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摇 摇 摇 摇 摇 生 态 学 报
摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 (SHENGTAI XUEBAO)
摇 摇 第 31 卷 第 8 期摇 摇 2011 年 4 月摇 (半月刊)
目摇 摇 次
塔里木河下游胡杨径向生长与地下水的关系 安红燕,徐海量,叶摇 茂,等 (2053)………………………………
冲积平原区高程因子对土壤剖面质地构型的影响———以封丘县为例 檀满枝,密术晓,李开丽,等 (2060)……
臭氧胁迫对大豆叶片抗坏血酸鄄谷胱甘肽循环的影响 王俊力,王摇 岩,赵天宏,等 (2068)……………………
重要理化因子对小球藻生长和油脂产量的影响 张桂艳,温小斌,梁摇 芳,等 (2076)……………………………
北亚热带马尾松净生产力对气候变化的响应 程瑞梅,封晓辉,肖文发,等 (2086)………………………………
亚热带沟叶结缕草草坪土壤呼吸 李熙波,杨玉盛,曾宏达,等 (2096)……………………………………………
UV鄄B辐射对马尾松凋落叶分解和养分释放的影响 宋新章,张慧玲,江摇 洪,等 (2106)………………………
干旱胁迫下内生真菌感染对羽茅的生理生态影响 韩摇 荣,李摇 夏,任安芝,等 (2115)…………………………
蜜环菌对锌的耐性和富集特性 朱摇 林,程显好,李维焕,等 (2124)………………………………………………
干旱荒漠区狭叶锦鸡儿灌丛扩展对策 张建华,马成仓,刘志宏,等 (2132)………………………………………
黄土高原区不同植物凋落物搭配对土壤微生物量碳、氮的影响 王春阳,周建斌,夏志敏,等 (2139)…………
内蒙古典型草原克氏针茅与冰草的生存策略 孙摇 建,刘摇 苗,李胜功, 等 (2148)……………………………
荒漠沙柳根围 AM真菌的空间分布 贺学礼,杨摇 静,赵丽莉 (2159)……………………………………………
开放式昼夜不同增温对单季稻影响的试验研究 董文军,邓艾兴,张摇 彬,等 (2169)……………………………
醉马草免培养内生细菌的多样性 张雪兵,史应武,曾摇 军,等 (2178)……………………………………………
河南生态足迹驱动因素的 Hi_PLS分析及其发展对策 贾俊松 (2188)…………………………………………
禹城市耕地土壤盐分与有机质的指示克里格分析 杨奇勇,杨劲松,余世鹏 (2196)……………………………
旋覆花提取物对朱砂叶螨的生物活性及酶活性的影响 段丹丹,王有年,成摇 军,等 (2203)……………………
白洋淀湖滨湿地岸边带氨氧化古菌与氨氧化细菌的分布特性 叶摇 磊,祝贵兵,王摇 雨,等 (2209)……………
干旱胁迫条件下 6 种喀斯特主要造林树种苗木叶片水势及吸水潜能变化
王摇 丁,姚摇 健,杨摇 雪,等 (2216)
………………………………………
……………………………………………………………………………
桉树人工林物种多样性变化特征 刘摇 平,秦摇 晶,刘建昌,等 (2227)……………………………………………
海河流域湿地生态系统服务功能价值评价 江摇 波,欧阳志云,苗摇 鸿,等 (2236)………………………………
芦苇在微咸水河口湿地甲烷排放中的作用 马安娜,陆健健 (2245)………………………………………………
云南不同土壤铅背景值下大叶茶种群对铅的吸收积累特征及其遗传分化
刘声传,段昌群,李振华,等 (2253)
………………………………………
……………………………………………………………………………
长江口和杭州湾凤鲚胃含物与海洋浮游动物的种类组成比较 刘守海,徐兆礼 (2263)…………………………
江西大岗山地区 7—9 月降水量的重建与分析 乔摇 磊,王摇 兵,郭摇 浩,等 (2272)……………………………
山核桃免耕经营的经济效益和生态效益 王正加,黄兴召,唐小华,等 (2281)……………………………………
基于 GIS的广州市中心城区城市森林可达性分析 朱耀军,王摇 成,贾宝全,等 (2290)…………………………
专论与综述
土壤呼吸温度敏感性的影响因素和不确定性 杨庆朋,徐摇 明,刘洪升,等 (2301)………………………………
植物代谢速率与个体生物量关系研究进展 程栋梁,钟全林,林茂兹,等 (2312)…………………………………
耕地生态补偿实践与研究进展 马爱慧,蔡银莺,张安录 (2321)…………………………………………………
问题讨论
元谋干热河谷三种植被恢复模式土壤贮水及入渗特性 刘摇 洁,李贤伟,纪中华,等 (2331)……………………
研究简报
中微量元素和有益元素对水稻生长和吸收镉的影响 胡摇 坤,喻摇 华,冯文强,等 (2341)………………………
期刊基本参数:CN 11鄄2031 / Q*1981*m*16*296*zh*P* ￥ 70郾 00*1510*33*
室室室室室室室室室室室室室室
2011鄄04
封面图说: 巴西热带雨林———美丽的巴西北部玛瑙斯热带雨林景观。 位于南美洲的亚马逊河是世界上流域最广、流量最大的
河流,孕育了世界面积最大的热带雨林,雨林中蕴藏着极丰富的生物资源。
彩图提供: 中国科学院生态环境研究中心徐卫华博士摇 E鄄mail:xuweihua@ rcees. ac. cn
生 态 学 报 2011,31(8):2139—2147
Acta Ecologica Sinica
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基金项目:国家“十一五冶科技支撑计划项目(2007BAD89B02); 国家自然科学基金 (40571087)和西北农林科技大学拔尖人才支持计划(2006)
资助
收稿日期:2010鄄03鄄27; 摇 摇 修订日期:2010鄄06鄄13
*通讯作者 Corresponding author. E鄄mail: jbzhou@ nwsuaf. edu. cn
黄土高原区不同植物凋落物搭配对
土壤微生物量碳、氮的影响
王春阳,周建斌*,夏志敏,刘摇 瑞
(西北农林科技大学资源环境学院, 陕西杨凌摇 712100)
摘要:黄土高原丘陵沟壑区进行的以退耕还林还草为主的生态建设,使得进入土壤生态系统有机物的种类和数量发生变化,不
同种类凋落物混合对土壤微生物量碳、氮的影响是值得关注的问题。 采用室内培养试验方法研究了采自黄土高原地区 6 种不
同植物凋落物及等比例混合后对土壤微生物量碳、氮及矿质态氮含量的影响。 结果表明,加入不同植物凋落物均显著提高了培
养期间土壤微生物量碳、氮含量。 总体平均,添加 3 种等量混合后植物凋落物的土壤微生物量碳、氮含量高于两种凋落物等量
