陳鴻洋,尚振艷,傅華,張寶林,張斯蓮,牛得草*

(1.草地農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，蘭州大學(xué)草地農(nóng)業(yè)科技學(xué)院，甘肅 蘭州 730020；2.內(nèi)蒙古阿拉善盟草原總站，

內(nèi)蒙古 巴彥浩特 750306；3.內(nèi)蒙古阿拉善盟氣象局，內(nèi)蒙古 巴彥浩特 750306)

荒漠區(qū)不同大小灌叢周圍土壤微生物生物量及活性特征

陳鴻洋1,尚振艷1,傅華1,張寶林2,張斯蓮3,牛得草1*

(1.草地農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，蘭州大學(xué)草地農(nóng)業(yè)科技學(xué)院，甘肅 蘭州 730020；2.內(nèi)蒙古阿拉善盟草原總站，

內(nèi)蒙古 巴彥浩特 750306；3.內(nèi)蒙古阿拉善盟氣象局，內(nèi)蒙古 巴彥浩特 750306)

摘要：為了解不同大小灌叢對(duì)荒漠區(qū)土壤生物學(xué)性狀的影響與作用，本研究在東阿拉善荒漠區(qū)選擇兩組不同大小的紅砂灌叢，研究其周圍土壤資源的空間異質(zhì)性和土壤微生物特性的變化規(guī)律。結(jié)果表明，紅砂灌叢下沙堆土壤有機(jī)碳和全氮含量顯著大于其內(nèi)部和外部土壤，隨灌叢增大，沙堆有機(jī)碳和全氮含量無(wú)顯著變化，而土壤水分含量顯著增加；另外，灌叢周圍土壤微生物生物量碳氮含量較低，分別為55.23~113.81 mg/kg和5.46~7.66 mg/kg，其中，灌叢內(nèi)部土壤微生物生物量碳含量和微生物熵(qMB)顯著高于灌叢外部與沙堆，而土壤微生物呼吸熵(qCO2)變化與之相反；隨灌叢增大，內(nèi)部土壤微生物生物量與微生物活性保持穩(wěn)定，變化較小。以上結(jié)果說(shuō)明紅砂灌叢對(duì)風(fēng)蝕攔截形成的沙堆富含大量養(yǎng)分，但沙堆養(yǎng)分含量與灌叢大小無(wú)關(guān)，同時(shí)沙堆的形成對(duì)維持灌叢內(nèi)部土壤微環(huán)境的穩(wěn)定與健康具有重要作用。

