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我国森林土壤微生物生物量碳的纬度分布特征及影响因子

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林业科学 2022年第2期58卷 49-57页

作者：周莎马寰菲王洁莹任成杰郭垚鑫王俊赵发珠西北大学城市与环境学院陕西省地表系统与环境承载力重点实验室西安710127 西北农林科技大学农学院杨凌712100 西北大学生命科学学院西安710127 中国科学院水利部水土保持研究所杨凌712100

【目的】探讨土壤微生物生物量碳(MBC)含量的纬度变化规律及驱动因子,以期揭示我国沿纬度分布的森林生态系统中土壤MBC含量变化的效应和机制,为气候变暖条件下阐明土壤MBC周转和固持提供理论依据。【方法】在我国沿纬度选取10个典型森... 详细信息

【目的】探讨土壤微生物生物量碳(MBC)含量的纬度变化规律及驱动因子,以期揭示我国沿纬度分布的森林生态系统中土壤MBC含量变化的效应和机制,为气候变暖条件下阐明土壤MBC周转和固持提供理论依据。【方法】在我国沿纬度选取10个典型森林生态系统,测定0~10 cm土层的MBC含量,并与各非生物因素(气候条件和土壤理化性质指标)进行相关性分析。【结果】森林土壤MBC含量变化范围为(200.57±13.99)~(913.32±39.62)mg·kg^(-1),随纬度降低而降低。MBC含量与土壤的有机碳含量(r=0.64,P量(r=0.48,P量(r=0.47,P量(r=0.31,P碳化学结构组分中烷基碳含量(r=0.21,P量(r=0.15,P量随纬度降低而降低,主要影响因素为土壤质地、土壤营养、土壤酶活性和土壤烷基碳含量,其次为年均气温。

关键词：森林土壤微生物生物量碳纬度梯度土壤理化性质气候条件烷基碳

蚂蚁筑巢对西双版纳热带森林土壤微生物生物量碳及熵的影响

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应用生态学报 2019年第9期30卷 2973-2982页

作者：陈闽昆王邵军陈武强曹润曹乾斌王平左倩倩张哲李少辉西南林业大学生态与环境学院

蚂蚁筑巢能够改变热带森林土壤理化环境,从而对土壤微生物生物量碳及熵的时空动态产生重要影响.本研究以西双版纳高檐蒲桃热带森林群落为对象,采用氯仿熏蒸法对蚂蚁巢地和非巢地土壤微生物生物量碳及熵时空动态进行测定.结果表明:1)蚁... 详细信息

蚂蚁筑巢能够改变热带森林土壤理化环境,从而对土壤微生物生物量碳及熵的时空动态产生重要影响.本研究以西双版纳高檐蒲桃热带森林群落为对象,采用氯仿熏蒸法对蚂蚁巢地和非巢地土壤微生物生物量碳及熵时空动态进行测定.结果表明:1)蚁巢地平均微生物生物量碳及熵(1.95 g·kg-1,6.8%)显著高于非巢穴(1.76 g·kg-1,5.1%);蚁巢地和非蚁巢地土壤微生物生物量碳呈单峰型时间变化趋势,而土壤微生物熵呈'V'型变化格局.2)蚁巢地和非巢地土壤微生物生物量碳及熵均具有明显的垂直变化:微生物生物量碳随土层加深显著降低,微生物熵则沿土层加深显著升高,但蚁巢微生物生物量碳及熵的垂直变化较非巢穴显著. 3)蚂蚁筑巢引起了巢内水分和温度的显著改变,进而影响土壤微生物生物量碳及熵的时空动态.土壤水分分别解释微生物生物量碳及熵的66%~83%和54%~69%,而土壤温度分别解释土壤微生物生物量碳及熵的71%~86%和67%~76%. 4)蚂蚁筑巢引起土壤理化性质变化对土壤微生物生物量碳和熵产生重要影响.蚁巢土壤微生物生物量碳与土壤有机碳、温度、全氮、含水率呈极显著正相关,与容重、硝态氮,水解氮呈显著正相关,与土壤pH呈极显著负相关;除土壤微生物熵与pH呈显著正相关外,与其他土壤理化指标均呈显著负相关.土壤总有机碳、全氮和温度对微生物生物量碳的贡献最大,而土壤总有机碳和全氮对微生物熵的负作用最小.因此,蚂蚁筑巢能够显著改变微生境(如土壤水分与温度)及土壤理化性质(如总有机碳及全氮),进而调控热带森林土壤微生物生物量碳及熵的时空动态.

