高寒灌丛与珠芽蓼草地土壤有机碳的稳定性

在高山草原带选择了以珠芽蓼为主要群落组成的草地、以金露梅为主要群落组成的灌丛和以柳+金露梅为主要群落组成的灌丛,研究土壤有机碳的生物稳定性.研究结果表明,在0~30 cm土层,金露梅灌丛平均土壤总有机碳含量显著低于珠芽蓼草地,但是与柳+金露梅灌丛之间差异不显著.金露梅灌丛和柳+金露梅灌丛土壤粗有机碳、热水溶性有机碳在土壤总有机碳中的比例以及矿化有机碳与微生物量有机碳的比值显著高于珠芽蓼草地.这些结果说明灌丛土壤有机碳的生物稳定性显著低于草本珠茅蓼草地,意味着在过度放牧、砍伐和开垦等人为干扰下灌丛土壤有机碳将更加容易降低.     

开垦利用对东祁连山高寒灌丛草地土壤养分含量的影响

对同一海拔高度的东祁连山金露梅、山生柳高寒灌丛草地以及灌丛草地开垦后种植燕麦的土地,进行了土壤养分含量的研究.结果表明:金露梅灌丛草地和山生柳灌丛草地的土壤养分含量除全钾外,其他元素都是随土层加深而下降,且各土层差异显著(P<0.05).燕麦地除了全钾、速效钾、速效锰外,都是随土层加深而下降,且各土层差异显著(P<0.05).山生柳灌丛草地与金露梅灌丛草地土壤养分差异不显著(P>0.05).但灌丛草地与开垦地土壤养分差异显著(P<0.05),并且开垦后种植燕麦的土壤养分含量明显受到人为的控制和干扰,其土壤有机质、全氮、速效氮、速效磷和速效锌含量均比灌丛草地高,而全磷、速效钾、速效铁、速效铜和速效锰含量比灌丛草地低,速效钾含量并不随土层加深而变化,速效铁和速效锰含量则随土层加深而上升.     

不同植被覆盖方式对土壤活性有机碳及腐殖质的影响

【目的】探讨不同植被覆盖方式对土壤有机碳和腐殖质组分的影响,为湖南衡阳不同植被恢复措施的生态效益评价提供依据。【方法】以研究区不同植被覆盖模式（自然恢复草地、人工恢复草地、灌丛草本混交地、灌丛地和乔木灌丛混交地）土壤作为研究对象,分析表层(0～10 cm)与亚表层(10～20 cm)土壤理化性质、土壤活性有机碳组分和土壤腐殖质组分的特征。【结果】①自然恢复草地土壤pH显著高于其他植被覆盖方式,自然恢复草地和灌丛地土壤体积质量显著高于其他植被覆盖方式,土壤有机碳、碱解氮和速效磷含量则以人工恢复草地和灌丛草本混交地显著高于其他植被覆盖方式,速效钾含量在不同植被覆盖方式间差异不显著。②人工恢复草地与灌丛草本混交地的土壤微生物生物量碳、胡敏酸、富里酸、胡敏素含量及胡敏酸/土壤有机碳、胡敏酸/富里酸显著高于其他植被覆盖方式(P＜0.05)。③人工恢复草地与灌丛草本混交地的土壤易氧化有机碳、土壤微生物熵与土壤有机碳活度显著低于其他植被覆盖方式(P＜0.05)。④除速效钾外,土壤微生物生物量碳、土壤易氧化有机碳、土壤微生物熵和土壤有机碳活度均与土壤腐殖质组分以及土壤理化性质存在密切的相关性。【结论】人工恢复草地与灌丛草本混交地的土壤有机碳稳定性较强,土壤腐殖化度和腐殖质聚合度更高,更有利于土壤碳的积累与土壤肥力的提高。     

东祁连山不同高寒草地型土壤微生物数量分布特征研究

通过现场采样,室内培养与观察、测定,对青藏高原东祁连山6种不同的高寒草地型土壤微生物数量的生态分布、季节动态的特征,以及与相关生态因子的关系进行比较分析。结果表明,不同高寒草地型土壤微生物数量及细菌、放线菌和真菌类群组成比例均存在较大差异。土壤微生物数量的季节动态变化总体表现为5月(牧草返青不久)数量最高,7月中旬有所下降,11月份的数量最少。土壤微生物数量在表土层(0～10cm)居多。土壤微生物总数与土壤全N相关极显著,与土壤有机C、土壤微生物量氮(Nmic)和地下植物生物量的线性相关显著,而与土壤C/N比值和土壤微生物量碳(Cmic)之间的线性相关不显著。     

