玛曲高寒草地沙化对土壤理化特性的影响

以玛曲高寒草地处于不同沙化发展阶段的潜在沙化地、轻度沙化地、中度沙化地和重度沙化地为研究对象,阶地作为对照,对0～60 cm土壤剖面的机械组成和土壤有机碳、全氮、全磷以及速效钾含量进行了测定,分析结果表明:1)随草地沙化程度的加剧,不同类型沙化草地的黏粒和粉粒含量迅速下降,细砂粒含量逐渐下降而粗砂粒含量逐渐上升。2)随草地沙化程度的加剧,不同程度沙化草地的有机碳和全N含量呈逐渐下降趋势。3)从不同程度沙化草地各层土壤的养分含量来看,阶地和潜在沙化地各土层有机碳和全N含量随土层深度加深逐渐下降,中度沙化地、重度沙化地各土层有机碳和全N含量呈现基本稳定的状态。     

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。     

西鄂尔多斯珍稀濒危沙冬青及伴生种对土壤特征的影响

为探究荒漠灌丛及其伴生种对灌丛下土壤粒径、养分空间异质性的影响，以西鄂尔多斯国家级自然保护区内沙冬青（Ammopiptanthus mongolicus）-霸王（Sarcozygium xanthoxylon）混生群落、单株沙冬青为研究对象，以周围无植被覆盖的裸沙地为对照（CK），对比分析不同灌丛分布类型下土壤粒度特征、养分积累变化及养分与粒度组成的作用关系。结果表明：（1）单株沙冬青土壤黏粒、粉粒、细砂的体积百分含量较沙冬青-霸王分别增加0.8%、0.8%、0.71%。随灌丛种类减少，土壤粒径依次变细，分选性变差，分形维数变小，土壤颗粒分布逐渐不对称，颗粒组成向细粒物质集中。（2）土壤有机质、碱解氮含量随灌丛种类的增多分别增加了1.85 g·kg-1、8.18 mg·kg-1。单株沙冬青对有机质、速效磷的富集作用较沙冬青-霸王更强，对碱解氮的积累效果较沙冬青-霸王稍差。（3）沙冬青-霸王土壤速效磷含量与细砂含量呈显著正相关（P<0.05），沙冬青土壤碱解氮、速效钾与粗砂呈显著正相关（P<0.05）。沙冬青-霸王、沙冬青可有效促进土壤颗粒细粒化、显著改善土壤养分，但伴生种霸...     

昌吉高寒草地的一般特征及其主要牧草评价

新疆昌吉州境内的高寒草地,均分布于天山北坡高山带。主要有高寒草原、高寒草甸和高寒沼泽等草地群落。其一般特征是:群落类型简单、分布零碎、草层低矮、产量低、组成较贫乏,主要生活型由须根、短根茎和轴状根植物组成,几乎完全缺乏一年生的种类,以及毒害草较少等,是各类家畜的优良夏季放牧场,在该州草原畜牧业的季节轮牧系统中具有重要地位。本文所评价的高寒牧草有:紫花针茅、短叶羊茅、黑花苔草、窄果嵩草、嵩草、矮叶生火绒草、珠芽蓼和高山早熟禾等。它们草质柔嫩、富含营养、适口性良好、耐牧、再生力强,是各类家畜夏季抓膘的优良牧草。     

