造林对沙地土壤微生物的数量、生物量碳及酶活性的影响

对科尔沁沙地流动沙丘中林龄为20年左右的樟子松（Pinus sylvestris var. mongolica）和小叶杨（Populus simonii）人工林表层土壤微生物数量、微生物生物量碳和酶活性进行了研究,流动沙丘作为对照。研究表明:樟子松和小叶杨人工林可以显著改善流动沙丘土壤性状,对沙丘土壤微生物活性具有显著的促进作用;土壤微生物数量、微生物生物量碳和酶活性均表现为小叶杨林>樟子松林>流动沙丘。樟子松和小叶杨林地土壤微生物总数分别是对照的50.16倍和72.48倍,三者差异显著;樟子松和小叶杨林地土壤微生物生物量碳分别是对照的23.67倍和33.34倍,林地与对照差异显著;两种林地土壤脱氢酶、过氧化物酶、蛋白酶、脲酶、纤维素酶活性分别是对照的19.00倍和27.54倍、4.78倍和9.89倍、4.05倍和8.67倍、29.93倍和37.46倍、9.66倍和13.42倍,林地与对照差异显著。在科尔沁沙地,人工种植适合当地气候特点的乔木,不仅可以改善流动沙丘土壤性状和微生物活性,而且还能起到固定流动沙丘的目的,樟子松和小叶杨是当地值得推广种植的防风固沙树种。土壤微生物量商（Cmic∶C）是一个衡量林地土壤稳定性和有效性较好的指标,从林地土壤养分有效性、林木稳定性和可持续性等方面综合考虑,樟子松比小叶杨更具优势。     

念青唐古拉山沼泽土壤微生物群落和酶活性随海拔变化特征

选取青藏高原念青唐古拉山地处不同海拔的高寒沼泽土壤作为研究对象,测定土壤理化指标以及土壤酚氧化酶、脲酶、过氧化物酶、蛋白酶、L-天冬酰胺酶和碱性磷酸酶活性,提取土壤微生物磷脂脂肪酸量,得到土壤微生物生物量,研究沼泽土壤微生物群落和土壤酶活性随着海拔增加的变化特征,探讨土壤微生物群落和土壤酶活性与环境因子之间的关系。结果表明,高寒沼泽土壤理化指标、土壤酶活性和土壤微生物量都随海拔增加而明显减小。相关分析与典范对应分析结果显示,年平均气温与大多数土壤物理化学指标、土壤酶活性和土壤微生物量显著正相关。年平均气温是影响念青唐古拉山地区高寒沼泽生态系统土壤微生物群落结构和土壤酶活性变化的重要因子。     

冻融作用与土壤理化效应的关系研究

冻融使土壤经历一系列物理、化学和生物变化过程,冻融作用对土壤的影响主要表现为:改变土壤结构、含水量分布和水热运动,影响微生物活性和以微生物为媒介的有机质矿化作用,改变土壤元素的生物地球化学循环过程,从而对土壤生态系统结构和功能产生影响。冻融作用对土壤理化性质的作用主要受冻融速率、温度、冻融交替次数和土壤含水量、pH值、有机质、土壤质地状况等因素的影响。通过冻融作用改善土壤结构,提高土壤微生物活性和养分的有效性,有利于耕作和促进植物生长,但也可通过含水量的重新分布和径流淋失而导致土壤养分损失。     

荒漠草原不同退化阶段土壤微生物、土壤养分及酶活性的研究

 对我国荒漠草原生态系统不同退化阶段土壤微生物数量、微生物生物量、土壤养分及土壤酶活性进行研究。结果表明,随着草原退化程度加剧,土壤微生物数量、微生物生物量、土壤养分及土壤酶活性均表现出不同程度的变化。其中,土壤微生物数量、生物量和土壤酶活性随退化程度的加剧而有递减的趋势,各项值在总体上呈现出轻度退化>中度退化>重度退化;土壤养分中除了土壤钾含量无明显的规律性变化外, 其他含量表现出轻度退化>中度退化>重度退化的趋势;研究认为,荒漠草原的退化明显影响到土壤微生物的数量、生物量、土壤养分及土壤酶活性,土壤微生物对草原退化有响应。同时,相关性研究表明,土壤微生物数量、土壤养分和土壤生物活性之间呈较好的相关关系,这些指标可作为评价土壤肥力的有效指标。     