川西高寒灌丛草地不同海拔梯度土壤化学计量特征

【目的】阐释川西高寒灌丛草地生态脆弱区各海拔梯度对土壤养分及化学计量特征的响应规律,为高寒山地生态系统的保护以及植被恢复与重建提供理论支持。【方法】在四川省甘孜州折多山东坡选取了3 400,3 600,3 800,4 000,4 200 m 5个海拔梯度,测定各海拔范围内0~20,20~40,40~60 cm各层土壤的养分含量,分析不同海拔梯度土壤化学计量比的垂直分布特征。【结果】土壤有机C、全N、C/P和N/P在海拔为3 400~3 800 m时呈现上升趋势,在3 800 m处达到最大值后又逐渐下降,整体呈"倒V型"变化;土壤全P、N/K和P/K随海拔的升高逐渐上升;土壤全K含量除在海拔3 600 m处之外,都随海拔的增加逐渐降低;C/N和C/K则随海拔的上升大致呈现增加的趋势。土壤有机C和全N显著相关(P0.05),全N和全P显著相关(P0.05);海拔与土壤全P和C/K呈现极显著正相关(P0.01),和土壤全K呈现显著负相关(P0.05),和土壤N/K、P/K呈显著正相关(P0.05);受海拔及植被类型影响,高海拔地区土壤有机C和全N含量明显高于低海拔地区;C/P和N/P在一定程度上受有机C和全N的影响,而C/K、N/K和P/K受全K含量的影响较大;各化学计量比在不同海拔梯度的平均值表明植被类型对土壤C/N/P的影响较大,从而导致土壤碳氮磷的空间变异性较大。【结论】土壤有机C和全N含量具有明显的表聚作用,因此,加强高寒灌丛草地土壤的保护对折多山的植被修复和重建具有重大意义。     

西藏尼洋河流域不同土地利用方式对土壤微生物量碳、氮的影响

【目的】系统深入地研究本区域不同土地利用类型对土壤微生物量碳、氮的影响,为该地区土地资源地的合理利用和可持续管理提供科学依据.【方法】以西藏尼洋河流域3种土地利用方式(耕地、草地和林地)的土壤为研究对象,研究了0～10、10～20、20～40、40～60、60～100 cm土壤有机碳、有机氮、微生物量碳、微生物量氮和易氧化有机碳含量、分布特征及相互之间的关系.【结果】不同土地利用方式下,林地的土壤有机碳含量高于草地和耕地,土壤有机碳含量垂直变化趋势均随着深度增加而降低的趋势(P0.05),且主要富集在0～20 cm深度的土壤中.土壤有机碳含量在林地、草地和耕地之间差异显著(P0.05),而在耕地和草地之间差异不显著(P0.05).土壤有机氮在耕地与草地和林地之间差异显著(P0.05),而在草地和林地之间差异不显著(P0.05).林地的土壤易氧化有机碳、微生物量碳和氮含量均高于耕地和草地.土壤易氧化有机碳、微生物量碳和微生物量氮含量变化趋势与土壤有机碳含量变化相似,呈显著的正相关.土壤微生物量碳、氮含量除了受制于土地利用方式外,还受制土壤温度、湿度、pH值和植被类型等因子的交互作用.【结论】土地利用方式的变化显著影响了土壤有机碳和氮、易氧化有机碳、微生物量碳和氮含量.     

三江源地区高寒草地群落的垂直分布规律

对三江源区高寒草原和高寒草甸两个草地类型垂直分布的草地群落特征、土壤性状和害鼠危害进行了测定.结果表明,随海拔的增高,玛多地区高寒草原类草地垂直分布表现为明显的两个草地型,分别为紫花针茅(Stipa purpurea)草地型和小嵩草(Kobresia pygmaia)草地型.草地的演替度逐渐减小,而物种丰富度呈上升趋势,草地质量指数以山中为最高,山底居中,山顶最低.物种丰富度、均匀度、多样性指数随海拔的增加而增加;称多地区高寒草甸类草地随海拔的增高,垂直分布表现为明显的3个草地型,分别为小嵩草草地型、高山柳(Salix cupularis)灌丛草地型和矮嵩草(Kobresia pygmaea)草地型.草地优势种发生了明显的变化,草地质量指数和演替度随海拔升高而增加,物种丰富度、均匀度、多样性指数均以山中高山柳灌丛型草地为大.两种草地类型土壤有机质含量由表层向下逐渐减少,随着海拔高度的增加,有机质含量均呈上升趋势,土壤中氮、磷、钾的含量上升,速效磷的含量下降.随海拔增加,草地植被覆盖度下降,碳酸钙和pH值逐渐增加.     

