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。     

保护性耕作下黄土高原作物轮作系统土壤健康评价

摘要：在黄土高原雨养农业区,以4个耕作处理[传统耕作(t)、传统耕作+秸秆覆盖（ts）、免耕(nt)和免耕+秸秆覆盖(nts)]的2年3熟粮豆轮作系统为对象,研究了0~5和5~10 cm土壤全碳、有机碳、全氮及微生物生物量碳和氮等指标的变化特征。结果表明,实施保护性耕作7年后,有机碳含量在ts、nt和nts处理下比t处理显著增加22.9%、25.3%和42.6%,0~5 cm层土壤微生物生物量碳和氮含量均以nts最高,t处理最低。在0~10 cm土层内,免耕促进了土壤碳的表聚化,但耕作有助于秸秆有机碳在土壤剖面的均匀分布。研究结果表明,短期尺度下微生物量碳和氮是反映耕作措施的敏感指标,中期尺度下土壤有机碳可以敏感反映土壤健康状况。     

不同恢复措施对退化荒漠草原土壤碳氮及其组分特征的影响

以宁夏盐池县退化荒漠草原为对象,实施深翻耕+补播（SR）、浅翻耕+补播（QR）和禁牧封育（F）恢复措施,同时以传统放牧为对照（CK）,研究不同恢复措施草地 0~10 cm、10~20 cm、20~30 cm和30~40 cm土层土壤总有机碳（SOC）、全氮（TN）及颗粒有机碳（POC）、易氧化有机碳（ROC）、微生物量碳（MBC）、硝态氮（NO₃^--N）、铵态氮（NH₄⁺-N）和微生物量氮（MBN）的变化特征,以探讨不同恢复措施对荒漠草原土壤碳氮及其组分的影响。结果表明：与其他处理相比,QR处理草地的土壤SOC含量（5.50~9.93 g·kg^-1）、土壤TN含量（0.17~0.23 g·kg^-1）、土壤ROC含量（0.53~0.99 g·kg^-1）及土壤MBN含量（62.82~73.20 mg·kg^-1）总体较高;土壤MBC含量（386.00~481.80 mg·kg^-1）及碳、氮各组分占SOC和TN的比例总体以F处理的草地较高;不同恢复措施草地各土层土壤POC、NH₄⁺-N和NO₃^--N含量较CK均有所下降。相关分析表明：SOC含量分别与TN、ROC含量呈极显著正相关（P<0.01）,与MBC含量呈显著负相关（P<0.05）。基于土壤碳、氮固存,在所有的处理中,浅翻耕+补播是退化荒漠草原恢复较为有效的措施。     

氮沉降对陆地生态系统关键有机碳组分的影响

土壤有机碳不仅可以为植物生长提供营养元素,维持土壤良好的物理结构,而且库容巨大,其储量的微弱变化会导致大气圈中CO₂浓度发生较大变化,从而直接影响全球碳平衡格局。氮是影响陆地生态系统植物生长的首要营养元素,大气氮沉降以及人为氮肥施入作为陆地生态系统氮的重要来源,其变化会深刻改变陆地生态系统的植物生长和净初级生产力,并进而影响全球碳循环和其他生态系统过程。欧美等国的生态学者近20年来就氮输入对不同生态系统碳库的影响进行了广泛而深入的研究,我国学者近年来也逐渐开始关注氮输入对陆地碳循环相关过程的定量研究,并取得了一系列的研究进展。但尽管如此,氮沉降以及人为氮输入对陆地生态系统碳循环的影响效应与作用强度依然是目前四大碳汇机制研究最为薄弱的一个环节。鉴于此,本文综述和分析了近年来氮沉降对陆地生态系统土壤总有机碳(total organic carbon,TOC)、溶解性有机碳(dissolved organic carbon, DOC)、微生物量碳(microbial biomass carbon,MBC)等不同土壤碳组分影响的相关研究结果,并针对目前氮沉降增加对陆地生态系统土壤碳库影响研究存在的问题提出了几点展望,以期对我国未来相关领域研究的进一步开展起到一定的参考作用。     