环境因素对湿地土壤微生物群落影响研究进展

湿地生态系统具有水陆过渡带的重要特征,在养分循环、能量流动、环境净化、维持生态平衡等方面有着重要的生态环境功能。土壤微生物是湿地生态系统的重要组成部分,对于深入探讨湿地生态系统结构和功能具有非常重要的作用。总结了湿地生态系统土壤微生物组成与多样性的相关研究,综述了植被、盐度、水分、污染物等环境因素对微生物的影响,并对其未来的研究方向进行展望,提出加强分子生物学技术在湿地土壤微生物领域的应用、扩大环境因素的研究范围、采用多因素综合分析方法的研究方向。     

乌拉特天然梭梭(Haloxylon ammodendron)林土壤微生物多样性及其与土壤性质的关系

梭梭(Haloxylon ammodendron)是优良的固沙树种,在干旱区生态建设和经济创收中起着重要的作用.本研究以内蒙古乌拉特后旗天然梭梭林为研究对象,对梭梭林下(Ha)和林外裸露沙地(BS)中土壤微生物多样性和土壤理化性质进行测定,并分析了微生物多样性与土壤性质的相关关系.结果表明:天然梭梭林土壤细菌和真菌的香...     

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。     

退化生态系统土壤微生物种群数量和分布对植被恢复的响应

通过生态退化区不同植被恢复类型对土壤微生物种群数量和分布的影响研究,揭示植被恢复过程中土壤微生物种群的变化.结果表明,沙米荒地、白沙蒿、柠条、沙冬青、人工乔木林+樟子松土壤微生物种群数量和分布明显不同,土壤细菌、真菌、放线菌种群数量差异显著(P<0.05),细菌种群数量最高,其次为放线菌,真菌种群数量最小.通过主成分分析,影响该保护区土壤三大类微生物种群总数量的主要因子是植被、土壤有机质、pH、土壤速效钾、土壤水分含量、土壤全磷和速效磷、土壤放线菌、土层深度、土壤真菌种群数量和土壤全氮含量.     

准噶尔盆地梭梭群落下土壤CO2释放规律及其影响因子的研究

 采用开路式自动土壤碳通量测量系统（LI-8100）测定了准噶尔盆地荒漠梭梭群落生长季的土壤呼吸速率,并分析了温度和土壤水分对土壤呼吸的影响,结果表明:土壤CO2释放速率有明显的日变化和季节动态,日最大排放速率出现在13:00—15:00时,最小排放速率在8:00时。土壤CO2释放速率日变幅最大值为0.90 μmol·m-2·s-1、最小值为0.24 μmol·m-2·s-1、平均速率是(0.548±0.076)μmol·m-2·s-1;土壤呼吸作用在生长季中的动态呈单峰曲线,顺序为6月＞7月＞8月＞9月＞5月＞10月。相关性分析表明,土壤呼吸速率与气温、地表温度和5 cm、10 cm、15 cm、20 cm、25 cm、30 cm、35 cm、40 cm、50 cm层土壤温度呈极显著和显著正相关关系,土壤呼吸速率与地表温度间的线性关系为Y=0.017X+0.033,（R2=0.566, P<0.001）,并得出Q10值为1.65。土壤含水量与土壤呼吸速率间的相关性不显著。     

