松嫩平原盐碱草地土壤酶活性与植物群落特征的关系初探

近年来,由草地资源不合理利用造成的草地退化、草地生态系统结构失调现象屡见不鲜。研究土壤的理化性质,对遏制草地退化、维护草地生态系统平衡、促进草地畜牧业的可持续发展具有重要的意义。土壤氮磷是草地土壤养分的重要组成部分,为揭示甘南州高寒草地全氮、全磷的空间分布状况,基于地面实测数据,采用经典统计与地统计相结合的方法,重点研究该地区全氮、全磷样地间及垂直分布的含量变化,并将其与N/P、C/N、土壤有机质及土壤含水量做相关性分析,最后分析不同海拔梯度、不同土层深度下土壤全氮、全磷的变化特征。结果表明:1)甘南草地表层全氮含量由西南向东北、由西向东逐渐降低。表层全磷的分布格局与全氮相似,呈西南向东北、从西向东南降低的趋势。全氮、全磷在040 cm的土层中均具有中等变异性。土壤全氮在020 cm土层变异程度降低,在2040 cm土层变异程度增加。土壤全磷的变异程度随土层深度的增加而增加。同一土层深度,土壤全氮的水平变异性都较全磷显著。随着土层深度的增加,全氮、全磷含量呈递减趋势,表层全氮、全磷含量显著高于深层土壤,普遍存在表面聚集现象。2)甘南草地土壤全磷在010 cm、1020 cm、2030 cm土层与全氮呈极显著正相关(P<0.01),随深度增加全氮与全磷的相关系数逐渐降低,至3040 cm土层不具有显著的相关性。N/P值与土壤全氮呈极显著正相关关系,与土壤全磷含量相关性不显著;表层土壤有机质含量与全氮、全磷和N/P皆呈显著正相关关系(P<0.05),且相关程度分别为:全氮>N/P>全磷。在各土层深度,有机质含量皆与土壤含水量呈极显著正相关。3)甘南草地土壤全氮、全磷含量均随海拔升高而降低。同一海拔,全氮、全磷含量随土层深度的增加变异系数呈增加的趋势。     

宁夏东部荒漠草原向灌丛地人为转变过程土壤粒径分形特征

以宁夏东部荒漠草原-人工灌丛地典型镶嵌区域为研究对象,根据生态界面理论,选取荒漠草地、草地边缘、灌丛边缘、灌丛地为主要转变样地,利用野外采样室内分析的方法,研究荒漠草原向灌丛地人为转变过程土壤性状、土壤粒径分形维数变化特征及其相互关系。结果表明,转变过程各样地土壤颗粒体积百分含量均表现为砂粒>粉粒>黏粒,且砂粒比例随着过渡逐渐增加,灌丛地最高,达98.97%;土壤分形维数变化介于1.02~2.58,随着转变过程呈降低趋势,抗土壤侵蚀能力逐渐降低,其中荒漠草地、草地边缘、灌丛边缘间无显著差异（P>0.05）,但均显著高于灌丛地36.79%~41.48%（P<0.05）。土壤分形维数变化在转变过程中与黏粒含量（<2 μm）、粉粒含量（2~50 μm）呈显著正相关关系（P<0.05）,与砂粒含量（50~2000 μm）呈显著负相关关系（P<0.05）;与土壤水分含量、毛管孔隙度、有机碳含量、全磷含量呈极显著或显著正相关关系（P<0.01,P<0.05）,与土壤容重呈极显著负相关关系（P<0.01）。主成分分析表明,土壤粉粒、土壤砂粒、土壤毛管孔隙度、土壤容重、土壤有机碳,土壤全磷在草地向灌丛地人为转变过程中对土壤粒径分形维数影响较大（P<0.05）。     

