内蒙古贝加尔针茅草原3种主要植物凋落物分解特征

以内蒙古贝加尔针茅（Stipa baicalensis）草原3种主要植物贝加尔针茅、羊草（Leymus chinensis）和冷蒿（Artemisia frigida）为对象,采用分解袋法研究了3种不同植物器官（叶、茎、根）凋落物的分解速率和养分动态变化过程。结果表明：3种主要植物凋落物分解速率存在明显差异,贝加尔针茅叶凋落物分解快于根凋落物,羊草和冷蒿根凋落物分解快于叶和茎凋落物;3种主要植物凋落物分解季节动态呈单峰型曲线,在8月份时达最大值;羊草和冷蒿茎凋落物初始N含量与其分解速率成显著正相关,3种主要植物凋落物C含量和C/N与各器官凋落物分解速率成显著负相关。     

氮、磷添加对贝加尔针茅草原凋落物分解的影响

凋落物分解是草原生态系统养分循环和能量流动的主要途径。养分是温性草原生产力主要限制因素之一。本文主要研究了养分添加对草原凋落物分解的影响,为草原生态系统养分管理和天然草地的恢复建设提供理论依据。试验以内蒙古贝加尔针茅草原为研究对象,使用网袋分解法,实验材料为贝加尔针茅(Sb)、羊草(Lc)以及冷蒿(Af)3种植物的根、茎、叶组织,设置4个处理:CK、N、P和NP(CK:不施任何肥料;N:硝酸铵;P:重过磷酸钙;NP:硝酸铵和重过磷酸钙)。结果表明,1) N、P、NP添加下,3种植物的残留率显著低于无养分添加,氮磷添加对凋落物分解有显著的促进作用。2)分解过程中,叶和根凋落物N元素前期释放,后期有轻微的富集现象,而茎凋落物呈现富集-释放-富集的模式。P元素和C元素基本呈现持续释放的模式。3)磷元素的残留率在N、P以及NP处理条件下均呈下降的趋势,与植物器官残留率的变化趋势相同。4)羊草各器官凋落物分解95%所用的时间为2.95~3.96年,贝加尔针茅为3.32~3.77年,冷蒿为2.64~4.89年。5)不同植物以及植物的不同器官凋落物分解速率对氮、磷添加的响应不同。     

氮素添加对贝加尔针茅草原凋落物分解的影响

对内蒙古贝加尔针茅草原群落开展氮素添加实验,设置6个氮素添加水平,氮素类型为硝酸铵(NH₄NO₃):对照(N₀),1.5 g N/m²(N₁₅)、3.0 g N/m²(N₃₀)、5.0 g N/m²(N₅₀)、10.0 g N/m²(N₁₀₀)和15.0 g N/m²(N₁₅₀)。利用凋落物网袋分解法,研究贝加尔针茅、羊草和冷蒿3种植物不同器官凋落物分解对氮素添加的响应。结果表明:1) 3种植物不同器官凋落物C残留率的季节变化与植物残留率的变化趋势相同,呈释放模式。2)贝加尔针茅各器官凋落物分解95%所需时间为3.79~5.75年。羊草各器官凋落物分解95%所需时间为3.12~6.34年。冷蒿各器官凋落物分解95%所需时间为2.69~6.82年。3)不同植物、不同器官凋落物分解速率对氮素添加响应不同,初始化学组成不是控制凋落物分解的主要影响因子。4)凋落物分解速率与土壤铵态氮、硝态氮和土壤含水量无显著相关性,冷蒿凋落物与土壤微生物量碳氮显著相关。5)本试验进行期间,氮素添加对各器官凋落物分解无一致影响,仅个别施氮水平对不同器官凋落物分解速率及养分释放有促进或抑制作用。在氮素添加背景下,凋落物分解受到时间、分解底物类型及氮素输入水平的共同影响。     