生物土壤结皮对荒漠区土壤微生物数量和活性的影响

生物土壤结皮对荒漠生态系统的维持与改良发挥着重要作用。土壤微生物可敏感地指示土壤质量,是衡量荒漠区生态健康程度的重要生物学特征,而对荒漠区生物土壤结皮与土壤微生物关系知之甚少。本研究设计了两组对比试验。一组以腾格里沙漠东南缘的1956、1964、1981、1991年的植被固沙区结皮下的沙丘土壤为对象,以流沙区和天然植被区为对照。另一组以植被固沙区人为干扰生物土壤结皮下的沙丘土壤为研究对象,以未干扰结皮下的沙丘土壤为对照。结果表明：腾格里沙漠东南缘植被固沙区的藻-地衣和藓类结皮均可显著提高土壤可培养微生物的数量和基础呼吸（P<0.05）;适度人为干扰生物土壤结皮不会显著影响土壤可培养微生物的数量和基础呼吸,而严重人为干扰结皮可显著降低土壤可培养微生物的数量和基础呼吸,指示严重人为干扰结皮可导致荒漠区土壤质量下降;土壤可培养微生物的数量和基础呼吸也因结皮演替阶段的不同而有所不同,演替晚期的藓类结皮下土壤微生物数量和基础呼吸显著高于演替早期的藻-地衣结皮（P<0.05）;土壤可培养微生物的数量和土壤基础呼吸与固沙年限均存在显著的正相关关系,随着沙丘固沙年限的增加,结皮层增厚,结皮下土壤微生物数量及基础呼吸显著增加（P<0.05）;生物土壤结皮下土壤可培养微生物数量和基础呼吸呈现显著的季节变化,表现为夏季>秋季和春季>冬季。因此,腾格里沙漠东南缘植被固沙区的生物土壤结皮提高了土壤微生物数量和活性,表明生物土壤结皮有利于荒漠区土壤及荒漠生态系统的恢复。     

入夏前梭梭实生苗生长动态与生境的关系

  以新疆准噶尔盆地南缘当年生梭梭实生苗为研究对象,采用定性和定量相结合的研究途径,分析在气候变化的背景下,实生苗从萌发到入夏前的动态。梭梭种子依赖融雪水为萌发水源,其时地表湿润状况将影响当年幼苗的出土;含清明节为中点的一周内,气温高低及其变化缓急是决定梭梭实生苗存活与否的关键时期。实生苗从子叶到3对真叶期表土5 cm内的含水状况是其存活的制约因素;微地形、地被物或枯落物及在适度覆沙下的淤积土似有助于实生苗的存活,可能通过有关因子削弱气象因素对立地的影响,特别是减缓浅土层水分的波动,从而提高实生苗入夏前的存活率。     

不同供水条件下梭梭幼苗生长动态的研究

 在自然条件下,以梭梭幼苗为研究对象,设计单次供水10、20、40、60 mm和80 mm 5个水分梯度,模拟不同融雪量对幼苗在生长季节内影响变化的情况。结果表明,供水量显著影响了梭梭的幼苗高、根长、苗干重、根干重、基径。在整个生长季的一些阶段,对苗高、根长、苗干重、根干重、基径生长率影响显著,对其根冠比也有显著的影响。在实验供水范围内,供水越多,越有利于梭梭幼苗存活与生长。梭梭幼苗垂直根长大约是株高的3～5倍,梭梭垂直根长增加的速率明显大于高度增长的速率（一般为2～6倍,最大甚至超过10倍）,因此,在干旱期来临之前,幼苗根系的快速生长对其成活起着决定性作用。     

梭梭幼苗死亡与土壤和大气干旱的关系研究

以古尔班通古特沙漠南缘沙漠中的一年生梭梭幼苗为研究对象,对环境气象因子、土壤含水率、幼苗根系垂直伸展状况、幼苗死亡动态进行了全生长期的连续监测研究。结果表明,尽管梭梭幼苗根系伸展迅速,当年可达1.5 m,幼苗死亡率动态变化仍然与土壤表层含水率显著相关,而与根区或深层含水率不显著相关。但统计分析结果显示,土壤表层含水率并不总是梭梭幼苗死亡率波动的主导因素。当土壤含水率低至0.82%时,无论大气干旱程度如何,幼苗死亡率都急剧升高;而当土壤含水率高于1.25%时,幼苗可以耐受大气干旱,幼苗死亡只与土壤表层含水率显著相关;当土壤含水率在0.82~1.25%之间时,幼苗死亡率与大气干旱程度（空气饱和差）显著相关。据此我们推测,当土壤表层含水率低于1.25%时,大气干旱主导死亡率的变化;反之,则土壤水分主导。     