关键词：蚂蚁筑巢微生物生物量碳微生物熵热带森林西双版纳

黄壤稻田土壤微生物生物量碳磷对长期不同施肥的响应

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应用生态学报 2019年第4期30卷 1327-1334页

作者：李渝刘彦伶白怡婧张雅蓉黄兴成张文安蒋太明贵州省农业科学院土壤肥料研究所贵阳550006 农业农村部贵州耕地保育与农业环境科学观测实验站贵阳550006 贵州省农业科学院茶叶研究所贵阳550006

本研究以进行了22年的黄壤稻田长期定位试验为依托,分析了不同施肥模式下土壤碳(C)、磷(P)与微生物生物量C(MBC)、P(MBP)的变化及其耦合特征,旨在探讨黄壤地区合理培肥模式以提高土壤磷素有效性.试验包括10个处理,分别为不施肥(CK)、单... 详细信息

本研究以进行了22年的黄壤稻田长期定位试验为依托,分析了不同施肥模式下土壤碳(C)、磷(P)与微生物生物量C(MBC)、P(MBP)的变化及其耦合特征,旨在探讨黄壤地区合理培肥模式以提高土壤磷素有效性.试验包括10个处理,分别为不施肥(CK)、单施氮肥(N)、磷钾配合(PK)、氮钾配合(NK)、氮磷配合(NP)、氮磷钾配合(NPK)、单施有机肥(M)、3种有机无机肥配施(1/4M+3/4NP、0.5MNP、MNPK).结果表明:与不施肥相比,N和NK处理土壤有机碳(TOC)、全磷(TP)、MBC、MBP均有不同程度的降低,施磷处理(PK、NP、NPK)则有不同程度的提升;与不施肥和施用无机肥相比,施用有机肥各处理TOC、MBC、MBP及MBP/TP均显著增加,其中M和MNPK处理增幅最大.MBC/MBP、TOC/MBP、MBC/TP以施用有机肥处理最低,N处理最高.土壤MBC、MBP及其耦合关系与土壤TOC和有效磷均呈极显著相关,TOC是影响MBC、MBP、MBP/TP的直接因素,而有效磷则是影响MBC/MBP、TOC/MBP、MBC/TP的直接因素.土壤MBP及碳、磷耦合关系各指标可以有效区分单施化肥和施用有机肥的不同施肥方式,可作为评价黄壤稻田磷素肥力的生物学指标.配施有机肥是增加黄壤稻田磷有效性、提高土壤供磷潜力和保持土壤生物健康的有效途径.

关键词：长期施肥黄壤稻田微生物生物量碳微生物生物量磷碳、磷耦合

不同树龄苹果树根际土壤的微生物生物量碳、酶和养分特征及其变化规律

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陕西师范大学学报（自然科学版） 2021年第1期49卷 96-104页

作者：王静李彤梁健陕西师范大学生命科学学院陕西西安710119

探究陕北宜川不同树龄的红富士苹果树根际土壤微生物生物量碳(the microbial biomass carbon,MBC)、酶和养分含量的变化特征及其与挂果期的关系,为改善种植措施、增加苹果产量提供依据。采用氯仿熏蒸提取和土壤理化分析等方法研究根际... 详细信息