混合处理,而两种凋落物混合高于单种凋落物处理;土壤矿质态氮含量的变化则相反,即单种>两种混合>3 种混合。 单种和两
种混合后土壤微生物量碳、氮含量与其碳氮比显著相关,而 3 种凋落物混合后土壤微生物量碳、氮含量与其碳氮比无相关性,说
明多种凋落物混合后土壤微生物量碳、氮含量受多种因素共同影响。 因此,在黄土高原植被恢复重建中,有必要采用不同种类
植物搭配,利用生物多样性促进生态系统健康持续发展。
关键词:黄土高原;植物凋落物;等量混合;土壤微生物量碳、氮
Effects of mixed plant residues from the Loess Plateau on microbial biomass
carbon and nitrogen in soil
WANG Chunyang, ZHOU Jianbin*, XIA Zhimin, LIU Rui
College of Resources and Environment, Northwest A & F University, Yangling, Shaanxi 712100, China
Abstract: Both the quality and quantity of organic materials from plant residues returned into the soil ecosystems in the
gully and valley region of the Loess Plateau have substantially changed after the returning of croplands to forests and
grasslands since 2000 in Northwestern China. However, no study has reported if soil carbon (C) or nitrogen (N) has been
changed after one decade of plant residues returning to the soil. An important mechanism to understand these changes is to
know if and how the returning of plant residues to the soil could alter soil microbial biomass C and N (SMBC, SMBN) and
mineral N in this region. We conducted a time course (0 to 84 days) incubation experiment to study the effects of external
addition of plant residues either from a single plant species, a mixture of two or three plant species on the soil microbial
biomass carbon and nitrogen (SMBC, SMBN) and mineral N content under (25依3) 益, 70% field water holding capacity,
dark and aerobic laboratory conditions. Aboveground plant residues from six local plant species (Hippophae rhamnoides
Linn. , Medicago sativa Linn. , Populus simonii Carr. , Robinia pseudoacacia L. , Salix psammophila. and Stipa bungeana
Trin. ), which had C to N ratios from 17. 52 to 57. 04, were taken from the Loess Plateau, Shaanxi, China. The soil used
was a Loess soil (similar to Ustochnept in the US or Calcic cambisol in FAO system). Equal amount of plant residues, as
either a single plant species, a mixture of any two or three plant species were added to the soil for a total of 27 treatments
including the non鄄plant鄄residue addition as the control. As a general rule, our results showed that the addition of either one
single or two or three mixed plant residues to the soil significantly increased the contents of SMBC and SMBN. Overall, both
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the averaged SMBC and SMBN during incubation were highest in the treatment with the three鄄plant鄄species residues, higher
in the treatment with the two鄄plant鄄species residues, and lowest in the treatment with the single plant species residue. In
contrast to the SMBC and SMBN, contents of mineral nitrogen in the soil showed a reverse pattern among the three residue
treatments: the three鄄plant鄄species residue > the two鄄plant鄄species residue > the single plant species residue addition.