不同防护措施对梭梭幼苗生长和土壤水分的影响

在策勒绿洲-荒漠过渡带流动沙地对种植的梭梭幼苗采取了不同的处理措施（凋落物防护、固沙剂防护、防沙网防护和裸沙地,其中裸沙地作为对照）,研究不同防护措施对梭梭幼苗生长状况及地表100 cm内土壤含水率的影响,对恢复和重建绿洲-荒漠过渡带防护林体系具有重要意义。研究结果表明：（1）初春采用滴灌一次性供水135 L·m^-2,可以确保梭梭幼苗当年的生长需求。（2）不同防护措施下梭梭幼苗的株高、冠幅、基径、新枝长度均表现为：凋落物防护 > 固沙剂防护 > 防沙网防护 > 裸沙地,在生长末期凋落物防护下梭梭的株高、冠幅、基径、新枝长度分别达到115.7 cm、131.8 dm²、22.5 mm、73 cm。（3）不同防护措施对土壤含水率的影响比较明显,土壤含水率表现为：凋落物防护 > 固沙剂防护 > 防沙网防护 > 裸沙地,其中凋落物防护、固沙剂防护土壤含水率分别是裸沙地的1.31倍和1.16倍。因此,在极端干旱的绿洲-荒漠交错带,采用凋落物防护和固沙剂防护措施对提高沙地蓄水保墒能力和促进梭梭幼苗生长均有积极作用。     

古尔班通古特沙漠南缘丘间地梭梭群落蒸散特征

根据2016年古尔班通古特沙漠南缘丘间地梭梭生育期定点观测的土壤水分、气象要素等资料,基于水量平衡原理估算了梭梭生育期蒸散量,分析了蒸散变化规律。结果表明：（1）在梭梭生长季,降雨量为206.7 mm,降雨分布不均,梭梭萌发期,降雨量最多;梭梭生长旺盛期,月降雨量逐月减少;梭梭枯落期,降雨量最少。（2）在梭梭生长季,梭梭群落0~400 cm土壤贮水量变化整体呈下降趋势,梭梭萌发期是土壤贮水量盈余期,生长旺盛期和枯落期为土壤贮水量亏损期;梭梭群落发挥土壤水库效应,依靠生长季前土壤蓄水来弥补梭梭群落生长季需水缺额。（3）在梭梭生长季,蒸散量变化特征为多峰曲线,峰值主要出现在降雨集中期,最低值出现在土壤贮水量亏损期。（4）在梭梭生长季,梭梭群落累积蒸散量增幅始终高于累积降雨量增幅,累积蒸散量大于累积降雨量。     

不同坡向梭梭幼苗的生长状况和适应特征

以古尔班通古特沙漠南缘一年生梭梭移栽苗为研究对象,对梭梭幼苗的地上部分生长状况、蒸腾速率日变化趋势以及根系形态进行了调查,探讨不同坡向梭梭幼苗的生长和适应特征。结果表明,平地、阴坡和阳坡表层0~30 cm土壤含水量无显著差异,40~100 cm土壤含水量阳坡<阴坡<平地。梭梭幼苗同化枝生长速率和含水量均表现为阳坡<阴坡<平地,其生长速率和含水量可能与根层土壤含水量高低有关。不同坡向梭梭幼苗蒸腾速率日变化均呈“单峰型”,12:00-16:00阳坡梭梭幼苗蒸腾速率显著高于阴坡与平地。 阳坡梭梭幼苗主根不发达,侧根较多但较短;平地和阴坡梭梭幼苗根系主根发达,以单根为主。这反映出根系对相应生境下土壤水分的适应特征。     

