不同形态及配比的氮素对高寒草甸植物生长高度和生物量的影响

为探索提高青藏高原高寒草甸草地生产力的科学施肥途径,通过小区施肥试验,研究添加不同形态及配比的氮素对称多县高寒草甸植物生长高度和生物量的影响。在2013年添加氮素的当年,选用的9个物种的生长高度对添加不同形态氮素及配比处理的响应表现出多元特征;除有机态氮外,铵态氮、硝态氮、酰胺态氮3种形态的氮素对禾本科、莎草科、杂类草的平均草丛高度有显著影响（P<0.05）,不同形态氮素添加对禾本科、莎草科、杂类草功能群以及群落总生物量影响显著（P<0.05）,但铵态氮和硝态氮的不同配比间差异不显著。     

青藏高原高山草甸群落生物量及多样性对氮素添加的响应

为了探测大气氮沉降对高山草甸的影响,设置对照(N_0)、低氮14.3g·m~(-2)(N_5)、中氮28.6g·m~(-2)(N_(10))和高氮57.1g·m~(-2)(N_(20))4个氮素(NH_4NO_3)添加水平,连续3年对青藏高原东部的高山草甸群落进行施氮处理,测定各添加水平下群落生物量及物种多样性的变化。结果表明,随着氮素添加量的增加,地上生物量逐渐增加,在N_(20)达到最大,且地上生物量在空间格局上呈现向上转移的趋势;随氮素的增加,地下生物量先增大后减小,在N_(10)最大,且有向浅层表土(0-10cm深度)转移的趋势。各功能群中,禾草类植物的地上生物量从N_0到N_(20)逐渐增加,在N_(20)达到最大,其在地上总生物量中所占的比例也在N_(20)达到最大。另外,随着施氮量的增加,植物物种多样性呈现出逐渐降低的趋势。可以看出,氮素添加对高山草甸群落的结构有着明显的影响。     

青藏高原3种野豌豆光合生理特性的比较

为探讨青藏高原地区野豌豆属植物的光合生理特性及其对环境的适应性,本文采用常规生理指标测定方法对生长于该地区3种野豌豆的光合特性、光合色素含量及叶绿素荧光参数等进行测定,并对其变化规律作了比较研究。结果表明:叶片厚度为三齿萼野豌豆(Vicia bungei)山野豌豆(V.amoena)救荒野豌豆(V.sativa);在一定光强范围内,随PFD的增加,净光合速率P_n、表观量子效率AQY、暗呼吸速率R_d和光补偿点I_c增加;总叶绿素(Chlt)、类胡萝卜素(Car)和叶黄素/叶绿素(A505/A652)含量在救荒野豌豆、山野豌豆和三齿萼野豌豆中大都呈上升趋势,而叶绿素a/b含量呈下降趋势;光系统Ⅱ实际光化学速率(Ф_(PSⅡ))和光化学猝灭系数(q_p)随PFD增加而降低,而非光化学猝灭系数(NPQ)和电子传递速率(ETR)则随PFD增加而增加。因此,青藏高原地区3种野豌豆属植物光合生理指标存在差异。     

模拟增温和添加氮素对高寒草甸草地生产力影响的初步研究

为探索高寒草地植被对模拟增温和添加氮素的响应机制,通过在野外对高寒草甸进行模拟增温和硝态氮、铵态氮的氮素添加试验,研究模拟增温和添加氮素对高寒草地群落物种组成、生产力及土壤水含量的影响.结果表明:增温和添加氮素可显著增加植物地上总生物量、优良牧草地上生物量和植被平均高度(P <0.05).增温处理能增加植物种类,且有利于杂类草生物量的增加;对几种主要植物来说,增温施氮互作下植株高度高于其他处理,土壤0～15和15～30 cm水分均先减少后增加,且都为不增温不施肥处理最高.可见增温施氮互作处理能够促进植被的生长,但不利于土壤水分的增加.     