红砂灌丛沙堆土壤粒度组成及养分积累特征

为探究荒漠灌丛对其沙堆土壤结构和养分空间异质性的影响，以白音恩格尔自然保护区的优势种红砂（Reaumuria soongorica）灌丛沙堆为研究对象，对其土壤粒度组成及土壤养分积累特征进行分析。结果表明：（1）研究区土壤粒径组成以细砂为主，含量为36.34%～65.31%，黏粒、粉粒含量均小于7.00%;(2)红砂灌丛沙堆沉积物趋于细化，由背风侧、迎风侧到沙堆间空地土壤颗粒分选性依次变差，峰态逐渐宽平，分形维数逐渐变小，灌丛沙堆土壤粒径组成含量分布较丘间空地更对称；（3）灌丛沙堆迎风侧和背风侧有机质（SOM）、碱解氮（AN）、速效磷（AP）、速效钾（AK）含量分别较沙堆间空地增加29.37%和40.63%、23.49%和35.12%、62.72%和66.45%、30.10%和22.75%(P<0.05)，且相对作用强度（Relative Interaction Intense, RII），即RII>0。红砂灌丛起到防风滞沙和重新分选沙粒的作用，并且在丛间地风蚀和植物反馈作用下养分向灌丛沙堆富集，形成“肥岛”效应。     

高寒矮嵩草草甸植物生长季土壤水分动态变化规律

利用2001年和2003年土壤水分观测资料分析了中国科学院海北高寒草甸生态系统定位站(海北站)矮嵩草草甸土壤水分的日变化、植物生长季期土壤水分的季节变化及垂直变化规律。结果表明:高寒矮嵩草草甸土壤水分的日变化在各季节表现出早晚高,中午低的U型分布变化;在植物生长季土壤水分的季节变化与植物生长、土壤消融与冻结、气候条件等有很大的联系,少降水年与多降水年变化基本一致;土壤水分随土层深度增厚而降低;根据植物根系对土壤水分利用情况将土层分为根系利用层和根系微利用层。     

东祁连山河谷高寒草地植被群落特征及其与土壤性状的关系

为探究东祁连山河谷高寒草地植被群落特征与土壤性状的关系,根据研究区河谷地形地貌及河谷高寒草地分布特征,选取了分布在河谷山地阳坡上部和下部、河谷山地阴坡上部和下部及河谷水平阶地的5类不同植被类型的高寒草地为研究对象。研究草地植被群落和土壤性状特征及相关关系。结果表明:河谷中不同坡向、坡位高寒草地植被群落优势种不同,河谷阳坡高寒草地以嵩草属植物为主,阴坡以蓼属植物为主;阴坡植被总盖度高,阳坡低;河谷阴坡下部草层高度最高,而水平阶地最小;植被群落总科数、总属数和总种数均表现为坡下部高于上部,阴坡高于阳坡;地上生物量依次为:阴坡下部>阳坡上部>阴坡上部>阳坡下部>水平阶地;0~60 cm土层地下生物量依次为:阴坡下部>阳坡下部>阴坡上部>水平阶地>阳坡上部。不同高寒草地土壤性状之间有显著差异(P<0.05)。相关分析表明,土壤含水量、容重、孔隙度和全氮等指标与植被总盖度、地上生物量、总科数、草地平均高度有显著的相关关系。可见,研究区河谷高寒草地植被与土壤之间的影响主要表现为土壤含水量、容重、孔隙度和全氮与植被总盖度、地上生物量、总科数、草地平均高度间的相互作用。     

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,...     

巴音布鲁克主要草地类型表层土壤有机碳特征及其影响因素的研究

以新疆天山中段巴音布鲁克主要草地类型为研究对象,分析了不同草地类型土壤有机碳(SOC)的分布特征及其与气候因子、植被特征和土壤特性的关系。结果表明:分布在盆地海拔最低处的高山沼泽化草甸的土壤有机碳含量最高,而分布在盆地中间海拔的高山草原最低,分布在较高海拔的高寒草甸和高山草原化草甸处于高山沼泽化草甸和高山草原之间。0-30cm土壤有机碳含量与空气相对湿度、草地生产力、植被盖度、土壤含水量呈显著正相关(P<0.05),与土壤容重、土壤紧实度、土壤pH呈显著负相关(P<0.05),土壤有机碳与温度存在一定负相关,但未达到显著水平。偏相关分析显示,影响表层土壤有机碳含量最主要的因素是土壤含水量、土壤紧实度、草地生产力、空气相对湿度。     