光氮互作对草地早熟禾碳氮代谢的影响

以草地早熟禾的3个品种为试验材料,研究了高低光照下不同的施氮水平对植株体内碳氮代谢的影响.对可溶性糖和硝酸还原酶的含量测定结果显示：高低光强下早熟禾的氮素同化能力均随着氮水平的升高呈现先升高后降低的趋势,碳代谢的中间产物可溶性糖随着氮水平的升高呈现先降低后升高的趋势,高低光下糖的含量随着氮水平的升高其品种间差异逐渐减小;在低氮条件下,植物的氮素同化能力较弱,光合碳代谢相对较强,糖含量较高,随着氮水平的增大,光合产物逐渐流向氮素代谢,硝酸还原酶含量升高.     

冬季种养结合对稻田土壤微生物量及有效碳氮库的影响

以双季稻冬闲田种植绿肥与养鸡结合的新型种养制度为平台,通过冬季绿肥和鸡粪还田,减少水稻生育期化肥用量,探讨“冬季绿肥-双季稻”轮作种植制度和“冬季种养结合-双季稻”种养制度下对稻田土壤微生物碳、氮和可溶性有机碳、氮的影响。试验包括5个处理,分别为冬闲(F)、冬季种植黑麦草(R)、冬季种植紫云英(M)、冬季种植黑麦草与养鸡结合(RC)以及冬季种植紫云英与养鸡结合(MC)。结果表明,在整个试验的动态过程中,微生物量碳、氮及可溶性有机碳、氮含量高低总体趋势表现为绿肥养鸡>绿肥>冬闲,各处理间差异显著(P<0.05);“冬季种养结合-双季稻”种养制度能显著提高土壤微生物量碳、氮和可溶性有机碳、氮。各处理微生物量碳、氮和可溶性有机氮在3月24日达到最大值,RC、MC、R和M处理微生物量碳最大值分别为492.22,464.91,432.34和435.48 mg/kg;微生物量氮的最大值分别为118.20,101.03,70.13和85.46 mg/kg;可溶性有机氮的最大值分别为1001.47,926.21,832.80和870.75 mg/kg;可溶性有机碳在早稻苗期达到最大值,RC、MC、R和M最大值分别为278.95,266.40,246.13和249.84 mg/kg。微生物量碳含量的高峰在早稻移栽初期、晚稻孕穗期和灌浆期,微生物量氮的高峰出现在早稻分蘖期、齐穗灌浆期和晚稻孕穗期,可溶性有机碳在稻田养鸡及成鸡出栏后较高。与冬闲田种植绿肥和休闲相比,冬闲稻田种植绿肥结合养鸡对增加微生物生物量的贡献更大,并显著提高土壤的可溶性有机碳氮,间接反映了种养制度能提高土壤有机碳、氮的矿化速率和土壤的活性有机碳氮以及满足水稻生长期间自身养分需求。     

南方种养结合模式对冬季稻田净碳交换和不同土层活性碳氮转化的影响

为探讨不同利用模式下的冬季稻田土壤活性碳氮变化和系统净碳交换变化特征。本研究对冬闲(F)、单种黑麦草(R)、单种紫云英(M)、种黑麦草养鸡(RC)以及种紫云英养鸡(MC)的冬季稻田土壤微生物量碳氮、可溶性碳氮及系统净碳交换量进行了定量分析。结果表明,1)RC和MC短期内增加了系统净碳排放,在早稻播种前,白天总体表现为碳汇(RC为817.38 g/m²,MC为472.90 g/m²);且所有处理对CH₄表现为弱汇(3.06~22.88 mg/m²)。2)R和M固碳量显著高于F和RC、MC处理。3)RC,MC,R和M与F相比显著提高了土壤活性碳氮含量。4)虽然RC和MC土壤微生物量碳平均值低于R和M,但其土壤可溶性碳含量平均值更高。5)R, M, RC, MC提高了土壤有机碳含量,增加了土壤碳汇。综上所述,种养结合既提高了土壤活性碳氮,同时增加了冬季稻田系统固碳量。     

