川西北草地沙化对土壤颗粒组成和土壤磷钾养分的影响

为揭示川西北若尔盖草原在草地沙化过程中土壤颗粒组成和矿质养分的变化特征,文中通过野外调查和室内分析化验,研究了川西北沙化过程中草地的土壤颗粒组成及磷、钾的变化特征。结果表明:草地沙化过程中0-100cm土层土壤结构受到了严重破坏,呈现出明显的粗化特征,土壤砂粒含量显著增加,粉粒、粘粒、土壤速效磷和速效钾含量显著减少。其中,0-20cm土层变化最为明显,极重度沙化草地土壤完全沙化,沙粒含量高达95.83%,相对未沙化草地增加了28.15%,速效磷、速效钾含量非常缺乏,分别仅为3.64mg·kg-1、24.66mg·kg-1,相对于未沙化草地分别降低了52.79%和74.29%。说明在沙化草地治理过程中,需及时补充适量的磷钾矿质养分。不同草地退化阶段研究表明,未沙化草地至中度沙化草地演变过程中,沙粒含量显著升高,粉粒、粘粒、速效磷、速效钾均有极显著降低,说明沙化草地的治理应将轻中度沙化阶段作为关键时期。     

玛曲高寒草甸风沙环境与沙化类型研究

玛曲县高寒草甸沙化是青藏高原地区发生沙化的典型案例,其成因、趋势和治理一直受到极大关注。利用三维激光扫描仪,结合野外监测和室内分析等方法,揭示了区域风沙环境,结合区域沉积物粒度与形态特征,依据沙物质来源复杂程度将沙化类型划分为风蚀坑沙化类型和复杂沙化类型。结果表明:区域全年输沙势为164.34VU,合成输沙势为91.57 VU,合成输沙方向132.37°,风向变率0.56,属于中比率低风能环境。综合风蚀坑沙化类型周边风蚀坑与积沙区的长度比、体积比、长轴线、与区域主风向吻合程度及沉积物粒度特征,可知风蚀坑是该沙化类型区域积沙的主要贡献者。在现代沙化过程中,复杂沙化类型除周边风蚀区、活化沙丘以及沙化草地等为区域积沙贡献沙物质外,黄河河道也为区域积沙提供一定量的沙物质。     

川西北草地沙化对土壤可溶性有机氮及酶活性的影响

为探究草地沙化对川西北高寒草地土壤可溶性有机氮及酶活性的影响,采用样地调查方法,研究了不同沙化程度草地可溶性有机氮、脲酶、蛋白酶、硝酸还原酶及精氨酸脱氨酶的变化特征。结果表明:随草地沙化程度加剧,土壤脲酶、蛋白酶、硝酸还原酶及精氨酸脱氨酶活性显著降低。与未沙化草地相比,重度沙化草地0~20cm土层脲酶、蛋白酶、硝酸还原酶及精氨酸脱氨酶活性分别降低了40.54%、30.68%、39.85%和44.00%;土壤可溶性有机氮随沙化程度增加呈下降趋势,相较于未沙化,轻度沙化、中度沙化和重度沙化草地土壤可溶性有机氮含量分别下降了22.36%、48.72%和67.77%,且0~20 cm土层变化最为显著。相关分析结果表明,酶活性与土壤氮素呈极显著正相关;硝酸还原酶与铵态氮、硝态氮、微生物量氮和可溶性有机氮的相关系数最高,分别达到0.868、0.850、0.789和0.701。     