天山北坡中段草地类型α多样性研究

定量比较天山北坡中段乌鲁木齐地区各草地植被垂直带中具代表性的16个主要草地类型的植物多样性指数、物种丰富度指数和均匀度指数。从各草地类型多样性指数大小来看,山地草甸>草甸草原>典型草原>荒漠草原>亚高山草甸>高寒草甸>荒漠。其中分布于山地草甸的鸭茅+草原老鹳草+杂类草的草地类型和草原老鹳草+杂类草+禾草的草地类型的物种多样性指数最大,而分布于荒漠带土质生境的散枝猪毛菜+角果藜的草地类型和小蓬草地类型的物种多样性指数最小。其结果反映了生境异质性沿着水、热生态梯度变化的规律;从草地物种多样性的角度,揭示了不同草地类型在组成、结构、功能和动态的差异;通过指数间相关关系的分析,探讨草地类型多样性与草地生产力的相互影响,可为该地区的生物多样性资源保护提供科学依据。     

古尔班通古特沙漠不同类型生物结皮对草本植物多样性影响

选择古尔班通古特沙漠的北部(一号点)、中部(二号点)、南部(三号点)3个不同样点的裸沙和藻结皮、地衣结皮与苔藓结皮3种生物结皮类型,对比研究了草本植物多样性的差异性及其主要环境影响因素。结果表明:(1)不同生物结皮类型的土壤理化性质有明显差异,土壤有机质、全氮、全磷、全钾含量以及黏粒、粉粒和细沙的含量随生物结皮演替显著上升,而中沙和粗沙的含量呈显著下降趋势,在沙漠不同区域呈现明显的空间异质性,二号样点中裸沙和藻结皮的养分含量和pH明显低于一号点和三号点。(2)草本植物的物种丰富度和Shannon-Wiener指数随生物结皮发育呈明显上升趋势,草本植物的物种组成、群落结构在不同类型生物结皮和沙漠不同区域均具有显著差异。(3)在土壤理化特征中,有机质、速效P和全K含量,以及pH和粉粒含量是影响草本植物分布的关键因子。(4)不同类型生物结皮之间的微地形和种类组成差异、种子生物学特性以及生物结皮在不同尺度下的土壤环境异质性共同影响草本植物在生物结皮中的物种组成和丰度,最终导致草本植物群落结构在生物结皮中的演替变化。     

辽西北风沙地不同植物群落土壤入渗特性

采用野外双环入渗试验和室内土壤物理性质分析相结合的方法,研究辽西北风沙地不同植物群落(乔木林地、灌木林地、人工草地、荒草地)土壤入渗特征及影响因素。结果表明:不同植物群落的土壤初始入渗率、16min入渗率、稳定入渗率和累计入渗量等土壤入渗特征值均表现为荒草地人工草地灌木林地乔木林地;土壤入渗特征值与毛管孔隙度呈显著负相关,与饱和含水量、粉粒含量呈负相关,与土壤初始含水率、土壤容重、非毛管孔隙度、砂粒、粘粒含量呈正相关,但未达显著水平。不同植物群落下土壤入渗过程的拟合优度存在差异,Horton模型、G-P综合模型、Philip模型、Kastiakov模型的平均拟合优度依次为0.948、0.896、0.893、0.868,Horton模型相对误差为15.71%~68.61%,可作为辽西北风沙地不同植物群落土壤入渗过程的预测模型;主成分分析评价的土壤入渗能力排序为荒草地人工草地灌木林地乔木林地,初始入渗率、稳定入渗率、16 min入渗率和累积入渗量的主成分方差累积贡献率为99.628%,较好地表达了土壤入渗能力。     

