紫茎泽兰与不同植物群落土壤养分及酶活性差异

为了研究紫茎泽兰(Ageratina adenophora Sprengel)与不同植物群落土壤养分及酶活性间的差异,解析不同植物群落抵御紫茎泽兰入侵的生态机制,选取紫茎泽兰不同入侵程度(重度入侵群落、轻度入侵群落、未入侵群落)和不同功能型植物群落样地(禾本科植物群落、双子叶植物群落),测定其植物群落土壤养分和酶活性变化,并对土壤酶活性与土壤养分进行相关性分析。结果表明,紫茎泽兰入侵显著增加了土壤中全氮含量,降低了全磷、全钾含量,土壤中有效养分硝态氮、铵态氮、有效磷和速效钾含量显著增加,重度入侵群落的土壤硝态氮、铵态氮、有效磷和速效钾含量显著大于未入侵群落的,是双子叶植物群落的2.29、2.28、8.13、4.01倍,禾本科植物群落的7.73、3.22、6.91、5.12倍。紫茎泽兰入侵显著提高了入侵区植物群落土壤中脲酶、磷酸酶和蛋白酶活性,重度入侵群落土壤脲酶活性是禾本科群落的3.49倍,磷酸酶活性是双子叶群落的1.65倍,蛋白酶活性是双子叶群落的2.31倍。土壤养分含量与酶活性密切相关,土壤脲酶活性与土壤全氮、硝态氮、铵态氮、全钾和速效钾显著正相关,与全磷显著负相关;土壤磷酸酶、蛋白酶活性与土壤全氮、硝态氮、铵态氮、速效钾和有效磷显著正相关,与全磷含量显著负相关。与不同植物群落相比,紫茎泽兰能更好改变土壤养分的供求平衡,这种改变可使紫茎泽兰在入侵过程中处于优势地位,植物群落间土壤酶活性差异可能是驱动土壤养分变化的重要因子。外来入侵植物紫茎泽兰通过影响土壤酶活性来改变入侵生境土壤养分的供求平衡可能是其成功入侵的生态机制之一。     

三裂叶蟛蜞菊入侵对土壤酶活性和理化性质的影响

通过野外采样和盆栽试验,研究了三裂叶蟛蜞菊Wedelia trilobata入侵对土壤pH值、有机质、全氮、速效磷、速效钾以及土壤酶活性的影响.野外采样的结果表明,三裂叶蟛蜞菊长期入侵后土壤pH值与蟛蜞菊Wedelia chinensis相比显著降低,两者生长的土壤环境中pH值分别约为6.30和6.71左右;三裂叶蟛蜞菊的生长提高了土壤中营养物质的含量,其中有机质、全氮、速效磷和速效钾含量与蟛蜞菊相比分别显著提高了71.74%、78.89%、188.57%和46.36%,说明三裂叶蟛蜞菊长期入侵改变了土壤的理化性质,增加了土壤中可利用的营养物质含量.短期盆栽试验的结果表明,经三裂叶蟛蜞菊和蟛蜞菊生长后的土壤环境中pH值与空土对照(CK)相比均显著降低,三者的pH值分别约为6.31、6.40和6.51左右;与CK相比,三裂叶蟛蜞菊生长后土壤中的全氮和硝态氮含量分别下降了9.94%和33.21%,速效钾含量上升了55.27%,而有机质、铵态氮、速效磷含量则无显著性差异;三裂叶蟛蜞菊和蟛蜞菊生长后的土壤中脲酶活性与CK相比均显著降低,而过氧化氢酶在三者之间没有显著性差异,蟛蜞菊的生长还提高了磷酸酶的活性.由此,我们认为入侵种三裂叶蟛蜞菊对土壤环境的影响分两个阶段,在入侵前期可能通过快速消耗土壤养分进行群落结构的构建,在群落建成的中后期则通过改变其入侵地土壤理化性质和酶活性,形成对自身生长发育和种群扩张有利的土壤微环境,达到成功入侵的目的.     

