的土壤微生物群落结构。结果表明,两种人工林的磷脂脂肪酸总量(PLFAs总量)、细菌特征脂肪酸(细菌PLFAs)、真菌特征脂肪酸(真菌PLFAs),以及革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌特征脂肪酸的含量都是0~20 cm土层最高;荷木林的PLFAs总量高于针叶林,但这种差异随土壤深度增加而递减, 且与土壤有机碳、全氮含量呈正相关。在相同土层,细菌PLFAs含量均显著高于真菌PLFAs含量。主成分分析表明,土壤微生物多样性及其丰富度受林型和土层综合作用的影响;单一的PLFAs中,i13:0、a13:0、17:0、cy17:0和16:0等脂肪酸对第一主成分的贡献较大;i16:0、cy19:0、18:1ω9c、i15:0、18:2ω6c和a17:0等脂肪酸对第二主成分贡献较大。     

衡阳紫色土丘陵坡地植被恢复对土壤微生物功能多样性的影响

以典型湖南省衡阳紫色土丘陵坡地不同植被恢复阶段为研究对象,采用空间代替时间序列的方法,选用立地条件基本相似的草本(狗尾草,GS)、灌草(紫薇-狗尾草,FG)、灌丛(牡荆+剌槐,FX)和乔灌(枫香+苦楝-牡荆,AF)群落阶段,运用Biolog-ECO微平板技术,对4个不同恢复阶段0～10和10～20 cm土层的土壤微生物功能多样性进行研究,探讨植被恢复对土壤微生物功能多样性的影响.结果表明: 植被恢复后土壤微生物群落代谢活性显著升高,同一土层不同恢复阶段AWCD值的大小顺序为乔灌群落＞灌丛群落＞灌草群落＞草本群落,相同恢复阶段不同土层的AWCD值的大小顺序为0～10 cm＞10～20 cm;主成分分析(PCA)表明,灌草群落与灌丛群落具有相似的土壤微生物C源利用方式及代谢功能,而草本群落、乔灌群落具有不同的C源利用方式及代谢功能,在主成分分离中起主要贡献作用的C源是糖类、氨基酸类以及代谢中间产物和次生代谢物;土壤微生物的Shannon物种丰富度指数(H)、Shannon均匀度指数(E)、Simpson优势度指数(D)和McIntosh指数(U)均以乔灌群落最高,灌草群落和灌丛群落次之,草本群落最低;相关分析表明,土壤含水量(SWC)、土壤总有机碳(STOC)、全氮(TN)、全磷(TP)和速效磷(AP)对土壤微生物代谢功能及功能多样性指数有重要影响,脲酶(URE)、磷酸酶(APE)、蔗糖酶(INV)和过氧化氢酶(CAT)活性与土壤微生物代谢功能及功能多样性指数存在显著相关关系.表明植被恢复可使土壤微生物代谢功能增强,土壤微生物繁殖加快、数量增大,从而促进土壤微生物对土壤C源的利用强度.     

平茬对小叶锦鸡儿灌丛化草原土壤微生物群落的影响

为了明确土壤微生物群落组成和结构对草原灌丛平茬处理的响应,并分析土壤微生物群落组成、结构与土壤理化性质及地上部植物群落的关系,本研究以小叶锦鸡儿灌丛化的退化草原为对象,对小叶锦鸡儿灌丛实施平茬处理并设置未平茬对照,处理3个月后,对两种处理条件下灌丛间植物群落的组成和结构及土壤理化性质进行测定,并运用磷脂脂肪酸(phospholipid fatty acid,PLFA)生物标记法分析两种处理下0～5和15～20 cm土层土壤微生物群落组成和结构。结果显示:(1)与对照相比,平茬样方植物群落地上总生物量有下降趋势,主要表现在褐沙蒿生物量的下降,物种数及Shannon指数显著增加,0～5 cm土壤p H显著降低,而15～20 cm土壤全碳、全氮及碳氮比显著提高; 0～5 cm土壤总PLFAs、格兰氏阳性菌(G~+)、格兰氏阴性菌(G~-)、细菌(B)、真菌(F)以及放线菌(Act) PLFAs含量显著增加,G~+/G~-显著降低。(2)冗余分析结果表明,土壤p H与G~+PLFAs含量呈正相关,与G~-、F及Act PLFAs含量呈负相关;土壤全氮与G~+、G~-、F及Act PLFAs含量均呈正相关;Shannon指数与G~+PLFAs含量呈负相关,与G~-、F及Act PLFAs含量呈正相关;地上总生物量与G~-、F及Act PLFAs含量呈负相关。这些结果表明了土壤微生物群落组成和结构能够对草原灌丛平茬处理引起的地上部植物群落及土壤环境条件的变化快速响应,对土壤健康状况具有指示作用,可为内蒙古灌丛化草原的恢复提供科学指导。     

