云雾山不同草地群落土壤活性有机碳分布特征

为探讨黄土高原草地植被演替过程活性有机碳的变化规律,揭示草地退耕后的分布特征,在云雾山草原区采集不同草地群落土壤,采用高锰酸钾氧化法对0~100 cm土层活性有机碳进行分析。结果表明:不同草地群落土壤活性有机碳含量均高于坡耕地,活性有机碳含量大小顺序为:长芒草(Stipa bungeana Trin.)群落>大针茅(Stipa grandis P.Smirn.)群落>铁杆蒿(Artemisia gmelinii Web.ex Stechm.)群落>百里香(Thymus mongolicus Ronn.)群落>退耕草地>坡耕地,且群落间差异达极显著水平(P<0.01);在恢复初期(坡耕地-退耕草地-百里香)活性有机碳含量增加较多,恢复到长芒草群落活性有机碳含量达到最大值,趋于稳定;活性有机碳的密度与含量表现出相同的变化规律,并随着土层的加深而呈现减小趋势。相关性分析表明,活性有机碳含量与土壤总有机碳含量呈极显著线性正相关关系(r=0.9742),土壤活性有机碳比总有机碳更能反映草地植被恢复初期土壤有机碳库的变化。     

三江源农牧交错区植被群落及土壤固碳持水能力对退耕还草措施的响应

为探讨三江源农牧交错区植被群落演替、土壤固碳及水源涵养能力对退耕还草措施的响应,以青海省过马营镇退耕还草封育示范区为研究区域,通过野外实地监测及室内试验相结合的方法,分析了油菜(Brassica campestris)地经退耕还草措施后,植被群落演替、土壤固碳及持水能力的变化状况。结果显示,1)退耕还草11年后,其植被群落盖度、平均高度、植物分层及地上生物量均达到原生植被水平;而Shannon-Wiener群落多样性指数和Pielou均匀度指数分别达到原生植被的80.9%和97.5%。2)退耕还草11年后,0-40cm土层的土壤容重降低5%,土壤饱和持水量、毛管持水量及田间持水量分别较原生植被样地增加了12.6、9.4和11.2mm。3)退耕还草11年后,0-20cm土层土壤有机碳密度和C/N显著高于原生植被样地31.85%和37.63%(P0.05),土壤全氮密度与原生植被样地的无显著差异(P0.05)。综上所述,退耕还草措施有利于农牧交错区荒漠化草地生态环境的恢复,是遏制和改善三江源区草地荒漠化的有效措施之一。     

石羊河下游退耕区次生草地自然恢复过程及土壤酶活性的变化

采用时空替代法,对石羊河下游不同年限(1,2,3,4,5,8,15,24和31 a)退耕区次生草地自然恢复过程中群落特征和土壤过氧化氢酶、蔗糖酶、脲酶、磷酸酶活性及分布进行了调查与分析。结果表明,在退耕31 a的次生草地植被自然演替过程中,9个样地的所有样方中出现34种植物,植被群落由一年生草本植物为建群种,多年生草本与个别灌木植物为伴生种,逐渐演替为单一的灌木群落,并表现出较强的连续性与递进性。此外,不同年限退耕区次生草地0~10 cm,10~20 cm,20~30 cm及30~40 cm土层中土壤酶活性均存在较大差异;土壤酶活性随土层深度的增加呈现减小趋势, 并且表层土壤酶活性在4个层次的总酶活性中占有较大比例。随着退耕区次生草地演替时间的增加,土壤酶活性总的趋势与物种丰富度和多样性指数一样,随着退耕区次生草地植被的恢复呈波动式下降,土壤酶活性与植被的恢复是一个互动过程,它们之间存在着互相回馈的响应。另外,土壤酶活性的变化是极其缓慢的过程,并且与退耕最后一年种植的农作物存在相关性。     

黄丘区退耕地植被与土壤水分养分的互动效应

对典型黄土丘陵区的延安、安塞和吴旗不同退耕年份植被特征、土壤水分和养分的调查和测定,研究了退耕地植被与土壤水分和养分随时间变异及其互动效应规律。结果表明,退耕初期土壤有较高的水分和养分,在较高的土壤水分和养分支持下,植被指数呈增长趋势,随着耕作施肥活动的停止和植被恢复对土壤水分和养分的消耗,使土壤水分和养分含量降低,土壤水分和养分的变异幅度也较大;从变化趋势看,植被指数和土壤贮水量变化呈相反趋势,植被指数与土壤水分之间的关系比其与土壤养分之间的关系更加密切,表明土壤水分对植被恢复和植被群落演替的作用更加显著;在退耕初期,土壤水分和养分对植被恢复和群落演替的作用要大于植被恢复和群落演替对土壤水分和养分的作用,随着植被群落演替的进行,植被对环境的适应能力不断增强,它们之间的作用关系不断改变,这种相互作用使植被群落以自己的方式改变着土壤水分和养分,并使自己逐步达到稳定。     

