黄顶菊入侵对不同地区土壤氮循环及微生物量的影响

外来入侵植物对入侵地土壤生态系统的影响日益受到生态学家的关注。本文选取天津静海、河北献县及河北衡水湖3个黄顶菊入侵样地,研究黄顶菊入侵对不同地区土壤养分、酶活性及土壤微生物量的影响。结果表明,与未入侵地土壤(CK)相比,黄顶菊入侵明显地改变了3个地区的土壤理化性质且存在地区差异,静海和献县入侵地全氮升高,衡水湖则下降;静海和衡水湖土壤硝态氮下降,而献县上升,土壤氨氧化潜势的变化趋势与硝态氮的变化趋势一致。土壤氮循环相关酶活性也表现出明显的地区特异性。同时,黄顶菊入侵静海、献县和衡水湖3个地区样地中的微生物量碳分别比CK提高27.05%,57.62%和40.31%;静海和献县入侵地的微生物量氮分别比CK高37.40%,106.48%,差异显著。黄顶菊入侵对土壤氮素养分、氮相关酶活性及微生物量影响的地区差异可能与入侵地被入侵前养分含量有关,表现出使土壤养分状况均一化趋势。对于黄顶菊防控策略的制定要根据各地区情况因地制宜。     

入侵植物对土壤微生物群落的影响研究

外来植物的入侵是全球三大最棘手的环境问题之一,其严重性仅次于栖息地丧失,目前已经成为一个全球性的问题。入侵植物不仅可以导致全球生物多样性的丧失,改变土壤微生物群落的多样性,还能对生态系统造成严重的破坏,带来巨大的经济损失。本文主要研究入侵植物对土壤微生物的群落的影响。     

氮添加对青藏高原高寒草甸土壤磷组分的影响

磷是一种影响草地植物生产力和生态系统功能的重要养分。本文研究了3个氮添加水平下(5，10和15 g ·m^-2)青藏高原海北高寒草甸(海拔3 100 m)土壤磷组分的变化特征及其主要影响因素。研究表明：N5处理下土壤磷的生物有效性增加。N5处理显著提高了活性磷库的含量，其中NaHCO₃-Pi的含量和比例均显著增加。N15处理下植物生物量和地上部含磷量增加，土壤活性磷含量无显著变化，N15处理下仅土壤残余态磷(Residual-P)显著下降。氮添加下影响土壤磷组分变化的关键因素包括土壤pH值、微生物生物量碳(Microbial biomass carbon,MBC)和微生物生物量氮(Microbial biomass nitrogen,MBN)。在高寒草甸氮添加能够通过降低土壤pH值和增加微生物生物量来提高土壤磷的有效性。     

中国草地外来入侵植物现状研究

草地是中国陆地生态系统的重要组成部分,外来入侵植物已对我国草地造成了严重的生态危害和经济损失。了解草地外来植物的种类组成和入侵现状,是加强草地入侵植物管控,开展有效防控措施的基础。本文基于文献报道和数据库资料,系统分析了我国草地外来入侵植物的种类组成、起源、生活型、入侵途径和分布区域。结果表明,我国草地生境现有外来入侵植物183种,隶属41科123属。其中,菊科植物最多,有47种;禾本科和豆科分别有30种、21种。入侵植物来源于美洲的物种最多,共占总数的56.2%;其次是欧洲和亚洲,分别占比23.14%,13.22%。生活型以一年生和多年生草本植物为主;有意引进是最主要的引入途径。我国草地外来入侵植物种类繁多且分布范围广,急需对其开展进一步的调查,全面监测追踪入侵种群动态,积极控制已产生严重危害的植物种类,实行预防在先、防治结合的原则。本文旨在为我国草地外来入侵植物防控工作提供可靠的理论参考。     

植物对有机氮源的利用及其在生态系统中的意义

氮是植物生长发育的必需营养元素,也是其主要的限制因子之一。陆地生态系统植物的氮需求量来源及植物对氮素的吸收利用均受控于其种类和生长环境。环境条件的改变,一方面可能改变了植物生长区原有的氮形态、浓度、赋存方式等,从而改变氮对植物的供给状况;另一方面可能引起植物生长区域土壤质量、水分利用状况、光照等的改变,产生耦合现象,从而直接影响植物的生理生态特性,使植物对氮素的吸收利用发生了改变,导致植物生长区的种群类型及物种多样性发生改变,并直接影响到生态系统的功能及演替。本文主要对生态系统中植物生长发育所需氮素的来源及植物对氮素吸收利用过程中的影响因素进行了综述和讨论,并结合国内外在该领域的研究现状对其研究前景进行了展望。     

