黄土丘陵典型草原土壤理化性质对生态恢复措施的响应

研究土壤理化性状及土壤质量变化对草地生态建设具有重要意义。在宁夏黄土丘陵区典型草原,以放牧草地为对照,对封育、水平沟和鱼鳞坑生态恢复措施实施15年草地的0～40 cm土壤粒径、容重、持水性、孔隙度、有机质、氮磷钾等理化性状进行了比较,通过主成分分析和土壤质量综合指数(SQI),评价了不同措施下土壤质量恢复状况。结果表明:1)土层黏粒含量以水平沟措施最高,粉粒以放牧草地最高、砂粒以鱼鳞坑最高;土壤颗粒体积分形维数值(D)从大到小依次为水平沟、封育、鱼鳞坑和放牧草地,土壤粒径垂直变化差异不明显;2)放牧草地土壤容重最高,为1.14 g·cm^-3,封育、水平沟和鱼鳞坑均可显著减小土壤容重,增加土壤持水性和总孔隙度,但对土壤毛管孔隙和非毛管孔隙的改善效果不大;各处理土壤物理性状垂直变化不显著;3)土壤有机质、全氮和碱解氮含量呈封育>放牧>鱼鳞坑>水平沟,全磷含量以放牧和封育草地较高,水平沟最低;速效钾含量以放牧草地最高,封育草地次之,鱼鳞坑最低,土壤养分含量呈表聚性;4)土壤质量综合指数在放牧、封育、水平沟和鱼鳞坑措施下分别为0.337、0.719、0.348和0.281,呈封育>水平沟>放牧草地>鱼鳞坑。基于土壤理化性状,认为草地封育对土壤质量改善最为明显,是研究区最适宜的草地生态恢复措施。     

不同封育年限对退化草原土壤理化性质和微生物的影响

为促进退化草原的恢复和重建工作,试验以不围栏封育作为对照,设置围栏处理1年、3年和5年,以研究不同封育年限对退化草原土壤理化性质和微生物数量的影响。结果表明:土壤容重、土壤pH值和EC值(电导率)随着封育年限的增加逐渐降低,随土层深度的增加而增加;土壤孔隙度和毛管持水量随着封育年限的增加而逐渐增加;土壤有机质含量、土壤氮磷钾含量、速效氮磷钾含量和土壤微生物数量呈先增加后降低趋势,但随着土层深度的增加而降低。试验以封育3年的效果较佳,与对照相比0~10cm、10~20cm土层土壤容重和pH值都有所减少,而土壤总孔隙度、毛管孔隙度、非毛管孔隙度、毛管持水量、土壤有机质含量、土壤氮磷钾含量、土壤速效氮磷钾含量以及土壤细菌、真菌和放线菌数量都有所增加。     

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。     

黄土丘陵典型草原土壤理化性质对生态恢复措施的响应

研究土壤理化性状及土壤质量变化对草地生态建设具有重要意义。在宁夏黄土丘陵区典型草原,以放牧草地为对照,对封育、水平沟和鱼鳞坑生态恢复措施实施15年草地的0～40 cm土壤粒径、容重、持水性、孔隙度、有机质、氮磷钾等理化性状进行了比较,通过主成分分析和土壤质量综合指数(SQI),评价了不同措施下土壤质量恢复状况。结果表明:1)土层黏粒含量以水平沟措施最高,粉粒以放牧草地最高、砂粒以鱼鳞坑最高;土壤颗粒体积分形维数值(D)从大到小依次为水平沟、封育、鱼鳞坑和放牧草地,土壤粒径垂直变化差异不明显;2)放牧草地土壤容重最高,为1.14 g·cm~(-3),封育、水平沟和鱼鳞坑均可显著减小土壤容重,增加土壤持水性和总孔隙度,但对土壤毛管孔隙和非毛管孔隙的改善效果不大;各处理土壤物理性状垂直变化不显著;3)土壤有机质、全氮和碱解氮含量呈封育放牧鱼鳞坑水平沟,全磷含量以放牧和封育草地较高,水平沟最低;速效钾含量以放牧草地最高,封育草地次之,鱼鳞坑最低,土壤养分含量呈表聚性;4)土壤质量综合指数在放牧、封育、水平沟和鱼鳞坑措施下分别为0.337、0.719、0.348和0.281,呈封育水平沟放牧草地鱼鳞坑。基于土壤理化性状,认为草地封育对土壤质量改善最为明显,是研究区最适宜的草地生态恢复措施。     

