灌丛化对高寒草甸土壤水力性质的影响

全球气候变化背景下,青藏高原高寒草甸灌丛化已经成为青藏高原植被景观的主要变化趋势。为了更好地认识和理解灌丛化与高寒草甸生态系统的关系,以青藏高原东缘川西锦鸡儿(Caragana Erinacea Kom)和金露梅(Potentilla Fruticosa)灌丛化高寒草甸为对象,采用环刀浸泡法和双环入渗法研究了其在未灌丛化、轻度灌丛化、中度灌丛化和重度灌丛化阶段土壤持水和入渗能力特征。结果表明:(1)2种灌丛化草甸土壤容重在中度灌丛化阶段最低,总孔隙度在中度灌丛化阶段最高。(2)随着灌丛化程度的增加,2种灌丛化草甸土壤含水量呈增加趋势,表现为在重度灌丛化阶段最高;土壤毛管持水量、田间持水量和最大持水量呈抛物线变化趋势,在中度灌丛化阶段最大。(3)2种灌丛化草甸土壤的初渗率、稳渗率和入渗速度随灌丛化程度的增加总体表现为增加趋势,其中在中度和重度灌丛化阶段显著高于未灌丛化阶段。(4)相关性分析表明,灌丛化草甸土壤的入渗指标与土壤含水量、非毛管孔隙度有显著相关关系。因此,高寒草甸灌丛化过程中,土壤水力性质的改变通常发生在中度和重度灌丛化阶段。     

胆固醇和磷脂酰胆碱对山羊精液冷冻保存效果的影响

为探究胆固醇(CHL)和磷脂酰胆碱(PC)对山羊精液冷冻保存效果,分别在精液冷冻稀释液中添加不同浓度的CHL(1.0、2.5、5.0、10.0 g/L)、PC(10、15、20、25 g/L),以15%卵黄(EY)作为对照。通过测定冷冻解冻后精子的活力、顶体完整率、精子运动参数、质膜完整率、精子磷脂和胆固醇含量来判断保存效果。结果表明,精液冷冻显著降低山羊精子磷脂和胆固醇含量,分别添加5 g/L CHL和10 g/L PC,精子冷冻解冻后,在活力、顶体完整率、质膜完整率和运动参数与对照组差异不显著。进一步将CHL和PC混合添加发现,4 g/L CHL+16 g/L PC解冻后精子活力、曲线速率、平均路径速度和顶体完整率均显著高于对照组(P<0.05),且可以改善冷冻后精子磷脂和胆固醇含量。运用4 g/L CHL+16 g/L PC冷冻保存精子进行山羊人工授精,其受胎率和产仔率与EY组差异不显著,冷冻稀释液中添加4 g/L CHL+16 g/L PC显著提高山羊精液冷冻保存效果。     

川西北高寒草甸植物根际促生菌筛选及其特性研究

为获得多功能的高寒植物根际促生菌（Plant growth-promoting rhizobacteria,PGPR）,并明确其生理生化特性,本研究采用选择性培养基法从川西北广泛分布的5种高寒草甸植物根际土壤和根系中分离了44株菌株,并对菌株的溶磷、固氮和解钾特性进行测定。结果显示：25株为溶无机磷菌株,24株为溶有机磷菌株,溶磷量分别在10.98～90.27 μg·mL^-1和10.58～64.56 μg·mL^-1之间;固氮菌株共20株,其固氮酶活性介于5.23～64.87 nmol（C₂H₄）·h^-1·mL^-1之间;解钾菌株21株,解钾量在9.23～73.21 μg·mL^-1之间。经过形态学和生理生化特征分析,最终筛选出12株兼具溶磷、固氮和解钾的多功能菌株,分子鉴定将其归属于不动杆菌属（Acinetobacter）、沙雷氏菌属（Serratia）、假单胞菌属（Pseudomoas）、芽孢杆菌属（Bacillus）、戴尔福特菌属（Delftia）和寡养单胞菌属（Stenotrophomonas）。研究结果可为川西北高原土壤微生物菌肥的开发提供优质菌源参考。     

