放牧对青藏高原高寒草地土壤有机碳含量的影响

【目的】受气候变化和人类活动影响,青藏高原生态安全屏障仍然面临退化草地面积大、固碳能力降低等生态风险。揭示放牧对青藏高原高寒草地土壤有机碳含量影响及调控因素,对于提升高寒草地生态屏障功能具有重要作用。【方法】采用 Meta 分析,明晰不同放牧强度对青藏高原土壤有机碳含量、理化性质影响的平均效应值,结合混合效应模型,揭示放牧对土壤有机碳影响效应的主要调控因素。【结果】放牧干扰极显著降低高寒草地土壤有机碳含量,降幅约 13. 93%,平均效应值-0. 15±0. 04 （P＜0. 001）。轻度、中度和重度放牧草地土壤有机碳降幅分别为 12. 19%、13. 06% 和 15. 63%,轻度放牧处理未达到显著性检验水平。放牧干扰显著降低高寒草地土壤速效钾、全磷、全氮和全钾含量,降幅分别为 14. 55%、10. 74%、9. 14%（P＜0. 01）和 3. 17%（P＜0. 05）。放牧显著增加速效氮含量和土壤容重,增幅分别为 11. 90% 和 12. 66%。放牧草地土壤有机碳效应值,主要受土壤速效钾、全氮含量、土壤容重和海拔影响,均达到显著性检验水平,效应值变异的解释强度为 69. 73%。【结论】轻度放牧提高土壤速效钾含量,有利于降低放牧引起的青藏高原高寒草地碳排放量。     

放牧干扰对荒漠草原土壤性状的影响

在宁夏荒漠草原选取围封禁牧(NG)、轻度放牧(LG)、中度放牧(MG)和重度放牧(HG)4个放牧强度,研究不同放牧强度对土壤物理和化学性状的影响。结果表明,放牧干扰对荒漠草原土壤物理和化学性状影响显著。土壤含水量和孔隙度随着放牧强度的增加呈显著降低趋势,而土壤容重和pH值呈线性增加趋势。重度、中度、轻度放牧0～30 cm土壤含水量和孔隙度比围封禁牧分别降低了21.1%,12.0%,4.7% 和 3.2%,2.5%,2.1%。不同放牧强度土壤含水量随着土壤深度的增加均呈显著增加趋势。随着放牧强度的增加,土壤有机碳和C/N降低。重度放牧0～10和10～20 cm土壤有机碳比围封禁牧分别降低了20.6%和14.1%,土壤C/N分别降低了43.4% 和34.1%。土壤全磷、速效磷和全钾含量随着放牧强度增加呈增加趋势,而土壤电导率和全氮含量呈先增加后降低趋势。合理放牧可以改善荒漠草原土壤结构和养分性状,有利于遏制荒漠草原土壤的退化。     

祁连山东段不同退化高寒草甸土壤有机碳密度研究

于2008年在祁连山东段天祝地区选取轻度、中度和重度3个不同退化程度的高寒草地,以土壤有机碳密度为研究对象,探讨高寒草地在不同退化程度干扰下土壤有机碳密度的变化特征。结果表明:随着高寒草地退化程度的加重,土壤含水量降低,容重和pH值增大;土壤有机质和全氮有相似的变化趋势,中度与轻度或重度退化草地土壤有机质和全氮差异显著(P<0.05);土壤有机碳密度在0-10 cm土层显著高于其他土层(P<0.05),并随着土层加深有显著的垂直变化趋势;不同退化程度草地在0-30 cm土层总土壤有机碳密度表现为中度>轻度>重度退化草地。     

不同放牧强度下高寒草甸植被特征和土壤养分变化研究

放牧作为最主要的生物干扰因子之一,影响着草地生态系统植被和土壤的生态进程。在自然放牧条件下,通过不同放牧强度的比较试验,对高寒草甸土壤营养成分及地上群落特征进行分析,为制定合理的放牧强度提供理论依据。结果表明:随着放牧强度加大,地上总生物量、物种丰富度在封育样地最高,在重牧样地最低,而封育、轻牧、中牧样地香浓-威纳多样性指数并没有显著的差异;禾草和莎草的地上生物量和总盖度在中牧条件下最高。与轻牧、中牧和封育样地相比,重牧样地的杂草有较高的地上生物量和总盖度;5月份土壤含水量随放牧强度增加而减少,7月份、9月份则相反;封育、轻牧、重牧样地的土壤容重显著低于中牧样地(P<0.05);在整个生长季节,重牧样地的pH值明显高于其他3个处理,而封育?轻牧?中牧3个样地pH值没有显著差异;在整个生长季节,封育、轻牧、中牧、重牧4个样地土壤有机碳含量随着放牧强度的增加而趋于下降,其中封育、轻牧、中牧3样地土壤有机碳含量都显著高于重牧样地(P<0.05);土壤的全氮含量在各放牧样地里并没有显著变化,而土壤氨态氮、硝态氮则在植物整个生长季节随着放牧强度的加大而增加;在整个生长季节里全磷含量最大值都出现在中牧样地里,速效磷含量表现出了和全磷一致的结果。因此,适度放牧是保护生物多样性,维持土壤养分以及提高草地生产力的有效途径;当高寒草甸由于退化导致生物量锐减,生物多样性丧失等严重后果时,围栏可以作为有效的恢复手段。     

