生物土壤结皮对东祁连山高寒草甸土壤特性的影响

为阐明生物土壤结皮(Biological soil crusts, BSCs)在东祁连山高寒草甸生态系统中的生态功能,分土层(0～2、2～5、5～10、10～20和20～30 cm)比较了BSCs覆盖区和草本(Herbaceous, Herbs)植物覆盖区的土壤特性(含水率、全氮、全磷、全钾、有机碳、速效氮、速效磷、速效钾、微生物量碳氮含量、脲酶、蔗糖酶和碱性磷酸酶活性)。结果表明：与Herbs覆盖区相比,1)BSCs可改善高寒草甸的土壤理化性质,土壤含水率、全氮、全磷、速效磷、速效氮和有机碳含量最高可分别提高9.83%、55.8%、23.36%、39.29%、18.64%和5.43%;2)BSCs使0～2、5～20 cm土层蔗糖酶活性升高,降低0～20 cm土层脲酶活性,且显著增加2～5 cm土层的碱性磷酸酶活性(P<0.01);3)BSCs降低了0～20 cm土层土壤微生物生物量氮和0～5 cm土层的微生物生物量碳含量;4)结构方程模型表明,BSCs对土壤特性的影响大于Herbs, Herbs仅对速效钾含量和脲酶活性影响显著,而BSCs对参试指标均为显著的正效影响(P<0.01),尤其是对土壤微生物生物量碳氮的影响。以上结果表明BSCs具有改善高寒草甸土壤环境质量的生态功能,对高寒草甸生境的恢复与改善有促进作用。     

高寒草甸草场不同载畜量下土壤酶与土壤肥力的关系研究

对肃北高寒草甸不同载畜量下土壤酶活性与肥力因子的关系进行了研究。结果表明,不同载畜量下不同土壤深度草地土壤肥力不同。0~20 cm土壤水分、pH和有机质随载畜量增加而下降,土壤容重则随载畜量和土层深度增加而增加,放牧草地土壤均呈弱碱性;0~20 cm土壤全氮、速效氮、速效磷和速效钾含量均在高载畜量区达到峰值(P<0.01),其中全氮和速效钾在中载畜量区出现最低值; 0~20 cm土壤脲酶、过氧化氢酶和碱性磷酸酶活性均高区高于中区和低区,随土层的加深,过氧化氢酶和碱性磷酸酶活性呈逐渐降低的趋势,不同层次间显示出不同程度的差异性。相关分析和主成分分析表明,土壤过氧化氢酶和碱性磷酸酶间以及它们与土壤主要肥力因子间具一定相关性,说明土壤酶可以用来表征土壤肥力状况。     

放牧管理模式对高寒草甸草原土壤养分特征的影响

为探讨不同放牧管理模式下高寒草甸草原土壤养分特征的变化,对青藏高原东缘禁牧(NG)、全生长季休牧(RG)、传统夏季休牧(TG)和连续放牧(CG)4种放牧管理模式下高寒草甸草原土壤有机质、全氮、全磷、全钾、速效氮、速效磷和速效钾含量进行测定和分析。结果表明:(1)NG显著增加了0~30cm土层有机质含量,RG和TG显著增加了0~20cm土层有机质含量;(2)NG,RG和TG显著提高了高寒草甸草原0~30cm土层全氮含量和20~30cm土层速效氮含量,而降低了0~10cm土层的速效氮含量;(3)NG,RG和TG显著提高了高寒草甸草原0~30cm土层全磷和速效磷含量;(4)不同模式放牧对高寒草甸草原土壤全钾含量无显著影响,但总体上,NG,RG和TG高于CG;NG,RG和TG降低了0~10cm土层速效钾含量,而显著增加了10~30cm土层速效钾含量。连续放牧使土壤养分流失严重,从而导致土壤肥力降低,而禁牧和季节性休牧能有效增加青藏高原东缘高寒草甸草原土壤的养分含量,是该区和类似区域草地放牧管理的理想选择。     

