放牧对大针茅根系生物量影响的研究

通过对生长季内不同放牧强度下大针茅(Stipa grandis)种群不同土层深度根系生物量的分析,探讨放牧对大针茅根系生物量的影响。结果表明:同一放牧强度下的根系生物量在不同季节有显著性差异(P<0.05),0~30cm的根系生物量随季节的变化趋势成"N"字形变化趋势,即先增加后降低然后再增加。同一月份内,大针茅根系生物量在不同放牧强度的影响下,有显著差异(P<0.05),中度放牧影响下根系生物量在5,6,8三个月增加,比对照增加0.35%~16.52%,重度放牧压力下根系生物量最小。根系生物量在土壤中的垂直分布呈"T"字形分布,即根系生物量随土层深度增加而降低。     

不同坪床配比百慕大T-419的生物量和根系分布特征研究

本试验采用9种不同的坪床配比,对热带亚热带运动场常用品种百慕大T-419的生物量和根系分布特征进行了研究。结果表明,各处理的地上与地下生物量变化基本一致,中等含沙量的处理Ⅲ和Ⅶ的地上与地下生物量最高。不同处理的根系分布随土壤深度的增加而减少,集中分布于0~10 cm土层,方差分析表明,0~10 cm土层各处理间根系生物量差异显著,其中处理Ⅲ、Ⅵ和Ⅶ显著高于处理Ⅰ和对照CK,10~20和20 cm以下的生物量均无显著差异。地下总生物量与总根长相关系数为0.541(P＜0.05),与根系表面积、根系体积相关系数分别为0.651和0.615(P＜0.01);根尖数与总根长、平均直径相关系数分别为0.500和0.695(P＜0.01)。     

黄土丘陵区不同种植行距下柳枝稷根系分布特征研究

明确旱区作物根系生长与行距的关系可为合理选择种植密度提供依据。以梯田种植第7年的柳枝稷(Pancium virgatum L.)草地为研究对象,采用根钻法于2016年4月和10月对0~150cm土层进行根系取样,比较研究了3种种植行距下(20cm,40cm和60cm)柳枝稷根系生物量和根长密度分布特征。结果表明:柳枝稷根系主要分布在0~40cm土层,20cm和40cm行距下0~20cm土层根系生物量显著高于60cm行距(P0.05);在40~150cm土层,根系生物量和根长密度在20cm行距下最低。行上与行间根系生物量均随种植行距增大而增大,均以40cm行距下根长密度较高。细根(d≤0.5mm)根长密度为40cm行距下显著最高,20cm行距下最低(P0.05)。总体表明,40cm行距下柳枝稷根系生物量较高,平均根长密度与细根根长密度最高。     

丝茅入侵对高羊茅根系及土壤性状的影响

针对南方地区丝茅(Imperata koenigii (Retz.) P. Beauv.)入侵对冷季型草坪造成严重危害的实践生产问题,通过模拟高羊茅(Festuca arundiacea L.)草坪建植时丝茅入侵形成的混生群落,连续测定群落中根长密度、根干重密度和根体积密度等根系性状指标,土壤容重、土壤含水量及pH等土壤性状指标,分析丝茅入侵对高羊茅草坪根系及土壤性状影响的动态变化。结果表明:丝茅入侵对高羊茅草坪根长密度、根干重密度和根体积密度均有极显著影响(P<0.01);丝茅入侵60 d起影响根长密度,90 d起影响根干重密度,150 d起影响根体积密度;侵入持续时间对高羊茅根系指标影响排序为根体积密度>根干重密度>根长密度;丝茅对草坪分层土壤的含水量、容重和pH均有极显著影响(P<0.01);入侵60 d起首先影响高羊茅根系主要分布的10~20 cm层的土壤性状,影响逐渐向上、向下扩展;持续时间对土壤性状的影响排序为土壤含水量>容重>pH;丝茅入侵使高羊茅根系分生和更新能力下降,使其根系分布土壤层的含水量降低、透气性变差、酸度增高,从而降低高羊茅根系活性与吸收能力,使其竞争力降低而逐渐退化。本试验结果将为草坪中丝茅的防治提供基础数据。     

