关键词： 土地利用方式转变   植物多样性   土壤养分   土壤微生物量  

摘要： 草地土地利用转变对植物群落特征、土壤理化特征及土壤微生物会产生深刻影响,有关草地开垦及农田退耕对植被、土壤特征的影响已受到广泛关注。然而,考虑到草地类型、气候和土壤条件、土地利用历史和人为管理措施等造成的区域性差异,其影响程度仍存在许多不确定性。本文以内蒙古呼伦贝尔草甸草原为研究对象,在四个研究点,分别调查并测定了草地、农田及退耕地三种土地利用类型中植物群落特征、土壤理化特征及土壤微生物量特征。利用一般线性模型等分析方法,探讨开垦及退耕对植物群落及土壤性状的影响,以及退耕是否可以恢复开垦对植物群落和土壤产生的负面作用,对草甸草原土地利用优化管理具有重要意义。主要研究结果如下:(1)退耕5年、13年和17年的样地植物丰富度和植物多样性指数均显著小于对照的草地,而退耕19年的样地的丰富度和多样性指数与对照草地无显著差异;相较于退耕5年的退耕地,在退耕时间更长的退耕地中,植物群落主要层片由菊科植物转变为禾本科植物。退耕地群落演替过程中,随退耕年限增加,与草地间差异性减小,逐渐接近草地。退耕是一种有效的促使植物多样性接近草地的措施。除退耕年限外,退耕地与草地间群落相似程度同时受草地初始状况影响。(2)开垦使得土壤表层容重(0-20 cm)和pH(0-10 cm)显著增加。开垦使得表层20 cm土层的土壤有机碳和全氮显著降低,但20-30cm土层的土壤全磷显著增加。此外,对表层20cm土层而言,退耕13-19年的退耕地中土壤有机碳和全氮含量较农田显著增加,但与草地仍存在明显差距。在整个土壤剖面中,土壤C:N、C:P和N:P的比例以草地为最高,其次是退耕地,然后是农田。养分储量随土地利用变化的变化趋势与相应养分含量的变化趋势相似。此外,对草地开垦为农田后养分减少率进行估算时,由于农田中土壤被压实,因此与使用养分含量指标相比,使用储量进行估算将导致养分减少率被低估8.7-17.8%。(3)开垦显著降低了表层20cm土层的土壤微生物量碳、氮和磷。而退耕使得0-10 cm土层土壤微生物量碳显著增加。在三种土地利用类型中,土壤微生物量碳、氮和磷含量均随着土层深度的增加而显著下降。且草地、农田和退耕地中土壤微生物量碳、氮和磷化学计量比较稳定。此外,本论文发现农田和退耕地的土壤微生物熵(碳、氮、磷在土壤微生物量中的含量与相应指标在土壤中含量的比)显著低于草地。