围栏封育对高寒草地土壤微生物特性的影响

测定并分析了夏河县桑科高寒草地围栏外及围栏内土壤微生物量及土壤微生物数量。结果表明：除0-10cm土层外,SMBC、SMBN的含量以及3类微生物的数量均为围栏内草地高于围栏外草地,其中,土壤3类微生物数量均为细菌最高,放线菌次之,真菌最低。围栏内草地,SMBC,SMBN和SMBP的含量以及3类微生物的数量均为0-10cm土层显著高于其他土层。相关性研究表明,围栏内草地SMBC,SMBN和SMBP与真菌、细菌及放线菌数量之间呈极显著正相关关系。     

放牧对草地土壤微生物影响的研究述评

综述了我国不同放牧强度对草地土壤微生物区系组成、微生物数量及土壤微生物的时空分布变化研究,草地的不同利用方式对土壤微生物的影响。草地土壤微生物类群主要由真菌、细菌和放线菌等组成,它们也是草地土壤微生物中数量最大的3个类群,其中,细菌数量最多,放线菌次之,真菌最少。在空间上,草地土壤微生物数量表现为随土层的加深逐渐减少,季节分布表现为春季随温度的上升逐渐增高,最高峰出现在8月中旬,冬季降到最低。因此微生物在草地生态系统的能量流动和物质转化中起着重要的作用。     

围封年限对典型草原土壤微生物及酶活性的影响

选取不同围封年限的生长季围封恢复草地为研究对象,开展典型草原恢复演替过程中土壤微生物及酶活性变化规律的研究,探讨土壤微生物及酶活性与草地植被及土壤养分的相关性,结果表明:(1)与自由放牧草地相比,围封7、10、13、20年,土壤0～30cm土层细菌、放线菌、真菌数量显著增加,土壤转化酶、脲酶活性增强,土壤微生物量碳、氮含量显著增加(P<0.05),且随围封年限的延长呈增加的变化趋势。(2)典型草原恢复演替过程中土壤微生物及酶活性与草地植被及土壤养分呈基本一致的变化规律,三者呈密切的正相关关系,以土壤真菌数量、微生物量碳、氮含量与草地植被及土壤养分含量间的相关关系最为显著,其相关系数均达显著水平(P<0.05)。     

典型草原恢复演替过程中土壤微生物及酶活性动态变化研究

选取不同围封年限的生长季围封恢复草地为研究对象,开展典型草原恢复演替过程中土壤微生物及酶活性动态变化的研究,探讨土壤微生物及酶活性与草地植被及土壤养分的相关性。结果表明:与自由放牧草地相比,围封7年、10年、13年和20年的草地,其土壤0~30 cm土层细菌、放线菌和真菌数量显著增加,土壤转化酶、脲酶、蛋白酶和过氧化氢酶活性增强,土壤微生物量碳、氮含量显著增加(P<0.05),且随围封年限的延长呈增加的变化趋势。典型草原恢复演替过程中土壤微生物及酶活性与草地植被及土壤养分呈基本一致的变化规律,三者成密切的正相关关系。     

不同退化程度人工梭梭林对土壤理化性质与生物学特性的影响

根据植被数据将民勤荒漠绿洲过渡带12个退化人工梭梭林样点采用聚类分析的方法划分为4个退化程度,研究了不同退化程度人工梭梭林对土壤理化性质与生物学特性的影响,结果表明,1)人工梭梭林退化对土壤容重、全盐含量与阳离子代换量影响不显著,对有机质与pH影响显著;随着土层深度增加以及退化程度加剧,有机质含量降低,pH值变化复杂。2)三类微生物数量与微生物总数总体随着土层深度增加而降低,0~5 cm土层中细菌数量占极大优势,其他土层上细菌数量与放线菌数量相当,各土层中真菌数量极少。随着退化程度的加剧,真菌数量无明显变化;0~5 cm与5~10 cm土层的细菌数量、放线菌数量与微生物总数均显著减少,10~20 cm土层无显著变化;0~5 cm土层细菌和放线菌比例变化复杂,而其他土层无显著变化。3)4种酶的活性总体上随土层加深而降低,0~5 cm土层酶活性随退化程度加剧而降低,而5~10 cm与10~20 cm土层无显著变化。人工梭梭林退化对土壤过氧化氢酶、脲酶与蛋白酶活性的影响大于对蔗糖酶活性的影响,过氧化氢酶、脲酶与蛋白酶的敏感性强于蔗糖酶。4)土壤理化性质、微生物数量以及酶活性间相关性总体较强,但理化性质间相关性较弱,容重、放线菌数量同其他指标相关性较弱。退化人工梭梭林的土壤肥力、生物学性质等已经发生衰减,其恢复需要土壤的综合改良。     