荒漠草原3种典型群落类型的土壤微生物量碳氮研究

采用氯仿熏蒸-浸提法,以宁夏盐池荒漠草原3种典型群落(柠条、沙蒿、短花针茅)类型为研究对象,分析了不同生境(冠下、丛间)和不同土层间(0~5、5~10、10~15cm)土壤理化性质及微生物量——微生物量碳(MBC)和微生物量氮(MBN)的变化特征。结果表明:(1)3种群落土壤微生物量变化差异较大,柠条、沙蒿和短花针茅群落土壤MBC含量分别为77.00~393.18、17.27~221.71和81.05~173.37mg/kg,MBN含量分别为7.59~64.81、1.43~13.95和4.25~22.13mg/kg,MBC和MBN含量均表现为:冠下丛间,且随土层深度的增加而降低,有明显的"沃岛效应"。(2)群落类型对土壤微生物量碳氮含量的变化有显著影响,3种典型群落类型下土壤微生物量熵(qMB)、碳氮比(C/N)、微生物量碳氮比(MBC/MBN)分别在0.76~4.10、15.02~52.50、5.34~23.07范围内变化,其比值在不同生境和不同土层深度的分布特征有明显差异。(3)3种典型群落类型的土壤MBC与SOC、MBN、qMB具有显著相关关系,土壤C/N与MBC/MBN呈显著正相关关系,表明土壤MBC、MBN具有一定的生物学指示特性,可以作为评价土壤质量的生物学指标。     

三江源区不同建植年限对人工草地土壤微生物功能多样性的影响

明确三江源区不同建植年限人工草地土壤微生物功能多样性的变化规律,探索高寒地区人工草地恢复措施,可以为退化高寒草甸恢复治理提供理论依据。试验于2014年8月在青海省果洛州选择建植4年、8年和12年的多年生禾本科人工草地为试验样地,利用常规实验室分析和Biolog-ECO生态板法对土壤养分和土壤微生物功能多样性进行分析。结果表明:在0~10 cm土层,土壤pH与TN含量在建植4年显著高于其他建植年限;TK和速效养分含量随建植年限增加而升高;在10~20 cm土层,土壤pH在建植4年显著大于其他年限;TK含量在建植12年时显著小于其他年限,AN和AK则呈现建植8年12年4年;AWCD值在0~10 cm土层表现为建植8年12年4年,而在10~20 cm土层随建植年限的增加而增加;在0~10 cm土层,Shannon指数和Pielou指数均是建植12年显著小于建植4年和8年;在10~20 cm土层,Mc Intosh指数表现出建植12年8年4年,且差异显著,而Shannon指数和Pielou指数则表现出建植4年显著小于8年和12年。主成分分析表明,氨基酸类和酯类是土壤微生物利用的主要碳源类型。冗余分析表明,有机碳、速效钾、速效氮、全钾和pH是影响不同建植年限人工草地土壤微生物功能多样性和代谢活性的主要因子。不同建植年限人工草地土壤微生物功能多样性存在差异,随着建植年限的增加,土壤养分状况、微生物群落稳定性和生态环境得到改善。     

水田改果园后土壤性质的变化及其特征

近年来,水田改作经济林地,在我国南方地区非常普遍。为深入了解这一转变对土壤质量的影响,以浙江省典型水稻土(青粉泥田)及其改果园不同年限的系列表层土壤(0—15 cm)为研究对象,应用磷脂脂肪酸生物标记等方法,研究了水田改果园后土壤理化性质和微生物群落结构等性质的变化以及它们之间的关系。结果表明,水田改果园后,土壤中大于0.25 mm水稳定性团聚体、盐基饱和度、p H值、有机质、全氮和碱解氮等随着改果园年限的延长而显著降低(P0.05)。土壤微生物生物量碳氮、微生物商和土壤呼吸强度随改果园年限增加而显著下降(P0.01)。土壤微生物群落结构也发生明显变化:磷脂脂肪酸总量显著降低(P0.01),微生物种类减少,原生动物在土壤微生物中所占比例增加,革兰氏阴性细菌与革兰氏阳性细菌比值降低(P0.01),好氧细菌/厌氧细菌和甲烷氧化菌/细菌增加(P0.01),表征养分胁迫的环丙基脂肪酸/前体物和异式脂肪酸/反异支链脂肪酸显著增加(P0.01)。冗余分析表明,土壤含水率、有机质和碱解氮是决定水田和果园土壤微生物群落结构差异的最重要因子(P0.01);改果园后,土壤微生物群落结构发生了阶段性变化,不同利用方式对微生物群落结构的影响程度要大于同一利用方式耕作不同年限对微生物群落结构的影响。研究表明,水田改果园后土壤理化性质以及生物学性质发生退化,土壤质量下降;而水田中微生物数量和种类都比较丰富,因而认为水田是土壤(地)可持续利用的一种有效方式。     

