不同利用方式下草地优势植物的生态化学计量特征

在内蒙古温带草原围封、放牧和割草3种不同利用方式下,测定了大针茅、冷蒿和羊草3种优势种植物的化学计量元素,探讨了草地不同利用方式下优势种植物的化学计量特征响应机制。结果表明,3种优势种植物的C、N、P含量及其计量比在不同利用方式下均有明显的季节变化;不同利用方式、不同物种以及二者的交互作用均对N、P含量及C∶N、C∶P和N∶P有显著的影响,其中,C含量比较稳定,不同的利用方式对其无显著影响,N含量在整个生长季内总体呈下降趋势,放牧样地3种植物叶片的N、P含量均高于割草和围封样地,说明放牧增加了植物N、P的含量。植物生长普遍受到N的限制,土壤养分特征在不同利用方式间也存在一定的差异,围封样地表现为更加缺N,而放牧样地更加缺P。放牧样地有机质、C、N和P含量均高于割草和围封样地,说明适度放牧能提高土壤养分的含量,有利于植物的生长。     

围封与放牧对土壤微生物和酶活性的影响

以阿拉善高原微温干旱温带半荒漠类草地为对象,研究了围封与放牧对土壤微生物量碳、氮及土壤酶活性的影响,旨在为荒漠区退化草地的恢复与重建提供科学依据。结果表明,1）围封与放牧地土壤微生物量碳含量无显著差异（P＞0.05）,而围封样地内土壤微生物量氮含量显著高于放牧样地（P＜0.05）,从而使得其土壤微生物量碳氮比显著低于放牧样地,且围封与放牧条件下不同土层的土壤微生物量碳、氮含量变化规律均为表层（0~10 cm）土壤高于下层（10~20 cm）土壤。2）围封样地表层土壤脲酶和碱性磷酸酶的活性均高于放牧样地,下层土壤的碱性磷酸酶的活性也高于放牧样地,而脲酶活性则显著低于放牧样地。对于土壤蔗糖酶活性,围封样地仅下层土壤显著高于放牧样地,而表层土壤无差异。另外,围封和放牧条件下3种酶的活性在不同土层间的高低规律也不一致。3）围封与放牧条件下土壤微生物量碳和氮含量与土壤酶活性的关系表现不同,围封条件下,仅土壤微生物量碳含量与土壤脲酶活性呈显著正相关,而与土壤蔗糖酶活性呈显著负相关。放牧条件下,土壤微生物量碳和氮均与土壤脲酶活性呈显著负相关,而与蔗糖酶和碱性磷酸酶活性呈显著正相关。另外,土壤微生物量碳氮比与脲酶活性在放牧条件下也呈显著正相关性。     

不同干扰方式下温性草甸草原土壤碳氮磷化学计量特征及其储量研究

为阐明不同干扰方式对呼伦贝尔温性草甸草原土壤碳氮磷化学计量特征及储量分布的影响,本研究于2021年8月末在多年围封、刈割和放牧草地进行样品采集与分析测试。结果表明：地上生物量和凋落物生物量均以围封草地最高,放牧草地最低;3种干扰方式下,土壤容重均随土层深度的增加而增大,土壤含水率均随土层深度的增加而减小,在相同土层,放牧干扰下土壤容重最大,土壤含水率最低;3种干扰方式下,土壤碳氮磷含量均随土层深度的增加而降低,放牧干扰草地中三者含量最低;围封和刈割干扰草地土壤C/N高于放牧干扰草地,而C/P和N/P均以放牧干扰草地最高;放牧干扰草地碳氮磷储量在0~30cm土层的分布占比最高,呈现表层聚集;干扰方式和土层深度及其交互作用均能显著影响土壤理化性质及计量特征。综上,适度干扰更有利于温性草甸草原的可持续发展。     