不同放牧强度下陇东天然草地土壤微生物三大类群的动态特征

对陇东黄土高原天然草地的4个放牧处理(0、2.7、5.3和8.7只羊/hm2)生境下的土壤微生物三大类群时空动态特征进行了研究。结果表明,同一放牧强度下不同土层(0～10、10～20、20～30 cm),随着土层深度的增加土壤微生物三大类群呈减少趋势;在不同放牧强度下同一土层土壤微生物三大类群的数量不同,未放牧、轻度放牧条件下微生物种群数量较高,而过度放牧的天然草地土壤微生物数量最高;不同放牧条件下,土壤微生物三大类群表现出基本一致的变化趋势,真菌、细菌最高值出现在9月,放线菌最高峰出现在11月。     

封育对荒漠草原土壤有机碳及其活性组分的影响

以空间序列代替时间序列的方法,选取未封育、封育3、5、7及10年的荒漠草原为对象,研究封育对荒漠草原土壤总有机碳、颗粒有机碳、水溶性有机碳和易氧化有机碳的影响。结果表明:封育对5~10 cm、10~20 cm和20~40 cm土层总有机碳影响显著(P<0.05),其含量随封育年限的延长总体呈增加的趋势,分布范围为2.24~4.52 g· kg^-1,以封育7和10年的荒漠草原较高。封育对荒漠草原土壤颗粒有机碳无显著影响(P>0.05);可溶性有机碳含量在0~5 cm、5~10 cm和20~40 cm土层随封育年限的延长呈先下降后上升的趋势,均以未封育荒漠草原最高,分别为0.59,0.49 和0.56 g·kg^-1,封育5和7年的荒漠草原较低;易氧化有机碳含量以封育7年的荒漠草原较高,总含量为2.48 g·kg^-1。封育7年是退化荒漠草原自然恢复演替过程中的一个转折。     

不同放牧方式对荒漠草原土壤碳氮储量及固持的影响

研究放牧对草地碳氮储量及固持的影响对草地科学管理具有重要意义。以宁夏荒漠草原为对象,研究了封育、自由放牧和暖季轮牧下0~40 cm土壤有机碳和全氮储量及碳氮固持特征。结果表明：1） 经过5年放牧,土壤碳氮含量暖季轮牧最高,分别为5.66±0.32 g·kg^-1和0.32±0.01 g·kg^-1,自由放牧最低。随土层的加深,有机碳含量在暖季轮牧处理中增加,封育和自由放牧变化不显著;氮含量3种处理垂直变化均不显著。自由放牧碳氮比最高,达到26.98±1.05,暖季轮牧最低。0~40 cm土壤碳氮储量表现为暖季轮牧>封育>自由放牧。2）以封育为对照,碳氮固持量和固持速率呈暖季轮牧>封育>自由放牧。3）Pearson相关性分析表明,土壤碳氮储量、固持与地上生物量呈显著相关性（P<0.05）;与物种多样性呈极显著正相关（P<0.01,P<0.001）。研究认为,从土壤碳氮储量及固持考虑,暖季轮牧的草地利用方式更有利于研究区荒漠草原碳汇能力提升和草地持续发展。     

宁夏荒漠草原自然恢复演替过程中土壤有机碳及其分布的变化

以宁夏荒漠草原自然恢复的围封草地为对象,通过野外调查和室内分析,研究了未封育、封育3、5、7和10年的草地总有机碳及其在土壤剖面和不同粒级团聚体中的分布。结果表明,土壤有机碳含量随封育年限的增加呈波动性增加,除0~5 cm土层外,各土层有机碳含量以封育7年、10年的草地较高;就有机碳在不同粒径团聚体中的分布看,0~10 cm表层土壤以封育3年及未封育草地各粒级团聚体有机碳含量较高,而10~40 cm土层各粒级团聚体有机碳随封育年限的延长呈增加趋势,各土层团聚体有机碳含量均以1~0.5 mm与0.5~0.25 mm粒级较高;各粒级团聚体对有机碳的贡献率在0~10 cm表层以<0.25 mm微团聚体最高,10~20 cm土层以>5 mm粒级和<0.25 mm粒级较高,20~40 cm土层以>5 mm粒级最高。综上所述,封育有利于荒漠草原土壤有机碳的固存,退化荒漠草原生态环境恢复在封育7年时出现转折;随土层的加深,团聚体有机碳贡献率对封育的响应减弱,且大团聚体对全土有机碳的贡献率逐渐增大。     

