不同利用方式下草地土壤微生物及土壤呼吸特性

通过对呼伦贝尔羊草(Leymus chinensis)草甸草原土壤呼吸特性及土壤微生物的测定,研究了3种不同利用方式(围封、放牧和刈割)对天然草地土壤呼吸特性及土壤微生物的影响,为草甸草原土壤呼吸研究提供基础理论依据。结果表明:不同利用方式下土壤呼吸速率、土壤微生物量碳含量与土壤酶活性(除脲酶)均表现为草地围封比放牧和刈割呼吸速率高(含量高、活性强);土壤微生物量氮含量、脲酶活性和微生物数量表现为草地放牧和刈割比围封的含量高(活性强、数量多);土壤微生物量碳、氮含量、土壤酶活性(除脲酶)和土壤微生物数量均以表层(0～10cm)最高(活性最强、数量最多),随着土层深度增加而降低(活性下降、数量减少)。土壤呼吸速率与微生物量碳、土壤酶活性(除过氧化氢酶)成正相关,与微生物量氮、过氧化氢酶和微生物数量成负相关,其中只与微生物量氮相关性显著,而其余之间均不显著。     

氮添加和刈割对内蒙古典型草原植被碳氮库的影响

外源氮输入和割草是影响草地植被碳、氮库的两个重要因素,外源氮能否补充因割草带走的养分使得植被和土壤碳、氮库保持平衡尚不明确。为了解刈割和氮输入对植被碳、氮库的影响,本研究在内蒙古典型草原设置刈割和5水平氮添加交互试验。结果表明：刈割显著降低了植物生物量和碳、氮库(P < 0.05),氮添加可促进刈割后的生长补偿;氮添加显著提高了植物生物量及碳、氮库(P < 0.05),同时改变了地上、地下部分生物量和碳、氮库的分配;不同水平的氮添加影响植被碳、氮库,当氮添加水平为10 g·m^-2·a^-1时,植被碳、氮库最高。以上结果表明,刈割与10 g· m^-2·a^-1氮输入相结合可支持内蒙古典型草原的可持续利用。     

宁夏东部荒漠草原向灌丛地转变过程土壤微生物响应

为探究荒漠草原向灌丛地人为转变过程中土壤微生物及其酶活性的响应特征,选取宁夏东部荒漠草原近30年典型草地-灌丛地镶嵌体区域的荒漠草地、草地边缘、灌丛边缘、灌丛地为研究样地,开展各样地不同微生境（植丛和空斑）下的0~20 cm土层土壤理化性质、微生物数量、微生物生物量及其酶活性特征研究。结果显示：随转变过程各样地土壤水分、土壤有机碳、全碳、全氮以及全磷含量分别由6.84%、8.54 g·kg^-1、22.67 g·kg^-1、0.85 g·kg^-1、0.32 g·kg^-1显著下降至1.78%、5.85 g·kg^-1、6.63 g·kg^-1、0.16 g·kg^-1、0.23 g·kg^-1（P<0.05）,pH无明显变化。细菌数量呈先降后升变化,荒漠草地略高于灌丛地,真菌数量呈“下降-上升-再下降”非线性变化,灌丛地略高于荒漠草地,放线菌数量下降趋势明显。微生物生物量碳、氮含量分别由87.66、5.94 mg·kg^-1显著下降至9.94、1.85 mg·kg^-1（P<0.05）。过氧化氢酶、碱性磷酸酶、蔗糖酶和脲酶活性呈显著波动或线性下降趋势,荒漠草地均显著大于灌丛地（P<0.05）。土壤微生物特性和酶活性在各样地不同微生境均表现为植丛显著大于空斑（P<0.05）。随着植被转变过程土壤水分、全碳、全氮与土壤微生物（放线菌、土壤微生物量碳氮、过氧化氢酶、脲酶、碱性磷酸酶）呈极显著正相关（P<0.01）,土壤有机碳、全磷与土壤微生物量碳、脲酶呈显著正相关（P<0.05）,pH与土壤微生物无显著关系（P>0.05）;放线菌数量、过氧化氢酶、碱性磷酸酶和脲酶活性与微生物量碳、氮呈极显著正相关（P<0.01）,细菌、真菌数量和蔗糖酶活性与微生物量碳、氮呈正相关（P>0.05）。荒漠草原向灌丛地过渡转变过程,虽各指标存在升高、降低或过渡边界效应,但当过渡到灌丛地均显著低于荒漠草地,表明该年限灌丛地土壤微生物活性显著降低。     

