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。     

放牧强度对昭苏草甸草原土壤有机碳及微生物碳的影响

采用2a短期小区控制放牧试验,设置了不放牧(0头牛/hm2)、轻度放牧(0.38头牛/hm2)、中度放牧(0.64头牛/hm2)、重度放牧(0.90头牛/hm2)4个处理,在伊犁昭苏草甸草原上研究放牧强度对草地土壤有机碳、土壤微生物量碳及土壤微生物商的影响。结果表明,短期放牧条件下,随放牧强度的增加,0～30cm土层土壤微生物量碳含量及土壤微生物熵均呈先增加后降低趋势;短期放牧下,放牧强度对土壤有机碳含量影响较小(P>0.05),对土壤微生物量碳含量的影响较显著(P<0.05),土壤微生物量碳对放牧的响应较土壤有机碳更敏感;中度放牧下土壤微生物量碳含量明显高于对照、轻度放牧和重度放牧(P<0.05),0～10cm土层、10～20cm土层、20～30cm土层微生物量碳含量依次为1 074.77,667.94,392.54mg/kg。无论放牧与否,土壤微生物量碳含量、土壤有机碳含量及土壤微生物商均随剖面深度的增加呈现显著降低趋势。     

围栏对新疆山区草地土壤碳氮的影响

通过对新疆典型山区草地——高寒草甸、亚高山草甸和山地草原的野外实地监测，在对草原围栏内外植物群落生物量、土壤温度、土壤水分和土壤碳、氮特征研究结果比较基础上，讨论了围栏对天然草地土壤有机碳、氮的影响：有利于土壤有机碳、氨的恢复，但由于土壤碳、氮的积累相对较慢，因此短时间内不明显。     

山地荒漠草地封育对土壤质量的影响

[目的]评价封育草地土壤的质量.[方法]以北疆山地荒漠草地放牧和围封7年草地土壤为研究对象,分析土壤总有机碳、活性有机碳及碳库管理指数的变化.[结果]随着土层深度的增加土壤有机碳、土壤易氧化碳、土壤微生物量碳含量均呈降低趋势.与放牧相比,围封7年土壤易氧化碳与土壤有机碳含量升高,但差异不显著;土壤微生物量碳含量在5～ 50 cm各土层显著升高(P＜0.05).0～20 cm、35～ 50 cm土层碳库管理指数＞ 100.表明草地封育使土壤有机碳活度增大,同时增加了土壤碳的截存,土壤质量有所提升.[结论]围封后,土壤易氧化碳与土壤有机碳含量升高;土壤微生物碳含量显著升高;土壤表层与下层碳库管理指数高于放牧;荒漠漠地长期封育改善了土壤有机质状况和土壤碳库质理,增强了土壤碳汇功能.     

土地利用方式对高寒草甸土壤有机碳及其组分的影响

[目的]探讨土壤碳库的变化规律。[方法]以原生高寒草甸、人工草地和农田(油菜地)作为研究对象,利用土壤有机碳密度分组法,研究3种土地利用方式对高寒草甸土壤有机碳(SOC)及轻组有机碳(LFOC)含量变化的影响。[结果]3种土壤0～40 cm土体内,SOC含量依次为人工草地>高寒草甸>油菜地,分别为113.13、111.61和93.54 t/hm2;LFOC含量依次为人工草地>高寒草甸>油菜地,分别为10.36、8.93和5.83 t/hm2。人工草地与高寒草甸相比,0～40 cm土壤SOC含量间差异不明显,但LFOC高16.01%;耕作20年的农田中,SOC和LFOC分别较高寒草甸低16.19%、34.71%。[结论]人工草地土壤中总SOC和LFOC则略高于高寒草甸,明显高于农田,人工草地和高寒草甸的植物-土壤系统的总固碳量明显高于农田。     