坝上地区孤石牧场土壤种子库与地上植被的关系

为探讨退耕地植被恢复过程和植被稳定性,采取土壤采样分析与现场植物测定相结合的方法,研究坝上孤石牧场退耕地和过牧地上植被与种子库的变化特征.结果表明:1)退耕地地上植被与土壤种子库物种多样性高于过牧地,退耕地正处于一年生草本植物向多年生草本恢复演替阶段;2)退耕地地上植被与土壤种子库物种丰富度大于过牧地地上植被与土壤种子库的丰富度;3)地上植被与土壤种子库共有种数在退耕地上较多,在过牧地上较少,从而导致了地上植被与土壤种子库群落组成的相异性增大.     

日喀则河谷退耕还草(林)工程实施后生态功能效应的初步分析

调查并分析日喀则地区退耕还草(林)工程实施后生态功能效应发现,退耕还草显著提高了植被总盖度和平均高度。退耕还草5年后外来物种增多,原播种老芒麦(Elymus sibiricus)的重要值降低,Shannon-Wiener 多样性指数和均匀度指数均增加,说明退耕还草使植被群落趋于稳定。随退耕还草时间延长,植被和土壤碳密度总体呈上升趋势,退耕还草5年后,植被碳密度比退耕初期增加331.81 g C·m^-2。不考虑退耕初期因耕播时施肥的影响,并以退耕还草第3年的土壤有机碳为本底值,0～30 cm土层土壤有机碳密度从退耕3年后的2.74 kg C·m^-2增加到5.06 kg C·m^-2,土壤固碳速率为1.16 kg C·m^-2·a^-1。0～30 cm土壤全氮增加到2.98 kg N·m^-2,比退耕1年和3年分别增加了1.60和1.64 kg N·m^-2。退耕并禁牧后土壤趋于松软,地表植被覆盖物增加,土壤容重随退耕年龄延长而降低,土壤最大持水能力增大,特别是土壤0～10 cm最大持水量增加显著,5年后达52.37 mm,比第1年(44.48 mm)高7.89 mm。由于退耕还草时间较短,底层土壤容重及最大持水能力变化不大。     

北京西北浅山区退化草地植被恢复对土壤微生物群落多样性的影响

为了揭示退化草地生态系统恢复过程中土壤微生物群落对植被恢复的响应变化,本研究以补播建植6年的紫花苜蓿（Medicago sativa L.）草地（AF）和无芒雀麦（Bromus inermis Leyss.）草地（SB）为研究对象,采用高通量测序的方法分析土壤微生物细菌和真菌（群落多样性）在不同草地群落中的特征,结合地上植物多样性和土壤理化性质的变化,研究植被恢复对土壤微生物群落多样性的影响。结果表明：无芒雀麦和紫花苜蓿草地的土壤微生物量碳含量和微生物量氮含量要显著高于自然演替地（P<0.01）;2种人工草地（AF,SB）中土壤真菌和细菌的OTU数量显著地高于自然演替地（CK）（P<0.01）;不同植被恢复群落间的土壤细菌和真菌群落的β多样性差异显著。本研究结果表明利用紫花苜蓿和无芒雀麦进行植被恢复均对土壤微生物群落产生了显著的影响,且不同植被类型对土壤细菌和真菌的群落结构影响不同。     

川西北不同程度沙化草地植被和土壤特征研究

以川西北不同程度沙化草地为研究对象,通过科学调查、采样和公式计算,对植被群落、生物量、土壤含水量、容重和孔隙度等特征因子进行分析,以揭示川西北地区由湿地到严重沙化草地演替的不同阶段植被和土壤特征的变化情况.结果表明:随着草地沙化程度加剧,群落呈现出“湿生-中生-旱生”的演替过渡格局,群落高度和盖度降低,物种丰富度下降幅度达88％,优势物种构成也发生较大变化;生物多样性指数在轻度沙化草地群落中最高,总生物量下降幅度达90.4％,群落地下生物量远大于地上生物量;沙化过程中,土壤中含水量和持水量下降、容重增大、孔隙度减小.沙化初期土壤特征变化明显,应针对这一现象在沙化初期开展恢复治理工作.     