不同利用方式下草地土壤理化性质及碳、氮固持研究

为探究退化的天然草地与人工草地在土壤理化性质,碳、氮变化以及固碳效应等方面存在的差异,本研究通过野外取样与室内实验相结合的方法,在内蒙古自治区的阿鲁科尔沁旗选择具有代表性的天然草地、放牧人工草地以及刈割人工草地为研究对象,进行了实验区土壤水分含量、土壤容重、土壤微生物含量以及土壤养分的测定。通过NDVI值代表3种类型草地的生长状况,整体上看,不同利用方式下草地的生长状况为：刈割人工草地>放牧人工草地>天然草地;土壤含水量在0~20 cm从高到低为：放牧人工草地>刈割人工草地>天然草地,且差异均表现为显著（P<0.05）;放牧人工草地的全碳全氮含量均为最高,在10~30 cm放牧人工草地和天然草地的全碳含量显著高于刈割人工草地（P<0.05）,放牧人工草地0~10 cm的土壤全氮含量为（0.88±0.11） g·kg^-1,显著高于天然草地和刈割人工草地（P<0.05）;3种草地的土壤微生物量碳、氮含量的大小表现为：放牧人工草地>刈割人工草地>天然草地,且在0~10 cm 放牧人工草地的土壤微生物量氮含量为（28.45±8.30） mg·kg^-1,显著高于天然草地和刈割人工草地（P<0.05）;此外3种草地类型的土壤碳、氮贮量表现为：天然草地>放牧人工草地>刈割人工草地,在10~30 cm放牧人工草地和天然草地的土壤碳、氮贮量均显著高于刈割人工草地（P<0.05）,放牧人工草地表现为碳、氮固持,而刈割人工草地均表现为碳、氮流失,且随着土壤深度的增加,天然草地和刈割人工草地的碳、氮贮量均呈逐渐下降的趋势。由此可见,人工草地的建立以及对草地实施播种、灌溉等合理的人为干预将有效地提高土壤质量和草地生长状况,并且一定程度上影响土壤的碳、氮固持能力。     

东祁连山高寒草地牧草返青期土壤酶活性特征

对东祁连山7种高寒草地型土壤过氧化氢酶、脲酶、中性磷酸酶活性及其与土壤理化性质的相关性等进行了研究,以期明确土壤酶活性的生态分布及其与土壤理化性质的相关性特征。结果表明,土壤过氧化氢酶、脲酶和中性磷酸酶的活性分别介于0.37-0.49 mL·g^-1g·min^-1、0.24-0.42 mg·g^-1.24 h^-1和1.14-3.03 mg·g^-1,且脲酶和中性磷酸酶活性上层高于下层;样地间土壤酶活性差异明显,其中过氧化氢酶和中性磷酸酶活性多为草本草地高于灌丛草地,但脲酶多为灌丛草地高于草本草地;土壤酶与土壤含水量、容重、pH值、微生物量碳、氮和磷的相关性在不同草地型也有差异,如土壤脲酶与土壤含水量、pH值在珠芽蓼(Polygonum viviparumL.)草地、沼泽草地和嵩草(Kobresiasp.)草地呈显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)负相关,但在其他样地相关性不显著,且在土壤肥力较一致的金露梅(Dasiphora fruticosa)灌丛和沼泽草地相关性并不一致。因此,用土壤脲酶活性作为土壤肥力指标具有一定局限性。     