放牧强度对高寒草甸植物叶片生态化学计量特征的影响

在青藏高原高寒草甸封育、适度放牧、重度放牧3种放牧强度中,选取并测定了异针茅、麻花艽、蒲公英3种植物叶片中C、N、P的含量,探讨了植物叶片的化学计量特征对不同放牧强度的响应机制。结果表明:3种植物叶片在不同放牧强度样地中C含量无差异;3种植物叶片N、P含量在重度放牧草地中高于其他两种放牧强度,且重度放牧草地整体受N限制,其他两种草地植物受P限制;重度放牧草地的C/P、N/P比值显著低于其他两种草地放牧强度中的比值,说明重度放牧草地3种植物采取了快速生长策略,而且不同物种在不同生境中受养分限制的程度不同。以上结果说明草地的放牧强度不同,在很大程度上间接改变植物对养分的利用状况,不同植物对相同生境有不同的适应策略。     

不同放牧方式对高寒草地功能群生态化学计量特征的影响

本研究基于青藏高原东北部高寒草甸化草原设置的控制放牧试验，测定牦牛单牧(YG)、藏羊单牧(SG)、牦牛藏羊1∶6混牧(MG1∶6)、牦牛藏羊1∶4混牧(MG1∶4)、牦牛藏羊1∶2混牧(MG1∶2)和禁牧对照(NG)下禾本科、莎草科、豆科和杂类草的C，N，P含量并计算分析其计量特征。结果表明：各放牧处理增加了禾本科和莎草科的N含量，降低了杂类草的C含量，此外仅YG处理增加了莎草科的P含量；各放牧处理降低了禾本科和莎草科牧草的C∶N，除YG降低了莎草科的C∶P和N∶P以外，其他放牧处理增加了C∶P和N∶P；不同放牧方式下各功能群C∶N，C∶P，N∶P与N，P具有显著的负相关性(P<0.05)。依据中度放牧干扰下植物超补偿性生长的机制和植被生长速率假说，YG促进了莎草科物种的生长，同时也表明N、P在促进植被更新方面起到了重要的作用，是高寒草地植被生长重要的限制性元素。     

三江源区高寒草地根系-土壤C、N、P生态化学计量特征

植物生态化学计量学及内稳性特征对于研究 C、N、P 元素与植物生长之间的关系、限制性养分的判断、生态系统的稳定性等方面有重要意义，但对高寒草地生态系统的相关研究报道较少，鉴于此，以三江源区 4 类高寒草地为研究对象，测定并分析了根系与土壤 C、N、P 生态化学计量关系特征以及根系生态化学内稳性特征 。 结果表明 ，不同类型高寒草地 0~20 cm 植物根系 C 含量平均为 27. 42%~44. 8%；0~20 cm 根系全 N 含量平均为 1%~1. 68%；0~20 cm 根系全 P 含量平均为 0. 07%~0. 16%。高寒草原植物根系各指标均具有内稳性特征；高寒草甸植物根系 C∶N 属于弱内稳态；沼泽草甸植物根系 P 属于敏感态，N∶P 是弱内稳态；人工草地植物根系 N 是弱敏感态，根系 P 是敏感态。说明高寒草原植物根系具有相对较高的内稳性，可能是其能适应极端环境胁迫的原因；高寒草甸植物根系 C、N 含量受土壤环境的影响较大，沼泽草甸和人工草地植物根系 N、P 含量受土壤环境影响较大。高寒草原、高寒草甸、沼泽草甸、人工草地根系 C∶N 分别为 19. 35、20. 68、19. 7、46. 02；根系 C ∶P 分别为 443. 03、208. 08、183. 71、360. 29，根系 N∶P 分别为 23. 14、10. 17、9. 28、7. 77；高寒草地根系 C ∶N 和 C∶P 均低于全球植物根系平均水平 48. 25 和 1 158. 00，说明三江源区草地 N、P 元素利用效率较高；高寒草原植物根系 N∶P 高于全国平均水平 13. 5，其他 3 类高寒草地均低于全国平均水平 13. 5，此结果为各类草地后续进行植物生长限制因子的判断提供重要的科学依据。     

