青藏高原高寒草甸土壤理化性质及微生物量对放牧强度的响应

试验选取土壤含水量、pH值、微生物量碳、微生物量氮、代谢熵这5个对生态环境变化较为敏感的指标,研究了不同放牧强度处理对青藏高原高寒草甸土壤理化性质、土壤微生物特征的影响.结果表明:在不同土壤深度(0～15、15～30 cm)随着放牧强度的逐渐增大,土壤含水量均呈下降趋势,且变化趋势均为全年禁牧＞季节性放牧＞全年放牧;pH值在不同放牧处理下的不同深度土壤中均无显著变化;不同强度的放牧处理在不同深度的土壤中均显著影响了土壤微生物量,0～15、15～30 cm深度土壤微生物量碳、氮的变化趋势均为季节性放牧＞全年禁牧＞全年放牧;在不同深度的土壤中均为全年放牧处理区的代谢熵值较大;在同一放牧强度,不同土壤深度的土壤含水量、微生物量碳、微生物量氮大小均为0～15 cm＞15～30 cm;在同一放牧强度,不同土壤深度的代谢熵值表现为15～30 cm＞0～15 cm.微生物量碳分别与微生物量氮、土壤含水量呈极显著正相关(P＜0.01);代谢熵分别与土壤含水量、微生物量碳、微生物量氮呈极显著负相关(P＜0.01);含水量分别与pH、微生物量氮呈极显著正相关(P＜0.01).     

不同退化程度高寒灌丛草甸植物量及土壤养分的变化

以高寒高山柳(Salix paraqplesia)灌丛草甸为研究对象,分析不同退化程度高寒灌丛草甸的植物量、土壤养分和土壤微生物。结果表明:随着高寒灌丛草甸退化程度的加剧,地下植物量、地上植物量、优良牧草植物量、土壤有机质、全氮及全磷都显著降低(P0.05),但土壤微生物数量则是轻度退化灌丛草甸最高(P0.05)。植物量、土壤有机质及全氮、土壤微生物数量与土壤含水量呈显著正相关(P0.05);植物量、土壤全氮、土壤有机质与土壤微生物数量呈显著正相关(P0.05)。说明,灌丛草甸的退化表现出植被、土壤的协同退化。     

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。     

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。     

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.     

施肥梯度对高寒草甸群落结构、功能和土壤质量的影响

在三江源区研究了不同施肥梯度对高寒矮嵩草草甸群落结构、功能;土壤全量养分、速效养分;土壤有机碳和微生物生物量碳的影响,以揭示矮嵩草草甸群落特征;土壤养分和土壤微生物活性对施肥梯度的响应.结果表明:1)随着施肥量的增加,不同功能群的盖度响应各异,其中禾本科植物的响应较大,而豆科和杂类草植物盖度明显降低,莎草科盖度变化不明显;施肥量增加到一定程度,如施氮40 g/m2时,各功能群植物的盖度逐渐降低.生物量随施肥梯度呈单峰曲线变化,不施肥时生物量最低,施肥20 g/m2或32 g/m2时生物量最高.2)土壤全量养分和速效养分在施肥量为20 g/m2或32 g/m2时较高,施肥量增加到40 g/m2时土壤资源逐渐降低.3)不同施肥梯度矮嵩草草甸土壤有机碳和微生物生物量碳在0-10 cm土层明显较高,且随着施肥量的增加,分布在0-40 cm土层的土壤有机碳含量呈单峰曲线变化.施肥20 g/m2或32 g/m2时土壤有机碳和微生物量碳含量最高.4)30 g/m2施肥量可作为高寒草甸最佳施氮水平.施肥梯度下土壤有机碳和微生物量碳含量可作为衡量土壤肥力和土壤质量变化的重要指标.高施肥量(≥40 g/m2)视为影响高寒草甸生态系统结构与功能、土壤养分及土壤微生物活性的阈值.     