氮素添加对高寒草甸植物群落多样性和土壤生态化学计量特征的影响

为研究氮素添加对植物多样性与土壤养分含量的影响,本研究以青海省称多县高寒草甸为对象,在添加不同水平氮素（N0（0 gN·m^-2）、N1（15 gN·m^-2）、N2（30 gN·m^-2）、N3（45 gN·m^-2）、N4（60 gN·m^-2））后测定植物表型性状（盖度、高度及生物量）和土壤养分（全氮、硝态氮、铵态氮、有机碳、全磷）含量等相关指标。结果表明：当添加量为60 gN·m^-2时,植物群落多样性指数显著下降（P<0.05）;随着氮素添加水平升高,土壤养分含量变化不同。其中氮素添加下植物群落多样性与土壤因子间存在相关性。土壤有机碳和铵态氮含量是影响植物多样性最大的土壤因子。综上所述,短期氮素添加通过影响高寒草甸土壤碳、氮、磷含量及其计量比,进而影响植物群落多样性。     

2010 − 2020年草地土壤氮循环研究现状与发展趋势

氮素是蛋白质、核酸、叶绿素等物质的主要组成成分,是限制生态系统功能的主要因子;氮循环作为土壤生态系统元素循环的核心之一,将草地生态系统与社会、环境联系起来,尤其是氮的投入对于草地生产力的高低至关重要。但是,土壤氮素的损失会降低环境质量、影响人类生活。因此,研究草地土壤氮循环对维持草地生态系统的结构和功能、促进人与自然和谐共生具有重要意义。本文基于Citespace软件,对Web of Science核心合集数据库2010 ? 2020年草地土壤氮循环方面文献进行计量分析。结果表明,国内外在氮循环方面的研究呈不断上升趋势,国内外研究需进一步加强合作以提高文章质量。此外,本文系统综述了生物因子(植物、微生物)、人类活动(放牧、火烧、开垦、刈割等)和非生物因子(大气氮沉降、增温与CO2浓度升高、降水)对草地土壤氮循环过程的影响。基于上述背景,对未来亟待研究的问题进行探讨和展望,提出要注重全球变化因子耦合作用下,对草地土壤氮循环区域尺度上的长期研究,完善氮循环模型,实现草地的可持续发展。     

外源氮素添加对长江源区高寒沼泽草甸土壤养分及植物群落生物量的影响

为探讨氮沉降对高寒沼泽草甸土壤养分及其群落生物量的影响,本研究对风火山地区3种氮添加处理下（0,5和10 g N·m^-2·a^-1）土壤养分及植物群落生物量展开研究。结果显示：外源氮素添加使得沼泽草甸土壤趋向酸化、土壤有机碳及全氮含量发生改变,显著影响了植物对土壤养分的吸收利用,除繁殖期土壤有效氮显著增加外,其他时期显著降低;外源氮素添加使得群落地上生物量增加,总生物量与地下生物量除返青期显著增加外,其他时期明显减少;整个生长季地下生物量的分配比例随施氮的增加而下降;土壤有效氮含量与植物群落生物量及其分配均显著相关（P<0.01）。综上所述,长江源区高寒沼泽草甸土壤有效氮和植物群落生物量对土壤氮素状况的变化反应敏感,在有效养分匮乏的高寒沼泽草甸添加氮素能够促进植物地上部分的增长,从而改变其自身光合产物的分配模式。     

2010−2020年草地土壤氮循环研究现状与发展趋势

氮素是蛋白质、核酸、叶绿素等物质的主要组成成分,是限制生态系统功能的主要因子;氮循环作为土壤生态系统元素循环的核心之一,将草地生态系统与社会、环境联系起来,尤其是氮的投入对于草地生产力的高低至关重要.但是,土壤氮素的损失会降低环境质量、影响人类生活.因此,研究草地土壤氮循环对维持草地生态系统的结构和功能、促进人与自然和谐共生具有重要意义.本文基于Citespace软件,对Web of Science核心合集数据库2010?2020年草地土壤氮循环方面文献进行计量分析.结果表明,国内外在氮循环方面的研究呈不断上升趋势,国内外研究需进一步加强合作以提高文章质量.此外,本文系统综述了生物因子(植物、微生物)、人类活动(放牧、火烧、开垦、刈割等)和非生物因子(大气氮沉降、增温与CO2浓度升高、降水)对草地土壤氮循环过程的影响.基于上述背景,对未来亟待研究的问题进行探讨和展望,提出要注重全球变化因子耦合作用下,对草地土壤氮循环区域尺度上的长期研究,完善氮循环模型,实现草地的可持续发展.     

