基于整合分析的氮添加对草地植被多样性、生物量及净初级生产力影响

【目的】揭示氮沉降对全球草地生态系统植被多样性、生物量及净初级生产力的综合效应,并探究不同气候条件下氮沉降对于草地影响程度。【方法】根据设计的标准收集整理国内外121篇文献,采用整合定量分析氮沉降对全球草地生态系统的综合效应。【结果】与未施加氮的天然草地相比,氮添加显著提高草地生产能力,其中草地总生物量(P0.05)、地上生物量(P0.001)、地下生物量(P0.01)及地上净生产力(P0.001)平均效应值分别为24.11%、33.55%、16.38%及29.73%;氮添加显著降低天然草地植被多样性,其中植被香农-威纳指数(P0.05)及丰富度指数(P0.01)平均效应值分别下降27.11%及14.65%;年降水会显著影响天然草地植被多样性指数、辛普森指数及覆盖度指数对氮沉降的响应,而不显著影响植物生物量和净生产力对氮沉降的响应,年均温不会显著影响草地植被多样性、生物量及净初级生产力对氮沉降的响应。【结论】大气氮沉降会提高天然草地生态系统的生物量及净生产力,但会造成植物丰富度降低,对草地生态系统物种多样性造成负面影响。     

邛海盆地土壤氮素空间变异特征与影响因素研究

以西昌市邛海盆地为研究区域,随机均匀布点采集386个耕作层土壤样点,分析化验土壤理化性质,运用地统计学方法和GIS技术研究邛海盆地表层土壤氮素含量的空间变异特征,利用方差分析、缓冲区分析和回归分析定量分析区域内土壤氮素空间变异的影响因素。研究结果表明,研究区表层土壤全氮和速效氮含量分别为(1.85±0.51)g/kg和(138.5±47.7)mg/kg,属较丰富水平,变异系数分别为27.52%和32.24%,属中等差异强度;土壤全氮和速效氮具有中等程度的空间相关性,空间变异均以随机变异为主,具有各向异性特征,在西北-东南方向上空间变异相对剧烈;研究区土壤全氮和速效氮含量总体上呈条带状或斑块状分布特征,高值区主要位于西昌市的东南郊区,并以此高值中心向南、向东和向北3个方向逐步递减,低值区主要出现在邛海北面近湖岸地带。影响因素分析结果表明,土地利用方式、土壤母质、土壤质地、土壤p H值、城镇、河流、邛海湖对土壤全氮和速效氮空间变异具有显著影响,而道路对土壤氮素空间变异影响不显著。     

川西北高寒沙地不同年限高山柳林下优势植物碳、氮、磷生态化学计量特征

通过采集川西北高寒沙地不同年限(6、18、24年)高山柳林下3种优势植被藏沙蒿、裂叶独活和镰荚棘豆,分别测定分析3种植被叶片、根部C、N、P化学计量特征变化特征。结果表明:不同年限高山柳林下植被C、N、P含量及其比值间存在显著差异且呈现出不同变化趋势。林下植被C含量整体下降;叶N含量呈上升趋势,根N含量随年限增长而下降;除藏沙蒿外,林下植被P含量变化不显著;C∶N变化范围为1.92~12.86;C∶P为29.18~196.88;不同年限高山柳林下植被N∶P间虽存在差异,但均表现出主要受到P限制,表明该区域植被生长主要受P限制,应注意P养分的适当补充。     

