宁南山区不同植被恢复措施的土壤养分效应研究

通过野外考察与室内分析,研究宁南山区不同植被恢复措施的土壤养分效应,结果表明：在宁南山区恢复植被能显著提高土壤有机质和速效氮、钾等营养元素的含量,降低土壤pH,增加土壤保肥性能;随林龄增加,土壤养分状况明显改善。植被对土壤的培肥改良是一种正向持续反馈机制,植被恢复时间越长,效益越显著。     

植被恢复对黄土区煤矿排土场土壤团聚体特征的影响

目前关于植被恢复对排土场土壤团聚性的影响还不清楚,以植被恢复下黄土区露天煤矿排土场为研究对象,采用湿筛法测定了排土场土壤水稳性团聚体组成,研究了植被恢复类型(草地、灌木)和排土场地形(平台、边坡)对土壤团聚体特征的影响。结果表明:植被恢复促进了排土场水稳性团聚体的形成,平台0—20 cm土层水稳性大团聚体数量(R_(0.25))、平均重量直径(MWD)和几何平均直径(GMD)分别达到31.1%,0.70 mm和0.26 mm,边坡分别达到13.3%,0.37 mm和0.17 mm,均显著高于裸地,分形维数(D)在平台和边坡分别为2.91和2.96,均显著低于裸地;平台土壤团聚性要好于边坡,草地对于平台土壤团聚结构改良效果较好,而灌木对于边坡改良效果较好;排土场土壤有机碳和粘粒含量均与土壤团聚体指标有显著相关性。植被恢复提高了排土场土壤团聚性,植被恢复类型和地形对排土场土壤团聚体特征有显著影响。     

宁南山区植被恢复对土壤团聚体水稳定及有机碳粒径分布的影响

土壤团聚作用和土壤有机碳固定之间密切相关.对宁南山区不同植被恢复措施和年限下土壤团聚体粒径分布及稳定性、土壤团聚体中有机碳及其组分分布进行了研究,探讨了有机碳及其组分对植被恢复的响应.结果表明,不同植被恢复措施下,土壤团聚体粒径分布表现为“V”字分布:＞5 mm和＜0.25 mm这两个粒径的团聚体含量最多,5-2 mm、1-0.25 mm团聚体的含量次之,2-1 mm粒径的团聚体含量最少.坡耕地的平均重量直径(MWD)最低,为1.4,其他植被恢复措施下土壤的平均重量直径MWD在1.9-3.1之间.不同的植被恢复措施下,0-20 cm土层和20-40 cm土层全土有机碳含量在7.4-17.7 g/kg之间、微生物碳含量分布在50.3-664.7 mg/kg之间、腐殖质碳含量在0.9-2.5g/kg之间.胡敏酸碳含量分布在0.2-0.6 g/kg,富里酸碳含量在0.6-1.9 g/kg之间.全土有机碳、微生物碳、腐殖质碳、富里酸碳均为坡耕地最低,其他植被恢复措施的有机碳、微生物碳、腐殖质碳、富里酸碳含量分别是坡耕地的1.1-2.3倍、2.0-8.4倍、1.0-2.0倍、1.2-2.4倍.不同粒径团聚体有机碳相比较,大多呈现中间高两边低的变化趋势,最大值出现在中间粒径,即5-2 mm、2-1 mm、1-0.25 mm这3个粒径.逐步回归表明,5-2 mm团聚体和1-0.25 mm团聚体有机碳含量的提高有助于土壤水稳性团聚体的形成.研究结果表明,植被恢复提高了土壤团聚体有机碳含量,在碳形态上,富里酸碳和微生物生物量碳对不同植被恢复措施的敏感度较高,胡敏酸碳含量则相对稳定.     