關(guān)鍵詞：土壤微生物量；土壤微生物活性；灌叢大小；荒漠

土壤微生物在土壤形成、有機(jī)質(zhì)代謝和植物養(yǎng)分轉(zhuǎn)化以及陸地生態(tài)系統(tǒng)元素的生物地球化學(xué)循環(huán)和能量的流動(dòng)過(guò)程中都具有重要作用[1-2]。其中，土壤微生物生物量和微生物活性是表征土壤微生物數(shù)量和功能的常用指標(biāo)[2-3]。土壤微生物生物量作為土壤養(yǎng)分的“源”和“庫(kù)”，具有較高的營(yíng)養(yǎng)轉(zhuǎn)化能力，雖然只占土壤營(yíng)養(yǎng)庫(kù)的較小部分，但卻是影響生態(tài)系統(tǒng)中植物營(yíng)養(yǎng)及土壤養(yǎng)分轉(zhuǎn)化的重要因素；同時(shí)，微生物生物量對(duì)環(huán)境變化敏感，能較早地指示生態(tài)系統(tǒng)功能的變化[4-5]。土壤微生物活性主要體現(xiàn)在土壤微生物熵、微生物呼吸熵等方面，可以直接反映土壤中整個(gè)微生物群落的新陳代謝能力，對(duì)土壤微環(huán)境的變化能夠迅速靈敏的做出響應(yīng)[6-8]。目前，土壤微生物生物量及微生物活性已成為評(píng)價(jià)土壤環(huán)境質(zhì)量的重要參數(shù)[2,4]?；哪鷳B(tài)系統(tǒng)作為中國(guó)陸地生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，是防治沙漠入侵的最后屏障。近年來(lái)，由于全球氣候變化和人類活動(dòng)的影響，荒漠生態(tài)系統(tǒng)已出現(xiàn)不同程度的土地退化。灌木作為干旱荒漠區(qū)植被的主要組成部分，對(duì)維持荒漠生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)服務(wù)功能及穩(wěn)定性具有重要作用[10]。因此，研究荒漠區(qū)灌木植物周圍土壤微生物生物量及活性大小，對(duì)了解荒漠生態(tài)系統(tǒng)的土壤健康狀況十分重要。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)不同灌木物種的“肥島”效應(yīng)進(jìn)行了大量報(bào)道，主要集中于灌叢周圍土壤養(yǎng)分的空間異質(zhì)性[11-13]，而對(duì)灌叢周圍土壤微生物學(xué)特征研究較少，以致對(duì)于灌叢“肥島”的生物化學(xué)形成過(guò)程仍然認(rèn)識(shí)不足。鑒于此，本研究在東阿拉善高原荒漠區(qū)，選擇當(dāng)?shù)貎?yōu)勢(shì)灌木紅砂(Reaumuriasoongorica)為研究對(duì)象，研究不同大小灌叢周圍土壤微生物生物量與微生物活性的變化規(guī)律，探討灌叢定居后對(duì)其周圍土壤環(huán)境質(zhì)量的影響和作用，以期揭示不同發(fā)育階段灌叢周圍土壤的生物化學(xué)循環(huán)過(guò)程。

1材料與方法

1.1　試驗(yàn)區(qū)概況

試驗(yàn)區(qū)位于內(nèi)蒙古阿拉善左旗巴彥浩特西北約20 km處,其地理坐標(biāo)為105°38′19.18″ E，38°59′38.40″ N。該區(qū)海拔1360 m，具有典型干旱荒漠氣候特征，年均溫度8℃左右，極端最高氣溫38.6℃，極端最低氣溫-33.2℃，≥10℃年積溫為3200～3400℃。年均降水量60～150 mm，70%以上集中在7-9月。年均蒸發(fā)量3000～4100 mm，年均風(fēng)速3.1 m/s。土壤為灰棕漠土。植被以灌木為主，主要灌木種為紅砂，草本植物有冠芒草(Enneapogonborealis)、三芒草(Aristidaadscensionis)、無(wú)芒隱子草(Cleistogenenssongorica)等。

1.2　不同大小灌叢組的建立

本研究于2012年8月，在試驗(yàn)樣地內(nèi)選擇冠幅大小分別為15~25 cm、45~55 cm的紅砂灌叢各5株，作為研究材料。不同大小灌叢組的平均冠幅、高度以及灌叢下沙堆高度特征見(jiàn)表1。

表1　不同大小紅砂灌叢組的建立

同列不同字母表示在P<0.05水平上差異顯著。The different letters within the same column are significantly different atP<0.05.

1.3　土壤樣品的采集及處理

對(duì)于不同大小灌叢，首先采集灌叢下的沙堆樣品，齊地面鏟除沙堆后，再分別于各灌叢內(nèi)部(距灌叢主莖的1/4冠幅長(zhǎng)處)、灌叢外部(距灌叢邊緣的1/4冠幅長(zhǎng)處)取0~10 cm深度土樣；每株灌叢，每個(gè)位置按東、南、西、北4個(gè)方向取樣，混為一個(gè)土壤樣品。對(duì)采集到的沙堆和土壤樣品，快速剔除植物殘?bào)w后將樣品分成兩部分：一部分放入冰盒中并及時(shí)運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室，放到冷凍冰箱里(溫度控制在4℃)用于測(cè)定土壤微生物生物量和活性；另一部分裝入土樣袋中，運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室自然風(fēng)干用于測(cè)定土壤的理化指標(biāo)。