刈割对四川嵩草（Kobresia setchwanensis）高寒草甸植物生物量和氮含量的影响

研究了生长季内刈割频次和时间对四川嵩草草甸植物全年积累的生物量及其氮素特征的影响。结果表明,在生长季内刈割2次（6月和7月份每月1次）或3次（6、7和8月份每月1次）比不刈割（仅在生长季末收获现存生物量）显著降低了植物地上和地下积累的生物量,但生长季内多次刈割能增加植物地上部分氮含量和贮量。与不刈割相比,生长季内不论在6、7或8月份刈割1次有利于获得较高的植物地上生物量和氮贮量,而且在8月份刈割1次是所有刈割处理中全年地上积累生物量及氮贮量最高的处理。除6月份刈割1次植物地下生物量及氮贮量显著小于不刈割外,7或8月份刈割1次与不刈割之间差异不显著。由此可见,生长季内多次刈割不利于四川嵩草草甸植物生物量及氮的积累,而在8月份进行1次刈割可获得全年最大的地上积累生物量及氮贮量。     

青藏高原生态系统土壤有机碳研究进展

作为"世界第三极"的青藏高原,高寒生态系统是青藏高原主要的生态系统之一.它本身是一个复杂而又特殊的系统,因其独特的自然地理环境而形成的高寒土壤更有其独特的性质.本文首先综述了青藏高原高寒生态系统的土壤有机碳储量、估算方法的研究进展及造成估算结果差异的原因,随后对高寒土壤有机碳排放的观测试验进行了综述,探讨了气候变化对高寒生态系统土壤有机碳源汇效应的影响.目前,全球变暖的趋势正在加剧,40 年来,青藏高原气温平均上升了约 0.3 ～ 0.4℃,冻土面积正广泛退缩,这直接导致青藏高原高寒生态系统发生了以植被覆盖度减少、高寒草原草甸面积萎缩等为主要形式的显著退化,植被生产力和土壤有机碳输入量都减少,而温度升高加快了土壤有机碳分解速率,从而影响到高寒生态系统的碳循环和碳储量.青藏高原土壤有机碳的源汇效应问题已成为研究的热点,但是到目前为止,温度升高到底如何影响土壤有机碳的动态变化没有明确的定论,为此,我们必须从长期的观测试验来说明气候变化对土壤碳库的源汇效应.     

沙化对高寒草地土壤碳、氮、酶活性及细菌多样性的影响

高寒草地沙化是青藏高原生态安全的严峻威胁,研究沙化过程中土壤碳氮和微生物变化有助于揭示驱动高寒草地沙化演替的生物学机制。以川西北沙化高寒草地为研究对象,分析了未沙化、轻度沙化、中度沙化和重度沙化程度下土壤碳氮、酶活性以及细菌多样性的变化。结果表明:中度和重度沙化显著降低了土壤有机碳、溶解性有机碳、微生物量碳、全氮、可溶解性总氮、可溶解性有机氮、微生物量氮、硝态氮和铵态氮含量(P0.05),但轻度沙化下的土壤有机碳、微生物量碳、硝态氮和铵态氮含量没有显著变化;土壤β-葡萄糖苷酶、蔗糖酶、几丁质酶、脲酶和过氧化物酶活性通常随沙化的加剧而降低,下降速率最大的阶段出现在轻度沙化向中度沙化过渡的阶段;土壤细菌多样性随着沙化的加剧先增加后降低,最高细菌多样性出现在轻度沙化阶段,但不同沙化程度下土壤细菌群落结构并无显著差异。冗余分析表明,土壤碳、氮、酶活性与细菌多样性呈正相关关系;主成分分析表明,土壤有机碳、微生物量氮、过氧化物酶和几丁质酶对土壤优势菌的影响最大。因此,在轻度沙化阶段及时采取治理措施更能有效阻止土壤性质的恶化,在沙化土壤恢复过程中还需要关注少数菌群的重建作用。     

土壤改良剂对多年生黑麦草生长的影响

采用4种土壤改良剂对黄河沿岸兰州段盐碱土壤进行改良,观察了改良土壤上多年生黑麦草的生长情况。结果表明,YNEC、康乐、圃园和绿能4种土壤改良剂各用量处理都能不同程度的促进多年生黑麦草的生长;在相同用量水平下,改良剂康乐可明显增加草层高度和植物量;4种改良剂都能促进多年生黑麦草的分蘖,分蘖数随改良剂施用量的增大呈增加趋势,其中改良剂康乐对分蘖的促进作用最为明显,改良剂圃园的效果相对较差;随改良剂施量的增加,各处理地上植物量增大,以2 kg/m2土壤改良剂地上植物量最大。     