新疆伊犁地区典型草地土壤无机碳分布特征

干旱区草地土壤无机碳(SIC)分布特征对研究干旱区草地生态系统碳循环具有重要作用。基于新疆伊犁地区6种典型草地土壤剖面无机碳含量的实测数据,分析了不同类型草地的SIC分布特征及其影响因素。结果表明,0~100cm土壤深度内,SIC含量随着海拔的升高而降低(P<0.05),表现为高寒草甸<温性山地草甸<温性草甸草原<温性草原<温性荒漠草原<温性荒漠;从土壤剖面垂直变化来看,除高寒草甸随着土层深度的加深无明显变化外,其他各类型草地SIC含量均随着土层深度的加深而增大。土壤无机碳密度(SICD)随着海拔的升高而降低,随土层深度的加深呈增加趋势;各类型草地土壤无机碳主要分布在底层(50~100cm),所占比例达67.1%~86.5%;100cm内,SICD为0.30~19.30kg/m2,平均SICD为12.21kg/m2。SIC含量与土壤容重随着土层深度的加深相关性逐渐增大,在20~100cm达到极显著正相关;而与土壤pH值间表现出极显著正相关,与土壤电导率(EC)仅在土层20~30cm达到极显著正相关。     

辽河保护区不同土地利用方式下土壤的有机碳含量特征

基于野外调查采样和室内分析,研究辽河保护区3种土壤类型(草甸土、潮土和沼泽土)、4种土地利用方式(旱田、水田、林地和草地)下土壤总有机碳、溶解性有机碳和微生物生物量碳的含量特征。结果表明,辽河保护区不同土地利用方式下土壤的总有机碳、溶解性有机碳和微生物生物量碳含量差异显著(P0.05),旱田和水田土壤的总有机碳和微生物生物量碳含量均显著高于林地和草地的,草地土壤溶解性有机碳含量显著高于旱田、水田和林地的。草甸土不同土地利用方式下土壤的总有机碳含量、溶解性有机碳含量和微生物生物量碳含量均随剖面深度(0~60 cm)的增加呈逐渐降低的趋势。相关性分析结果表明,土壤总有机碳含量与微生物生物量碳含量呈极显著正相关(P0.01),二者与土壤溶解性有机碳含量的相关性无统计学意义。结果表明土地利用方式的改变将影响到辽河流域土壤有机碳的存在形态和含量。     

青藏高原不同类型草地土壤有机碳特征研究

青藏高原草地土壤蕴含着巨大的有机碳库,在全球碳循环中起着重要的作用。该文对青藏高原3种不同类型草地（高寒草甸、高寒草甸草原和温性荒漠）土壤总有机碳、活性有机碳（水溶性有机碳、易氧化有机碳）、腐殖质组分碳（胡敏酸碳、富里酸碳和腐殖质碳）、团聚体碳及团聚体稳定性进行了研究。结果表明,土壤总有机碳、活性有机碳、腐殖质组分碳、团聚体碳及团聚体稳定性指标（包括平均重量直径、几何平均直径、＞0.25mm的团聚体所占含量及水稳定团聚体比例）的顺序均为温性荒漠＜高寒草甸草原＜高寒草甸,高寒草甸土壤的团聚体稳定性最高。     

放牧与围栏内蒙古针茅草原土壤微生物生物量碳、氮变化及微生物群落结构PLFA分析

以内蒙古贝加尔针茅草原、大针茅草原和克氏针茅草原为研究对象,采用氯仿熏蒸法和磷脂脂肪酸(PLFA)分析方法研究了放牧与围栏条件下内蒙古针茅草原土壤微生物生物量和群落结构特征的变化情况.研究表明放牧与围栏草地土壤微生物生物量和群落结构差异显著.氯仿熏蒸法分析结果表明内蒙古针茅草原土壤微生物生物量碳的含量介于166.6～703.5 mg·kg-1之间,微生物生物量氮含量介于30.34～92.15 mg·kg-1之间,其中贝加尔针茅草原土壤微生物生物量碳、氮最高,大针茅草原次之,克氏针茅草原则最低.放牧条件下,贝加尔针茅草原、大针茅草原土壤微生物生物量碳、氮显著低于围栏草地,克氏针茅草原则无显著变化.PLFA分析结果显示,内蒙古针茅草原土壤微生物群落PLFAs种类、含量丰富,共检测出28种PLFA生物标记磷脂脂肪酸,并且以直链饱和脂肪酸和支链饱和脂肪酸为主,相对含量占总量的2/3左右,其中贝加尔针茅草原土壤微生物含量最丰富,其围栏样地土壤的PLFA含量达到27.3 nmol·g-1,大针茅草原和克氏针茅草原依次降低.围栏条件下,各类型草原土壤细菌脂肪酸与总PLFA含量均显著高于放牧草地,真菌脂肪酸含量则因草原类型不同各有差异;放牧导致各类型草原革兰氏阳性细菌PLFAs/革兰氏阴性细菌PLFAs(GPPLFAs/GNPLFAs)比值显著降低,而除了克氏针茅草原,细菌PLFAs/真菌PLFAs比值则显著升高.PLFAs主成分分析表明,放牧和围栏处理对内蒙古针茅草原土壤微生物群落结构产生影响,且围栏处理的影响程度大于放牧处理.经相关分析表明,氯仿熏蒸法和PLFA分析方法之间有很好的一致性,且土壤微生物PLFAs与土壤有机质、全磷、硝态氮显著相关.     

