围栏对东北羊草草地土壤微生物数量的影响

简要总结了保水剂对土壤性质及对土壤微生物的影响研究概况,包括对根际微生物的影响,以探索保水剂影响土壤微生物的途径。

为了研究围栏封育和未围栏封育不同年限草地土壤种子库的变化情况,试验以盐池县退化荒漠草原为研究对象,采用室内萌发的方法对土壤种子库进行了测定。结果表明:不同围栏封育年限草地土壤种子库组成以多年生草本植物为主;在围栏封育条件下土壤种子库密度是190~690粒/m2,围栏封育5年的草地土壤种子库密度最高,随着围栏封育年限的继续延长,种子库的密度有所降低;土壤种子库与地上植被的相似性系数较低;不同围栏封育年限草地地上植被密度与土壤种子库密度呈正相关。

研究围栏封育后退化草地群落功能群的变化。在达日县典型的中度退化的嵩草草甸上建立试验样地,并进行了连续3年的观测。结果显示:随着封育年限的增加,群落盖度、多样性及生物量均在增加,其中禾本科功能群生物量增加最快,莎草科功能群次之,豆科功能群增加缓慢,而杂类草功能群生物量却逐年减少。

为监测宁夏盐池不同地段荒漠草原围栏封育的恢复效果以及毒杂害草对封育改良的影响,在一块具有相同恢复措施和年限的围栏草地内分异出4个毒杂害草生长状况不同的典型采样小区。通过样方调查统计群落的基本特征,运用pca排序方法、相关分析和一元线性回归模型进行数据分析,研究发现,经过9年的围栏封育,草地优势种发生明显变化,并且不同地段的优势种群不同,其恢复进程也各不相同;毒杂害草的大量生长降低了植被的总盖度、物种多度、优良牧草的相对生物量以及优势种群的优势度,使种群结构呈现简单化趋势,促进了牧草的簇状生长格局;草地系统的自然恢复过程不能明显控制老瓜头(cynanchumkomarovii)、刺叶柄棘豆(oxytropisaciphylla)等有毒植物的生长和繁殖,应该采取适当的人为干扰措施。

对青海湖地区高寒草地围栏内外植被进行调查分析。结果显示,围栏封育措施使高寒草地植被的盖度、高度、生物量均明显增加,从不同经济类群分析,其禾草、莎草等可食牧草比例增加,而不可食牧草比例相对下降。围栏封育措施对群落组成结构及植物种的重要值产生不同程度的影响,主要表现在生物多样性增加,一些可食牧草的重要值增加,而不可食牧草的重要值相对下降。

为了研究生活污水灌溉对土壤微生物生物量和酶活性的影响,采用不同污水灌溉量(0,300,600,900,1200,1500m3(/hm2·week)),进行了生活污水杨树林地灌溉试验.结果表明:随着污水灌溉量增加,土壤微生物生物量碳、生物量氮、生物量磷含量增加,多酚氧化酶、尿酶、磷酸酶活性增强,在一定灌溉量达到最大值后,随着灌溉量的增加而降低.较低灌溉量改善了土壤微生物学性质,灌溉量过大,土壤微生物生物量含量与酶活性降低,土壤质量下降.

过度放牧导致干旱半干旱区毛乌素沙地草地严重退化。通过禁牧措施排除放牧干扰,使草地自然恢复,作为一种低投入的措施在世界各国退化草地生态系统恢复中得到广泛采用。文中对毛乌素沙地三种不同管理类型(持续放牧、围栏5年和围栏16年)土壤理化性状进行了研究,研究结果显示:围栏禁牧5年对0～30cm土壤颗粒组成和容重没有显著影响;围栏禁牧16年0～10cm土壤容重显著小于持续放牧区,而极细沙、粉粒和粘粒含量显著高于持续放牧区;围栏5年显著增加了0～5cm土壤有机碳,而0～30cm的全氮均没有显著增加。围栏16年土壤有机碳较放牧区在0～5cm、5～10cm、10～30cm分别显著增加了231%、81%、55%;全氮含量的变化趋势与之相同。结果表明,围栏5年对土壤粘粉粒、全氮含量的恢复基本没有效果;围栏16年能显著增加表层土壤粘粉粒含量和有机碳、全氮,但土壤碳、氮水平还是在比较低的水平(有机碳:4.30g.kg-1;全氮:0.74g.kg-1),即长期禁牧可以逐渐改善土壤质地和提高土壤肥力。研究结果为半干旱退化沙质草地生态系统的恢复、重建及管理提供科学依据。