典型草原枯落物分解过程中官能团的动态特征

选择锡林浩特东部国家气候观象台的生态监测研究样地,对大针茅(Stipa grandis)、羊草(Leymus chinensis)、糙隐子草(Cleistogenes squarrosa)、知母(Anemarrhena asphodeloides)枯落物的化学结构特征进行阐释。结果表明:(1)枯落物分解速率呈先增大后减小的变化趋势,且知母枯落物分解速率高于大针茅、羊草和糙隐子草;枯落物总碳(TC)含量为富集-释放模式,在第120d时,知母枯落物TC含量高于其他3种植物。(2)大针茅、羊草、知母、糙隐子草枯落物所含的主要官能团为-OH;=C-H、-CH 2、-CH 3;C=O;C=O、C=C;C-O。(3)不同植物枯落物官能团含量在分解初期迅速减少,在分解后期减少趋势较为缓慢,与分解过程中枯落物的分解速率变化趋势一致;知母的含碳官能团含量在分解结束后最低,而羊草的则最大,且知母和糙隐子草损失量最大,与分解过程中枯落物TC含量的特征一致。(4)大针茅的支链化指数最大,羊草的最小;糙隐子草的芳香性指数最大,知母的最小。不同植物芳香性指数在分解初期迅速减少,在分解后期减少趋势较为缓慢,与分解速率变化趋势一致。     

氮添加对贝加尔针茅草原植物和土壤化学计量特征的影响

以贝加尔针茅草原为研究对象,设置N₀(0 kg N·hm^-2)、N₃₀(30 kg N·hm^-2)、N₅₀(50 kg N·hm^-2)、N₁₀₀(100 kg N·hm^-2)、N₁₅₀(150 kg N·hm^-2)5个氮添加水平,研究不同氮添加水平对6种植物叶C、N、P计量特征和土壤C、N、P计量特征的影响,分析植物计量特征与土壤计量特征的相关性,为深入理解N沉降增加对草原群落结构的影响提供基础数据。结果表明,自然条件下,6种植物叶C、N、P含量和计量特征存在显著的差异,表现为扁蓿豆叶C、N、P含量和叶N∶P最高,贝加尔针茅叶N、P含量最低,线叶菊叶C含量最低。氮添加提高了除扁蓿豆以外其他5种植物叶N含量,叶C∶P和叶N∶P,降低了叶P含量和叶C∶N,而叶C含量无一致变化趋势。氮添加提高了土壤有机碳含量、土壤N∶P,对土壤全氮含量和土壤C∶N无显著性影响。羊草、羽茅、线叶菊和草地麻花头叶N含量与土壤有机碳、土壤N∶P呈显著正相关,贝加尔针茅、羊草、羽茅和草地麻花头叶N∶P与土壤有机碳、土壤C∶P呈显著正相关。综合分析表明,土壤有机碳、土壤N∶P和土壤C∶P是影响6种植物叶C、N、P含量和计量特征的主要影响因素,但不同植物对氮添加的响应不同,意味着长期氮添加可能会改变贝加尔针茅草原生态系统的结构。     

黄土丘陵区不同植物凋落叶片的分解及养分释放特性

叶片凋落物的分解对生态系统的养分循环具有重要意义。刺槐、油松和柠条是豫西黄土丘陵区退耕还林时普遍采用的树种,高羊茅是该区分布广泛的建种草本植物。采用分解网袋法,对该区4种植物叶片凋落物一年内的分解特征及营养元素的释放规律进行研究。结果表明:1)柠条叶的分解率分别比刺槐叶、油松和高羊茅高8.86%、19.87%和13.18%,分解规律符合Olson指数模型,分解速率为柠条叶刺槐叶高羊茅叶油松叶。2)分解过程中4种凋落叶片的C/N、P含量持续降低,木质素含量缓慢增加,纤维素含量呈先增加后降低的变化趋势;不同凋落叶片分解过程中全C和全N含量的变化趋势存在差异。4种凋落叶片的C、P元素属于直接释放模式,N元素属于富集—释放模式。3)凋落叶片的分解速率与总C含量、木质素含量和C/N均呈显著负相关关系(P0.01),因此该地区凋落叶片的总C、木质素含量和C/N可以作为预测该地区凋落物分解的指标,凋落物叶片功能特征(比叶面积、厚度、硬度等)可能是影响其分解速率的重要因素之一。     