氮素添加对黄土高原典型草原长芒草光合特性的影响

为研究氮沉降对黄土高原典型草原植物代谢功能的影响,本研究通过模拟大气氮沉降的方法对黄土高原天然草地进行了氮添加试验,分析了天然草地植物长芒草(Stipa bungeana)在不同施氮水平下叶片氮含量、光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、水分利用效率(WUE)以及叶绿素含量的响应特征,探讨了长芒草光合生理特性和叶片衰老的影响对氮添加的响应。结果显示,氮素添加可显著增加长芒草地上生物量(P0.05),明显增加其所占总生物量的比例,显著增加叶片氮含量、叶绿素含量和净光合速率,而对气孔导度和蒸腾速率没有显著影响(P0.05),显著提高了植物水分利用效率。另外,氮素添加延缓了长芒草叶绿素的降解速率。以上结果表明,一定范围内的大气氮沉降量有利于长芒草光合能力的提高,可以延缓长芒草叶片的衰老。     

不同放牧强度下羊草十大针茅草地植被与土壤氮素的空间异质性分析

以河北坝上的羊草(Leymus chinensis)+大针茅(Stipa grandis)典型草原为研究对象,用方差和地统计分析相结合的方法,研究了不同放牧强度对植被和土壤氮素的空间分布格局的影响.结果表明,植被密度与土壤氮素的变异函数大多符合球状和指数模型;轻牧与中牧的植被群落密度的空间分布受随机因素的影响较大,禁牧与重牧地受空间结构性因素影响较大,但重牧区土壤氮素的空间分布受随机因素影响相对较大;放牧降低了植被密度的空间异质性,而禁牧区的空间异质性(基台值0.116 8)大于放牧区(基台值均值0.019 5);随放牧强度的增加,土壤铵态氮、硝态氮的空间异质性均呈降低-增加的趋势,且重牧明显增加了土壤铵态氮和硝态氮的空间异质性,基台值分别为5.642 0和2.681 0,大于其余3个处理铵态氮和硝态氮的均值(0.315 8和0.168 7);整体上,在相同放牧处理的植被密度与土壤硝态氮的空间分布有相近的变化趋势.     

不同放牧强度下羊草╋大针茅草地植被与土壤氮素的空间异质性分析

以河北坝上的羊草(Leymus chinensis)+大针茅(Stipagrandis)典型草原为研究对象,用方差和地统计分析相结合的方法,研究了不同放牧强度对植被和土壤氮素的空间分布格局的影响。结果表明,植被密度与土壤氮素的变异函数大多符合球状和指数模型;轻牧与中牧的植被群落密度的空间分布受随机因素的影响较大,禁牧与重牧地受空间结构性因素影响较大,但重牧区土壤氮素的空间分布受随机因素影响相对较大;放牧降低了植被密度的空间异质性,而禁牧区的空间异质性(基台值0.116 8)大于放牧区(基台值均值0.019 5);随放牧强度的增加,土壤铵态氮、硝态氮的空间异质性均呈降低-增加的趋势,且重牧明显增加了土壤铵态氮和硝态氮的空间异质性,基台值分别为5.642 0和2.681 0,大于其余3个处理铵态氮和硝态氮的均值(0.315 8和0.168 7);整体上,在相同放牧处理的植被密度与土壤硝态氮的空间分布有相近的变化趋势。     

