黑碳添加对杉木人工林土壤微生物量碳氮的影响

向杉木人工林土壤中分别添加不同用量黑碳,以0％（C0）、1％（C1）和5％（C5）添加量（质量分数）作为不同处理,通过28d室内培养实验,研究了黑碳添加对土壤微生物量碳（ymc）和微生物量氮（MBN）的影响．结果表明,各处理土攘MBC含量变化趋势是前期急剧减少,后期增加,并趋于稳定;黑碳添加在一定程度上缓解了土壤MBN...     

短期增温和降水减少对沙质草地土壤微生物量碳氮和酶活性的影响

通过模拟气候变化,探究短期增温和降水减少对沙质草地土壤微生物量碳氮及酶活性的影响,揭示沙质草地土壤微生物量碳氮和酶活性对短期气候变化的响应规律。结果表明：（1）短期增温和降水减少对土壤微生物量碳氮和酶活性均产生显著影响。（2）在自然温度下,与自然降水相比,降水减少40%时土壤微生物量碳（MBC）和微生物氮（MBN）含量最高,增幅分别为87.9%和98.8%;降水减少60%时土壤碱性蛋白酶（S-ALPT）活性最低,降幅达32.8%。（3）在增温条件下,与自然降水相比,降水减少40%时土壤MBC和MBN含量最低,降幅分别为25.67%和48.16%,土壤脲酶（S-UE）活性最高,增幅20.42%。（4）土壤pH与3种土壤酶活性正相关,与土壤微生物量碳氮负相关。土壤微生物量碳氮与土壤纤维素酶（S-CL）活性负相关,与S-UE、S-ALPT活性正相关。     

小叶章湿地土壤酶活性分布特征及其与活性有机碳表征指标的关系

选取三江平原小叶章（Calamagrostis angustifolia）沼泽湿地,研究了沼泽湿地土壤脲酶、蔗糖酶、酸性磷酸酶、过氧化氢酶活性及土壤活性有机碳表征指标（土壤微生物量碳MBC,微生物量氮MBN、溶解有机碳DOC）在近表土层（0～30cm）的分布特征,及其内在相关性,探讨酶活性与土壤活性有机碳库的关系。结果表明：表层土壤的酶活性和活性有机碳表征指标含量最高,随着土壤深度增加,土壤脲酶、蔗糖酶、酸性磷酸酶、过氧化氢酶活性及MBC、MBN、DOC均显著降低。经相关分析表明,土壤酶活性与土壤活性有机碳表征指标间呈极显著正相关关系,其中蔗糖酶与MBC、DOC相关系数最高,过氧化氢酶活性与MBN的相关系数最高。表明不同土壤酶对湿地土壤活性碳表征指标转化循环的贡献不同,土壤酶活性对土壤活性有机碳库有显著的影响,以蔗糖酶对活性有机碳库影响最为显著。     

氮可利用性对东北不同类型湿地土壤有机碳矿化的影响

2010年6~10月,在中国东北连续多年冻土区,岛状多年冻土区和季节性冻土区采集典型湿地土壤,通过室内分析和模拟试验研究了不同冻土区湿地土壤有机碳矿化及其微生物活性对不同氮可利用性的响应特征。试验设置4个氮处理水平,分别为0 mg/g(N0),0.1 mg/g(N1),0.2 mg/g(N2),0.5 mg/g(N3)。结果表明,培养结束后3种土壤在N0处理下的有机碳累计矿化量分别为5 646 mg/kg,2 103 mg/kg和1 287 mg/kg,与初始土壤有机碳含量、全氮含量和微生物量碳(MBC)呈显著正相关。3种土壤在氮输入后的有机碳矿化速率和累积矿化量都明显低于N0处理,表明氮输入对有机碳矿化产生抑制作用。随着氮输入量的增大,氮输入对不同土壤有机碳矿化的抑制作用有所差异,表现为:不同氮输入对连续多年冻土区土壤累积矿化量影响无显著差异;岛状多年冻土区土壤在N1和N2处理下的有机碳累积矿化量明显高于N3处理;季节性冻土区土壤在N2和N3处理下的累积矿化量明显低于N1处理。培养结束后,3种土壤微生物量氮(MBN)含量随氮输入量增加而降低,MBC/MBN随氮输入量增加而增加;季节性冻土区草甸沼泽土培养结束后的MBN和MBC/MBN都与累积矿化量存在显著相关关系,表明季节性冻土区草甸沼泽土氮可利用性增加可能改变了微生物的组成或结构,进而对有机碳矿化产生影响。     