不同垦殖年限对川西北高寒草地土壤有机碳、氮密度的影响

不合理的垦殖是造成土壤退化的主要原因之一。以垦殖1、3、6、10年后的天然草地为研究对象,以未垦殖天然草地为对照,研究了垦殖对川西北高寒草地土壤理化性质和有机碳氮的影响。结果表明,垦殖草地的土壤有机碳(SOC)、土壤全氮(STN)、土壤有机碳密度(SOCs)和土壤全氮密度(STNs)均显著降低;大部分SOCs和STNs减少发生在垦殖的早期阶段,随着垦殖年限的增加,SOCs和TNs的下降速率呈现降低趋势,垦殖10年后,在0~60 cm土层土壤SOCs和STNs比垦殖前的天然草地分别下降了30.97%和17.87%。随着土层深度的增加,SOCs和STNs及其损失速率呈现出下降趋势,表层土壤有机碳氮密度的损失明显高于下层土壤。在垦殖过程中SOCs的损失大于STNs,土壤碳氮比(C/N)呈现出下降趋势。     

川西北草地沙化对土壤颗粒组成和土壤磷钾养分的影响

为揭示川西北若尔盖草原在草地沙化过程中土壤颗粒组成和矿质养分的变化特征,文中通过野外调查和室内分析化验,研究了川西北沙化过程中草地的土壤颗粒组成及磷、钾的变化特征。结果表明:草地沙化过程中0-100cm土层土壤结构受到了严重破坏,呈现出明显的粗化特征,土壤砂粒含量显著增加,粉粒、粘粒、土壤速效磷和速效钾含量显著减少。其中,0-20cm土层变化最为明显,极重度沙化草地土壤完全沙化,沙粒含量高达95.83%,相对未沙化草地增加了28.15%,速效磷、速效钾含量非常缺乏,分别仅为3.64mg·kg-1、24.66mg·kg-1,相对于未沙化草地分别降低了52.79%和74.29%。说明在沙化草地治理过程中,需及时补充适量的磷钾矿质养分。不同草地退化阶段研究表明,未沙化草地至中度沙化草地演变过程中,沙粒含量显著升高,粉粒、粘粒、速效磷、速效钾均有极显著降低,说明沙化草地的治理应将轻中度沙化阶段作为关键时期。     

金针菇菌渣对川西北高寒沙地植被及土壤酶活性的影响

为探究施用金针菇菌渣对川西北高寒沙化土地植被、土壤有机碳和土壤酶活性的影响,通过田间试验和土壤样品采集与化验,研究了不同菌渣量处理下川西北高寒沙地植被、土壤理化性质及酶活性变化特征。研究结果表明,15kg/m2菌渣混施(F4)、10kg/m2菌渣混施(F3)、5kg/m2菌渣混施(F1)处理下地表植被盖度、高度、生物量、土壤含水量、有机碳及酶活性显著高于对照(CK),土壤容重显著低于CK。F4处理下,植被盖度、高度、生物量、土壤含水量、有机碳、纤维素酶、淀粉酶、蔗糖酶和多酚氧化酶活性分别增加了272.20%,144.51%,228.85%,616.46%,93.25%,135.90%,129.22%,154.41%,99.88%,115.03%;土壤容重降低了39.04%。说明菌渣与土壤混施对于川西北高寒沙化草地植被恢复、土壤理化性质改善和土壤酶活性提高具有显著效果,且随着菌渣施用量的增加作用效果增强。F2处理下土壤有机碳、纤维素酶、淀粉酶、蔗糖酶和多酚氧化酶活性与CK相比差异未达显著水平,但显著低于F1、F3、F4处理,表明菌渣地表覆盖方式施用效果不及混合施入土壤方式。相关性分析结果表明,有机碳、地下生物量、纤维素酶、淀粉酶、蔗糖酶和多酚氧化酶活性两两之间极显著相关(P0.01)。     

