三江源区高寒草甸退化对土壤养分和土壤酶活性影响的研究

研究了三江源区高寒草甸退化对土壤养分和土壤酶活性造成的影响,结果表明:在极端环境下高寒草甸退化对土壤有机质和全氮含量的影响一致,随着退化程度的加重出现先升高而后降低的现象,重度退化阶段土壤表层含量降低,中下层土壤含量升高;全磷的含量先随着退化加剧降低,在重度退化阶段升高;退化导致土壤全钾含量降低.速效养分含量的变化也不相同:速效氮的含量在轻度和中度退化阶段降低,在重度退化阶段升高;速效磷的含量呈升高趋势;速效钾的含量先升高后降低.草甸退化使土壤脲酶和蔗糖酶活性出现了显著变化(P<0.05),脲酶活性在不同土层间差异显著(P<0.05),蔗糖酶没有表现出土体层次性差异;相关分析表明,高寒草甸的土壤酶活性与营养成分含量之间相关不显著.     

黄土高原森林边缘区退耕地植被自然恢复及其对土壤养分变化的影响

对黄土高原森林边缘区退耕地植被自然恢复及其对土壤养分变化影响的研究结果表明,该区植被演替虽然总体上具有典型森林区植被演替的特征,但多年生禾草阶段与多年生蒿类演替并没有表现出严格的先后顺序;群落物种多样性、丰富度、均匀度及物种替代率随植被恢复表现出由低而高,而后又降低的变化趋势。其变化的峰值阶段与多年生禾草阶段和多年生蒿类交错出现的阶段相吻合。土壤养分变化表明,该阶段也是退耕地养分消耗与累积处于平衡的阶段,具有明显的过渡性。不同养分对植被恢复的响应程度从高到低表现为:有效氮>有机质>全氮>速效钾>速效磷>全磷,而且在植被恢复过程中土壤养分累积具有明显的表聚性,尤以有机质、全氮、有效氮和速效钾表现明显。各养分的相关性分析表明,土壤有机质、全氮、有效氮与速效钾相互间显著相关,而全磷和速效磷与其余各养分间的相关性较小,而且磷素养分在植被恢复过程中的变化较小。对植被演替进行人工调控,应充分认识养分变化的这种差异。     

放牧与围封对呼伦贝尔针茅草原土壤酶活性及理化性质的影响

以呼伦贝尔地带性植被贝加尔针茅草原、大针茅草原和克氏针茅草原为研究对象,研究了放牧和围封对不同类型针茅草原土壤酶活性和理化性质的影响.结果表明,围栏内外草原土壤理化性质差异显著.放牧压力下,土壤容重、pH值均显著升高,土壤含水量、有机质含量显著降低,大针茅草原和克氏针茅草原土壤全氮、全磷含量亦显著下降.各植被类型草原土壤碱性磷酸酶和转化酶放牧样地较围封样地呈现活性增加的趋势,脲酶和过氧化氢酶的活性变化因植被类型不同而各有差异.土壤酶活性与土壤有机质、全氮、速效磷之间具有显著的相关性,可以用来指示草原退化与恢复状况.     

刈割对羊草草原土壤酶活性和养分含量的影响

土壤酶是土壤生态系统中最活跃的组分之一,是土壤中重要的生物活性物质,草地土壤酶活性与草地土壤养分含量关系密切。本文研究了刈割制度对呼伦贝尔羊草草原土壤酶活性和养分的影响,主要结果为:土壤脲酶、碱性磷酸酶对刈割制度的响应较为敏感,与逐年刈割相比,刈割间隔2年到6年草地0~30 cm土壤的脲酶活性提高了0.34~0.64倍,碱性磷酸酶活性降低了28.9%~44.2%。刈割对草地30~60 cm土壤养分含量影响更大,表现为土壤全氮、速效氮、全磷、速效钾和速效磷含量在各处理间0~30 cm土壤中没有显著的变化,仅6年1割样地较逐年刈割样地土壤有机质含量增加了10.5%;随刈割间隔年限的增加,30~60 cm土壤全氮和有机质含量变化范围分别为0.36~0.66 g/kg和12.26~17.73 g/kg,并且速效钾和速效磷含量都有降低的趋势。不同刈割制度下草地土壤养分含量与土壤酶活性的关系不尽相同,正负兼有。研究结果表明逐年刈割对土壤养分的影响有限,逐年刈割适用于该研究区的草地管理。     

