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黄土丘陵区不同退耕年限植被多样性变化及其与土壤养分和酶活性的关系 总被引：16，自引：0，他引：16
通过野外植被调查研究黄土丘陵区草原带退耕地植被在自然恢复过程中的演替规律及物种多样性特征,通过室内土壤样品分析土壤有机碳、全氮、碱解氮、速效磷含量及土壤脲酶、转化酶、磷酸酶、过氧化氢酶活性动态变化过程,并对植物多样性指数和土壤养分及酶活性进行相关分析。研究结果表明,黄土丘陵区草原带退耕地在长达75a的自然恢复过程中,植物群落演替以菊科(猪毛蒿)与黎科(虫实)等为主的一年生草本开始,逐步演替为多年生草本群落,最后形成以大针茅+长芒草为优势种的顶级草原群落,植物物种数总体上呈现增加趋势;物种多样性指数随退耕年限延长均呈波动性上升趋势;土壤养分及酶活性均随退耕年限的增长亦呈波动性上升趋势。自然恢复75a,Margalef指数、Shannon-Wienner指数及Pielous指数分别增加83.3%、31.8%、21.4%;土壤有机碳、全氮、碱解氮、速效磷含量分别增加了185.0%、164.8%、152.9%、109.8%;土壤脲酶、转化酶、碱性磷酸酶及过氧化氢酶活性分别增加了64.0%、7.8%、51.1%、11.8%。土壤养分及酶活性与Margalef指数、Shannon-Wienner指数之间存在显著正相关关系,与Pielous指数相关性不显著。 相似文献
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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24a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23.45~182.14mg/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24a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24a的恢复,土壤微生物量及酶活性得到了较好的改善。 相似文献
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衡阳紫色土丘陵坡地不同植被恢复阶段土壤酶活性特征研究 总被引：5，自引：0，他引：5
本文以典型的衡阳紫色土丘陵坡地不同植被恢复阶段为研究对象,采用空间代替时间序列方法,选用立地条件基本相似的草坡阶段（Grassplot, GT）、 灌草阶段（Frutex and grassplot,FG）、 灌丛阶段（Frutex, FX）和乔灌阶段（Arbor and frutex, AF）,通过调查取样和实验分析,对不同植被恢复阶段的土壤酶、 养分与微生物及其相关性进行了研究。结果表明, 1）随着恢复阶段的演替,脲酶、 多酚氧化酶、 蔗糖酶与过氧化氢酶的活性显著增加,在每个恢复阶段,脲酶、 多酚氧化酶、 蔗糖酶与过氧化氢酶活性随着土层的加深而逐渐减弱,脲酶与多酚氧化酶、 蔗糖酶与过氧化氢酶活性呈显著正相关关系,蔗糖酶与脲酶和多酚氧化酶呈极显著正相关。 2）随着恢复阶段的演替,土壤养分的时空变化与土壤酶活性的变化趋势基本一致,土壤有机碳、 全氮与碱解氮含量呈上升趋势,土壤pH随植被恢复和演替而降低,随土壤深度的增加而上升,与土壤酶活性的变化趋势相反;脲酶与有机碳、 全氮、 碱解氮呈极显著正相关,与pH呈显著负相关,多酚氧化酶与有机碳、 碱解氮呈极显著正相关,与全氮、 速效磷、 速效钾呈显著正相关,与pH呈显著负相关,蔗糖酶活性与有机碳、 全氮、 碱解氮、 速效磷、 速效钾呈显著正相关。 3）不同恢复阶段土壤细菌数量最多,真菌数量和放线菌数量与细菌数量的变化趋势各不相同;细菌平均数量为AF＞FX＞FG＞GT,真菌数量为 FG＞GT＞FX＞AF,放线菌数量为 GT＞FX＞FG＞AF。4）主成分分析揭示脲酶与多酚氧化酶可作为衡阳紫色土丘陵坡地土壤质量评价的指标。研究结果将丰富该地区植物生态学与恢复生态学的内容,为衡阳紫色土丘陵坡地生态系统的恢复与重建提供了重要依据。 相似文献
