为探究岩溶区石灰土条件下火龙果的氮肥施用水平对其果实品质的影响,该文模拟岩溶区石灰土土壤环境开展盆栽试验,以"台湾大红"火龙果为材料,在磷(P)、钾(K)分别为0.216、0.324 kg的基础上,设置4种施氮(N)水平(CK、T1、T2、T3),测定21个果实品质指标,比较不同施氮水平的火龙果品质差异,同时利用主成分分析法对11个外观品质指标进行了综合分析.结果表明:(1)施氮可提高果实可溶性糖含量及可溶性固形物含量,降低蛋白质含量及膳食纤维含量,高N处理(T3)与其他处理差异显著;随施N量增加,果实可滴定酸含量、维生素C含量呈先升后降的趋势,而固酸比随施N量呈先降后升的趋势;高N处理明显提高了果实的纵径、横径、果形指数及单果重.(2)施N处理降低了火龙果果实N含量,提高了 P含量,各处理间的N、P含量差异显著;果实K含量随着施N量的增加而提高;施N增加了果实硼(B)含量,降低了果实铜(Cu)含量;不同处理果实锰(Mn)、铁(Fe)、钙(Ca)、镁(Mg)含量高低排序为T3＞T1＞CK＞T2;锌(Zn)含量随施N量呈先降低后增加的趋势.(3)高N处理的主成分综合评价得分最高,说明选择桂林岩溶区棕色石灰土种植火龙果时辅以一定量的P肥、K肥,高N处理更有利于提高火龙果品质.因此,在实际生产中需根据种植园的土壤肥力状况进行适当调整.

马尾松是西南地区的主要造林树种之一,对酸沉降比较敏感,在生产实践中常常在受酸沉降影响严重的针叶林地进行林分改造来应对酸沉降.为了解酸雨区马尾松纯林改造对土壤性质的影响及科学指导经营管理,本研究以重庆铁山坪马尾松纯林及改造后的马尾松-香樟混交林以及香樟纯林为对象,分不同季节采集腐殖质层(Ah层)和淋溶层(E层)的样品进行分析,探讨林分改造对土壤酸化及养分的影响.结果表明:(1)林型对Ah层土壤性质影响显著(P＜0.05),且Ah层土壤养分显著高于E层,季节对两个土层的土壤性质影响均显著(P＜0.05).(2)当马尾松纯林改造后,Ah层土壤各季节平均pH表现为马尾松纯林＜马尾松-香樟混交林＜香樟纯林;马尾松纯林改造后显著降低了土壤NH4+∶N(3-,可缓解土壤酸化.(3)虽然马尾松林改造后显著降低了土壤有机碳和全氮含量,但明显增加了土壤全磷和全钾含量(P＜0.05),可以为缺磷缺钾的铁山坪酸性土壤提供更多的磷和钾,从而缓解磷、钾限制对植物生长的抑制作用.(4)通过模糊综合法评价3种林型的土壤综合肥力指数,在0.585～0.664,马尾松纯林改造成马尾松-香樟混交林、香樟纯林,可以提高土壤肥力水平.

以天山云杉(Picea schrenkiana)林为对象,分析天山云杉林土壤养分分布特征,并通过主成分分析计算土壤肥力综合指数(IFI),评价不同海拔、林龄和郁闭度条件下土壤肥力水平,旨在为科学管理天山云杉林土壤资源提供理论依据.结果发现:(1)不同海拔天山云杉林0～20和20～60 cm 土层土壤碳、氮含量均表现为 1900～2100 m＞2500～2700 m＞1700～1900 m＞2300～2500 m＞2100～2300 m.其中海拔 1900～2100 m下0～20 cm 土层土壤碳、氮含量均显著高于海拔2100～2300 m(P＜0.05),此海拔下土壤肥力的综合得分最高(0.45),其中63％的土壤肥力达到Ⅰ级(高)和Ⅱ级(较高)水平,表明海拔1900～2100m范围内土壤肥力状况总体较好.(2)土壤碳、氮含量随着林龄的增加呈现增加的趋势,其中0～20 cm 土层土壤碳、氮含量在成熟林和幼龄林或中龄林间存在显著差异(P＜0.05).成熟林土壤肥力综合得分为0.41,其中54％的土壤肥力达到Ⅰ级(高)和Ⅱ级(较高)水平.(3)高郁闭度(＞0.6)条件下天山云杉林0～20 cm 土层土壤碳、氮含量显著高于低郁闭度(0.2～0.4)(P＜0.05),高郁闭度土壤肥力综合得分较高(0.37),其中38％的土壤肥力达到级Ⅰ级(高)和Ⅱ级(较高)水平,但不存在显著差异.总体而言,天山云杉林表层土壤碳、氮含量受海拔、林龄和郁闭度的影响较显著,土壤肥力指数则受海拔、林龄的影响显著.