氮磷肥配施对西北羊茅开花期叶片光合特性日变化的影响

基于植物对N、P营养元素的需求,试验设计2个施氮量(0、60 kg·hm^-2)和3个施磷量(0、60、90 kg·hm^-2)配施,测定开花期叶片在不同光合有效辐射下的气体交换参数和叶绿素荧光参数,探讨西北羊茅对氮、磷添加和光合有效辐射的响应。结果表明,光合有效辐射呈先增后减的日动态变化,下午13:00时高达2000 μmol·m^-2·s^-1,且对西北羊茅光合特性的影响大于施肥措施。净光合速率随光合有效辐射增强先增后降,其值在800~1000 μmol·m^-2·s^-1时最大;气孔导度、气孔限制值、蒸腾速率和水分利用效率与净光合速率表现一致,胞间CO₂浓度表现相反。氮肥和磷肥配施后气孔导度、气孔限制值和蒸腾速率均增大,胞间CO₂浓度则减小,表明施肥主要通过调节气孔导度,以促进叶片与环境间交换水分和CO₂,从而增大净光合速率。随光合有效辐射增强,PSⅡ有效光化学效率、PSⅡ实际光化学效率和光化学猝灭系数显著降低,非光化学猝灭系数显著增加,电子传递速率先增加后降低,但均在400~800 μmol·m^-2·s^-1和大于1200 μmol·m^-2·s^-1后快速变化。氮肥和磷肥配施显著提高PSⅡ有效光化学效率、PSⅡ实际光化学效率、光化学猝灭系数和电子传递速率,N₆₀P₉₀处理还提高PSⅡ最大光化学效率和非光化学猝灭系数。在光能分配方面,为减轻强光对光合器官的破坏,随光合有效辐射增强光化学反应比例降低,天线热耗散和非光化学反应耗散比例增加。施肥主要通过非光化学反应比例减小补偿于光化学反应比例,从而提高光能利用率。综合以上结果,从西北羊茅叶片的光合特性来看,氮磷肥配施通过调节气孔导度,以促进叶片与环境间水分和CO₂的交换和提高PSⅡ反应中心活性,非光化学反应比例减小补偿于光化学反应比例,进而增加叶片净光合速率。     

模拟增温和不同氮素添加对三江源区高寒草甸草地生产力影响初步探究

为了研究高寒草甸草地植被对模拟增温和不同氮素添加的响应机制,试验在野外条件下对三江源区高寒草甸进行模拟增温和铵态氮、硝态氮的氮素添加,进行植物群落结构调查,检测物种丰富度、多样性指数、植物种群重要值。结果表明:增温施铵态氮、增温施硝态氮处理的植被高度显著高于对照(P0.05),盖度无显著差异(P0.05);生物量增温施铵态氮、增温施硝态氮处理显著高于增温不施氮处理和对照(P0.05),并且从高度和优良牧草生物量来看增温施铵态氮、增温施硝态氮处理均高于其他处理,但高度增温施硝态氮增温施铵态氮,生物量增温施铵态氮增温施硝态氮,增温施铵态氮处理优势种重要值比较高,增温不施氮处理能增加群落丰富度指数、均匀度指数和多样性指数,且阻碍了土壤水分含量的增加,增温施铵态氮处理的土壤水分含量相对较高。说明增温和施铵态氮互作更有利于植物的生长。     

不同形态氮素配比对高寒草甸生物量及养分的影响

为了探讨不同形态氮素配比对高寒草甸生物量及养分的影响,试验采用随机区组设计在高寒草甸上开展铵态氮肥、硝态氮肥不同配比比较试验,测定了植物生物量及土壤养分等指标。结果表明:当只施用铵态氮时,高寒草甸地上生物量、植物全氮含量均为最大值;在铵态氮、硝态氮之比为30∶70(4组)时,植物全磷为最大值;在只施用硝态氮时,土壤铵态氮为最大值;当铵态氮、硝态氮之比为50∶50(3组)时,土壤硝态氮为最大值,且显著高于1组和对照组(P0.05)。同时,高寒草甸施铵态氮与植物全氮、地上生物量呈极显著正相关(P0.01),硝态氮肥则与植物全钾、土壤全磷和土壤铵态氮呈显著相关(P0.05)。     

高寒湿地旱化过程及其对CO2交换的影响

为研究青藏高原高寒湿地旱化对碳通量的影响,探讨高寒湿地旱化碳通量变化规律,本研究于7-8月生长高峰期以高寒湿地、沼泽化草甸和高寒草甸为研究对象,利用TARGAS-1静态箱法,比较高寒湿地不同退化阶段碳交换的动态差异。结果表明：与高寒湿地相比,沼泽化草甸与高寒草甸植被群落光合速率、生态系统呼吸速率、净生态系统碳交换显著提高（P<0.05）;不同退化阶段土壤温湿度及植被群落生物量存在显著差异（P<0.05）,土壤电导率差异不显著;相比于土壤湿度和土壤电导率,土壤温度对CO₂交换的影响更大,其与净生态系统碳交换呈显著负相关（P<0.05）,高寒草甸的碳交换对土壤温度的敏感性要大于高寒湿地和沼泽化草甸的碳交换对土壤温度的敏感性;在植物生长高峰期,高寒湿地旱化过程土壤温度显著上升,土壤湿度和植物群落生物量显著下降,导致其碳汇功能呈下降趋势。     