长期有机无机肥配合施用土壤中添加不同肥料养分后土壤微生物短期变化

为了阐明改变肥料养分投入后土壤微生物特性的短期变化,采集长期定位有机无机肥配施的红壤水稻土,通过室内培育试验,观测添加不同肥料养分后土壤微生物生物量碳及BIOLOG群落功能多样性的变化.结果表明,长期有机无机肥配施土壤中添加无机肥料养分短期内( 185 d)降低了15％～22％的微生物生物量碳含量和55.6％的微生物群落平均光密度；添加有机肥料养分短期内提高了8％～42％的微生物生物量碳含量和992％的微生物群落平均光密度；而不添加肥料养分短期内提高了501％的微生物群落平均光密度,降低了微生物群落均一性,但对微生物生物量碳含量影响不大.此外,添加不同肥料养分均改变了土壤微生物群落碳源代谢模式.长期配施有机无机肥土壤中添加不同肥料养分后土壤微生物生态特征发生明显变化,其差异体现在微生物生物量碳与微生物碳源利用特性的变化上.     

荒漠草地沙漠化对土壤养分和胞外酶活性的影响

为探讨荒漠草地沙漠化过程中土壤养分含量、土壤胞外酶活性的变化特征及土壤养分与土壤胞外酶活性的关系,采用空间序列代替时间演替的方法,对宁夏中北部盐池县荒漠草地不同沙漠化阶段(潜在沙漠化、轻度沙漠化、重度沙漠化、极度沙漠化)草地的土壤养分、土壤胞外酶活性进行了研究。结果表明,荒漠草地沙漠化过程中土壤养分含量和土壤胞外酶活性均表现出不同程度的变化。土壤速效氮、速效磷、铵态氮和硝态氮随着荒漠草地沙漠化程度的加剧均呈逐渐降低趋势;土壤速效氮、铵态氮和硝态氮随着草地沙漠化的加剧呈显著降低趋势,而荒漠草地沙漠化过程中土壤速效磷无显著变化。土壤速效氮对荒漠草地沙漠化的响应更加敏感,轻度沙漠化阶段、重度沙漠化阶段和极度沙漠化阶段土壤速效氮分别比潜在沙漠化阶段降低了12.0%、50.1%和54.4%。荒漠草地沙漠化过程中,土壤α-1,4-葡萄糖苷酶(AG)、β-1,4葡萄糖苷酶(BG)、纤维二糖水解酶(CBH)、β-1,4-木糖苷酶(BXYL)、β-1,4-乙酰基氨基葡萄糖苷酶(NAG)和碱性磷酸酶(AP)的活性均表现为潜在沙漠化轻度沙漠化重度沙漠化极度沙漠化,随着荒漠草地沙漠化程度的加剧,土壤胞外酶的分解能力逐渐变弱。土壤胞外酶活性与土壤速效氮、铵态氮和硝态氮含量呈显著正相关,表明土壤胞外酶可以反映土壤肥力水平。     

长期不同施肥措施对红壤水稻土有机碳和养分含量的影响

将红壤丘陵地区的荒地开垦为水田不仅可以防治土壤侵蚀,而且能增加土壤肥力,提高农田生产力.本文研究了红壤荒地垦殖为稻田,长期定位施肥15年后不同施肥措施下水稻土的有机碳和养分含量特征.结果表明:不同施肥措施包括不施肥条件下,15年水稻垦殖都提高了土壤肥力.不同施肥措施水稻土的pH提高了0.9～1.3个单位.耕层土壤有机碳含龟达到8.19～1O.13 g·kg-1,全氮含量达到0.89～1.20 g·kg-1,有机碳与全氮含最都有明显提高,且有机碳和全氮含量之间相关性极显著.水稻土耕层全磷含量在0.25～0360 g·kg-1之间,有效磷含量在2.2～20.9 mg·kg-1之间,化学磷肥的培肥效果好于有机肥(猪粪),有机无机磷肥配施能显著提高土壤全磷和有效磷库.土壤全钾还未有明显变化,土壤速效钾含量在40.4～142.5 mg·kg-1之间,不同施肥措施除氮钾肥处理外都造成了土壤速效钾含量下降,秸秆还田到目前为止对于土壤速效钾含量还没有明显作用.     