宁夏典型草原区退耕草地群落演替序列与环境解释

研究不同退耕年限草地植物群落的数量分类对恢复草地生态环境有重要意义。以宁夏南部典型草原区退耕草地为对象,借助植被数量生态学方法,对退耕1、2、3、5、6、8、9、11、15、16、20和21年的草地植物进行物种多样性分析、数量分类和排序,并研究植物群落演替序列与土壤因子的关系。结果表明:1)随着退耕年限的增加,物种多样性指数、丰富度指数、地上生物量均呈增大趋势。2)应用双向指示种(TWINSPAN)和除趋势对应分析(DCA)把12个不同退耕年限的样地划分为5个群落类型,TWINSPAN分类和DCA排序结果吻合,DCA排序进一步证明了TWIINSPAN分类的合理性。3)植被的演替序列为:猪毛蒿+狗尾草+早熟禾群落→赖草+披碱草群落→长芒草+赖草群落→赖草+野豌豆群落→长芒草+赖草+披碱草群落。4)通过冗余分析(RDA)得出,退耕年限的长短对草地植物生长的土壤环境产生一定影响,退耕前期土壤全磷和土壤有机碳含量较高;退耕中期土壤速效磷和土壤全氮含量较高,退耕后期土壤速效钾和土壤有机碳含量较高;这与不同退耕年限植物群落的TWINSPAN分类有密切联系。随着草地退耕年限的增加,草地植物群落演替序列不断优化,草原结构更加合理,生态环境得到改善。     

宁夏典型草原区退耕草地群落演替序列与环境解释

研究不同退耕年限草地植物群落的数量分类对恢复草地生态环境有重要意义。以宁夏南部典型草原区退耕草地为对象,借助植被数量生态学方法,对退耕1、2、3、5、6、8、9、11、15、16、20和21年的草地植物进行物种多样性分析、数量分类和排序,并研究植物群落演替序列与土壤因子的关系。结果表明:1)随着退耕年限的增加,物种多样性指数、丰富度指数、地上生物量均呈增大趋势。2)应用双向指示种(TWINSPAN)和除趋势对应分析(DCA)把12个不同退耕年限的样地划分为5个群落类型,TWINSPAN分类和DCA排序结果吻合,DCA排序进一步证明了TWIINSPAN分类的合理性。3)植被的演替序列为:猪毛蒿+狗尾草+早熟禾群落→赖草+披碱草群落→长芒草+赖草群落→赖草+野豌豆群落→长芒草+赖草+披碱草群落。4)通过冗余分析(RDA)得出,退耕年限的长短对草地植物生长的土壤环境产生一定影响,退耕前期土壤全磷和土壤有机碳含量较高;退耕中期土壤速效磷和土壤全氮含量较高,退耕后期土壤速效钾和土壤有机碳含量较高;这与不同退耕年限植物群落的TWINSPAN分类有密切联系。随着草地退耕年限的增加,草地植物群落演替序列不断优化,草原结构更加合理,生态环境得到改善。     

人类活动对高寒矮嵩草草甸的碳容管理分析

应用空间尺度代替时间尺度的方法研究青藏高原高寒矮嵩草草甸退化演替系列与人工草地恢复演替系列植物、土壤及植物-土壤系统有机碳分布及储量特征,以探讨该类型草地的适宜碳容管理方式。结果表明,随着草地退化程度的加剧,草地载畜能力逐渐下降;地上植物有机碳储量逐渐降低,最高值出现在禾草-矮嵩草草甸,为(145.9±6.7) g/m²;土壤有机碳储量和土壤-植物系统有机碳储量均先增高后降低,最高值均出现在矮嵩草草甸,其土壤及植物-土壤系统有机碳储量分别为(14 023.1±289.5) g/m²和(18 555.7±879.7) g/m²。对极度退化的高寒矮嵩草草甸(黑土滩-杂类草次生裸地)进行人工草地建植,随着建植年限的增加,地上植物、土壤及植物-土壤系统有机碳储量较建植前有不同程度提高。说明矮嵩草草甸是该退化演替系列中碳储能力、经济生产服务能力及生态系统稳定性配比最合理的阶段,是该退化演替系列的适宜碳容管理阶段;对黑土滩-杂类草次生裸地建植人工草地后围栏禁牧,可以明显提高草地的生态及生产服务能力,是该类草地的适宜碳容管理方式。     