1.4　樣品測(cè)定

1.4.1土樣理化性質(zhì)的測(cè)定 pH值用酸度計(jì)法測(cè)定；含水量用烘干法測(cè)定；有機(jī)碳用重鉻酸鉀硫酸外加熱法測(cè)定[4,8]；全氮用FIAstar 5000流動(dòng)注射分析儀(FOSS, Sweden)測(cè)定[4,8]。

1.4.2土壤微生物碳、氮的測(cè)定 土壤微生物生物量碳、氮的測(cè)定采用氯仿熏蒸浸提法[3,8]。稱取經(jīng)7 d預(yù)培養(yǎng)的土樣25 g 3份，分別裝入100 mL燒杯，并和盛有50 mL氯仿和30 mL 1 mol/L NaOH的燒杯同時(shí)置入真空干燥器，用真空泵抽至氯仿沸騰并保持5 min后，密封置于25℃恒溫暗箱中熏蒸24 h。熏蒸結(jié)束后，取出氯仿和NaOH，用真空泵反復(fù)抽氣直至土壤無(wú)氯仿味后用于微生物生物量的測(cè)定。將熏蒸土樣用0.5 mol/L K2SO4溶液振蕩浸提用于微生物生物量碳、氮測(cè)定。在進(jìn)行熏蒸的同時(shí)稱取同樣質(zhì)量的土樣3份浸提和測(cè)定，為不熏蒸對(duì)照。土壤微生物量碳(MBC)=(Ec-Ec0)/0.38；土壤微生物量氮(MBN)=(Ec-Ec0)/0.45；式中，Ec為熏蒸土樣浸提液中碳、氮量，Ec0為不熏蒸土樣浸提液中碳、氮量，0.38和0.45為校正系數(shù)。

1.4.3土壤微生物活性的測(cè)定土壤微生物活性包括土壤微生物熵(qMB)和微生物呼吸熵(qCO2)兩個(gè)指標(biāo)[6-7]。其中qMB=Cmic/Corg，式中，Cmic為土壤微生物生物量碳，Corg為土壤有機(jī)碳；qCO2=CO2-C/Cmic，式中，CO2-C為每天每克干重土壤中有機(jī)碳礦化釋放的CO2碳含量，CO2-C的測(cè)定采用堿液吸收法[14]：稱量相當(dāng)于25 g干土重的濕土，調(diào)節(jié)其到田間持水量的65%，放置于1000 mL密閉培養(yǎng)瓶中，隨后在土壤表層放置盛有20 mL 0.2 mol/L NaOH的小燒杯，密封后于25℃恒溫暗箱中培養(yǎng)；每5 d取出小燒杯，添加過(guò)量BaCl2，并用0.1 mol/L HCl溶液滴定釋放的CO2，共培養(yǎng)10 d。

1.5　數(shù)據(jù)分析

用Two-Way Repeated-Measure ANOVA檢驗(yàn)不同大小灌叢周圍不同位置土壤含水量、pH、有機(jī)碳、全氮及微生物生物量碳氮和微生物活性的差異，若存在差異(P<0.05)，進(jìn)一步通過(guò)配對(duì)t檢驗(yàn)對(duì)其進(jìn)行兩兩比較。所有統(tǒng)計(jì)分析采用SPSS 19.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行，文中圖均通過(guò)Origin 8.0獲得。

2結(jié)果與分析

2.1　不同大小灌叢周圍土壤理化性質(zhì)