林分类型和环境因子对中国南亚热带海岸沙地土壤微生物量的影响（英文）

海岸沙地生态系统通常具有较低的土壤养分、较低的土壤持水能力和较高的含盐量,但很多植物已经适应了中国东南沿海这一恶劣的沙地环境,研究此类生态系统中的土壤微生物生物量可以加深我们对微生物在土壤肥力和养分循环中作用的理解。基于此,我们比较了南亚热带海岸沙地5种森林类型(次生林和木麻黄、湿地松、厚荚相思和尾巨桉人工林)土壤微生物生物量碳(MBC)和土壤微生物生物量氮(MBN)含量的差异及其季节动态。结果表明,5种林分土壤MBC和MBN含量的季节变化在春、冬两季均较高,夏、秋两季较低。同一土层中木麻黄人工林MBC含量低于其它人工林。不同林型间MBN含量差异不显著。MBC和MBN浓度与土壤水分呈正相关,与土壤温度呈负相关。MBC和MBN含量也随着土壤深度的增加而降低。在所有土壤层中,次生林的MBC和MBN浓度最高。研究还表明,土壤全碳(TC)、p H和凋落物氮含量对MBC和MBN含量有显著影响,而土壤容重和凋落物碳含量对MBC和MBN含量有显著影响。MBN含量与细根氮含量呈正相关。综上所述,环境因子、凋落物和细根的差异、土壤养分含量以及不同树种引起的土壤理化性质共同影响着土壤MBC和MBN的浓度。     

氮和枯落物添加对闽江河口湿地土壤CO_2释放的影响

土壤CO_2释放是土壤碳转化的关键过程。氮(N)添加及植物枯落物的分解对湿地土壤CO_2释放速率有显著影响,在全球大气CO_2浓度和气候变化中具有重要作用。本研究选取闽江河口湿地土壤为研究对象,通过24 d的短期培养实验,研究不同氮浓度和不同枯落物添加对闽江河口湿地土壤CO_2释放速率的影响。结果表明:(1)短叶茳芏(Cyperus malaccensis)和互花米草(Spartina alterniflora)两种植物枯落物添加处理显著促进了湿地土壤CO_2释放速率(P0.05),也显著增加了闽江河口湿地土壤溶解性有机碳(DOC)、微生物量碳(MBC)和pH(P0.05)。两种枯落物添加处理下,培养初期(0～9 d)枯落物可溶性有机碳快速释放和pH升高可能是导致土壤CO_2释放峰值时间提前的主要因素。(2)枯落物添加后不同浓度氮输入对湿地土壤CO_2释放速率均具有显著影响(P0.001),但两种枯落物对土壤CO_2释放速率的影响并无显著差异(P0.05)。土壤微生物量碳(MBC)、土壤微生物量氮(MBN)的变化是影响不同枯落物在氮添加后培养前、后期土壤CO_2释放差异的重要原因。     

亚热带天然常绿阔叶林转变为杉木人工林对土壤微生物呼吸的影响

对福建省万木林自然保护区天然常绿阔叶林及其转变后的杉木林表层(0~10 cm)和底层(40~60 cm)土壤可溶性有机碳(DOC)、可溶性总氮(DN)、微生物生物量碳(MBC)、微生物生物量氮(MBN)、微生物呼吸(BR)及呼吸商(q CO2)进行研究,来分析亚热带森林转换对土壤微生物呼吸及土壤碳库质量的影响。结果显示:同一林分中,表层土壤的DOC、DN、MBC、MBN含量和BR均高于底层土壤,而土壤表层的q CO2却低于底层土壤。同一土层中,天然林转变为杉木林导致土壤DOC、DN、MBC、MBN含量和BR均降低,而q CO2却升高了。综上所述,底层土壤的土壤有机碳质量低于表层土壤,土壤微生物碳利用效率较低;天然林转变为人工林则导致土壤有机碳质量降低,土壤微生物碳利用效率降低。     

