土地退化是土地持续性利用的主要威胁,土地退化降低植被的实际和潜在的覆盖度。土壤利用和植被覆盖对生态环境有重要的影响,改善土壤物理化学和微生物大小、活性和微生物群落结构有利于土地的持续性利用和退化土地的恢复。本文从恢复黄土高原退化地土壤肥力的角度出发,将农田和干扰较轻,从未开垦的原生植被作为对照,研究植被自然恢复过程中土壤物理化学和微生物大小、活性和微生物群落结构的变化以及植物物种变化和地上生物量变化与土壤养分和微生物大小、活性和微生物群落结构之间的关系;研究人工种植油松后随着植被次生演替土壤物理化学和微生物量的变化动态;同时分析了施用化肥对土壤养分和微生物大小的影响。主要研究结果如下:
1.耕地弃耕后随着植被的自然恢复演替,地上植物多样性和均匀度逐渐增大,第10年达到最大,随后有所降低,植物物种丰富度随着植被自然演替逐渐提高,而地上生物量在植被演替初期即3年弃耕地比较高,5年弃耕地有所降低,5年后又逐步提高。
2.耕地弃耕后,随着植被自然恢复演替,土壤表层有机碳(OC)、全氮(TN)、碳氮比、碳磷比、氮磷比、微生物碳氮(MBC,MBN),总FAME生物量、真菌生物量、真菌/细菌、放线菌和革兰氏阴性菌生物量逐渐提高,微生物代谢熵和MBC/OC和MBN/TN以及MBC/MBN都没有明显的变化趋势。相关性分析表明,土壤微生物碳氮、总FAME生物量与土壤有机碳、全氮含量之间互相之间具有显著的正相关性,说明土壤肥力和土壤微生物量之间具有紧密的联系,总FAME生物量和微生物碳氮是该研究地的土壤肥力的良好指标。三种类型土壤利用和植被覆盖相比,土壤表层的有机质和微生物碳氮含量、总FAME生物量、真菌生物量、真菌/细菌和革兰氏阴性菌生物量是农田的最低,原生植被的最大,而各弃耕地处于中间状态。结果表明耕地弃耕后植被自然恢复演替有利于土壤表层肥力的提高。
3.随着土壤深度的增加,除农田、3年弃耕地和面向东的原生植被外,各弃耕地和原生植被的土壤有机碳、全氮、微生物碳氮、MBC/OC、MBN/TN、总FAME生物量、革兰氏阴性菌生物量都逐渐降低,而微生物代谢熵、革兰氏阳性菌和放