杉木人工林土壤有机碳的垂直分布特征

以杉木Cunninghamia lanceolata人工林为研究对象,并以不同经营方式的杉木人工林采伐迹地为对照,研究了杉木人工林不同层次土壤中有机碳的垂直分布特征及其与土壤pH值、全氮、C/N比的相关关系.结果表明:杉木人工林土壤有机碳质量分数随着土壤深度的增加而下降,不同层次土壤有机碳质量分数的分异表现为:0～15 cm土层(20.6 g·kg-1)＞15～30 cm土层(17.1 g·kg-1)＞30～45 cm土层(12.4 g·kg-1)＞45～60 cm土层(9.8 g·kg-1)＞60～75 cm土层(8.2 g·kg-1),3种不同经营方式杉木人工林采伐迹地土壤中平均有机碳质量分数依大小顺序排列为:杉木林地(13.6 g·kg-1)＞经济林地(12.3 g·kg-1)＞农用后撂荒地(11.0 g·kg-1).杉木人工林不同层次土壤有机碳质量分数与土壤pH值呈线性正相关,相关系数r≥0.40,与土壤全氮、C/N比呈显著的线性正相关,相关系数分别为r≥0.81和r≥0.87.图2表2参14     

东祁连山高寒草地土壤微生物碳氮研究

在青藏高原东祁连山段,嵩草草地、金露梅灌丛草地、珠芽蓼-嵩草草地、高山柳-金露梅灌丛草地、禾草草地、沼泽草地上,分层(0~10 cm,10~20 cm)采集了土壤样品,分析了土壤有机C、全N和微生物量C、N含量的关系。结果表明:在一定范围内,青藏高原东祁连山段高寒草地土壤微生物量C、N含量与土壤有机C、全N表现出了很好的相关性。不同草原类型的表层土壤有机C含量顺序为:高山柳-金露梅灌丛草地>珠芽蓼-嵩草草地>嵩草草地>金露梅灌丛草地>沼泽草地>禾草草地;土壤全N含量顺序为:嵩草草地>金露梅灌丛草地>高山柳-金露梅灌丛草地>珠芽蓼-嵩草草地>沼泽草地>禾草草地。土壤微生物量C随着土层深度的增加而减少,微生物量C变化在251.6~1 562.5 mg/kg之间,微生物量N变化在18.5~50.9 mg/kg之间,微生物量C/N在12~32之间。土壤微生物量碳(Cmic)占土壤有机碳的(Corg)的比例在0.3%~1.7%之间。不同草原类型的土壤微生物量C、N含量差异较大。     

短期氮素添加和模拟放牧对青藏高原高寒草甸生态系统呼吸的影响

氮沉降和放牧是影响草地碳循环过程的重要环境因子,但很少有研究探讨这些因子交互作用对生态系统呼吸的影响。在西藏高原高寒草甸地区开展了外源氮素添加与刈割模拟放牧实验,测定了其对植物生物量分配、土壤微生物碳氮和生态系统呼吸的影响。结果表明:氮素添加显著促进生态系统呼吸,而模拟放牧对其无显著影响,且降低了氮素添加的刺激作用。氮素添加通过提高微生物氮含量和土壤微生物代谢活性,促进植物地上生产,从而增加生态系统的碳排放;而模拟放牧降低了微生物碳含量,且降低了氮素添加的作用,促进根系的补偿性生长,降低了氮素添加对生态系统碳排放的刺激作用。这表明,放牧压力的存在会抑制氮沉降对高寒草甸生态系统碳排放的促进作用,同时外源氮输入也会缓解放牧压力对高寒草甸生态系统生产的负面影响。     

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.     