不同草地利用方式对土壤有机碳、全氮和全磷的影响

以青海省共和县塔拉滩封育芨芨草(Achnatherum splendens)草原、过牧芨芨草草原、取土坑、人工草地和农田为研究对象,对不同利用方式及不同深度下土壤有机碳、全氮、全磷含量进行了分析研究。结果表明:0～10cm和10～20cm土层土壤有机碳含量顺序均为封育芨芨草草原>退化过牧芨芨草草原>取土坑>农田>人工草地,说明退化和开垦均导致表层土壤有机碳含量的下降。在同一土层内,农田和人工草地(退耕地)的有机碳含量差异不显著(P>0.05)。在0～10,10～20和20～40cm的3个土层,农田的全氮含量最高,人工草地次之,主要是由于人为施加氮肥和翻压枯草等因素造成,取土坑的全氮含量最低;同时,0～40cm的土层,封育芨芨草草原的土壤全氮含量高于退化过牧芨芨草草原,40～80cm的土层,封育芨芨草草原的土壤全氮含量低于退化过牧芨芨草草原,说明封育使土壤上层的全氮含量增加,而草原退化导致氮向下层转移。全磷含量的变化规律与全氮相似。各草地的有机碳、全氮和全磷含量随土壤深度增加而下降。     

青藏高原高寒湿地不同季节土壤理化性质对放牧模式的响应

本文分析了青藏高原东缘高寒湿地在全年放牧、冬季放牧和全年禁牧3种放牧模式下土壤理化性质的变化,探讨其在不同土层深度的变化及季节性动态。结果如下:1)沿着全年禁牧—冬季放牧—全年放牧3种放牧模式,土壤表层(0~15 cm)及下层(15~30 cm)的土壤含水量和有机碳含量显著减小。2)土壤含水量、有机碳、全氮、全磷和速效氮含量均随土层深度的增加而降低,而速效磷表现为无规律。3)3种放牧模式下表层土壤有机碳含量均为:9月>5月>7月;全氮和全磷含量一般都在9月份较高,而速效氮和速效磷含量9月份最低,每种放牧模式下它们之间的具体差异也不完全相同。4)除5月份,两个土层土壤全氮含量均与有机碳含量呈极显著正相关。综上,全年放牧模式加快了土壤中C、N、P的周转,使土壤养分输出量增加,进而导致土壤肥力下降,草地退化。     

不同干扰对黄土高原典型草原土壤有机碳的影响

以黄土高原典型草原为对象,研究了封育+施肥、封育+火烧、封育和放牧4种干扰类型对土壤有机碳含量和有机碳密度的影响。结果表明:黄土高原典型草原不同干扰类型下土壤有机碳含量和有机碳密度都随土层深度的增加而减少,且干扰类型不同其减少程度不同;不同干扰类型对土壤有机碳含量影响不同。封育+施肥地在0~50 cm各土层有机碳含量均显著高于其他3个干扰类型,变化范围为24.08~34.99 g·kg^-1;其次为封育+火烧地,变化范围为19.59~32.05 g·kg^-1;在0~40 cm各土层,放牧地有机碳含量均最低,为19.07~25.37 g·kg^-1。不同干扰类型对有机碳密度的影响与对有机碳含量的影响基本相似。不同干扰对土壤有机碳的影响主要表现在0~20 cm土壤表层;在0~50 cm土层,4种干扰类型土壤有机碳密度大小依次为:封育+施肥>封育+火烧>封育>放牧,分别为14.51, 13.86, 12.27和11.85 kg·m^-2。综上所述,人为干扰对典型草原土壤有机碳含量和有机碳密度具有明显影响;放牧导致土壤碳密度显著下降,而施肥和封育可以提高土壤碳密度。     