红壤侵蚀裸地植被恢复及土壤有机碳对团聚体稳定性的影响

植被恢复后土壤有机质提高 ,可能提高土壤团聚体稳定性 ,从而增强土壤抗蚀性 ,防止土壤退化。研究目的 :(1 )模拟自然条件下土壤团聚体破碎机制 ,研究不同恢复植被下团聚体稳定性的变化 ;(2 )确定不同恢复植被下土壤有机碳的积累与团聚体稳定性的关系 ,以期理解侵蚀裸地植被恢复过程及土壤有机碳对土壤结构性质的贡献。供试土壤采为侵蚀裸地、恢复 1 4 a的胡枝子和樟树林地、30～ 40 a树龄的稀疏马尾松林地以及菜园地等 5种土地利用方式。研究结果表明快速湿润是团聚体破碎的主要机制 ,其团聚体稳定性 (NMWD)次序为 :快速湿润 <湿润震荡 <慢速湿润。不同恢复植被对团聚体稳定性影响也表现不同 ,在快速湿润中 ,马尾松 >菜园地 >胡枝子 >樟树、裸地。湿润震荡处理后 ,其稳定性顺序是 :菜园地、马尾松 >裸地 >樟树 >胡枝子。而在慢速湿润中不同植被影响不明显。小团聚体的稳定性显著高于大团聚体的稳定性。快速湿润和湿润震荡下土壤团聚体稳定性与有机碳含量呈显著正相关 (r=0 .82 **,r=0 .66*) ,但慢速湿润下其相关性很低 (r=0 .2 2 )。结果还表明与活性 Al2 O3 相比 ,活性 Fe2 O3 对团聚体稳定性作用更显著。土壤团聚体湿润破碎后 ,有机碳含量和 C/N比随着破碎团聚体粒级的增大而提高。研究结果说明植被     

长期不同耕作措施对土壤团聚体特征及微生物多样性的影响

以豫西丘陵地区15年的保护性耕作试验为平台,研究了不同耕作措施对土壤水稳性团聚体分布及稳定性和土壤细菌、古菌及真菌多样性的影响.结果表明: 与传统耕作相比,免耕、深松覆盖和小麦-花生两茬耕作处理增加了>2000 μm粒级团聚体的相对含量,减少了<53 μm粒级团聚体的相对含量;显著提高了土壤团聚体平均质量直径(MWD),提高幅度分别为18.0%、12.2%和50.4%.免耕、深松覆盖和两茬耕作处理均可提高细菌、古菌和真菌的Shannon指数(H),细菌分别提高0.3%、0.3%和0.6%,古菌分别提高20.2%、40.5%和49.1%,真菌分别提高23.7%、19.5%和25.8%.土壤细菌和古菌的H指数与大团聚体含量(R_0.25)和MWD显著相关,而真菌的H指数与R_0.25和MWD相关性不显著.综上,采用免耕、深松结合小麦秸秆覆盖以及小麦-花生轮作等措施均可改善土壤团聚体状况,提高土壤微生物多样性指数.
     

重金属污染土壤植被恢复过程中的土壤微生物特征

研究了重金属污染裸地植被恢复4、5、6a和7a后的植物凋落物积累量、土壤化学特征、重金属含量与土壤微生物特征.结果表明:与未恢复裸地相比,植被恢复显著地提高了根际土壤中的有机碳(18.6～31.1 g·kg-1)、总氮(0.88～1.56 g·kg-1)和总磷(0.34～0.39 g·kg-1)含量(P<0.05);上述指标以及植物凋落物积累量没有随植被恢复年龄增加而提高.植被恢复地土壤pH、重金属铅、锌、铜的总量和DTPA(diethylenetriaminepentaacetic acid)可提取量均显著地高于未恢复裸地(P<0.05),并且随植被恢复年龄增加呈现出一致提高的趋势.土壤微生物量碳和氮在5个研究样地中的变化趋势基本一致,即最大值均出现在样地RV(恢复5a)(127.34 mg·gdw-1和2.45 mg·gdw-1),然后在样地RVI(恢复6a)和RVII(恢复7a)均有不同程度地下降.微生物量氮在4个恢复样地中变化显著(P<0.05).土壤微生物基础呼吸和功能多样性最大值发生在样地RVI(59.10 mg·gdw-1和3.14),随后在样地RVII中略有下降(P > 0.05).未恢复裸地的土壤微生物对羧酸和胺类化合物利用率显著大于4个恢复样地(P<0.05),对碳水化合物、氨基酸、聚合物和杂合物的利用率显著低于4个恢复样地(P<0.05).主成分分析结果表明,未恢复裸地的CLPP(community level physiological profiles)指纹与恢复样地存在显著差异(P<0.05),4个恢复样的CLPP指纹相似.     