加拿大一枝黄花研究进展

外来植物的引入或入侵,对我国农林牧业已经产生了惊人的直接经济损失,它们引起生态系统紊乱、生物多样性的丧失而造成的间接经济损失更是无法估计。外来植物入侵已成为生物多样性保护和生态系统恢复研究的热点问题,对外来种的入侵理论,即入侵生态学的研究也正在兴起。通过从外来入侵植物加拿大一枝黄花的生物学特性、对环境条件的适应性、对植物多样性的危害、药用价值及防治方法等方面进行了综述。     

外来植物三叶鬼针草的入侵机制及其防治与利用

三叶鬼针草(Bidens pilosa)是一种菊科入侵植物,严重危害农林业和畜牧业生产。综合近年来国内外的研究成果,从生物学特性、植物与土壤微生物的协同作用、入侵的生态效应、生物防治、植物修复作用和药用价值等多个方面分析其入侵扩张机制、防治策略和应用前景。主要研究进展:1)三叶鬼针草强大的繁殖力、散布力,以及对环境因子变化表现出的较大表型可塑性是其入侵后迅速扩张的主要原因。2)其水浸提液、叶片挥发物和根系分泌物能抑制其他植物种子的萌发,引起植株细胞破裂、结构变异。3)三叶鬼针草通过改变根际土壤微生物结构、土壤氮、磷含量以及土壤酶活性,创造有利于自身生长的土壤微环境,形成一个自我促进的入侵机制。其中,丛枝菌根真菌还能改善三叶鬼针草的气孔导度和根系分枝状况,提高抗旱性。4)寄生植物和藤蔓植物可控制三叶鬼针草的蔓延,喷施甲磺隆、草甘膦等农药可对其进行灭生性防除。利用其他植物的化感物质开发植物源生物除草剂将来有望应用于三叶鬼针草的防除。5)三叶鬼针草在药物开发和修复镉、铅重金属污染土壤方面有很大的挖掘潜力。     

入侵植物银胶菊对山东不同性状土壤的适应性

银胶菊(Parthenium hysterophorus)是一种重要的危险性外来入侵植物,为明确其潜在的扩散蔓延区域,在山东省不同区域采集31份土壤,并在盆栽条件下研究了银胶菊对采自山东省31份土壤的适应性。结果表明,银胶菊的生长对土壤依赖性不强,在23份土壤中生长正常,占总土壤份数的74.19%。从8个土壤性状指标来看,土壤水解性氮含量、有效磷含量、速效钾含量、有机质含量以及土壤类型5个指标的高低不影响银胶菊正常生长,而土壤pH、土壤质地和土壤盐分含量3个指标是影响银胶菊生长的主要指标,其中银胶菊不适合在强酸性土壤、粘壤土或砂性土、盐分含量高的土壤生长。从区域来看,山东省鲁中山区和鲁西北平原区的土壤最适合银胶菊生长,另外胶东丘陵区、胶潍河谷平原区和鲁南山区也比较适合其生长,但鲁北滨海区和鲁西南平洼区不适合银胶菊生长。     

青藏高原湿草甸土壤氮组分对氮添加浓度的响应

为研究青藏高原湿草甸土壤氮组分对氮添加程度的响应规律,分析氮素大量输入生态系统后可能产生的环境和生态问题,本研究以青藏高原东北边缘碌曲县尕海-则岔国家自然保护区境内的湿草甸土壤为研究对象,设置空白对照(CK,0 g·m^-2)、低浓度(N₅,5 g·m^-2)、中浓度(N₁₀,10 g·m^-2)和高浓度(N₁₅,15 g·m^-2)4种处理,分析不同氮添加下的土壤氮组分含量(铵态氮、硝态氮、可溶性有机氮)的垂直和季节变化。结果表明:不同氮添加处理均能增加土壤氮组分含量,其增加程度依次为N₅＞N₁₀＞N₁₅＞CK;在土壤垂直剖面上,土壤氮组分含量随土层深度增加而降低;在植物生长季内,氮添加处理后的土壤氮组分含量较高值出现在植物生长末期。本研究表明氮添加对青藏高原湿草甸土壤有效氮的增加具有显著促进作用。     

