半干旱荒漠化地区不同土地利用方式下土壤团聚体微生物量与群落功能特性分析

半干旱荒漠化地区不同土地利用方式下土壤团聚体微生物量与群落功能特性分析

文倩[1]2004年在《半干旱荒漠化地区不同土地利用方式下土壤团聚体微生物量与群落功能特性分析》文中进行了进一步梳理团聚体是土壤结构的基本单位,其数量和质量直接决定土壤肥力。土壤团聚体的形成是一个非常复杂的过程,微生物在此过程中起着非常重要的作用。内蒙古干旱、半干旱地区是我国生态环境最脆弱的地区之一,表层土壤团聚体的数量和质量,不仅直接关系到土壤接纳和储蓄雨水及营养物质的能力,而且与抵抗风蚀紧密联系。本研究从内蒙古武川县采集了林地、旱地、灌溉耕地和草地等7个不同利用方式的土壤,采用干筛法获得了>5 min、5~2 mm、2~1mm、1~0.5mm、0.5~0.25 mm和<0.25 mm等6个不同粒径的土壤团聚体,研究了土壤团聚体内的微生物量、活性及群落结构的分布特点和规律,对提高土壤肥力和降水利用效率及降低风蚀等都将具有很大的理论和实际指导意义。主要结论如下: 土壤微生物量碳含量153~336 mg kg~(-1),灌溉耕地土壤最高,在>2 mm的大团聚体中的含量相对高于小团聚体;K_2SO_4浸提碳含量11~59 mg kg~(-1),在<1mm的团聚体中相对较高。土壤有机碳含量高的土壤大团聚体的比例也高,微生物量碳与有机碳呈极显着的相关性。 土壤全氮、微生物量氮和K_2SO_4浸提氮的含量,皆是灌溉耕地土壤最高,草地最低;不施肥的土壤,其小团聚体全氮和微生物量氮明显低于大团聚体;而有机物质输入比较多的灌溉耕地土壤,不仅其全氮含量比较高,而且小团聚体的全氮和微生物量氮也比较多,说明低肥力的土壤氮素首先在大团聚体循环,可能暗示在自然土壤生态系统,大团聚体中的氮素循环转化比小团聚体更加重要。 土壤微生物量磷、有机磷含量在灌溉耕地土壤最高,草地土壤最低,在大团聚体含量高于小团聚体。土壤有机磷以中等活性和中等稳定性有机磷为主,占总有机磷的70~88%,其次为稳定性有机磷和活性有机磷。中等稳定性和稳定性有机磷在大团聚体中含量较高,活性和中等活性有机磷含量则在小团聚体较高。结果表明大团聚体可能是磷供给的主要来源,小团聚体则是保持土壤磷的场所。草地土壤有机磷的活性较高。 灌溉耕地土壤微生物量的ATP浓度、微生物新陈代谢商和诱导呼吸量都高于其它土壤,微生物ATP含量6.54~9.32 μmol g~(-1)C_(mic)。,平均含量8.22μmol ATP g~(-1)C_(mic);大团聚体的微生物ATP浓度、新陈代谢商和诱导呼吸量高于小团聚体,表明大团聚体土壤微生物的活性较高大团聚体内的养分周转速率可能较高。 土壤总磷脂脂肪酸含量19.82~47.28 ng g~(-1),灌溉耕地最高、林地最低,脂肪酸中单烯脂肪酸的含量最高,其次为支链和直链脂肪酸。不同土壤细菌的含量差异较大,灌溉耕地是早地的近3倍,真菌含量则在草地和林地土壤较高。主成分分析表明14:0 3OH是对群落组成影响最大的脂肪酸,灌溉耕地、早地和草地土壤的群落结构比较接近,林地土壤则与它们不同。 Biolog研究表明草地和灌溉耕地土壤对碳源的利用程度较高,氨基酸类、糖类、多聚物类和羧酸是土壤微生物的优势碳源种类;林地和草地土壤对氨基酸的利用程度最高、旱地和灌溉耕地则对多聚物有优势利用。主成分分析显示林地和草地、灌溉耕地和旱地土壤有相同的碳源利用模式,微生物对碳源的利用特性反映了土壤中底物的状况说明四种土壤中的微生物对有机质的分解、转化和利用能力不同,并进一步影响土壤的物质和能量循环。