青藏高原高寒湿地温室气体释放对水位变化的响应

为了探究水位变化对青藏高原高寒湿地温室气体释放的影响,以高原东部若尔盖典型高寒湿地为研究对象,采用“中型实验生态系”的技术手段,研究了两种不同水位情形 [稳定水位(SW,0 cm)和波动水位(DW,从0 cm下降到45 cm,再复原到0 cm)] 对高寒湿地二氧化碳(CO₂)、甲烷(CH₄)和氧化亚氮(N₂O)三种温室气体释放的影响。结果表明,1)高寒湿地水位变化对土壤(0~10 cm)可溶性有机碳(DOC)没有显著影响;水位从0 cm下降到45 cm,再复原到0 cm,对铵态氮(NH4+-N)和硝态氮(NO3--N)的转化起到了促进作用;2)水位变化对高寒湿地CO₂释放影响不显著,SW和DW处理下CO₂累积释放量分别为235.2和209.7 g/m²;3)水位变化对CH₄释放有显著影响,CH₄累积释放量从SW处理的1.79 g/m²下降到DW处理的0.86 g/m²,下降了52.18%;4)水位波动处理抑制了N₂O的释放,其在SW和DW条件下的累积释放量分别是6.72和-7.36 mg/m²;5)高寒湿地土壤温度在10 ℃以上,CO₂和CH₄释放量与其呈显著正相关性,水位下降提高了CO₂和CH₄释放与温度的拟合度。     

高寒草甸土壤温室气体释放对水分变化的响应

青藏高原未来气候变化引起的降水量再分配,将影响土壤水分含量状况,这会对土壤温室气体的释放产生直接影响。为了探明土壤含水量对土壤温室气体释放的影响,以青藏高原高寒草甸土为研究对象,采用室内培养的方法,研究了田间持水量30%、45%、60%、75%和90%不同水分梯度对土壤CO2、CH_4和N_2O三种温室气体释放的影响。结果表明:(1)高寒草甸土壤CO_2和N_2O累积释放量在土壤水分含量为田间持水量的60%时最大,分别为2.74 g kg~(-1)和1.54 mg kg~(-1);(2)土壤水分含量在田间持水量的30%~60%范围内,高寒草甸土壤是CH_4的"汇",土壤水分含量在田间持水量的75%~90%范围内,高寒草甸土壤转变为CH_4的"源";(3)CH_4累积释放量与土壤NO_3~--N含量呈极显著负相关关系,N_2O累积释放量与土壤NO_3~--N含量呈显著负相关关系;(4)不同水分梯度高寒草甸土壤释放温室气体的全球增温潜能(GWP)由大至小顺序为:60%75%90%45%30%。研究结果可为未来气候变化背景下青藏高原高寒生态系统土壤温室气体释放的估算和管理提供一定的科学依据。     

青城山常绿阔叶林冠层结构对植被生物多样性的影响

【目的】分析青城山常绿阔叶林冠层结构与植被生物多样性的关系.【方法】在青城山常绿阔叶林地段设立样方,调查了森林植被特征,并运用冠层分析仪测定了森林的冠层结构和光环境特征.【结果】青城山常绿阔叶林乔木和灌木层物种丰富度、Simpson多样性指数和均匀度均高于草本层,乔木层丰富度高于灌木层,但两层间的Simpson多样性指数和均匀度差异不明显.乔木、灌木和草本层的Simpson多样性指数和冠层上方的光量子通量(PPFD)显著负相关,灌木和草本层的Simpson多样性指数与冠层下方PPFD显著正相关.草本层均匀度与冠层孔隙度和开度呈正显著相关,与郁闭度呈负相关.【结论】青城山常绿阔叶林冠层结构及其引起的光环境变化对草本层的影响较乔木层和灌木层明显,尤其是对草本层物种丰富度和多样性影响更显著.在青城山低山常绿阔叶林生态系统演替进程中,林下光照强度大小是影响林下植物生长和演替的重要限制因素.