不同氮肥及施氮水平对称多县高寒草甸生物量和养分的影响

为提高称多县高寒草甸草场牧草产量、完善牧草营养施肥技术,采用随机区组试验,以硫酸铵、硝酸钙和尿素为试验材料,探讨不同形态氮肥及施肥水平对称多县高寒草甸地上植物量、植物养分及土壤养分的影响。结果表明:硫酸铵处理的高寒草甸地上植物量、植物全氮、土壤全氮、土壤铵态氮均显著高于尿素处理和对照(P<0.05);当硫酸铵施用量为200 kg·hm^-2时,地上植物量、植物全氮、土壤全氮均为最大值。相关性研究表明硫酸铵与植物全氮、土壤铵态氮和地上植物量成显著正相关。主成分分析表明,硫酸铵和土壤铵态氮为第一主成分。因此确定施用硫酸铵后称多县高寒草甸增产效果最明显,尿素增产效果次之,硝酸钙效果非佳。施肥量以200 kg·hm^-2为最适施肥量。     

青藏东缘高寒草甸植物群落结构及功能群特征对长期季节放牧的响应

为阐明高寒草甸植物群落对长期季节放牧的响应机制,本试验选取有10年以上冷、暖季放牧历史的湿生、中生、旱生高寒草甸进行探究。结果显示暖季放牧(6月至10月)下,湿生草甸香农指数与物种丰富度均显著小于冷季放牧(11月至翌年5月)(P＜0.05),而旱生草甸多样性指数显著大于冷季放牧(P＜0.05);冷季放牧地上生物量显著高于暖季放牧(P＜0.05),其中暖季放牧下莎草科地上生物量所占比例最高。湿生草甸暖季牧场与旱生草甸冷季牧场莎草科重要值最高,其余牧场均为双子叶杂草重要值最高(P＜0.05);经ANOSIM检验,季节性放牧下群落结构均有显著差异(P＜0.01),湿生、旱生草甸群落结构差异较大,而中生草甸群落结构差异较小。本研究表明长期季节性放牧会影响植物群落结构特征,研究可为不同生境草甸的放牧制度和可持续发展提供理论基础。     

青藏高原边缘区高寒草甸植物群落的特征

以甘肃天祝和玛曲为例,研究了青藏高原东北缘和东缘地区高寒草甸植物群落特征和多样性的分异性。结果显示,青藏高原东北缘和东缘地区高寒草甸植物群落的优势种均为高山嵩草（Kobresia pygmaea）;东缘地区植物群落高度和盖度大于东北缘地区;植物群落均表现为双层垂直结构。东缘和东北缘地区高寒草甸植物群落的物种丰富度指数差异不显著（P>0.05）;物种均匀度指数、α多样性指数、β多样性指数和地上生物量均表现为东缘地区显著大于东北缘地区。本研究结果说明,青藏高原周边地区高寒草甸群落特征、植物多样性和草地初级生产力具有较大分异性,因此,制订经营策略时应因地制宜,以维持高寒草甸的稳产和保育植物多样性。     

氮素配施对三江源区退化高寒草甸植被和土壤的影响

三江源区草地退化严重威胁我国的生态安全,因此,研究恢复措施对草地的影响有重要意义。本研究以青海省果洛藏族自治州轻度退化高寒草甸为研究样地,通过三种不同类型氮素(尿素CH₄N₂O、硫酸铵(NH₄)₂SO₄和硝酸钾KNO₃)的九种组合配施,分析氮素配施后退化高寒草甸群落特征和土壤养分的变化,以探究不同类型氮素配施对退化高寒草甸恢复效果。研究结果表明,与对照相比,氮素配施显著提高了群落初级生产力(P<0.05),且生物量随着氮素配施量呈先增加后降低趋势,但对植物群落多样性无显著影响;土壤中速效氮和硝态氮呈现降低趋势(P<0.05),但有机碳、全氮、全磷和铵态氮含量无显著变化;利用主成分分析,通过综合评价植被指标和土壤指标,筛选出恢复该区域退化高寒草甸的最佳氮素配施量为47.2 g·m^-2硫酸铵+72.2 g·m^-2硝酸钾+21.6 g·m^-2尿素,为退化高寒草甸的恢复提供理论依据。     