Meanwhile, there was a significantly positive relationship between the SMBC and / or SMBN and the C / N ratio in the one鄄
plant鄄species or the two鄄species residues, but not in the three鄄plant鄄species residue. These results might indicate that
SMBC and SMBN contents could have been affected by a range of factors, including incubation conditions ( temperature,
soil water holding capacity, incubation time period, etc. ) and the chemical properties ( C and N content, organic
compounds, etc. ) of the residue itself, particularly when the mixed three鄄plant鄄species residues were added to the soil.
Our study suggested that both SMBC and SMBN contents could be substantially increased by returning of two or more than
two鄄plant鄄species residues into soils, which could then contribute to the enhancement of vegetation restoration and soil
fertility in the Loess Plateau.
Key Words: the Loess Plateau; plant residue; mixture with equivalent weight; soil microbial biomass carbon & nitrogen
黄土高原是我国乃至世界上水土流失最严重的地区。 为此,国家正在这一地区实施以退耕还林还草为主
的生态建设,使得进入土壤生态系统有机物的种类由相对单一的作物残茬及有机肥变为种类不同的植物凋落
物,进入土壤的有机物数量也发生变化,这无疑会影响生态系统中的物质循环与能量流动[1]。 生态系统中凋
落物的分解是微生物主导的生物化学过程[2]。 不同植物凋落物的化学组成不同,可直接影响微生物种群的
种类及数量。 因此,不同生态系统凋落物与土壤微生物量碳、氮间的关系是研究者十分关注的问题,土壤微生
物量碳、氮含量也被作为评价土壤质量和反映微生物群落状态的常用指标之一[3鄄5]。
目前,有关黄土高原区退耕还林还草后对土壤微生物量碳、氮含量的影响已进行了一些研究。 一些研究
表明,随着退耕还林还草年限的增加,土壤微生物量碳、氮含量呈明显的增加趋势[6鄄8];不同植物凋落物对土
壤微生物量的影响存在显著差异[9鄄11]。 应该看到,已有的研究主要集中在人工纯林或撂荒对土壤微生物量碳
或氮的影响方面。 在黄土高原的正在进行的退耕还林还草实践中采用的植物种类包括乔、灌及草等,归还到
土壤的凋落物种类较多;即使在纯人工林生态系统,主要树种也是与灌木和草本凋落物混合进入土壤[12],这
些不同植物凋落物混合对土壤微生物量及养分转化的影响是值得关注的问题。 在其他地区的研究表明,杉木
与其它树种凋落物混合后对其分解均有不同程度的促进作用[13鄄17];不同凋落物混合提高了土壤活性有机质
及土壤微生物量碳氮的含量[12, 18鄄19],这与混合不同种类凋落物增加了资源的异质性,进而改变了土壤微生物
的丰富度有关[20鄄22]。 而关于黄土高原区不同种类植物凋落物混合对土壤微生物量碳、氮含量及土壤矿质氮
含量的影响尚少见报道。
因此,本文选取黄土高原地区几种典型植物凋落物为研究对象,研究了不同凋落物不同配合后对土壤微
生物量碳、氮及矿质态氮含量的影响,旨在为该区生态恢复与重建提供理论依据。
1摇 材料与方法
1. 1摇 试验材料
供试土壤于 2009 年 3 月采自中国科学院水利部水土保持研究所神木侵蚀与环境试验站,该试验站位于
神木县城以西 14 km处的六道沟流域(E110毅21忆—110毅23忆,N38毅46忆—38毅51忆),海拔 1094—1274m。 年平均温
度 8. 4益,无霜期 169d,多年平均降水量为 437. 4mm,平均干燥度 1. 8,属典型的半干旱地区。 采集耕层(0—
15 cm)土样,其前茬作物为玉米,土壤类型为黄棉土,系统分类为干润砂质新成土。 土样采回后自然风干,过
2 mm筛后备用。 土壤基本理化性状:有机碳 4. 87g / kg,全氮 0. 57 g / kg,硝态氮 16. 2 mg / kg,铵态氮 1. 9
mg / kg,pH 7. 96,速效磷 2. 53 mg / kg,粘粒 14. 6% (<0. 001mm),粉沙粒含量 51. 1% 。
在采集土壤样品的同时,在研究地区采集乔木、灌木和草本植物凋落物,其中乔木为刺槐 (Robinia
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pseudoacacia L. )和小叶杨(Populus simonii Carr. ),灌木为沙棘(Hippophae rhamnoides Linn. )和沙柳( Salix
psammophila. ),草本为苜蓿(Medicago sativa Linn. )和长芒草(Stipa bungeana Trin. )。 这些植物均属当地分布
较为广泛的主要植被类型。 采样时乔、灌木均收集地面凋落的叶片,草本刈割其整个地上部分。 每一样品的
采集均采用“S冶型多点取样法,每个点大约收集 0. 5 kg,每种样品的采样量约为 32 kg。 采回后取部分置 60 益
烘干。 将烘干的植物凋落物粉碎过筛(0. 5—1. 0 mm)后备用。 测定植物体碳、氮含量(表 1)。
表 1摇 植物凋落物的主要化学成分
Table 1摇 Concentrations of C and N in plant residues
编号 No. 植物凋落物Plant residues
全碳
TC(g / kg)
全氮
TN(g / kg) C颐N
A 刺槐 Robinia pseudoacacia L. 396. 26 14. 64 27. 07
B 小叶杨 Populus simonii Carr. 384. 31 6. 96 55. 22