放牧和围封对藏北高寒草原紫花针茅群落生物量分配及碳、氮、磷储量的影响

草地围封工程是改善退化草原生态环境和促进牧区经济可持续发展的一项重大举措。以典型高寒草原紫花针茅(Stipa purpurea)群落为研究对象,选取自由放牧、围封4年和围封8年3块样地,比较分析不同草地管理方式下群落生物量分配和碳(C)、氮(N)、磷(P)储量差异。结果表明,自由放牧、围封4年和围封8年的群落地上生物量分别为46.12、146.40和256.44 g·m-2,0-15 cm土层根系生物量分别为274.74、214.87和764.59g·m-2,15-30 cm土层根系生物量分别为17.80、17.56和31.64 g·m-2;围封显著促进了植被群落的增长(P0.05),其中对围封4年的优势种紫花针茅和青藏苔草(Carex moorcroftii)总生物量影响最显著(P0.05)。围封显著提高了植物群落地上部分C、N、P储量,其中围封8年样地营养元素储量最高(P0.05)。研究结果有助于揭示草地围封工程对藏北高寒草原紫花针茅群落物质分配的影响,为评估该区域退牧还草的生态效应提供了基础数据。     

黄土高原典型草原草地根冠比的季节动态及其影响因素

生物量的地上-地下分配受到植物种类、年龄、气候等诸多因素的影响,并且生物量地上-地下分配会影响植物向土壤碳的输入,进而影响陆地生态系统碳循环。然而,由于根系采样的困难使得作为陆地生态系统碳循环模型中重要参数的地下-地上生物量比(根冠比,R/S)还存在很大不确定性。因此,本研究通过2007, 2008和2009年连续3年对黄土高原围封草地和放牧草地的地上、地下生物量进行测定,并结合降水和气温资料,试图揭示围封与放牧草地根冠比的季节动态及其与环境因素的关系,为地下生物量的预测和陆地生态系统碳循环模型提供参考。结果表明,围封与放牧样地根冠比的季节变化呈现反抛物线型,最低值都出现在9月下旬;3年放牧样地的根冠比在不同生长季都显著高于围封样地(P<0.05),其平均值放牧样地分别为3.13,3.36和3.77,围封样地为2.55,2.56和3.13。相对于围封草地,放牧草地根冠比的变异更大;2个样地的根冠比年际间差异都不显著;根冠比与上月降水量、当月气温之间均呈显著负相关(P<0.05)。利用降水量和气温建立的多元回归方程,可以很好地预测根冠比。     

围封年限对典型草原植被与土壤特征的影响

针对典型草原退化草地恢复与合理利用问题,选取生长季（4-9月）围封收获干草,其他时间轻度放牧利用的天然草地为研究对象,同时选取自由放牧草地为对照,进行不同围封年限草原植物群落与土壤特征的比较研究。结果表明,1）与自由放牧草地相比,重度退化草地采用生长季围封恢复措施后群落地上现存量、盖度、密度、根系生物量、地表凋落物现存量及土壤养分含量显著增加,土壤容重、紧实度及＞0.25 mm的粗颗粒含量显著降低,群落结构优化,土壤环境改善, 植被与土壤间形成一个相互作用的良性循环系统,退化草地正向演替。2）草地在围封恢复过程中若连续多年刈割利用,容易导致生产性能降低,群落盖度与密度下降,草群矮化,土壤养分含量下降,草地发生2次逆行演替。3）季节性围封的管理方式既可保证退化草地在一定程度上得到恢复,也能达到充分利用草地资源的目的。季节性围封在我国牧区是可行方法之一,但适宜的围封季节及围封后的合理利用问题（如合理的割草制度等）有待进一步研究。     