李红运[2]2017年在《火烧迹地植被恢复方式对土壤团聚体微生物生物量的影响》文中研究表明为探讨不同植被恢复方式对大兴安岭重度火烧迹地土壤团聚体形成及团聚体内碳、氮循环的影响,本文以大兴安岭1987年“5.6”大火重度火烧迹地经过人工恢复(兴安落叶松人工林、樟子松人工林)、人工促进天然恢复和天然恢复的林分土壤为对象,通过干筛法获得土壤>2 mm、2~1 mm、1~0.5 mm、0.5~0.25 mm和<0.25 mm5个不同粒级团聚体,研究了全土及团聚体内微生物生物量碳、微生物生物量氮、有机碳、可溶性有机碳、全氮和K_2SO_4浸提氮等分布特征,以期为大兴安岭地区火烧迹地森林生态系统恢复和重建提供科学依据。研究结果如下:(1)土壤微生物生物量碳、土壤微生物生物量氮、土壤有机碳、土壤可溶性有机碳、土壤全氮和土壤K_2SO_4浸提氮含量,在土壤剖面上均表现出随土壤深度的增加而减小的变化特征,其中,土壤有机碳具有明显的表聚特征。除土壤K_2SO_4浸提氮以外,其余碳、氮指标均是人工促进更新林最高、樟子松人工林最低,说明人工促进天然恢复方式较其他恢复方式对土壤质量恢复效果更佳。(2)土壤团聚体质量分数呈现随粒级的减小而先减小再增大最后减小的特征。兴安落叶松人工林、樟子松人工林和人工促进更新林土壤团聚体以>2 mm粒级为主;天然次生林表层土壤(0~10 cm)团聚体以1~0.5 mm粒级为主。人工恢复方式和人工促进天然恢复方式对表层土壤的团聚能力优于天然恢复方式。(3)在不同植被恢复方式下,土壤团聚体微生物生物量碳、土壤团聚体微生物生物量氮、土壤团聚体有机碳和土壤团聚体全氮含量呈现出随土层深度增加而减小、随团聚体粒径增大而增大、大团聚体显着高于微团聚体的特征。土壤K_2SO_4浸提氮含量在团聚体中分布特征因土层不同存在差异,在0~5 cm土层,呈现出随团聚体粒级减小而先减小后增大的变化特征,在5~10 cm和10~20 cm土层,则表现为随团聚体粒级减小而减小的变化趋势。此外,土壤可溶性有机碳主要分布于1~0.5 mm及其更大粒径的团聚体中。说明土壤有机碳和氮素在大团聚中循环比在小团聚体中活跃。(4)相关分析表明,土壤微生物生物量碳、氮与土壤有机碳、土壤全氮和土壤可溶性有机碳均具有良好相关性,而与土壤K_2SO_4浸提氮无相关性。