C 沙棘 Hippophae rhamnoides Linn. 326. 41 18. 63 17. 52
D 沙柳 Salix psammophila. 379. 12 13. 67 27. 73
E 苜蓿 Medicago sativa Linn. 424. 23 11. 29 37. 57
F 长芒草 Stipa bungeana Trin. 402. 13 7. 05 57. 04
1. 2摇 培养试验
将上述乔木、灌木、草本 3 类 6 种不同种类按单施,乔木与灌木、乔木与草本、灌木与草本分别按照质量分
数的 1 颐1 混合,乔木、灌木与草本间按照质量分数的 1 颐1 颐1 混合添加,共组成 27 个处理(同时设置不添加凋落
物的处理作为对照)。
将上述过 2 mm筛的风干土样加入蒸馏水至最大田间持水量的 70% ,预培养 1 周,以恢复土壤微生物的
活性。 然后,称取相当于 600 g风干土的预培养土样于培养盒中,加入质量分数为 1%的单种及混合后的植物
凋落物,充分混合均匀,同时设不加植物凋落物的土样作为对照。 每个处理重复 3 次。 将各处理的培养盒置
于(25依3)益暗室中好气培养,在培养的 0、1、7、14、28、56、84d 分别取样,测定土壤微生物量碳、氮含量;在培
养的 0、0. 5、1、3、5、7、14、21、28、42、56、70、84d分别取样,测定土壤矿质态氮(铵态氮及硝态氮)含量。 在培养
的过程中,每隔 2d以重量法补充水分,保持土壤水分含量相对稳定。
1. 3摇 测定和计算方法
土壤含水量用烘干法测定,土壤和植物凋落物中的碳、氮等养分含量采用常规方法测定[23]。 土壤微生物
量碳、氮采用氯仿熏蒸浸提法[24],即 0. 5mol / L K2SO4浸提(水土比为 4 颐1),土壤微生物量碳、氮含量以熏蒸和
不熏蒸的碳、氮含量之差除以相应得转化系数(均为 0. 45)得到;土壤可溶性全氮采用过硫酸钾氧化法测
定[25];土壤可溶性全碳采用 TOC分析仪(Phoenix8000)测定;土壤矿质态氮(NH+4 鄄N和 NO-3 鄄N)采用 0. 5mol / L
K2SO4按水土比为 4 颐1 浸提,振荡 30min,流动分析仪(BRAN+LUEBBE)测定。
1. 4摇 统计分析
采用 Excel 2003 和 SAS软件(8. 0 版本)对试验数据进行处理及统计分析,并采用单因素方差分析(one鄄
way ANOVA)比较不同处理间的差异。 所有数据均为 3 次重复的平均值。
2摇 结果与分析
2. 1摇 不同植物凋落物及配比对土壤微生物量碳的影响
由图 1 可以看出,与未添加凋落物对照相比,添加凋落物均显著提高了培养期间土壤微生物量碳含量;从
不同处理的动态变化看,在不同的培养阶段土壤微生物量碳含量均迅速增加,达到高峰后逐渐降低。
与对照相比,添加单种凋落物后土壤微生物量碳含量在培养期间均显著提高(P<0. 05)(图 1)。 在培养的第
7天差异最大,平均高出对照 142. 4 mg / kg,达极显著水平。 随着培养的进行,差异逐渐缩小;到培养结束时仍较
对照高 41. 2 mg / kg。 相关分析表明,培养第 7天各处理的土壤微生物量碳含量与植物凋落物的碳氮比呈显著负
相关(r=-0. 814,n=6,P=0. 049),与植物凋落物总氮含量呈显著正相关(r=0. 828,n=6,P=0郾 042)。
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培养时间 Incubation days/d
培养时间 Incubation days/d 培养时间 Incubation days/d
土壤
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土壤
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物量
碳
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arbon
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土壤
微生
物量
碳
Soil
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biom
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arbon
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单种凋落物
两种凋落物混合 三种凋落物混合
图 1摇 不同凋落物处理土壤微生物量碳的动态变化
Fig. 1摇 Variations of soil microbial biomass carbon in plant residues after incubation
A: 刺槐 Robinia pseudoacacia L. ;B:小叶杨 Populus simonii Carr. ;C:沙棘 Hippophae rhamnoides Linn. ;D:沙柳 Salix psammophila;E:苜蓿
Medicago sativa Linn. ;F:长芒草 Stipa bungeana Trin. ,
加入 1 颐1 混合的两种凋落物后土壤微生物量碳含量在培养的第 7 天和第 28 天均有明显的增加,而后减
少。 从培养的第 1 天至 56 天,添加凋落物土壤微生物量碳含量均极显著高于对照处理(P<0. 01),且在第 28
天差异最大,平均高出对照 184. 9 mg / kg。 相关分析表明,培养第 7 天土壤微生物量碳含量与凋落物的碳氮比
呈显著正相关;培养第 28 天土壤微生物量碳含量与凋落物的碳氮比呈显著负相关,与凋落物总氮含量的相关
性未达显著水平。 培养结束时土壤微生物量碳含量与凋落物总碳含量成显著正相关。
加入 1 颐1 颐1 混合的 3 种凋落物后,从培养的第 14 天至第 28 天土壤微生物量碳含量均极显著升高(P<
0郾 01),平均高出对照 231. 6 mg / kg。 从培养的第 7 天至第 28 天,刺槐、沙柳和苜蓿 3 种凋落物混合处理土壤
微生物量碳含量高于其他处理,其他培养阶段均无显著差异( 图 1)。
由图 1 可以看出,两种凋落物混合处理在培养结束时,乔木与灌木混合中只有刺槐和沙柳配比的土壤微
生物量碳含量显著增加,其他 3 种乔灌配比均显著降低;3 种凋落物混合中,乔灌草的 8 种配比中土壤微生物
量碳含量有 5 种处理显著增加,3 种增加不显著。
2412 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 31 卷摇
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2. 2摇 不同植物凋落物及配比对土壤微生物量氮的影响
