黃土高原地區(qū)植被演替和土地管理對土壤養(yǎng)分、微生物活性和群落結構的影響.pdf

1、土地退化是土地持續(xù)性利用的主要威脅，土地退化降低植被的實際和潛在的覆蓋度。土壤利用和植被覆蓋對生態(tài)環(huán)境有重要的影響，改善土壤物理化學和微生物大小、活性和微生物群落結構有利于土地的持續(xù)性利用和退化土地的恢復。本文從恢復黃土高原退化地土壤肥力的角度出發(fā)，將農田和干擾較輕，從未開墾的原生植被作為對照，研究植被自然恢復過程中土壤物理化學和微生物大小、活性和微生物群落結構的變化以及植物物種變化和地上生物量變化與土壤養(yǎng)分和微生物大小、活性和微生物群

2、落結構之間的關系；研究人工種植油松后隨著植被次生演替土壤物理化學和微生物量的變化動態(tài)；同時分析了施用化肥對土壤養(yǎng)分和微生物大小的影響。主要研究結果如下： 1.耕地棄耕后隨著植被的自然恢復演替，地上植物多樣性和均勻度逐漸增大，第10年達到最大，隨后有所降低，植物物種豐富度隨著植被自然演替逐漸提高，而地上生物量在植被演替初期即3年棄耕地比較高，5年棄耕地有所降低，5年后又逐步提高。 2.耕地棄耕后，隨著植被自然恢復演替，土壤

3、表層有機碳(OC)、全氮(TN)、碳氮比、碳磷比、氮磷比、微生物碳氮(MBC，MBN)，總FAME生物量、真菌生物量、真菌/細菌、放線菌和革蘭氏陰性菌生物量逐漸提高，微生物代謝熵和MBC/OC和MBN/TN以及MBC/MBN都沒有明顯的變化趨勢。相關性分析表明，土壤微生物碳氮、總FAME生物量與土壤有機碳、全氮含量之間互相之間具有顯著的正相關性，說明土壤肥力和土壤微生物量之間具有緊密的聯(lián)系，總FAME生物量和微生物碳氮是該研究地的土壤肥

4、力的良好指標。三種類型土壤利用和植被覆蓋相比，土壤表層的有機質和微生物碳氮含量、總FAME生物量、真菌生物量、真菌/細菌和革蘭氏陰性菌生物量是農田的最低，原生植被的最大，而各棄耕地處于中間狀態(tài)。結果表明耕地棄耕后植被自然恢復演替有利于土壤表層肥力的提高。 3.隨著土壤深度的增加，除農田、3年棄耕地和面向東的原生植被外，各棄耕地和原生植被的土壤有機碳、全氮、微生物碳氮、MBC/OC、MBN/TN、總FAME生物量、革蘭氏陰性菌生物

5、量都逐漸降低，而微生物代謝熵、革蘭氏陽性菌和放線菌生物量逐漸增大。結果意味著隨著土壤深度增加，微生物逐步受到碳源的限制。 4.耕地棄耕后植被自然演替過程中，地上植物多樣性指數和植物物種豐富度指數與土壤碳氮比、真菌生物量、真菌/細菌生物量比值之間具有顯著的正相關性；地上生物量與土壤有機碳、全氮、碳氮比、真菌生物量和總FAME生物量之間具有顯著的正相關性，與微生物代謝熵之間具有顯著的負相關性，而與微生物碳氮之間沒有顯著的相關性。這說

6、明地上生物量的變化影響土壤微生物量的活性部分和微生物活性，而對土壤微生物碳氮量沒有顯著的影響；隨著地上植被多樣性增大，土壤碳氮比提高；隨著植被演替，微生物群落組成大小發(fā)生變化，真菌逐步成為微生物群落的優(yōu)勢種。 5.為了試驗結果的準確性，施肥和對照地的都采用小麥-馬鈴薯輪作。結果表明施肥地的土壤0-20cm土層pH小于對照。施肥地的0-20cm土層有機碳和全氮顯著大于對照，土壤全磷含量是對照大于施肥地；施肥地的微生物碳氮，MBC/

7、OC以及MBN/TN比值都大于對照。只有MBC/MBN比值是對照大于施肥地，由此說明施用化肥能夠維持土壤肥力。 6.隨著次生林的演替，土壤0-20cm土層有機碳、全氮、微生物碳氮快速提高，17年林地達到最大，隨后逐漸降低，趨于穩(wěn)定，意味著土壤有機碳、全氮、微生物碳氮的積累主要發(fā)生在次生林演替的前期階段(1-17年)。土壤微生物量與有機碳和全氮之間具有顯著正相關性，而且MBC/OC即微生物熵不僅與微生物碳和有機碳顯著相關，而且與次