探究陕北宜川不同树龄的红富士苹果树根际土壤微生物生物量碳(the microbial biomass carbon,MBC)、酶和养分含量的变化特征及其与挂果期的关系,为改善种植措施、增加苹果产量提供依据。采用氯仿熏蒸提取和土壤理化分析等方法研究根际土壤的微生物生物量碳、酶和养分组成;采用多元分析法分析苹果树根际土壤特征与生长阶段之间的相关性。结果表明:(1)根际土壤MBC在3~7 a和7~10 a的过程中不断增加,之后显著下降(P量、有机质和速效钾含量显示出与MBC相似的变化趋势,表明壮龄苹果树具有较好的土壤养分条件。(4)根据主成分分析结果将苹果树划分为4个生长阶段,即挂果前期(3 a)、挂果初期(7 a,根际土壤中碱解氮含量显著降低、MBC含量显著升高)、挂果旺期(10~12 a,根际土壤中有机质含量、蔗糖酶、碱性磷酸酶、纤维素酶活性和MBC显著升高)、挂果后期(17~20 a,根际土壤有机质含量、蔗糖酶和纤维素酶活性显著下降)。苹果树根际土壤质量指标的变化反映了苹果树生长的阶段性特征,根际土壤中高水平的MBC、有机质含量、含水量、纤维素酶和蔗糖酶活性可能更有利于苹果树挂果期的形成和挂果旺期的持续。

关键词：苹果树龄根际土壤微生物生物量碳养分酶活性主成分分析(PCA)

土地利用方式变化对白浆土微生物生物量碳及代谢特征的影响

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农业环境科学学报 2018年第10期37卷 2194-2201页

作者：朱珂王蕊李刚修伟明王晶李冰王丽丽刘惠芬赵建宁杨殿林农业部环境保护科研监测所天津300191 天津农学院农学与资源环境学院天津300384

以林地、耕地和草地为研究对象,采用氯仿熏蒸结合Biolog-Eco微平板的方法研究土地利用方式变化对白浆土微生物生物量碳和代谢特征的影响,以期为东北丘陵地区白浆土的可持续利用及生态环境重建提供科学依据和理论指导。结果表明:土壤微... 详细信息

以林地、耕地和草地为研究对象,采用氯仿熏蒸结合Biolog-Eco微平板的方法研究土地利用方式变化对白浆土微生物生物量碳和代谢特征的影响,以期为东北丘陵地区白浆土的可持续利用及生态环境重建提供科学依据和理论指导。结果表明:土壤微生物生物量碳和微生物商的变化均表现为草地>林地>耕地,且3种土地利用方式间均差异显著。Biolog-Eco微平板分析表明,草地土壤微生物的平均颜色变化率值(Average well color development, AWCD)最高,其次为林地,耕地最低,Shannon指数、Simpson指数和McIntosh指数的变化趋势与AWCD相同。3种土地利用方式土壤微生物对6类碳源的相对利用率以糖类、氨基酸类和羧酸类最高,分别为44.63%~53.61%、21.09%~25.45%和8.31%~15.16%。林地对聚合物类碳源的相对利用率在3种土地利用方式中最高,而与林地相比,耕地对糖类和氨基酸类的相对利用率提升明显,草地则增高了对羧酸类、酚酸类和胺类的相对利用率,说明土地利用方式变化改变了土壤微生物对碳源利用的偏好。主成分分析表明,土壤微生物群落代谢特征随土地利用方式变化发生改变,与草地相比,耕地与林地土壤微生物群落代谢特征较为相似。冗余分析发现土壤pH、总氮、有机质、速效磷和硝态氮是影响微生物群落代谢特征变化的关键因子。本研究结果说明土地利用方式变化改变了土壤理化性质,进而导致了土壤微生物生物量碳、活性和代谢特征的变化。

关键词：土地利用方式白浆土土壤微生物微生物生物量碳代谢特征 Biolog-Eco

全球森林土壤微生物生物量碳氮磷化学计量的季节动态

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植物生态学报 2019年第6期43卷 532-542页

作者：李品木勒德尔·吐尔汗拜田地冯兆忠中国科学院生态环境研究中心城市与区域生态国家重点实验室北京100085 首都师范大学生命科学学院北京100048

土壤微生物生物量在森林生态系统中充当具有生物活性的养分积累和储存库。土壤微生物转化有机质为植物提供可利用养分,与植物的相互作用维系着陆地生态系统的生态功能。同时,土壤微生物也与植物争夺营养元素,在季节交替过程和植物的生... 详细信息