對(duì)于不同大小灌叢，沙堆土壤有機(jī)碳含量顯著高于灌叢內(nèi)、外部(P<0.05)；而隨著灌木生長(zhǎng)增大，沙堆及灌叢內(nèi)外土壤有機(jī)碳含量均無(wú)顯著變化(P>0.05)(表2)。大灌叢沙堆、內(nèi)部、外部之間土壤全氮含量無(wú)顯著差異，而小灌叢沙堆土壤全氮含量顯著高于其內(nèi)部和外部；同時(shí)隨灌叢增大，灌叢內(nèi)、外部土壤全氮含量顯著增加(表2)。不同大小灌叢周圍土壤碳氮比的變化范圍為4.45~8.19，沙堆與灌叢內(nèi)外的土壤碳氮比存在顯著差異(P<0.05)；灌叢內(nèi)、外部的土壤碳氮比均隨灌叢的增大而顯著降低(P<0.05)(表2)。

表2　不同大小灌叢周圍土壤養(yǎng)分含量

此外，灌叢沙堆及內(nèi)外位置之間的土壤pH表現(xiàn)出顯著性差異，其中，沙堆土壤pH最低；隨著灌叢的增大，外部土壤pH呈顯著降低趨勢(shì)(P<0.05)(圖 1)。對(duì)于各灌叢周圍土壤的含水量，沙堆最低，與灌叢內(nèi)外部存在顯著差異(P<0.05)，但隨灌叢增大，沙堆土壤含水量顯著升高(圖 1)。

同行不同大寫(xiě)字母表示兩灌叢組同一位置差異顯著(P<0.05)；同行不同小寫(xiě)字母表示同一灌叢不同位置間差異顯著(P<0.05)。The different capital letters within the same row mean significant difference between the same locations of two shrub groups, the different small letters within the same row mean significant difference among three different locations of shrub. SOC: Soil organic carbon; TN: Total nitrogen.

圖1　不同大小灌叢周圍土壤pH及含水量變化Fig.1　Changes of soil pH and water content under the canopies of different size shrub　不同大寫(xiě)字母表示兩灌叢組間同一位置差異顯著(P<0.05)；不同小寫(xiě)字母表示同一灌叢不同位置間差異顯著(P<0.05)，下同。 The different capital letters mean significant difference between the same locations of two shrub groups, the different small letters mean significant difference among three different locations of shrub, the same below.

2.2　不同大小灌叢周圍土壤微生物特性

2.2.1土壤微生物生物量碳氮對(duì)于不同大小灌叢，內(nèi)部土壤微生物生物量碳含量均顯著大于外部土壤和沙堆(P<0.05)，而隨著灌叢增大，灌叢周圍不同位置土壤微生物生物量碳含量整體表現(xiàn)為升高趨勢(shì)(圖2A)。微生物生物量氮含量在灌叢周圍土壤中存在顯著差異(P<0.05)，且沙堆土壤中最高(圖2B)。兩灌叢組周圍土壤微生物生物量碳氮比變化范圍為7~25，且灌叢內(nèi)部顯著高于其他位置(P<0.05)(圖2C)。土壤微生物生物量氮含量占土壤全氮的0.72%~2.09%，這些比例隨灌叢的增大顯著降低(P<0.05)(圖2D)。

圖2　不同大小灌叢周圍土壤微生物生物量碳氮含量Fig.2　Soil microbial biomass under the canopies of different size shrubMBC: Microbial biomass carbon; MBN: Microbial biomass nitrogen.

2.2.2土壤微生物活性對(duì)于灌叢周圍土壤微環(huán)境，微生物熵(qMB)的變化范圍為1.69%~4.65%， 其中，灌叢內(nèi)部的qMB顯著大于沙堆和外部(P<0.05)，而兩灌叢組相同位置qMB無(wú)顯著差異(P<0.05)(圖3)。另外，不同大小灌叢周圍土壤的微生物呼吸熵(qCO2)也存在顯著差異，其中，沙堆的qCO2顯著高于灌叢內(nèi)部和外部(P<0.05)，而灌叢內(nèi)部最低。此外，灌叢沙堆的qCO2隨灌叢增大，顯著升高，而灌叢內(nèi)部qCO2相對(duì)穩(wěn)定，變化較小(圖3)。

圖3　不同大小灌叢周圍土壤微生物活性變化Fig. 3　Soil microbial activity under the canopies of different size shrubqMB: Microbial quotient; qCO2: Microbial metabolic quotient.