土壤水分垂直分布对建植当年柳枝稷的影响

为了明确柳枝稷(Panicum virgatum L.cv.Alamo)对土壤水分垂直分布条件的适应性、根系分布规律及生长特点,以便更好地确立根区水分最优调控措施,采用土柱法研究了不同土壤水分垂直分布特征对建植当年柳枝稷地上植株和根系指标的影响。结果表明:与对照相比,0~60 cm和0~120 cm土层土壤体积含水量低于10%时,除地上生物量和籽粒产量差异不显著外,其他指标均有显著差异(P<0.05),其中倒三叶长度分别降低12.5%和22.1%、宽度分别降低5.7%和18.4%、总叶绿素含量分别降低7.5%和10.6%、地下生物量分别降低56.5%和58.6%、根长分别降低41.0%和40.7%、根表面积分别降低45.6%和49.4%、根体积分别降低51.1%和56.0%,但地上生物量的水分利用效率分别提高17.5%和88.5%。表层0~60 cm灌水条件下,柳枝稷的根长、根表面积、地上生物量、籽粒产量和各土层根系生物量与对照差异不显著,但地上生物量的水分利用效率提高了111.0%。随着灌水层深度的增加,根系的生物量重心由62.9 cm(CK)下降至71.2 cm,不同直径的根系表现出了不同的适应情况。     

库布齐沙漠不同类型沙地上植物群落根系研究

通过对库布齐沙漠不同类型沙地上植物群落根系生物量的测定,比较分析了不同植物群落根长密度、根质量密度、比根长以及不同径级根系根长密度的垂直分布格局。结果表明:不同类型沙地植物群落总根长差异不显著,总根质量与比根长差异显著,且根系主要分布于0~30 cm土层。土壤容重与土壤含水量均对沙地植被的根系垂直分布影响较大,但对不同类型沙地根系参数的影响存在差异。细根(d≤2 mm)垂直分布特征明显,在总根系当中所占比例很大。     

放牧干扰对贝加尔针茅草原土壤微生物与土壤酶活性的影响

以贝加尔针茅草原为目标,研究不同程度的放牧干扰对草地土壤微生物数量、土壤酶活性、土壤养分和土壤呼吸的影响及其相互关系,旨在为贝加尔针茅草原生态系统的保护、恢复及重建提供科学依据。结果表明:随着放牧强度的增加,土壤微生物总数量显著降低(P<0.05);各放牧区土壤微生物数量均表现为:细菌>固氮菌>放线菌>真菌;垂直分布为0~10 cm>10~20 cm;随着放牧强度的增加,土壤脲酶、过氧化氢酶、转化酶、磷酸酶均显著降低(P<0.05);0~10 cm土层的土壤酶活性均高于10~20 cm;土壤养分含量、土壤含水量随着放牧强度的增加亦显著降低(P<0.05);土壤pH、土壤容重则逐渐增加,在不同放牧压力处理条件下差异显著(P<0.05)。相关分析表明,土壤酶活性与土壤微生物数量、土壤养分含量密切相关,放牧干扰条件下土壤中真菌数量与脲酶活性呈显著正相关(P<0.05),固氮菌数量与脲酶活性达到极显著正相关(P<0.01),转化酶和磷酸酶与土壤全磷含量呈显著正相关(P<0.05)。     

