黄土丘陵区不同土壤-微生物-植物系统生态化学计量特征对肥力梯度的响应

【目的】研究施肥对土壤-微生物-植物系统化学计量学特征的影响,探究土壤-微生物-植被系统的"内稳性",为黄土高原植被恢复提供科学依据。【方法】基于长期试验(2004年开始),在2种植被恢复系统(自然恢复系统和人工恢复系统)中,设置3种肥力水平(无肥,不施肥;低肥,施用45 000kg/hm2有机肥;高肥,施用105 000kg/hm2有机肥),2015年9月采集2种植被恢复系统中不同处理的土样以及灌木优势种叶片(自然恢复系统中为沙棘,人工恢复系统中为柠条),分析不同土壤肥力水平下2种土壤-微生物-植物系统碳、氮、磷化学计量比值特征及其相关关系。【结果】在2种植被恢复系统中,随着肥力水平的升高,土壤有机碳、微生物量碳、微生物量磷含量均明显提高;土壤、微生物量及植物叶片C/N总体增加,微生物及植物叶片N/P明显减小。相对于无肥处理,高肥处理下沙棘和柠条群落土壤C/N、C/P、N/P的变化幅度分别为40%,49%,7%和12%,27%,13%;微生物量C/N、C/P、N/P的变化幅度分别为80%,14%,50%和36%,9%,34%;叶片C/N、C/P、N/P的变化幅度分别为10%,23%,14%和40%,9%,31%。相对于自然植被恢复系统,在人工恢复系统中土壤养分与优势灌木叶片化学计量比的相关关系更强。【结论】在坡地侵蚀环境下施肥,可一定程度上提高了土壤肥力水平,改变土壤-微生物-植物系统生态化学计量特征,进而可能改变土壤-微生物-植物系统的物质循环,影响土壤质量演变和植被演替进程。在植被恢复过程中,人工植被恢复系统比自然植被恢复系统能更快建立土壤-叶片养分互馈关联。

黄土丘陵区不同有机碳水平侵蚀坡面土壤微生物量碳的分布特征

通过分析5种不同有机碳水平侵蚀坡面上土壤微生物量碳的空间分布特征及其影响因素,探究了不同土壤有机碳水平下侵蚀和土壤微生物量碳的＂压力-响应＂关系.结果表明：10-20 cm土层土壤微生物量碳含量随土壤有机碳水平的增加而增加.0-10 cm土层土壤微生物量碳含量比10-20 cm土层更易受坡面有机碳背景的影响,且对侵蚀的响应较敏感;2土壤微生物碳含量随着土层深度的加深而减少,当坡面有机碳水平为5.68 g·kg-1时,土壤微生物量碳的剖面分布差异最大.土壤微生物量碳的水平分布表现为沉积区〉对照区〉侵蚀区,当坡面有机碳含量在4.92-5.65 g·kg-1范围内,其水平分布差异较大.即在中等有机碳水平的侵蚀坡面上,土壤微生物量碳的空间分布差异较大,对侵蚀的响应较敏感;3土壤微生物量碳的空间分布主要受坡面土壤有机碳水平的影响;其次受坡位、土壤平均含水量、土壤容重等的影响.