免灌人工梭梭林生长与土壤水分变化的耦合关系

为了研究古尔班通古特沙漠荒漠-绿洲过渡带区域龟裂土立地条件下免灌人工梭梭林生态特征,探讨林分的最佳建植密度,对莫索湾1983—2021年38 a集水造林地初始种植梭梭、梭梭自然更新苗及不同坡位的土壤水分进行了调查,研究了梭梭生长对密度差异的响应,同时分析了各林地土壤水分的变化特征,探讨了梭梭生长与土壤水分的关系,以期为人工梭梭林的营建与可持续性提供科学依据。结果表明：（1） 当梭梭造林密度为6 m×3.5 m时（480 株·hm^-2）,母树存活率最高。随造林密度增大,母树保存率与梭梭自然更新比逐渐下降;母树保留密度越大的林地,其长势越差、生物量越低;盖度、郁闭度越高的林地,阻碍浅层土壤水分的补给,导致梭梭更新苗长势及生物量越差。（2） 梭梭母树的林木生长与其根部140~280 cm深度土壤含水量之间均呈显著负相关（P<0.05）,且主要利用根部140~240 cm土壤水分,对比3个林地可知该层土壤水分含量越高的林地,其母树的长势越好、生物量越高。（3） 当母树保留密度为360株·hm^-2（株行距4 m×7 m）时,梭梭长势较好、整体生物量最高,林下植被更为丰富,林地土壤水分条件相对较好。综上所述,在该地区进行集水造林时,保持该密度更有利于免灌人工梭梭林结构稳定、持续发挥防风固沙效益。     

两种典型荒漠植被区土壤微生物量碳的季节变化及影响因素分析

选取干旱区准噶尔盆地南缘梭梭和柽柳两类典型荒漠植被区的4种不同地表类型（冠层下、枯枝落叶层、地衣结皮覆盖区、裸地）,对其从6～10月份的土壤微生物量碳季节变化进行动态监测,并在此基础上进行了土壤微生物量碳与各影响因子之间关系的分析,旨在揭示干旱区土壤微生物量碳季节动态变化特征及其主要影响因子。结果表明：两类典型荒漠植被区的土壤微生物量碳均呈现明显的季节变化,但变化趋势并不一致。其中梭梭植被区4种地表类型下的土壤微生物量碳均在8月达到峰值;柽柳植被区冠层下土壤微生物量碳也在8月份达到最大值,但其他3种地表类型下的土壤微生物量碳却在8月降到最低值。通过土壤微生物量碳的影响因子分析表明两类不同植被区土壤微生物量碳与有机碳、全氮均为（P<0.05）正相关,此外,梭梭植被区与土壤湿度存在正相关,而柽柳植被区则与土壤总含盐量呈显著负相关,表明两类荒漠植被区土壤微生物对影响因子的响应并不完全相同。     

不同生境梭梭对降水变化的生理响应及形态调节

以中亚荒漠关键种梭梭为研究对象,对比2006年生长季土壤水分状况和生长在沙土及黏土中梭梭对3个降水处理的生理响应与同化枝面积的累积变化,分析不同质地土壤生长的梭梭在生长季对降水变化的生理响应及其形态调节。结果表明,沙土中生长梭梭对降水响应明显,生长季同化枝水势较高,且不同降水处理下蒸腾速率和瞬时水分利用效率差异显著,同化枝形态调节幅度不大。黏土不利于降水入渗,梭梭同化枝水势、蒸腾速率和瞬时水分利用效率对降水变化的响应不敏感,同化枝面积和生长速率在不同降水处理间差异显著,同化枝脱落较早。生理响应与形态调节的综合研究表明,不同质地土壤生长的梭梭通过有效的同化枝形态调节保证了其在降水处理下稳定的光合碳同化作用。在全球气候变化的背景下,沙土更有利于梭梭的生长。