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在民勤绿洲边缘,以林龄为30a左右的不同固沙植物和不同林龄的梭梭林为研究对象,测定和分析了表层土壤的养分、微生物数量和酶活性。结果表明:随着裸沙地植被的恢复,不同固沙植物土壤的养分含量、土壤微生物数量和土壤酶活性都表现出不同程度的增加。30a生梭梭林土壤有机质、全氮含量分别是裸沙地的2.93倍和10.0倍,细菌、放线菌和真菌数量分别是裸沙地的3.36,2.84,23.98倍,土壤脲酶活性、蔗糖酶活性、磷酸酶活性分别是裸沙地的3.26,5.65,1.51倍。各固沙植物土壤养分具有低氮、低磷、高钾的特点,且全钾含量差异不显著;土壤微生物数量和除全钾外的各养分含量都以梭梭林地最大;不同林龄梭梭林土壤微生物数量、土壤过氧化氢酶、脲酶、磷酸酶活性都以30a生梭梭林最大,40a生梭梭林地土壤氮素、钾素和有机质含量、微生物数量及土壤酶活性均有所下降。相关性研究表明,不同固沙植物土壤养分与微生物数量和酶活性之间有较好的相关性,它们相互制约、互相促进,对植物生长发育和土壤质量改善具有显著作用。 相似文献
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三江平原湿地不同土地利用方式对土壤养分及酶活性的影响 总被引：2，自引：0，他引：2
以中国科学院三江平原湿地生态试验站为对象,研究了不同利用方式（湿地草甸、旱田系统、退耕成草、退耕成林）对土壤酶活性分布特征及相关因子的影响。结果表明:土壤利用方式不同,土壤酶活性（转化酶、脲酶、磷酸酶和过氧化氢酶）、有机碳含量和土壤养分含量有较大差异。土壤有机碳、全氮、全钾、速效磷、碱解氮、微生物量碳和氮均呈现出一致的变化规律,依次表现为湿地草甸 > 退耕草地 > 退耕林地 > 旱田系统,也即由湿地草甸退化过程中,土壤养分含量逐渐降低,其中不同土地利用方式下土壤全磷含量差异不显著（p>0.05）,在湿地的退化过程中,土壤全磷并没有发生显著的变化。与湿地草甸相比,土壤蔗糖酶、脱氢酶、脲酶和酸性磷酸酶活性均显著降低,其活性分别降低了32.69%,36.71%,50.00%,44.28%,由旱田系统恢复为湿地草甸系统后,土壤各种酶活性均显著增加,其中土壤蔗糖酶、脱氢酶、脲酶和酸性磷酸酶活性分别比旱田系统增加了26.68%,31.51%,48.19%,43.84%;表明由湿地草甸开垦为耕地和由耕地恢复为湿地草甸和林地,发生着两种不同的生物学过程,前者为微生物降解过程,而后者则为微生物累积过程。相关性分析表明SOC,TN和SMBC对土壤蔗糖酶、脱氢酶、脲酶和酸性磷酸酶活性的贡献为正,对土壤酶活性起到主导作用。主成分分析表明影响土壤酶活性最主要的因子为SOC,TN和SMBC。 相似文献
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类芦植被对AMD污染土壤的生态修复效应及潜力 总被引：2，自引：1，他引：1
以贵阳市花溪区麦坪废弃煤矿区为研究区域,选择在受酸性矿山废水(AMD)污染的土壤上经类芦植被恢复的土壤为研究对象,研究自然恢复类芦植被后对AMD污染土壤的养分、酶活性及微生物数量的改善作用,探讨类芦植被对AMD污染土壤的生态修复效应及潜力。结果表明:AMD污染土壤呈养分极贫瘠、土壤酶活性和微生物活性极低的特征,污染土壤经自然恢复类芦植被后,污染土壤的理化性质及生物化学特性有显著改善,具体表现为:经类芦植被恢复的土壤的有机质、全氮、有效氮、有效磷、速效钾含量较对照(无类芦植被恢复)的污染土壤分别平均增加了48.95%,133.71%,46.23%,23.10%,29.83%,土壤过氧化氢酶、酸性磷酸酶、纤维素酶和脲酶活性得到极显著(p0.01)提高,土壤主要微生物类群(细菌、真菌、放线菌)数量和生物量极显著(p0.01)增加。相关性分析表明,土壤养分、酶活性和微生物数量之间呈正相关关系,表明土壤酶活性和微生物数量可作为评价AMD污染土壤修复前后质量改善状况的重要生物学指标。另外,主成分分析表明,在类芦植被对AMD污染土壤修复过程中土壤酶(脲酶)、土壤养分(全磷、全氮、有效磷、有效氮、有机质、速效钾)、土壤微生物(细菌)是主要控制因素。基于类芦植被能显著地提高AMD污染土壤有效养分含量、土壤酶活性和微生物数量,使AMD污染土壤朝着良性方向发展,并表现出对AMD污染土壤修复具有较大的潜力,因此类芦植被可作为AMD污染土壤植物修复和生态恢复的先锋物种或优势植物。 相似文献