内蒙古阿拉善荒漠啮齿动物群落结构及其多样性研究

对内蒙古阿拉善荒漠区啮齿动物群落结构和多样性进行了研究。依据样地种多度(捕获率)聚类方法,并结合生境中地带性植被类型的综合特征,该荒漠区啮齿动物可划分为6个地带性群落。Ⅰ.小毛足鼠(Phodopus roborovskii)+三趾跳鼠(Dipus sagitta)+子午沙鼠(Meriones meridianus)群落。Ⅱ.长尾仓鼠(Cricetulus longicaudatus)+大林姬鼠(Apodemus speciosus)群落。Ⅲ.五趾跳鼠(Allactaga sibirica)+子午沙鼠(Meriones meridianus)+三趾跳鼠(Dipus sagitta)群落。Ⅳ.三趾跳鼠(Dipus sagitta)+小毛足鼠(Phodopus roborovskii)+子午沙鼠(Meriones meridianus)群落。Ⅴ.长耳跳鼠(Euchoreutes naso)+五趾跳鼠(Allactaga sibirica)群落。Ⅵ.子午沙鼠(Meriones meridianus)+黑线仓鼠(Cricetulus barabensis)群落。其中群落Ⅲ多样性指数最高,为2.0557;群落I与群落IV的相似性系数最大,为0.5147;群落Ⅲ具有代表性。该荒漠区啮齿类数量与生境中的土壤水分、土壤基质呈显著正相关;与建群植物种数呈显著负相关;而与生境的海拔高度相关性极低。     

青藏高原高寒草甸退化演替的分区特征

2005-2012年,进行了青藏高原高寒草甸主要分布地区草地状况的调查,禾草-矮嵩草群落是青藏高原高寒嵩草草甸的典型地带性植被,对处于不同退化程度的小嵩草群落采取封育或减牧后,均可恢复到禾草-矮嵩草群落,但由于退化程度的不同,恢复所需要的时间具有极大的差异。青海果洛地区高寒草甸多处于以小嵩草群落草毡表层剥蚀和杂类草-黑土型退化草地演替阶段,玉树地区处于矮嵩草群落向小嵩草群落的演替阶段,祁连山区处于禾草-矮嵩草群落,藏北高原则处于矮嵩草群落向小嵩草群落转化期或正常小嵩草群落时期。禾本科、莎草科等可食牧草逐渐减少和杂类草盖度急剧增加的趋势反映了高寒草甸退化演替过程植被变化的基本特征,草地退化造成了土壤容重增加,且表层土壤对放牧的敏感性高于底层,土壤0～10,10～20和20～40 cm容重分别增加了(0.50±0.08) g/m³,(0.16±0.07) g/m³和(0.04±0.03) g/m³。同时,有机质大幅降低,其降低幅度高达19.3%～53.2%,并随着土层的加深,降幅趋于减小。     

土壤种子库在黄土高原本氏针茅草地群落长期封禁演替过程中的作用

地上植被与土壤种子库的耦合研究对于探索退化草地在长期封禁过程中的演替过程及其机理具有重要意义。采用除趋势对应分析(DCA)对黄土高原典型草原本氏针茅群落进行地上/地下演替梯度分析;利用非加权组平均(UPGMA)聚类分析对土壤种子库与地上植被的相似性进行数量生态学分析。结果表明,随着封禁年限的延长,本氏针茅群落经历了以下几个演替阶段:杂草群聚生长阶段→本氏针茅大量出现→本氏针茅稳定发展阶段。在整个演替过程中,地上植被有明显的顺向演替趋势,但是土壤种子库之间未能表现出明显差异。地上植被演替阶段影响土壤种子库与地上植被的关系,演替初期地上植被与土壤种子库的相似性高于演替后期的二者相似性,说明土壤种子库在演替初期对地上植被的贡献比较大。因此,推动地上植被演替的内部驱动力不是土壤种子库,而是繁殖体散布和无性繁殖。     