魔芋种植对土壤微生物的影响

[目的]研究种植魔芋后土壤微生物碳源和氮源以及微生物量和微生物群落结构的变化。[方法]以种植魔芋地的土壤作为调查研究对象,用种植玉米的土壤作为对照,测定土壤有机碳、土壤活性有机质、土壤全氮、土壤微生物量和土壤微生物群落结构,分析土壤碳氮、土壤微生物碳氮和土壤微生物细菌和真菌的变化。[结果]结果表明,与玉米地相比,虽然种植魔芋后土壤碳氮含量较小,微生物碳含量也较小,但是微生物氮、微生物碳/有机碳的比值和微生物氮/全氮的比值较大;细菌的数量较大,但是真菌的数量和真菌/细菌的比值较小,结果土壤总微生物量FAME也较小。[结论]种植魔芋后土壤微生物碳源和氮源数量减少,造成微生物总数量下降。     

高寒草甸土壤CO_2和N_2O释放对C、P添加的响应

【目的】探明碳、磷输入对土壤CO_2和N_2O排放的影响.【方法】以青藏高原高寒草甸土壤为研究对象,采用室内培养的方法,设置3个处理(C:碳添加;P:磷添加;CP:碳磷共同添加)和1个对照(CK),研究了碳、磷单独添加以及共同添加对高寒草甸土壤CO_2和N_2O释放的影响.【结果】碳素单独添加或碳、磷共同添加均显著增加了高寒草甸土壤微生物生物量碳(MBC)和微生物生物量氮(MBN)的含量,而磷素单独添加对其影响不显著;碳素单独添加或碳、磷共同添加均显著增加了高寒草甸土壤CO_2和N_2O的释放量,而磷素单独添加对其影响不显著;高寒草甸土壤CO_2释放量与土壤DOC含量呈显著正相关关系;高寒草甸土壤N_2O的产生过程以反硝化作用为主.【结论】不同处理CO_2和N_2O的全球增温潜能(GWP)由大至小顺序为:CPCPCK.     

中天山北麓不同草地类型微生物量及理化性质垂直地带性特征

【目的】分析中天山北麓不同草地类型土壤微生物量及理化性质的空间分布特征，探究影响土壤微生物量的生态因子。【方法】以中天山北麓1500～3000 m海拔草原土壤为研究对象，通过氯仿熏蒸法测定土壤微生物量，基于相关性分析揭示不同海拔、不同土层草原土壤微生物量及理化性质的垂直分异规律。【结果】(1)不同草地类型土壤微生物量为高寒草甸>山地草甸>温性草甸草原>温性荒漠草原。土壤有机质、全氮、碱解氮在不同草地类型的分布特征与微生物量分布特征相同，土壤容重、pH与微生物量分布特征与之相反。(2)微生物量随海拔升高呈先升高后降低趋势，在海拔2900 m处达到最大值。微生物量碳、氮含量在海拔1500～3000 m范围内分别为316.07～3324.10、8.98～343.11 mg/kg。土壤微生物量、有机质、全氮、碱解氮在0～60 cm土层内随土层深度增加显著降低(P<0.05),在各海拔梯度上均表现为0～20 cm土层>20～40 cm土层>40～60 cm土层。(3)土壤有机质、全氮、碱解氮随海拔升高呈先升高后降低的趋势，在海拔2900 m处达到最大值；土壤容...     

坡位对寒温带天然樟子松林土壤微生物生物量碳氮的影响

目的研究我国寒温带天然樟子松林土壤微生物生物量碳、氮含量与坡位之间的关系，了解樟子松林对立地条件的响应，揭示天然樟子松林土壤微生物生物量变化特征及影响因素。方法以大兴安岭北部不同坡位天然樟子松林为研究对象，选择坡上、坡中和坡下3种立地条件，采用氯仿熏蒸浸提法测定了0 ~ 10 cm和10 ~ 20 cm土层土壤微生物生物量碳、氮含量。对其季节动态变化规律及影响因素进行分析比较。结果在观测期内（5—9月），樟子松林土壤微生物生物量碳、氮含量均呈现出波动式下降趋势，其变化范围分别是74.33 ~ 515.33 mg/kg和15.33 ~ 240.57 mg/kg，土壤微生物生物量碳氮比在1.04 ~ 5.73之间。坡位对土壤微生物生物量碳、氮和碳氮比产生显著影响（P < 0.01），坡下和坡中樟子松林土壤微生物生物碳、氮含量均值显著高于坡上（P < 0.05）；不同土层间土壤微生物生物量碳、氮含量也存在显著差异，0 ~ 10 cm土层显著高于10 ~ 20 cm土层（P < 0.05）。土壤微生物生物量碳、氮与土壤总有机碳、全氮和土壤含水量呈显著正相关，但与土壤温度和pH 值相关性不显著。结论坡位对天然樟子松林土壤微生物生物量影响显著，其含量存在明显的立地分异规律性，土壤总有机碳、全氮和土壤含水量是导致土壤微生物生物量碳、氮差异的主要影响因子。      