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黄土丘陵区植被恢复过程中土壤酶活性的响应与演变 总被引：10，自引：0，他引：10
对宁夏南部丘陵区不同植被自然恢复阶段土壤脲酶、碱性磷酸酶、蔗糖酶、脱氢酶和过氧化氢酶活性的变化特征进行了研究。结果表明：土壤脲酶、碱性磷酸酶、蔗糖酶和脱氢酶基本上随着植被封育年限的增加而增大,过氧化氢酶活性对于植被恢复年限的响应不明显。植被封育的前23年中,土壤脲酶、碱性磷酸酶、蔗糖酶和脱氢酶的活性增加明显,23年后基本趋于稳定,增加不明显。封育78年的大针茅群落下的土壤脲酶和蔗糖酶（转化酶）活性最强,其土壤中碳素和氮素营养循环强度最大。脲酶与蔗糖酶、碱性磷酸酶和脱氢酶的活性极显著相关,表明土壤酶在促进土壤有机物转化中存在共性关系。这几种酶能够在一定程度上反映植被群落的演替和植被的恢复程度,自然封育对提高土壤生物学质量有重要的作用。 相似文献
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岷江上游山地森林/干旱河谷交错带植被恢复对土壤微生物量及酶活性的影*响 总被引：3，自引：3，他引：0
为了解岷江上游山地森林/干旱河谷交错带植被恢复对土壤微生物量及酶活性的影响,以交错带森林段及其下缘地段为研究对象,选取干旱河谷段封禁造林地为参照,分析了植被恢复过程中土壤微生物量、土壤酶活性的特征及其相关关系。结果表明:在交错带中土壤微生物量碳、氮以及蛋白酶的活性均随着海拔的升高呈逐渐增加的趋势;而土壤脲酶、蔗糖酶和过氧化氢酶活性随海拔的升高先增多后减少。通过对交错带山地森林下缘3种植被恢复模式研究表明,恢复植被能显著提高土壤的养分,增加土壤的生物活性。同时,土壤微生物量碳、氮和酶活性变化均具有明显的空间层次现象,即随土层深度的增加而呈降低的趋势。相关性分析表明,土壤微生物量碳、氮和4种土壤酶活性均与土壤pH呈负相关关系,与土壤其他养分呈正相关关系,说明岷江上游山地森林/干旱河谷交错带土壤微生物量和酶活性受植被、pH值、土壤养分和含水量等因素的共同影响,可作为评价土壤肥力的指标。 相似文献
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以内蒙古自治区毛乌素沙地飞播造林地为对象,研究了不同植被恢复年限样地土壤酶活性的变化。结果表明:经过17 a的植被恢复,土壤表层（0—10 cm）脲酶、蔗糖酶和磷酸酶显著增加,土壤过氧化氢酶活性在植被恢复初期上升趋势明显;土壤脲酶、蔗糖酶和磷酸酶活性与土壤养分之间有一定的正相关性,而这种相关性在土壤表层（0—10 cm）中要强于中下层（10—40 cm）;土壤表层（0—10 cm）土壤脲酶、蔗糖酶和磷酸酶三种水解酶之间呈极显著相关（p < 0.01）。表明毛乌素沙地飞播造林植被恢复过程中土壤脲酶、蔗糖酶和磷酸酶活性的增强和土壤养分的改善相互促进,土壤酶活性能在一定程度上能反映沙地植被恢复过程中土壤肥力水平,沙地表层土壤中氮素的转化、多糖的转化和有机磷的转化之间关系密切并且相互影响。 相似文献
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黄河三角洲退化湿地土壤养分、微生物与土壤酶特性及其关系分析 总被引：6，自引：0，他引：6
为了揭示黄河三角洲湿地退化与土壤的关系,为湿地生态修复和有效利用湿地资源提供理论依据,对黄河三角洲退化湿地不同演替阶段的土壤酶活性、土壤养分和土壤微生物特性及土壤酶与养分和微生物的关系进行分析。结果表明:随着湿地由白茅群落到光板地的逆向演替,土壤脲酶、蛋白酶活性呈逐渐下降趋势,碱性磷酸酶和过氧化氢酶活性变化规律与其相似;不同演替阶段土壤酶活性表现出差异性,各种酶之间蛋白酶活性最高;土壤养分质量含量基本都随着湿地逆向演替的进行而递减,不同演替阶段土壤养分质量分数差异显著;退化湿地土壤中各种微生物数量存在明显差异性,在土壤微生物群落中,细菌数量所占比例最大,在各类微生物中占绝对优势,其次为放线菌,真菌数量最少;白茅群落阶段细菌和真菌数量最多,柽柳群落阶段放线菌数量最多;土壤酶与土壤养分、土壤微生物存在密切正相关关系;细菌与脲酶和过氧化氢酶有密切关系,真菌与脲酶、过氧化氢酶和碱性磷酸酶都具有显著的相关性。 相似文献