模拟氮沉降对高寒湿地土壤理化性质和酶活性的影响

为研究氮沉降对土壤酶和土壤理化性质的影响,本研究在青海湖东岸开展野外控制试验,设计4个施氮水平0 g·m^-2,2 g·m^-2,5 g·m^-2和10 g·m^-2（分别为N0,N2,N5和N10）,测定土壤养分和土壤酶活性。结果表明：氮沉降对土壤pH值和全磷含量无显著影响,硝态氮在浅层土中含量随施氮量的增加而逐渐下降,铵态氮在10 g·m^-2浅层土中含量显著高于其它处理,有机碳含量在2 g·m^-2处理下显著高于其它处理;酸性磷酸酶和脲酶随施氮量的增加活性显著升高,氮沉降抑制过氧化氢酶活性,碱性蛋白酶对氮沉降不敏感;相关分析表明,酸性磷酸酶、脲酶活性与铵态氮含量呈显著正相关关系,过氧化氢酶活性与硝态氮含量呈显著正相关关系,碱性蛋白酶活性与有机碳含量呈极显著正相关关系。本研究表明氮沉降影响高寒湿地碳、氮含量及其计量比,进而影响土壤酶活性。     

青藏高原纳木错高寒草原温室气体通量及与环境因子关系研究

青藏高原广泛分布着以高寒草甸和高寒草原为主的陆地生态系统。由于高寒草地生态系统异质性较大,对高寒草地主要温室气体通量的估算具有较大的不确定性。为研究高寒草原温室气体通量规律及其驱动因子,并为动态碳-氮耦合模式在高寒生态系统的参数化与检验提供数据支持,于2008年7-9月,使用静态箱-气相色谱法在位于青藏高原腹地的纳木错高寒草原开展了主要温室气体通量(CO₂,CH₄,N₂O)及环境因子的同步观测。结果表明:纳木错高寒草原生态系统CH₄,N₂O通量和CO₂排放分别为:-0.047 mg·m^-2·h^-1,0.49μg·m^-2·h^-1和208.2 mg·m^-2·h^-1;在季节尺度上,土壤温度与CO₂排放呈显著正相关,与N₂O和CH₄通量线性关系不显著;土壤含水量与CH₄和N₂O通量呈正相关关系,但与CO₂通量无显著相关。在日变化尺度上,土壤湿度稳定,土壤温度变化与N₂O和CO₂通量成正相关,对CH₄通量影响不显著。     

土壤有效养分和微生物特征对短期不同放牧强度的响应

为了探究放牧持续时间和强度对草地的可利用养分和微生物特征的影响。本研究于2016年8月在山西省右玉县境内的农牧交错带草地设置了不放牧(0羊单位·hm^-2·生长季^-1)、轻度(2.35羊单位·hm^-2·生长季^-1)、中度(4.80羊单位·hm^-2·生长季^-1)和重度(7.85羊单位·hm^-2·生长季^-1)4个放牧强度的试验。在连续4个生长季放牧处理后，于2020年的5—9月测定表层0~10 cm的土壤可溶性有机碳(Dissolved organic carbon,DOC)、可溶性氮(Dissolved nitrogen,DN)、微生物生物量碳(Microbial biomass carbon,MBC)、微生物生物量氮(Microbial biomass nitrogen,MBN)及细菌和真菌的丰度。结果表明：4年不同强度的放牧处理对土壤可利用养分和微生物特征都没有产生显著影响，但是土壤有效养分与土壤微生物特征受生长季降水和温度的影响显著(P<0.05)，具有明显的季节动态，说明短期不同的放牧强度尚未对农牧交错带天然草地养分循环产生显著影响，需要继续进行长期试验监测来观察放牧对草地生态系统结构与功能的影响。     