武夷山常绿阔叶林土壤有机碳和微生物量碳的动态特征

为了探讨常绿阔叶林关键区域土壤碳循环规律,在2010-2011年间,以武夷山常绿阔叶林不同土层土壤为对象,研究土壤微生物量碳（MBC）和土壤有机碳（SOC）的季节变化特征及剖面分布;分析森林土壤微生物量碳与土壤有机碳、土壤微生物熵（qMB）的关系及其影响因素。结果表明,常绿阔叶林土壤微生物量碳含量的变化表现为：夏季、秋季较高,春季、冬季较低;而土壤有机碳含量的季节变化不明显。土壤微生物量碳和土壤有机碳在G1（0~10 cm）表层土壤含量明显高于G2（10~20 cm）和G3（20~30 cm）,差异显著;而G2、G3土层之间差异不显著,但表现为自上向下显著递减的趋势;土壤微生物量碳与土壤有机碳、土壤微生物熵含量均表现出显著相关性（P<0.01）。研究表明,表层土壤有机碳的累积量较高,土壤有机碳的积累对土壤微生物量碳具有重要的影响。     

基于Meta-analysis的中国干旱半干旱区土地利用变化的土壤碳氮效应研究

通过整合分析方法,对中国干旱、半干旱区农田、林地、灌丛和草地4种土地利用方式下地表土壤有机碳、氮含量进行了定量分析。结果表明,不同土地利用方式对表土碳、氮含量影响显著;草地转化为农田将降低土壤有机碳、全氮含量（-60.9%和-54.3%）,草地转化为林地将导致土壤有机碳、全氮含量的降低（-21.5%和-31.3%）;草地转化为灌木林地将增加土壤有机碳含量（＋33.6%）和降低土壤全氮含量（-5.9%）。可见,受人类活动干扰最为强烈的农田的土壤有机碳、全氮含量最低,而草地、灌木林地具有较好的土壤肥力和土壤质量保持功能。因此,开展灌草植被恢复和农田弃耕（自然恢复）可有效改善土壤肥力和增加土壤碳、氮存贮     

半干旱地区不同土壤团聚体中微生物量碳的分布特征

 在半干旱地区采集7个不同利用方式的土样,利用干筛法获得不同粒径的团聚体,并分析其有机碳、微生物量碳和K_2SO_4浸提碳含量。结果显示,有机碳含量最高的土壤其大团聚体占的比例也最高;未筛分土壤的微生物量碳以灌溉耕地最高、油菜-土豆轮作旱地最低,分别为336和189mg·kg-1。团聚体微生物量碳含量为153～324mg·kg-1。灌溉耕地土壤>5mm团聚体最高,草地土壤<0.25mm团聚体最低。土壤有机碳和微生物量碳在大团聚体(>2mm)中的含量相对都高于小团聚体。微生物量碳与土壤有机碳极显著相关,与K2S     

巴音布鲁克高寒草原不同退化程度土壤化学计量比特征

【目的】研究退化草地土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)生态化学计量特征的变化规律,为退化草地的恢复治理及草地资源的科学管理提供理论依据。【方法】以巴音布鲁克不同退化阶段(未退化,ND;轻度退化,LD;中度退化,MD;重度退化,HD)高寒草原为对象,采用野外调查和室内分析相结合方法,测定退化草地土壤有机碳、全氮、全磷等养分。【结果】4个不同退化程度草地的土壤C、N、P含量均随土壤深度的增加而减少,其中碳含量在0~10、10~20和20~30 cm土层4个退化程度依次下降了53.0%、54.0%和52.0%,氮、磷含量也依次下降了42.0%~95.0%、29.0%~43.0%(P＜0.05)。0~10、10~20和20~30 cm土层土壤碳氮比在重度退化后达到最低,较未退化分别降低71.0%、75.0%和77.0%(P＜0.05);在20~30 cm土层未退化与轻度退化间差异不显著(P＞0.05);与未退化草地比,重度退化以后0~10、20~30 cm土层氮磷比显著降低了64.0%、59.0%,在轻度退化过程中10~20 cm土层土壤氮磷比要高于未退化(P＜0.05);土壤表层碳氮比、碳磷比和氮磷比与地上生物量呈显著正相关关系(P＜0.05)。土壤C、N、P化学计量比值与地上生物量表现出良好的相关性(P＜0.05)。【结论】巴音布鲁克高寒草原不同退化草地土壤化学计量比明显下降。     