高寒草甸不同类型草地土壤机械组成及肥力比较

研究了青藏高原高寒草甸不同类型草地土壤机械组成和土壤养分变化特征,并用相关分析探讨了土壤理化特征、土壤机械组成对不同草地类型群落物种组成、生物量变化的响应。结果表明:不同草地类型土壤机械组成分布大致是矮嵩草草甸:粉粒>细砂粒>粘粒>粗砂粒;高山嵩草草甸:细砂粒>粉粒>粘粒>粗砂粒;藏嵩草沼泽化草甸:细砂粒>粉粒>粘粒>粗砂粒;金露梅灌丛:粉粒>粘粒≥细砂粒>粗砂粒。矮嵩草草甸、高山嵩草草甸为粉砂质粘壤土,藏嵩草沼泽化草甸为壤土,金露梅灌丛为壤质粘土。矮嵩草草甸、高山嵩草草甸和金露梅灌丛土壤颗粒分布相对比较均匀(除藏嵩草沼泽化草甸外),主要集中在<0.5mm的范围内,土壤粘粒含量普遍大于20%。土壤全量养分和速效养分以及土壤物理特征均影响着高寒草甸不同草地类型土壤质量和土壤结构。土壤结构和养分状况是判断高寒草甸生态系统生态功能维持的关键指标之一。     

生态修复对川西北沙化草地土壤有机质和氮素的影响

为了了解生态修复过程中沙化草地土壤有机质和氮素的变化特征,选取了未修复沙化草地和围栏种植红柳生态修复年限分别为2年、4年、6年、8年的沙化草地作为研究对象,研究了川西北不同生态修复年限沙化草地0-60cm土层土壤有机质和氮素变化特征.结果表明:随着生态修复年限的增加,植被盖度和高度显著提高,各土层土壤有机质、全氮、碱解氮含量均呈现增加特征,其中,0-20cm土层增加幅度较大,生态修复8年沙化草地土壤有机质、全氮和碱解氮含量分别比未修复沙化草地增加95.60％、100.00％和50.73％,均极显著高于未修复沙化草地;20-40cm和40-60cm土层土壤有机质、全氮、碱解氮含量增加幅度及显著性明显低于0-20cm土层.     

土壤侵蚀对土壤理化性质及土壤微生物的影响

通过对黄土丘陵沟壑区侵蚀环境下4种典型坡面上坡顶、坡肩、坡背、坡脚和坡趾5个不同地形部位¹³⁷Cs的含量、土壤理化性质及土壤微生物指标的测定和分析。结果表明:用来表征土壤侵蚀程度的¹³⁷Cs含量与土壤有机碳、全氮、土壤容重、电导率、土壤微生物功能多样性及细菌菌群之间均存在显著的回归关系,土壤有机碳、全氮及土壤容重随着¹³⁷Cs含量的增加呈增加趋势,土壤电导率、土壤微生物功能多样性呈下降趋势,而土壤细菌呈先下降后增加的趋势。土壤侵蚀过程能够直接影响土壤养分在坡面上的空间分布及土壤结构,通过影响土壤性质,改变土壤微生物群落的生长环境和营养物质的含量,从而影响土壤微生物的生长。     

高寒草地主要类型土壤因子特征及对地上生物量的影响

以新疆巴音布鲁克高寒草地五种主要草地类型的实测数据为依据,探讨了土壤因子随环境变化的特点及其对地上生物量之间的影响。结果表明:沼泽高寒草甸土壤含水量最大,有机质和速效N、P、K的含量都最高。高寒草原土壤含水量最小,有机质和速效养分的含量最低。土壤含水量与速N存在显著正相关,速P与速N和速K之间分别存在显著正相关,速K和有机质存在显著正相关。土壤含水量和速N含量是影响地上生物量的主要土壤因子,回归方程分别为Y=379.954X+28.238(F=12.562,P<0.05)和Y=0.864X-122.874(F=21.352,P<0.05)。     

浑善达克沙地南缘沙化草地围封过程中土壤种子库与地上植被的耦合关系

在浑善达克沙地南缘,以围封不同年限的沙化草地(1年、4年、9年)为试验样地,并以未围封沙化草地作对照,深入研究了沙化草地围封过程中,土壤种子库与地上植被的耦合关系。结果表明,对沙化草地实施围栏封育,可显著提高土壤种子库与地上植被的物种丰富度;不同围封年限间,二者在植被群落组成上,均表现出较高的相似性,且相临阶段相似性较高,随围封年限差异的增加,相似性逐渐减小,但这一变化前者滞后于后者,表明草地在恢复演替中,前者较后者具有滞后性;4种类型样地之间,土壤种子库密度以及地上植被密度差异均极显著,且二者之间均存在显著正相关性,其关系均可用二次曲线描述。     