石油污染地土壤微生物群落的碳源利用特性

应用Biolog微平板技术,研究了大庆油田开采36年的石油污染土壤不同土层（0～10 cm、10～20 cm、20～30 cm）土壤微生物群落对碳源的利用特性.结果表明: 石油污染明显提高了土壤微生物群落的代谢活性,3个土层的微生物代谢强度均高于无污染土壤（CK）,不同土层之间的微生物代谢强度存在显著差异,其中20～30 cm土层的碳源代谢能力最强,其次为10～20 cm土层,0～10 cm土层最弱.石油污染使10～20 cm和20～30 cm土层土壤微生物群落对底物碳源利用种类增多,代谢功能的多样性增强,而0～10 cm土层则无明显变化.10～20 cm土层土壤微生物对底物碳源的利用由对照土壤的羧酸类居多转为石油污染土壤的碳水化合物最多,而20～30 cm土层土壤微生物对底物碳源的利用以羧酸类居多.说明石油污染土壤的微生物群落具有独特的群落结构和特点.     

陕西渭北柿子园种植白三叶草对土壤养分和生物学性质的影响

种植豆科绿肥可以有效增加氮肥来源,提高水土保持能力,改善生态环境与土壤质量,是促进农业生产可持续发展的重要措施之一.本试验研究了柿子园种植白三叶草对土壤养分和生物学性质的影响,以探明果园种植豆科绿肥在土壤肥力改良与经济效益提升方面的潜力.设柿子园清耕、种植白三叶草2个处理,于2017年9月14日分别采集0～10、10～20、20～30和30～40 cm土层样品,以分析两个处理对土壤有机质、速效氮、微生物生物量碳、氮和酶活性的影响.结果表明: 与清耕相比,生草后的整个被测土层的有机质、速效氮、微生物生物量碳、氮及脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶、碱性磷酸酶活性均增加,其中,0～10 cm土层生草处理的有机质、微生物生物量碳增加效果显著,10～20 cm土层速效氮含量增加效果显著,0～20 cm土层中脲酶活性显著增加,而过氧化氢酶活性、蔗糖酶及土壤酶活性的几何平均值(GME)则在整个被测土层都显著增加.表明果园生草能改善土壤肥力状况,在一定程度上可减少化肥氮投入量,提高果园经济效益,是一种优良的果园栽培模式.     

石羊河下游退耕地土壤微生物变化及土壤酶活性

采用时空替代法,对石羊河下游不同年限(1,2,3,4,5,8,15,24、31 a)退耕地土壤微生物(细菌、真菌和放线菌)数量、生物量(碳、氮和磷)及土壤酶(过氧化氢酶、蔗糖酶、脲酶和磷酸酶)活性变化及三者的相关性进行了测定和分析。结果表明,在退耕1—31 a的9个样地样方中土壤三大类微生物数量以细菌最高,放线菌次之,真菌最低。总体来看,三大土壤微生物数量的加权平均值最大值均在退耕后的前8 a。土壤微生物生物量碳在退耕初期随着退耕年限的增加而减小,退耕4 a后逐渐增大,退耕24 a期间达到了加权平均值的最大,最后趋于稳定;土壤微生物生物量氮在退耕初期随着退耕年限的增加而增加,退耕4 a加权平均值的最大值出现,随后逐渐减小的趋势,并且不同退耕年限土壤微生物生物量氮差异显著;土壤微生物生物量磷在退耕初期随着退耕年限的增加而增加,退耕8 a前后加权平均值达到最大值,随后逐渐减小,最终趋于稳定。土壤酶活性总趋势随着退耕地自然演替时间的增加呈波动式下降。不同土壤层次(0—10 cm,10—20 cm,20—30 cm及30—40 cm),土壤微生物数量、生物量及土壤酶活性随土层深度显著降低,并且表层土壤微生物生物量及土壤酶活性占有较大比例。土壤微生物及土壤酶活性的变化是一个极其缓慢的互动过程,存在着互相回馈的响应,特别是真菌与放线菌、微生物量氮及蔗糖酶,放线菌与过氧化氢酶、蔗糖酶,微生物量碳与磷酸酶,微生物量氮与脲酶,微生物量磷与蔗糖酶均存在极显著的相关性。总体来看在退耕年限4—5 a前,有利于土壤发育,退耕后期土壤肥力呈下降的趋势。     