保护性耕作对土壤养分及有机碳库的影响

以稻草覆盖免耕方式稻田冬种马铃薯(Solanum tuberosum L.)为例,研究了保护性耕作对土壤养分以及有机碳库的影响.结果表明:保护性耕作能显著增加表层土层的养分含量,土壤氮素含量比传统耕作增加0.81%～7.24%,磷素含量增加14.95%～19.21%,钾素含量增加0.57%～15.40%,且全氮、全磷、全钾含量与传统耕作之间均达到了极显著差异水平,除碱解氮含量与传统耕作之间差异不显著外,速效磷与速效钾含量与传统耕作之间达到了显著差异水平与极显著差异水平;保护性耕作能增加土壤总有机碳与活性有机碳含量,提高土壤碳库管理指数,0～10 cm土层土壤的碳库管理指数分别比传统耕作高出9.10%、13.95%,10～20 cm土层则比传统耕作略低.因此保护性耕作能使土壤朝着有利于土壤质量提高的方向发展.两个保护性耕作处理:免耕稻草覆盖(8 cm)、免耕覆盖稻草(8 cm)后盖黑色地膜之间差异不大.     

青海湖区紫花针茅草原封育导致的土壤养分时空变化特征

封育导致的生态系统恢复会体现在土壤恢复.以不同封育年限的青海湖区紫花针茅草原为对象,研究封育导致的土壤养分时空变化特征.结果表明:同一样地速效氮、速效磷和速效钾都表现为表层含量最高,显著高于第Ⅱ层,下面几层之间差异不显著;封育对速效养分含量影响不同,对速效钾含量影响不大,而速效磷含量大多显著提高,封育样地速效氮含量稍微高于对照样地.全量养分相比较,封育对土壤全钾和全磷含量影响不大,随土层加深全氮含量降低,封育导致土壤表层全氮含量升高(提高了19.9%).有机质含量随土层加深而降低,长期封育导致土壤有机质含量增加.相关分析表明,速效钾和全钾含量之间相关不显著,速效磷和全磷、速效氮和全氮含量都表现出显著相关,有机质和全量养分之间只有全氮表现出了显著相关.封育后土壤pH值略有升高;随着土层加深,土壤容重升高,但土壤容重变化不大.封育使草原土壤养分含量增加,但是养分的增加是一个非常缓慢的过程,对草原的保护还需继续加强.     

喀斯特高原不同石漠化程度土壤C、N、P化学计量特征和酶活性的关系

探究岩溶区不同石漠化程度土壤环境因子与土壤酶活性的关系对石漠化区的生态恢复具有重要意义。以云南省石林彝族自治县鹿阜镇为研究区,探究了4种石漠化程度(潜在石漠化、轻度石漠化、中度石漠化、重度石漠化)土壤碳、氮、磷养分计量特征及6个土壤酶活性(淀粉酶、脲酶、酸性磷酸酶、β-葡萄糖苷酶、脱氢酶和FDA水解酶)随石漠化程度的变化特征及其相关性,并分析了环境因子对土壤酶活性的影响。结果表明,研究区不同石漠化程度土壤有机碳、全氮含量变化特征为重度轻度潜在中度,全磷含量变化特征为重度中度潜在轻度;C?N为潜在、轻度石漠化土壤高于中度、重度石漠化土壤,C?P、N?P变化特征为轻度潜在重度中度。有机碳、全氮、全磷含量均为重度石漠化土壤最高;C?N、C?P、N?P为潜在石漠化、轻度石漠化土壤最高。不同土壤酶活性在不同石漠化程度中变化特征不一致,其中,重度石漠化土壤脲酶、脱氢酶活性最高;中度石漠化土壤淀粉酶、脲酶活性最低,酸性磷酸酶活性最高;轻度石漠化土壤酸性磷酸酶活性最低。冗余分析及相关性分析表明,土壤有机碳、全氮与酸性磷酸酶活性呈负相关关系,与其他酶活性均呈正相关关系;TP与淀粉酶、FDA水解酶呈负相关,与其他酶活性呈正相关;C?N、C?P、N?P与淀粉酶活性呈极显著正相关关系,与酸性磷酸酶、β-葡萄糖苷酶活性呈负相关关系。冗余分析显示土壤因子对土壤酶活性变异影响大小排序为:全氮有机碳p H全磷C?NN?PC?P,其中全氮解释了64.4%的土壤酶活性变异。结合碳氮磷生态化学计量和土壤酶活性特征,该研究表明,全氮是影响喀斯特高原石漠化区土壤质量的主要限制因子。     