东祁连山不同退化程度高寒草甸土壤有机质含量及其与主要养分的关系

对东祁连山金强河河谷轻度、中度、重度退化高寒草甸土壤有机质含量变化及其与土壤全磷、全氮、速效磷、速效氮含量之间的关系进行了研究。结果表明：随着退化程度的加重,020 cm层土壤有机质、全氮和速效磷含量均不断下降,全磷含量呈现出先降后升但总体呈下降的趋势,但速效氮含量则不断上升,各养分的变化差异均达到极显著水平(P<0.01)。在划分的轻度退化草地土壤中,有机质含量分别与全磷、全氮、速效磷、速效氮含量之间均不存在显著的相关关系(P>0.05),另外所划分的中度退化和重度退化草地也同样如此。但是通过把3个不同程度退化草地结合起来作为整体进行综合分析,结果表明,除了全磷,土壤有机质含量分别与全氮、速效氮、速效磷含量三者之间存在极显著的相关关系(P<0.01)。在较大尺度上,有机质可以作为土壤营养状况的主要判断指标。在研究高寒草地土壤养分状况及其综合评价中,要特别注意其时空异质性,要重视尺度问题。     

长江源区高寒草地土壤有机质和氮磷含量的分布特征

土壤养分是高寒草地生态系统维系健康的基础。本研究分析了长江源区沼泽化草甸、典型草甸、草原化草甸和沙生草地的土壤养分特征,以期为高寒草地合理管理提供理论依据。研究表明,不同类型高寒草地的土壤有机质和全氮含量存在明显的差异,表现为沼泽化草甸典型草甸草原化草甸沙生草地,土壤有机质和全氮含量在各个草地类型内均随着土层深度增加而显著降低(P0.05);土壤速效氮含量为草原化草甸典型草甸沼泽化草甸沙生草地,草原化草甸含量高达65.5 mg·kg-1,而沙生草地含量仅为11.5 mg·kg-1,除沙生草地外,其他草地类型土壤速效氮含量最大值出现在10-20 cm土层;土壤全磷和速效磷含量在高寒草甸不同退化演替阶段及其各土层中差异不显著(P0.05);高寒草甸退化演替过程中,土壤养分各因素间相互影响,其中,土壤全氮、全磷、速效氮和速效磷与土壤有机质之间呈显著正相关关系,土壤速效氮与全氮和土壤速效磷与全磷之间亦呈显著正相关关系,而土壤p H值与土壤各养分之间的相关性均不显著。     

高原鼢鼠造丘活动对高寒草地土壤养分空间异质性的影响

高原鼢鼠的造丘活动影响草地土壤营养循环、土壤结构和土壤微生物活动,造成草地土壤养分空间异质性。然而,有关不同形成时间的"圆锥状"鼠丘土壤养分在垂直和斜边方向变化规律研究较少。基于此,本研究以1,3及5年以上鼠丘为研究对象,探索土壤养分在鼠丘垂直和斜边方向变化趋势。结果表明,5年以上鼠丘土壤的全氮、速效氮、速效磷和有机质随鼠丘顶点到鼠丘底部垂直高度的增加而快速降低,而1和3年鼠丘呈缓慢降低的变化。其中,1和3年鼠丘顶点到鼠丘底部0~10cm土层的全氮、全磷、速效磷和有机质含量显著低于未出现鼠丘区域0~10cm土层的全氮、全磷、速效磷和有机质含量(P0.05);1和3年鼠丘全氮、速效氮、全磷和有机质含量从鼠丘顶点沿斜边方向距离的增加而增加,而5年以上鼠丘的全氮、速效氮、全磷和有机质含量从鼠丘顶点沿斜边方向距离的增加而降低;5年以上鼠丘顶点土壤全氮、全磷、速效磷和有机质含量显著高于1和3年鼠丘顶点土壤的全氮、全磷、速效磷和有机质含量(P0.05),而1年鼠丘从鼠丘顶点沿斜边方向30cm处土壤全氮、速效氮、全磷和有机质含量显著高于3年和5年以上鼠丘从鼠丘顶点沿斜边方向30cm处土壤全氮、速效氮、全磷和有机质含量(P0.05),1,3年鼠丘边缘(不同形成时间鼠丘对照区)全氮、全磷和有机质含量高于鼠丘斜边方向各点土壤全氮、全磷和有机质含量。由此可见,鼠丘"圆锥状"几何构造造成鼠丘表面温度和雨水径流出现差异,影响土壤矿质化进程,导致鼠丘顶部和基部养分异质性,在鼠丘边缘形成养分富集地带,从而出现鼠丘边缘植被生长旺盛的现象。     