3討論

土壤資源的空間異質(zhì)性是干旱、半干旱區(qū)的一種普遍現(xiàn)象[15]。以往對(duì)灌叢周圍土壤資源的空間異質(zhì)性研究中，很少關(guān)注灌叢沙堆的土壤生化特征[16]。而沙堆作為灌叢攔截風(fēng)蝕中流動(dòng)碎屑的沉積體，富含大量養(yǎng)分[17]。本研究發(fā)現(xiàn)，沙堆中土壤有機(jī)碳、全氮含量顯著高于灌叢內(nèi)部和外部，而灌叢內(nèi)、外部土壤之間無(wú)顯著差異；且隨著灌叢增大，兩灌叢組之間沙堆有機(jī)碳和全氮含量無(wú)顯著變化，而灌叢內(nèi)、外部土壤全氮含量顯著升高(表2)。主要原因可能是試驗(yàn)區(qū)風(fēng)蝕嚴(yán)重，降雨稀少而蒸發(fā)量大，淋溶作用較弱，灌叢內(nèi)部土壤無(wú)法得到沙堆內(nèi)土壤養(yǎng)分的補(bǔ)充[18]，同時(shí)，由于灌木紅砂的根系主要分布于20~40 cm土層，表層根系較少，對(duì)周圍土壤養(yǎng)分的生物聚集能力較弱[19]。這與其他的一些研究結(jié)果不完全一致。如張璞進(jìn)等[18]研究發(fā)現(xiàn)，藏錦雞兒(Caraganatibetica)灌叢沙堆的土壤養(yǎng)分含量與其沙堆下土壤無(wú)顯著差異。這可能與不同物種間的形態(tài)特征差異以及灌叢沙堆中風(fēng)蝕物質(zhì)顆粒組成有關(guān)[20]。該結(jié)果表明，荒漠區(qū)紅砂灌叢能夠通過(guò)對(duì)周圍風(fēng)蝕的攔截，獲得豐富的土壤養(yǎng)分，尤其隨著灌叢的發(fā)育生長(zhǎng)，能顯著提高周圍土壤的養(yǎng)分含量。土壤水分作為干旱荒漠生態(tài)系統(tǒng)中的主要限制因子，也是該區(qū)土壤資源空間異質(zhì)性的一個(gè)重要表現(xiàn)[21]。本研究中，灌叢周圍土壤水分含量差異較大，其中灌叢內(nèi)部土壤含水量最高，沙堆最低；但隨著灌叢增大，沙堆土壤含水量顯著升高(圖1)。這可能是由于隨著灌叢灌幅增大，灌叢對(duì)沙堆的遮陰效果增強(qiáng)，減弱沙堆的蒸發(fā)，使其土壤含水量表現(xiàn)為逐漸升高的趨勢(shì)[21]。綜合以上研究表明，荒漠區(qū)土壤水分養(yǎng)分資源的空間異質(zhì)性受灌叢種群的生物學(xué)特性和植物個(gè)體大小的共同影響。