松嫩草甸不同退化程度生境土壤磷素动态研究

对松嫩草甸不同退化程度生境的几种代表植物群落土壤磷素状况的研究表明,各群落相同土层的全磷含量没有显著的差异,说明土壤磷库具有较强的弹性,土壤退化落后于地上植物群落的退化.各群落土壤全磷的季节变化相似,均经历迅速累积,达到峰值后下降,之后又有一个缓慢积累的过程.羊草、寸草苔和碱茅群落全磷含量随土层的加深而减少,虎尾草群落土壤全磷聚集于10~20cm土层.随退化程度的加重,土壤速效磷含量增加,虎尾草群落土壤速效磷占全磷的比重最高(2.8%),表明退化生境植物群落对速效磷素的利用并不充分.各群落土壤微生物量磷含量均高于速效磷含量,其季节动态均为单峰曲线,峰值出现在8月.虎尾草群落土壤微生物量磷在10~20cm的土层最多,其他群落土壤微生物量磷在0~10cm土层的含量最多.灰色分析的结果表明,土壤速效磷的形成主要受到土壤养分,尤其是碳、氮养分的影响;而土壤温度、水分状况、酸碱状况和盐化程度等因素对土壤微生物量磷的影响较强.图2表3参26     

宁夏不同草地类型土壤有机碳组分特征

宁夏草地生态系统对宁夏生态环境、生物多样性保护和区域经济发展具有重要作用。沿宁夏降雨梯度带,从北到南选择荒漠草原、典型草原和草甸草原3个草地类型的地上植物和土壤进行取样,对3个草地类型土壤有机碳组分(易氧化有机碳、颗粒有机碳、微生物碳和惰性碳)分布特征及其与环境变量的相关关系进行研究。结果表明,土壤总有机碳与惰性碳含量表现为山地草甸典型草原荒漠草原;土壤颗粒有机碳和微生物量碳含量表现为荒漠草原山地草甸典型草原;土壤易氧化有机碳表现为典型草原荒漠草原山地草甸。3种草地类型活性有机碳占总有机碳比例均较低,而惰性碳占总有机碳比例在23.03%~86.63%之间。RDA分析表明环境变量对土壤有机碳组分总解释量为99.6%。Pearson相关性分析表明土壤活性有机碳与土壤总有机碳之间相关性均不显著,而土壤惰性碳和总有机碳之间高度正相关(r=0.99,P0.01)。土壤总有机碳与环境变量的相关性分析表明土壤总有机碳与海拔(r=0.81,P0.01)、土壤含水率(r=0.90,P0.01)、土壤全氮(r=0.97,P0.01)、年降雨量(r=0.87,P0.01)、物种丰富度(r=0.88,P0.01)和地上生物量(r=0.86,P0.01)正相关,而与土壤容重(r=-0.90,P0.01)、年均温(r=-0.78,P0.01)负相关。研究区3种草地类型的活性有机碳比例较低,这表明土壤有机碳循环速率不高,有机碳库较为稳定,其中草甸草原的总有机碳和惰性碳含量均高于其他类型,稳定性最高。气候温、湿度特征,地上植被群落结构和生物量以及土壤水分和氮素特征是影响影响宁夏草地土壤有机碳含量重要因素。