光氮互作对草地早熟禾碳氮代谢的影响

以草地早熟禾的3个品种为试验材料,研究了高低光照下不同的施氮水平对植株体内碳氮代谢的影响。对可溶性糖和硝酸还原酶的含量测定结果显示:高低光强下早熟禾的氮素同化能力均随着氮水平的升高呈现先升高后降低的趋势,碳代谢的中间产物可溶性糖随着氮水平的升高呈现先降低后升高的趋势,高低光下糖的含量随着氮水平的升高其品种间差异逐渐减小;在低氮条件下,植物的氮素同化能力较弱,光合碳代谢相对较强,糖含量较高,随着氮水平的增大,光合产物逐渐流向氮素代谢,硝酸还原酶含量升高。     

羊草草甸草原土壤微生物生物量碳氮对短期施氮的响应

以松嫩草原羊草草甸为研究对象,通过测定4个不同施氮水平处理的土壤微生物生物量碳氮（Soil Microbial Biomass Carbon SMBC,Soil Microbial Biomass Nitrogen SMBN）探讨其对短期施氮的响应。结果表明,在一定范围内随着施氮量的增加,土壤微生物生物量碳氮显著增加（P<0.05）;相关性分析表明,土壤微生物生物量碳（SMBC）与土壤有机质（SOM）含量呈极显著正相关关系（P<0.01）,土壤微生物生物量氮（SMBN）与土壤全氮含量呈极显著正相关关系（P<0.01）。pH值与土壤微生物生物量碳氮（SMBC,SMBN）呈极显著负相关关系（P<0.01）。土壤微生物生物量碳（SMBC）与土壤有机质（SOM）,土壤微生物生物量氮（SMBN）与土壤全氮呈显著正相关（P<0.05）。典范对应分析（CCA）排序图较好的解释了短期施氮处理与土壤微生物量碳氮、土壤环境因子3者之间的关系（78.5%）。     

放牧强度对内蒙古荒漠草原土壤碳氮及其稳定同位素的影响

为了探究不同放牧强度对荒漠草原土壤碳氮元素的影响,选取内蒙古希拉穆仁荒漠草原为研究对象,分析3种放牧强度(无牧、轻度放牧、重度放牧)对0～50 cm 土壤有机碳(Soil organic carbon,SOC)、全氮(Total nitrogen,TN)、稳定碳、氮同位素(δ13C,δ15N)的影响.结果表明:随着放牧...     

CO2浓度升高及降水变化对红砂植物碳氮特征的影响

本研究以荒漠优势植物红砂（Reaumuria soongorica） 1年生幼苗为研究对象,采用开顶式生长箱（Open top chambers,OTCs）模拟CO₂浓度变化（350和700 μmol·mol^-1）,研究了降水变化（-30%,-15%,0,+15%和+30%）及其协同作用对红砂地上和地下部分碳、氮含量与积累量的影响。结果发现：CO₂浓度倍增和降水对红砂地上和地下部分有机碳、全氮含量和有机碳积累量以及地上全氮积累量影响极显著,并且表现出极显著的交互作用。CO₂浓度倍增下,红砂地上和地下部分有机碳、C/N和有机碳积累量以及地下部分全氮显著增加。随着降水增加,红砂地上和地下部分有机碳含量和积累量以及地下部分全氮均呈增加趋势,地上和地下部分C/N呈先降后升趋势,而地上部分全氮先升后降。综上所述：未来CO₂升高时,降水增加协同高CO₂浓度有助于红砂植株有机碳积累,从而促进红砂植株对氮素的吸收,降水减少则有利于红砂调节自身碳氮平衡从而提高其抗旱性。     

不同草原类型土壤有机碳和全氮的差异

对典型草原和荒漠草原的土壤有机碳（OC）和全氮（N）进行的比较分析结果表明：两种草原土壤SOC和TN含量差异显著,且典型草原的SOC和TN含量高于荒漠草原;在0～20cm土层内,两种草原的SOC和TN含量随土壤深度的增加呈下降趋势.典型草原的气候、植被及土壤质地状况优于荒漠草原,可能是导致上述结果的可能原因.     

