生物结皮对高寒退化草地植物群落的影响

生物结皮在各类生态系统中扮演着重要的角色,具有调控土壤水分,养分含量与侵蚀敏感性等作用,并可直接或间接地影响地上植物群落,但对植物群落发展存在促进还是抑制作用尚不清楚。本研究于2017年在青海贵南县森多镇高寒草原,设置大样方,对生物结皮种类和分布格局进行调查。结果表明：在青藏高原高寒退化草地生态系统中,生物结皮的存在显著影响了植物的群落结构,降低了杂草的比例;苔藓生物结皮的盖度与草本植物盖度在初级发育阶段的生物结皮（地衣和苔藓共存）的样方中呈显著正相关关系（P<0.05）,在高级发育阶段的生物结皮（仅有苔藓结皮存在）的样方中正相关关系极显著（P<0.01）。由此可见,生物结皮是高寒草地生态系统的重要组成部分,有调节高寒退化植物群落的结构和功能的作用。     

生物结皮演替对高寒草原土壤微生物群落的影响

生物土壤结皮（生物结皮）是高寒草原重要的地表覆盖物,具有调控土壤养分循环和微生物群落结构的作用。本研究采用磷脂脂肪酸（Phospholipid fatty acid,PLFA）法分析典型高寒草原生物结皮的产生和发育演替对表层土壤（0~10 cm）微生物群落结构的影响。结果表明：在所有供试土壤样品中共有22种PLFA,可表征7种微生物类群,其中常见细菌和真菌是主导微生物。各类群微生物生物量与生物结皮的产生和演替不具有显著的相关性（P>0.05）。冗余（Redundancy analysis,RDA）分析结果显示土壤因子与微生物生物量极显著相关（P<0.01）,土壤真菌生物量与全氮含量显著正相关（P<0.05）,放线菌生物量与全磷含量显著正相关（P<0.05）。可见,在高寒草原生态系统中,生物结皮、土壤养分和微生物群落之间存在着较为复杂的相关性。     

放牧方式对青藏高原高寒草地土壤节肢动物群落结构和多样性的影响北大核心CSCD

土壤节肢动物作为土壤生态系统的重要组成部分,对于周围环境的变化十分敏感,可作为环境变化的"指示剂"。放牧作为青藏高原地区高寒草地的主要利用方式,不仅影响土壤理化性质,同时会对生物多样性产生影响,进而影响到以土壤为主要生存场所的土壤节肢动物。为了明确不同放牧家畜及其混合比例对青藏高原高寒草地土壤节肢动物群落结构及多样性的影响,于2020年7月在青海省海北州海晏县西海镇"高寒草地-家畜系统适应性管理技术平台",设置中等放牧强度下牦牛单牧(YG)、藏羊单牧(SG)、牦牛藏羊1∶2混合放牧(MG1∶2)、牦牛藏羊1∶4混合放牧(MG1∶4)和牦牛藏羊1∶6混合放牧(MG1∶6)5个放牧样地,以无放牧(CK)为对照样地,采集0~5 cm、5~10cm、10~15 cm的土样,利用干漏斗法(Tullgren法)分离土壤节肢动物,并进行鉴定统计。结果表明:1)试验样地分离得到的土壤节肢动物优势类群为螨总科(Acaroidae)和甲螨总科(Oiibatida),分别占土壤节肢动物总捕获量的36.67%和41.14%,且在0~5 cm土层数量最多,具有表聚性;2)不同放牧方式对土壤节肢动物的组成、群落结构、密度及多样性存在不同的影响。与对照相比,放牧降低了土壤节肢动物优势类群螨总科的组成比例,而增加了甲螨总科的组成比例;无放牧样地与其他放牧方式样地土壤节肢动物群落结构存在明显差异;土壤节肢动物丰富度指数、多样性指数、类群数均表现为藏羊单牧放牧样地较高,而均匀度指数与之相反;3)土壤节肢动物均匀度指数与土壤全氮、全碳、速效钾呈显著负相关(P<0.05或P<0.01),而与有机质、pH呈显著正相关(P<0.05或P<0.01);土壤节肢动物丰富度指数与土壤pH呈显著负相关,而与土壤全氮、速效氮、有机质呈显著正相关;土壤节肢动物多样性指数与土壤pH呈显著负相关,而与土壤全氮、速效氮、速效磷、有机质呈显著正相关;土壤节肢动物平均密度、总类群数与土壤pH呈显著负相关,而与土壤全氮、速效氮、速效钾、有机质呈显著正相关;4)土壤全氮、全磷、全碳、速效氮、速效磷在藏羊单牧放牧样地较高;速效钾、有机质在无放牧样地最高;pH、土壤含水量在牦牛藏羊1∶6混合放牧样地最高。综上所述,在青藏高原高寒草地生态系统,藏羊单牧对于土壤节肢动物密度、群落组成以及群落多样性的提高具有正向作用。     