若尔盖高寒草地沙化对土壤活性有机碳组分的影响

为了解若尔盖高寒草地沙化对土壤活性有机碳组分的影响,采用空间代替时间的方法,通过野外土壤采集,并结合室内化验分析,研究了若尔盖高寒草原不同沙化阶段土壤有机碳及其活性组分的含量和变化特征。结果表明:沙化对高寒草地0—60cm土层土壤有机碳含量具有显著影响,随沙化程度加剧,土壤总有机碳、溶解性有机碳、易氧化有机碳和微生物量碳含量均呈现显著下降的特征,极重度沙化阶段较潜在沙化阶段分别减少了74.76%,80.24%,76.02%和83.24%;活性有机碳组分的损失较土壤总有机碳明显,其中微生物量碳含量的下降幅度最大;随土层深度的增加,沙化草地土壤有机碳含量及其变化量均呈下降趋势,其中,0—20cm土层土壤有机碳含量变化最为显著;土壤总有机碳、溶解性有机碳、易氧化有机碳和微生物量碳含量均呈极显著正相关关系(P0.01)。     

啶酰菌胺对酸性紫色土酶活性的影响

通过土培实验研究了啶酰菌胺对酸性紫色土脲酶、硝酸还原酶、亚硝酸还原酶及脱氢酶活性的影响。结果表明,各浓度处理下在培养第7 d对脲酶、硝酸还原酶、亚硝酸还原酶及脱氢酶活性影响显着(P<0.05).随培养时间延长,10 mg·kg^-1处理下,酶活性与CK差异不显着,50 mg·kg^-1浓度处理下,除脱氢酶外,其余酶活性在培养期内能恢复正常水平;100 mg·kg^-1浓度处理下,亚硝酸还原酶表现出“抑制-恢复-激活”,脲酶、硝酸还原酶及脱氢酶活性在培养期内均表现出抑制;200 mg·kg^-1浓度处理下,四种酶在培养期内均受到显着抑制。相关分析结果表明,脲酶与硝酸还原酶活性显着正相关,与亚硝酸还原酶、脱氢酶活性极显着正相关,硝酸还原酶与脱氢酶活性极显着正相关。     

生态空间与生态用地国内研究进展

生态空间和生态用地是构成国土空间的重要组成部分,是跨地理学、景观生态学、应用生态学等的交叉研究领域,但当前国内对于两者的认识存在较大争议,在相关研究和使用中存在混淆或错误的情况。本文基于国内相关文献的全面分析,界定了生态空间和生态用地的概念,辨析了两者之间的逻辑关系,并分别总结了国内生态空间和生态用地研究进展和局限。目前,国内生态空间和生态用地的内涵认识还不统一、识别方法和分类体系还不够完善;在研究区域上,均是重点关注城市地区;在研究方法上,均注重空间分析和优化模型的使用,缺少心理感知与社会调查等多方法的应用。本文基于当前研究局限,结合新时代生态文明建设和乡村振兴战略实施要求,提出应加强乡村地区生态空间和生态用地相关研究内容。建立以可持续发展和人类福祉需求为核心,具有区域差别化的生态空间和生态用地识别方法、分类体系、评价体系和保护利用机制等应成为研究重点。     

川西北草地沙化对土壤可溶性有机氮及酶活性的影响

为探究草地沙化对川西北高寒草地土壤可溶性有机氮及酶活性的影响,采用样地调查方法,研究了不同沙化程度草地可溶性有机氮、脲酶、蛋白酶、硝酸还原酶及精氨酸脱氨酶的变化特征。结果表明:随草地沙化程度加剧,土壤脲酶、蛋白酶、硝酸还原酶及精氨酸脱氨酶活性显著降低。与未沙化草地相比,重度沙化草地0~20cm土层脲酶、蛋白酶、硝酸还原酶及精氨酸脱氨酶活性分别降低了40.54%、30.68%、39.85%和44.00%;土壤可溶性有机氮随沙化程度增加呈下降趋势,相较于未沙化,轻度沙化、中度沙化和重度沙化草地土壤可溶性有机氮含量分别下降了22.36%、48.72%和67.77%,且0~20 cm土层变化最为显著。相关分析结果表明,酶活性与土壤氮素呈极显著正相关;硝酸还原酶与铵态氮、硝态氮、微生物量氮和可溶性有机氮的相关系数最高,分别达到0.868、0.850、0.789和0.701。