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。     

古尔班通古特沙漠南部植物群落β多样性及其解释

β多样性是表示植物群落物种组成变化的一个重要指示因子。本研究以古尔班通古特沙漠南部为研究区域,在67个样地植被学调查基础上,首先对研究区植物群落β多样性经向和纬向的变化进行了分析,其次利用方差分解的方法分析环境变量,土壤种子库变量及空间变量对β多样性分异的贡献率,探讨沙漠植被β多样性变化机制。结果表明,β多样性在经向上由西向东物种相似性增加,物种替代速率减弱;在纬向上自北向南物种相似性降低,物种替代速率略有升高。对β多样性分异解释方面,环境变量中的30年月平均降水量等变量在沙漠植被群落分布中起着决定性的作用,土壤变量与空间变量的解释比率则相对较低,而土壤种子库变化较土壤异质性对β多样性影响更大。主环境变量、土壤变量的效应是尺度依赖的。空间结构决定的随机过程也发挥着作用。研究还发现除环境变量(含土壤变量),土壤种子库变量及空间变量外,仍有近50%的β多样性分异未能解释,表明其他环境因子和随机过程对植被的影响也较大。     

若尔盖地区主要覆被类型浅层土壤持水量和有机碳关系研究

为探究若尔盖地区浅层土壤持水量和有机碳关系,以若尔盖地区主要覆被类型(沼泽化草甸、非沼泽化草甸和天然林地)浅层(0～20 cm)土壤为研究对象,分析其有机碳和水分特征,探究土壤有机碳含量和最大持水量关系.结果表明:3种覆被类型浅层土壤总孔隙度、最大持水量和有机碳含量均存在明显差异,其中,沼泽化草甸土壤最大持水量最高(2...     

北方农牧交错带赖草草地斑块的土壤化学计量特征对植物多样性的影响

本试验通过对北方农牧交错带盐碱化赖草（Leymus secalinus）草地的光碱斑、碱蒿斑块、芦苇斑块、碱茅斑块、虎尾草斑块、赖草斑块6种草地斑块植被特征以及土壤理化性质的研究，分析草地斑块土壤化学计量比对赖草草地在演替过程中植物多样性和地上生物量的影响，为进一步对草地植被恢复与盐碱化草地治理提供科学依据。结果表明：不同草地斑块的Shannon-wiener指数、Margalef指数和地上生物量的大小顺序均为赖草斑块 > 虎尾草斑块 > 碱茅斑块 > 芦苇斑块 > 碱蒿斑块 > 光碱斑，Pielous指数大小依次为赖草斑块 > 虎尾草斑块 > 芦苇斑块 > 碱茅斑块 > 碱蒿斑块 > 光碱斑。以草地斑块的植被特征代表样点进行冗余分析（Redundancy analysis，RDA），得出造成不同斑块植物多样性特征分异的主要因子为土壤含水量、土壤碳磷比、土壤氮磷比、土壤容重和土壤碳氮比。可见，北方农牧交错带盐碱化赖草草地斑块的植物多样性特征主要受土壤含水量和土壤化学计量特征两方面因素的影响，随着土壤含水量和土壤化学计量特征的增加，草地斑块的植物多样性有增加的趋势。     

旱泉沟流域封山育林育草成效研究

根据天祝旱泉沟流域具有代表性的24块封山育林育草样地的不同试验与对照区进行植物种多样性、枯落物贮量及持水能力、天然更新、植被覆盖度、高生长量、多度、干扰强度、自然度等方面的研究表明,水源涵养林区以流域开展封山育林育草成效显著.并运用森林群落演替理论对研究结果进行论证得出,封山育林育草是祁连山林区流域单元恢复和建设林草植被效果最好、速度较快、费用经济、操作简便的最佳经营方式.     

放牧对内蒙古典型草原植物群落特征与土壤有机碳的影响

为了解不同放牧强度对内蒙古放牧草原植物群落特征及土壤有机碳的影响,本研究以希拉穆仁草原为研究对象,分析不同放牧强度下植物群落特征及0~20 cm土壤有机碳含量和密度变化,定量评估放牧、植物群落特征对土壤有机碳的影响。结果表明：随着放牧强度的增强,克氏针茅（Stipa krylovii）、阿尔泰狗娃花（Heteropappus altaicus）的重要值降低,银灰旋花（Convolvulus Ammannii）、羊草（Leymus chinensis）和冰草（Agropyron cristatum）的重要值提升,物种多样性指数均呈增长趋势,且在重度放牧强度下差异显著,但覆盖度和地上生物量显著降低;土壤有机碳含量在5~10 cm土壤层最高,重度放牧草场土壤有机碳密度显著高于轻度、中度放牧草场和禁牧草场。通过结构方程得出,对于干旱贫瘠的希拉穆仁草原,放牧造成地上生物量的减少对土壤有机碳密度的影响相对较小,土壤物理性质显著影响土壤有机碳密度。本研究结果对合理增强放牧草原的碳汇能力具有实际指导意义。