微生物菌肥对退化高寒草甸地上生物量和土壤理化性质的影响

本研究以青海省贵南县退化高寒草甸为对象,评估了富含乳酸菌和醋酸杆菌的微生物菌肥在不同的添加梯度（150 mL·m^-2,200 mL·m^-2和250 mL·m^-2）下对高寒退化草甸地上植被生物量和土壤理化性质的影响。研究发现：地上植被的生物量随着微生物菌肥施用量和施用时间的增加整体上呈增加趋势,最大值均出现在施用量为200 mL·m^-2的处理,分别为192.32 g·m^-2（2017年）,191.76 g·m^-2（2018年）和202.68 g·m^-2（2019年）,菌肥施用处理第三年的地上植被生物量比对照高184.24%;土壤有机碳（Total organic carbon,TOC）和全氮（Total nitrogen,TN）含量在0~10 cm土壤表层中均在施用量为200 mL·m^-2处理达到最大,在10~20 cm土层中,TOC和TN在菌肥施用量为250 mL·m^-2时增加至37.49 g·kg^-1和3.32 g·kg^-1;土壤铵态氮含量在微生物菌肥施用前两年显著增加而后下降,而硝态氮含量在施用第三年显著增加。土壤有效磷含量随施用量和施用时间的增加整体上呈增加趋势。结果表明富含乳酸菌和醋酸杆菌的微生物菌肥在退化高寒草地修复中具有改善土壤理化性质的潜力。     

生物腐植酸对甘草生物量和土壤腐殖质组分含量及土壤酶活性的影响

新疆是我国甘草(Glycyrrhiza uralensis)的重要产区,提高甘草产量与改善其产地环境防止土壤沙退化具有重要的社会、经济和环境效益。通过田间小区试验,研究生物腐植酸不同施用量对新疆甘草生物量、其产地土壤腐殖质组分含量和土壤酶活性的影响。结果表明:施用生物腐植酸可以显著提高甘草生物量(植株高度、单株地上鲜重和产量)、产地土壤腐殖质(可提取腐殖质、富里酸、胡敏酸)各组分含量以及土壤酶(脲酶、碱性磷酸酶和过氧化氢酶)活性,最佳施用量为450 kg·hm^-2。种植甘草第3年其植株高度、单株地上鲜重和甘草产量分别达到80.80cm、137.5 g和18412.95 kg·hm^-2,分别比对照提高8.2%,6.9%和29.1%;施用生物腐植酸后190 d时,可提取腐殖质碳、富里酸碳和胡敏酸碳含量分别达到4.15 g·kg^-1,2.16 g·kg^-1和1.99 g·kg^-1,比对照分别提高了21.0%,17.4%和20.1%;土壤脲酶、碱性磷酸酶、过氧化氢酶活性分别达到187.12 mg·kg^-1·3 h^-1,26.33 mg·kg^-1·h^-1和3.62 mL 0.1 N KMnO₄·g^-1·20 min^-1,比对照分别提高了57.6%,20.3%和11.9%,差异均达显著或极显著水平。因此,施用生物腐植酸对于甘草产量的提高和产地环境的改善具有明显的促进作用。     

不同干扰方式下温性草甸草原土壤碳氮磷化学计量特征及其储量研究

为阐明不同干扰方式对呼伦贝尔温性草甸草原土壤碳氮磷化学计量特征及储量分布的影响,本研究于2021年8月末在多年围封、刈割和放牧草地进行样品采集与分析测试。结果表明：地上生物量和凋落物生物量均以围封草地最高,放牧草地最低;3种干扰方式下,土壤容重均随土层深度的增加而增大,土壤含水率均随土层深度的增加而减小,在相同土层,放牧干扰下土壤容重最大,土壤含水率最低;3种干扰方式下,土壤碳氮磷含量均随土层深度的增加而降低,放牧干扰草地中三者含量最低;围封和刈割干扰草地土壤C/N高于放牧干扰草地,而C/P和N/P均以放牧干扰草地最高;放牧干扰草地碳氮磷储量在0~30cm土层的分布占比最高,呈现表层聚集;干扰方式和土层深度及其交互作用均能显著影响土壤理化性质及计量特征。综上,适度干扰更有利于温性草甸草原的可持续发展。     

土壤微生物群落多样性对高寒草甸退化程度的响应

本研究以祁连山东缘天祝藏族自治县4种不同退化程度的高寒草甸为研究对象，采用Biolog技术探讨土壤微生物群落多样性在不同退化程度高寒草甸下变化特征。结果表明：随土层加深土壤微生物利用碳源能力呈递减趋势；在高寒草甸退化过程中植物覆盖度、地上植物总生物量、土壤pH值、土壤含水量、土壤有机碳含量、土壤全氮含量、土壤全磷含量随退化程度加深呈下降趋势；高寒草甸退化显著影响土壤微生物对31种碳源的利用程度。在环境因子中对碳源代谢多样性影响最大的是碳氮比、全磷含量、全氮含量，在不同退化程度高寒草甸中土壤有机质含量、电导率、pH是土壤微生物利用碳源能力的限制因子，土壤环境因子是影响土壤微生物的重要因素。     