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[目的]探究黄土高原植被恢复过程中土壤微生物的演变特征,为黄土高原生态恢复重建工作提供科学参考。[方法]以Web of Science数据库和CNKI数据库中的期刊论文为数据源,运用CiteSpace文献计量工具对黄土高原植被恢复过程中土壤微生物演变的研究概况及研究热点进行分析。[结果]2002—2018年黄土高原植被恢复过程中土壤微生物演变特征相关文献的发表数量随时间呈增长趋势;国内外研究热点主要围绕土壤微生物量、微生物群落结构以及酶活性展开,且对于微生物量的关注度比较高;在植被演替过程中,微生物生物量和酶活性总体增加,微生物群落从贫营养型向富营养型转变,土壤微生物群落结构和功能的进一步改善。不同植被类型对土壤生物质量改善效果不同,总体来说,混交林作用效果最好,刺槐和柠条纯林次之,荒草地和油松纯林最低。[结论]黄土高原植被恢复土壤微生物今后的研究应注重微生物关键种的识别、参与碳氮磷循环的功能微生物以及全球变化对微生物群落影响等方面。 相似文献
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黄土高原半干旱地区撂荒地次生植被演替过程中土壤微生物活性研究 总被引：3，自引：0，他引：3
JIANG Jin-Ping XIONG You-Cai JIANG Hong-Mei YE De-You SONG Ya-Jie LI Feng-Min 《土壤圈》2009,19(6):735-747
To show the vegetation succession interaction with soil properties, microbial biomass, basal respiration, and enzyme activities in different soil layers (0--60 cm) were determined in six lands, i.e., 2-, 7-, 11-, 20-, 43-year-old abandoned lands and one native grassland, in a semiarid hilly area of the Loess Plateau. The results indicated that the successional time and soil depths affected soil microbiological parameters significantly. In 20-cm soil layer, microbial biomass carbon (MBC), microbial biomass nitrogen (MBN), MBC/MBN, MBC to soil organic carbon ratio (MBC/SOC), and soil basal respiration tended to increase with successional stages but decrease with soil depths. In contrast, metabolic quotient (qCO2) tended to decrease with successional stages but increase with soil depths. In addition, the activities of urease, catalase, neutral phosphatase, β-fructofuranosidase, and carboxymethyl cellulose (CMC) enzyme increased with successional stages and soil depths. They were significantly positively correlated with microbial biomass and SOC (P < 0.05), whereas no obvious trend was observed for the polyphenoloxidase activity. The results indicated that natural vegetation succession could improve soil quality and promote ecosystem restoration, but it needed a long time under local climate conditions. 相似文献