温度和氮素输入对青藏高原3种高寒草地土壤氮矿化的影响

[目的]研究温度和氮素输入对青藏高原3种高寒草地土壤氮矿化的影响。[方法]选取海北高寒草甸、那曲高寒草原和当雄高寒湿地3种典型高寒草地生态系统类型为研究对象,采集表层0～10cm土壤,在实验室内进行土壤氮矿化培养试验。[结果]温度对青藏高原3种高寒草地土壤氮矿化影响显著,其中高寒草原土壤氮矿化速率随着温度的升高而升高,而高寒草甸和高寒湿地的土壤氮矿化速率随着温度的升高呈下降趋势。氮素输入对高寒草甸土壤氮矿化的影响不显著,而氮添加显著促进了高寒草原和高寒湿地的土壤氮矿化速率。青藏高原3种不同高寒草地类型间的土壤氮矿化速率存在显著差异。[结论]温度和氮素输入对青藏高原3种高寒草地的土壤氮矿化有不同表现的显著影响,且温度和氮素输入对青藏高原高寒草地土壤氮矿化的影响依赖于生态系统类型。     

高寒草甸不同退化程度土壤的养分研究

[目的]探讨不同退化高寒草地土壤营养成分含量的变化规律及其草地退化、土壤退化之间的关系,为退化草地土壤系统的恢复治理提供可靠的依据。[方法]对青海省果洛州玛沁县高寒草甸不同退化程度土壤养分进行分析。[结果]随着退化程度的加剧,土壤养分含量在0~30 cm内随着土壤深度的增加而减小,而相同层次的土壤养分含量则随着退化程度的加剧而降低;土壤含水量在轻度退化、中度退化和重度退化高寒草甸的0~10 cm土层内差异极显著(P<0.01),而在10~30 cm土层内变化差异不显著(P>0.05)。[结论]随着高寒草地退化程度的加剧,土壤营养成分含量和土壤含水量呈显著性下降趋势。这主要与高寒草地退化、土壤退化有关。因而,在高寒草地恢复治理过程中,根据不同退化阶段应采取不同的恢复治理措施,特别是根据土壤养分的变化状况采取不同的施肥策略,改善土壤理化性状,加速退化草地的恢复进程。     

不同林龄人工橘林土壤微生物区系的研究

[目的]了解三峡库区宜昌市郊区不同种植年限的人工橘林土壤微生物区系的变化。[方法]以种植年限不同的3个橘林土壤为研究对象,采用常规方法测定土壤pH、土壤微生物生物量碳、微生物生物量、氮和土壤主要养分含量,采用平板稀释法测定土壤三大类微生物区系的数量。[结果]随着种植年限的增加,不同林龄人工橘林的土壤酸化程度加剧,土壤有机质和全氮含量先增加后降低。土壤微生物总数量呈下降趋势,其中细菌数量显著降低,放线菌数量变化不大,而真菌数量显著增加,土壤中细菌和真菌的比值(B/F)呈现降低趋势。土壤微生物生物量碳在小范围内波动,而土壤微生物生物量氮显著降低。[结论]随着种植年限的增加,土壤pH降低,影响土壤微生物区系、土壤微生物生物量碳、微生物生物量氮和土壤主要养分的变化,进而影响土壤功能的正常发挥。     

莫莫格湿地土壤微生物量碳动态及与酶活性的关系

以莫莫格国家级自然保护区内泥炭沼泽土、沼泽化草甸土和草甸土3种类型土壤为对象,研究不同深度土层中土壤微生物量碳的动态变化及其与土壤酶活性之间的关系,为土壤碳转化循环过程的研究提供基础。结果表明:与泥炭沼泽土和草甸土比较,沼泽化草甸土壤微生物量碳最低。湿地土壤微生物量碳随土层深度的增加而逐渐降低,且垂直变化非常明显。泥炭沼泽土壤微生物量碳季节变化大于草甸土。湿地土壤酶活性随着土层加深呈下降趋势,且垂直变异显著。Fe2O3还原酶、蔗糖酶、酸(中)性磷酸酶均与湿地土壤微生物量碳呈显著正相关性。     