土壤微生物生物量變化往往受到土壤有機(jī)質(zhì)的輸入、土壤溫濕度、植物生長(zhǎng)及氣候變化等眾多因素的影響[22]。本研究中，土壤微生物生物量碳氮含量分別為55.23~113.81 mg/kg和4.66~7.66 mg/kg，遠(yuǎn)低于熱帶森林土壤(978~2088 mg/kg, 52~125 mg/kg)[23]。該結(jié)果表明，干旱荒漠生態(tài)系統(tǒng)中，受嚴(yán)酷自然環(huán)境的影響，土壤微生物生物量較低。此外，研究發(fā)現(xiàn)，灌叢內(nèi)部土壤微生物生物量碳含量顯著高于灌叢外部及沙堆，與Mazzarino等[24]的研究結(jié)果一致，即灌叢內(nèi)土壤微生物生物量遠(yuǎn)高于灌叢間土壤。這可能與灌叢內(nèi)部適宜的水分環(huán)境有關(guān)(圖1)。周焱等、李香真和曲秋皓[25]認(rèn)為，土壤有機(jī)質(zhì)水平越高，越有利于微生物群落發(fā)展，土壤微生物生物量越高。本研究結(jié)果與之不符，即紅砂灌叢周圍土壤微生物生物量碳的變化規(guī)律與有機(jī)碳并不一致，而與土壤水分、pH的變化趨勢(shì)基本一致。例如，沙堆內(nèi)土壤有機(jī)碳含量較高，而對(duì)應(yīng)的微生物生物量碳含量較低。這可能是因?yàn)樯扯淹寥浪趾枯^低，微生物群落發(fā)展受到抑制所致。同時(shí)也表明，土壤水分是調(diào)節(jié)干旱區(qū)荒漠生態(tài)系統(tǒng)土壤微生物物質(zhì)轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵因子。關(guān)于灌叢大小對(duì)周圍土壤微生物生物量的影響，本研究表明，隨著紅砂灌叢灌幅增大，土壤微生物生物量碳呈增加趨勢(shì)。說(shuō)明發(fā)育后期的紅砂灌叢利于周圍土壤微生物群落的生長(zhǎng)發(fā)育。然而，土壤微生物生物量氮隨灌叢增大的變化規(guī)律與微生物生物量碳不一致(圖2A,B)。這可能是由于灌叢周圍土壤全氮含量較低，影響了微生物對(duì)土壤氮素的固持作用，具體原因有待于進(jìn)一步研究。土壤中微生物群落不同，土壤微生物生物量碳氮比也不一樣，土壤微生物生物量碳氮比越高，土壤中真菌數(shù)量就越多。本研究發(fā)現(xiàn)，灌叢周圍土壤微生物生物量碳氮比表現(xiàn)出與土壤微生物生物量碳基本一致的變化趨勢(shì)，即灌叢內(nèi)部顯著高于其他位置，其中，大灌叢內(nèi)部土壤微生物生物量碳氮比最高。這可能與土壤微環(huán)境條件、有機(jī)碳及全氮含量有關(guān)。

以往研究表明，單一的微生物參數(shù)很難全面反映土壤健康狀況[6-8,26]，本文在對(duì)土壤微生物生物量研究的基礎(chǔ)上，又采用土壤微生物熵(qMB)和呼吸熵(qCO2)兩個(gè)指標(biāo)分別評(píng)估灌叢周圍土壤的生物學(xué)質(zhì)量。其中，qMB作為土壤微生物生物量碳與有機(jī)碳的比值，它以一種穩(wěn)定的形式變化，在對(duì)不同有機(jī)質(zhì)含量的土壤進(jìn)行比較時(shí)，能夠避免土壤有機(jī)質(zhì)的干擾，可作為評(píng)價(jià)土壤質(zhì)量變化的一個(gè)有用指標(biāo)[7-8]。本研究表明，灌叢內(nèi)部土壤的qMB均顯著大于沙堆和灌叢外部(圖3)，而兩灌叢組相同位置土壤的qMB無(wú)顯著差異。說(shuō)明各灌叢內(nèi)部土壤微生物活性較高，土壤環(huán)境質(zhì)量相對(duì)健康，且灌叢內(nèi)部土壤微環(huán)境受灌叢大小影響較弱。qCO2作為另外一個(gè)常見(jiàn)的土壤微生物活性指標(biāo)，將微生物生物量的大小與微生物的生物化學(xué)活性有機(jī)地聯(lián)系起來(lái)，可以直接反映土壤微生物的生理狀態(tài)[8,26]。qCO2越高，意味著微生物呼吸消耗的碳比例較大，建造微生物細(xì)胞的碳比例相對(duì)較小，微生物承受的環(huán)境壓力越大[26]。本研究發(fā)現(xiàn)，各灌叢沙堆的qCO2顯著高于灌叢內(nèi)部和外部；同時(shí)，隨著灌叢灌幅的增大，灌叢內(nèi)部qCO2相對(duì)平穩(wěn)，保持較低水平。表明灌叢沙堆中的土壤微生物受環(huán)境脅迫較大，活性較低，與前面較低的土壤微生物生物量和qMB相對(duì)應(yīng)；而灌叢內(nèi)部土壤微環(huán)境相對(duì)穩(wěn)定，不受灌叢大小影響，這進(jìn)一步表明沙堆對(duì)維持灌叢內(nèi)部土壤環(huán)境健康穩(wěn)定具有重要意義。