放牧与围封对呼伦贝尔针茅草原土壤酶活性及理化性质的影响

以呼伦贝尔地带性植被贝加尔针茅草原、大针茅草原和克氏针茅草原为研究对象,研究了放牧和围封对不同类型针茅草原土壤酶活性和理化性质的影响.结果表明,围栏内外草原土壤理化性质差异显著.放牧压力下,土壤容重、pH值均显著升高,土壤含水量、有机质含量显著降低,大针茅草原和克氏针茅草原土壤全氮、全磷含量亦显著下降.各植被类型草原土壤碱性磷酸酶和转化酶放牧样地较围封样地呈现活性增加的趋势,脲酶和过氧化氢酶的活性变化因植被类型不同而各有差异.土壤酶活性与土壤有机质、全氮、速效磷之间具有显著的相关性,可以用来指示草原退化与恢复状况.     

呼伦贝尔不同草地类型土壤微生物量及土壤酶活性研究

以呼伦贝尔5种不同草地类型(线叶菊草原、贝加尔针茅草原、羊草草原、大针茅草原、克氏针茅草原)为研究对象,分析了不同草地类型土壤理化性状、土壤微生物数量、土壤微生物量、土壤酶活性的变化特征及其相互关系。研究表明,各类菌群数量分布在5种草地中均为细菌>放线菌>真菌,但不同菌群数量及区系组成在各草地类型间均存在显著差异(P<0.05)。细菌数量在5种草地中依次为:羊草>贝加尔针茅>克氏针茅>线叶菊>大针茅,真菌数量依次为:线叶菊>克氏针茅>羊草>贝加尔针茅>大针茅,放线菌数量依次为:克氏针茅>羊草>线叶菊>贝加尔针茅>大针茅。土壤微生物量碳、氮(SMBC、SMBN)在不同草地类型间差异显著(P<0.05),线叶菊草原土壤微生物量碳、氮均显著高于其他草地类型(P<0.05),其中大针茅草原、羊草草原土壤微生物量碳、氮均较低。研究还表明,各草地类型土壤酶活性的垂直分布均表现为表层土壤(0~10cm)酶活性大于下层土壤(10~20cm)酶活性,不同草地类型间土壤酶活性亦存在显著差异(P<0.05),线叶菊草原土壤过氧化氢酶和转化酶活性均显著高于贝加尔针茅草原和大针茅草原;土壤脲酶活性以克氏针茅草原最高,且与线叶菊草原、贝加尔针茅草原和大针茅草原差异显著;而土壤磷酸酶活性则为羊草草原显著高于其他样地。相关分析结果表明,不同草地类型土壤微生物数量、土壤微生物量、土壤酶活性、土壤理化性状之间均存在相关性,从回归分析得出的2个方程可知,土壤微生物量碳随着土壤含水量、细菌数量的增加而增加,随着土壤磷酸酶活性的增加而降低;土壤微生物量氮则随着土壤过氧化氢酶活性的增加而增加,而随着土壤磷酸酶活性与土壤容重的增加而降低。     

草地对碳汇的作用

草地利用和管理方式是维系草地农业生态系统土壤碳平衡的重要机制之一,土壤植被的改变是土壤有机碳变化的驱动力,不同利用方式的土壤有机碳含量有明显差异,0~100cm土壤有机碳密度的变化顺序为:人工灌木林地次生天然草地人工草地弃耕地农田。放牧作为主要草地利用方式,不同强度对草地有机碳含量有显著影响,0~10cm和10~20cm土层中土壤有机碳含量随放牧强度的增加而下降,中度放牧区和重放牧区分别显著低于未放牧区。乱开乱垦对草地植被初级生产力产生严重影响,使植被盖度和草地初级生产力严重下降,导致0~20cm和20~40cm土壤有机碳含量降低。     

