划破草皮对不同地形高寒草甸草原植被特征的影响

在青藏高原东缘东祁连山高寒草甸草原开展平地和坡地划破草皮试验,研究了划破草皮对植物群落特征及地下生物量的影响。结果表明:划破处理对平地土壤含水量的改良效果显著优于坡地。划破处理增加了平地禾本科优势度而降低了坡地莎草科优势度。增加了平地禾本科高度,降低了坡地莎草科高度。平地和坡地划破区杂类草密度显著低于对照区,平地禾本科密度显著增加。与对照区相比,两种地形划破草皮都能减少杂类草生物量,平地划破区禾本科生物量显著增加,地下生物量/地上生物量显著大于对照区。说明划破草皮在平地是一种有效的改良措施,而在坡地改良效果不显著,建议在使用划破草皮技术改良高寒草甸草原时,应因地制宜,充分考虑制约条件。     

高寒区垄沟覆膜方式对苜蓿生长、根颈及根系特征的影响

高寒区缺乏耐寒苜蓿品种和适宜的栽培技术,严重阻碍了该区域旱作苜蓿和草地畜牧业的发展。为高寒区苜蓿的高产栽培提供理论依据,在天祝高寒牧区研究了垄沟覆膜、垄沟覆膜+覆土、平膜全覆和垄沟4种种植方法下苜蓿生长特性及第2年苜蓿返青时的根颈和根系形态特征。结果表明,垄沟覆膜处理显著提高了高寒区苜蓿的生长,促进了苜蓿根颈、根颈芽和根系的生长。在种植当年,垄沟覆膜下苜蓿的自然株高可达41.2 cm,2级分枝数达25.1个,鲜草和干草产量分别达975.44和249.37 kg/hm²,均显著高于垄沟覆膜+覆土、平膜全覆和垄沟处理(P<0.05)。与垄沟种植方式相比,垄沟覆膜种植方式下的苜蓿鲜草产量提高了74%,干草产量提高了73.2%。垄沟覆膜处理下苜蓿单株根颈返青芽数(17.0个/株)和根颈直径(9.87 mm)分别是垄沟处理(6.5个/株,2.00 mm)的2.63和4.94倍。垄沟覆膜和平膜全覆的苜蓿根颈入土深度分别为3.37和3.35 cm,显著低于垄沟覆膜+覆土处理(4.71 cm)与垄沟处理(4.73 cm)。垄沟覆膜处理下的苜蓿单株根体积(9.288 cm³/株)、根表面积(466.287 cm²/株)、根系生物量(7.76 g/株)、主根长度(85.55 cm)、主根直径(8.36 mm)和侧根数(26.27个)均显著高于平膜全覆处理、垄沟覆膜+覆土处理和垄沟处理(P<0.05)。平膜全覆处理和垄沟覆膜+覆土处理间的根颈芽数、根颈直径、根表面积、根体积和根系生物量差异不显著(P>0.05),但显著高于垄沟处理(P<0.05)。平膜全覆处理、垄沟覆膜+覆土和垄沟处理间的主根长度、主根直径和根系生物量差异不显著(P>0.05)。试验表明,垄沟覆膜处理极大地提高了苜蓿的根颈粗、根颈芽、主根深、根体积、根系表面积和根系生物量,提高了苜蓿产草量,建议在类似甘肃天祝高寒区的地区使用垄沟覆膜技术建植苜蓿人工草地。     