不同恢复年限对柠条林地土壤养分含量和酶活性的影响

【目的】探明不同恢复年限对沙化区柠条林地土壤养分和酶活性的影响。【方法】以甘肃省环县甜水镇3、7、15、21 a的人工柠条（Caragana korshinskii）林地以及沙荒地为研究对象，分别采集0～20、20～40、40～60 cm层土样，测定分析不同恢复年限、不同土层土壤养分指标和酶活性之间的变化规律及差异性。【结果】（1）土壤中的有机碳、全氮、硝态氮、铵态氮、速效磷、速效钾含量和过氧化氢酶、蔗糖酶、脲酶、碱性磷酸酶的活性随着恢复年限的增加呈增加趋势，pH值随恢复年限增加逐渐减小；（2）沙荒地中，土壤养分含量和酶活性在0～20 cm土层最低，在0～40 cm土层中显著低于林地，柠条林地内土壤养分含量和酶活性随着土层深度的增加表现出明显的“表聚”现象；（3）相关分析表明，土壤中的有机碳、全氮、速效氮、速效磷、速效钾含量、过氧化氢酶、蔗糖酶、脲酶、碱性磷酸酶活性之间彼此均呈极显著正相关（P<0.01），与pH值呈极显著负相关（P<0.01）。【结论】不同年限的柠条林对0～20 cm土壤养分含量和酶活性的影响最为明显。。     

不同退化程度高寒草甸土壤磷素含量与碱性磷酸酶活性研究

为探讨高寒草甸退化对土壤磷素、碱性磷酸酶活性及其季节动态的影响，分别在春季、夏季和冬季以典型围封草地(FG)、轻度(LD)、中度(MD)和重度退化草甸(HD)为研究对象，对不同季节不同类型草地 0~10，10~20，20~30 cm 土层全磷、有效磷和碱性磷酸酶活性进行了研究。结果表明，春季高寒草地退化对土壤磷素含量没有明显影响；相比 FG，夏季退化高寒草地 0~10 cm 土层全磷含量显著升高(P＜0. 05)，但 LD、MD 和 HD 间差异不显著；退化导致 10~20 cm 土层全磷含量显著降低(P＜ 0. 05)。同一类型草地同一土层全磷含量冬季最高，夏季最低，与夏季相比，冬季 0~10 cm 土层土壤全磷含量从 FG 到 HD 依次增加了 308. 33%、150. 00%、176. 20%、177. 30%。FG 春季 0~10 cm 土层有效磷含量为 30 mg/kg，随退化程度加剧，从 LD 到 HD 含量依次升高。FG 和 HD 季节与土层交互效应有效磷含量差异极显著，而 LD 和 MD 不显著。LD 和 MD 的土壤有效磷含量夏季最高，冬季最低，HD 则春季最高，冬季最低。春季同一退化程度高寒草地 0~10 cm 土层碱性磷酸酶活性最低，剖面 10~30 cm 土层土壤碱性磷酸酶活性在春夏两季显著升高(P＜0. 05)。相关性分析结果表明，仅在冬季土壤碱性磷酸酶活性与有效磷含量呈显著正相关，表明冬季土壤碱性磷酸酶活性可以表征土壤有效磷状况。     

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。     

甘南“黑土滩”型退化草甸土壤理化特性及酶活性季节变化

为明确甘南草原"黑土滩"型退化高寒草甸土壤特征,本研究分季节连续采集甘南州碌曲县4种退化程度（轻度退化（LD）,中度退化（MD）,重度退化（SD）和极度退化（ED））高寒草甸土壤,分析其理化性质及酶活性季节变化。结果表明：土壤含水量在8月份显著低于6月份和10月份,脲酶活性在6月份最高,土壤碱性磷酸酶活性在10月份最低;随退化程度加剧,土壤含水量和有机质含量均呈下降趋势,脲酶活性呈先上升后下降的趋势,土壤碱性磷酸酶活性呈上升趋势。8月份土层深度和退化程度两种因素的交互作用对土壤有机质、速效钾、速效磷、全氮和全钾含量均有显著影响（P<0.05）。综上所述,甘南"黑土滩"型高寒草甸表现出显著的土壤退化特征,土壤含水量、有机质含量和土壤脲酶活性呈降低趋势,而土壤速效磷、速效钾含量和碱性磷酸酶活性呈增加趋势。     

微生物菌肥对高寒草甸土壤养分的影响

采用纤维素分解菌肥、联合固氮菌肥、EM混合菌肥3种微生物菌肥配以水分添加和划破草皮等方法对退化高寒小嵩草草甸进行土壤养分改良,以土壤中速效养分含量及pH变化评价改良状况。结果表明,退化高寒小嵩草草甸土壤中添加微生物菌肥+划破草皮处理与对照相比,没有明显改变0~20cm土层速效磷含量、速效钾含量和pH剖面分布特征;不同微生物菌肥+划破草皮处理明显改变土壤中速效氮含量的分布特征,其中,EM处理明显提高土壤表层硝态氮含量,CD处理明显提高土壤中表层氨态氮含量,CD和EM处理可以显著提高土壤表层速效氮(硝态氮+氨态氮)含量,但单纯划破草皮G处理只能改变不同形式的速效氮在土壤垂直剖面中的分布格局,没有明显提高土壤中速效养分含量。因此,采用EM和CD处理均可以改善土壤中速效氮缺乏的现状,但作用微弱,可能同选用的微生物菌肥在青藏高原高寒恶劣气候条件下活性变弱有关。筛选或分离适应高寒草甸生态系统生存的微生物菌肥再配以适宜的施用方法可改善退化草地土壤养分状况。     