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广西喀斯特地区植被演替对土壤质量的影响 总被引：13，自引：1，他引：13
以植被演替空间序列代替时间序列的方法,在野外选取广西喀斯特地区4个主要植物群落演替阶段即草地、灌草地、灌丛、乔林的典型样地,对土壤物理、化学和生物学性状进行了比较研究,以探讨植被演替对土壤质量的影响。结果表明:不同的植被演替导致了土壤物理、化学和生物学性质的显著差异。随演替的正向进行,土壤综合肥力指标值(Q I)呈增长趋势,其土壤质量综合指数分别为:草地(0.09)、灌草地(0.16)、灌丛(0.61)、乔林(0.89)。自然植被的正向演替是提高土壤质量的有效途径。导致草地和灌草地土壤质量相对较低的主要因素是植物生产力较低,土壤养分积累较少,土壤有机质等养分含量较低,土壤微生物数量较少,土壤酶活较低。土壤微生物数量结合土壤酶是反映土壤生物学活性和土壤质量的较好指标。 相似文献
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以植被演替空间序列代替时间序列的方法,在野外选取广西喀斯特地区4个主要植物群落演替阶段即草地、灌草地、灌丛、乔林的典型样地,对土壤物理、化学和生物学性状进行了比较研究,以探讨植被演替对土壤质量的影响。结果表明：不同的植被演替导致了土壤物理、化学和生物学性质的显著差异。随演替的正向进行,土壤综合肥力指标值（Q I）呈增长趋势,其土壤质量综合指数分别为：草地（0.09）、灌草地（0.16）、灌丛（0.61）、乔林（0.89）。自然植被的正向演替是提高土壤质量的有效途径。导致草地和灌草地土壤质量相对较低的主要因素是植物生产力较低,土壤养分积累较少,土壤有机质等养分含量较低,土壤微生物数量较少,土壤酶活较低。土壤微生物数量结合土壤酶是反映土壤生物学活性和土壤质量的较好指标。 相似文献
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黄土高原地区水蚀风蚀交错带土壤质量综合评价 总被引：3，自引：0，他引：3
为揭示黄土高原水蚀风蚀交错带土壤质量变化规律和总体水平,通过敏感性分析、主成分分析和相关分析,确定了研究区的土壤质量评价最小数据集,并利用综合指标和最小数据集定量评价了植被演替和不同植被恢复类型对土壤质量的影响。结果表明,研究区土壤质量评价指标最小数据集为有机质、速效磷、蔗糖酶和真菌。随着退耕年限的增加,土壤质量综合指数并非简单地线性增加,而是在演替的前15a呈现下降趋势,15a后开始呈现增加的趋势,即表现出非正U型的变化。就不同植被恢复类型而言,研究区土壤质量的排序为:刺槐林地>农地>退耕草地>油松林地>沙蒿地>柠条灌木地>杨树疏林地。所确定的土壤质量评价指标最小数据集能够反映综合评价指标的信息,评价结果具有较好的代表性。总体而言,研究区土壤肥力仍属于较低水平。因此,研究区生态建设的任务仍很艰巨,有关植被建设中如何缩短植被演替早期阶段的土壤质量退化是值得探讨的科学问题。 相似文献
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为了研究浑河上游河岸带土壤质量现状,采用实地调查与实验室分析相结合的方式,测定了其天然灌木草地、次生林、人工松林和玉米地的土壤微生物数量和酶活性特征。结果表明,土壤微生物数量呈现出在天然灌木草地和次生林中最多,人工松林次之,玉米地最少的趋势;细菌在土壤微生物类群中占绝对优势,比例为99.87%~99.94%;土壤蔗糖酶、脲酶、磷酸酶、多酚氧化酶、过氧化氢酶活性变化范围分别为12.95~76.43,0.35~1.80,1.32~6.39,0.35~1.61 mg/(g·d)及0.93~3.27 ml/(g·20 min);5种土壤酶活性呈现出在天然灌木草地和次生林中最多,人工松林次之,玉米地最少的趋势;相关性分析中,细菌数量与5种酶活性显著正相关,放线菌数量与除了过氧化氢酶之外的其他4种酶活性显著正相关,真菌和蔗糖酶、磷酸酶和多酚氧化酶活性显著正相关。4种植被河岸带中,天然灌木草地和次生林具有最高的微生物数量和土壤酶活性,土壤质量高,是很好的河岸带形式。 相似文献