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Soil microbial biomass and activity under desert shrub canopies

CHEN Hongyang1, SHANG Zhenyan1, FU Hua1, ZHANG Baolin2, ZHANG Silian3, NIU Decao1*

1.StateKeyLaboratoryofGrasslandAgro-ecosystems,CollegeofPastoralAgricultureScienceandTechnology,LanzhouUniversity,Lanzhou730020,China; 2.AlxaAllianceGrasslandStationofInnerMongolia,Bayanhaote750306,China; 3.AlxaLeagueMeteorologicalBureauofInnerMongolia,Bayanhaote750306,China

Abstract:The effects of different size shrub (two groups of Reaumuria soongorica shrubs) on the spatiotemporal heterogeneity of soil properties were studied in the eastern Alxa Plateau. The soil organic carbon (SOC) and total nitrogen (TN) were significantly higher in the nebkha (dune) beneath and at the perimeter of shrub canopies. No differences were observed for SOC and TN in nebkhas under shrubs of different size. However, soil water content of nebkhas increased markedly with increasing shrub size. Soil microbial biomass carbon (MBC) and microbial biomass nitrogen (MBN) were 55.23-113.81 mg/kg and 5.46-7.66 mg/kg, respectively. The soil MBC and microbial quotient (qMB) were significantly higher beneath the shrub canopies than at the perimeter. The soil microbial biomass and activity beneath the shrub canopy remained relatively stable. The nebkha under the shrub canopies contained more nutrients but was not affected by shrub size. The formation of nebkha played an important role in maintaining the stability and health of the soil microenvironment beneath shrub canopies.

Key words:soil microbial biomass; soil microbial activity; shrub size; desert

*通訊作者

Corresponding author. E-mail:xiaocao0373@163.com

作者簡(jiǎn)介：陳鴻洋(1988-)，男，河南澠池人，在讀碩士。E-mail:chenhy11@lzu.edu.cn

基金項(xiàng)目：長(zhǎng)江學(xué)者和創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)發(fā)展計(jì)劃(IRT13019)，中國(guó)科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)(XDA05050406-8)，國(guó)家科技基礎(chǔ)性工作專項(xiàng)(2012FY111900)，國(guó)家自然科學(xué)基金(31070412)和高等學(xué)校博士學(xué)科點(diǎn)專項(xiàng)科研基金(20120211110029)資助。

*收稿日期：2013-08-27；改回日期：2013-12-17

DOI：10.11686/cyxb20150209

http://cyxb.lzu.edu.cn

陳鴻洋, 尚振艷, 傅華, 張寶林, 張斯蓮, 牛得草. 荒漠區(qū)不同大小灌叢周圍土壤微生物生物量及活性特征. 草業(yè)學(xué)報(bào)， 2015， 24(2)： 70-76.

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