坡向对青藏高原东北缘高寒草甸植被构成和养分特征的影响

坡向是重要地形因子之一,通过影响光照、温度及土壤养分等进而影响群落植物种的组成和分布。本研究通过对青藏高原东北缘不同坡向高寒草甸草地的植被构成和养分特征进行了分析,揭示坡向对植物群落组成和空间分布形成的影响。结果表明,1) 草地群落优势种和亚优势种构成,阳坡以禾本科的赖草、西北针茅和洽草等为主,阴坡以莎草科的矮嵩草和线叶嵩草及豆科的阴山扁宿豆等为主;2)草层高度、植物物种数和α多样性指数为阴坡>阳坡,β多样性指数在坡向之间无显著差异;3) 阳坡和阴坡草地植物生活型以地面芽和地下芽为主,分别占草地群落总物种数的71.0%和89.0%,1/2年生及地上芽植物为阳坡>阴坡,地面芽植物为阴坡>阳坡,地下芽植物在坡向之间无显著差异;4) 草地群落生物量构成,阳坡为禾本科(78.3%)>莎草科(8.3%)>菊科(6.4%)>其他科(7%),阴坡为莎草科(54.3%)>豆科(16.4%)和禾本科(14.8%)>蓼科(5.3%)和菊科(4.6%)>其他科(4.0%);除菊科外,所有各科植物生物量在坡向之间均差异显著,地上总生物量在坡向之间无显著差异;5) 0~20 cm土壤N含量为阴坡>阳坡,10~20 cm土壤P、K、Cu、Zn含量为阳坡>阴坡;6) 0~30 cm土温为阳坡>阴坡,0~40 cm土壤含水量阴坡>阳坡。总之,坡向对高寒草甸草地群落植物种构成和土壤理化特性的变化起着重要作用。     

覆膜种植对甘南高寒区苜蓿生长和杂草数量的影响

【目的】甘南高寒区缺乏适宜的苜蓿栽培和苜蓿草地杂草防除技术,严重影响了该区域苜蓿和草地畜牧业的发展。研究不同覆膜种植方式对甘南高寒区种植当年苜蓿和杂草生长的影响,为建立优质苜蓿草地提供依据。【方法】在甘肃省夏河高寒草地,比较垄沟覆膜、平膜、垄沟和普通种植方式对苜蓿和杂草生长的影响。【结果】普通种植和垄沟种植下的苜蓿株高分别为14.4和19.1 cm,显著低于垄沟覆膜和平膜种植（P＜0.05）。垄沟覆膜下的苜蓿一级分枝数为7.7个,显著高于平膜（5.2个）、垄沟（4.8个）和普通种植（4.5个,P＜0.05）。垄沟覆膜和平膜种植的苜蓿主茎粗分别为2.70 mm和2.50 mm,两者间无显著差异（P＞0.05）,但均显著高于垄沟和普通种植（P＜0.05）。垄沟覆膜下的苜蓿根颈粗为6.19 mm,显著高于平膜种植（5.29 mm）（P＜0.05）;平膜种植下的苜蓿根颈粗显著高于垄沟种植（3.99 mm）,垄沟种植下的苜蓿根颈粗显著高于普通种植（2.80 mm）（P＜0.05）。垄沟覆膜种植下的苜蓿根颈入土深度为2.73 cm,显著高于平膜种植（2.24 cm）（P＜0.05）。与普通种植和垄沟种植相比,垄沟覆膜种植苜蓿根颈入土深度分别提高了56.0%和29.4%。垄沟覆膜种植下的苜蓿干草产量为1 503.2 kg·hm^-2,显著高于平膜种植（1 089.6 kg·hm^-2）、垄沟种植（317.6 kg·hm^-2）和普通种植（224.4 kg·hm^-2）（P＜0.05）。高寒区垄沟覆膜和平膜种植下0-10、10-20、20-30、30-40和0-40 cm土层的苜蓿根体积、根表面积和根生物量均显著高于垄沟种植和普通种植（P＜0.05）;除30-40 cm土层外,垄沟种植均显著高于普通种植（P＜0.05）。供试苜蓿人工草地种植的第一年,共发现21种杂草,主要以香薷、乳浆大戟、节裂角茴香和藜等一年生杂草为主。垄沟和普通种植下的杂草物种数最多,分别为14.3和13.3种,二者间无显著差异（P＞0.05）;但均显著高于平膜（9.7种）和垄沟覆膜种植（9.3种）;后二者间也无显著差异（P＞0.05）。杂草总密度最高的是垄沟种植,为272.3株/m²,高于普通种植（241.7株/m²）;二者显著高于平膜（74.0株/m²）和垄沟覆膜种植（86.0株/m²）（P＜0.05）。杂草地上部分生物量干重最高的是垄沟覆膜种植,为186.8 g·m^-2;其次为平膜处理（157.7 g·m^-2）、垄沟（88.5 g·m^-2）和普通种植（79.0 g·m^-2）。【结论】利用黑色地膜进行的垄沟覆膜和平膜处理提高了甘南高寒区苜蓿种植当年的株高、主茎粗、根颈粗、根颈入土深度和干草产量,显著提高了苜蓿的根系生物量、根表面积和根体积,提高了优势杂草的生物量和株高,极大降低了杂草物种类和密度。     