植被恢复对亚热带退化红壤区土壤化学性质与微生物群落的影响

利用1991年在江西省泰和县严重退化的丘陵红壤区建立的长期森林恢复实验基地,以自然恢复的荒草地为对照,分析了湿地松纯林、枫香纯林、湿地松-枫香混交林3种植被类型造林19年后土壤养分和微生物群落数量的变化.结果表明:枫香纯林和湿地松-枫香混交林的土壤有机碳含量(15.16±3.53和16.42±0.49 g·kg-1)显著高于荒草地(9.30±1.13g·kg-1);土壤全磷含量表现为荒草地(0.30±0.02 g·kg-1)＞湿地松-枫香混交林(0.22±0.04g·kg-1)＞枫香纯林(0.14±0.01 g·kg-1);土壤有效磷含量为枫香纯林(1.66±0.02mg·kg-1)、湿地松-枫香混交林(2.47 ±0.27 mg·kg-1)和湿地松纯林(1.15±0.71 mg·kg-1)显著高于荒草地(0.01±0.00 mg·kg-1);土壤的微生物总数、细菌数量及百分比、土壤无机解磷菌和有机解磷菌数量均为枫香纯林、湿地松-枫香混交林显著高于湿地松纯林和荒草地;真菌数量及百分比、放线菌百分比为枫香纯林、湿地松-枫香混交林显著低于荒草地;土壤有机碳含量与细菌百分比呈极显著正相关,与真菌和放线菌百分比呈显著负相关;土壤有效磷与有机解磷菌数量呈显著正相关,与无机解磷菌数量不相关.枫香纯林和湿地松-枫香混交林可以作为亚热带退化红壤区植被恢复的推荐模式.     

典型喀斯特峰丛洼地不同植被恢复对土壤养分含量和微生物多样性的影响

以桂西北典型喀斯特峰丛洼地植被恢复过程中草丛、灌丛、次生林、原生林4个植被恢复阶段为研究对象,通过测定优势种的根际与非根际的土壤p H、养分含量及微生物多样性,探讨不同恢复阶段根际土壤养分的富集效应及土壤微生物多样性的变化特征。研究结果表明:(1)4个恢复阶段的根际与非根际土壤养分均呈现显著差异;土壤有效态养分较全量养分对植物根际微小的变化响应更为灵敏;大多数养分表现出明显的富集效应,AP和AK在原生林的富集率明显高于其他恢复阶段;(2)4个恢复阶段细菌Shannon-Wiener指数(H)、丰富度指数(S)均高于真菌,根际土壤细菌与真菌Shannon-Wiener指数(H)、丰富度指数(S)与Pielou均匀度(EH)都高于非根际土壤;(3)4个恢复阶段土壤TN分别与p H、SOC、AN呈极显著正相关(P0.01),磷素、钾素与土壤微生物多样性呈显著相关(P0.05)。可研究结果为西南喀斯特脆弱区土壤生态功能恢复与植被恢复重建提供科学依据。     