放牧强度对三江源典型高寒草甸生物量和土壤理化特征的影响

为了揭示高寒草甸生态系统在放牧扰动下的植被和土壤特征变化,通过野外样地调查和室内分析法研究和探讨围栏封育(EN)、轻度放牧(LG)、中度放牧(MG)、重度放牧(HG)、对照区(CK)几种不同放牧强度对草地生物量和土壤碳特征的影响,为高寒草甸的退化研究提供依据。结果表明,封育区地上生物量和地下生物量最高,随着放牧强度的增加,草地地上生物量和地下生物量均呈减少趋势;放牧干扰对高寒草甸土壤湿度也产生影响,其中封育区和轻牧区土壤湿度显著高于其他处理(P0.05);在土壤剖面上,随着土层深度的增加土壤湿度呈明显降低趋势;放牧的践踏作用不仅影响土壤湿度,而且随着放牧强度的增加土壤容重增加;土壤全氮和土壤有机碳也对放牧有一定的响应,土壤全氮表现为LGENMGCKHG,土壤有机碳从高到底为LGENMGHGCK。草地受到放牧干扰时,适度的践踏干扰将提高草地生产力和碳固存,但是高强度的放牧对草地植被和土壤结构的干扰作用不利于草地生态系统的可持续发展。     

短期放牧对青藏高原东北边缘高寒草甸土壤及微生物碳氮含量的影响

年际内短期放牧是青藏高原东北边缘地区草地利用的主要方式,而土壤有机碳和全氮含量是草地生产力维持的基石。以青藏高原东北边缘天祝县高寒草甸土壤为对象,研究了不放牧(对照)、轻度放牧(0.8头牦牛/hm2)、中度放牧(1.0头牦牛/hm2)和重度放牧(1.2头牦牛/hm2)条件下土壤有机碳和全氮以及土壤微生物量碳氮含量的变化特征。结果表明:重度放牧使土壤表层0～10cm和10～20cm全氮含量降低了12.5%和10.7%,中度放牧使10～20cm土层土壤有机碳含量增加了11.21%,其他各层全氮和有机碳含量并未随放牧强度变化发生显著变化;微生物量氮在0～10cm土层随放牧处理变化十分明显,轻度放牧、中度放牧和重度放牧下比对照分别增加了65.35%、25.23%、46.91%(P<0.05),而0～10cm土层微生物量碳在中度放牧处理下含量比对照显著增加(P<0.05),说明在表层相对于土壤碳氮,微生物量碳氮对短期放牧的反应更为灵敏。     

放牧模式对祁连山东缘高寒草甸土壤理化特性和物种多样性的影响

阐明不同放牧模式对土壤理化特性和物种多样性的影响,为祁连山东缘高寒草甸的管理利用提供参考.选择划区轮牧(RG)、禁牧(PG)、轻度放牧(LG)和生长季休牧(GSG)4种放牧模式下的样地,检测各样地间植被群落物种多样性、生物量和土壤养分等指标,并分析其影响因素.结果 发现:1)LG样地0～30 cm土层土壤含水量最高,且20～30 cm土层LG的土壤含水量显著高于RG、GSG和PG样地的土壤含水量(P＜0.05),LG样地0～30 cm土层土壤容重最低,但放牧模式对土壤pH值无显著影响,pH值均在7.0～7.8;GSG样地10～20 cm土层土壤有机碳和全氮含量显著高于PG样地(P＜0.05),PG样地0～10 cm土层土壤全钾含量显著高于RG样地(P＜0.05),LG和GSG样地20～30 cm土层土壤全钾含量显著高于RG和PG样地(P＜0.05);2)LG样地物种均匀度、丰富度和Shannon-wiener指数均最高;3)冗余分析表明,不同放牧模式下土壤全钾、含水量、容重和pH值等是影响群落物种多样性的重要因素.综合分析,轻度放牧模式能有效改善草地土壤和植被状况.     

青藏高原高山嵩草草甸植物多样性和土壤养分对放牧的响应机制

以青藏高原高山嵩草(Kobresia pygmaea)草甸为对象,研究不同放牧强度对草甸群落植物多样性、土壤化学性状及土壤有效态微量元素的影响,旨在为高山嵩草草甸生态系统保护和恢复提供科学依据。结果表明:随着放牧牦牛强度的增加,高山嵩草草甸群落的盖度、群落物种数、物种多样性、地上生物量均显著降低,重度放牧与对照间差异显著(P<0.05),而适度放牧与对照间差异不显著;放牧对土壤化学性状的影响主要表现为,随着放牧强度增加,0~30 cm土层中有机质、速效氮、全磷和速效磷含量减少,而适度放牧全氮含量与对照间差异不显著。适度放牧下10~20 cm土层中全磷和速效磷含量显著增加,与对照和重度放牧相比差异显著(P<0.05)。不同放牧强度下土壤有效态微量元素Fe,Mn,Cu和Zn的含量差异显著(P<0.05)。不同放牧强度对高山嵩草草甸的土壤有效态微量元素含量影响不同,从高到低依次为Fe>Mn>Zn>Cu。因此,适度放牧是保护高山嵩草草甸植物多样性、维护土壤养分以及提高草地生产力的有效途径。     

