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。     

三江源区土地利用方式对土壤氮素特征的影响

以三江源区曲麻莱县高寒草甸草原、退化高寒草甸草原、退化高寒草原和人工草地4种土地利用方式为研究对象,研究了不同土地利用方式的土壤全氮、有效氮、铵态氮、硝态氮、无机氮总量及比例,结果表明:4种利用方式土壤的氮素含量均处于较低水平,在0~10 cm土层,土壤全氮与有效氮含量表现出相似的规律性,人工草地最高,退化高寒草甸草原最低。与高寒草甸草原相比,退化高寒草甸草原0~10 cm土层全氮和有效氮含量分别降低了52.4%和76.2%,而10~40 cm土层的全氮和有效氮含量却明显增加。对土壤铵态氮和硝态氮含量的研究结果进一步表明,研究区域土壤中无机氮以硝态氮为主,退化导致0~10 cm土层的铵态氮和硝态氮含量降低,退化和人工种植均导致0~10 cm土层硝态氮含量明显降低,而10~20 cm和20~40 cm土层的硝态氮含量明显升高,且这两个土层之间差异不显著,40~60 cm土层又明显降低。因此,退化和人工种植均导致土壤硝态氮沿土壤剖面淋溶下移,并且淋溶主要发生在0~40 cm深度的土壤中。土壤无机氮总量与硝态氮表现出相似的规律性,对土壤无机氮总量和比例的研究也表明退化加剧了土壤氮素的矿化过程。     

石羊河流域中下游河岸植被与土壤特征及其相关分析

石羊河流域中下游位于干旱荒漠区,河岸带植被破坏、生物多样性下降,区域生态系统和生态过程受到严重影响。运用空间变化代替时间过程的方法,对石羊河流域中下游不同河段河岸带植被与土壤特征及两者相关性进行了研究。结果表明:石羊河中下游从常流水区、季节性流水区到常年断流区,随着河床的常年和季节性断流,植被与土壤逐渐退化。植被盖度、生物量和丰富度指数呈下降趋势,多样性指数呈上升趋势。不同河段的土壤理化特征差异性显著,河流断流对土壤产生了直接或间接影响;但是从季节性流水区到常年断流区表征土壤肥力和水分的指标均呈增大趋势,常年断流区土壤已经逐渐改善。植被盖度和生物量分别与土壤含水量、全氮,电导率有线性关系。修复该区的退化生态系统需要保证适宜的土壤含水量。     

基于MSAVI-SI特征空间的玛纳斯河流域灌区土壤盐渍化研究

玛纳斯河灌区是新疆重要的农业绿洲之一,其发展受土壤盐渍化制约,土壤盐渍化信息获取成为首要问题。以Landsat-OLI卫星影像和野外调查数据为基础,对修改型土壤调整植被指数(MSAVI)和盐分指数(SI)之间的关系进行了综合分析,并提出了MSAVI-SI特征空间概念,进而构建了盐渍化遥感信息提取指数模型(MSI)。结果表明:1不同程度盐渍化类型MSI平均值差异特征明显,其差值在0.35~0.43,因此,MSI指数可以作为盐渍化信息快速提取的指标。2灌区土壤受盐渍化侵扰严重,尤其从下游农业生产区到古尔班通古特沙漠过渡的生态脆弱区,受地下水影响明显的中段,土壤盐渍化仍是土地退化的重要原因。本研究对土壤盐渍化遥感监测和管理,以及区域环境保护具有重要意义。     

呼伦贝尔草甸草原羊草群落不同退化程度土壤理化指标

文中对放牧干扰下不同退化程度呼伦贝尔草甸草原羊草群落土壤理化性质进行了研究。结果发现,土壤含水量、土壤全氮、土壤有机物、土壤速效氮随着退化程度的增加显著下降,而土壤容重、土壤(1-2mm)粗粒百分含量、土壤速效钾随着退化程度的增加而显著提高。土壤速效磷和pH值没有规律性变化。通过研究表明:土壤含水量、土壤容重、土壤(1-2mm)粒径粗粒、土壤有机物、全氮、速效氮和速效钾在不同退化程度之间都具有显著性差异,因此,这些指标可做为草甸草原羊草群落确定土壤退化程度的退化指标。     