由图 2 可以看出,与对照相比,添加凋落物后也均显著提高了培养期间土壤微生物量氮含量;不同处理的
动态变化趋势均为在培养前期土壤微生物量氮含量均迅速增加,而后缓慢降低。
与对照相比,添加单种凋落物后土壤微生物量氮含量在培养期间均显著增加(图 2)。 在培养的第 7 天,
凋落物处理的土壤微生物量氮含量极显著高于对照处理(P<0. 01),到培养结束时仍平均高于对照 9. 6 mg /
kg。 相关分析表明,培养第 7 天土壤微生物量氮含量与凋落物的碳氮比呈显著负相关,而与凋落物总氮含量
呈显著正相关。
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培养时间 Incubation days/d
培养时间 Incubation days/d 培养时间 Incubation days/d
单种凋落物
两种凋落物混合 三种凋落物混合
土壤
微生
物量
氮
Soil
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ass n
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en/(m
g/kg)
土壤
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物量
氮
Soil
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biom
ass n
itrog
en/(m
g/kg)
图 2摇 不同凋落物处理土壤微生物量氮的动态变化
Fig. 2摇 Variations of soil microbial biomass nitrogen in plant residues after incubation
加入 1 颐1 混合的两种凋落物后,从培养的第 1 天至结束,土壤微生物量氮含量均高于对照处理,且在培养
的第 7 天和第 28 天土壤微生物量氮含量均有迅速的增加。 培养第 28 天,添加植物凋落物后的土壤微生物量
氮含量与对照处理的差异达最大,平均高出对照 24. 3 mg / kg。 相关分析表明,培养第 7 天土壤微生物量氮含
3412摇 8 期 摇 摇 摇 王春阳摇 等:黄土高原区不同植物凋落物搭配对土壤微生物量碳、氮的影响 摇
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量与凋落物碳氮比呈正相关,但未达显著水平;培养第 28 天土壤微生物量氮含量与凋落物碳氮比呈显著负相
关,与植物凋落物全氮含量的相关性未达显著水平。 培养结束时,土壤微生物量氮含量与凋落物总碳含量的
相关性也未达显著水平(图 2)。
加入 1 颐1 颐1 混合的 3 种凋落物后,从培养的第 14 天到结束,土壤微生物量氮含量均极显著高于对照处理
(P<0. 01),其中在培养的第 14—28 天差异最大,平均高出对照 30. 4 mg / kg。 从培养的第 7 天至第 28 天,刺
槐、沙柳和苜蓿 3 种凋落物混合的土壤微生物量氮含量高于其他处理,其他时期差异不显著(图 2)。
2. 3摇 不同植物凋落物及配比对土壤矿质态氮的影响
由图 3 可以看出,与对照相比,在整个培养期间添加凋落物后土壤矿质态氮含量明显减少;培养一段时间
后土壤矿质态氮含量又均有不同程度的回升。
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培养时间 Incubation days/d
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培养时间 Incubation days/d 0 14 28 42 56 70 84培养时间 Incubation days/d
土壤
矿质
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n/(m
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土壤
矿质
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Soil
mine
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土壤
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态氮
Soil
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g/kg)
单种凋落物
两种凋落物混合 三种凋落物混合
图 3摇 不同凋落物处理之间土壤矿质态氮的动态变化
Fig. 3摇 Variations of soil mineral nitrogen in plant residues after incubation
添加单种凋落物后,与对照相比,从培养的第 1—21 天,土壤矿质态氮含量一直处于较平稳的微小波动,
而后缓慢上升。 说明在培养的起始阶段发生了土壤矿质态氮的微生物固持,而后又出现了缓慢的释放。 相关
分析表明,在培养结束时,添加植物凋落物的土壤矿质态氮含量与凋落物总碳含量呈显著负相关,与植物凋落
4412 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 31 卷摇
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物总氮含量具有正相关,但未达显著水平。
加入 1 颐1 混合的两种凋落物后,从培养的第 1—21 天,土壤矿质态氮含量一直较低,而后缓慢上升。 到培
养的第 70 天以后,多数 2 种凋落物混合处理的土壤矿质态氮含量有所下降。 在培养结束时,土壤矿质态氮含
量与凋落物总碳含量呈极显著负相关,与植物凋落物总氮含量呈正相关,但未达显著水平(图 3)。
3 种植物凋落物经 1 颐1 颐1 混合后施入土壤,从培养的第 1—28 天,土壤矿质态氮含量均较低且处于平稳阶
段;之后至培养的第 42 天,土壤矿质态氮含量呈缓慢上升阶段;到培养结束时,部分混合后植物凋落物的矿质
态氮含量有所降低(图 3)。
总体分析表明,在培养结束时,土壤矿质态氮含量与植物凋落物总碳含量呈显著负相关。
3摇 讨论
3. 1摇 不同植物凋落物混合提高了土壤微生物量碳、氮的含量
本研究表明,加入不同植物凋落物均显著提高了土壤微生物量碳、氮的含量,这与前人的研究结果一
致[19, 26鄄27]。 这是由于添加植物凋落物为土壤提供了丰富的有机物质,促进了土壤微生物的大量繁殖[6]。 土