喀纳斯草地群落和土壤理化特征对放牧干扰的响应

对不同放牧干扰强度下喀纳斯草地植物群落数量特征、土壤理化特征的变化及土壤养分分布与植物群落间的关系进行了研究,结果表明:随放牧强度的增加,植物群落高度下降,生物量减少,盖度降低,密度则在一定放牧强度内呈增加趋势;土壤容重在0～10 cm土层随放牧强度的增加而显著增加(P<0.05),土壤含水量在0～10 cm土层随放牧强度的增加而显著下降(P<0.05),两者在重牧与极牧阶段均无差异(P>0.05);从轻牧到重牧,土壤有机质、碱解氮和有效磷在土壤表层(0～10 cm)均呈下降趋势,到极牧阶段又上升,而土壤速效钾随放牧强度的增加而增加;土壤有机质和碱解氮的分布与植物群落高度和生物量呈正相关,且土壤有机质与植物群落高度和生物量相关性显著(P<0.05),土壤有效磷、速效钾与植物群落特征均表现为负相关关系.     

休牧对西藏高寒草原和高寒草甸植被与土壤特征的影响

休牧是西藏主要放牧管理和草地保护的措施之一,目的是通过自然力的作用使退化草地的植被与土壤得到恢复,维持较高的多样性和生物量。本研究以西藏中部高寒草原和高寒草甸为研究对象,通过野外调查和室内试验分析,研究自由放牧和休牧对高寒草原和高寒草甸植物物种多样性、总生物量、地上地下生物量权衡以及土壤理化性质的影响,对比自由放牧和休牧对高寒草原和高寒草甸植被与土壤特征影响的差异。结果表明:在高寒草原与高寒草甸,休牧6~8年虽一定程度降低了植物群落的Simpson指数、Pielou指数、Shannon-Wiener指数,增加了植被总生物量,但变化均未达到显著水平(P>0.05)。休牧6~8年提高了地上和地下生物量权衡值,并促使植物更多地向地上部分生长,且在高寒草甸的作用效果更为明显。另外,休牧和自由放牧对高寒草甸以及高寒草原草地土壤机械组成、土壤微团聚体、土壤营养元素影响没有显著差异。综合分析发现,休牧对西藏高寒草地的植被恢复尚未产生明显的效果,表现为休牧对群落生物多样性、植被生物量和土壤理化性质影响均未达显著水平,因此,对西藏休牧的实施效果还有待于今后进一步的观测和研究。     

放牧对蒿类荒漠草地植物群落和土壤理化性质的影响

通过对不同放牧梯度下蒿类荒漠草地地上植物的高度、盖度、密度和生物量及地下土壤容重、全氮、全磷、全钾和有机质等指标的测定和分析,旨在为此类草地恢复和合理放牧制度的确立提供科学依据。结果表明:(1)不同放牧梯度下放牧后的草地植物的地上生物量下降十分为明显,放牧前、适度放牧后及重度放牧后分别为:161.98,105.11和73.17g/m~2,草地植物生物量在不同牧压间的变化差异极显著(P0.01);(2)适度放牧下,0~10、10~20及20~30cm的土壤容重在放牧前后均差异不显著(P0.05)。重度放牧下,10~20cm土壤容重放牧后比放牧前增加,差异显著(P0.05);(3)10~20和20~30cm土层,全钾在适度放牧后和重度放牧后均表现为增加、有机质均有所减少,其放牧前后均差异显著(P0.05)。     

高原鼢鼠扰动对高寒草甸土壤理化特性及植物生物量的影响

为揭示高原鼢鼠（Eospalax baileyi）种群密度对高寒草甸土壤理化性质和植物生物量的影响，本研究选择祁连山东缘高原鼢鼠3个不同种群密度（高、中、低）干扰下高寒草甸样地，分析了土壤理化特性、植物生物量变化及干扰强度和土层间的互作效应。结果发现：随种群密度增多，土壤含水量、容重、有机碳、全氮含量和全磷含量均呈增加趋势，而全钾含量和根冠比降低，土壤碳氮比先减后增，总生物量及地下生物量逐渐降低，地上生物量先增后减；同一干扰强度下，土壤土层深度对其pH值、全氮含量和全磷含量有显著影响（P<0.05），对地下生物量和土壤水分有极显著性影响（P<0.01）。干扰强度和土层的互作对全钾、全磷和水分有显著性影响（P<0.05），对pH值和地下生物量有极显著影响（P<0.01）。可见，高原鼢鼠扰动显著改变了土壤理化性质和植物生物量，并与土层深度有互作效应。     