高寒草甸区36种栽培燕麦生产性能的灰色综合评价

应用灰色关联度分析法,以株高、分蘖数、鲜草产量、干草产量和鲜干比5个性状为评价指标,对天祝高寒草甸区种植的36种燕麦品种的生产性能进行了综合描述和量化评估,通过对各品种加权关联度的比较,较为全面、客观地评价了其品种的优劣和应用价值。结果表明,在所有供试品种中青永久199（Avena Sativa L cv．Qingyongjiu NO．199）表现最好,生产性能最高,其次是白燕麦7（Avena Sativa L．CV．Baiyanmai NO．7）、青永久321（Aveact Sativa L．cv．QingyongJiu NO．321）、青永久958（Avena Sativa L．CV．QingyongJiu NO．958）和CNC燕麦（Avena Sativa L ．CV．CNC）。这5个燕麦品种与“参考品种”的加权关联度都大于等于0．65,可作为海拔在3000m左右的高寒草甸区种植高产燕麦人工草地的理想品种。此外青永久255（Avena SativaL．CV．Qingyongjiu NO．255）、青永久97（Avena Sativa L．CV．Qingyong Jiu NO．97）等8个燕麦生产性能较高,表现较好,可适当推广种植。     

高寒草地5种土壤优势细菌的16S rDNA鉴定及其对不同物质利用初探

选择5种高寒草地优势细菌HY6、HX4、HY1-1、NX3 和HX3,通过对其16S rDNA的分子鉴定,初步确定这5种细菌分别为侧孢短芽孢杆菌(Brevibacillus laterosorus)、节杆菌属(Arthrobacter sp.)、芽胞菌属(Bacillus sp.)、类芽孢杆菌属(Paenibacillus sp.)和芽孢八叠球菌属(Sporosarcina sp.);同时测定其运动性及对碳源、氮源和大分子物质的分解利用能力.结果表明:HX4、HX3、HY1-1和NX3具有较强的运动性,且这5种细菌对不同碳源、氮源以及大分子物质的利用能力存在一定差异,表明这些细菌对动、植物残体或凋落物的分解和利用具有一定的选择性,同时也反映了其在草地物质循环过程中存在相互分工.     

微地形对高寒草地土壤有机碳及氮含量的影响

[目的]系统分析高寒草地不同微地形条件下土壤有机碳及氮含量的变化规律,为高寒地区合理利用草地提供理论参考。[方法]在天祝高寒草地区选取7类不同微地形作为研究对象,测定其表层(0—30cm)土壤有机碳及氮含量。[结果]随着土层深度的增加,位于坡底平地,土壤全氮和铵态氮含量呈减小的趋势,位于阴坡不同坡位,土壤全氮含量呈"V"型变化,土壤铵态氮呈减小的趋势,位于阳坡不同坡位,土壤全氮含量呈减小的趋势,土壤铵态氮含量呈先增大后减小的趋势;所有微地形中,随着土层深度的增加,土壤有机碳含量呈减小的趋势;随着土层深度的增加,坡底平地,中坡阳面和中坡阴面微地形中,土壤水解氮含量呈减小的趋势,下坡阳面和下坡阴面微地形中,土壤水解氮含量呈先减小后增大的趋势,上坡阳面和上坡阴面微地形中,土壤水解氮含量呈先增大后减小的趋势。土壤表层全氮、水解氮、有机碳的含量的变化为:下坡位上坡位中坡位,而铵态氮的含量呈现先减小后增大的趋势。[结论]地形的微变化明显影响土壤氮有机碳和素的含量。     

