黄土丘陵区不同坡向土壤球囊霉素类相关土壤蛋白的分布特征

为研究坡向对土壤球囊霉素相关蛋白(GRSP)的影响,选取了3个弃耕年限相同、立地条件相似,仅坡向不同的天然草地为试验地,坡向分别为阳坡(S15°W)、半阳坡(N75°W)、阴坡(N57°E)。首先对3个坡向的典型植物群落进行了植被调查,然后采集了优势物种的根际土与非根际土并进行测定。结果表明:不同坡向土壤GRSP含量整体表现为阳坡>半阳坡>阴坡,其中阴坡土壤T-GRSP含量较阳坡、半阳坡显著减少;不同物种对土壤GRSP含量无显著差异;T-GRSP呈现较强的根际效应,EE-GRSP则较弱。研究表明GRSP与坡向呈负相关,与物种和根际作用正相关,根际作用强于物种。

不同植被带生态恢复过程土壤团聚体及其稳定性——以黄土高原为例

为分析黄土高原不同植被带植被恢复对土壤团聚体分布特征及其稳定性的影响,以黄土高原从北到南不同纬度梯度分布的3个典型植被类型区域(草原带、森林草原带和森林带)为研究对象,对不同植被类型和恢复年限下的土壤团聚体分布及其稳定性进行了研究.结果表明:不同植被带对土壤团聚体分布及其稳定性影响显著,大于0.25mm团聚体含量(WR0.25)、水稳性团聚体平均重量直径(EWMD)、水稳性团聚体几何平均直径(EGMD)和有机质含量(SOM)整体上均表现为:森林带>森林草原带>草原带.不同植被带下不同恢复类型对土壤团聚体及其稳定性影响不一,森林草原带表现为灌木>草地>乔木,森林带则表现为乔木>草地.随植被恢复年限增大,各种恢复类型WR0.25、EGMD、SOM整体呈逐渐增加趋势,团聚体结构破坏率(PAD)和可蚀性因子(K)呈现相反的变化趋势;分形维数(D)无显著差异.冗余分析表明,植被带对土壤团聚体及其稳定性的影响最大,其次是恢复年限,恢复类型与植被带和恢复年限具有较强的交互作用.本研究有利于加强对区域生态恢复过程机理的认识.

施肥对黄土高原农地土壤碳氮磷生态化学计量比的影响

为了研究不同施肥方式对土壤碳、氮、磷含量和C∶N∶P的影响,以中国科学院安塞水土保持综合试验站作为试验用地,试验共设氮肥(N)、磷肥(P)、有机肥(M)、氮肥+磷肥(NP)、有机肥+氮肥(MN)、有机肥+磷肥(MP)、有机肥+氮肥+磷肥(MNP)、有作物不施肥(CK)和无作物不施肥(BL)9个处理,采用完全随机区组排列,2011—2013年连续施肥3年,于每年的10月份获取土壤样品供测试分析。结果表明:农地施肥显著影响表层(0—20 cm)和表下层(20—40 cm)土壤碳、氮、磷含量,其中,MP肥配施均能显著提高表层和表下层土壤碳、氮、磷含量,与其CK处理相比分别显著增加了26.9%~55.2%,24.0%~57.5%,10.4%~42.5%。相比于表层土壤,表下层土壤碳、氮、磷含量受施肥年限的影响更为明显。农地施肥显著影响土壤C∶P和N∶P,以单施M肥或MN配施最为显著;MP肥配施则显著提高了表下层土壤C∶P,为14.2%~18.8%。施肥年限对农地表下层土壤C∶N∶P的影响更为明显,NP或MN肥配施时影响最大。表层与表下层土壤C∶N∶P之间具有明显差异,单施M肥时二者之间的差异最为显著,分别达到14.5%~16.2%,56.6%~71.9%,46.5%~52.2%。施肥对农地土壤碳、氮、磷含量及其C∶N和N∶P有显著影响,不同施肥处理对不同土层土壤影响不一致,且随施肥年限增加而变化,总的来说MN或MP配施变化更为明显。