中亚热带地区两种森林植被类型土壤微生物群落结构

利用磷脂脂肪酸(PLFA)生物标记法分析了中亚热带地区罗浮栲天然林和相邻的杉木人工林土壤微生物群落结构特点.结果表明: 两种植被类型的磷脂脂肪酸总量、细菌特征脂肪酸、真菌特征脂肪酸、放线菌特征脂肪酸、革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌特征脂肪酸含量均为0～10 cm高于10～20 cm土层,罗浮栲天然林高于杉木人工林.在两种植被类型的两个土层中,细菌PLFAs含量均显著高于真菌PLFAs含量.两种植被类型中,细菌PLFAs含量约占PLFAs总量的44%～52%,而真菌仅占6%～8%,表明细菌在该地区两种植被类型土壤中处于优势地位.主成分分析表明,土壤微生物群落结构差异主要由植被类型差异引起,土层深度的影响相对较小.相关分析显示,革兰氏阴性菌、革兰氏阳性菌以及细菌的PLFAs含量与pH呈显著负相关,与含水量呈显著正相关;土壤微生物主要类群PLFAs含量与总氮、有机碳、C/N和铵态氮均呈显著正相关.     

科尔沁沙地四种固沙植物群落土壤微生物生物量及酶活性的季节动态

为探讨科尔沁沙地不同人工固沙植物群落土壤微生物生物量、土壤酶活性的季节动态规律,选取25年生小叶锦鸡儿、山竹岩黄蓍、差巴嘎蒿、樟子松群落为对象,研究了固沙植物群落0～30cm土壤蛋白酶、脲酶、蔗糖酶、磷酸单酯酶、多酚氧化酶、硝酸还原酶、脱氢酶7种酶活性和微生物生物量C、N、P不同季节的变化特征。结果表明,4种人工植物群落土壤7种酶活性有明显的季节性变化,均表现为春季开始逐渐升高,到夏季植物旺盛时逐渐达到最大值,秋冬季达到最低值。微生物生物量C、N的动态变化与土壤酶活性的变化规律相同,而土壤微生物量P的季节变化则表现为春季>夏季>秋季,这些变化在0～10cm土层更为显著。7种土壤酶活性和微生物生物量最高值均出现在土壤表层(0～10cm),随着土层的加深生物活性逐渐降低。小叶锦鸡儿群落土壤微生物生物量和7种酶活性均高于其他3种植物群落。     

复垦煤矸山不同土地利用类型土壤重金属污染评价

土壤重金属污染是矿区土壤复垦的关键限制因子, 而复垦地利用类型会对土壤重金属累积状况产生影响。因此, 研究不同利用类型复垦煤矸山土壤重金属累积状况并进行生态风险评价, 可以查明土地利用类型对复垦地重金属污染的影响,也有助于指导煤矸山“因地制宜”的进行植被复垦。以山西省霍州市曹村煤矿煤矸山复垦耕地、人工林地、草地为研究对象, 分析了3 种利用类型复垦煤矸山土壤中Hg、As、Pb、Cd 和Ni 含量和污染程度。结果表明: (1)3 种利用类型复垦地土壤重金属积累程度存在差异, 并且不同土层情况也不同, 具体为, 在0-20 cm 土层, 耕地中Hg 和Pb 含量高于人工林地和草地, 但Ni含量低于人工林地和草地; 在20-40 cm 土层中, 耕地中Pb 含量低于人工林地和草地, 人工林地中Ni 含量高于耕地和草地;并且与普通农田相比, 3 种复垦地20-40 cm 土层中重金属含量明显偏高。(2)单因子潜在生态危害系数Eir 表明, 整体来看3 种复垦地中Hg 和Cd 的生态危害较重, 其余较轻; 并且不同利用类型复垦地土壤重金属污染风险存在差异, Hg、Cd 和As 在草地中的生态风险高于耕地和人工林地, Pb 和Ni 在耕地和人工林地高于草地。综合污染指数表明, 3 种复垦样地土壤重金属均达到了严重危害程度, 且各样地危害程度存在着差异, 具体表现为草地>人工林地>耕地。