生物结皮演替对黄土高原水蚀风蚀交错区土壤氮素转化及微生物活性的促进效应北大核心CSCD

以黄土高原风蚀水蚀交错区六道沟小流域的生物结皮为研究对象,探索了土壤氮素含量、氮转化相关酶活性及微生物数量对生物结皮演替的响应规律及其在不同土层上的变化特征。结果表明:生物结皮演替显著增加了结皮层的有机碳(SOC)和NO3--N含量(P<0.05);结皮演替后期阶段的总氮(TN)、NH4+-N含量也逐渐增加;除脲酶、亚硝酸还原酶外,结皮层中固氮酶活性、蛋白酶活性、硝酸还原酶活性均随结皮演替呈显著增加趋势(P<0.05);微生物量碳和氮(MBC、MBN)亦随生物结皮演替而呈显著升高趋势(P<0.05);细菌、真菌同样在结皮演替后期数量增加。生物结皮层的土壤养分、酶活性和微生物数量等多数指标显著高于结皮下层土壤;生物结皮下层土壤的SOC含量、硝酸还原酶活性显著高于裸地下层,但不同结皮类型的下层土壤之间无显著差异;苔藓结皮下层土壤的脲酶活性和MBN最高,显著高于藻结皮和裸地下层土壤。土壤碳氮含量、微生物量与氮转化相关酶活性之间多数具有显著的相关关系。在生物结皮演替过程中,土壤SOC的积累增加了微生物量与细菌、真菌数量,氮功能微生物提高了氮素含量和相关酶活性,在氮素积累和转化过程中发挥着关键作用,为植物的繁衍与生长提供了宝贵的养分,促进黄土高原水蚀风蚀区的水土保持与地表稳定。     

氮沉降对中亚热带米槠天然林土壤有效磷的影响

磷是植物生命活动的必需元素之一,是维持森林生产力的关键养分,但日益增加的氮沉降对土壤磷有效性有何影响?目前尚存争议。选择中亚热带米槠天然林为研究对象,设置对照(CT)、低氮(LN)和高氮(HN)3个处理,观测了连续施氮5.5a后土壤全磷(TP)、土壤有效磷(AP)、微生物量磷(MBP)、微生物量碳(MBC)以及土壤理化性质的变化。结果表明:与对照相比,施氮显著降低了0～10 cm土层有效磷和MBP的含量,且有效磷占全磷比例显著下降,但不同处理下土壤TP无显著差异。施氮处理显著提高了硝态氮(NO_3~--N)和可溶性有机氮(DON)的含量,但土壤有机碳(SOC)和全氮(TN)含量无显著变化。相关分析表明,0～10 cm土层土壤有效磷含量与MBP显著正相关(P0.05),与NO_3~--N含量极显著负相关(P0.01),说明施氮后有效氮和土壤微生物量磷是有效磷变化的重要因素。研究表明:氮沉降主要改变硝态氮、有效磷等有效养分,而对土壤全氮和全磷含量无明显改变,且MBP可能是调节土壤磷有效性的关键因子。     

祁连山疏勒河源区冻土退化对土壤微生物生物量碳氮的影响

对青藏高原东北缘祁连山西段疏勒河源区多年冻土区0~50 cm土壤微生物生物量碳氮分布特征及其影响因素进行分析。结果表明:稳定型和极不稳定型多年冻土区0~50 cm土壤中微生物量碳含量范围分别为0.015~0.620 g/kg和0.019~0.411 g/kg,微生物量氮含量范围分别为0.644~12.770 mg/kg和0.207~3.725 mg/kg;土壤微生物量总体呈现出稳定型显著高于极不稳定型多年冻土,表明多年冻土退化（多年冻土由稳定型退化为极不稳定型）对土壤微生物量积累有明显抑制作用。土壤微生物生物量碳占有机碳、微生物生物量氮占全氮的比值在稳定型多年冻土中显著高于极不稳定型,表明多年冻土退化对土壤微生物的矿化能力有明显抑制作用。土壤微生物量及其与土壤养分的比值有显著的剖面变化特征,随土壤深度增加而减小。土壤微生物量碳氮均与土壤温度显著负相关,与地下生物量显著正相关。稳定型多年冻土中,土壤微生物量碳氮与碳氮比正相关、与氧化还原电位负相关;不稳定型多年冻土中,土壤微生物量碳氮与pH正相关。土壤微生物量碳氮与土壤温度和pH在剖面变化上显著相关。逐步回归分析表明驱动微生物生物量碳氮在不同多年冻土类型和土层之间变化的因子是不同的。     