壤微生物量作为土壤有机质中最活跃的一部分,是土壤养分转化过程中一个重要的源和库,在调节土壤养分
保持与供应方面具有不可忽视的作用[28]。 黄土高原地区土壤普遍比较瘠薄,通过植被恢复过程中不同植物
凋落物归还的方式增加了土壤微生物碳、氮的含量,无疑对调节这一地区土壤生态系统碳、氮养分的转化与保
蓄,恢复土壤肥力,使生态系统中物质循环和能量流动朝着人与自然环境协调共处的方向发展,具有十分重要
的作用。
研究同时发现,不同凋落物及其配比对土壤微生物量碳、氮含量的影响不同。 从不同处理土壤微生物量
碳、氮含量变化的平均趋势看,3 种凋落物混合>两种混合>单种。 这可能是添加不同种类凋落物,由于增加了
凋落物资源的异质性,为土壤存在的不同种类微生物的生长繁殖提供了所需的不同营养物质[29],进而提高了
土壤微生物碳、氮含量[12, 14, 16, 19, 30]。
相关分析表明,添加单种或两种凋落物后土壤微生物量碳、氮含量在培养的一定时期内与凋落物的碳氮
比和全氮含量间均有显著的相关性,说明单种或两种凋落物混合物的碳氮比和全氮含量在一定程度上是影响
土壤微生物量碳氮变化的主要影响因素[12, 19, 31]。 但 3 种凋落物混合处理土壤微生物量碳氮含量与凋落物总
碳氮比间的相关性未达显著水平,这可能是 3 种不同类型凋落物混合后,其化学成分更加复杂,除凋落物的碳
氮比和全氮含量外,凋落物的其他组分也会影响土壤微生物的利用,进而影响土壤微生物量碳氮的含量[19]。
因此,有必要进一步研究不同凋落物化学组分对其分解转化特性及土壤微生物量碳、氮含量的影响。
3. 2摇 不同植物凋落物混合降低了土壤矿质氮含量
本研究发现,在整个培养期间,添加不同凋落物后土壤矿质态氮含量一直低于对照处理,其他学者的研究
也得出了相似的结果[11,32鄄35];不同凋落物处理相比,土壤矿质态氮含量总体平均为,单种凋落物>两种凋落物
混合>三种凋落物混合,与土壤微生物量碳氮含量的变化趋势正好相反。 这是由于添加凋落物后,不同凋落
物的碳 /氮比相对较高,土壤微生物在利用凋落物碳源的同时,固持了土壤中已有的矿质态氮[11, 32]。 相关分
析表明,在培养的一段时期内,土壤矿质态氮含量与单种和两种凋落物混合后的全碳和全氮含量间存在显著
相关性;但土壤矿质态氮含量与 3 种植物凋落物混合后的全氮和全碳含量间的相关性未达显著水平,这可能
也与多种凋落物混合后的成分更加复杂有关。
3. 3摇 不同植物凋落物混合在协调土壤碳、氮转化方面的作用
本研究中将不同种类植物凋落物混合后,虽然混合物的碳氮比、总碳、全氮含量差异减小,但由于混合物
的化学成分更加复杂,加入土壤后对土壤微生物量碳、氮及矿质态氮含量的影响存在明显差异,即添加不同凋
落物增加了土壤微生物量碳氮含量,降低了土壤矿质氮含量,这无疑会减少土壤无机氮素的损失,增加土壤氮
素的保持,进而提高土壤肥力[14, 17]。 因此,在黄土高原地区进行退耕还林还草为主的植被重建时,有必要在
选择植物种类时采用不同植物进行搭配的方法,增加植物物种的丰富度,以促进土壤生物代谢途径的多样化,
5412摇 8 期 摇 摇 摇 王春阳摇 等:黄土高原区不同植物凋落物搭配对土壤微生物量碳、氮的影响 摇
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使生态系统向健康方向发展。
本研究采用室内培养法评价了不同种类植物凋落物混合后对土壤微生物量碳、氮及矿质氮含量的影响,
有必要进一步通过田间试验进行深入的研究,以更有效地指导黄土高原地区正在进行的退耕还林还草工程。
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7412摇 8 期 摇 摇 摇 王春阳摇 等:黄土高原区不同植物凋落物搭配对土壤微生物量碳、氮的影响 摇
ACTA ECOLOGICA SINICA Vol. 31,No. 8 April,2011(Semimonthly)
CONTENTS
The relationship between Populus euphratica忆s radial increment and groundwater level at the lower reach of Tarim River
AN Hongyan, XU Hailiang, YE Mao,et al (2053)
……………
…………………………………………………………………………………
Influence of elevation factor on soil profile texture configuration: a case study of the alluvial plain of Fengqiu County
TAN Manzhi, MI Shuxiao, LI Kaili, et al (2060)
………………
…………………………………………………………………………………
Effects of ozone on AsA鄄GSH cycle in soybean leaves WANG Junli, WANG Yan, ZHAO Tianhong, et al (2068)……………………
The effects of physical and chemical factors on the growth and lipid production of Chlorella
ZHANG Guiyan, WEN Xiaobin,LIANG Fang, et al (2076)
……………………………………………
………………………………………………………………………
Response of net productivity of masson pine plantation to climate change in North Subtropical Region
CHENG Ruimei, FENG Xiaohui, XIAO Wenfa, et al (2086)
…………………………………
………………………………………………………………………
Soil respiration of Zoysia matrella turfgrass in subtropics LI Xibo,YANG Yusheng,ZENG Hongda,et al (2096)………………………
Effect of UV鄄B radiation on the leaf litter decomposition and nutrient release of Pinus massoniana
SONG Xinzhang, ZHANG Huiling, JIANG Hong, et al (2106)
……………………………………
……………………………………………………………………