不同刈割频度对大针茅草原土壤呼吸及其土壤因子的影响

通过对大针茅草原土壤呼吸特性及影响因子的测定,研究3种不同刈割方式天然草地土壤呼吸特性及其影响因子,为典型草原刈割对碳收支研究提供基础理论依据。大针茅草原是亚洲中部草原亚区特有的一种草原类型。研究区设置在内蒙古锡林浩特市东部以大针茅建群的典型草原;在2009-2013年进行不同频度的刈割处理,一年两次、一年一次、两年一次(割一年休一年)、围封,在2013年8月采集测定土壤养分样品,在2013年生长季的6、7、8月进行土壤呼吸速率的测定及土壤微生物数量的测定。结果表明,围封处理下土壤含水量要高于其他刈割处理。6与8月时,围封处理下的细菌和微生物总数均显著高于刈割处理。不同频度刈割下群落的土壤呼吸速率有显著的差异,割一年休一年与围封处理显著高于其他刈割处理,且不同处理的土壤呼吸速率均在7月初为最低;土壤呼吸速率在内蒙古干旱半干旱地区与土壤含水量呈极显著正相关关系,受土壤含水量影响显著。结合生物多样性及生产利用的角度,割一年休一年为最合理的刈割频度。     

东祁连山灌-草群落交错带土壤呼吸动态及影响因子分析

为探究高寒灌-草交错带土壤呼吸动态及影响因素,应用LI-8100A土壤呼吸自动测定系统,对东祁连山典型灌丛-草地交错带土壤呼吸动态及土壤因子进行测定,分析呼吸速率与土壤因子的相互关系。结果表明,整个交错带内土壤呼吸速率的均值介于2.3~7.2 μmol/(m²·s),各样地间土壤呼吸速率大小顺序为珠芽蓼草甸中心(S₁)>草甸-金露梅灌丛交错区(MSC₁)>金露梅灌丛中心(S₂)>金露梅-杜鹃灌丛交错区(MSC₂)>杜鹃灌丛中心(S₃),S₁和MSC₁样地的土壤呼吸日变化呈单峰型,峰值出现在14:00,S₂、MSC₂、S₃样地峰型不明显,且日变幅较小,仅为0.3~1.1 μmol/(m²·s);交错带内土壤物理性质和养分储量呈明显的垂直分异规律,土壤呼吸速率与土壤温度、全磷储量呈极显著的正相关(P<0.01),与土壤含水量极显著负相关(P<0.01),与0~20 cm土壤有机碳储量呈显著负相关(P<0.05);拟合分析显示,土壤温度、含水量和全磷储量是土壤呼吸速率的主要限制因子,土壤呼吸与土壤温度拟合系数最高,可解释土壤呼吸空间变异的79.9%。     

内蒙古不同草原类型土壤呼吸对放牧强度及水热因子的响应

土壤呼吸的测定对于预测不同生态系统碳收支起着关键性作用。本研究利用Li-8100开路式碳通量测定系统,对内蒙古荒漠草原、典型草原和草甸草原生态系统在不同放牧强度(零放牧的对照、轻度放牧、中度放牧和重度放牧)下土壤呼吸速率进行测定,并分析了土壤呼吸与土壤温度(10 cm处)和空气相对湿度的相关性。结果表明,草地类型、放牧强度及它们的交互作用都对土壤呼吸有显著影响(P<0.05),放牧强度对土壤呼吸的影响主要表现在荒漠草原和典型草原生态系统,对草甸草原没有显著影响。在不同草地生态系统中,随着放牧强度的增加,土壤呼吸速率呈先升高后降低的变化规律。方差结果显示,不同草原类型的土壤10 cm温度和空气相对湿度有极显著性的差异(P<0.001),不同放牧强度对土壤10 cm温度和空气相对湿度无显著性影响。     

