模拟氮沉降对华北落叶松人工林土壤微生物碳和微生物氮的动态影响

为揭示过量的大气氮沉降对华北落叶松人工林土壤微生物碳、氮和土壤呼吸的影响,通过对照(N0:0 g/(m^2·a))、轻度施氮(N1:8 g/(m^2·a))、重度施氮(N2:15 g/(m^2·a))3个外源施氮水平下5年的野外定点试验和观测,模拟过量氮沉降条件下华北落叶松人工林土壤微生物碳、氮和土壤呼吸的变化,旨在阐明林下土壤微生物和呼吸对过量氮沉降的响应及其对土壤碳氮循环的影响。结果表明:在5-10月生长季中,土壤微生物碳和氮的平均含量分别为1 098.93,97.31 mg/kg,二者都随土层深度的增加呈下降趋势;轻度施氮促进土壤微生物碳和氮的增加,重度施氮抑制土壤微生物碳和氮的增加;土壤微生物碳和微生物氮从生长初期5月起,5-7月呈增加趋势,7月出现峰值,8月降低,9-10月小幅增加,呈现"N"形曲线。土壤微生物碳氮比为4.94~18.54,且随施氮量增加而减小。各氮处理下,华北落叶松人工林土壤呼吸速率5,6月较低,7-8月持续增加,并在8月达到最高,9-10月逐渐降低。相关分析表明,土壤呼吸与土壤全氮、含水量、微生物碳和微生物氮含量呈极显著正相关关系,与土壤有机质呈显著正相关关系。在全球变化背景下,研究结果可为进一步明确过量大气氮沉降对森林生态系统碳氮循环的影响途径和机制研究提供重要参考。

不同品种小麦下土壤微生物量和可溶性有机物对不同施氮量的响应

【目的】辽春10号和辽春18号小麦是常见的两个小麦品种,但是关于这两个小麦品种在不同施氮量下对维持土壤肥力的差异性方面还未知,因此探讨土壤中活性有机库(微生物量碳氮和土壤可溶性有机碳氮)在各生育期的动态变化,以此来评价土壤活性有机库对不同施氮量的响应以及转化。【方法】以不同品种盆栽小麦为研究对象,在不同施氮量(N0:0 kg·hm^(-2)、N1:45 kg·hm^(-2)、N2:90 kg·hm^(-2)、N3:135 kg·hm^(-2)、N4:180 kg·hm^(-2)、N5:225kg·hm^(-2))的设定下,探究土壤活性有机库在小麦生育期内的动态变化及相互关系。【结果】小麦生育期以及氮水平对土壤微生物量碳氮和可溶性有机碳氮的含量有显著影响(P<0.01);除可溶性有机碳和有机碳外(P>0.05),小麦品种对土壤微生物量碳氮和可溶性有机氮均有显著影响(P<0.01)。施用氮肥能够显著提高土壤微生物量碳氮和可溶性有机碳氮的含量(P<0.05),并且随施氮量的增加,土壤微生物量碳氮和可溶性有机碳氮在N3处理达到最大,然后随施氮量的增加而降低,特别是在N5处理下,土壤可溶性有机碳氮的含量均低于不施氮肥处理(N0);与微生物量氮和可溶性有机碳相比,施用氮肥对土壤微生物量碳和土壤可溶性有机氮含量的增幅更大;土壤微生物量碳/土壤微生物量氮在N5处理下最大(平均值分别为13.28和11.45),而在N3处理下最低(平均值分别为7.94和7.83)。在小麦整个生育期内,土壤微生物量碳氮和可溶性有机碳氮含量均在开花期最大,其次为收获期、拔节期和分蘖期,苗期最小,总的来说,在各个时期土壤可溶性有机碳与微生物量碳以及土壤可溶性有机氮与微生物量氮之间均有着显著的正相关关系(P<0.01);两个不同品种小麦之间,其地上生物量均没有显著差异(P>0.05),但随施氮量的增加,呈先增加后降低的趋势,并且随小麦生育期而增加;而土壤有机碳和土壤全氮也在N3处理达到最大,并且随生育期而增加,在收获期达到最大。【结论】适宜氮量(N3)能够更好地协调土壤中微生物量碳氮和可溶性有机碳氮在小麦生育期内的转化及维持土壤生产力。