呼伦贝尔不同草地类型土壤微生物量及土壤酶活性研究

以呼伦贝尔5种不同草地类型(线叶菊草原、贝加尔针茅草原、羊草草原、大针茅草原、克氏针茅草原)为研究对象,分析了不同草地类型土壤理化性状、土壤微生物数量、土壤微生物量、土壤酶活性的变化特征及其相互关系。研究表明,各类菌群数量分布在5种草地中均为细菌>放线菌>真菌,但不同菌群数量及区系组成在各草地类型间均存在显著差异(P<0.05)。细菌数量在5种草地中依次为:羊草>贝加尔针茅>克氏针茅>线叶菊>大针茅,真菌数量依次为:线叶菊>克氏针茅>羊草>贝加尔针茅>大针茅,放线菌数量依次为:克氏针茅>羊草>线叶菊>贝加尔针茅>大针茅。土壤微生物量碳、氮(SMBC、SMBN)在不同草地类型间差异显著(P<0.05),线叶菊草原土壤微生物量碳、氮均显著高于其他草地类型(P<0.05),其中大针茅草原、羊草草原土壤微生物量碳、氮均较低。研究还表明,各草地类型土壤酶活性的垂直分布均表现为表层土壤(0~10cm)酶活性大于下层土壤(10~20cm)酶活性,不同草地类型间土壤酶活性亦存在显著差异(P<0.05),线叶菊草原土壤过氧化氢酶和转化酶活性均显著高于贝加尔针茅草原和大针茅草原;土壤脲酶活性以克氏针茅草原最高,且与线叶菊草原、贝加尔针茅草原和大针茅草原差异显著;而土壤磷酸酶活性则为羊草草原显著高于其他样地。相关分析结果表明,不同草地类型土壤微生物数量、土壤微生物量、土壤酶活性、土壤理化性状之间均存在相关性,从回归分析得出的2个方程可知,土壤微生物量碳随着土壤含水量、细菌数量的增加而增加,随着土壤磷酸酶活性的增加而降低;土壤微生物量氮则随着土壤过氧化氢酶活性的增加而增加,而随着土壤磷酸酶活性与土壤容重的增加而降低。     

人工梭梭林根系的分布特征

采用全株挖掘法对干旱荒漠区梭梭(Haloxylon ammodendron(Mey.)Bunge)人工林进行取样,研究1-3龄梭梭根系生物量、比根长和根长密度的垂直分布格局,为提高造林质量和合理有序地人工接种肉苁蓉提供参考。结果表明:随着树龄增加,土壤层数增加,但细根数占总根比例减少;1龄梭梭的根集中分布在0~20cm土层,根干重占根系总量的82.60%;2龄梭梭根数以20~60cm层中最多,而0~40cm层根重占总根重的73.8%;3龄梭梭根系条数以下层为主,主要集中在40~80cm土层,但生物量多集中于上层;细根的比根长和根长密度最大,则分布细根较多的土层比根长和根长密度值均较大。因此,不同树龄梭梭根系集中区域具有下移趋势,为提高肉苁蓉(Listanche desertiwla Y.C.Ma)的种子萌发和接种机率,人工接种肉苁蓉深度也应下移。     

不同土地利用方式对典型温性草原群落物种组成和多样性以及生产力的影响

以锡林郭勒典型温性草原区域不同利用、管理方式植物群落作为研究对象,选取当地较为常见的6种不同利用管理方式围封禁牧大针茅,围封禁牧羊草,公共放牧大针茅、私人放牧大针茅、大针茅火烧围封恢复和开垦人工饲草的典型草地设置实验样地,采用群落调查、收割称重和根钻取样等方法测定、比较上述群落的物种组成、物种多样性和生产力构成。结果表明放牧降低大针茅群落的地上、地下生物量,而长时间的围封显著增加群落的地上地下生产力(P<0.05),但对群落物种组成和物种多样性影响不大(P>0.05)。随着利用程度的减弱,群落C3植物生产力和所占比重逐渐上升(P<0.05),C4植物生物量保持稳定(P>0.05),但比例下降(P<0.05)。火烧显著增加群落物种多样性(P<0.05),同时显著降低地下生物量(P<0.05),但地上生物量变化不大,同时C4植物生物量显著上升。人工开垦极大改变了群落的物种组成,同时显著增加群落地上生物量,降低群落地下生物量,使群落获得了相对天然群落更高的地上生物量/地下生物量。     