典型草原恢复演替过程中土壤性状动态变化研究

为探讨典型草原恢复演替过程中土壤性状的变化规律,在内蒙古太仆寺旗典型草原选取不同围封年限,处于不同恢复演替阶段的生长季围封(4-9月围封)恢复草地为研究对象,同时选取自由放牧草地为对照,开展典型草原恢复演替过程中土壤物理、化学和生物学特性的系统研究。结果表明,1)典型草原恢复演替过程中,土壤性状发生了一系列演变,与自由放牧草地相比,围封7,10,13,20年,土壤0~30 cm土层容重显著下降,＜0.05 mm的粘粉粒含量和孔隙度显著增加(P＜0.05);土壤有机质、全氮、全磷、速效氮、速效磷、速效钾、微生物数量、微生物量碳、微生物量氮显著增加(P＜0.05),酶活性增强,以0~10 cm土层增加最为明显,表现出明显的表聚现象。2)典型草原在围封恢复过程中若连续多年刈割利用,容易导致土壤结构再次恶化,土壤质量下降,草地发生二次逆行演替。因此,退化草地恢复演替过程中的合理利用问题(如合理的割草制度)有待进一步研究。     

青海省海北州不同草地利用方式土壤基本理化性状研究

为探索土地利用方式变化对土壤理化性状的影响,以青藏高原青海省海北州原生矮嵩草(Kobresia humil)草甸、原生灌丛草甸、退化矮嵩草草甸、退化灌丛草草甸、人工草地、农田地为研究对象,对各利用方式下土壤的基本理化性状进行研究。结果表明:退化导致0~10 cm土层土壤容重增大,而对下层土壤容重没有明显影响,2种退化草地0~10 cm土层的土壤容重均大于10~20 cm土层,其中退化灌丛草甸与原生灌丛草甸之间差异显著(P<0.05),人工种植也导致表层土壤容重有升高的趋势,人工种草和开垦均导致0~20 cm土层土壤容重的变异消失。草地退化和开垦均导致土壤有机碳和全氮含量降低,草地退化还导致土壤全磷含量降低,但开垦为农田后对土壤全磷的影响不大;草地退化和开垦也导致土壤有机碳、全氮、全磷含量沿土壤深度的变异消失。草地退化后表层土壤的有机碳、全氮和全磷含量明显降低,而退化对10~20 cm土层的有机碳含量影响不大。草地退化、开垦和农用均导致土壤表层速效氮的损失,草地开垦和农用的损失尤为剧烈;不同利用方式对土壤速效磷的影响较为复杂,未表现出一致的规律性。     

土地利用方式对陇中黄土高原土壤理化性状的影响

对陇中黄土高原至少50年传统耕作历史的农耕地和退耕20年的草地土壤理化性状进行了比较研究。结果表明,1)不同土地利用方式对土壤有机碳、全氮、速效磷、pH值和容重有显著影响。0~10 cm土层土壤有机碳含量草地显著高于农田,全氮含量差异不显著,20~100 cm土层有机碳和全氮农田高于草地(P<0.05);土壤全磷含量农田虽高于草地但无显著差异。土壤C/N除0~10 cm土层外,农田高于草地。在整个土壤剖面上,草地土壤pH值显著高于农田(P<0.05);除10~20 cm和底层土壤外,草地土壤容重也高于农田。2)草地土壤有机碳和全氮随土壤深度增加而降低,而农田土壤在0~30 cm土层随土壤深度的增加而增加,在30 cm土层以下与草地有相同趋势。草地土壤全磷含量各土层间没有显著差异,农田土壤全磷含量与土壤有机碳和全氮含量变化趋势一致;草地和农田土壤速效磷含量都呈减少趋势。土壤pH值随土壤深度的增加而增加。3)各样地土壤有机碳、全氮、全磷、速效磷与土壤容重和土壤pH值之间呈极显著负相关,土壤容重与土壤pH值呈极显著正相关,土壤有机碳、全氮、全磷和速效磷之间也呈极显著正相关关系。     

典型草原自然演替过程中土壤理化性质动态变化

以内蒙古巴林右旗退化典型草原为研究对象,采用空间序列代替时间序列的方法,探讨围封条件下,退化典型草原自然恢复过程中土壤物理性质及养分的动态变化。结果表明:围封对典型草原土壤含水量产生深刻影响,土壤水分含量呈增加趋势,增加最明显的是土壤表层0~5 cm;典型草原群落自然恢复过程中,土壤有机质、全氮、速效氮、速效钾增加极显著(P<0.01),全磷和速效磷增加较为显著(0.01<P<0.05),同时,土壤养分有明显的表聚现象;典型草原群落去除放牧践踏的干扰后,土壤物理性状得以改善,恢复6年和10年的0~5 cm土层土壤容重分别为1.27和1.25 g/cm3,显著低于恢复初期的土壤容重(P<0.05)。     