长期围栏封育对天山中部草地土壤有机碳及微生物量碳的影响

以天山中部中科院巴音布鲁克草原生态观测站三种类型草地长期(26 a)围栏封育样地为研究对象,通过野外调查取样结合室内分析的方法,研究了长期(26a)围栏封育对草地土壤有机碳和微生物量碳含量的影响,结果表明:(1)围栏外(自然放牧条件下),表层的土壤有机碳含量为高寒草甸(165.29 g·kg-1)＞高寒草甸草原(98.73 g·kg-1)＞高寒草原( 83.54 g·kg-1),微生物量碳含量依次为高寒草甸草原(181.70 mg·kg-1)＞高寒草甸(146.37 mg· kg-1)＞高寒草原( 43.06 mg· kg-1).围栏封育后,高寒草甸、高寒草甸草原、高寒草原表层土壤有机碳含量分别提高了 11.37％、3.26％和2.21％;高寒草甸草原和高寒草甸微生物量碳含量分别增长2.89％和12.04％,而高寒草原降低40.36％.(2)从围栏内外土壤剖面来看,土壤有机碳、微生物量碳含量随着土壤深度的增加依次降低,微生物熵也随土壤深度的增加呈现降低的趋势.(3)微生物量碳含量与土壤速效钾、全磷含量达到极显著负相关(P＜0.01),与速效磷含量达到极显著正相关(P＜0.01),与土壤有机碳、全氮、全钾含量呈显著正相关(P＜0.05)与土壤速效氮含量正相关,但不显著.     

内蒙古典型草原土壤微生物生物量研究

在内蒙古锡林河流域和皇甫川流域的典型草原,分别以放牧退化梯度和不同植物群落两系列的土壤样品作为研究对象,测定了土壤微生物生物量碳、氮,分析了其与放牧强度和地上植物群落的关系,以及土壤微生物生物量在内蒙古草原的生态分布变化.结果表明,内蒙古草原土壤微生物量碳、氮含量与土壤有机碳、全氮含量具有很好的相关性,可以作为评价草原土壤肥力的生物指标.过度放牧会导致土壤微生物生物量降低.不同地上植物群落维持的土壤微生物量不同.内蒙古草原沿东西走向土壤微生物量总体呈下降趋势.     

黄土高原高寒区不同人工林土壤养分及生态化学计量特征

  目的  通过分析黄土高寒区不同人工林和不同土层的土壤养分和生态化学计量变化,旨在阐明不同人工林土壤养分和化学计量特征,揭示土壤养分和化学计量随土层深度的变化规律。  方法  以青海黄土高寒区退耕的人工林地（包括青海云杉、华北落叶松、青杨、白桦）为研究对象,以自然退耕的草地和农田为对照,测定了6种植被类型在0 ~ 20 cm、20 ~ 40 cm和40 ~ 60 cm土壤层的C、N、P含量及生态化学计量比。  结果  （1）黄土高寒区不同人工林的土壤C、N含量差异显著（P < 0.05）,P含量部分差异显著;人工林地各土层的C、N含量显著高于草地和农田,且青杨林在0 ~ 20 cm表土层的有机碳、全氮含量最高,分别为25.82、2.17 g/kg。（2）黄土高寒区不同人工林的土壤生态化学计量有显著差异（P < 0.05）;0 ~ 60 cm土层中人工林地的C∶N显著低于农田,C∶P和N∶P高于草地和农田（P < 0.05）;青杨在0 ~ 20 cm表土层的生态化学计量比其他人工林类型高,C∶N、C∶P和N∶P分别为11.99、43.27和3.64。（3）相关性分析表明,研究区土壤的有机碳与全氮相关性最紧密（P < 0.01）,全氮与土壤C∶N和N∶P相关性最紧密（P < 0.01）,有机碳与土壤C∶P相关性最紧密（P < 0.01）。说明研究区土壤C、N对不同人工林的响应具有一致性,土壤的C∶N和N∶P主要受全氮的影响,C∶P主要受有机碳的影响。（4）在0 ~ 60 cm土层中,黄土高寒区不同植被类型的土壤C、N、P含量均随土壤深度的增加而降低。研究区土壤的生态化学计量除青杨随土壤深度的增加而下降外,其他退耕植被无显著变化趋势。说明人工林对表层土壤养分的改良效果最好。  结论  不同人工林的土壤养分及生态化学计量有显著差异,且青杨林表层土壤的养分含量和化学计量最高;土壤养分随土壤深度的增加而降低,土壤生态化学计量随土壤深度变化不显著。      