Physiological ecological effect of endophyte infection on Achnatherum sibiricum under drought stress
HAN Rong, LI Xia, REN Anzhi, et al (2115)
…………………………………
……………………………………………………………………………………
Zinc Tolerance and Accumulation Characteristics of Armillara mellea ZHU Lin,CHENG Xianhao,LI Weihuan,et al (2124)…………
Expansion strategies of Caragana stenophylla in the arid desert region
ZHANG Jianhua, MA Chengcang, LIU Zhihong, et al (2132)
…………………………………………………………………
……………………………………………………………………
Effects of mixed plant residues from the Loess Plateau on microbial biomass carbon and nitrogen in soil
WANG Chunyang, ZHOU Jianbin, XIA Zhimin,et al (2139)
………………………………
………………………………………………………………………
Survival strategy of Stipa krylovii and Agropyron cristatum in typical steppe of Inner Mongolia
SUN Jian, LIU Miao, LI Shenggong, et al (2148)
…………………………………………
…………………………………………………………………………………
Spatial distribution of arbuscular mycorrhizal fungi in Salix psammophila root鄄zone soil in Inner Mongolia desert
HE Xueli, YANG Jing, ZHAO Lili (2159)
……………………
…………………………………………………………………………………………
An experimental study on the the effects of different diurnal warming regimes on single cropping rice with Free Air Temperature
Increased (FATI) facility DONG Wenjun, DENG Aixing, ZHANG Bin, et al (2169)…………………………………………
Endophytic bacterial diversity in Achnatherum inebrians by culture鄄independent approach
ZHANG Xuebing, SHI Yingwu,ZENG Jun, et al (2178)
………………………………………………
…………………………………………………………………………
Hierarchical Partial Least Squares (Hi_PLS) model analysis of the driving factors of Henan忆s Ecological Footprint (EF) and its
development strategy JIA Junsong (2188)…………………………………………………………………………………………
Evaluation on spatial distribution of soil salinity and soil organic matter by indicator Kriging in Yucheng City
YANG Qiyong,YANG Jinsong,YU Shipeng (2196)
…………………………
…………………………………………………………………………………
The toxicity of lupeol of Inula britanica on Tetranychus cinnabarinus and its effects on mite enzyme activity
DUAN Dandan,WANG Younian,CHENG Jun,et al (2203)
…………………………
…………………………………………………………………………
Abundance and biodiversity of ammonia鄄oxidizing archaea and bacteria in littoral wetland of Baiyangdian Lake, North China
YE Lei, ZHU Guibing, WANG Yu, et al (2209)
………
…………………………………………………………………………………
Changes of leaf water potential and water absorption potential capacities of six kinds of seedlings in Karst mount area under
different drought stress intensities: Taking six forestation seedlings in karst Mountainous region for example
WANG Ding,YAO Jian,YANG Xue,et al (2216)
……………………
…………………………………………………………………………………
Comparison of structure and species diversity of Eucalyptus community LIU Ping, QIN Jing, LIU Jianchang, et al (2227)…………
Ecosystem services valuation of the Haihe River basin wetlands JIANG Bo,OUYANG Zhiyun,MIAO Hong,et al (2236)……………
Effects of Phragmites australis on methane emission from a brackish estuarine wetland MA Anna, LU Jianjian (2245)………………