高寒草甸退化草地植被与土壤因子关系冗余分析

旨在研究高寒草甸退化草地植被与土壤因子的关系,设置研究样地、观测植物群落特征、采集土样、分析土壤主要物理化学性质,依据数量生态学基本原理,利用退化草地植被—土壤因子数据矩阵进行冗余分析。结果表明:高寒草甸群落莎草科高山嵩草、禾本科垂穗披碱草优势度随草地退化程度的加剧而降低,杂类草黄帚橐吾、豆科黄花棘豆优势度则呈相反变化趋势;RDA排序图中,第1排序轴反映高寒草甸退化程度及土壤温度、容质量、土壤含水量、全氮等因子的综合变化;第2排序轴反映土壤机械组成的综合变化。第1、第2排序轴解释74.5%的植被变化和83.2%的植被—土壤因子关系,并表明退化草地植被与土壤因子间极显著相关;莎草科、禾本科植物与土壤有机碳、全氮、土壤含水量等极显著正相关,与容质量、土壤温度极显著负相关;杂类草及豆科植物与土壤有机碳、全氮、土壤含水量等极显著负相关,而与容质量、土壤温度极显著正相关;13个土壤因子边际作用检验表明,土壤温度、容质量、有效氮、全氮等与退化草地植被的关系更密切。利用退化草地植被—土壤因子数据进行冗余分析反映出退化草地植被与土壤因子间关系密切,不同土壤因子对草地植被分布的影响不同。     

不同草原生境下的土壤微生物生物量研究

在内蒙古不同的草原生境条件下，采用氯仿熏浸提法对土壤微生物生物量－碳（MB－C）进行了测定分析。MB－C与土壤有机质含量呈正比；过度放牧会导致土壤中MB－C的明显减少，而围栏保护和适度放牧有助于该指标的恢复；蘑茹圈土壤的MB－C与其发育过程有密切关系。     

Effects of Rest Grazing on Organic Carbon Storage in Stipa grandis Steppe in Inner Mongolia,China

This study was aimed to evaluate the potential effects of rest grazing on organic carbon storage in Stipa grandis steppe of Inner Mongolia, China. Using potassium dichromate heating method, we analyzed the organic carbon storage of plant and soil in Stipa grandis steppe after rest grazing for 3, 6, and 9 yr. The results indicated that as the rest grazing ages prolonged, the biomass of aboveground parts, litter and belowground plant parts (roots) of the plant communities all increased, meanwhile the C content of the biomass increased with the rest grazing ages prolonging. For RG₀, RG_3a, RG_6a, and RG_9a, C storage in aboveground vegetation were 60.7, 76.9, 82.8 and 122.2 g C m⁻², respectively; C storage of litter were 5.1, 5.8, 20.4 and 25.5 g C m⁻², respectively; C storage of belowground roots (0–100 cm) were 475.2, 663.0, 1 115.0 and 1 867.3 g C m⁻², respectively; C storage in 0–100 cm soil were 13.97, 15.76, 18.60 and 32.41 kg C m⁻², respectively. As the rest grazing ages prolonged, the organic C storage in plant communities and soil increased. The C storage of belowground roots and soil organic C was mainly concentrated in 0–40 cm soil body. The increased soil organic C for RG_3a accounted for 89.8% of the increased carbon in vegetation-soil system, 87.2% for RG_6a, and 92.6% for RG_9a. From the perspective of C sequestration cost, total cost for RG_3a, RG_6a, and RG_9a were 2 903.4, 5 806.8 and 8 710.2 CNY ha⁻¹, respectively. The cost reduced with the extension of rest grazing ages, 0.15 CNY kg⁻¹ C for RG_3a, 0.11 CNY kg⁻¹ C for RG_6a and 0.04 CNY kg⁻¹ C for RG_9a. From the growth characteristics of grassland plants, the spring was one of the two avoided grazing periods, timely rest grazing could effectively restore and update grassland vegetation, and was beneficial to the sustainable use of grassland. Organic C storage for RG_9a was the highest, while the cost of C sequestration was the lowest. Therefore, spring rest grazing should be encouraged because it was proved to be a very efficient grassland use pattern.