不同年限草原撂荒地土壤理化特性研究

对内蒙古锡林郭勒盟典型草原不同撂荒年限草原撂荒地土壤理化特性进行了研究。结果表明,随撂荒年限的增加,土壤有机质、全氮、碱解氮等主要养分均表现出先降低后增加的趋势,撂荒地有机碳的损失平均达到59.4%;在撂荒地表面0～20cm土层范围内,0.25～0.05mm粒径的砂粒含量逐渐增加,各撂荒地砂粒平均含量达76.84%,粉粒和粘粒含量逐渐降低,土壤机械组成出现粗化现象,保水能力降低,表层土壤容重增加而含水量低于天然草地。     

兰州市南北两山典型灌丛土壤理化性质

采用野外实地观测和室内测定相结合的方法,以兰州市南北两山4种典型灌丛（红花锦鸡儿、柽柳、红砂、千头柏）0~80 cm土壤层为研究对象,探讨不同灌丛土壤理化性质的变化规律,为该地区今后灌丛营造中树种选择提供理论依据。研究表明：1）红花锦鸡儿灌丛的土壤容重、持水量、孔隙度、渗透速率均好于其他灌丛类型;各灌丛的土壤pH在7.63~8.19之间;红花锦鸡儿灌丛的土壤有机质、全氮、无机氮含量均大于其他灌丛,柽柳次之;各灌丛土壤磷素和钾素变化各不相同。2）在0~80 cm土壤层,随着土壤深度的增加,土壤容重逐渐增加,土壤持水量、总孔隙度、毛管孔隙度、渗透速率、土壤有机质、全氮、无机氮、全磷、速效磷、速效钾逐渐降低;土壤pH和全钾在土壤层之间差异不显著。3）土壤理化性质相关性分析发现,土壤有机质与土壤全氮、持水量、毛管孔隙度、总孔隙度呈极显著正相关,与土壤容重呈极显著负相关;土壤容重与持水量、毛管孔隙度、总孔隙度呈极显著负相关。本研究结果表明红花锦鸡儿灌丛在改善土壤理化性质,增加土壤持水量和渗透能力等方面有更好的效果。因此该区域在今后的灌丛营造中考虑以红花锦鸡儿为主,能更好地发挥其保持水土的作用。     

长江源区高寒草地土壤有机质和氮磷含量的分布特征

土壤养分是高寒草地生态系统维系健康的基础。本研究分析了长江源区沼泽化草甸、典型草甸、草原化草甸和沙生草地的土壤养分特征,以期为高寒草地合理管理提供理论依据。研究表明,不同类型高寒草地的土壤有机质和全氮含量存在明显的差异,表现为沼泽化草甸典型草甸草原化草甸沙生草地,土壤有机质和全氮含量在各个草地类型内均随着土层深度增加而显著降低(P0.05);土壤速效氮含量为草原化草甸典型草甸沼泽化草甸沙生草地,草原化草甸含量高达65.5 mg·kg-1,而沙生草地含量仅为11.5 mg·kg-1,除沙生草地外,其他草地类型土壤速效氮含量最大值出现在10-20 cm土层;土壤全磷和速效磷含量在高寒草甸不同退化演替阶段及其各土层中差异不显著(P0.05);高寒草甸退化演替过程中,土壤养分各因素间相互影响,其中,土壤全氮、全磷、速效氮和速效磷与土壤有机质之间呈显著正相关关系,土壤速效氮与全氮和土壤速效磷与全磷之间亦呈显著正相关关系,而土壤p H值与土壤各养分之间的相关性均不显著。     