围封条件下荒漠草原两种植物群落土壤理化性状与酶活性的研究

围栏封育是退耕还林还草工程措施之一,不仅有助于草场植被的恢复,也有助于土壤特性的改善。以宁夏盐池县荒漠草原沙芦草群落和苦豆子群落为研究对象,通过对土壤基本理化性状及4种常见土壤酶活性的测定,研究围封内外两种植物群落的土壤理化性状与酶活性的变化特征。结果表明:1)较围栏外,围栏内的沙芦草群落0~10cm土壤含水量、全氮、全磷均显著提高,土壤容重、pH值、碱解氮和速效磷含量显著降低,10~20cm和20~40cm土层的土壤理化性状之间无显著差异;苦豆子群落除土壤容重显著降低外,围封显著提高了土壤含水量、pH值、有机碳、全氮、全磷、碱解氮和速效磷含量。2)围栏内沙芦草群落中土壤脲酶活性显著降低,而土壤蔗糖酶活性在表层(0~10cm)显著提高,过氧化氢酶和磷酸酶活性变化不显著;苦豆子群落围栏内土壤磷酸酶活性显著降低,蔗糖酶和脲酶的活性显著提高,过氧化氢酶活性变化不显著。3)两种植物群落中的土壤酶活性与土壤理化性状之间的相关性不同。苦豆子群落中土壤蔗糖酶活性、土壤脲酶活性与土壤养分之间均极显著正相关(P<0.01),而磷酸酶活性与之呈负相关关系;沙芦草群落中脲酶活性与土壤有机碳、全磷、速效磷含量均为极显著正相关关系(P<0.01),而过氧化氢酶活性与土壤有机碳、全氮、碱解氮含量之间呈显著正相关关系(P<0.05)。研究证实,围封尽管能够增加2种植物群落的表层土壤(0~10cm)含水量和土壤养分,但对4种土壤酶活性的影响没有表现出明显的规律性。     

封育对伊犁绢蒿荒漠草地土壤养分的影响

以新疆伊犁绢蒿属荒漠草地为对象,研究了不同封育年限对草地土壤有机质、土壤全氮、全磷、全钾、碱解氮、速效磷、速效钾的影响。结果表明:随封育时间的延续,土壤有机质、全氮及碱解氮在表层基本呈先降后升趋势,且在封育9年均达到最高值;速效钾与速效磷均呈先降后升再降趋势,且在封育6年达到最大值;全钾与全磷无明显变化趋势。土壤有机质、全氮及速效养分呈现表聚现象,且土壤有机质与全量及速效养分相关性显著。     

阳坡——阴坡高寒嵩草草甸地上生物量、多样性及土壤因子变化

以高寒嵩草草甸为研究对象,通过样方法分析了不同坡向上植物群落多样性、地上生物量及土壤养分变化。结果表明:阳坡样地的地上生物量、物种丰富度指数均显著低于阴坡(P0.05),土壤有机质、全氮、全磷、全钾、土壤速效氮、速效磷和速效钾均是阴坡偏阴坡阳坡偏阳坡。群落多样性指数(H)与地上生物量呈极显著负相关(P0.01),与土壤全氮、土壤速效氮、土壤有机质、土壤速效钾呈显著正相关(P0.05)。     

黄土丘陵区不同撂荒年限自然恢复的退化草地土壤养分及酶活性特征

黄土丘陵区不同撂荒年限的自然恢复草地土壤中有机质、全N、有效N和速效P以及土壤蔗糖酶、脲酶、中性磷酸酶活性在剖面的分布均为上高下低,并随着土层的加深而降低。随着草地利用时间的增长,土壤有机质等养分和三种酶活性含量增高,活性增强。土壤养分及酶活性均以永久草地最高,三种酶活性与有机质和全N都呈明显的正相关,与有效N和速效P的相关不明显。人工草地不能增加土壤养分含量和酶活性,反而会大量消耗土壤养分使其肥力逐渐降低。     

川西北沙化草地植被恢复后土壤理化性质的变化

以植被恢复不同年限的川西北沙化草地土壤为对象,分析不同土层(0～20cm、20～40cm)中土壤理化性质的变化情况。结果表明:植被恢复对沙化草地土壤理化性质的改善有明显的促进作用;随植被恢复时间的延长,土壤容重逐渐减小,含水量显著提高;与参照样地相比,除土壤全K含量无明显变化外,土壤有机质、全N、全P以及速效养分含量在各层均呈不同程度的提高,表现最明显的是在土壤表层(0～20cm);相关分析说明,有机质含量和土壤容重表现出显著负相关(r=-0.533,p<0.05),而与土壤含水量呈极显著正相关(r=0.836,p<0.01),土壤有机质含量表现出和土壤全N、全P含量不同程度的正相关关系。     