不同载畜率下短花针茅和土壤生态化学计量特征研究

以荒漠草原建群种短花针茅为研究对象,分析不同载畜率（对照,CK;轻度放牧,LG;中度放牧,MG和重度放牧,HG）对短花针茅与其对应土壤（0~20 cm和20~40 cm）碳（C）、氮（N）、磷（P）及化学计量比的影响。结果表明：放牧对短花针茅N、P及C∶N∶P化学计量比没有显著影响,但C含量随载畜率的增加而显著增加（P<0.05）;除表层土壤C∶N外,载畜率对两层土壤的N、P及C∶N∶P化学计量比有显著的影响（P<0.05）,这些差异主要由土壤N和P的变化决定,但不同土层下载畜率间的化学计量特征没有一致的变化规律;整体上看短花针茅化学计量特征不受土壤化学计量特征变化的影响,放牧具有降低短花针茅P和土壤C的作用,但这种作用随载畜率的增加而降低。相比不放牧处理,重度放牧完全改变了土壤N、P、C∶N和短花针茅C、C∶N特征,而土层深度的加深对MG处理下的土壤P、N∶P和C∶P影响较大。     

种植密度对紫花苜蓿不同生育时期叶片C、N、P生态化学计量的影响

以紫花苜蓿甘农3号（Medicago satial L.‘Gannong No.3’）为材料,设计了210,263,315,368,420 万株·hm^-2的5个种植密度,在种植第二年第一茬的分枝期、现蕾期和初花期留茬5cm刈割,刈割部分从下到上以植株枝条第3茎节及以下作为下层,第4茎节至第6茎节作为中层,以第7茎节及以上作为上层,研究不同密度对紫花苜蓿不同生育时期群落空间各层叶片C、N、P生态化学计量的影响。结果表明,随种植密度的增大,同一生育时期各层叶片C、N、P含量均下降,而叶片C∶N和C∶P则升高,分枝期和现蕾期的叶片C含量及初花期的叶片P含量对密度处理较为敏感;随着紫花苜蓿生育期的推进,相同密度下紫花苜蓿各层叶片C、N、P含量均减小,而C∶N和C∶P则增大;同一生育时期相同种植密度下,叶片C、N、P含量及N∶P的大小顺序为上层 > 中层 > 下层,C∶N和C∶P为下层 > 中层 > 上层。分枝期和现蕾期平均叶片N∶P均处于11~12之间,这2个时期紫花苜蓿受N限制;初花期N∶P为11.63~14.48,紫花苜蓿受N、P共同限制。紫花苜蓿适宜的种植密度为368 万株·hm^-2。     

放牧与围封对黄土高原典型草原植物生物量及其碳氮磷贮量的影响

将黄土高原典型草原植物亚生态系分为地上活体、立枯物、凋落物和地下根系4个部分,进行放牧与围封草地植物生物量及其碳、氮、磷贮量的研究。结果表明,放牧与围封草地各组分碳、氮、磷贮量的季节动态模式与其对应生物量变化规律一致;碳、氮、磷贮量均与生物量呈极显著正相关(P<0.01),其相关系数分别为0.990,0.899和0.936(FG),0.990,0.891和0.936(GG);封育和放牧草地植物间各部分碳、氮、磷贮量差异均由各自生物量差异引起。围封草地植物总生物量和地上、地下生物量、立枯物、凋落物的量,以及碳、氮、磷贮量一般高于放牧样地(P<0.05)。地上活体氮、磷贮量在其生物量最大时最高(7月),此时围封草地地上活体氮、磷贮量(1.2918,0.0837g/m²)显著低于放牧草地(1.5297,0.1002g/m²)(P<0.05)。放牧草地主要通过地上幼嫩器官生物量和氮、磷含量的增加来获得较大氮磷贮量,并以此提高草地利用率。     