高寒草甸退化对土壤电导率变化影响的研究

土壤电导率是表征土壤水溶性盐的一个重要指标,可反映土壤盐渍化程度。为了研究高寒草甸退化对土壤电导率的影响,以三江源区未退化高寒草甸和退化高寒草甸为研究对象,系统分析了退化高寒草甸的植被特征和土壤特征与土壤电导率的相互关系。结果表明:高寒草甸退化会对土壤电导率产生显著负影响,且土壤电导率与评价高寒草甸的退化指标植被盖度、地上生物量、土壤有机质、土壤全氮含量表现出一致的变化趋势。因而,认为高寒草甸的退化是会引起土壤电导率的变化,土壤电导率作为土壤盐渍化程度的衡量指标,亦可作为评价草甸退化的客观指标之一。     

高寒矮嵩草草甸覆被动态变化对土壤气候的影响分析

文中从季节动态变化出发,探讨了覆被对土壤温、湿度的影响特点。表明:有植被覆盖区,在4月下旬到8月下旬期间的随季节进程中,土壤温度与无植被区相比是逐渐升高的,其温度升高的倾向率达0.2276℃/旬。随植被盖度的加大土壤湿度降低,0-60cm整层土壤湿度以1.2587%/旬的速率递减。植被能滞留大部分太阳辐射,发生植被的蒸散要消耗大量的土壤水分。     

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。     

草原退化对土壤有机矿质复合体中结合态腐殖质影响

草原退化引起的土壤性质的变化会影响腐殖质与矿质颗粒的结合状态 ,本文对采自草原退化前后的土壤样品分级提取不同粒径的土壤有机矿质复合体 ,然后用不同的浸提剂提取复合体中结合状态不同的腐殖质 ,对其含量、分布和组成在草原退化前后的变化进行了分析 ,得出了土壤各粒级复合体中腐殖质主要以松、紧结合态形式存在 ,并且主要集中在粘粒和粉粒级复合体中 ;草原退化时土壤腐殖质的减少主要是粘粒细粉粒级复合体 ,其次是粗粉粒级复合体中松态腐殖质减少的贡献 ;而松态腐殖质的减少又主要是 HA的减少等结论     

Effects of warming and clipping on plant and soil properties of an alpine meadow in the Qinghai-Tibetan Plateau,China

Climate warming and livestock grazing are known to have great influences on alpine ecosystems like those of the Qinghai-Tibetan Plateau(QTP) in China. However, it is lacking of studies on the effects of warming and grazing on plant and soil properties in these alpine ecosystems. In this study, we reported the related research from manipulative experiment in 2010–2012 in the QTP. The aim of this study was to investigate the individual and combined effects of warming and clipping on plant and soil properties in the alpine meadow ecosystem. Infrared radiators were used to simulate climate warming starting in July 2010, while clipping was performed once in October 2011 to simulate the local livestock grazing. The experiment was designed as a randomized block consisting of five replications and four treatments: control(CK), warming(W), clipping(C) and warming+clipping combination(WC). The plant and soil properties were investigated in the growing season of the alpine meadow in 2012. The results showed that W and WC treatments significantly decreased relative humidity at 20-cm height above ground as well as significantly increases air temperature at the same height, surface temperature, and soil temperature at the depth of 0–30 cm. However, the C treatment did not significantly decrease soil moisture and soil temperature at the depth of 0–60 cm. Relative to CK, vegetation height and species number increased significantly in W and WC treatment, respectively, while vegetation aboveground biomass decreased significantly in C treatment in the early growing season. However, vegetation cover, species diversity, belowground biomass and soil properties at the depth of 0–30 cm did not differ significantly in W, C and WC treatments. Soil moisture increased at the depth of 40–100 cm in W and WC treatments, while belowground biomass, soil activated carbon, organic carbon and total nitrogen increased in the 30–50 cm soil layer in W, C and WC treatments. Although the initial responses of plant and soil properties to experimental warming and clipping were slow and weak, the drought induced by the downward shift of soil moisture in the upper soil layers may induce plant belowground biomass to transfer to the deeper soil layers. This movement would modify the distributions of soil activated carbon, organic carbon and total nitrogen. However, long-term data collection is needed to further explain this interesting phenomenon.