关键词： 森林土壤   培育年限   连栽代次   人工林混交   代谢产物   桉树  

摘要： 随着桉树人工林在中国的快速发展,不合理经营措施导致的林地土壤肥力质量下降问题受到社会大众和科研群体的高度关注。延长培育周期或采取混交处理被认为是较好的缓解人工林土壤质量问题的解决办法。然而,针对桉树人工林,以往研究主要关注改造措施对土壤养分状况的影响,而较少从土壤微生物角度探讨土壤质量问题存在的原因及机理。桉树纯林培育周期延长、连栽代次下降或者混交处理如何影响林地土壤肥力状况?伴随着土壤理化性质的改变,微生物多样性、群落结构及功能的响应特征及调控机理又是如何?理解这些问题,将有助于提出更合理的桉树人工林经营策略。为此,本研究选址广东和广西桉树人工林生态定位站,选取不同培育年限(2、6、10和15年生)、不同连栽代次(1代、2代、3代和4代)以及不同混交处理(桉树×灰木莲、桉树×红锥、桉树×樟树)的人工林土壤为研究对象,通过对林地土壤理化指标、细菌和真菌多样性、群落结构及土壤代谢产物组成的动态分析,明晰不同经营措施下土壤理化性质变化特征,探究微生物群落对理化性质的响应机理及微生物演变过程中的关键驱动因素,探索可能引起桉树人工林连栽障碍的特异性化感物质。主要研究结论如下:(1)随着桉树人工林培育年限的增加,林地土壤受到人为干扰程度逐渐下降,适宜的林下及土壤环境改变了细菌和真菌的多样性及群落结构,显著提升了土壤养分含量及酶活性。林龄变化引起人工林土壤理化性质的显著差异,从2年生到6年生人工林,林地土壤有机质、大量元素、酶活性以及微生物生物量显著下降,而在10年生和15年生人工林土壤中显著回升。与此相呼应,林龄增加显著改变了土壤优势细菌和真菌相对丰度,细菌多样性及丰富度得到显著增加,真菌多样性及丰富度也在10年生显著提升。在微生物功能上,未定义腐生真菌丰度从6年生的7.46%显著上升至10年生和15年生林分土壤中的26.60%和20.03%。这表明,延长轮伐周期可能通过改善微生物生存环境,驱动土壤有效养分间相互作用,进而间接提升土壤养分含量,从而实现桉树人工林的可持续发展。(2)桉树人工林多代连栽模式对土壤功能多样性、微生物多样性、群落结构和功能均存在显著负面影响。多代连栽模式引起桉树人工林土壤功能多样性、真菌群落多样性及丰富度的显著下降。与第1、2代人工林相比,第3、4代人工林具有较低的微生物网络复杂性、稳健性和微生物间关联度。此外,多代连栽模式显著增加了酸杆菌门(Acidobacteria)、粘球菌目(Myxococcales)、革菌目(Thelephorales)相对丰度,而显著降低了土壤子囊菌门(Ascomycota)、糙孢孔目(Trechisporales)、弗兰克氏菌目(Frankiales)和纤线菌目(Ktedonobacterales)等优势菌群的相对丰度,进而引起微生物功能的显著差异。例如,随连栽代次的增加,土壤细菌群落从碳利用型向氮利用型转变,而真菌群落共生型真菌比例逐渐增加。(3)桉树混交试验研究结果表明,与3代桉树人工林相比,在2代人工采伐迹地培育桉树×灰木莲混交林,显著提升人工林土壤肥力。研究表明,与对照相比,持续培育第3代桉树人工林,导致土壤有机质含量、养分状况及微生物量碳、氮显著降低,寡营养型细菌(Chloroflexi)和共生真菌(Saprotroph)相对丰度显著增加。然而,在2代人工采伐迹地培育桉树×灰木莲混交林,土壤有机质和养分含量均显著高于第3代桉树纯林。此外,混交处理显著提升了土壤酶活性以及细菌与真菌数量比,并增加了土壤富营养菌(Actinobacteria)以及氮循环相关细菌(Rhizobiales和Frankiales)的相对丰度。在真菌功能方面,桉树纯林混交化显著提升了土壤木腐生菌和未定义腐生菌相对丰度。桉树纯林与珍贵乡土树种樟树以及红锥混交化处理同样证实了混交林相较于纯林的优越性。(4)桉树人工林短轮伐周期多代连栽经营模式引起根际和非根际土壤代谢物组成的显著变化,多种糖类物质丰度随代次增加显著下降,而有机酸和苯系物显著富集。本研究发现不同代次间,根际土壤中相对丰度存在差异显著的代谢产物有18种,非根际土壤有16种。其中,棕榈酸的绝对含量在第3代和第4代人工林根际土壤和非根际土壤中均显著高于第1代和第2代人工林。盆栽试验证实,低浓度棕榈酸(6-12 mg·kg-1 soil)显著提高了土壤氮、磷、钾循环相关酶活性和细菌基因拷贝数,而高浓度棕榈酸(24-60 mg·kg-1 soil)则表现为相反趋势,并显著增加了真菌与细菌基因拷贝数比值,这表明棕榈酸可能是引起桉树人工林土壤质量下降的自毒物质之一。因此,本研究推论将传统短轮伐周期人工林培育年限延长至10年生,或者在桉树人工林经历2代连栽后,通过营造桉树同乡土树种混交林作为改造措施,对缓解人工林土壤肥力下降,促进桉树人工林可持续发展具有重要