氮、磷添加对青藏高寒草甸土壤碳氮磷化学计量特征影响的Meta分析

为了解青藏高原高寒草甸土壤碳(Carbon,C)、氮(Nitrogen,N)、磷(Phosphorus,P)化学计量特征对氮、磷添加的响应,提高养分管理水平及草地生态系统的养分平衡。本研究严格筛选出21篇文章(612项数据)进行Meta分析,通过亚组分析分析了不同施肥方式(氮添加、磷添加、氮磷添加)、不同施肥强度(轻度、中度、重度)对青藏高原草地土壤C,N,P化学计量特征的影响。研究结果表明：养分添加显著增加了青藏高原草地土壤C,N,P含量;氮添加对土壤的增加效应随施肥强度增加而增加,磷轻度施肥(20g·m^-2以下)处理、氮磷添加轻度施肥处理下的土壤C,N,P含量及化学计量比增加效果最好。本研究结果总体反映出氮、磷添加对青藏高原高寒草甸土壤产生积极影响,研究结果可为青藏高原草地生态系统的保护提供科学依据。     

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.     

氮磷添加对燕麦与箭筈豌豆不同种植方式草地土壤微生物-胞外酶化学计量特征的影响

土壤中氮、磷养分是饲草产量与品质提高的重要基础。氮磷添加改变了土壤养分条件并引起微生物生物量及酶活性发生变化。为探究燕麦和箭筈豌豆单播、混播草地土壤微生物特性对不同氮磷处理的响应，本试验以高寒区燕麦单播草地、箭筈豌豆单播草地及燕麦/箭筈豌豆1︰1混播草地为研究对象，设置4种不同氮磷添加处理，包括单施氮肥、单施磷肥、氮磷肥配施和不施肥，研究各处理土壤微生物生物量碳氮磷和土壤胞外酶活性及其化学计量比的变化特征。结果表明：1）单施氮、磷肥均对燕麦单播草地土壤微生物生物量产生负效应；单施磷肥和氮磷配施对箭筈豌豆单播草地土壤微生物生物量产生促进作用；单施氮肥使混播草地微生物生物量碳（SMBC）增加，而氮磷配施使其微生物生物量碳氮（SMBN）降低。2）单施氮肥增加3种草地土壤β-1,4-葡萄糖苷酶（BG）活性，单施磷肥增加3种草地土壤碱性磷酸酶（AP）活性，氮磷配施增加燕麦草地土壤N-乙酰-β-D-氨基葡萄糖苷酶（NAG）、AP酶活性，表明土壤微生物通过增加C、N、P获取酶活性以增加对短缺养分的获取。3）试验3种草地土壤SMBC︰SMBN低于全国平均值，SMBN︰SMBP高于全国平均值，且土壤N︰...     

贝加尔针茅草原土壤酶活性及微生物量碳氮对养分添加的响应

通过草地养分添加控制试验,研究了贝加尔针茅(Stipa Baicalensis)草原在CK,K,P,N,PK,NK,NP,NPK不同养分添加方式下土壤酶活性、土壤微生物量碳氮的变化以及他们与土壤养分间的相互关系。结果表明:土壤蔗糖酶在含磷养分添加条件(NP,NPK,P,PK)下活性显著高于CK,脲酶活性在氮磷组合添加条件下(NP,NPK)下有显著提高,碱性磷酸酶活性在NP,NPK和NK处理下有显著的提高,过氧化氢酶在不同养分添加条件下活性与CK无显著差异;NP,NPK,N和PK处理下微生物量碳显著高于其他处理,NP处理下微生物量氮显著高于CK;过氧化氢酶、蔗糖酶活性与速效磷含量呈显著正相关,微生物量碳与脲酶和碱性磷酸酶活性呈显著正相关,与蔗糖酶活性呈极显著正相关,微生物量氮与速效磷、过氧化氢酶、蔗糖酶和脲酶活性呈显著正相关。综合分析表明,氮磷养分组合添加可以提高贝加尔针茅草原土壤酶活性和微生物量碳氮含量,有利于土壤肥力状况改良。     