黄土丘陵区不同植物凋落叶片的分解及养分释放特性

叶片凋落物的分解对生态系统的养分循环具有重要意义。刺槐、油松和柠条是豫西黄土丘陵区退耕还林时普遍采用的树种,高羊茅是该区分布广泛的建种草本植物。采用分解网袋法,对该区 4 种植物叶片凋落物一年内的分解特征及营养元素的释放规律进行研究。结果表明:1)柠条叶的分解率分别比刺槐叶、油松和高羊茅高8.86%、19.87%和13.18%,分解规律符合Olson 指数模型,分解速率为柠条叶>刺槐叶>高羊茅叶>油松叶。2)分解过程中 4 种凋落叶片的C/N、P含量持续降低,木质素含量缓慢增加,纤维素含量呈先增加后降低的变化趋势;不同凋落叶片分解过程中全C和全N含量的变化趋势存在差异。4 种凋落叶片的C、P元素属于直接释放模式,N元素属于富集—释放模式。3)凋落叶片的分解速率与总C含量、木质素含量和C/N均呈显著负相关关系(P<0.01),因此该地区凋落叶片的总C、木质素含量和C/N可以作为预测该地区凋落物分解的指标,凋落物叶片功能特征(比叶面积、厚度、硬度等)可能是影响其分解速率的重要因素之一。     

内蒙古温带典型草原植物凋落物和根系的分解及养分动态的研究

在中国科学院内蒙古草原生态系统定位研究站,利用不同放牧强度下连续放牧了10年(1990-1999)的放牧样地,对停牧后草地恢复过程中的羊草(Leymus chinensis)、糙隐子草(Cleistogenes squarrosa)和星毛委陵菜(Potentilla acaulis)的凋落物和根系的分解及养分释放特性进行了研究.结果表明,植物凋落物和根系的分解及养分释放速率均以建群种羊草最高,重度退化种星毛委陵菜最低;凋落物和根系的分解及养分释放速率与木质素含量、C∶N、木质素∶N和木质素∶P均呈显著的负相关关系,而与土壤温度和土壤湿度则呈显著的正相关关系;在凋落物和根系的分解及养分释放过程中,土壤温度与土壤湿度存在极显著的互作效应.     

东北松嫩草地羊草群落环境因素与凋落物分解季节动态

对羊草群落凋落物分解季节动态与微生物呼吸速率、土壤有机质、土壤C/N、土壤温度、土壤水分等11种环境因素的季节动态进行了系统的研究,结果表明:1)凋落物分解季节动态呈单峰曲线,8月中旬达最大值4.285mg/(g·d)。2)凋落物分解指数为1.55,95%凋落物分解需6.8年。3)微生物呼吸速率季节动态呈单峰曲线,8月中旬达最大值13.27Cg/(cm2·d),同凋落物分解速率显著正相关。4)凋落物分解速率同土壤有机质含量、土壤C/N显著负相关。5)凋落物分解速率同土壤水分显著正相关。     