关键词： 种植年限   日光温室   土壤肥力质量  

摘要： 通过田间调查取样的方法系统研究了不同种植年限(1~5、6~10、11~15、16~20年)对石羊河流域凉州区日光温室土壤肥力质量的影响。结果表明,长期日光温室栽培虽显著降低了pH,但土壤可溶性盐含量显著增加,土壤pH和可溶性盐含量呈负相关,土壤pH增加一个单位,土壤可溶性盐含量降低1.35 g/kg。长期日光温室栽培较露地显著增加了土壤有机质、碱解氮、有效磷和速效钾的含量,日光温室土壤有效磷、碱解氮和速效钾平均含量分别为353.67、208.44和627.33 mg/kg,分别是露地土壤的21.42、1.85和5.54倍,但4个种植年限间土壤的pH及可溶性盐、有机质、速效氮磷钾含量差异不显著。温室种植1~5年,土壤有机质、碱解氮、有效磷和速效钾的含量迅速增加,5年后随着种植年限延长其含量趋于稳定,这可能是温室增肥不增产的主要原因。

关键词： 植烟土壤   土壤肥力   施肥区划   石柱县  

摘要： 分析2017年重庆市石柱县230份土壤样品的pH和养分指标,并与2002、2012年数据对比,了解该县植烟土壤肥力状况及其演变趋势,提出针对性施肥策略。结果表明,2017年该县植烟土壤pH均值为5.52,其中pH<5.5的酸性土壤占49.1%;土壤有机质平均含量为30.67 g/kg,其中>20 g/kg的比例占92.6%。土壤碱解氮、有效磷和速效钾平均含量分别为156.35、108.40、436.25 mg/kg,其含量过高的比例分别占21.35%、88.2%、98.0%。比较2002、2012和2017年数据,植烟土壤pH先下降后上升,土壤有机质含量稳步上升,土壤碱解氮、有效磷、速效钾含量显著增长。综上所述,该县土壤酸化问题仍较严重,养分含量过于丰富,整体土壤肥力较低且呈下降趋势,因此,可按照“区域大配方,地块小调整”的原则,运用施肥区划图和烤烟配方施肥建议卡,对该县不同种植单元烟田提出具体的施肥方案,实现该县优质烤烟生产。

关键词： 退化草地   切根   施肥   生物量   物种多样性  

摘要： 采用不同改良技术(切根、切根+不同浓度化肥、切根+不同浓度有机肥)对内蒙古呼伦贝尔退化羊草草甸草原植物群落物种组成、数量特征和物种多样性进行研究,结果表明:切根+高浓度施肥处理可以显著提高羊草重要值,其中切根+高浓度施化肥处理羊草重要值最高。试验初期,切根+中高浓度施化肥处理和切根+低浓度施有机肥处理可显著提高群落高度,而试验第三年可以显著提高群落盖度和密度。试验第三年,切根+高浓度施化肥处理组群落生物量显著最高。切根和切根+施肥处理对物种多样性指数提高效果不显著。综上所述,羊草草甸草原割草场改良过程中,在切根的基础上同时施肥,能够有效提高群落建群种羊草的重要值,其中切根+高浓度施化肥处理有助于提高群落生产力。

关键词： 土壤养分   土壤肥力   植被类型   南泥湾湿地  

摘要： 为了研究南泥湾湿地不同植被类型土壤养分特征,选取河滩草地、旱地草地、灌木地、小叶杨林地4种不同植被类型为研究对象,并运用单因素方差分析法和土壤肥力综合评价法对其进行了分析。结果表明:(1)在0—40 cm土层,南泥湾湿地4种植被类型间土壤碱解氮含量和pH值无显著差异(p>0.05);灌木地的土壤有机质、全磷和速效磷含量与其余植被类型均存在显著差异(p<0.05);(2)不同植被类型的pH值随土层深度增加而增加,但变幅不大;而土壤有机质、全磷、速效磷和碱解氮在整体上呈现降低趋势;(3)南泥湾湿地4种植被类型土壤肥力综合评价值为河滩草地(0.433)>小叶杨林地(0.387)>旱地草地(0.374)>灌木地(0.133),且河滩草地、小叶杨林地和旱地草地的土壤肥力为中等级水平,灌木地的土壤肥力为低等级水平。该研究结果明确了南泥湾湿地不同植被类型土壤质量情况,为今后研究区林业生态工程建设以及生态修复提供了科学依据与数据支撑。