青藏高原东部不同草地类型土壤养分的分布规律

调查分析了青藏高原东部高寒草甸、高寒灌丛草甸、亚高寒草甸、沼泽化草甸、荒漠化草原、林间草地、盐渍化沼泽土壤碳氮磷含量垂直分布特征。结果表明,7种草地类型中,土壤有机碳含量大体随着土层的深入而降低,0~15 cm土层土壤有机碳的累积量从高到低依次为林间草地>高寒灌丛草甸>高寒草甸>沼泽化草甸>盐渍化沼泽>亚高寒草甸>荒漠化草甸(P<0.05);随土层深度变化土壤全氮含量与有机碳相似,0～15 cm全氮累积量从高到低依次为沼泽化草甸>林间草地>高寒灌丛草甸>高寒草甸>盐渍化沼泽>荒漠化草原>亚高寒草甸(P<0.05);荒漠化草原、林间草地和土壤全磷含量随土层深度无明显规律性,0～15 cm土层全磷累积量由高到低依次为高寒灌丛草甸>沼泽化草甸>高寒草甸>盐渍化沼泽>亚高寒草甸>荒漠化草原>林间草地(P<0.05);随土层深度的增加不同草地类型养分含量顺序不同。除沼泽化草甸,不同草地类型下土壤有机碳与全氮呈显著正相关。     

东祁连山小叶金露梅+杯腺柳灌丛草地植被和土壤对其自然恢复演替的响应

科学评价灌丛草地自然恢复演替特征，以期为灌丛草地的生态修复和可持续利用提供理论依据。采用“空间代替时间”的方法，研究了东祁连山小叶金露梅+杯腺柳灌丛植被碳储量和土壤理化性质对自然恢复演替的响应。结果表明，随着小叶金露梅+杯腺柳灌丛恢复演替期的延长（约20年），灌丛群落碳储量增加1.2~3.8倍；丛间土壤呼吸速率增大1.1~2.0倍，丛内保持不变；丛间和丛内土壤含水量减小1.0~1.5倍，容重增大1.0~2.0倍；丛间和丛内土壤有机质、速效氮和速效磷含量均呈先增后减的单峰曲线，其含量先增加2.0%~48.7%，后减少4.4%~32.0%，全磷和全钾含量增加3.0%~76.0%，其他养分含量变化各异。随着灌丛草地植被的恢复演替，草地碳储量增加，但土壤理化性质受负面影响。故建议积极探寻实现草地生态系统高效、平衡和持续发展的途径，使灌木和草本植物协调共生、和谐生长，稳定生态系统平衡，提高草牧业生产能力和增加农牧民经济收入。     

开垦种草对高寒草甸土壤理化性质的影响

对玛曲高寒草甸天然草地及开垦种草8年和20年草地土壤理化性质进行了比较研究。结果表明,土壤含水量天然草地显著高于开垦种草8年草地;土壤容重0～10 cm土层天然草地显著高于开垦种草20年草地;0～60 cm土层土壤有机碳含量天然草地显著高于开垦种草草地,比开垦种草草地高38.66%。土壤全氮、速效氮、全磷和速效磷含量天然草地显著高于开垦种草草地。土壤全氮、速效氮和全磷含量随开垦种草年限增加逐渐下降。各样地土壤全氮、速效氮与土壤有机碳呈显著正相关关系。     

浑善达克沙地3种灌木土壤分形特征与养分关系

以浑善达克沙地广泛分布的3种典型荒漠草原灌木柄扁桃、小叶锦鸡儿和狭叶锦鸡儿灌丛下土壤为研究对象,测定分析3种灌丛下0~60 cm土层深度的土壤颗粒机械组成、土壤体积分形维数和土壤养分含量的垂直分布特征,探讨草原灌丛化后土壤分形特征与土壤肥力的关系,揭示灌丛植被在荒漠草原的生存与扩散机制。结果表明,3种典型灌丛形态结构存在差异,拦截风沙流后沉积在灌丛下的土壤粒度特征不同,其中粘粉沙体积含量和分形维数在不同物种间差异显著(P<0.05)。土壤分形维数表现为小叶锦鸡儿(2.346)>狭叶锦鸡儿(2.259)>柄扁桃(2.149)>裸沙地(2.057);土壤分形维数主要由粒径小于0.25 mm的粘粉沙(<0.05 mm)、极细沙(0.05~0.1 mm)和细沙(0.1~0.25 mm)体积百分含量决定,其中0.1 mm粒径是决定研究区灌丛下土壤分形维数的临界粒径,即小于该粒径的粘粉沙、极细沙含量越多,土壤分形维数越高。灌丛下土壤有机质和全氮含量与土壤分形维数存在极显著正相关关系(P<0.01);土壤有机质含量随土层深度增加而递减,全氮和全磷含量随土层波动性较强,不同物种间土壤有机质和全氮含量差异显著(P<0.05),而全磷含量差异不显著。灌丛覆盖的土壤结构和肥力均较裸沙地有明显改善,不同物种改良土壤的效果依次为小叶锦鸡儿>狭叶锦鸡儿>柄扁桃。     