保护性耕作对黄土高原春玉米田土壤理化特性的影响

为了探索黄土高原春玉米区保护性耕作农田土壤理化特性变化,测定分析了保护性耕作处理第二年春玉米生长不同时期农田土壤容重、水分和养分变化.结果表明,保护性耕作处理在玉米生长前期0～10 cm土壤容重呈下降趋势且小于传统耕作,但后期增加幅度较大;与传统耕作相比保护性耕作能显著增加玉米生长前期表层0～60 cm和后期100～200 cm土壤含水量 ,有较好保水、蓄水作用;保护性耕作下表层0～20 cm土壤养分指标除全磷外,均表现为稳定升高趋势,且能有效提高土壤全钾和速效钾含量;土壤有机质、全氮、速效氮、速效磷含量低于传统耕作,但变异系数较小.     

若尔盖高寒退化草地土壤水解酶活性和微生物群落数量特征分析

以若尔盖花湖湿地国家级自然保护区高寒草甸-高寒草原逆向演替为研究对象,结合草地利用现状及微地形分布,遴选5个高寒退化草地区域进行植被概况、害鼠密度、土壤理化性状和三种水解酶活性、微生物群落数量调查并进行相关性分析。结果表明:土壤表层(0~10 cm)土壤脲酶、土壤转化酶及土壤磷酸酶活性的变化范围分别是0.89~1.60mg·g~(-1)·d~(-1)、89.86~134.31mg·g~(-1)·d~(-1)、3.43~4.63mg·g~(-1)·d~(-1),且平地区显著大于坡地区(P<0.01);土壤微生物群落中细菌数量占绝对优势,显著高于放线菌和真菌数量(P<0.01),样地间表现为样地Ⅱ(阴坡)>样地Ⅰ(山顶)>样地Ⅴ(临近湿地)>样地Ⅳ(平地)>样地Ⅲ(阳坡)的趋势,且土壤酶活性和微生物数量均随土壤剖面加深而递减,且各土层间差异明显(P<0.05)。若尔盖花湖退化草地土壤脲酶、转化酶、酸性磷酸酶均保持较高的活性;土壤酶活性、微生物及理化性质在平地区与坡地区差异明显,随土层剖面变化显著;土壤养分与土壤放线菌、土壤酶活性关系密切,鼠类洞穴密度、土壤含水量和磷酸酶活性与土壤微生物关系密切。研究结果将为本地区草地营养循环、退化草地修复及草原旅游承载力提供理论依据。     

近40年玛曲草地暖干化趋势及影响因子分析

通过利用Holdridge可能蒸散率(PER),对玛曲草地1971～2010年的干湿变化特征进行了分析,近40年玛曲草地PER呈明显的上升趋势,上升趋势达0.03/10a,20世纪90年代后,玛曲草地PER持续偏高,并在1993年出现了增大突变,降水量以7.4mm/10a的趋势减少,温度以0.46℃/10a的趋势上升,生物温度以0.25℃/10a的趋势上升,降水量与生物温度呈现出明显反向变化,玛曲草地有从极湿润区向湿润区过渡的趋势,出现了明显的暖干化趋势。主成分分析表明玛曲草地暖干化的主要原因是气温升高,同时日照时数增加、降水量减少、相对湿度下降和风速减小加剧了暖干化的趋势。受气候暖干化和人为因素的影响,玛曲草地出现了明显的退化和沙化,沼泽湿地的面积也呈明显的减少趋势,导致玛曲草地牧草产量下降,涵养水源能力急剧下降和生物多样性锐减。     

