冻融对土壤氮素转化和N2O排放的影响研究进展

在中、高纬度及高海拔地区,土壤冻融现象常有发生。冻融作用通过影响土壤理化性质和生物学性状进而影响土壤氮素转化过程及N₂O的产生和释放,但迄今关于冻融对土壤氮素转化过程影响的研究结果还不尽一致,正效应或负效应均存在,土壤冻融期间N₂O排放对全年N₂O排放总量的贡献程度也存在着较大差异。本文重点论述了土壤冻结或冻融循环过程对土壤氮矿化、固持、硝化和反硝化等主要氮素转化过程的影响机制,同时分析了可引起冻融期间N₂O排放强度变化的四种可能机理（禁锢-释放、环境-底物诱导、N₂O还原酶抑制和化学反硝化增强）。指出在全球变暖背景下研究土壤冻融格局改变影响土壤氮素转化过程及N₂O排放的必要性,并简要提出了若干理论问题及研究方向。     

土壤冻融作用对植物生理生态影响研究进展

土壤冻融作用是季节性冻土区和多年冻土区常见的自然现象,主要是指由于土壤温度变化而出现的反复冻结解冻过程。冻融作用不仅影响土壤的理化和生物学性质,而且还会改变植物的生理生态过程,从而可能对冻土广泛分布的高纬度和高海拔地区植被生态系统生产力产生重要影响。本文重点论述了土壤冻融对植物地上和地下部分生理生态过程的影响效应以及全球变化背景下高寒植被生态系统对不同冻融格局的响应特征,总结了不同气候环境条件及生境胁迫下植物光合作用、生物量和生产力、根系生长及其对水分和温度胁迫响应等的生理生态表现,同时对当前土壤冻融与植物生理生态领域研究存在的不足进行了阐释,提出全球变化背景下频繁的土壤冻融作用将强烈改变植被生态格局和功能,并指出这种改变在高寒生态系统中表现将更为显著。     

减畜对草地植被生长和土壤特性的影响研究进展

减畜是草地恢复的重要措施,对维持草地生产力和生态系统发展平衡具有不容忽视的重要意义。减畜可通过不同程度降低牲畜对植被和土壤的干扰从而直接或间接影响草地植被生产力和土壤肥力,但关于减畜对草地植被生长和土壤特性的作用机制及差异性尚不清楚。本文通过分析放牧牲畜与草地植被和土壤的作用关系,系统论述了减畜对草地植被群落结构、土壤理化和微生物特性等的影响,指出减畜使得牲畜放牧过程的采食、践踏和排泄行为干扰减少,并通过不同程度调控植物生长特性、土壤理化性质及微生物活性等改变土壤养分有效性、植被群落特征、生物量及其分配格局,进而影响草地生态系统生产力及其服务功能发挥。研究结论有助于加深关于减畜对草地植被-土壤体系影响效应的理论认知,进而为促进草地生态系统高质量和可持续发展等提供有益参考。     

放牧牦牛行为及其对高寒草地土壤特性的影响研究进展

放牧牦牛是对高寒天然草地的一种重要的利用方式,牦牛通过采食牧草、践踏土壤和排泄粪尿等行为可能对草地生态系统产生不容忽视的直接或间接影响。通过归纳分析放牧牦牛行为及其生态环境效应的有关研究成果,系统论述了牦牛采食牧草、践踏土壤和排泄粪尿3种主要行为的表现特性及其对草地土壤理化和生物学性质的影响效应和作用机制,阐明了高寒草地土壤碳氮养分、植被生物量及微生物群落等对牦牛践踏和粪尿排泄物返还的响应特征及差异性。指出牦牛采食、践踏和粪尿排泄是影响草地物质循环和能量转换的重要环节。未被消化利用的牧草养分通过粪尿排泄返还到草地土壤中,被认为是对养分匮缺的天然草地的一种重要的施肥措施,也是维持土壤养分平衡和植被生产力的重要保障。而畜蹄践踏相对于采食和排泄行为而言具有作用时间长、直接作用的草地组分多且效果持久的特点。因此,系统阐释牦牛采食特征、践踏过程和粪尿返还对土壤物理结构、主要养分动态和植被生长的影响效应,能够为加深关于放牧牦牛行为对高寒草地土壤-植被系统养分生物地球化学循环的作用过程和影响机制的认知奠定重要的理论基础,进而可为优化牦牛放牧模式、维持脆弱高寒草地生态系统可持续发展和加强青藏高原国家生态安全屏障建设等提供有益参考。     

冻融与氮输入对草地土壤氮转化和氧化亚氮排放的影响

冻融通过改变土壤理化和生物学特性成为影响土壤氮转化及N₂O排放的重要因素。冻融期外源氮输入将进一步改变土壤氮素有效性，从而可能对土壤氮转化过程及N₂O排放产生更为复杂的影响。但关于土壤冻融与氮输入耦合作用对草地土壤氮转化和N₂O排放的影响效应和作用机制尚不清楚。本文系统论述了冻融作用、外源氮输入以及两者耦合作用的特性及其影响下的草地土壤氮转化和N₂O排放特征，指出土壤冻融格局与氮转化过程关系密切，春季冻融期是N₂O排放的关键期，对全年N₂O排放具有重要贡献。冻融频次增加、冻结强度增大以及冻结持续时间延长有利于土壤氮矿化速率加快。氮输入通过增加土壤氮素供应，增强微生物活性进而促进氮的矿化、硝化及N₂O排放。冻融与外源氮的耦合效应具有复杂性，气候条件、冻融格局、以及外源氮含量和类型等的不同易导致草地土壤氮转化和N₂O排放通量的差异性响应。研究结论有助于加深关于土壤冻融与氮输入对草地生态系统氮素生物地球化学循环影响效应...