鲁东南地区不同年龄紫花苜蓿N、P生态化学计量特征研究

为了探索鲁东南地区不同年龄紫花苜蓿在不同茬次下化学计量特征存在怎样的差异,本试验通过测定与分析不同年龄(2、3、4、5龄)紫花苜蓿叶和茎的N、P含量及化学计量比,研究了年龄及茬次对紫花苜蓿化学计量特征的影响。结果表明,不同茬次内,苜蓿叶和茎的N、P含量随年龄的变化趋势不同,但总体上3龄苜蓿叶和茎的N、P含量高于其他年龄;每茬时,4龄苜蓿叶和茎N∶P均显著高于其他年龄(P<0.05),3龄苜蓿叶和茎N∶P均低于其他年龄。4个年龄苜蓿叶和茎N、P含量随茬次呈先增加后减少的趋势,并在第3茬达到最大值(除3龄苜蓿茎的N含量);2龄和4龄苜蓿叶N∶P随茬次呈先降低后增加的趋势;苜蓿茎N∶P随茬次呈先降低再增加的变化趋势(除5龄),并均在第4茬时达到最低值;苜蓿年龄和茬次的变化均能显著影响苜蓿叶和茎的N、P含量及N∶P;苜蓿叶和茎的N含量与N∶P基本呈正相关,苜蓿叶和茎的P含量与N∶P基本呈负相关。随着年龄的增加,苜蓿由主要受N限制向主要受P限制转变。     

不同利用方式下贝加尔针茅草原植物和土壤的生态化学计量特征

掌握不同利用方式对草原植物和土壤碳、氮和磷生态化学计量特征的影响,可为全面分析和评估不同利用方式对草原生态系统的影响提供基础数据.以贝加尔针茅草原围封、放牧和刈割3种草地为研究对象,研究不同利用方式对贝加尔针茅、羊草和扁蓿豆3种主要植物叶片和土壤碳、氮和磷化学计量特征的影响,分析植物与土壤化学计量之间的相互关系.结果 ...     

黄帚橐吾对退化高寒草地植物、土壤养分及微生物量的影响北大核心CSCD

黄帚橐吾作为指示高寒草甸植被退化的重要物种,研究其对草地生态系统植被、土壤以及微生物养分循环的影响,对揭示其入侵机制具有重要意义。本研究以黄帚橐吾危害区为研究对象,用化学药剂去除黄帚橐吾的竞争优势,分析黄帚橐吾危害后植被功能群养分、土壤养分以及土壤微生物量的变化。结果表明:黄帚橐吾危害后,提高了莎草科体内碳(C)含量,禾本科和豆科氮(N)含量显著升高,豆科磷(P)含量显著升高,而莎草科P含量显著降低(P<0。05),且黄帚橐吾体内C含量显著高于其他功能群(P<0。05);各功能群C/N表现为莎草科显著高于豆科和杂类草(P<0。05),C/P为莎草科显著高于其他功能群(P<0。05),同时,植物C含量与N含量、P含量负相关,N含量与P含量正相关。黄帚橐吾危害后土壤全氮含量显著升高,速效氮、全钾和速效钾含量显著降低,C/N显著降低,N/P显著升高(P<0。05)。黄帚橐吾引起土壤微生物量(MBC、MBN和MBP)的升高,使土壤微生物活性上升,MBC/MBN和MBC/MBP在危害区也高于防除区,MBN/MBP略低于防除区,说明黄帚橐吾对N的需求大于对P的需求。植物C、N、P含量及化学计量比与土壤养分和土壤微生物量及化学计量比具有一定的相关性,冗余分析(RDA)结果得到在黄帚橐吾危害区黄帚橐吾C、N、P含量与土壤养分和微生物量具有较大的相关性,且植物的P含量与土壤养分和微生物量显著相关(P<0。05),而在防除对照区内每个功能群植物对养分的需求均匀分布,可见黄帚橐吾危害后影响了草地养分的分配格局。     