沙质草地植物群落及土壤质地对补播和翻耕措施的响应

选取3个翻耕模式(深翻、浅翻及免耕),以未补播的原生沙质草地为对照(CK),分析不同模式下禾-豆混播草地土壤颗粒组成、植物群落结构特征及数量特征,研究退化沙质草地土壤质地及植物群落对翻耕和补播措施的响应。结果表明:深翻、浅翻、免耕及CK对应的草地群落物种丰富度分别为9、9、5种和8种,机械扰动和补播牧草降低了游击型克隆植物的繁殖与扩展能力,提高了补播牧草在群落中的优势度,深翻处理下多年生禾本科及豆科牧草优势度最为明显,翻耕及补播后草地植物群落物种多样性和均匀度明显增大,生态优势度与物种多样性变化趋势正好相反,其中浅翻处理下补播草地群落物种多样性和均匀度最高,游击型克隆植物提高了原生草地生态优势度;补播草地群落地上生物量大小表现为:深翻(348.39 g·m~(-2))浅翻(285.77 g·m~(-2))免耕(242.08 g·m~(-2))CK(141.83 g·m~(-2)),且与原生草地存在极显著性差异(P0.01);补播草地土壤颗粒组成主要以50~250μm的细沙粒为主,深翻、浅翻及补播牧草显著提高了0~20 cm土层土壤黏粉粒含量和土壤颗粒体积分形维数(P0.01),土壤质地改善效果明显,土壤整体稳定性明显提高。     

呼伦贝尔天然草地地貌部位对土层厚度和土壤水分的影响

草原开垦破坏草地植被,并且破坏了整个草原的生态环境,这已取得共识。然而,目前还有人想开垦呼伦贝尔天然草地来追求短期的利益。通过调查一个天然草地坡面的土层厚度和土壤水分,分析天然草地地貌部位对土层厚度和土壤水分的影响,以此为根据来阐述开垦天然草地的利害。结果表明:上部样点含水量低,坡脚和坡底样点含水量依次增加;黑土层保水性好,黄粘土层透水性差,砂土层保水性很差;坡面80%的面积黑土层小于或等于30cm,开垦压实以后厚度只能满足暂时耕作的需要。呼伦贝尔草原地形起伏较大,干旱且多大风,易发生土壤侵蚀。开垦以后将会失去保水性好的黑土层,那时,呼伦贝尔草原前景甚忧。因此,建议不应开垦呼伦贝尔草原,并给与适当保护。     

内蒙古草原土壤斥水性的季节变化

土壤斥水性是指水分不能或很难湿润土壤颗粒表面的物理现象,具有斥水性的土壤称为斥水土壤。本文以内蒙古锡林浩特市白音锡勒牧场中国科学院内蒙古草原生态系统定位站的羊草样地为例,运用滴水穿透时间法分析了1979年禁牧1、999年禁牧、冬季放牧和连续放牧等条件下内蒙草原土壤斥水性的季节变化。结果表明:草原土壤总体上表现为轻度斥水性或无斥水性,且斥水性具有显著的季节变化特点,一般在雨季或多雨年土壤具有较强的斥水性;不同的利用方式对草原土壤斥水性的季节变化规律具有一定的影响,存在时间上的滞后性,持续放牧处理在雨季较多的样点最先表现斥水性,其次为冬季放牧处理,然后为1999年禁牧处理,最后为1979年禁牧处理。     

草原土壤胀缩运动的发生机制研究

着重调查草原地裂缝的空间静态分布及时间动态分布,并调查土壤及植被状况,研究草原土壤胀缩运动的发生机制,结果表明:土壤的开裂主要与土壤粘粒(<0.001mm)含量有关,土壤粘粒含量越高,土壤胀缩程度越大。认为土壤胀缩运动主要决定于土壤粘粒的含量,同时季节性冻融作用与干湿交替作用是导致土壤胀缩运动的直接因素。     