放牧管理对西藏高寒沼泽植物群落结构和土壤碳氮的影响

对西藏当雄县3种不同放牧管理模式(冬季放牧、冬春季放牧和全年放牧)下的高寒沼泽的植物群落结构和土壤碳氮进行了调查。调查发现,3种放牧管理模式下的高寒沼泽植物群落总盖度差异不显著,而优势物种藏嵩草的高度和盖度差异显著;放牧管理对沼泽群落结构和物种多样性影响较大,随着放牧强度的增加,物种丰富度增加;放牧利用显著降低了高寒沼泽湿地群落优势物种藏嵩草的高度和盖度,其优势度也显著降低,使得高寒沼泽逐渐退化。冬季放牧、冬春季放牧和全年放牧沼泽地上生物量和地下生物量依次降低。同时,随着放牧强度的增加,高寒沼泽表层土壤有机碳氮的含量也显著降低,且高寒沼泽表层土壤碳氮与地上和地下生物量显著正相关。通过对比分析,冬季放牧是当前西藏高寒沼泽较好的放牧管理模式。     

短期围栏封育对高寒草甸植物群落及土壤理化性质的影响

充分了解围栏封育对植物群落及土壤理化性质的影响,是合理制定草甸恢复和利用相关政策、促进当地畜牧业经济可持续发展的关键。本研究通过对西藏三江并流区封育2年的高寒草甸的群落样方调查与土壤理化性质测定,结果表明,比较自由放牧,围封后地上和地下生物量分别提高26.24%和8.94%,但物种多样性指数略有下降;围封后土壤电导率、盐度和总溶解固体分别下降26.50%,29.03%,30.15%;围栏内地上生物量与土壤盐度、总溶解固体、电导率呈显著正相关(P<0.05),地下生物量与硝态氮、温度呈显著正相关(P<0.05);围栏外地下生物量与介电常数、体积含水率呈显著负相关(P<0.05),与铵态氮呈显著正相关(P<0.05)。研究结果表明,2年短期围封对高寒草甸植物群落及其土壤理化性质均有一定改善,可以作为应对草甸退化的干扰手段与管理措施。     

退化高寒草甸植物群落和土壤特征及其相互关系研究

为了探究不同退化阶段高寒草甸的植被特征和土壤特征变化及其相互关系,通过野外样方调查和室内分析方法相结合测定了植物生物量、物种多样性指数、土壤养分和土壤理化性质,并分析了不同退化阶段下的特征差异与内在关系。结果表明：从轻度到极度退化过程中植被盖度、地上与地下生物量均呈现降低趋势,植被群落物种多样性指数、香农维纳多样性指数、均匀度指数和辛普森指数均呈下降趋势,土壤养分与理化性质趋于恶化,土壤水分下降和土壤容重的增加导致生物量下降。生物量与土壤性质之间相互作用、相互影响,在中度退化阶段改变植物群落组成和土壤性质,减少土壤养分流失,提高植物群落结构稳定性以及增加植物群落多样性将有利于退化高寒草甸的恢复。本研究有助于理清不同退化阶段高寒草甸的退化规律,并为恢复退化高寒草甸提供科学依据和理论基础。     

不同放牧强度对高寒草甸植被群落结构和土壤理化性状的影响

放牧是青藏高原高寒草甸最基本的利用方式。高寒草甸生态系统能否可持续利用与放牧强度紧密相关。本研究通过在青藏高原东缘碌曲县设置三个放牧强度处理和一个对照,分析了植被群落结构和土壤理化性质对放牧强度的响应。结果表明,植被盖度、高度和地上生物量均随放牧强度增加而降低,物种丰富的在中度放牧下最高;适度放牧能显著增加莎草比例,杂草随放牧强度增加而增加;土壤含水量和有机质随放牧强度增加而降低,pH和全磷无显著性变化,土壤容重无规律性变化;全氮、全钾和速效钾随放牧强度增加呈先增加后降低的趋势;速效磷随放牧强度增加而增加。综合分析认为,适度放牧能显著改良植被群落结构和土壤理化性质,有利于高寒草甸的可持续利用。