王哲锋[3]2006年在《干旱农牧交错带耕种和围栏放牧对草地土壤有机碳库和土壤结构稳定性的影响》文中研究表明围栏放牧是被广泛推荐的一种保护性草地利用方式,开垦是我国北方干旱、半干旱地带草原退化和沙漠化的主要原因之一,但是关于这两种利用方式在干旱农牧交错带对草原土壤有机碳及土壤结构稳定性影响的研究不多。本研究以自由放牧草地为对照,对围栏放牧和耕种两种利用方式下草原土壤有机碳动力学和团聚体稳定性进行了定量研究,以评价耕种和围栏放牧对农牧交错带草地可持续利用的影响。本研究的主要结果如下:1.与自由放牧草地相比较,围栏放牧22年草地土壤0-20 cm总有机碳含量增加了20%;土壤粗(0.1-2 mm )有机碳含量增加了16%,年轻(0.05-0.1 mm)有机碳含量降低了19%,稳定有机碳(0.05-0.1 mm)含量增加了27%;浓酸提取碳水化合物碳含量增加了22%,稀酸提取碳水化合物碳含量增加了15%,热水溶提取碳水化合物碳含量增加了16%;矿化碳(在51天培养期间释放出的碳)含量增加了30%,但是微生物量碳含量变化不明显。耕种40年后虽然土壤总有机碳含量变化不明显,但是粗(0.1-2 mm )有机碳含量降低了%,年轻(0.05-0.1 mm)有机碳含量降低了22%,土壤稳定有机碳(0.05-0.1 mm)含量增加了8%;浓酸提取碳水化合物碳含量降低了13%,稀酸提取碳水化合物碳含量降低了19%,热水溶提取碳水化合物碳含量降低了21%;矿化碳(在51天培养期间释放出的碳)含量降低了16%,微生物量碳含量降低了30%。上述结果说明,与传统放牧(自由放牧)相比较,围栏轮牧有利于土壤总有机碳、碳水化合物含量的增加以及微生物活性的增强,而开垦耕种虽然使干草原土壤的总有机碳含量变化不明显,但是碳水化合物含量和微生物活性显着降低。2.与自由放牧草地相比较,围栏放牧利用方式对>0.25 mm土壤水稳性团聚体含量影响不明显,耕种利用方式使>0.25 mm土壤水稳性团聚体含量降低了74%,团聚体稳定率降低了77%,平均重量直径降低了90%,表明干旱农牧交错带耕种对草原土壤结构稳定性产生毁灭性的影响。3.与总有机碳相比较,碳水化合物碳含量与土壤水稳性团聚体的含量、结构稳定率和平均重量直径更相关;而在所提取的叁个碳水化合物组分中,稀酸提取碳水化合物与团聚体稳定性最相关,表明在本研究所涉及的土壤中,稀酸提取碳水化合物在水稳性团聚体的形成和稳定性上起主要作用。这一结果表明,

曹良元, 蒋先军, 张磊, 石杰, 张学军[4]2008年在《麦角固醇与不同粒级团聚体土壤的相关性》文中进行了进一步梳理土壤团聚体是由单个土粒与有机物质胶结而成的复杂结构,是构成土壤结构的基本单位,在很大程度上决定土壤的质量特征[1]。其形状、大小和稳定性直接影响土壤中水和空气的含量,决定土壤孔隙的大小分布,并由此影响土壤的其他属性以及作物生长[2]。目前对各种不同土壤团

周学雅, 陈志杰, 耿世聪, 张军辉, 韩士杰[5]2019年在《氮沉降对长白山森林土壤团聚体内碳、氮含量的影响》文中研究说明氮沉降是影响陆地生态系统碳、氮循环的最重要因素之一.为了解土壤团聚体碳、氮组分对氮沉降的响应,本研究在长白山选取次生杨桦林(YHL)与原始阔叶红松林(HSL)两种林型进行为期6年的氮添加试验,采集土壤样品并分析氮沉降对不同粒径土壤团聚体中可溶性有机碳、氮(DOC和DON)、微生物生物量碳、氮(MBC和MBN)、颗粒有机碳、氮(POC和PON)的影响.结果表明:除POC和PON外,两林分土壤团聚体碳、氮组分含量均随团聚体粒径的减小而增加;氮添加处理显着降低了HSL土壤团聚体中POC和PON含量,降幅分别达20.7%和22.6%,显着增加了DOC含量,增幅达11.6%;氮添加处理对YHL土壤团聚体的碳、氮组分均无显着影响,其中,对DOC和MBC的影响接近于显着(0.05

参考文献:

[1]. 半干旱荒漠化地区不同土地利用方式下土壤团聚体微生物量与群落功能特性分析[D]. 文倩. 中国农业大学. 2004

[2]. 火烧迹地植被恢复方式对土壤团聚体微生物生物量的影响[D]. 李红运. 东北林业大学. 2017

[3]. 干旱农牧交错带耕种和围栏放牧对草地土壤有机碳库和土壤结构稳定性的影响[D]. 王哲锋. 甘肃农业大学. 2006

[4]. 麦角固醇与不同粒级团聚体土壤的相关性[J]. 曹良元, 蒋先军, 张磊, 石杰, 张学军. 土壤学报. 2008

[5]. 氮沉降对长白山森林土壤团聚体内碳、氮含量的影响[J]. 周学雅, 陈志杰, 耿世聪, 张军辉, 韩士杰. 应用生态学报. 2019

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