黄土丘陵区恢复草地土壤团聚体组成及全氮分布特征

团聚体作为土壤基本结构单元,其各粒级全氮（TN）含量对土壤TN储量的贡献各不相同,而草地恢复过程中地上植被会影响土壤团聚体组成与各粒级TN的分布,这必然会对团聚体稳定性和土壤氮素累积产生影响。因此,以恢复10a、20a、30a、40a和50a草地和对照农田（CK）为研究对象,探究草地恢复过程中土壤团聚体氮素累积规律。结果表明：1）50年恢复过程中草地群落经历了茵陈蒿（Artemisia capillaries）→茵陈蒿+铁杆蒿（Artemisia stechmanniana）→铁杆蒿+兴安胡枝子（Lespedeza davurica）→铁杆蒿+本氏针茅（Stipa bungeanaTrin）→铁杆蒿+白羊草（Bothriochloa ischaemum）的演替过程,且草地群落物种多样性指数随恢复年限的增加呈先升后降的趋势,地上植物、细根和凋落物的碳和氮含量呈先上升后下降趋势。2）草地恢复过程中土壤pH和容重呈下降趋势,而土壤含水量呈先降后增趋势,土壤有机碳含量在恢复过程中显著增加（P<0.05）,土壤TN含量随恢复年限呈先增后降的趋势,而TN储量呈逐年增加趋势,恢复10-50a草地与CK相比增加了8.10%-118.92%。3）不同恢复年限草地群落土壤微团聚体（0.053-0.25 mm）占比最大,但随恢复年限增加呈下降趋势,而大团聚体（>2 mm）和中团聚体（0.25-2 mm）占比以及平均重量直径（MWD）和几何平均直径（GMD）呈上升趋势。4）不同恢复年限草地群落中团聚体TN含量最高,且各粒级团聚体TN含量随恢复年限呈先下降后上升趋势;草地群落微团聚体TN储量最高,大、中团聚体TN储量随恢复年限增加呈上升趋势,微、粘粉粒团聚体（<0.053 mm） TN储量随恢复年限增加出现波动;各粒级团聚体TN储量与地上植物、细根和凋落物生物量以及碳氮含量显著相关（P<0.05）。5）草地恢复过程中大团聚体对土壤TN储量的贡献率达70%,且大团聚体占比增加是大团聚体贡献率高的主要原因。总之,草地恢复有利于土壤稳定以及氮素累积。     

耕作方式对潮土土壤团聚体微生物群落结构的影响

为探究不同耕作方式对潮土土壤团聚体微生物群落结构和多样性的影响,采用磷脂脂肪酸(P LFA)法测定了土壤团聚体中微生物群落.试验设置4个耕作处理,分别为旋耕+秸秆还田(RT)、深耕+秸秆还田(DP)、深松+秸秆还田(SS)和免耕+秸秆还田(NT).结果 表明:与RT相比,DP处理显著提高了原状土壤和＞5 mm粒级土壤团...     

植被恢复对退化红壤团聚体稳定性及碳分布的影响

土壤有机碳对土壤团聚体的形成与稳定具有重要影响.研究了植被恢复对侵蚀退化红壤团聚体稳定性的影响,在此基础上探讨了有机碳在团聚体中的分布及有机碳与团聚体稳定性的关系.红壤侵蚀裸地大团聚体水稳定性程度低,植被恢复后大团聚体稳定性显著提高.裸地各级团聚体有机碳含量基本相似,植被恢复后,有机物质输入的增加促进了团聚体的形成,从而改变了土壤团聚体有机碳含量和分配比例.大团聚体对有机碳具有一定的富集作用,有机碳含量高于全土和微团聚体、粉粒及粘粒有机碳含量,大团聚体有机碳恢复速度也快于微团聚体以及粉粒与粘粒有机碳的恢复速度.植被恢复使裸地0～10cm土层大团聚体有机碳占总有机碳的比例从15%左右增加到32%～42%.土壤中增加的有机碳约41%～51%储存在大团聚体中,24%～38%储存在微团聚体中,20%～31%储存在粉粒及粘粒中.团聚体稳定性的增强与土壤有机碳含量密切相关,植被恢复时间越长,土壤有机碳含量越高,土壤团聚体水稳性程度也越好.     