Effects of Forest Types and Environmental Factors on Soil Microbial Biomass in a Coastal Sand Dune of Subtropical China

Coastal sand dune ecosystems generally have infertile soil with low water-holding capacity and high salinity. However, many plant species have adapted to the harsh sand environment along the southeastern coast of China. Studying the microbial biomass in such an ecosystem can improve our understanding of the roles that microbes play in soil fertility and nutrient cycling. We investigated the differences in soil microbial biomass carbon (MBC) and nitrogen (MBN) contents and their seasonal dynamics in five forest types (a secondary forest and plantations of Casuarinas, Pine, Acacia, and Eucalyptus). The results indicated that the seasonal variations of soil MBC and MBN contents in all five forest stands were higher in spring and winter, but lower in summer and autumn. The MBC content was lower in the Casuarinas plantation than in the other plantations in the same soil layer. However, no significant differences were observed in MBN contents among the different forest types. The MBC and MBN concentrations were positively correlated with soil moisture, but negatively correlated with soil temperature. The MBC and MBN contents also decreased with increasing soil depth. Across all soil layers, secondary forest had the highest MBC and MBN concentrations. Our study also showed that the MBC and MBN contents were positively affected by total soil carbon (TC), pH, and litter N content, but were negatively impacted by soil bulk density and litter C content. Moreover, the MBN content was positively correlated with root N content. In summary, environmental factors and the differences in litter and fine roots, soil nutrient contents, as well as the soil physical and chemical properties caused by different tree species collectively affected the concentrations of the soil MBC and MBN.     

隔离降雨对杉木林土壤可溶性有机碳和微生物生物量碳的影响

通过在亚热带杉木林内设置不同隔离降雨强度试验:完全隔离降雨、隔离60%降雨、隔离20%降雨和对照(自然降雨),研究隔离降雨对0~20 cm土层可溶性有机碳(DOC)和微生物生物量碳(MBC)含量的影响,结果表明:0~10 cm和10~20 cm土层,除完全隔离降雨处理土壤DOC峰值出现在春季外,其他处理均出现在秋季。0~10 cm土层中完全隔离降雨和隔离60%降雨处理的土壤MBC峰值出现在春季,而隔离20%降雨和对照的则出现在夏季,10~20 cm土层各处理对应的MBC最大值分别出现在春季、夏季、夏季和秋季。随着土层加深,4种处理土壤DOC、MBC含量均显著降低。0~10 cm土层,完全隔离降雨处理的土壤DOC、隔离60%降雨土壤MBC均与土壤含水量显著正相关,杉木林土壤DOC和MBC对降水变化响应具有明显的季节性。     

沙区植被恢复对土壤微生物量及活性的影响

土壤微生物是生态系统功能及养分循环的关键影响因素,对土壤质量变化有重要的指示意义。研究了干旱沙区植被恢复过程中土壤微生物量及微生物活性的变化特征及其季节动态。结果表明：固沙植被区土壤微生物量碳氮和土壤基础呼吸显著大于流动沙丘,总体上表现为同一土层土壤微生物量碳氮和基础呼吸速率随植被恢复年限的延长而增加,而同一年代植被区则随土层深度的增加而减小。土壤微生物代谢熵随固沙年限的延长呈下降趋势,随土层深度的增加而增大。土壤微生物量和基础呼吸呈现出明显的季节变化,表现为夏季 >秋季 >春季 >冬季,且随着恢复年限的延长其变化幅度增大;微生物代谢熵不存在明显的季节变化。土壤微生物属性能够较好地反映沙区植被恢复引发的土壤质量变化。     