退耕还(林)草多年生栽培草地土壤养分特征研究

分析了不同类型退耕还(林)草多年生栽培草地的土壤养分,结果表明:退耕还(林)草不同类型栽培草地的土壤有机质、全氮、全磷、速效氮、速效磷随着土层的加深,均呈现下降的趋势,但土壤全磷的变化幅度较小。退耕还(林)草不同类型栽培草地与其各自对照区的土壤有机质、全氮、全磷、速效氮、速效磷在0~101、0~20 cm土层上多呈现显著差异(P0.05)。总之,退耕还(林)草多年生栽培草地的土壤养分含量总体上均低于其对照的土壤,并且都主要集中在表层土壤中。     

武功山芒根系垂直分布及其与土壤养分的关系

根系是植被-土壤的媒介,研究根系与土壤关系有助于掌握养分元素的生物化学循环过程,从而为植被恢复提供理论依据。本研究以武功山芒(Miscanthus sinensis)为研究对象,采用土壤养分常规分析法测定土壤养分,采用根系扫描法测定根系参数(根系生物量密度、根长密度和根表面积密度),进一步采用相关分析、回归分析等统计方法对二者之间的相互关系进行研究。结果表明,根系参数随着土壤深度的增加而减少,80%左右的根系主要分布在0-16cm土层;根系参数与土壤深度符合幂函数关系,根系生物量密度、根长密度、根表面积密度与土壤深度的幂函数方程分别为y=238x-1.555 9(R2=0.891 14),y=169.9x-0.882 05(R2=0.408 36),y=22.397x-0.926 14(R2=0.364 57);0-40cm土层范围内,随着土壤深度的增加土壤有机质、土壤全氮、土壤全磷、土壤有效磷和土壤速效钾含量显著下降(P0.05),土壤全钾、土壤碱解氮含量呈现出轻微的波动趋势;土壤养分与根系参数有不同程度的相关性,其中,与根系参数相关性最强的养分因子是土壤有机质、土壤全氮和土壤全钾(P0.05)。因此,在表层土壤合理施肥有利于芒根系生长发育及其对养分的吸收。     

内蒙古苏尼特右旗草原土壤营养元素有效态含量分析

本研究选择内蒙古苏尼特右旗天然草场主要6个草场类,8个草场型,分析了0~30 cm土壤营养元素(全N、P、K、Ca、Mg、S、Fe、Mn、Cu、Zn、B和Mo)有效态含量及与土壤有机质、pH值之间的相互关系。结果表明,1)研究区土壤pH(8.84±0.23),均为碱性土壤;土壤有机质含量与全N含量均较低,平均分别为(9.92±4.65) g/kg和(0.46±0.25) g/kg;营养元素有效态含量积累顺序为:河泛地、湖盆低地盐生草甸草场类>荒漠草原草场区“小针茅+无芒隐子草+葱属”植被型>沙丘植被草场类,河泛地、湖盆低地盐生草甸草场类土壤矿质元素有效态含量显著高于其他草场类。2)土壤富含K元素,B和Mo处于严重缺乏状态;除了河泛地、湖盆低地盐生草甸草场类以外草场类微量元素含量均处于轻度缺乏或缺乏状态。3)土壤pH与土壤N、P、Ca、Mn和Cu元素有效量存在显著负相关性关系;土壤有机质则与土壤N、P、Ca、S、Fe、Mn和Cu元素有效量存在极显著正相关性关系。     

九寨沟马脑壳金矿矿山土壤养分空间分布格局

通过对九寨沟马脑壳金矿矿山南坡(海拔2 900~3 500 m)采矿、排渣(包含翻新土)边坡(简称挖、排坡)和对应同生境原生草地的土壤养分对比研究,揭示矿区土壤主要养分氮、磷、钾和土壤有机碳 (简称SOC)空间分布格局,为矿山生态恢复提供基础数据。结果表明,挖、排坡土壤养分(包括SOC和pH值)水平随海拔升高而变化小,土壤有效养分整体含量较低,有效氮、钾含量远小于对应原生草地。原生草地土壤养分随海拔、土壤层次(即深度)变化及坡脊坡谷分布具有一定的规律性:1) 各层次土壤有效氮、磷、钾随海拔的增加呈减小的趋势,随土壤深度增加逐渐减小,坡脊小于坡谷;土壤SOC随海拔的升高先降低然后升高再降低,变化起伏;2) 土壤有效氮、磷、钾含量均与SOC呈显著相关关系(P<0.05);3) 海拔、土壤深度及坡脊坡谷等环境因子对土壤有效氮、磷、钾及SOC含量的分布均有显著影响。另外,干扰对原生草地土壤养分的分布也有一定的影响。     