Genetic differentiation and the characteristics of uptake and accumulation of lead among Camellia sinensis populations under
different background lead concentrations of soils in Yunnan,China
LIU Shengchuan, DUAN Changqun, LI Zhenhua, et al (2253)
………………………………………………………………
……………………………………………………………………
Comparison of zooplankton lists between Coilia mystus food contents and collections from the Yangtze River Estuary & Hangzhou
Bay LIU Shouhai,XU Zhaoli (2263)………………………………………………………………………………………………
Reconstruction and analysis of July鄄September precipitation in Mt. Dagangshan, China
QIAO Lei, WANG Bing, GUO Hao, et al (2272)
…………………………………………………
…………………………………………………………………………………
Analysis on economic and ecological benefits of no鄄tillage management of Carya cathayensis
WANG Zhengjia, HUANG Xingzhao, TANG Xiaohua, et al (2281)
…………………………………………
………………………………………………………………
GIS鄄based analysis of the accessibility of urban forests in the central city of Guangzhou, China
ZHU Yaojun,WANG Cheng,JIA Baoquan,et al (2290)
………………………………………
……………………………………………………………………………
Review and Monograph
Impact factors and uncertainties of the temperature sensitivity of soil respiration
YANG Qingpeng, XU Ming,LIU Hongsheng,et al (2301)
………………………………………………………
…………………………………………………………………………
The advance of allometric studies on plant metabolic rates and biomass
CHENG Dongliang,ZHONG Quanlin, LIN Maozi, et al (2312)
…………………………………………………………………
……………………………………………………………………
Practice and the research progress on eco鄄compensation for cultivated land MA Aihui,CAI Yinying,ZHANG Anlu (2321)…………
Discussion
Soil water holding capacities and infiltration characteristics of three vegetation restoration models in dry鄄hot valley of Yuanmou
LIU Jie, LI Xianwei, JI Zhonghua, et al (2331)
………
……………………………………………………………………………………
Scientific Note
Effects of secondary, micro鄄 and beneficial elements on rice growth and cadmium uptake
HU Kun, YU Hua, FENG Wenqiang, et al (2341)
……………………………………………
…………………………………………………………………………………
2009 年度生物学科总被引频次和影响因子前 10 名期刊绎
(源于 2010 年版 CSTPCD数据库)
排序
Order
期刊 Journal
总被引频次
Total citation
排序
Order
期刊 Journal
影响因子
Impact factor
1 生态学报 11764
2 应用生态学报 9430
3 植物生态学报 4384
4 西北植物学报 4177
5 生态学杂志 4048
6 植物生理学通讯 3362
7
JOURNAL OF INTEGRATIVE
PLANT BIOLOGY
3327
8 MOLECULAR PLANT 1788
9 水生生物学报 1773
10 遗传学报 1667
1 生态学报 1. 812
2 植物生态学报 1. 771
3 应用生态学报 1. 733
4 生物多样性 1. 553
5 生态学杂志 1. 396
6 西北植物学报 0. 986
7 兽类学报 0. 894
8 CELL RESEARCH 0. 873
9 植物学报 0. 841
10 植物研究 0. 809
摇 绎《生态学报》 2009 年在核心版的 1964 种科技期刊排序中总被引频次 11764 次,全国排名第 1; 影响因
子 1郾 812,全国排名第 14;第 1 ~ 9 届连续 9 年入围中国百种杰出学术期刊; 中国精品科技期刊
摇 摇 编辑部主任: 孔红梅摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 执行编辑: 刘天星摇 段摇 靖
生摇 态摇 学摇 报
(SHENGTAI摇 XUEBAO)
(半月刊摇 1981 年 3 月创刊)
第 31 卷摇 第 8 期摇 (2011 年 4 月)
ACTA ECOLOGICA SINICA
摇
(Semimonthly,Started in 1981)
摇
Vol郾 31摇 No郾 8摇 2011
编摇 摇 辑摇 《生态学报》编辑部
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邮政编码:100085
电话:(010)62941099
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