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。     

兴安落叶松林土壤微生物生物量季节动态及影响因素

应用氯仿熏蒸浸提法测定了大兴安岭塔河地区兴安落叶松林(Larix gmelinii Rupr.)土壤微生物生物量碳(Cm)和微生物量氮(Nm)的季节动态变化,并研究了其与土壤养分因子和土壤环境因子的关系。结果表明:兴安落叶松林的Cm的变化范围为70.02～1 065.38 mg.kg-1,其Nm的变化范围依次为:15.63～75.18 mg.kg-1。Cm和Nm基本于5—6月呈上升趋势、6—8月呈下降趋势,9月又达到一个最大值,之后开始下降,其中出现1～2个峰值的季节变化格局。Pearson相关分析表明,Cm与Nm呈显著相关(P<0.05),Cm与土壤温度(TS)呈显著负相关(P<0.05),Cm与土壤有机碳(CS,O)和土壤全氮(NT)呈极显著正相关(P<0.01)。Nm与土壤有机碳(CS,O)和土壤全氮(NT)呈极显著正相关(P<0.01)。     

秸秆还田对土壤脲酶活性·微生物量氮的影响

[目的]研究秸秆还田对小麦、玉米一年两熟制下淮北地区砂姜黑土微生物量氮、土壤氮素养分及土壤酶活性的影响,同时探索发展低碳农业、构建资源节约型和环境友好型农业,为实现粮食生产的可持续发展提供理论依据。[方法]通过多年的田间定位试验,并且结合室内分析。[结果]小麦、玉米秸秆能显著提高土壤的全氮含量、土壤脲酶活性和土壤微生物量氮含量。与对照相比,小麦、玉米秸秆还田不施肥处理在2010年小麦播种期、拔节期、开花期、灌浆期、成熟期和2011年玉米播种期、拔节期、大喇叭口期、吐丝期、灌浆期、收获期土壤脲酶的活性增幅分别为21.93%、4.92%、35.88%、4.71%、21.79%、0.99%、31.52%、21.77%、8.52%、3.74%、12.89%,小麦、玉米秸秆还田加施肥能显著提高土壤脲酶活性。小麦、玉米秸秆还田不施肥处理的土壤微生物量氮含量比单独施肥处理高出19.32%。[结论]秸秆还田是提高土壤微生物量氮的关键因素。     

高寒草甸草原地表径流的若干特征分析

[目的]揭示高寒草甸草原降水特性、土壤水分对草地地表径流和水土流失的影响。[方法]利用高寒牧区海北牧业气象试验站2005年9月~2007年10月观测的天然草地地表径流与大气降水、土壤水分及植被覆盖资料,分析了该地表径流的特征。[结果]高寒草甸草原年平均径流系数为0.18%,各季地表径流夏季>秋季>春季,分别占年总径流量的57.3%、36.0%和6.7%,冬季无地表径流;年水土流失量主要由几次大降水造成;地表径流量与降雨量呈明显的线性正相关关系,与30 min最大雨强表现出指数函数关系,与0~20cm表层的土壤水分呈现显著的正相关关系。[结论]为高寒草甸草原水旱灾害的综合防治和实现水资源的可持续利用提供科学依据。     

温度和氮素输入对青藏高原3种高寒草地土壤氮矿化的影响

[目的]研究温度和氮素输入对青藏高原3种高寒草地土壤氮矿化的影响。[方法]选取海北高寒草甸、那曲高寒草原和当雄高寒湿地3种典型高寒草地生态系统类型为研究对象,采集表层0-10 cm土壤,在实验室内进行土壤氮矿化培养试验。[结果]温度对青藏高原3种高寒草地土壤氮矿化影响显著,其中高寒草原土壤氮矿化速率随着温度的升高而升高,而高寒草甸和高寒湿地的土壤氮矿化速率随着温度的升高呈下降趋势。氮素输入对高寒草甸土壤氮矿化的影响不显著,而氮添加显著促进了高寒草原和高寒湿地的土壤氮矿化速率。青藏高原3种不同高寒草地类型间的土壤氮矿化速率存在显著差异。[结论]温度和氮素输入对青藏高原3种高寒草地的土壤氮矿化有不同表现的显著影响,且温度和氮素输入对青藏高原高寒草地土壤氮矿化的影响依赖于生态系统类型。