围封和放牧条件下高寒矮嵩草草甸土壤性质的比较

选取自2002年围封禁牧和持续冬季适度放牧两种处理下的高寒矮嵩草（Kobresia humilis）草地为研究对象,分别对其土壤呼吸速率、根系生物量、土壤含水量、土壤容重、土壤有机碳和全氮含量进行了比较分析。结果表明,持续冬季放牧条件下的土壤呼吸速率、根系生物量和土壤容重均高于围封禁牧的高寒草地,而土壤含水量、有机碳和全氮含量均显著低于围封草地。适度的放牧活动有利于地下生物量的积累,促进生物量向地下的转移,可以加速氮的矿化和土壤有机碳的分解,增加土壤的活性;适当的围封措施则可以保持土壤养分,避免土壤有机质流失。     

甘南草地土壤微生物与理化特性

在甘肃省甘南州境内,土壤微生物呼吸强度在不同草地类型草地上由大到小的顺序：0~15 cm深度为沼泽化草甸>高寒灌丛草甸>高寒草甸>亚高寒草甸>山地草原,15~30 cm深度为沼泽化草甸>亚高寒草甸>山地草原>高寒灌丛草甸>高寒草甸,30~60 cm深度为沼泽化草甸>山地草原>亚高寒草甸>高寒草甸>高寒灌丛草甸;微生物碳在不同草地类型草地上由大到小的顺序：0~15 cm与15~30 cm深度均为沼泽化草甸>高寒灌丛草甸>高寒草甸>亚高寒草甸>山地草原,30~60 cm深度为沼泽化草甸>亚高寒草甸>高寒灌丛草甸>高寒草甸>山地草原。同一草地类型的土壤呼吸强度、微生物碳都在各自土壤深度下随深度增加而减小,代谢熵的变化趋势刚好相反,微生物商的变化趋势不明显。土壤呼吸强度、微生物碳均分别与土壤含水量、有机碳、全氮呈极显著正相关（P<0.01）,而代谢熵与之呈极显著负相关（P<0.01）,微生物商与含水量、全氮呈极显著正相关（P<0.01）,而与有机碳呈极显著负相关（P<0.01）。     

不同草地利用方式对河北坝上天然草地植物群落特征的影响

本研究以坝上天然草地植物群落为研究对象,分析了不同草地利用方式(打草场、冬牧地、公牧地)对植物群落的数量特征、物种组成、功能群特征及物种多样性的影响.结果表明:冬牧地的群落高度、物种数及物种多样性指数均最大,打草场的群落盖度显著大于放牧地(冬牧地和公牧地)且其地上生物量与冬牧地没有显著差异,同时打草场物种多样性指数与冬...     

修剪频率对混播草坪土壤呼吸特征的影响

以草地早熟禾(Poa pretensis)和高羊茅(Festuca arundinacea)混播草坪为研究对象,采用开路式土壤碳通量测量系统Li-8100对不同修剪频率下草坪的土壤呼吸昼夜变化特征进行研究,旨在探讨修剪对城市草坪土壤呼吸特征的影响。结果表明:草坪在1周修剪1次、2周修剪1次和常规修剪(对照)这3种情况下,其土壤呼吸速率昼夜变化均呈单峰曲线模式,且3种情况下草坪土壤呼吸速率日最高值均出现在12:00-14:00,而日最低值出现的时间不一;从草坪土壤日呼吸总量来看,6月与7月草坪在1周修剪1次处理、2周修剪1次处理和对照之间差异均不显著,8月草坪在1周修剪1次处理下与对照之间差异不显著,而两者与草坪2周修剪1次的处理之间差异显著(P<0.05);从整体来看,3种情况下草坪的土壤呼吸速率均与5 cm土层地温成显著正相关(P<0.05),与其他温度指标的相关性因不同月份和不同处理而不同,而草坪土壤呼吸的Q₁₀值的大小基本上都随着土层深度增加而增加。