黄土丘陵区植被恢复模式对土壤碳组分的影响

为认识黄土丘陵区不同恢复模式对土壤碳组分的影响规律,寻找可以反映植被恢复过程中的土壤碳库质量因子,以纸坊沟流域蟠龙山上6种恢复30年的植被恢复样地为研究对象,选取坡耕地和区域顶级群落侧柏林(Platycladus orientailis L.)为对照,分析了植被恢复过程中土壤有机碳(SOC)、重铬酸钾易氧化态碳(ROC)、高锰酸钾易氧化态碳(LOC)、非活性有机碳(NLOC)、微生物量碳(MBC)、水溶性有机碳(DOC)、盐浸提有机碳(SEOC)、热水浸提有机碳(HWEC)、热水浸提碳水化合物(HWC)的变化特征。结果表明:坡耕地由于不合理的利用方式,土壤碳组分含量较低,不同植被恢复显著增加了土壤活性碳组分,TOC,ROC,LOC,NLOC,MBC,SEOC,DOC,HWEC和HWC的含量分别较坡耕地增加了109%~228%,153%~338%,94%~212%,102%~271%,109%~142%,117%~288%,66%~149%,166%~279%和128%~217%,但是和天然侧柏林相比分别低了55.4%~72.4%,57.2%~75.3%,50.1%~69.0%,59.9%~78.2%,60.2%~65.9%,6.7%~48.6%,2.2%~35.1%,40.1%~58.3%和55.6%~67.8%,混交林具有较高的碳组分含量,表明混交林恢复模式效果相对好于草地和纯林。不同恢复模式各碳组分和同一恢复模式中不同碳组分敏感性差异较大,并非所有碳组分的敏感性均高于TOC,在采用土壤碳组分作为土壤质量指标时应根据不同恢复模式选择相应指标。

黄土丘陵区不同坡向土壤水溶性有机物特征及其根际效应

为研究不同坡向对土壤水溶性有机物影响及其根际效应,选取黄土丘陵区不同坡向(阳坡、半阳坡、阴坡)的根际土和非根际土壤为研究对象,分析了水溶性总氮(WSN)、水溶性铵态氮(WSNH+4-N)和硝态氮(WSNO-3-N)、水溶性有机氮(WSON)、水溶性有机碳(WSOC)的含量及其水溶性有机物(DOM)并进行了紫外—可见光光谱分析。结果表明:(1)土壤的水溶性碳、氮养分均会受到坡向的影响,其中WSNH+4-N的含量在阳坡达到最高,而WSN,WSNO-3-N、WSON以及WSOC的含量在半阳坡最高,并且养分含量尤其是WSON和WSOC的坡向分异会受植物根际效应的影响产生变化。(2)根际土的水溶性氮组分和WSOC均会显著高于非根际土,不同物种的根际效应不同,且根际效应也会受到坡向的影响。(3)半阳坡土壤的DOM腐殖化水平最高,植物的根际效应也会显著提高土壤DOM的腐殖化程度,并且根际效应产生的作用远大于坡向的作用。

氮添加对白羊草土壤球囊霉素含量特征的影响

球囊霉素或球囊霉素类相关蛋白(glomalin-related soil protein,GRSP)是丛枝菌根真菌(AMF)分泌的一种疏水性蛋白。为研究氮沉降对土壤GRSP的影响,选取了黄土高原典型地带性植物白羊草(Bothriochloa ischaemum)为研究对象,采用小车模拟小区试验,通过氮添加来模拟氮沉降,共设置3个氮添加浓度N_1(2.5g/m^2)、N_2(5g/m^2)和N_3(10g/m^2),以裸地(LD)和不添加氮处理CK(0g/m^2)为对照。结果表明:不同浓度氮添加后,土壤中总球囊霉素(Total glomalin,T-GRSP)含量呈现先增加后降低的趋势,但变化未达到显著水平,而易提取球囊霉素(Easily extractable glomalin,EE-GRSP)的含量变化在N_3时显著降低(p<0.05)。冗余分析表明SOC,C/N、地下地上生物量是影响土壤GRSP的主要因素。研究从土壤GRSP角度分析了氮添加对土壤活性物质的影响,有利于揭示未来全球氮沉降背景下土壤质量的变化,加深对土壤生态变化过程的认识。