大兴安岭火烧迹地植被恢复中土壤微生物量及酶活性

为了探讨火烧迹地植被恢复过程中土壤微生物量及酶活性变化特征,采用时空互代法,以大兴安岭重度火烧迹地不同恢复年限落叶松人工林为研究对象,对土壤微生物量碳、氮含量及脲酶、碱性磷酸酶、蔗糖酶和过氧化氢酶活性进行了研究.结果表明：（1）土壤养分含量均随土层深度的增加而降低,并在植被恢复过程中呈波动性变化,恢复24 a土壤全氮、全磷、有效磷和有机质含量均最高.（2）土壤微生物量碳和氮含量的变化范围分别为267.17～1 764.34mg/kg和23.45～182.14 mg/kg,随土层深度的增加而降低.随恢复年限的增加,土壤微生物量碳、氮含量呈上升趋势.（3）植被恢复过程中土壤脲酶、碱性磷酸酶、蔗糖酶和过氧化氢酶活性随土层深度的增加而降低,其中,恢复24 a落叶松人工林4种土壤酶活性均显著高于重度火烧迹地.（4）相关分析表明,土壤微生物量与土壤全磷、有效磷和有机质含量均极显著正相关,土壤酶活性与土壤全氮、全磷、水解氮和有机质含量极显著正相关,土壤生物学指标能较好地反映土壤肥力状况.火烧迹地经过24 a的恢复,土壤微生物量及酶活性得到了较好的改善.

生物土壤结皮对荒漠区土壤微生物生物量的影响

为探明生物土壤结皮对土壤微生物生物量碳和氮的影响，以腾格里沙漠东南缘的人工植被固沙区生物土壤结皮覆盖的沙丘土壤为研究对象，根据固沙时间的不同将样地分为4个不同的区进行采样（55、47、30和20 a固沙区），以流沙区（0 a）和天然植被区（〉100 a）为对照。研究表明：人工植被固沙区的藻-地衣结皮和藓类结皮均可显著提高土壤微生物生物量碳（SMBC）和氮（SMBN）含量（p〈0.05），且固沙年限与SMBC和SMBN含量存在显著的正相关关系（p〈0.05）；结皮类型显著影响土壤微生物生物量，藓类结皮下SMBC和SMBN含量显著高于藻-地衣结皮下SMBC和SMBN含量（p〈0.05）；此外，生物土壤结皮可显著提高0~20 cm土层SMBC和SMBN含量（p〈0.05），且这种影响随土层的增加而减弱。而且，生物土壤结皮下SMBC和SMBN含量表现明显的季节变化，表现为夏季＞春季＞秋季。水热因子是决定土壤微生物生物量季节变化的主要因子，而生物土壤结皮通过调节土壤温度和湿度而影响土壤微生物生物量的季节变化。

施肥对落叶松和水曲柳人工林土壤微生物生物量碳和氮季节变化的影响

2007—2008年,采用氯仿熏蒸浸提法测定了落叶松和水曲柳人工林土壤微生物生物量,研究施N肥对土壤微生物生物量碳、氮,以及细菌、真菌和放线菌数量季节变化的影响.结果表明:落叶松林地土壤微生物生物量碳、氮两年平均值分别比水曲柳林地低13.8%和18.3%,但两种林分土壤微生物生物量碳、氮具有相同的季节变化规律:5月最低,9月最高;表层(0～10cm)土壤微生物生物量碳、氮及微生物数量均高于亚表层(10～20cm)土壤.但细菌、真菌和放线菌数量的季节变化格局与生物量不同.施肥降低了两种林分的微生物生物量碳、氮,以及细菌、真菌和放线菌数量,其中,落叶松林地微生物生物量碳和氮分别降低了24%和63%,水曲柳分别降低了51%和68%.说明施N肥限制了土壤微生物生物量,改变了土壤微生物的群落结构.

林下植被去除与氮添加对樟子松人工林土壤化学和生物学性质的影响

通过析因试验设计,研究了科尔沁沙地樟子松人工林生态系统内土壤无机氮(NO3--N+NH4+-N)含量,潜在净氮矿化(PNM)、硝化速率(PNN),微生物生物量碳(MBC)、氮(MBN)及MBC/MBN,土壤脲酶、酸性磷酸单酯酶活性和土壤有效磷(Olsen-P)含量对林下植被管理(对照和去除)和氮添加(对照和添加8g.m-2)的短期响应.结果表明:林下植被去除显著降低了土壤NH4+-N含量、PNM、MBC和MBC/MBN比值,提高了土壤Olsen-P含量,而对土壤NO3--N含量、PNN和土壤酶活性的影响不显著.氮添加提高了土壤NO3--N含量、PNM和PNN,但对其他指标的影响不明显,可能与试验处理时间较短有关.土壤NH4+-N含量对林下植被去除与氮添加的交互作用的响应显著;而NO3--N含量虽对林下植被去除与氮添加处理的交互作用响应不显著,但在氮添加同时进行林下植被去除的样地中的土壤NO3--N含量比只进行氮添加处理的样地提高了27%,有可能导致土壤中NO3-的淋失.林下植被是影响樟子松人工林土壤化学和微生物学性质的重要因素,因此在森林管理和恢复过程中,不能忽视林下植被的作用.