祁连山典型植被土壤碳、氮、磷含量及生态化学计量特征的垂直变化

本研究针对祁连山国家公园山体沿海拔(2700～4043 m)自下而上出现的针叶林、草甸化草原、高寒灌丛、高寒草甸、流石滩稀疏植被5种典型植被,研究土壤碳、氮、磷含量及生态化学计量比垂直分异规律,为祁连山国家公园生态系统土壤碳氮磷生物地球化学循环过程提供数据参考和科学依据。结果表明：(1)祁连山山体垂直带上0～40 cm土壤总碳、总氮和总磷含量分别为15.33～83.46 g·kg^-1、1.63～7.76 g·kg^-1、0.41～0.66 g·kg^-1。土壤总碳和总氮含量均表现为针叶林>草甸化草原>高寒灌丛>高寒草甸>流石滩稀疏植被,都是沿着海拔的升高显著降低。土壤全磷含量表现为高寒灌丛显著高于高寒草甸,其余植被间差异不显著。(2)0～40 cm土壤铵态氮、硝态氮、速效磷含量分别为11.01～14.73 mg·kg^-1、2.78～12.46 mg·kg^-1和4.35～13.57 mg·kg^-1。土壤铵态氮含量在各植被类型间差异不显著,...     

荒漠草原土壤健康评价

文中以西鄂尔多斯自然保护区东部的荒漠草原棕钙土为研究对象,通过野外调查与室内分析,从与土壤健康有关的物理、化学、生物学指标中筛选出具有代表性和敏感性的评价指标,建立了土壤健康评价体系,并采用模糊综合评价法对不同退化程度荒漠草原土壤的健康状况进行了分析,主要研究结果如下:1)根据植被数据的分析结果把研究区划分为未退化、轻度、中度、重度四个退化等级;2)通过主成分分析法筛选出对放牧较敏感的8个荒漠草原土壤健康评价的指标;3)用模糊数学方法对荒漠草原土壤健康状况进行综合评价,未退化区土壤差异性健康综合系数为1,轻度退化区为0.9079,中度退化区为0.6789,重度退化区为0.5949。健康土壤评价系数为(l-0.90),亚健康土壤评价系数为(0.89-0.65)和不健康土壤评价系数为(0.64-0)。未退化区、轻度退化区土壤为健康土壤,中度退化区土壤为亚健康土壤,而重度退化区土壤为不健康土壤。     

退化沙质草地植被与土壤分布特征及相关分析

对科尔沁退化沙质草地的植被与土壤的分布特征及两者的相关性进行了研究。结果表明 ,退化沙质草地土壤养分含量贫瘠 ,土壤性质已经高度异质化 ;植被盖度低 ,物种较为贫乏 ;植被与其着生的土壤基质之间关系密切 ,是一个相互作用 ,相互影响的统一系统。要恢复退化生态系统 ,首先要恢复退化草地的植被 ,通过植被—土壤相互作用 ,土壤肥力可得到提高。     

吴起县退耕还林后主要植被类型土壤质量评价

为明确吴起县退耕还林后形成的主要植被类型土壤质量状况,文中以吴起县王洼子典型退耕植被作为研究对象,对比分析不同植被类型土壤理化性质差异,并综合主成分分析法、敏感性以及相关性分析法,建立了研究区土壤质量评价指标最小数据集。结果表明:1)不同植被类型间土壤物理、化学性质差异显著(P<0.05);山桃×沙棘混交林在土壤孔隙度、持水性以及有机碳含量方面表现较优;刺槐林在土壤pH和电导率方面表现较优;沙棘林、柠条林在富集氮、磷、钾元素方面优势明显;草地土壤指标整体表现较差。2)适用于研究区不同植被类型土壤质量评价的最小数据集指标为土壤有机碳含量、毛管持水量、电导率和有效磷。3)不同植被类型均在不同程度上有效提高土壤质量,但研究区土壤质量指数整体仍较低,其中山桃×沙棘混交林对土壤质量提升效果最好,其次为灌木林(柠条、沙棘),乔木林(刺槐、杜梨、山桃)和草地。因此,研究区在今后进行低效林改造、林分结构调整与植被恢复重建等林业生态工程时,优先选择以沙棘、柠条为主的灌木林或者小乔木与灌木相结合的混交林(山桃×沙棘混交林)。     