紫花苜蓿与多年生黑麦草不同种植模式下沙化土壤碳、氮含量和酶活性研究

通过豫北地区连续6年定位试验,以沙化裸地为对照,研究了紫花苜蓿单播、多年生黑麦草单播、紫花苜蓿与多年生黑麦草混播3种种植模式下土壤碳、氮含量和相关土壤酶活性,并分析了其间的相互关系。结果表明:与沙化裸地相比,0~40cm土层3种种植模式下土壤碳、氮含量均不同程度地增加。其中,土壤有机碳含量表现为紫花苜蓿与多年生黑麦草混播模式下最高,为9.17g/kg;土壤全氮和碱解氮含量表现为紫花苜蓿/多年生黑麦草混播和紫花苜蓿单播模式下最高,且二者之间无显著性差异(P>0.05);紫花苜蓿/多年生黑麦草混播模式下土壤脲酶、蛋白酶、蔗糖酶、淀粉酶和纤维素酶活性最高,分别比沙化裸地增加266.80%、87.79%、49.96%、433.26%和232.38%;相关性分析表明,土壤有机碳分别与蔗糖酶和淀粉酶呈极显著(P<0.01)和显著(P<0.05)正相关,土壤碱解氮与脲酶呈显著正相关(P<0.05)。因此,试验中蔗糖酶、淀粉酶和脲酶可表征土壤碳、氮特征。由此认为,相对于沙化裸地,豫北地区经6年人工草地建植,土壤碳、氮含量以及相关土壤酶活性有效提高,以紫花苜蓿/多年生黑麦草混播为最佳的种植模式。     

温带草原土地利用变化对土壤碳氮含量的影响

2001年6月，分别对内蒙古锡林河流域典型温带草原中贝加尔针茅草原(Stipa baicalensis)、羊草草原(Leymus chinensis)、大针茅草原(Stipa grandis)及其相应的农垦和放牧地等0～100cm土体不同层次的土壤全氮和有机碳含量分别进行了测定。结果显示：温带草原土地利用方式的改变对草原土壤全氮和有机碳含量变化影响明显，其中贝加尔针茅草原经28年农垦，使0～100cm土体中土壤全氮和有机碳含量相对于未开垦的草原分别减少8．8％和14．8％，平均每年分别减少0．31％和0．53％；0～10cm的表层土壤平均减少速率分别为0～100cm土体的2．9倍和1．9倍。11年围栏轮牧使羊草草原0～100cm土体的土壤全氮和有机碳分别增加了50．0％和47．4％，平均每年分别增加4．55％和4．31％；30cm以下土层增加异常显著。自由放牧使大针茅草原土壤0～100cm土体中土壤全氮和有机碳含量减少了4．88％和2．22％，平均每年分别减少0．24％和0．11％；0～10cm土壤全氮和有机碳分别为0～100cm土体平均减少速率的3倍和1．7倍，100n以下各土层的土壤全氮和有机碳含量变化较小，说明自由放牧地对土壤表层全氮和有机碳含量的影响尤为明显。另外，选择适当的放牧强度可以维持草原生态系统的碳氮平衡，促进系统内的碳氮良性循环。     

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。     

翻耕补播措施对宁夏荒漠草原土壤碳氮储量的影响

以3种翻耕补播方式(深翻耕补播、浅翻耕补播和免耕补播,播量30kg/hm2)及深翻补播不同播量(7.5kg/hm2、15kg/hm2和22.5kg/hm2)为研究对象,以封育未补播为对照,研究了不同翻耕补播措施对宁夏荒漠草原土壤碳氮储量的影响.结果 表明:封育未补播处理可提高0～10cm土层土壤有机碳和全氮含量;深翻耕...     