黄河三角洲不同植被类型下土壤氮的差异研究

依据柽柳、碱蓬、芦苇、棉田4种植物群落下的土壤样品资料,分析了滨海湿地不同植物群落下土壤全氮、有效氮含量的变化差异,结果表明:(1)蒸腾作用及植物对氮素的需求,导致氮素在根际发生积累,从而柽柳、碱蓬、芦苇、棉田4种植物群落的土壤全氮含量的随着土层深度增加而呈波动降低变化,土壤速效氮的垂直变化与全氮相似,其中,芦苇的波动性最大反映出该群落的土壤养分较丰富,尤其是表层。(2)不同植被覆盖下,表土的全氮、有效氮大小顺序为芦苇>柽柳>棉田>碱蓬,反应了不同植物群落固氮能力的差异;就每个群落0-5cm表土而言,芦苇群落的土壤全氮、有效氮变异性都较大,说明在养分含量较高的群落,更易造成局部土壤理化性质的差异。(3)土壤表层与深层全氮的差比大小顺序为柽柳>芦苇>棉田>碱蓬;而速效氮的相差率为芦苇>柽柳>棉田>碱蓬,反映出高腐殖质层的芦苇群落,0-5cm表层是可供植物利用的无机氮的重要储备库。     

两种灌溉方式下保水剂用量对春播裸燕麦土壤氮素的影响

在大田条件下,采用裂区设计,研究了传统灌溉和滴灌两种灌溉方式下4个保水剂用量(0,30,60和90 kg/hm²)对春播裸燕麦土壤氮素的影响。结果表明,随保水剂用量的增加,裸燕麦土壤全氮、硝态氮、铵态氮含量呈先增加后减少的趋势,以施用60 kg/hm²保水剂的处理全氮、硝态氮、铵态氮含量最高。相同保水剂用量条件下,滴灌处理的土壤全氮、硝态氮、铵态氮含量均高于传统灌溉处理。传统灌溉易造成土壤硝态氮向下淋洗,不利于燕麦对氮素的吸收利用。适当灌溉定额的滴灌(春播140 mm)有利于增加土壤耕层氮素营养。     

氮添加降低盐渍化草地赖草非结构性碳水化合物含量

氮沉降全球化对草本植物不同器官非结构性碳水化合物(Non-structural carbohydrates, NSCs)的影响尚不清楚。本研究依托山西右玉黄土高原草地生态系统国家定位观测研究站2017年建立的不同水平氮添加试验平台，探究氮添加对赖草(Leymus secalinus)叶片和茎秆中的NSCs(可溶性糖、淀粉)含量及其比例的影响。结果表明：茎秆中可溶性糖、淀粉和NSCs含量显著高于叶片；氮添加降低了叶片和茎秆可溶性糖、淀粉、NSCs含量和可溶性糖∶淀粉比值，茎秆可溶性糖、淀粉和NSCs含量对氮素添加的响应更敏感；土壤无机氮含量、土壤pH值和土壤速效N∶P比值与叶片和茎秆中的可溶性糖、淀粉、NSCs含量和可溶性糖∶淀粉比值显著相关，而土壤有效P含量与这些指标无显著相关性。本研究结果表明植物不同器官NSCs含量和计量格局对氮添加呈现非线性饱和响应，但响应大小在植物器官间存在较大差异。     

不同生态治理措施下高寒沙化草地土壤氮素变化特征

草地沙化是我国最严重的生态环境问题之一。为研究不同生态治理措施对川西北高寒半湿润地区沙化草地土壤氮素的影响,本研究以围栏禁牧布设沙障燕麦和草种混播(YMCD)、围栏禁牧布设沙障播撒草种(RGCD)和围栏禁牧布设沙障自然恢复(WLCD)3种沙化草地治理措施为对象,以未修复沙化草地(CK)为对照,研究了沙化草地生态修复过程中0~60cm土层土壤氮素的变化特征。结果表明,生态修复3年后,YMCD、RGCD、WLCD 3种治理措施均显著促进地表植被的恢复、土壤物理性质的改善和氮素的积累。其中,YMCD治理措施效果最为显著,其次是RGCD,WLCD效果相对较小。土壤氮素增加幅度呈现出微生物量氮(MBN)硝态氮(NO_3~--N)铵态氮(NH_4~+-N)碱解氮(AN)全氮(TN)特征。与未修复沙化草地相比,YMCD沙地草地地表植被覆盖度增加至74.1%,土壤容重从1.45g/cm~3下降至1.39g/cm~3,夏季地表午温从41.5℃下降至23.0℃;TN、AN、NH4+-N、NO_3~--N和MBN含量分别增加了255.8%,270.2%,299.5%,357.8%和745.9%。相关性分析表明地表植被盖度和土壤容重对沙化土壤氮素含量有显著影响。     