青藏高原东部不同草地类型土壤养分的分布规律

调查分析了青藏高原东部高寒草甸、高寒灌丛草甸、亚高寒草甸、沼泽化草甸、荒漠化草原、林间草地、盐渍化沼泽土壤碳氮磷含量垂直分布特征。结果表明,7种草地类型中,土壤有机碳含量大体随着土层的深入而降低,0~15 cm土层土壤有机碳的累积量从高到低依次为林间草地>高寒灌丛草甸>高寒草甸>沼泽化草甸>盐渍化沼泽>亚高寒草甸>荒漠化草甸(P<0.05);随土层深度变化土壤全氮含量与有机碳相似,0～15 cm全氮累积量从高到低依次为沼泽化草甸>林间草地>高寒灌丛草甸>高寒草甸>盐渍化沼泽>荒漠化草原>亚高寒草甸(P<0.05);荒漠化草原、林间草地和土壤全磷含量随土层深度无明显规律性,0～15 cm土层全磷累积量由高到低依次为高寒灌丛草甸>沼泽化草甸>高寒草甸>盐渍化沼泽>亚高寒草甸>荒漠化草原>林间草地(P<0.05);随土层深度的增加不同草地类型养分含量顺序不同。除沼泽化草甸,不同草地类型下土壤有机碳与全氮呈显著正相关。     

不同管理措施对青海湖流域高寒草地土壤养分的影响

本文通过野外采样及室内分析比较了围栏封育(FE)、传统放牧(TG)和草灌结合(CGB)3种管理措施对青海湖流域高寒草地不同土层深度土壤养分的影响。结果表明：土壤有机质、速效氮磷和硝态氮含量在不同管理措施下均随土层深度的增加而降低(P<0.05);FE有机质含量均显著高于CGB和TG (P<0.05);不同管理措施对土壤全量养分含量影响较小,主要对0~10 cm土层全氮含量产生影响,该层中FE全氮含量显著高于CGB和TG;不同管理措施对土壤速效养分含量的影响较大,主要体现在0~10 cm和10~20 cm土层,均表现为FE土壤速效养分含量最高(P < 0.05)。综上,围栏封育更有利于青海湖流域土壤养分的固持和青海湖流域退化高寒草地的恢复。     

不同恢复措施对宁夏荒漠草原土壤碳氮储量的影响

以放牧(CK)、深翻耕(S)、浅翻耕(Q)、免耕(M)和封育(F)5种不同生态恢复措施处理的荒漠草原为对象,研究不同恢复措施条件下0~40 cm土层土壤有机碳,全氮储量的变化特征。结果表明,0~10 cm和10~20 cm土层,有机碳含量均以浅翻耕处理草地最高,分别为14.90和14.50 g·kg^-1,显著高于深翻耕处理草地、封育草地和放牧草地(P<0.05);20~30 cm土层,不同处理草地有机碳含量变化范围为5.03~9.93 g·kg^-1,以浅翻耕处理草地最高,封育草地最低(P<0.05)。土壤全氮含量,0~10 cm和10~20 cm土层均以浅翻耕处理草地最高,分别为0.17和0.22 g·kg^-1,显著高于封育和放牧草地(P<0.05);20~30 cm和30~40 cm土层均以深翻耕处理草地最高,分别为0.14和0.13 g·kg^-1,显著高于封育草地(P<0.05)。不同处理草地各土层土壤有机碳和全氮密度的分布范围为0.49~1.58 kg·m^-2和0.013~0.039 kg·m^-2,其中,0~40 cm各土层有机碳密度及0~10 cm和10~20 cm土层全氮密度均以浅翻耕处理草地较高,封育草地较低,20~40 cm土层全氮密度以深翻耕处理草地最高,封育草地较低。0~40 cm各土层土壤有机碳和全氮储量均以浅翻耕处理草地最高,分别为47.72和1.09 t·hm^-2,显著高于封育草地(P<0.05)。浅翻耕处理草地更有利于该区荒漠草原土壤有机碳和全氮储量的积累。     

内蒙古农牧交错带土地利用对土壤性质的影响

为研究农牧交错带土地利用方式对土壤特性的影响,于2007年7月选择位于内蒙古东部农牧交错带太仆寺旗的3种土地利用类型,野外采集土样并进行分析。结果表明:在0~30 cm土层中,土壤有机碳含量、全氮含量、速效钾含量均表现为草地>榆树林地>农田;土壤水溶性有机碳含量表现为草地最高,农田次之,林地最小;土壤速效磷含量变化与上述趋势不同,为农田>草地>榆树林地。土地利用方式对土壤质地也有影响,与农田土壤和林地土壤相比较,草地土壤的粘粒含量最高,砂砾含量最低。本研究表明在研究区域天然草地具有较好的土壤养分保持能力,是最适合的土地利用类型,可为改善生态环境和当地的可持续发展提供依据。