关键词： 植被重建   酸性土壤   土壤肥力   土壤发育综合评价  

摘要： 为明确不同类型植被对酸性土壤障碍地区公路工程项目建设后路域土壤肥力的影响,以植被重建后的长湘高速沿线路域土壤为研究对象,采用野外采样与实验室分析相结合的方法,对马尾松、悬铃木、樟树和喜树植被重建后林下土壤的pH值及养分特性进行研究,并运用综合指数法评定了土壤发育综合质量。结果表明:植被类型对土壤pH值的影响差异并不显著,各植被重建后的土壤养分含量均显著提高,马尾松林下土壤的肥力恢复效果最优,因而更适合该区域酸性土壤障碍地区路域植被恢复。4种植被重建后土壤发育综合指标排序为马尾松>樟树>悬铃木>喜树,马尾松改善土壤发育的效果最好。未来可考虑乔木与林下灌草植物相结合共同改善土壤养分,提高路域土壤的肥力和水土保持能力。

关键词： 三联生态防护技术   植被-土壤-微生物生态系统   土壤肥力  

摘要： 新时期美丽中国建设和生态文明建设,迫切要求高速公路建设项目必须走绿色发展之路,遵循绿色生态、安全耐久、百年工程的绿色品质公路建设理念。广那高速公路建设面临地形复杂、地质破碎、岩溶多水、生态敏感、气候极端等工程难题,鉴于此,采用三联生态防护技术(3S-OER)对广那高速公路边坡进行植被-土壤-微生物生态系统构建。采用专有生物改良材料构建的土壤生境,能有效提高土壤活性、调整土壤质地、塑造团粒结构、增强土壤肥力。采用专有生物群落调节菌剂,可定向调控目标植物生长速度、促进根系发达和群落演替稳定性。采用植物-土壤-微生物联合修复构建物质自循环增肥系统,能不断提供植被所需的营养物质,实现自然生态效果。

关键词： 森林土壤   GIS   土壤养分   肥力评价  

摘要： 为给广西人工林土壤管理和施肥策略制定提供理论依据,保证林业产业高效和可持续发展,基于土壤类型、广西森林气候分区及土壤养分特征等林地土壤环境数据,对广西人工林土壤进行分区及区域化肥力评价。首次将广西人工林地分为7个区,分别为北热带季雨林赤红壤西区、北热带季雨林赤红壤东区、南亚热带常绿阔叶林赤红壤区、半湿润南亚热带常绿阔叶林红壤区、中亚热带常绿阔叶林红壤西区、中亚热带常绿阔叶林红壤东区和南亚热带常绿阔叶林石灰(岩)土区。区域化肥力评价结果显示,各区域土壤pH均值比历史均值均有不同程度下降,其中红壤东区下降幅度最大(17.14%);各区土壤有机质含量均值均比历史均值高,其中南亚热带赤红壤区上升幅度最大(59.63%);各分区土壤碱解氮和有效磷含量均值均比历史均值高,其中南亚热带赤红壤区碱解氮含量上升幅度最大(103.89%),半湿润红壤区和赤红壤西区有效磷含量上升幅度较大,分别为160.29%和155.41%;大部分区域土壤速效钾含量均值比历史均值高,高纬度两个分区(红壤东区和红壤西区)上升幅度较大,分别为106.89%和121.68%。

关键词： 沈阳农业大学   土壤培肥   地膜覆盖   覆盖条件   土壤改良   土壤团聚体   适宜比例   陈恩凤  

摘要： 项目开始于20世纪80年代中期,沈阳农业大学土壤肥力专家陈恩凤先生指导课题组在后山棕壤上建立长期地膜覆盖与土壤肥力恢复试验田.自20世纪90年代开始,汪景宽教授在试验田开展了大量的科研工作.目前该试验已成为世界上连续地膜覆盖时间超长的试验地,获得大量的监测数据,阐明了长期地膜和秸秆覆盖条件下土壤肥力演变规律,揭示了土壤有机质演变、营养元素盈缺和水热特征,明确了秸秆在土壤中腐解转化过程及其微生物作用机制,阐明了土壤团聚体形成过程、固碳规律以及特征团聚体的组成,提出高肥力土壤特征团聚体适宜比例可以作为土壤培肥目标;提出了土壤肥力恢复和提升技术模式.取得的研究成果在国内外重要期刊上发表30多篇学术论文(其中SCI论文8篇).成果丰富了土壤培肥与土壤改良理论,为辽宁省及东北地区覆盖条件下土壤肥力提升、养分高效利用提供理论基础和技术支撑.