高寒草甸植物叶绿素对氮添加梯度的非线性响应

叶绿素是植物进行光合作用的关键物质，氮素是叶绿素的重要组成元素。因此，土壤氮可能是影响叶绿素含量变化的重要因素。然而，目前研究较少关注氮梯度下叶绿素含量的变化及背后原因。本研究以青藏高原高寒草甸优势植物为研究对象，利用8年的氮添加梯度实验，氮添加水平为0,2,4,8,16,32 g·m^-2·a^-1。研究发现叶绿素含量沿氮添加梯度呈抛物线响应，且峰值多在8 g·m^-2·a^-1左右。低氮水平下，叶绿素含量与土壤无机氮显著正相关，与土壤pH值和植物高度负相关。高氮水平下，叶绿素与土壤无机氮和pH值均不相关，与植物高度呈非线性关系。此外，不管低氮或高氮水平添加叶绿素含量和比叶面积均呈抛物线关系。本研究表明高寒植物叶绿素对氮添加梯度表现出非线性响应且存在阈值，并且低于或高于氮阈值的影响因子是不同的。总之，本研究表明在氮富集的背景下高寒植物叶绿素与土壤氮可利用性存在复杂关系，可能会进一步作用于高寒草地生态系统碳固持。     

祁连山国家公园不同退化高寒草甸植物与土壤特性研究

本研究以祁连山国家公园内不同退化程度高寒草甸为研究对象，通过测定植被特征及土壤养分指标，结合相关性分析和冗余分析(Redundance analysis, RDA)探究植物群落和土壤理化性质及其内在关系。结果表明：未退化草甸植被以莎草科、禾本科为主，随退化程度的加重，禾本科植物逐渐被豆科、杂类草(如菊科)所取代，植物群落的高度、盖度、地上生物量和植物群落的多样性指数均呈下降趋势，土壤含水量、总孔隙度、速效氮含量、速效磷含量、速效钾含量、全氮含量、全磷含量、全钾含量和有机质含量逐渐降低，而土壤容重、pH值逐渐增加，与未退化高寒草甸相比，重度退化高寒草甸土壤含水量和有机质含量分别下降了61.3%,43.8%,土壤容重上升了37.8%;相关性分析表明，植物特征与土壤因子之间存在显著相关性，其中植被盖度和地上生物量受到土壤容重、含水量、总孔隙度、速效磷含量的影响较大。本研究可为全面了解高寒草甸的退化机制以及退化预测、管理和恢复研究提供一定理论依据。     

氮素添加对贝加尔针茅草原土壤团聚体碳、氮和磷生态化学计量学特征的影响

大气氮沉降增加作为全球气候变化的重要现象, 其对草原生态系统的影响成为生态学研究热点之一。掌握氮沉降对草原土壤团聚体碳(C)、氮(N)和磷(P)生态化学计量学特征的影响,可为全面分析和评估氮沉降对草原生态系统的影响提供基础资料。自2010年起,在内蒙古贝加尔针茅草原典型地段设置N₀ (0 kg N·hm^-2·yr^-1)、N₁₅ (15 kg N·hm^-2·yr^-1)、N₃₀ (30 kg N·hm^-2·yr^-1)、N₅₀ (50 kg N·hm^-2·yr^-1)、N₁₀₀ (100 kg N·hm^-2·yr^-1)、N₁₅₀ (150 kg N·hm^-2·yr^-1) 6个氮素添加处理模拟氮沉降野外控制试验。结果表明:氮素添加极显著提高了土壤团聚体的稳定性和>2 mm团聚体比例(P<0.01);各氮素添加处理中0.25~2 mm团聚体有机碳、全氮含量均显著高于其他粒径(P<0.05),全磷含量在各粒径团聚体中差异不显著;与对照相比,氮素添加显著提高了>0.25 mm土壤大团聚体有机碳和全氮含量(P<0.05),对全磷无显著影响;氮素添加导致>0.25 mm土壤大团聚体C/N降低,0.25~2 mm土壤团聚体 C/P、N/P升高(P<0.05)。综合分析,氮添加在一定程度上促进了土壤的固碳潜力,提高了土壤团聚体有机质的矿化速率,随着氮素添加水平的提高,土壤团聚体中P元素成为限制草原植物生长的主要限制因子。