塔里木盆地北缘绿洲土壤盐渍化特征分析——以渭干河-库车河三角洲绿洲为例

通过大量的野外调查以及实地测点,以新疆塔里木盆地北缘渭干河-库车河三角洲绿洲为典型区,研究该绿洲土壤特征(电导率、含盐量等)在空间的分布规律,运用相关分析和回归分析方法研究该绿洲土壤特征之间的耦合关系。分析结果表明:土壤含盐量、电导率和TDS在0-10 cm、10-30 cm、30-50 cm均有强变异性,pH值在各个土层均为弱变异性,而含水量则表现为中等变异性;含盐量与电导率、TDS之间正相关关系极显著,而与含水量有一定的正相关性,与pH值有一定的负相关性;通过回归分析发现,土壤溶液电导率和TDS的值可直接反映含盐量的大小,而土壤pH值和含水量则不能反映土壤盐渍化程度的高低。     

Degradation leads to dramatic decrease in topsoil but not subsoil root biomass in an alpine meadow on the Tibetan Plateau,China

Understanding the effects of degradation on belowground biomass (BGB) is essential for assessment of carbon budget of the alpine meadow ecosystem on the Tibetan Plateau, China. This ecosystem has been undergoing serious degradation owing to climate change and anthropogenic activities. This study examined the response of the vertical distribution of plant BGB to degradation and explored the underlying mechanisms in an alpine meadow on the Tibetan Plateau. A field survey was conducted in an alpine meadow with seven sequential degrees of degradation in the Zoige Plateau on the Tibetan Plateau during the peak growing season of 2018. We measured aboveground biomass (AGB), BGB, soil water content (SWC), soil bulk density (SBD), soil compaction (SCOM), soil organic carbon (SOC), soil total nitrogen (STN), soil total phosphorus (STP), soil available nitrogen (SAN), and soil available phosphorus (STP) in the 0-30 cm soil layers. Our results show that degradation dramatically decreased the BGB in the 0-10 cm soil layer (BGB_0-10) but slightly increased the subsoil BGB. The main reason may be that the physical-chemical properties of surface soil were more sensitive to degradation than those of subsoil, as indicated by the remarked positive associations of the trade-off value of BGB_0-10 with SWC, SCOM, SOC, STN, SAN, and STP, as well as the negative correlation between the trade-off value of BGB_0-10 and SBD in the soil layer of 0-10 cm. In addition, an increase in the proportion of forbs with increasing degradation degree directly affected the BGB vertical distribution. The findings suggest that the decrease in the trade-off value of BGB_0-10 in response to degradation might be an adaptive strategy for the degradation-induced drought and infertile soil conditions. This study can provide theoretical support for assessing the effects of degradation on the carbon budget and sustainable development in the alpine meadow ecosystem on the Tibetan Plateau as well as other similar ecosystems in the world.     

禁牧对祁连山冰沟流域高山草甸土有机碳及理化性质和酶活性的影响

在青海省祁连山冰沟流域的高山草甸土上,选择放牧与禁牧2个样品采集区,研究了禁牧对祁连山冰沟流域高山草甸土有机碳及理化性质和酶活性的影响。结果表明:高山草甸土遭到放牧牲畜连续3年的啃食和践踏后,植被覆盖度明显降低,归还到土壤中的生物量和枯落物积累量减少,0~20 cm土层有机质含量、有机碳密度、总孔隙度、团聚体、田间持水量、氮磷钾和酶活性降低,容重、CaCO_3和可溶性盐增加,但20 cm以下土层这些性质变化不大。放牧与禁牧比较,0~20 cm土层土壤容重、可溶性盐和CaCO_3分别增加14.15%、6.35%和1.27%;有机碳含量、有机碳密度、总孔隙度、团聚体和田间持水量分别降低29.76%、22.82%、9.45%、6.49%和7.69%;全氮、全磷、全钾、脲酶、蔗糖酶、磷酸酶和过氧化氢酶分别降低25.97%、15.56%、12.17%、33.77%、26.11%、42.00%、29.31%。放牧对有机碳、容重、孔隙度、田间持水量、可溶性盐、氮磷钾和酶活性影响深度为20 cm,对团聚体影响深度为40 cm。     