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。     

黄土丘陵地区唐古特白刺根际土壤水分与根系分布研究

以根际土壤水分和根系分布特征为主要指标,研究了兰州北部黄土丘陵地区唐古特白刺根系分布和根际土壤水分的响应关系。结果表明,唐古特白刺根际土壤水分变化规律明显,0～40 cm土层含水量变幅较大,40～80 cm土层含水量最高,之下随土层加深而递减,160～300 cm土层含水量没有明显变化。唐古特白刺平均根长100 cm,根幅300 cm。主根较粗,入土浅,根长为地上株丛高的1.32倍,侧根发达,扩展范围较广,根幅为冠幅的3.23倍,地上生物量为根系生物量的1.46倍;有效根系主要分布于0～40 cm,在0～20和20～40 cm土层中,有效根重分别占总有效根重的58.69%和22.96%,有效根长分别占总有效根长的59.65%和23.20%,0～40 cm土层是吸收和利用水分的重要区域,该层土壤水分含量随季节呈现明显的动态变化,根系的浅层分布和分布面积扩大,对于及时有效利用季节性降水有重要意义。根系的水平分布范围是垂直分布范围的3倍,这种根系分布格局对于以自然降水为唯一水分补充方式的黄土丘陵地区,有利于对来自降水而短暂提高的土壤浅层水分的吸收。     

黄土旱塬区苹果园生草覆盖对深层土壤水分和根系分布特征的影响

研究苹果园长期生草覆盖后深层土壤水分及果树根系的分布规律,以期阐明旱作条件下果园根水互作关系,为黄土旱塬区果园生草覆盖实践的优化提供依据。试验于甘肃庆阳草地农业生态系统国家野外科学观测研究站苹果园中进行,设置果园生草覆盖(生草为鸭茅草,2014年建植)和清耕处理,以一年生作物田为对照;连续两年夏季测定果树行上和行间距离树干100和200 cm共4个位置0～500 cm土层的土壤水分和果树细根长密度,分析生草覆盖对果园深层水分亏缺及细根长密度的影响。清耕果园0～300 cm土壤水分较对照农田下降了6.7%～8.3%(P<0.01),而300～500 cm土层土壤水分与对照农田差异不显著(P>0.05);生草覆盖果园0～500 cm整个剖面的土壤水分均低于清耕果园,平均下降了11.5%～12.3%。果园生草覆盖6～7年后0～500 cm土层土壤较对照农田水分亏缺量为163.9～172.1 mm,是清耕果园水分亏缺量的3.2～4.2倍。果树根系在0～100 cm土层的细根长密度最高,平均密度为0.187 cm·cm^-3,生草覆盖促进了0～100 cm土层果树...     

沙地植物根系特征及其与土壤有机碳和总氮的关系

以位于风沙活动剧烈的科尔沁沙地为研究区,通过对不同恢复阶段的流动沙丘、半固定沙丘、固定沙丘和封育草地4种生境的植物特征和土壤总有机碳(SOC)和总氮(TN)含量进行调查,分析了沙地不同恢复阶段土壤碳氮特征与植物的关系。结果表明,1)植物地上和地下生物量的变化随沙地恢复过程呈现不同的特征,地上生物量随沙地恢复表现为先增加后减小的趋势,地下生物量则为指数增加的特征,封育草地植物的根冠比显著高于其他恢复阶段;2)与生物量类似,根系长度和根表面积均随沙地恢复逐渐增加,生境间差异极显著,而根体积虽存在生境间差异,但随沙地恢复梯度的规律性不明显;3)SOC和TN的含量与储量均随沙地恢复逐渐增加,0~10 cm层SOC和TN含量高于10~20 cm层,但随沙地恢复过程,10~20 cm层的增幅高于0~10 cm层;4)地上生物量和地下生物量均与SOC和TN储量呈显著的线性回归关系,地下生物量与SOC和TN储量的回归系数均高于地上生物量;5)根系长度和根表面积与土壤碳氮的回归系数均高于生物量和体积。本研究表明,在风沙活动剧烈的沙地生境,植物根系与土壤碳氮的关系较地上部分更为紧密,根系活动可能是影响土壤碳氮积累的重要因素之一。     