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。     

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。     

模拟氮沉降对高寒湿地土壤理化性质和酶活性的影响

为研究氮沉降对土壤酶和土壤理化性质的影响,本研究在青海湖东岸开展野外控制试验,设计4个施氮水平0 g·m^-2,2 g·m^-2,5 g·m^-2和10 g·m^-2（分别为N0,N2,N5和N10）,测定土壤养分和土壤酶活性。结果表明：氮沉降对土壤pH值和全磷含量无显著影响,硝态氮在浅层土中含量随施氮量的增加而逐渐下降,铵态氮在10 g·m^-2浅层土中含量显著高于其它处理,有机碳含量在2 g·m^-2处理下显著高于其它处理;酸性磷酸酶和脲酶随施氮量的增加活性显著升高,氮沉降抑制过氧化氢酶活性,碱性蛋白酶对氮沉降不敏感;相关分析表明,酸性磷酸酶、脲酶活性与铵态氮含量呈显著正相关关系,过氧化氢酶活性与硝态氮含量呈显著正相关关系,碱性蛋白酶活性与有机碳含量呈极显著正相关关系。本研究表明氮沉降影响高寒湿地碳、氮含量及其计量比,进而影响土壤酶活性。     

黄土丘陵区人工柠条林土壤酶活性与养分变化特征

为揭示黄土丘陵区柠条人工林地土壤生物活性与肥力恢复过程,选择退耕种植柠条后恢复15 a、30 a、40 a的林地作为研究对象,并以坡耕地（CK）为对照,研究了柠条林地恢复过程中土壤4种酶活性变化特征及其与碳氮磷养分关系。结果表明：坡耕地种植柠条林后土壤脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶和碱性磷酸酶活性均显著增加,而随着柠条年限的增长,脲酶、蔗糖酶活性变化比过氧化氢酶、碱性磷酸酶更敏感,均呈现出递增的趋势,对比耕地,在0～10 cm土层蔗糖酶增幅可达40%,84%,109%,而脲酶增幅可达5.32,6.11,8.58倍,随着土壤深度的增加,酶活性降低。相关性分析表明,脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶和碱性磷酸酶活性与土壤可溶性有机碳氮,速效磷,有机碳,全氮,全磷之间都具有显著或极显著的正相关关系（P<0.05,P<0.01）,可以作为评价柠条林土壤质量的生物学指标。     

多梯度氮磷添加对高寒草甸植物群落生物量与氮磷含量的影响

为研究不同梯度氮、磷单独及混合添加对高寒草甸植物群落生物量、植物养分含量及化学计量比的影响,本实验分析了青海省门源县典型高寒草甸植物群落地上总生物量,功能群水平地上生物量,植物全氮、全磷含量及氮磷比对多梯度氮、磷添加的响应情况。结果表明：氮、磷添加均对群落地上生物量影响极显著(P<0.001);氮添加对禾草类和豆科生物量影响极显著(P<0.001);磷添加对禾草类和莎草类生物量影响极显著(P<0.001);氮磷交互作用对豆科和莎草类生物量影响显著(P<0.05)。群落水平上,氮添加显著提高了植物全氮含量,对植物氮磷比(N∶P)有正效应,磷添加显著提高了植物全磷含量,对植物N∶P有负效应,植物全磷对N∶P的负效应大于全氮对N∶P的正效应。本研究表明氮、磷添加可能会使高寒草甸植物群落组成和植物养分含量发生改变,植物群落逐渐向禾草类发展;此外,高寒草甸植物生长趋向于受氮磷共同限制。     

青藏高原高寒草甸不同围栏年限土壤酶化学计量特征

为探究土壤酶活性和酶计量比的变化特征及影响机制，本试验以青藏高原若尔盖高寒草甸为对象，研究了围栏2，4，6，8和10年自然恢复条件下土壤理化性质和酶活性差异性规律。结果表明：随着恢复年限的增加，与碳（carbon，C）循环密切相关的β-葡萄糖苷酶、与氮（nitrogen，N）循环密切相关的N-乙酰-β-D-葡萄糖苷酶和亮氨酸氨基肽酶以及与磷（phosphorus，P）循环密切相关的碱性磷酸酶活性均呈现增加趋势；围栏8年时，土壤C：N酶活性比特征值下降，C：P酶活性比特征值上升，前者与土壤含水量和pH值呈显著负、正相关关系（P<0.05），后者与土壤有机碳显著负相关（P<0.05）。整体而言，严重沙化的高寒草甸，在围栏封育过程中受N养分限制，在围栏6~8年时，与养分循环相关的酶活性对植被特征和土壤属性的响应敏感。