温度对武夷山不同海拔土壤有机碳矿化的影响

采用碱吸收法测定武夷山不同海拔土壤分别在15℃、25℃、35℃下培养35d时土壤有机碳矿化速率及矿化量的变化．结果表明,土壤有机碳矿化速率随培养时间延长而逐渐降低,尤以培养3d～7d时下降最为明显．各海拔土壤累积矿化量均随培养温度升高而逐渐增加．培养35d时15℃和35℃下土壤累积矿化量随海拔升高而增加,但25℃下黄红壤的累积矿化量高于红壤和黄壤而低于山地草甸土．各培养温度下,土壤有机碳平均矿化速率均以山地草甸土最高,红壤最低．而对于各海拔土壤,不同温度下土壤有机碳平均矿化速率大小顺序为：15℃〈25℃〈35℃．培养3d时温度为15℃／25℃黄壤的Q10值显著高于其他海拔土壤（P〈0．05）,但培养35d时15℃／25℃下的土壤Q10值以黄红壤的最高．培养3d和35d时,25℃／35℃下不同海拔土壤Q10值差异均不显著（P〉0．05）．根据土壤平均矿化速率计算的Q10值在温度范围为15℃／25℃时以黄壤的最高,但25℃／35℃时红壤的Q10值最大．     

模拟氮沉降对森林土壤可溶性有机碳的影响

以亚热带森林生态系统为研究对象,于2009--2012年原位模拟氮沉降（对照,CK,0kg·hm^-2·a^-1、低氮LN,30kg·hm^-2·a^-1和高氮HN,100kg·hm^-2·a^-1）,分析亚热带阔叶林（罗浮栲、浙江桂）和针叶林（杉木）森林土壤中可溶性有机碳变化,以探究土壤不同层次、不同植被类型和凋落物是否去除条件下土壤可溶性碳对氮沉降的响应．结果表明：针叶林土壤不同层次可溶性有机碳的差异较大,表层0～15cm在HN水平下最高;而15～30cm和30～40cm在LN水平下最高,HN水平下15—30cm可溶性有机碳含量显著降低;而阔叶林（罗浮栲、浙江桂）15—30cm和30—40cm土壤可溶性有机碳随施氮水平有小幅度的升高．通过模拟氮沉降前后表层土壤（0～15cm）可溶性有机碳含量的比较,发现针叶林和阔叶林对氮沉降的响应存在差异,氮沉降后瞬时效应显示,杉木林土壤可溶性有机碳含量随氮水平而降低,但阔叶林并没有降低,甚至有增加趋势,尤其是在罗浮栲林．土壤自身碳含量的差异也是影响其响应氮沉降的重要因素;且模拟氮沉降后瞬时的效果在一定程度上影响最终的长期结果,而凋落物去除处理的效果短时间还无法观察到．     

开垦对内蒙古温带草地土壤不同有机碳组分的影响(英文)

Cultivation is one of the most important human activities affecting the grassland ecosystem besides grazing, but its impacts on soil total organic carbon (C), especially on the liable organic C fractions have not been fully understood yet. In this paper, the role of cropping in soil organic C pool of different fractions was investigated in a meadow steppe region in Inner Mongolia of China, and the relationships between different C fractions were also discussed. The results indicated that the concentrations of different C fractions at steppe and cultivated land all decreased progressively with soil depth. After the conversion from steppe to spring wheat field for 36 years, total organic carbon (TOC) concentration at the 0 to 100 cm soil depth has decreased by 12.3% to 28.2%, and TOC of the surface soil horizon, especially those of 0-30 cm decreased more significantly (p<0.01). The dissolved organic carbon (DOC) and microbial biomass carbon (MBC) at the depth of 0-40 cm were found to have decreased by 66.7% to 77.1% and 36.5% to 42.4%, respectively. In the S.baicalensis steppe, the ratios of soil DOC to TOC varied between 0.52% and 0.60%, and those in the spring wheat field were only in the range of 0.18%-0.20%. The microbial quotients (qMBs) in the spring wheat field, varying from 1.11% to 1.40%, were also lower than those in the S. baicalensis steppe, which were in the range of 1.50%-1.63%. The change of DOC was much more sensitive to cultivation disturbance. Soil TOC, DOC, and MBC were significantly positive correlated with each other in the S. baicalensis steppe, but in the spring wheat field, the correlativity between DOC and TOC and that between DOC and MBC did not reach the significance level of 0.05.