围栏禁牧对毛乌素沙地土壤理化特征的影响

过度放牧导致干旱半干旱区毛乌素沙地草地严重退化。通过禁牧措施排除放牧干扰,使草地自然恢复,作为一种低投入的措施在世界各国退化草地生态系统恢复中得到广泛采用。文中对毛乌素沙地三种不同管理类型(持续放牧、围栏5年和围栏16年)土壤理化性状进行了研究,研究结果显示:围栏禁牧5年对0～30cm土壤颗粒组成和容重没有显著影响;围栏禁牧16年0～10cm土壤容重显著小于持续放牧区,而极细沙、粉粒和粘粒含量显著高于持续放牧区;围栏5年显著增加了0～5cm土壤有机碳,而0～30cm的全氮均没有显著增加。围栏16年土壤有机碳较放牧区在0～5cm、5～10cm、10～30cm分别显著增加了231%、81%、55%;全氮含量的变化趋势与之相同。结果表明,围栏5年对土壤粘粉粒、全氮含量的恢复基本没有效果;围栏16年能显著增加表层土壤粘粉粒含量和有机碳、全氮,但土壤碳、氮水平还是在比较低的水平(有机碳:4.30g.kg-1;全氮:0.74g.kg-1),即长期禁牧可以逐渐改善土壤质地和提高土壤肥力。研究结果为半干旱退化沙质草地生态系统的恢复、重建及管理提供科学依据。     

利用强度对草原土壤酶活性和养分影响的动态研究

文中研究了不同利用强度对羊草草原土壤中几种主要酶活性和养分含量的影响.结果表明:轻度放牧有利于土壤中转化酶和蛋白酶活性的增加,随放牧强度的增加会抑制其活性的增加.不同强度的放牧均导致脲酶、多酚氧化酶和过氧化氢酶活性的增加;轻度放牧使草原土壤中的养分含量增加,有利于土壤肥力的提高,随放牧强度的增加,逐渐抑制全磷和速效氮含...     

氮添加对天山高寒草原土壤酶活性和酶化学计量特征的影响

为探究氮添加对高寒草原生态系统土壤酶活性的影响,于2018年在中国科学院巴音布鲁克草原生态系统研究站,选择4个氮添加水平(对照,N0,0 kg·hm^-2·a^-1;低氮,N1,10 kg·hm^-2·a^-1;中氮,N3,30 kg·hm^-2·a^-1;高氮,N9,90 kg·hm^-2·a^-1),开展土壤酶活性对氮添加响应的研究,分析土壤酶活性对氮添加的响应特点,土壤酶化学计量比以及土壤酶活性与土壤环境因子的关系。结果表明:与对照相比,氮添加在N3水平显著增加β-1,4葡萄糖苷酶(βG)、β-D-纤维二糖水解酶(CBH)和β-1,4木糖苷酶(βX)酶活性(P<0.05),N1和N3水平显著增加碱性磷酸酶(AKP)活性(P<0.05),N3水平显著降低多酚氧化酶(PPO)活性(P<0.05),氮添加对亮氨酸氨基肽酶(LAP)活性影响不显著,N3水平下显著增加N-乙酰-β-D氨基葡萄糖苷酶(NAG)活性(P<0.05)。相关分析表明,8种土壤酶活性均与土壤有机碳(SOC、NAG除外)和总磷(TP)显著相关,与土壤总氮(TN)不相关。研究区土壤酶活性C∶N∶P化学计量比为1∶1∶1.2,与全球生态系统的土壤酶活性C∶N∶P的比值1∶1∶1相偏离,表明该研究区土壤微生物生长受磷素限制。冗余分析(RDA)进一步揭示出土壤有机碳和土壤全磷含量是影响土壤酶活性的主要因子。     

坝上高原林草地表层土壤含水量对比研究

以地处半干旱坝上高原沽源县为例,对比分析不同自然区域内林地、草地距地表约25cm处土壤含水量。结果表明:人工乔木林地土壤含水量最少,灌木林地次之,草地最多,尤其是天然草地。结合当地农户走访和野外踏查,得出结论:草地或灌木林地能够较好地保持土壤水分,乔木林地则相对较差。建议遵循当地自然地带性规律,充分考虑水分条件,林草植被建设以生态耗水量少的草、灌为主,乔木为辅。