开垦种草对高寒草甸土壤理化性质的影响

对玛曲高寒草甸天然草地及开垦种草8年和20年草地土壤理化性质进行了比较研究。结果表明,土壤含水量天然草地显著高于开垦种草8年草地;土壤容重0～10 cm土层天然草地显著高于开垦种草20年草地;0～60 cm土层土壤有机碳含量天然草地显著高于开垦种草草地,比开垦种草草地高38.66%。土壤全氮、速效氮、全磷和速效磷含量天然草地显著高于开垦种草草地。土壤全氮、速效氮和全磷含量随开垦种草年限增加逐渐下降。各样地土壤全氮、速效氮与土壤有机碳呈显著正相关关系。     

土壤微生物生物量的研究进展

综述了近年来国内外土壤微生物生物量包括微生物生物量碳、微生物生物量氮和微生物生物量磷及其与碳、氮、磷循环方面的研究进展,着重论述了土壤微生物生物量碳、氮、磷在土壤养分转化循环中的重要性,并就种植、轮作、放牧、施肥等措施对土壤微生物生物量的影响进行了探讨。同时,就今后土壤微生物生物量的研究侧重点进行了展望。     

有机无机复混肥对小麦大豆轮作体系的影响

以中药渣堆肥等为原料的有机无机复混肥处理,在小麦大豆轮作体系下能够获得比单施化肥处理更高的土壤有机碳含量和土壤全氮含量,可提高土壤微生物量碳氮和土壤微生物学特性,得到土壤健康的生物指标。     

氮添加对内蒙古不同草原生物量及土壤碳氮变化特征的影响

以内蒙古草甸草原、典型草原、荒漠草原3种草原实验区草地植物群落为研究对象, 设置7种氮添加梯度, 分别为CK（0 g N·m^-2·a^-1）、N₁（5 g N·m^-2·a^-1）、N₂（10 g N·m^-2·a^-1）、N₃（15 g N·m^-2·a^-1）、N₄（20 g N·m^-2·a^-1）、N₅（25 g N·m^-2·a^-1）、N₆（30 g N·m^-2·a^-1）,应用单因素方差分析（One-way ANOVA）方法研究不同浓度梯度氮添加下不同草原类型区植被生物量、土壤碳氮差异及其影响因素。结果表明：1）氮添加并未对3种草原类型地下生物量产生显著影响（P>0.05）,但显著提高了草甸草原和荒漠草原地上生物量（P<0.05）,且本研究初步判断在N₃添加时接近饱和阈值, 整体上氮添加使内蒙古草原总生物量平均增加了29.66%,较干旱的荒漠草原对氮添加的响应较为明显。施氮肥使草甸草原的根冠比显著降低（P<0.05）,典型草原根冠比在N₃处理下显著增加（P<0.05）,但对荒漠草原影响不显著（P>0.05）。2）选择不同土层（0~10 cm、10~30 cm）分析氮添加对3种草地类型土壤有机碳、全氮含量的影响, 结果显示氮添加对草甸草原土壤碳氮含量没有显著影响（P>0.05）,对典型草原和荒漠草原土壤碳氮含量存在显著影响（P<0.05）,且0~10 cm土层对施氮的响应更明显。3）施氮条件下地上生物量与土壤C/N、年均降水显著相关（P<0.01）,地下生物量、总生物量均与土壤全氮含量、有机碳含量、土壤C/N、年均温、年均降水显著相关（P<0.01）。总的来说,不同类型的草地生态系统生物量及土壤碳氮含量对施肥的响应存在差异,这意味着草地恢复与管理过程中需要对养分的添加作用进行考虑。