内生真菌对高寒草地紫花针茅凋落物分解的影响

禾草内生真菌对于提高宿主植物对生物和非生物胁迫的耐性发挥着积极作用,然而,禾草内生真菌共生体凋落物分解对于草地生态系统养分循环的影响仍不清楚。本研究以紫花针茅为研究对象,比较带内生真菌（E+）与不带内生真菌（E-）植株凋落物分解过程中重量及全氮、木质素和纤维素含量,以及木质素∶N、纤维素∶N与全氮、木质素和纤维素残留率的变化,以期揭示内生真菌在紫花针茅凋落物分解过程中发挥的作用。主要结果如下：E+紫花针茅凋落物分解速率高于E-,具有更短的分解周期;随着时间的延长,紫花针茅凋落物木质素含量和木质素∶N由E+显著高于E-逐渐变为二者之间差异不显著,纤维素含量、纤维素∶N和纤维素残留率则逐渐变为E+显著低于E-;另外,随着分解时间延长,E+和E-凋落物全氮含量呈上升趋势,而全氮残留率呈现出下降-上升-下降的趋势,且后期E+显著低于E-。因此,内生真菌不同程度地促进了紫花针茅凋落物全氮、木质素和纤维素的降解。     

内蒙古草甸草原植物叶片光合色素对极端干旱的响应

为深入了解草原植物叶片光合色素含量及组成如何响应极端干旱,研究了内蒙古草甸草原5种常见物种(羊草、贝加尔针茅、寸草苔、披针叶黄华和冷蒿)以及群落水平叶片叶绿素、类胡萝卜素含量及其比值在两种极端干旱模式(生长季为期4个月减雨66％和为期2个月减雨100％)下的变化特征.研究结果显示,为期4个月减雨66％显著增加了 5种物...     

水氮控制对荒漠草原凋落物分解的影响

为探讨水氮控制对荒漠草原优势植物无芒隐子草和冷蒿凋落物分解的影响,设置自然降雨(CK)、增雨30%(W)和减雨30%(R)3个水分处理以及0(N0)、30kg/hm~2·a(N30)、50kg/hm~2·a(N50)、100kg/hm~2·a(N100)4个氮素(NH_4NO_3)水平,开展水氮交互试验。结果表明:在21个月的分解过程中,无芒隐子草分解速率快于冷蒿。同一分解时间同水分处理,氮沉降促进两种凋落物的分解,CK-N和R-N处理,随施氮水平的增加促进作用先增强后减弱,于N50水平分解最快,分解50%所需时间为2.15a、2.45a和2.37a、2.69a,分解95%需要9.99a、11.37a和10.75a、12.24a;W-N处理,促进作用随施氮水平的增加而增强,于N100水平分解最快,分解50%所需时间为1.87a和2.23a,分解95%需要8.84a和10.30a。同一分解时间同氮素水平,增雨促进凋落物分解。相关分析表明:凋落物分解速率与初始全氮含量呈正相关,与初始全碳、纤维素、C/N、木质素、木质素/N和纤维素/N呈负相关。     

典型草原4种优势种牧草次生代谢物对亚洲小车蝗解毒酶活性的影响

亚洲小车蝗是我国北方草原重要害虫,具有特定的食物选择性和适应性。为揭示其食物选择的形成机制,测定了典型草原克氏针茅、羊草、糙隐子草和冷蒿4种优势牧草的黄酮、萜类、生物碱、酚类和单宁5种次生代谢物含量,并研究了这些次生代谢物对亚洲小车蝗生长发育及关键解毒酶活性的影响。结果表明,冷蒿、羊草中5种次生代谢物含量最高(P<0.05),克氏针茅中含量最低(P<0.05);与冷蒿、羊草处理相比,克氏针茅处理的亚洲小车蝗存活率、发育速率、生活力最高(P<0.05),氧自由簇(ROS)浓度、解毒酶活性、保护酶活性最低(P<0.05);克氏针茅作为最优食物资源,最利于亚洲小车蝗的生长发育和发生。该研究对于揭示蝗虫-植物特异性关系的形成机理,指导亚洲小车蝗的科学防控具有重要意义。     