亚热带常绿阔叶林遭反复干扰后退化形成的天然次生灌丛在未管护模式下难以恢复为乔木林.在浙江省临安市选择典型天然次生灌丛,以强度人为干扰为对照、分别进行保护性干扰和适度人为干扰,探讨灌丛土壤蓄水能力和肥力质量的响应.4年试验结果表明:与强度人为干扰相比,保护性干扰和适度人为干扰后的土壤总贮水量、吸持贮水量和滞留贮水量分别提高了12.41％、5.33％、17.37％和29.13％、33.23％和26.24％;最大持水量、毛管持水量和最小持水量分别提高了23.35％、9.51％、17.55％和48.63％、56.08和71.05％;与强度人为干扰相比,保护性干扰和适度人为干扰的综合肥力分别提高了1.9％和38.5％,其中保护性干扰的水解氮、有机碳和有机质含量提高了12.11％、38.91％和38.94％,适度人为干扰的水解氮、有效磷、有机碳和有机质含量提高了61.97％、90.57％、130％和130.04％,保护性干扰和适度人为干扰的土壤综合评价指数分别提高了15.43％和58.94％.研究表明,与保护性干扰相比,适度人为干扰在土壤的蓄水保水、肥力和固碳增汇等方面更能达到预期的目标.在有条件经营的情况下,可以选择适度人为干扰措施对天然次生灌丛进行管理从而达到加快土壤恢复的目的.

以白龙江流域不同海拔的油橄榄园土壤为研究对象,研究了海拔对油橄榄园土壤肥力的影响,并采用隶属函数法和主成分分析法对不同海拔油橄榄园土壤进行土壤肥力质量综合评价.结果表明:海拔在960 m条件下,土壤脲酶和蔗糖酶活性、土壤容重和有机质含量均最高,而土壤pH值最低,且显著低于其他海拔的油橄榄园;当海拔为990 m时,土壤磷酸酶和过氧化氢酶活性最高;土壤含水量在1021 m处最高;土壤速效磷和碱解氮含量在1052 m处最高;海拔960、990、1021和1052 m处油橄榄园土壤细菌数量并无显著差异,但均显著高于1083 m;各海拔土壤中放线菌和真菌数量均未表现出差异.通过隶属函数法得出,各海拔油橄榄园土壤肥力质量综合指数排名为960 m＞990 m＞1052 m＞1021 m＞1083 m;利用主成分分析法得出的综合排名为960 m＞990 m＞1021 m＞1052 m＞1083 m.两种计算方式在1021和1052 m处的大小排序不一致,但土壤肥力总体呈现了随海拔升高而降低的趋势.

基于1984、2000和2016年卫星遥感影像,分析了江苏省常熟市耕地占补时空变化特征;基于ArcGIS和土壤采样数据,利用隶属度函数综合法评价了1984和2000年耕地土壤肥力;采用叠加分析,揭示了1984-2000、2000-2016年间该地区占补耕地土壤肥力特征.结果表明:1984-2016年间,常熟市耕地面积减少了1/3,1984-2000年被水域和居民点工矿用地分别占用了51.7％和41.4％,2000-2016年只居民点工矿用地就占用了80.8％.1984-2000年间,常熟市耕地土壤肥力上升的面积占65.5％,仅3.9％下降;南部地区土壤肥力均高于其他地区.研究期间耕地数量和质量占补不平衡,前时段“占多补少、占优补劣”形势严峻,后时段“占多补少、占劣补劣”特征明显.耕地减少的趋势并未扭转,异地补充明显,耕地占补平衡应当关注异地补充耕地质量和土壤肥力时段性特点.