高寒草地灌丛化对土壤团聚体生态化学计量学及酶活性的影响

草地灌丛化是影响土壤有机碳库储量的驱动因子之一。本研究以川西高寒灌丛化和未灌丛化草地为对象,分析团聚体内有机碳、全氮、全磷、全钾含量、蔗糖酶、脲酶、磷酸酶、过氧化氢酶、蛋白酶和β-D葡萄糖苷酶活性及生态化学计量比特征。结果表明：1）有机碳、全氮和全磷主要富集在0.053~0.25 mm团聚体内,灌丛化降低了团聚体内生源物质含量。2）灌丛化后团聚体内C/N、C/P和N/P均呈增加趋势,且C/N最大值出现在>2 mm团聚体中,而C/P和N/P的最大值均出现在0.053~0.25 mm团聚体中,最小值分别出现在<0.002 mm和0.002~0.053 mm团聚体中（P>0.05）。3）灌丛化草地和未灌丛化草地土壤酶活性呈>0.25 mm团聚体内富集,灌丛化后土壤各粒径团聚体中蔗糖酶活性增加、而蛋白酶和磷酸酶活性降低。4）脲酶和β-D葡萄糖苷酶在灌丛化草地和未灌丛化草地中均与土壤有机碳和全氮含量呈正相关关系,蔗糖酶和过氧化氢酶与全钾含量呈正相关关系,蛋白酶和磷酸酶与全磷含量呈正相关关系。该区域土壤生源物质主要固存于大团聚体内,而大团聚体易被外界干扰破碎,可见灌丛化现象不利于该研究区有机碳的长期固存。     

高速公路岩质边坡植被恢复初期喷播基材养分动态

以京承三期高速公路岩质边坡植被恢复工程为依托，研究了2种厚层基材在喷播第1年的养分动态变化，其中基材A泥炭∶种植土为9∶1，基材B种植土∶植生基质为6∶4。研究结果表明，2种基材的pH值变化很小，表明酸碱性在植被恢复第1年变化较小；基材A有机质、全氮、有效磷、速效钾的含量变化趋势大体一致，均表现为先下降后上升，各值在7月份达到最低，养分先降后升的变化趋势可能与基材A坡面以草本植物为主有关，前期草本植物生长迅速，养分需求大，而夏季草本植物生长停滞甚至退化，枯草层分解贡献一部分养分；基材B养分变化趋势不同，除有效磷在7月份有增加外，其他养分表现为随生长时间持续下降。方差分析表明，2种基材养分变化差异显著（P＜0.05）；不同时间同一基材养分差异不显著。2种基材不同的变化趋势，认为除了与基材组成中泥炭和有机质分解有关外，与坡面的草本植物与灌木植物也有关。研究基材养分动态的变化，对改进基材的配置具有重要的意义。     

江河源区不同建植期人工草地土壤养分及微生物量磷和磷酸酶活性研究

研究了"黑土滩"退化草地上建植的2,4和6龄垂穗披碱草人工草地土壤养分、微生物量磷、中性磷酸酶活性变化以及它们之间的相互关系。结果表明,随建植期的增加,土壤pH值呈现先降低后升高的趋势,人工4龄草地土壤pH值最低,人工6龄草地最高。从时间尺度看,人工2龄草地土壤养分含量、土壤微生物量磷含量和土壤中性磷酸酶活性较"黑土滩"退化草地明显升高,随着建植期的增加,人工4龄草地各测定指标明显下降,而人工6龄草地各测定指标再次升高。4种草地土壤养分含量、微生物量磷含量和中性磷酸酶活性在土壤剖面中均呈现随土壤深度的增加而递减的趋势。相关分析结果表明,土壤微生物量磷与有机碳、全氮、速效氮和速效钾含量之间呈极显著正相关关系,与全磷含量间呈显著正相关关系;土壤中性磷酸酶活性与大多数土壤养分呈显著或极显著正相关关系,其中与土壤有机碳的相关系数最大;土壤微生物量磷与中性磷酸酶活性呈极显著正相关关系。