草甸草原天然打草场植物群落对刈割干扰的响应

为了研究刈割干扰下天然打草场植物群落呈现出的消长状态,试验对呼伦贝尔草甸草原天然打草场不同植物群落物种组成、数量特征、物种多样性、生物量等指标进行了定量分析。结果表明:在刈割干扰下,羊草+杂草类群落中物种总数略低于贝加尔针茅+羊草群落;羊草+杂类草群落的密度和盖度均显著高于贝加尔针茅+羊草群落(P0.05);羊草+杂类草群落的Shannon-Wiener多样性指数和Pielou均匀度指数均显著高于贝加尔针茅+羊草群落(P0.05);羊草+杂类草群落的现存量和枯落物量均显著高于贝加尔针茅+羊草群落(P0.05)。说明刈割干扰对羊草+杂类草群落的影响小于对贝加尔针茅+羊草群落的影响。     

星毛委陵菜乙醇浸提物化感作用的研究

用土壤营养成分分析法及室内生物检测方法,研究星毛委陵菜(Potentilla acaulis)退化草地主要植物斑块土壤的营养成分,以及星毛委陵菜地上、地下部分的乙醇浸提物对4种受体植物克氏针茅(Stipa krylovii)、羊草(Leymus chinensis)、冰草(Agropyron cristatum)和冷蒿(Artemisia frigida)幼苗生长的影响,以期从化学生态学角度阐明星毛委陵菜作为草原沙化的阻击者,对典型草原优势植物种群存在的化感作用。结果表明:星毛委陵菜斑块土壤的营养成分除有效氮含量低于冷蒿斑块土壤外,其他营养成分含量均最高;星毛委陵菜地上、地下部分乙醇浸提物的化感效应因受体植物和浸提物浓度不同而存在显著差异。星毛委陵菜地上、地下部分浸提物均显著抑制克氏针茅幼苗的生长(P＜0.05),且随着浸提物浓度的增大抑制作用增强;对羊草和冷蒿幼苗生长具有"低促高抑"的效应:浓度≤0.004 g·mL^-1时促进羊草和冷蒿幼苗苗的伸长生长,浓度＞0.004 g·mL^-1时则表现为抑制作用;浓度为0.002 g·mL^-1时,地上部分浸提物能够促进冰草幼苗苗和根的伸长生长。星毛委陵菜乙醇浸提物对受体植物幼苗根生长的抑制作用要大于对幼苗苗生长的作用,并且星毛委陵菜地下部分的化感作用大于地上部分的。对星毛委陵菜化感作用最敏感的植物是克氏针茅,其次是羊草、冷蒿和冰草。     

晋北半干旱草地不同分解程度凋落物混合对分解特征的影响

半干旱草地凋落物层广泛存在着不同分解程度的植物残体,为探究其混合分解对草地养分循环的影响,本研究采用野外凋落物分解袋法,对晋北半干旱草地3种乡土植物本氏针茅、艾蒿和铁杆蒿不同分解程度凋落物进行单独[新鲜凋落物（LFresh）、半分解凋落物（LAged）]或混合分解[新鲜凋落物与半分解凋落物1:1混合凋落物（LMix）],研究不同分解程度凋落物混合对分解特征的影响。结果表明：不同分解程度凋落物混合物的干重剩余率随分解时间增加而降低。在分解335 d后,其交互作用强度最大,具体表现为：针茅混合凋落物和铁杆蒿混合凋落物的干重剩余率实测值分别比期望值低5.12%、4.68%,表现为协同效应,而艾蒿混合凋落物表现为加和效应。此外,针茅不同分解程度凋落物混合分解可以促进N释放,抑制纤维素分解;铁杆蒿不同分解程度凋落物混合分解可以促进C释放和木质素分解。研究表明,不同分解程度凋落物混合可以改变分解速率,促进养分释放,从而对草地生态系统的养分循环产生影响。     