不同季节放牧对矮嵩草草甸植物叶面积指数的影响

采用样方法对青藏高原高寒矮嵩草草甸冬春季放牧、夏秋季放牧和不放牧样地各类植物叶面积指数、相对生长速率、地上活植物量以及叶茎比进行了调查分析,以研究不同季节放牧对矮嵩草草甸的影响。结果表明,7~8月,地上活植物量都是先增加后降低,7月24日达到峰值,其中夏季放牧地上活植物量最大,322.7 g/m2。不放牧对其叶面积指数的影响不大,夏季放牧其叶面积指数不断增大,8月8日达到最大值3.9;冬季放牧其叶面积指数先降低后增加,7月24日降到最小值2.9;地上活生物量与叶面积指数之间呈正相关。3种处理下矮嵩草草甸植物1个月内相对生长速率变化不同,7月9日~7月24日,群落地上植物量的净积累为正增长过程(RGR0),7月24日~8月9日呈负增长(RGR0),植物量下降。冬春季放牧下矮嵩草草甸各类植物的叶茎比不断增加,8月8日达最大值6;夏秋季放牧先增加后降低,7月24日达最大值6.9;不放牧先降低后增加,7月24日降到最小值4.3,8月8日达到最大值6.6。     

放牧对甘南草地常见植物的生长和繁殖的影响

本文研究了放牧对青藏高原高寒草甸植物群落中主要组分物种的影响。试验选用26种高寒草甸植物群落中常见的主要组分并分为两个功能群,研究这些物种在放牧压力下的生活史对策,分析了这些种的总生物量变化以及繁殖分配的差异。结果表明:放牧对植物群落中主要组分物种的生物量和繁殖分配有影响,这种影响在不同的功能群和物种之间有差异,对个别物种的影响变化和大多数物种的变化是相反的,但总体的变化趋势是个体总生物量减小,繁殖分配增加。     

青藏高原高寒灌丛生态系统CO2通量年变化特征研究

高寒灌丛生态系统是广布于青藏高原的高寒草甸植被类型,它是青藏高原大气与地面之间生物地球化学循环的重要构成部分,在区域生态系统碳平衡中起着极为重要的作用。采用涡度相关法对青藏高原高寒灌丛CO₂通量进行连续观测(2003年1月1日至2005年12月31日),结果表明:2003,2004和2005年高寒灌丛年净生态系统CO₂交换量分别为223,277和61g CO₂·m^-2·a^-1,3年平均CO₂值为187g CO₂·m^-2·a^-1;与其他地区草地生态系统类型相比,在为期3年的研究时段海北地区高寒灌丛生态系统表现为大气CO₂的汇。     

植物根际促生菌菌肥在高寒草甸替代化肥效应研究

为探究青藏高原高寒草甸退化问题,从施肥可以改良草地退化的角度出发,本研究以青海省高寒草甸为研究对象,通过设置不同施肥处理,即对照不施肥（CK）、施加氮肥250 kg·hm^-2（N）、磷肥400 kg·hm^-2（P）、氮磷肥300 kg·hm^-2（NP）、有机肥2 000 kg·hm^-2（O）、植物根际促生菌（Plant growth-promoting rhizobacteria,PGPR）菌肥7.5 kg·hm^-2（J1）,15 kg·hm^-2（J2）,22.5 kg·hm^-2（J3）、PGPR菌肥+70%氮肥（J1+N）、PGPR菌肥+70%磷肥（J1+P）,对不同施肥处理高寒草甸的改良效果、PGPR菌肥的适用性以及菌肥替代化肥的效果进行分析。结果表明：NP显著提高地上生物量（P<0.05）,J1+N处理不仅增加了地上生物量,还可缓解施用N肥造成的物种丰富度下降,同时增加土壤水分和全氮含量（P<0.05）,又不会引起盐渍化。综上所述,J1+N处理能够部分替代化肥,减少无机化肥对生态环境的危害,推荐在高寒草甸施用。