宁夏典型草原不同退耕年限草地植物-土壤生态化学计量特征

为了研究宁夏典型草原不同退耕年限草地优势植物及土壤 C、N、P化学计量特征,本研究以宁夏南部典型草原区退耕草地为对象,分别对退耕0、1、3、5、6、8、11、15、20年草地优势植物及土壤碳、氮、磷等生态化学计量特征进行研究。结果表明,各植物全氮含量均表现为地上部分大于地下部分,且猪毛蒿整体全氮含量较其他植物高。全磷含量除赖草外也表现为地上部分大于地下部分。退耕1年狗尾草和退耕3年赖草有机碳含量表现为地下部分大于地上部分,其余各退耕年限地上部分大于地下部分。优势植物C∶N、C∶P、N∶P整体表现为退耕20年长芒草最大。赖草和猪毛蒿最小。退耕6年以上20年以内土壤有机碳含量由表层向深层逐层递减;全氮含量退耕0~6年呈波动式变化,退耕8年后全氮含量由表层向深层逐层递减;全磷含量变化趋势与全氮相同。研究区土壤C∶N变化范围为7.08~19.62,C∶P变化范围为6.60~35.25,N∶P变化范围为0.82~2.17。各层土壤C∶N平均值变化范围为11.18~15.03,C∶P平均值变化范围为14.09~24.55,N∶P平均值变化范围为1.06~1.98;除C∶N接近我国土壤C∶N均值外,研究区土壤C∶P和N∶P均低于我国土壤C∶P和N∶P均值。并且相应地表优势植物C∶N、C∶P、N∶P明显高于表层土壤。本研究中土壤C∶N与土壤有机碳之间相关性不显著,与全N呈负相关,意味着C∶N主要受N控制,而C∶P与有机碳呈显著正相关,与全P相关性不显著。土壤N∶P与土壤全N含量呈显著正相关,与土壤全P含量相关性不显著,说明主要受N控制,而土壤全N含量随退耕年限的增加呈波动式上升趋势。植物与土壤碳、氮、磷相关性显示:植物全N与土壤N之间相关性不显著(P>0.05),植物全P与土壤全N、全P呈极显著的相关关系(P<0.01),与土壤有机碳和N∶P呈显著的相关关系(P<0.05)。     

施肥对草原3号杂花苜蓿种子产量的影响

采用“3414”二次回归设计,研究了N、P、K肥配施对草原3号杂花苜蓿种子产量的影响。结果表明,磷肥的增产作用最大,其次为钾肥,氮肥的影响最小;最高产量预期值达到578.55 kg/hm2的最佳施肥方案:氮肥81.0～114.75 kg/hm2,磷肥218.75～262.0 kg/hm2,钾肥96.0～138.0 kg/hm2,氮、磷、钾比例为N:P2O5∶K2O=1∶1.76～2.08∶1.17～1.33。     

不同恢复措施对宁夏典型草原土壤碳氮储量的影响

为探讨不同恢复措施下草原土壤有机碳、全氮储量特征的变化,以宁夏黄土丘陵区典型草原为对象,对放牧(对照GG),封育(EG),水平沟(CG)和鱼鳞坑(FG)3种不同恢复措施下0~40 cm土壤有机碳、全氮储量进行研究。研究表明:1)土壤有机碳和全氮含量以封育草地最高,分别为30.35和2.92 g/kg,放牧草地次之,水平沟草地最低(P<0.05);C/N表现为封育最高,水平沟次之,放牧草地最低;各措施下土壤有机碳和全氮含量随着土层加深整体呈下降趋势。2)土壤有机碳和全氮密度呈封育和放牧草地较高,鱼鳞坑居中,水平沟最低。各恢复措施下有机碳密度随着土层加深而降低,全氮密度无明显规律。3)土壤碳氮储量表现为封育草地>放牧草地>鱼鳞坑草地>水平沟草地。禁牧封育更有利于该区典型草原土壤有机碳和全氮储量的积累。     

不同施N水平纽荷尔脐橙叶绿素含量的季节变化

以1年生盆栽枳砧纽荷尔脐橙为试材,研究不同施N水平对叶片N含量,春梢、夏梢和秋梢落叶率,以及春梢、夏梢和秋梢叶绿素含量季节变化的影响。结果显示,施N植株前期落叶率略高于未施N植株,后期无显著差异;叶片N含量与施N量存在极显著正相关关系（r=0.97）;施N处理显著提高了不同枝梢叶片的叶绿素含量,并且在整个测定时期内使叶绿素含量维持在较为稳定的水平;单株施N量高于6.5 g时叶绿素含量不再显著增加,但更有利于维持叶绿素含量的周年稳定;对照（不施N）的不同枝梢叶片叶绿素含量从当年9月开始明显下降,翌年3月出现锐降,而施N植株仅略微下降。由此可见,N不仅可提高叶绿素含量且可减少其季节性变化幅度。