黄土丘陵沟壑区不同植被类型土壤微生物特性

采用熏蒸-提取法、Biolog微平板培养法,研究了定西典型人工乔木林、人工灌木林、农田、撂荒地、天然草地等植被类型下0～20cm土层土壤微生物生物量和土壤微生物群落代谢多样性,并通过通径分析的方法解释了土壤微生物与土壤养分的关系,从土壤微生物的角度对当地典型植被类型做出了评价.结果表明:相对于耕作而言,退耕还林(草)对恢复土壤微生物资源具有积极意义;研究区垄坡荒地、撂荒地和油松林的土壤微生物生物量碳较高,其次为柠条林、苜蓿地、侧柏-山杏和道沿荒地,以小麦和马铃薯农田较低;研究区垄坡荒地、撂荒地、油松林、柠条林和苜蓿地的土壤微生物生物量氮较高,小麦和马铃薯农田较低;具有根瘤固氮菌的植被(柠条和苜蓿)的土壤微生物生物量氮占全氮的比例最高;农田由于长期生物量损耗且补充不足,其土壤微生物的储量和活性均很低,而通过种植人工乔木林、灌木林或弃耕撂荒,土壤微生物数量和活性能恢复到天然草地的水平,且效果随恢复年限的增加而更显著;柠条灌木林通过20a的恢复,其地下微生物数量与50a林龄的油松林相近,其微生物活性和土壤养分利用效率甚至超过了油松林.综合考虑不同立地条件下植被的土壤微生物特性,认为豆科灌木(如柠条)是恢复植被的较好选择.     

喀斯特峰丛洼地植被恢复过程中土壤微生物特性

以喀斯特峰丛洼地草丛、灌丛、次生林和原生林生态系统为对象,研究了植被恢复过程中土壤微生物生物量、土壤微生物碳熵、土壤呼吸及其呼吸熵等微生物特性。结果表明:土壤微生物生物量与土壤微生物碳熵随着植被恢复呈增加趋势(P0.05),土壤呼吸熵变化规律与之相反,土壤呼吸变化不显著,说明随着植被的恢复土壤质量不断提高,顺序为乔木(原生林、次生林)灌丛草丛;同一生态系统中土壤微生物生物量氮、土壤呼吸及其呼吸熵均表现为冬季夏季(P0.05),土壤微生物碳熵为冬季夏季(草丛例外)(P0.05),而土壤微生物生物量碳却未呈现显著性季节变化;土壤微生物生物量氮与微生物碳熵不仅对地上植被及季节变化响应敏感,且与土壤有机质及其他微生物指标相关性较好(P0.05),可以灵敏表征喀斯特峰丛洼地不同植被恢复土壤质量变化。     

宁南山区典型草本植物茎叶分解对土壤酶活性及微生物多样性的影响

采用凋落物分解袋法,以宁南山区典型草本植物长芒草、铁杆蒿、百里香为研究对象,分析了3种植物茎叶分解过程中土壤酶活性变化特征和分解后期微生物多样性特征,以及土壤酶活性与初始土壤化学性质的关系.结果表明: 植物茎叶分解480 d后,各处理土壤酶活性均有不同程度的增加,且长芒草处理土壤蔗糖酶活性和碱性磷酸酶活性最高,分别为32.40和1.99 mg·g^-1·24 h^-1,百里香处理土壤脲酶活性最高(2.66 mg·g^-1·24 h^-1),铁杆蒿处理土壤纤维素酶活性最高(1.42 mg·g^-1·72 h^-1).分解末期土壤纤维素酶活性与土壤初始微生物生物量碳呈显著正相关;分解末期土壤纤维素酶活性与土壤初始硝态氮含量呈显著负相关.添加植物茎叶处理土壤细菌和真菌的Ace指数、Chao指数和Shannon指数均显著大于对照,Simpson指数显著小于对照.植物茎叶的分解显著提高了土壤细菌和真菌的丰度及多样性,进而提高了植物茎叶的分解速率,促进了生态系统营养物质的循环与转化.     