坡向对云雾山典型草原枯落物分解特性的影响

为探讨不同坡向对草地枯落物分解特性的影响,应用尼龙网袋法研究云雾山典型草原主要优势种本氏针茅(Sti pa bungeona)和铁杆蒿(Artemisia sacrorum)(茎、叶)枯落物在阴阳坡1年内的分解失重情况及营养元素动态.结果表明:枯落物分解残留率呈逐渐下降趋势,1年后失重率在18.8％～39.94％之间,分解速率呈快-慢-快变化.指数回归方程拟合得到分解速率常数κ值大小顺序为铁杆蒿叶(0.446)＞本氏针茅(0.321)＞铁杆蒿茎(0.220),阳坡(0.355)＞阴坡(0.301),且不同物种和不同坡向对分解速率影响差异显著(P＜0.001).枯落物50％分解和95％分解所需的时间在1.39～3.45年和6.22～15.12年之间.Pearson相关分析显示分解速率常数κ与枯落物初始氮含量成显著正相关(r=0.895),与C/N比成极显著负相关(r=-0.940).枯落物1年分解过程中氮浓度波动上升,磷浓度波动下降,钾浓度持续下降.总体上N,P,K元素绝对量均下降,养分累积指数NAI＜100％.不同元素由于在枯落物中初始含量、存在方式及降解中微生物作用的不同,释放和积累模式也不同.     

氮磷添加对呼伦贝尔草地凋落物分解的影响

凋落物分解是草地生态系统能量流动和物质循环的重要过程,其分解与初始化学组成（内因）和土壤环境（外因）等因素有关。氮（N）、磷（P）作为植物生长所必需的大量元素,影响生命活动的很多过程,是凋落物分解中内因和外因的重要调控因素。以呼伦贝尔草甸草原中羊草、糙隐子草和披针叶黄华3种植物为研究对象,采用网袋分解法,研究氮磷养分添加在内因和外因方面对凋落物分解的影响。结果表明：1）凋落物分解过程受物种内在因素和土壤环境等外在因素的共同影响,在提高凋落物分解速率上,养分添加在外因方面作用大于内因方面;2）外因方面,氮磷养分添加显著促进3种凋落物分解;内因方面,对糙隐子草和披针叶黄华有促进作用,而对羊草则表现为抑制作用;3）凋落物分解过程中N、P元素的释放与凋落物初始N、P含量和土壤中N、P含量呈正相关关系。研究结果揭示了土壤氮磷养分差异是影响凋落物分解和养分释放的主导因素,今后研究应更多关注外在因素变化对凋落物分解过程的影响。     

割草地群落特征与土壤化学性质对利用年限的响应

对呼伦贝尔不同利用年限的贝加尔针茅(Stipa baicalensis)+日阴菅(Carexpe pediformis)和羊草(Ley-mus chinensis)+杂类草两种类型的割草地群落特征、植物营养成分及土壤营养成分进行了比较分析。结果表明,多年刈割使群落盖度降低,贝加尔针茅株丛破碎化、小型化,羊草退化;多年刈割的贝加尔针茅+日阴菅样地群落Mar-garlef丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数均高于同类型围封3年的样地,羊草+杂类草割草利用多年的样地Margarlef丰富度指数高于利用5年的样地。随刈割年限的增加,蔷薇科、菊科、毛茛科等一年生植物随之增加,地上生物量、枯落物现存量随着刈割年限的增加而降低;多年刈割使土壤有机质、全氮、速效氮的含量降低。     

贝加尔针茅草原主要植物地上生物量分配对放牧梯度的响应

通过对放牧梯度下贝加尔针茅草原主要植物不同器官(茎、叶、花或果)的生物量分配格局变化进行探索,结果表明:贝加尔针茅草原主要植物的繁殖分配随牧压梯度增加,表现出明显的规律性,中牧条件下,贝加尔针茅草原植物群落的繁殖分配与优势种羊草等较耐牧植物变化趋势一致,均较轻牧下显著增加,而优良禾草、豆科牧草等均显著减少;重牧条件下,植物群落的繁殖分配与优良禾草、豆科牧草等以及退化标志植物变化趋势一致,均较中牧下显著减少,而较耐牧植物羊草等均显著增加。