青藏高原高寒草地退化对土壤微生物影响研究进展

土壤微生物在生态系统中发挥着极为重要的作用,对土壤的形成发育、物质循环和肥力演变等均有重大影响。近年来,在全球气候变化与人为干扰等因素的影响下,青藏高原高寒草地退化呈加剧趋势。高寒草地退化引起的植被多样性下降,土壤结构改变等对土壤微生物产生了很大影响。本文在综述青藏高原高寒草地退化的现状,高寒草地退化对土壤理化性质影响的相关研究进展的基础上,针对高寒草地退化对土壤微生物群落多样性、土壤微生物量及土壤酶的影响进行了进一步的分析评述。得出:高寒草地的退化通过改变地上植被与地下生境对土壤微生物产生影响。一方面改变了土壤微生物在地下的丰富度以及分布格局,另一方面改变了土壤微生物过程。指出高寒草地土壤微生物研究中还应考虑气候变化的影响和对于土壤微生物微观层面的研究。以期为不同退化程度的高寒草地土壤微生物特性的研究提供参考,同时为退化草地的微生物功能修复提供理论依据。     

鼢鼠破坏对天祝高寒草地土壤营养的影响

对天祝高寒草地在鼢鼠破坏条件下土壤氮、磷的变化特征进行了研究。结果表明,随着时间的增长,鼢鼠破坏后的土壤全氮含量呈先下降后上升的趋势,而速效氮含量呈增加的趋势,其中,新鼠丘和旧鼠丘的土壤全氮含量均极显著低于对照（P〈0．01）,而旧鼠丘的土壤全氮含量极显著高于新鼠丘（P〈0．01）;土壤速效氮含量的变化为：对照〈新鼠丘〈旧鼠丘,对照和新鼠丘的速效氮含量均极显著低于旧鼠丘的含量（P〈0．01）,而对照和新鼠丘之间差异不显著（P〉0．05）。鼢鼠破坏后土壤的全磷含量和速效磷含量均呈现不断下降趋势,土壤全磷含量和土壤速效磷含量的变化均为：对照极显著高于新鼠丘和旧鼠丘（P〈0．01）,新鼠丘显著高于旧鼠丘（P〈0．05）。     

甘南玛曲高寒草甸草地沙化的研究

以甘南玛曲高寒草甸生态系统植物群落样地调查资料为基础,对不同沙化程度植物群落结构及物种多样性特征进行了研究分析。结果表明：随着草地沙化程度的加剧,植物群落多样性指数,均匀度指数及丰富度指数下降,优势度指数增加;禾草地上植物量减少,杂草、莎草地上植物量增加,其中,莎草增加最快。中度沙化阶段是植物群落丰富度、多样性、优势度、地上植物量和均匀度变化的一个转折点,演替早期群落多样性,均匀度及地上总植物量最高,在极度沙化阶段,地上总植物量最低,优势度指数最大。     

放牧管理对西藏高寒沼泽植物群落结构和土壤碳氮的影响

对西藏当雄县3种不同放牧管理模式(冬季放牧、冬春季放牧和全年放牧)下的高寒沼泽的植物群落结构和土壤碳氮进行了调查。调查发现,3种放牧管理模式下的高寒沼泽植物群落总盖度差异不显著,而优势物种藏嵩草的高度和盖度差异显著;放牧管理对沼泽群落结构和物种多样性影响较大,随着放牧强度的增加,物种丰富度增加;放牧利用显著降低了高寒沼泽湿地群落优势物种藏嵩草的高度和盖度,其优势度也显著降低,使得高寒沼泽逐渐退化。冬季放牧、冬春季放牧和全年放牧沼泽地上生物量和地下生物量依次降低。同时,随着放牧强度的增加,高寒沼泽表层土壤有机碳氮的含量也显著降低,且高寒沼泽表层土壤碳氮与地上和地下生物量显著正相关。通过对比分析,冬季放牧是当前西藏高寒沼泽较好的放牧管理模式。     

不同施肥处理对高寒草地地上生物量及植物群落特征的影响

试验以天祝高寒放牧草地植物为研究对象,进行了8种肥料(N,P,K,Zn,Cu,Mo,Se,B)的根部喷施试验,于7月和8月份测定不同处理草地植物群落特征。结果表明:除禾草类群外,各施肥处理对天祝高寒草地不同植物学类群地上生物量影响不显著(P0.05),氮肥提高了禾草类植物的生物量,但与对照差异不显著;施肥处理对赖草(Leymus secalinus)、早熟禾(Poa pratensis)的盖度以及赖草的密度有极显著影响(P0.01)。     