土壤微生物生物量在森林生态系统中充当具有生物活性的养分积累和储存库。土壤微生物转化有机质为植物提供可利用养分,与植物的相互作用维系着陆地生态系统的生态功能。同时,土壤微生物也与植物争夺营养元素,在季节交替过程和植物的生长周期中呈现出复杂的互利-竞争关系。综合全球数据对温带、亚热带和热带森林土壤微生物生物量碳(C)、氮(N)、磷(P)含量及其化学计量比值的季节动态进行分析,发现温带和亚热带森林的土壤微生物生物量C、N、P含量均呈现夏季低、冬季高的格局。热带森林四季的土壤微生物生物量C、N、P含量都低于温带和亚热带森林,且热带森林土壤微生物生物量C含量、N含量在秋季相对最低,土壤微生物生物量P含量四季都相对恒定。温带森林的土壤微生物生物量C:N在春季显著高于其他两个森林类型;热带森林的土壤微生物生物量C:N在秋季显著高于其他2个森林类型。温带森林土壤微生物生物量N:P和C:P在四季都保持相对恒定,而热带森林土壤微生物生物量N:P和C:P在夏季高于其他3个季节。阔叶树的土壤微生物生物量C含量、N含量、N:P、C:P在四季都显著高于针叶树;而针叶树的土壤微生物生物量P含量在四季都显著高于阔叶树。在春季和冬季时,土壤微生物生物量C:N在阔叶树和针叶树之间都没有显著差异;但是在夏季和秋季,针叶树的土壤微生物生物量C:N显著高于阔叶树。对于土壤微生物生物量的变化来说,森林类型是主要的显著影响因子,季节不是显著影响因子,暗示土壤微生物生物量的季节波动是随着植物其内在固有的周期变化而变化。植物和土壤微生物密切作用表现出来的对养分的不同步吸收是保留养分和维持生态功能的一种权衡机制。

关键词：微生物生物量碳微生物生物量氮微生物生物量磷森林土壤季节变化化学计量比

模拟氮沉降对华西雨屏区天然常绿阔叶林土壤微生物生物量碳和氮的影响

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应用生态学报 2017年第1期28卷 12-18页

作者：周世兴邹秤肖永翔向元彬韩博涵唐剑东罗超黄从德四川农业大学林学院成都611130 四川农业大学风景园林学院成都611130

为理解模拟氮沉降对华西雨屏区天然常绿阔叶林土壤微生物生物量碳(MBC)和氮(MBN)的影响,通过一年野外模拟氮(NH_4NO_3)沉降试验,氮沉降水平分别为对照(CK,0g N·m^(-2)·a^(-1))、低氮沉降(L,5 g N·m^(-2)·a^(-1))、中氮沉降(M,15 g N... 详细信息

为理解模拟氮沉降对华西雨屏区天然常绿阔叶林土壤微生物生物量碳(MBC)和氮(MBN)的影响,通过一年野外模拟氮(NH_4NO_3)沉降试验,氮沉降水平分别为对照(CK,0g N·m^(-2)·a^(-1))、低氮沉降(L,5 g N·m^(-2)·a^(-1))、中氮沉降(M,15 g N·m^(-2)·a^(-1))和高氮沉降(H,30 g N·m^(-2)·a^(-1)),研究了氮沉降对天然常绿阔叶林土壤MBC和MBN的影响.结果表明:氮沉降显著降低了0~10 cm土层MBC和MBN,且随氮沉降量的增加,下降幅度增大;L和M处理对10~20 cm土层MBC和MBN无显著影响,H处理显著降低了10~20 cm土层土壤MBC和MBN;氮沉降对MBC和MBN的影响随土壤深度的增加而减弱.MBC和MBN具有明显的季节变化,在0~10和10~20 cm土层均表现为秋季最高,夏季最低.0~10和10~20 cm土层土壤微生物生物量C/N分别介于10.58~11.19和9.62~12.20,表明在华西雨屏区天然常绿阔叶林土壤微生物群落中真菌占据优势.