围栏与不同放牧强度对东祁连山高寒草甸植被和土壤的影响

在东祁连山高寒草地,对围栏7年和不同放牧强度的草地进行了物种数、地上生物量、地下生物量、土壤理化性质等研究。结果表明,围栏7年的高寒草地鲜草产量为425.8 g·m-2,显著高于夏季中牧159.3 g·m-2和夏季重牧91.0 g·m-2,但与冬季轻牧、夏季轻牧差异不显著。围栏条件下的物种数为26.3种·16 m-2,显著低于其他放牧条件下的物种数,但显著高于夏季重牧条件下的物种数23.0种·16 m-2;轻度或重度放牧都会使物种数减少,夏季中牧下的物种数最高(33.5种·16 m-2)。在0~10 cm的表层土壤中,围栏7年的草地根系生物量显著高于其他放牧强度。随着放牧强度的增加,根系生物量在0~10 cm土壤中呈下降趋势,在30~40 cm土壤中则表现为升高趋势。围栏7年的土壤容重低于其他放牧强度下的土壤容重,但差异不显著;夏季重牧的土壤容重显著高于围栏7年和其他放牧强度的土壤容重。随着放牧强度的增加,0~10 cm土壤碱解氮增加,围栏7年草地最低。围栏封育可有效改善和恢复草地植被,但不能长时间禁牧不进行放牧利用。合理的放牧能够维护高寒草甸草地生态系统功能、促进物种丰富度和土壤营养的均衡。     

不同植被覆盖度沙垄土壤化学性质的空间分异

为了研究温带固定半固定沙漠土壤化学性质与地表植被的关系,本文以古尔班通古特沙漠西南缘莫索湾地区沙漠-绿洲过渡带为研究区,分别选取植被覆盖度为10%和15%的半固定沙垄及植被覆盖度为30%的固定沙垄。采集了各沙垄不同地貌部位的土壤样品,室内测试了土壤pH、电导率、有机质、全氮和全磷等指标。结果表明:①随着植被覆盖度下降,沙垄西坡、坡顶和东坡,土壤pH、电导率、有机质、全氮和全磷呈逐渐降低趋势;②不同地貌部位的分布格局各沙垄表现不一致,沙垄A和沙垄B的pH、电导率、有机质、全氮和全磷含量最大值均出现在垄间地,其他部位之间没有明显的规律,沙垄C的pH和电导率最大值出现在垄间地,而土壤养分含量在坡顶部位富集;③各沙垄不同土层土壤性质分布规律相对一致,土壤pH、电导率随着土层深度的增加呈上升的趋势,而土壤养分随着土层深度的增加而降低;④土壤化学性质空间分布异质性与植被的分布格局密切相关,相互影响,当植被覆盖度较高时,生物作用起主导作用,当植被覆盖度较低时,风蚀、地形等非生物因素作用加强,影响生物作用,植被对土壤颗粒和养分的拦截及富集作用逐渐减弱或消失。     

Effects of freezing intensity on soil solution nitrogen and microbial biomass nitrogen in an alpine grassland ecosystem on the Tibetan Plateau,China