在2005年5月19日至2005年9月13日研究了呼伦贝尔典型草原区自由放牧和围栏禁牧对0~110cm土壤水分的影响情况,结果表明围栏禁牧对草原土壤水分的影响表现为提高20~70cm土层的水分含量,而放牧提高了0~10cm表土水分含量。呼伦贝尔典型草原自然降雨和冰雪的融化对土壤水分的影响深度为0~90cm,在该范围内的土壤水分明显受降雨的影响。90cm以下土壤在年内变化幅度较小,含水量在3%~5%之间。

为了探明土地利用方式对土壤微生物性质的影响,研究了湘中丘陵区6种土地利用方式(石栎+青冈常绿阔叶次生林、杉木人工林、毛竹林、苗圃、农用旱地、水田)土壤微生物指标(微生物生物量碳cmic、氮nmic含量、微生物熵、微生物生物量碳氮比、土壤基础呼吸强度、土壤微生物代谢熵)。结果表明,土地利用方式明显影响了土壤cmic、nmic含量,6种土地利用方式各土层cmic、nmic含量的变化趋势基本一致,与青冈+石栎常绿阔叶林相比,毛竹林、水田土壤cmic、nmic含量显著提高,而杉木人工林、苗圃、农用旱地却显著下降;6种土地利用方式各土层微生物熵的变化不一致,毛竹林、苗圃、农用旱地、水田土壤微生物熵普遍高于青冈+石栎常绿阔叶林,而杉木人工林最低;水田土壤cmic/nmic最高(9.35以上),青冈+石栎常绿阔叶林最低;青冈+石栎常绿阔叶林土壤基础呼吸强度、代谢熵最高,水田土壤基础呼吸强度较高,代谢熵最低,表明湘中丘陵区土壤微生物生物量主要受土壤有机碳源的制约,青冈+石栎常绿阔叶林土壤具有较多活性微生物种群,有机碳利用率较低,有利于土壤有机碳的积累,水田有机碳利用率较高。

通过对昭苏马场春秋草地不同围栏封育年限草地地上植物量的研究,结果表明:草地地上植物量随着围栏封育年限的延长呈增加趋势,围栏封育5和6年草地地上植物量随季节的变化呈"s"型增长曲线,未围栏封育草地地上植物量累积变化呈双峰曲线;围栏封育5和6年与围栏封育1年和未围栏封育草地的禾草类和豆科草类间差异极显著(p<0.01),随着围栏封育年限的延长,杂类草所占比例下降,而优良禾草类比例明显升高,在群落中占据优势地位,不同围栏封育年限草地地上植物量的绝对生长率和相对生长率的季节变化相似,在植物营养生长初期率都较大,此后都呈下降趋势。

近年来,由于自然环境恶化,荒漠化加剧,以及过度放牧等不利因素的影响,对羊草草甸草原构成了严重威胁。因此,羊草草甸草原的保护和人工草地的重建已引起关注。根据羊草可进行无性繁殖和有性繁殖的特点,将重度退化的天然羊草草场、弃耕地、撂荒地和退耕地进行翻、耙、播种优良羊草种子,建立稳产高产的羊草人工草地是改变吉林西部生态环境的有效方法,也是迅速提高草地生产力的重要措施。