高寒草地灌丛化对土壤团聚体生态化学计量学及酶活性的影响

草地灌丛化是影响土壤有机碳库储量的驱动因子之一。本研究以川西高寒灌丛化和未灌丛化草地为对象,分析团聚体内有机碳、全氮、全磷、全钾含量、蔗糖酶、脲酶、磷酸酶、过氧化氢酶、蛋白酶和β-D葡萄糖苷酶活性及生态化学计量比特征。结果表明：1）有机碳、全氮和全磷主要富集在0.053~0.25 mm团聚体内,灌丛化降低了团聚体内生源物质含量。2）灌丛化后团聚体内C/N、C/P和N/P均呈增加趋势,且C/N最大值出现在>2 mm团聚体中,而C/P和N/P的最大值均出现在0.053~0.25 mm团聚体中,最小值分别出现在<0.002 mm和0.002~0.053 mm团聚体中（P>0.05）。3）灌丛化草地和未灌丛化草地土壤酶活性呈>0.25 mm团聚体内富集,灌丛化后土壤各粒径团聚体中蔗糖酶活性增加、而蛋白酶和磷酸酶活性降低。4）脲酶和β-D葡萄糖苷酶在灌丛化草地和未灌丛化草地中均与土壤有机碳和全氮含量呈正相关关系,蔗糖酶和过氧化氢酶与全钾含量呈正相关关系,蛋白酶和磷酸酶与全磷含量呈正相关关系。该区域土壤生源物质主要固存于大团聚体内,而大团聚体易被外界干扰破碎,可见灌丛化现象不利于该研究区有机碳的长期固存。     

不同利用方式对新源县春秋草地土壤理化性质的影响

通过调查确定了新源县则克台镇春秋草地的4种利用方式：打草、自由放牧、分段放牧、划区轮牧,对比分析了不同利用方式下的土壤理化性质。结果表明,自由放牧方式土壤砂粒含量最高,平均达到21.23%,粉粒含量最低,且在10～20 cm土层显著高于划区轮牧方式（P<0.05）。4种利用方式下,土壤容重为1.08～1.26 g·cm-3,土壤没有表现出压实效应。放牧利用方式下土壤有机质、碱解氮、有效磷含量高于打草地,其中,划区轮牧和自由放牧草地土壤有机质含量高于分段放牧方式,自由放牧方式仅使土壤表层碱解氮显著升高,其土壤速效钾和有效磷的含量均低于分段放牧和划区轮牧。因此,划区轮牧和分段放牧是研究区较为合理的利用方式,可防止土壤养分降低。但是,与划区轮牧相比,分段放牧使土壤表层砂粒含量增高,容重增大,有机质含量降低,所以,采用分段放牧时,应适当降低利用强度。     

不同恢复措施对宁夏典型草原土壤碳氮储量的影响

为探讨不同恢复措施下草原土壤有机碳、全氮储量特征的变化,以宁夏黄土丘陵区典型草原为对象,对放牧(对照GG),封育(EG),水平沟(CG)和鱼鳞坑(FG)3种不同恢复措施下0~40 cm土壤有机碳、全氮储量进行研究。研究表明:1)土壤有机碳和全氮含量以封育草地最高,分别为30.35和2.92 g/kg,放牧草地次之,水平沟草地最低(P<0.05);C/N表现为封育最高,水平沟次之,放牧草地最低;各措施下土壤有机碳和全氮含量随着土层加深整体呈下降趋势。2)土壤有机碳和全氮密度呈封育和放牧草地较高,鱼鳞坑居中,水平沟最低。各恢复措施下有机碳密度随着土层加深而降低,全氮密度无明显规律。3)土壤碳氮储量表现为封育草地>放牧草地>鱼鳞坑草地>水平沟草地。禁牧封育更有利于该区典型草原土壤有机碳和全氮储量的积累。