The change of freeze-thaw pattern of the Tibetan Plateau under climate warming is bound to have a profound impact on the soil process of alpine grassland ecosystem;however,the research on the impact of the freeze-thaw action on nitrogen processes of the alpine grassland ecosystem on the Tibetan Plateau has not yet attracted much attention.In this study,the impact of the freezing strength on the soil nitrogen components of alpine grassland on the Tibetan Plateau was studied through laboratory freeze-thaw simulation experiments.The 0–10 cm topsoil was collected from the alpine marsh meadow and alpine meadow in the permafrost region of Beilu River.In the experiment,the soil samples were cultivated at –10°C,–7°C,–5°C,–3°C and –1°C,respectively for three days and then thawed at 2°C for one day.The results showed that after the freeze-thaw process,the soil microbial biomass nitrogen significantly decreased while the dissolved organic nitrogen and inorganic nitrogen significantly increased.When the freezing temperature was below –7°C,there was no significant difference between the content of nitrogen components,which implied a change of each nitrogen component might have a response threshold toward the freezing temperature.As the freeze-thaw process can lead to the risk of nitrogen loss in the alpine grassland ecosystem,more attention should be paid to the response of the soil nitrogen cycle of alpine grasslands on the Tibetan Plateau to the freeze-thaw process.     

贺兰山西坡不同类型草地土壤酶活性特征

以阿拉善左旗境内贺兰山中段（西坡）山前地带的主要草地类型为对象,分析不同类型草地土壤酶活性的分布特征,及其与气候、植被和土壤等环境因子的关系。结果表明：① 随着海拔高度的降低,土壤脲酶、蔗糖酶、碱性磷酸酶和过氧化氢酶活性表现为：高山草甸＞山地草原＞山地荒漠草原＞草原化荒漠,且在0～10 cm土层的差异尤其显著;② 各类草地土壤酶活性均沿土壤垂直剖面依次降低,差异呈显著性水平;③ 偏相关及逐步回归分析表明,影响该区草地土壤脲酶和蔗糖酶活性最主要的因素为土壤微生物碳氮、有机碳和全氮,碱性磷酸酶主要受土壤微生物碳和全氮影响,对过氧化氢酶影响最大的因子为土壤微生物碳、pH、全氮和降水量。     

新疆不同植被类型土壤有机碳特征

准确评估不同植被类型的土壤有机碳库,对揭示土壤有机碳在陆地生态系统碳循环中的作用具有重要意义。通过分析新疆地区10种植被类型的土壤有机碳密度(SOCD)的分布特征,估算了该地区的土壤有机碳储量。结果表明:在10个植被类型的0~100 cm土壤剖面中,SOCD垂直分布特征明显,呈逐渐降低趋势。新疆SOCD以针叶林最大,其值为63.86 kg·m~(-2),其他植被类型依次为:草甸、阔叶林、沼泽、草原、灌丛、高山植被、栽培植被、荒漠和无植被类型。土壤有机碳储量最大值分布在草甸中,为4.89 Pg,其他植被类型依次为:荒漠、草原、高山植被、无植被(裸地)、针叶林、栽培植被、阔叶林、灌丛、沼泽。在0~100 cm的土壤层,新疆地区土壤有机碳储量为16.4Pg。     

宁夏引黄灌区盐化土壤微生物区系及其指示意义

为了有效防治土壤盐渍化的进一步发展,采用平板稀释法和常规土壤化学性质测定方法,对宁夏惠农不同程度盐渍化土壤微生物区系及其动态变化,土壤化学性质、养分含量及其与土壤微生物的相关关系进行了研究。结果表明：在盐渍化土壤区域,随着盐渍化程度的增加,土壤pH和碱化度以轻度盐渍化土壤最高,且20～40 cm土层高于0～20 cm。不同程度盐渍化土壤养分含量、细菌、真菌和放线菌数量均表现为随着盐渍化程度的加重,而呈现逐渐降低的趋势,即轻度＞中度＞重度,且0～20 cm土层显著高于20～40 cm。细菌、真菌和放线菌数量在不同采样时间上表现为6月＞8月＞9月。土壤微生物区系与土壤养分含量之间相关关系明显,细菌、真菌、放线菌数量除与土壤全钾含量之间没有达到显著水平外,与土壤有机质、全氮、全磷、碱解氮、有效磷、速效钾含量之间均达到显著或极显著正相关关系（P<0.05或P<0.01）。因此,土壤微生物区系可以作为评价盐化土壤质量恢复及演变过程的生物指标。