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不同生态型蚯蚓的取食偏好和生境有所差异,因此蚯蚓的生态型差异可能关乎其对土壤性质的不同影响;有关不同生态型蚯蚓对土壤性质尤其是微生物学性质影响的研究有助于了解蚯蚓生态功能的作用机制.在野外调控试验的第4年采集土壤,研究了牛粪混施和表施处理下内层种威廉腔环蚓(metaphireguillelmi)和表层种赤子爱胜蚓(eiseniafoetida)对设施菜地土壤微生物群落结构和主要理化性质的影响.结果表明,土壤微生物群落结构同时受到蚯蚓种类和牛粪施用方式的影响.牛粪表施时,两种蚯蚓均显著降低了菌根真菌、真菌生物量和原生动物生物量(p＜0.05);牛粪混施时,不同蚯蚓的影响有所差异,威廉腔环蚓明显增加了菌根真菌、真菌生物量和放线菌生物量,而赤子爱胜蚓的作用不明显.此外,两种蚯蚓均提高了土壤孔隙度、团聚体稳定性和土壤ph、矿质氮以及微生物生物量碳氮水平,但提高幅度取决于蚯蚓种类和牛粪施用方式.冗余分析表明蚯蚓影响下土壤微生物群落结构的变化与团聚体稳定性、ph、速效磷、矿质氮呈正相关,而与土壤容重呈负相关.

对天津滨海盐碱土地区城市绿地土壤微生物特性研究表明不同绿地植物配置模式下0～40cm土壤微生物数量差异极显著,防护林>灌+草>乔木>乔+草>草坪>滨海盐土,0～20cm土层微生物数量是20cm～40cm的3～4倍。在细菌、放线菌和真菌三大类群中,细菌占绝对优势,其次是放线菌和真菌。滨海盐土微生物的季节变化不大,防护林土壤中微生物总数最多时出现在秋季,乔木、乔+草、灌+草、草坪绿地土壤中微生物数量最多时出现在夏季或秋季。细菌、放线菌数量与土壤全盐含量呈显著负相关,细菌的数量与土壤有机质含量呈极显著相关,真菌数量与土壤养分相关不显著.芽孢杆菌的11个种在不同土壤条件和植物配置模式下的生态分布是不同的,最常见的是蜡质芽孢杆菌、拟霉芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌和蜂房芽孢杆菌,放线菌主要是链霉属,包括链霉菌属的10大类群,分布最广的类群是灰褐类群、金色类群和青色类群,真菌分布有11个属。在不同植物配置下芽孢杆菌、放线菌和真菌的组成、优势种的组合也存在显著差异。

土壤盐碱化是限制农业生产的一个重要环境因素。目前,全世界面临着土壤盐碱化面积不断扩大的难题,在我国的1亿hm2耕地中,有3300多万hm2盐碱荒地,660多万hm2盐着渍化土地,就吉林省西

在对那曲地区退化草地进行多个点采样和室内分析的基础上,应用统计学方法对土壤养分数据进行标准化处理后,研究了那曲地区不同退化程度草地土壤的养分特征及养分之间的相关性。结果表明:(1)随着退化程度的增加,那曲地区草地土壤的有效氮、有效磷、全氮、有机质含量逐渐降低,有效钾含量先升后降。(2)在那曲地区不同退化程度的草地土壤中,有效氮、全氮与有机质间均存在显著的相关关系。(3)土壤全氮、有效氮和有机质含量可作为衡量藏北高原草地退化程度的重要指标。有效磷可作为评价草地退化程度的参考指标。有效钾不宜作为草地退化程度评价的指标。最后,对藏北高原草地生态系统的恢复重建提出了建议。