关键词：氮沉降微生物生物量碳微生物生物量氮天然常绿阔叶林

亚热带不同稻田土壤微生物生物量碳的剖面分布特征

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环境科学 2013年第4期34卷 1576-1582页

作者：盛浩周萍袁红廖超林黄运湘周清张杨珠湖南农业大学资源环境学院长沙410128 中国科学院亚热带农业生态研究所亚热带农业生态过程重点实验室长沙410125

土壤微生物生物量碳是稻田土壤有机质最具活性的组分之一,可有效地指示土壤质量状况.为探明亚热带地区不同类型稻田土壤微生物生物量碳的剖面分布特征及其与土壤有机碳及养分的关系,通过选取5种不同母质发育的稻田土壤,采集土壤发生层... 详细信息

土壤微生物生物量碳是稻田土壤有机质最具活性的组分之一,可有效地指示土壤质量状况.为探明亚热带地区不同类型稻田土壤微生物生物量碳的剖面分布特征及其与土壤有机碳及养分的关系,通过选取5种不同母质发育的稻田土壤,采集土壤发生层次分层样品,分析其有机碳、微生物生物量碳以及土壤养分的分布特点.结果表明,土壤有机碳和微生物生物量碳含量均随土壤深度的加深而急剧下降,分别介于2.45～26.19 g.kg-1和4.55～1 691.75 mg.kg-1,以耕作层和犁底层的含量最为丰富.不同母质发育的稻田表层土壤微生物生物量碳含量存在显著差异,以板岩风化物发育的黄泥田Ⅰ最高,河沙泥和红黄泥最低;而有机碳含量却以红黄泥和河沙泥最高,其余几种土壤之间并无明显差异.尽管如此,土壤微生物生物量碳依然受有机碳数量的限制,两者呈显著的正相关关系.土壤微生物商亦随土壤深度的增加而明显降低,不同类型土壤耕作层微生物商以河沙泥(2.11%)和红黄泥(1.37%)相对最低,而板岩风化物发育的黄泥田Ⅰ最高(8.24%),说明河沙泥和红黄泥的底物有效性明显低于黄泥田,这也是河沙泥和红黄泥有机碳含量最高而微生物生物量最低的原因之一.土壤微生物生物量碳含量与土壤全氮、碱解氮和有效磷呈显著的正相关关系,而与土壤速效钾的相关性不明显,说明稻田土壤微生物生物量碳除受有机碳的限制外,还与土壤养分存在较为复杂的关系.

关键词：水稻土母质有机碳微生物生物量碳底物有效性

耕作方式对黑土表层土壤微生物生物量碳的影响

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应用生态学报 2015年第1期26卷 101-107页

作者：孙冰洁贾淑霞张晓平梁爱珍陈学文张士秀刘四义陈升龙中国科学院东北地理与农业生态研究所中国科学院黑土区农业生态重点实验室长春130102 中国科学院大学北京100049

以保护性耕作13年田间定位试验玉米-大豆轮作黑土为研究对象,探讨了玉米不同生长期（2013年6月至次年4月）0-5、5-10和10-20 cm土层土壤微生物生物量碳（MBC）对耕作方式响应的动态变化.土壤MBC含量采用氯仿熏蒸法测定.结果表明：土壤MB... 详细信息

以保护性耕作13年田间定位试验玉米-大豆轮作黑土为研究对象,探讨了玉米不同生长期（2013年6月至次年4月）0-5、5-10和10-20 cm土层土壤微生物生物量碳（MBC）对耕作方式响应的动态变化.土壤MBC含量采用氯仿熏蒸法测定.结果表明：土壤MBC含量受时间和土层影响显著.免耕和垄作下土壤MBC含量表现为4月最低,各土层最高值多出现在8月,而秋翻各土层土壤MBC含量也表现为4月最低,但最高值出现在6月.同一采样时间下,耕作方式仅显著影响表层0-5 cm的MBC含量,免耕和垄作下土壤MBC含量出现明显的分层现象,表现为在表层0-5 cm富集.各采样时间下免耕和垄作土壤层化率（0-5 cm/10-20 cm）均显著高于秋翻,9月的土壤层化率增幅最大,为67.8%和95.5%.综上,时间和土层显著影响土壤MBC,而耕作方式主要影响表层土壤MBC的积累与分布.免耕和垄作下表层土壤MBC的积累明显.

关键词：微生物生物量碳黑土免耕垄作