以不同覆盖栽培年限(0、3、6、9和12年)雷竹林为研究对象,分析雷竹林退化过程中林分生长与土壤养分的变化趋势.结果表明:随着覆盖年限的增加,竹林地上及地下生物量均在覆盖3年时达到最大值,与对照相比增幅分别为14.6％和146.6％,差异显著;土壤养分含量受覆盖年限和土层深度的影响而出现差异性,并逐渐表现出上层富集的现象,土壤有机碳和全氮含量随覆盖年限的增加呈上升趋势,全磷含量在不同土层中均呈先降低后升高的变化趋势,在表层(0～20 cm)和底层(40～60 cm)土壤中覆盖6年时达到最低,亚表层(20～40 cm)土壤中覆盖3年时达到最低,全钾含量在表层土壤中持续增大,在亚表层和底层土壤中则表现为在覆盖0～3年下降、3～12年上升的变化趋势,试验雷竹林间差异显著.覆盖9年后,土壤肥力综合指数总体得到较大幅度的提高,亚表层土壤肥力优于表层和底层土,但不同覆盖年限间土壤肥力综合指数与雷竹各器官生物量均没有显著的相关性,而在亚表层中,土壤氮含量与竹叶生物量,以及钾含量与竹叶和鞭根生物量呈显著负相关.这表明长期覆盖及大量施用化肥导致的土壤养分过量积累已经对雷竹林的扩繁和生物量积累产生严重的抑制作用,加剧了竹林衰退趋势.

为揭示不同人工林树种对土壤养分和土壤微生物群落的影响,采用Illumina MiSeq高通量测序和OTU分析法比较辽东山区白石砬子自然保护区落叶松人工林(LGe)和红松人工林(PKe),以及辽宁省森林经营研究所实验林场落叶松人工林(LGd)和红松人工林(P Kd)土壤细菌群落结构的差异,同时测定土壤理化性质,探讨土壤细菌群落结构、树种和土壤环境因子的相关性.研究结果表明:(1)LGe和PKe土壤全碳、全氮和碱解氮的含量无显著差异,LGd显著高于PKd.(2)从群落组成来看,该地区落叶松和红松人工林中土壤主要由34个门类群的菌群组成,优势菌群包括变形菌门、放线菌门、酸杆菌门、绿弯菌门、疣微菌门和芽单胞菌门.(3)从群落结构来看,LGe和PKe土壤细菌的多样性和丰富度指数无显著差异,PKd的多样性指数显著极高于LGd,丰富度指数无显著差异,且Metastats分析结果表明,较LGd和PKd相比,LGe和PKe在门水平和属水平上显著差异的个数较少,表现为趋同性.(4)优势细菌类群相对丰度和土壤理化性质的RDA和相关性分析表明,土壤pH、全氮、碱解氮的含量以及C/N是本区针叶林细菌群落结构的主要影响因子.综合分析表明,在保护区选择单一树种落叶松或红松造林对改善土壤养分及优化微土壤细菌群落结构无显著差异,而在实验林场选择落叶松更有利于提高土壤肥力.

以辽宁省抚顺市榆树铁矿和傲牛铁矿植被恢复区为研究对象,两矿山分别选用先锋树种樟子松和刺槐进行单纯乔木层植被修复.通过调查样方植被株高及胸径、测定土壤指标,参照全国第二次土壤普查分级标准分析两矿山已恢复样地土壤肥力状况,再综合香农-维纳多样性指数和德尔菲法确定的指标权重计算植被多样性指数,进而分析恢复初期林下草本层植被多样性及土壤基质变化情况.结果表明:幼龄林恢复期间,樟子松和刺槐的胸径和树高逐年升高,刺槐年均树高增长可达樟子松的1.94—4.43倍,两种乔木均可将酸性土壤改良至中性,但幼龄樟子松林较幼龄刺槐林更易积累贫瘠地中的营养物质;植被多样性调查共出现19种草本植物,隶属于11科16属,植被多样性评价显示刺槐林草本层植被多样性指数均高于樟子松林.综上,推荐抚顺市废弃矿山乔木层混交种植樟子松和刺槐,以共同作用促进草本层自然演替过程,并引入灌木种形成"乔-灌-草"复合系统加快矿山修复进程.

通过土柱模拟试验,研究了农村混合污水灌溉(WG)对农田土壤pH、养分含量、酶活性及微生物多样性等土壤肥力指标的影响.结果 表明:与清水灌溉(CK)相比,经过WG处理,土壤全钾、全磷、速效钾和碱解氮含量增加(4.54％～46.84％),而土壤pH、有机质、全氮和速效磷含量降低(2.02％～32.61％),且土壤pH极显著降低(P＜0.01),土壤速效钾含量显著增加(P＜0.05);土壤过氧化氢酶和土壤酸性磷酸酶活性低于CK处理(P＜0.01),而土壤脲酶和土壤转化酶活性显著高于CK处理(P＜0.05);土壤中细菌和真菌的Shannon指数、Ace指数、Chao指数、Coverage指数等均有所提高,但降低了Simpson指数,改变了细菌和真菌在属水平上各优势物种的相对丰度.内梅罗综合指数法评价结果表明,农村混合污水灌溉提高了供试土壤的综合肥力水平.本研究为示范区农村混合污水灌溉模式的田间试验提供了重要依据.