在黄河源区-青海省果洛藏族自治州玛沁县选取4个不同退化程度的天然草地,以围栏内封育和围栏外自由放牧草地作比较,采用样方法调查草地围栏内外的群落结构特征和草地初级生产力生物量,并通过计算地上与地下生物量比值以及植物群落干鲜比来评价围栏封育的效果。结果表明:不同退化程度围栏内外的植被组成存在显著差异;随着退化程度的加剧,植物群落的盖度、高度以及多样性指数有下降趋势,且围栏内的盖度、高度及多样性指数均大于围栏外的;植物群落高度、盖度、地上生物量和生物量干鲜比随着退化程度加剧有减小的趋势。围栏封育有利于改善青藏高原退化高寒草地的植物群落结构,提高草地植物群落的盖度和生物量,促进其恢复演替。

植被退化是威胁黑河源流区生态安全的重要因素,结合黑河流域综合治理工程,围栏封育措施对黑河源流区土壤理化性质的影响进行研究,以期为黑河流域生态治理提供技术支持。

通过田间试验,研究了不同用量生物炭对土壤化学特性、烤烟产量和品质的影响。结果表明,增施生物炭能显著提高土壤有机碳的含量,当施用量为6000和9000kg/hm2时,可分别使土壤有机碳含量提高19.8%和26.1%;增施生物炭还能提高土壤中养分的含量,增施6000kg/hm2时,可使土壤中全氮、碱解氮、有效磷、速效钾分别提高20.2%、26.5%、20.0%和22.4%。同时,生物炭的施用促进了土壤中微生物数量的增加,尤其是固氮菌、解磷菌、解钾菌数量的增加,分别增加了43.9%、35.7%和16.1%;且增施生物炭后增加了烤后烟叶的总产量以及上、中等烟叶的产出率。综上,以生物炭用量为6000kg/hm2时,对土壤改良效果以及烟草产量和品质的影响最佳,经济效益最好。

在四川省丹棱县退耕还林地,设置台湾桤木+多花黑麦草(al)与台湾桤木+扁穗牛鞭草(ah)2种林草模式,以台湾桤木自然模式(an)为对照,研究土壤有机碳含量以及土壤微生物量碳含量的季节变化。结果表明:随土层深度增加,2种林草模式与对照土壤有机碳含量和土壤微生物量碳含量均呈现下降趋势,在下降幅度上均表现为台湾桤木+扁穗牛鞭草模式较缓慢,对照模式下降最快;3种模式不同土层土壤有机碳含量从春季到冬季随季节变化均呈现"升-降-升"的变化趋势,夏季含量最高,秋季最低,但这种变化趋势在台湾桤木+扁穗牛鞭草模式下0～10和10～20cm土层表现得并不明显;而3种模式各土层土壤微生物量碳含量则表现出与土壤有机碳季节动态相反的变化趋势,即"降-升-降"的变化趋势,夏季最低,秋季最高;2种林草模式与对照的土壤有机碳含量和土壤微生物量碳含量差异均达到极显著水平(p台湾桤木+多花黑麦草模式>对照模式;台湾桤木+扁穗牛鞭草、台湾桤木+多花黑麦草模式下土壤有机碳含量分别是对照模式的1.24～1.55和1.16～1.30倍,土壤微生物量碳含量分别是对照模式的1.50～2.95和1.23～1.80倍。

对青南地区六个县天然草地围栏内、外进行了测产，结果表明：围栏内平均产草量为4995．6kg／hm2，围栏外平均产草量为4076．98kg／hm2，围栏草地比未围栏的草地产量平均提高22.53％；在植被结构方面，围栏内植物种类增加，盖度加大，高度增加，围栏草地对抵抗雪灾起到了十分重要的作用。

研究了退化草场围栏封能7-10年对栗钙土中硫形态及对微生物量碳,氮,磷,硫的影响。结果表明,围栏封育使土壤中有机碳,全氮,全磷和各形态硫含量均显著提高。但有机硫和无机硫占全硫的比例变化不大。栗钙土中,有机硫占全硫的93.5%,c-s是最大的有机硫库,约为有机硫的77.3%。硫含量的增加以有机态为主,有机硫的增加占全硫增加的96.7%,其中c-s的增加占全硫增加的56.7%。围栏使微生物量碳,氮,磷