不同管理措施对高寒草甸土壤微生物量的影响研究

采用氯仿熏蒸浸提法对玛曲高寒草甸4种管理措施(不围栏、围栏、围栏+施肥、围栏+补播)土壤微生物量碳(SMBC)、氮(SMBN)和磷(SMBP)连续4年(2011-2014年)变化动态进行研究,结果表明,1)同一年份,不同管理措施,相同空间层次,土壤微生物量表现为:围栏+补播>围栏+施肥>围栏>不围栏(0~20 cm)和围栏+施肥>围栏+补播>围栏>不围栏(20~40 cm);同一年份,相同管理措施,不同空间层次(0~20 cm,20~40 cm),土壤微生物量表现为0~20 cm>20~40 cm, 一般前者为后者的1.22~3.39倍。2)不同年份,相同管理措施,相同空间层次(0~20 cm,20~40 cm),除不围栏(0~20 cm)SMBC外,土壤微生物量年际变化表现为2011至2012年上升至最大值,之后下降;不同年份,相同管理措施,不同空间层次(0~20 cm,20~40 cm),0~20 cm土壤微生物量年际变化幅度大于20~40 cm。土壤微生物量与气温呈负相关关系,土壤微生物量与降水量呈显著正相关关系。运用综合指数法计算出不同管理措施下土壤质量综合指数,其值排序为:围栏+补播>围栏+施肥>围栏>不围栏。围栏+补播对土壤的改善效果明显优于其他3种措施,是玛曲高寒草甸生态恢复的重要途径。     

黄土高原侵蚀区长芒草对坡地土壤水分养分的影响

在黄土高原神木六道沟流域选相邻退耕坡地和裸地,均匀布点采样结合室内分析,采用SPSS处理数据,研究30龄长芒草(Stipa bungeana)对土壤水分、养分的影响。结果表明:在长芒草根系分布区土壤水分下降很快,并且形成干层,其中40~60 cm含水量均低于5.5%,最低达3.2%;同时,长芒草可使土壤养分在表层累积,而降低20~50cm土层处养分含量;全氮、全磷、有机质、硝态氮和铵态氮含量均随土层的加深而降低。     

黄河源区褐鳞苔草的固沙生物学特性

褐鳞苔草(Carex brunnescens)是黄河源区(玛曲)沙漠化草地具有较强固沙能力的先锋植物,对维护玛曲高寒草地生态系统稳定性有重要作用。为了揭示褐鳞苔草固沙的生物学特征,本研究在野外观测了其物候学特征,地上和地下器官生长进程以及地下器官形态学特征。结果表明,褐鳞苔草返青早,生育期较长,具有二次开花和结果的生长特性。褐鳞苔草单株叶宽、单株叶长、单株叶片数量、群落密度、群落盖度和群落叶片密度从展叶期-果实成熟期-黄枯期呈显著增加而后趋于稳定;而单株叶丛高度、单株叶面积和群落叶片面积呈显著增加而后减小的趋势。褐鳞苔草地下茎(水平茎和垂直茎)和根系适宜生存的沙层深度为0-60cm。不同沙层深度(0-20、20-40和40-60cm)均以直径为0.2~0.5mm的中根数量最多,在20-40cm沙层内细根(0.2mm)的根系总长度均最大,0-20cm沙层内中根根系总长度最大。在10-30cm沙层内,水平茎,垂直茎和主根长度、鲜重和干重均最大,40-50cm沙层内最小。以上结果表明,褐鳞苔草能很好地适应高寒风沙生境,可作为玛曲高寒沙漠化草地生态恢复的建群种,具有良好的推广应用前景。     

封育对云雾山本氏针茅草地群落的影响

以云雾山封育与未封区为对象,采用样线法进行调查,重点分析二者群落特征和地上生物量的变化,以期为退化草地植被恢复提供依据.结果表明:封育后本氏针茅(Stipa bungeana)群落发生较大变化,物种数显著增加、演替差异明显,由未封区的本氏针茅+大针茅(S. gigantea)群落演替为封育后的大针茅+本氏针茅群落;未封区本氏针茅种群的优势地位明显加强,重要值明显大于封育区;封育与未封区群落的相似性系数为0.419;物种丰富度指数和多样性指数(修正的Simpson指数、Shannon-winner指数、Audair和Groff指数)均表现为封育区>未封区,而均匀度指数则相反;封育区地上生物量明显增加,其中禾本科、蔷薇科和杂类草占总生物量的比例均表现为封育>未封区,而菊科则相反.