黄土高原森林草原区退耕地植被自然恢复与土壤养分变化

研究了黄土高原森林草原区退耕地植被自然恢复过程与土壤养分变化.结果表明,在显域生境下,植被自然演替过程虽然趋向于该区原有植物群落类型,但经过40～0年的时间,仍未形成灌丛或稀树等群落,分布较多的仍是长芒草、铁杆蒿、白羊草、大针茅和达乌里胡枝子等群落类型.从植被恢复时间对土壤养分变化的影响来看,除全P外(P＞0.0),有机质、全N、速效氮、速效钾的变化极显著(P＜0.001),速效磷变化较显著(0.0＜P＜0.01),并随植被恢复时间的延长而呈增加趋势.除恢复时间外,养分含量变化也随土壤剖面深度而变化,其中除全P含量变化较显著外(P＜0.0),其余各养分含量变化都达极显著水平(P＜0.001).土壤养分变化具有明显的表聚性.相关分析表明,土壤有机质、全N、有效氮与速效钾相互间相关极显著(P＜0.001),而与全P与速效磷相关性不明显(P＞0.0),全P与速效磷二者相关性也不明显(P＞0.0).     

生物质调理剂对川西北高寒草地沙化土壤养分和微生物群落特征的影响

将农牧废弃物进行资源化处置制成生物质调理剂,用于沙化土壤改良是目前川西北沙化草地生态治理的有效途径之一.为了阐明不同原料调理剂在川西北高寒沙化草地上的实际应用效果,本研究以不施用调理剂为对照(CK),设置施用量均为12 t·hm-2的菌渣(JZ)、秸秆(JG)和生物炭(SWT)3种调理剂,分析了调理剂施用对土壤养分和微...     

鄱阳湖典型湿地植物群落土壤微生物量特征

系统调查了鄱阳湖典型湿地植物群落土壤微生物量,地表植被生物量及土壤养分性状。结果表明:0—10cm土层微生物量碳以水蓼群落明显最高(925.36mgkg-1),其次为灰化薹草群落(607.43mgkg-1)、蒌蒿群落(577.03mgkg-1)、白茅群落(556.42mgkg-1)及阿及薹草群落(497.08mmgkg-1);香蒲群落与芦苇(荻)群落表层微生物量碳相近,分别为393.40mgkg-1与376.41mgkg-1;芦苇群落则显示了最低的表层土壤微生物量碳(174.90mgkg-1)。与微生物量碳相似,表层土壤微生物量氮以水蓼群落最高,依次为白茅群落﹥灰化薹草群落﹥蒌蒿群落﹥阿及薹草群落﹥香蒲群落﹥芦苇(荻)群落﹥芦苇群落。表层土层微生物量磷在17.730—30.948mgkg-1之间,各群落间差异较小,以白茅群落最高,芦苇群落最低。微生物量碳与含水量、有机碳、全氮、有效氮极显著正相关,与有效磷显著正相关;微生物量氮与微生物量碳相似,与含水量、有机碳、全氮及有效氮显示极显著正相关性。土壤微生物碳、氮、磷与地表植被生物量之间均显示了互增长关系,其中以微生物量氮关系最为密切(R2=0.377,P=0.027),依次为微生物量磷(R2=0.318,P=0.036)与微生物量碳(R2=0.245,P=0.042),三者与地表植被生物量均达到了显著相关关系(P0.05)。土壤微生物碳与Shannon-Winner指数之间关系密切,呈显著负相关关系(R2=0.277,P=0.039);土壤微生物量氮与微生物量磷与Shannon-Winner指数之间显示负相关关系,但关系均较弱。