长期氮添加对贝加尔针茅草原土壤微生物群落多样性的影响

以贝加尔针茅草原不同土层土壤为研究对象,开展了连续6年的氮添加野外控制试验,8个氮素添加处理分别为N0(0 kg N·hm~(-2))、N15(15 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))、N_200(200 kg N·hm~(-2))、N300(300 kg N·hm~(-2)),采用氯仿熏蒸提取法和Biolog生态板法,分析了不同氮添加量下草原土壤微生物生物量碳、氮及微生物群落功能多样性的变化规律。结果表明,长期添加无机氮素,土壤微生物生物量碳降低;高氮添加(N100、N150、N_200、N300)提高了微生物生物量氮,显著降低了微生物熵。培养96 h时,生态板的平均颜色变化率(AWCD)在0~10 cm土层大小顺序依次为N50N30N100N15N0N_200N150N300。相同氮添加量下,不同深度土层土壤微生物生物量碳、氮和AWCD值总体表现为0~10 cm土层高于10~20 cm土层。0~10 cm土层,高氮添加(N100、N150、N_200、N300)下,土壤微生物群落功能多样性指数H低于或显著低于对照(N0),均匀度指数E高于或显著高于对照,各处理间优势度指数D差异不明显。主成分分析结果表明,高氮处理、低氮处理及无氮添加下土壤微生物对碳源利用能力存在较大差异。土壤pH、有机碳、全氮、全磷、微生物生物量氮、微生物熵、微生物量碳氮比、硝态氮与土壤微生物群落功能多样性密切相关,100 kg N·hm~(-2)氮添加量是土壤微生物活性从促进到抑制的一个阈值。     

西藏高原高寒草原生态系统植被碳磷比的分布特征及其影响因素

为了揭示西藏高原高寒草原生态系统植被碳磷比的分布特征及其影响因素,以西藏高原高寒草原生态系统为对象,采用野外调查与室内分析相结合的方法,对高寒草原生态系统植被碳磷比的分布特征及其影响因素进行研究。结果表明：西藏高原高寒草原19个草地型植物叶片碳磷比的平均值为204.53,变异系数为35.72%,植物根系碳磷比的平均值为226.29,变异系数为27.93%,总体呈现出东西部低、中间高的态势和斑块状交错分布的格局。影响植物叶片碳磷比的关键环境因子是年均气温、最冷月均气温、≥10℃积温、6—9月降水率、0~10 cm土壤容重、10~20 cm土壤含水量、土壤速效钾、水溶性碳、全氮、全磷和全钾含量;而影响根系碳磷比的关键环境因子则是最冷月均气温、≥10℃积温、年均降水量、地上生物量、土壤pH、有机质、全钾、全磷和总碳水化合物含量。     

不同退化程度高寒草地土壤微生物量碳特征分析

为了探讨不同退化程度高寒草地土壤微生物量碳分布变化规律,在具有典型退化特征的高寒草甸与高寒草原研究样地开展野外调查,采集土壤样品,进行室内土壤微生物量碳等指标的测定。结果表明,不同退化程度草地间土壤微生物量碳含量达极显著差异(P0.01),土壤微生物量碳含量随高寒草地退化加剧呈降低趋势,高寒草甸草地与高寒草原草地土壤微生物量碳含量在轻度至极度退化程度下存在极显著差异(P0.01),高寒草甸草地土壤微生物量碳含量为249.18~359.32mg/kg、高寒草原草地为243.11~326.44mg/kg。各退化程度下,土壤微生物量碳不同土层间均达极显著差异(P0.01),呈0~10cm10~20cm20~30cm的变化趋势,土壤微生物量碳含量0~10cm土层较20~30cm下降速度更快,高寒草甸草地各土层微生物量碳含量均高于高寒草原草地。高寒生态条件下,草地退化对土壤微生物量碳具有较为明显的影响。     

草原土壤有机碳含量的控制因素

基于374个高寒草原和温带草原土壤样品的测试结果,运用多元逐步回归分析模型定量评估了土壤环境因子对土壤有机碳(SOC)含量的影响.结果表明:高寒草原土壤有机碳含量(20.18 kg C/m2)高于温带草原(9.23 kg C/m2).土壤理化生物学因子对高寒草原和温带草原SOC含量(10 cm)变化的贡献分别是87.84％和75.00％.其中,土壤总氮含量和根系对高寒草原SOC含量变化的贡献均大于对温带草原SOC含量变化的相应贡献.土壤水分是温带草原SOC含量变化的主要限制性因素,其对SOC含量变化的贡献达33.27％.高寒草原土壤C/N比显著高于温带草原土壤的相应值,揭示了青藏高原高寒草原较高的SOC含量是由于较低的土壤微生物活性所导致.