模拟践踏和降水对高寒草甸阴山扁蓿豆根系特征的影响

放牧家畜主要通过践踏、采食和排泄物三方面影响草地稳定性、恢复力和生产力。研究践踏与降水对高寒草甸植物根系特征的影响,有助于全面理解放牧对草地的影响,进而为草地放牧管理提供依据。以天祝高寒草甸分布的阴山扁蓿豆为研究材料进行了为期2年的野外试验,研究了模拟牦牛和藏羊践踏及模拟降水量对阴山扁蓿豆根系特征的影响。结果表明,同一放牧强度下,牦牛践踏对阴山扁蓿豆根系生长的不利影响大于藏羊践踏。随着模拟牦牛和藏羊践踏强度的增加、降水量的降低,阴山扁蓿豆根表面积、根体积和根系生物量在各土层（0～10 cm,10～20 cm,20～30 cm）均呈下降趋势。少雨和牦牛重度践踏抑制了阴山扁蓿豆0～20 cm土层的根系生长;平水和丰水处理下阴山扁蓿豆根体积和根系生物量在各处理间均无显著差异,家畜践踏对深层根系（20～30 cm）的影响较小。总体来看,降水减少会极显著地影响各土层根表面积、根体积和根系生物量,水分对阴山扁蓿豆根系的影响大于家畜践踏。     

模拟践踏和降水对高寒草甸土壤物理特性和微生物数量的影响

为探讨牦牛和藏羊践踏对高寒草甸的影响分异,于甘肃天祝高寒草甸布设试验,研究了模拟践踏和降水对高寒草甸土壤物理特性和微生物数量的影响。研究结果表明,随着践踏强度和降水量的增大,0~10 cm土层土壤的紧实度和容重也随之增大,而土壤饱和导水率呈递减趋势。0~10 cm土层土壤呼吸速率随践踏强度的增大而降低,牦牛和藏羊重度践踏下的土壤呼吸速率较对照分别降低了37%和45%,而土壤呼吸速率随降水量的增加而显著增大(P<0.05)。随着践踏强度的增大,土壤表层的细菌菌落数呈现先增多后减少的趋势,而土壤中真菌和放线菌的菌落数均逐渐减少;三大类土壤微生物随降水量的增大均呈递增趋势;且随着土层的加深各微生物数量均呈递减趋势。10 cm以下土层土壤的物理性质受家畜践踏的影响不显著(P>0.05)。同一降水量下牦牛践踏对土壤的压实效应高于藏羊;藏羊践踏后土壤容重和紧实度较对照分别增加了20%和39%以上,牦牛践踏后的土壤容重和紧实度较对照增幅达23%和44%以上;且牦牛践踏下的土壤呼吸速率、饱和导水率、三大类微生物数量均小于同践踏强度下的藏羊处理。总体而言,随着家畜践踏强度和土壤含水量的增大,土壤物理性质和微生物数量受其影响越大;家畜的践踏对土壤物理特性的影响主要作用于0~10 cm土层,且牦牛对土壤的压实效应和对微生物分布的抑制作用均大于藏羊。     

土壤重金属污染的修复技术研究

随着我国工业化和城市化进程不断推进,土壤重金属污染问题日益严重,已严重威胁到人类健康、环境安全。以土壤重金属污染修复方法为要点,介绍不同种修复方法,根据常见稳定固化材料的不同分类,详述不同种稳定固化材料的原理与效果,讨论不同种修复方法的优势与不足,并进行对比分析,以期为重金属污染土壤修复实施提供参考。