祁连山中段退化高寒草地土壤细菌群落分布特征

为探究祁连山中段不同退化高寒草地土壤细菌群落分布特征,采用Illumina HiSeq PE250高通量测序平台对轻度、中度和重度退化草地土壤细菌群落变化特征进行研究,并对土壤细菌群落与土壤酶活性、土壤理化因子间关系进行分析。结果表明:随着退化程度加剧,植被盖度、高度、地上生物量和多样性指数均明显降低(P<0.05);土壤理化性质和酶活性变化各异且差异显著(P<0.05)。高通量测序共得到257971条有效序列,219017条优质序列和2004个OTUs。细菌群落丰富度指数依次为轻度>中度>重度,多样性指数为轻度>重度>中度,Beta多样性分析表明各样地间差异为轻度>重度>中度。其中,放线菌门(Actinobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)、酸杆菌门(Acidobacteria)和变形菌门(Proteobacteria)为3种退化草地土壤的优势菌门,在轻度、中度和重度退化草地土壤中分别占77.25%、84.27%和78.66%;乳球菌属为3种退化草地土壤的优势菌属,在轻度、中度和重度退化草地土壤中分别占14.29%、38.84%和7.39%。冗余分析表明:土壤酶活性和土壤理化性质均对细菌群落的组成具有影响,其中土壤pH是影响土壤细菌群落分布的主要驱动因子。祁连山中段不同退化高寒草地土壤细菌群落的变化主要受土壤理化性质和酶活性的影响。     

长期增温对高寒草甸植物群落和土壤养分的影响

采用国际冻原计划模拟增温效应的方法,研究了连续增温16年后高寒草甸和高寒灌丛的植物群落结构、地上地下生物量、物种多样性、土壤养分含量的响应,以期揭示长期增温对植物群落特征和土壤养分的影响。结果表明:与对照相比,长期增温使高寒草甸植物群落高度增加18.4%,盖度降低5%;灌丛群落高度增加42.8%,盖度增加12.9%。草甸群落地上生物量减少23.6%,0~10,10~20,20~30 cm的地下生物量分别减少22.2%,38.6%,52.1%;灌丛群落地上生物量增加15.1%,0~10,10~20,20~30 cm的地下生物量分别增加4.9%,17.5%,3.1%。草甸群落物种数减少7%,灌丛群落的物种数减少30%。长期增温使草甸和灌丛的土壤速效磷和全磷增加,而全钾降低,其他元素含量变化不一致。长期增温改变了高寒草甸和高寒灌丛的群落结构以及土壤养分含量,但对二者的影响不完全相同。     

青藏高原高寒草原放牧方式对植被、土壤及微生物群落的影响

为探究牦牛、藏羊六种不同组合放牧对土壤微生物群落结构的影响,本试验选择青藏高原高寒草原为研究对象,基于基因组扩增子技术,分析相同放牧强度不同放牧方式下植被、土壤以及土壤微生物的差异。研究结果显示,放牧显著降低植被地上生物量,其中豆科生物量降幅达到90.9%,放牧对植被地下生物量以及盖度影响较小。土壤有机质、全氮、全磷含量在牛、羊混合放牧下增加,在牛、羊单牧下降低;各放牧方式对土壤真菌Shannon指数、Simpson指数和pielou指数均没有显著影响,单牛放牧增加真菌Chao1指数和细菌的Shannon指数,而单羊放牧和混合放牧均降低细菌多样性指数;放牧显著降低了真菌担子菌门比例,不同放牧方式对细菌门水平丰度影响不大。本研究结果表明相同放牧强度下,不同牛、羊放牧组合对草地植被指标的影响差异不大,但显著改变了土壤养分含量、土壤细菌和真菌的群落组成,相比牛、羊单牧,牛羊混合放牧有助于提高土壤碳氮磷含量。     

藏北燕麦草地持续利用与撂荒对高寒草甸土壤特征的影响

为研究不同利用方式对藏北高寒草甸建植一年生燕麦(Avenasativa Linn.)人工草地的土壤理化性质及土壤细菌群落的影响,本试验于8月份植物生长旺季,在持续利用人工草地(AG)、撂荒人工草地(AC)和对照天然草地(NG)采集土壤样品,分析了土壤理化性质、土壤细菌群落组成和结构特征变化.结果表明,AG样地土壤有机质...     

不同退化程度高寒草地植物群落与土壤性质变化及相关性分析

为探究退化高寒草地植物群落组成及土壤性质的变化规律,本研究选择铁卜加、河南县不同退化程度高寒草地为研究对象,对轻、中、重度退化高寒草地的植物群落结构组成和土壤理化性质进行了分析研究。结果表明：随退化程度加剧,植被群落优势种由莎草科为主逐渐转变为杂类草为主;植被高度、盖度、地上-地下生物量逐渐减小;Patrick指数、Shannon-Wiener指数、Simpson多样性指数与Pielou指数呈先增后减趋势;土壤含水量、全碳、有机碳、硝态氮含量明显减小且土壤pH值逐渐偏弱碱性,促使土壤养分含量不断流失,贫瘠化加剧;经相关系数矩阵图分析,退化草地群落植被生物量受土壤含水率和氮含量变化影响较为严重。总之,高寒草地退化接替过程中,杂类草逐渐占植物群落组成的主导地位,土壤含水率和氮含量变化是致使这2个地方草地退化的关键性因子。     

青海湖高寒草地土壤理化性质及微生物群落特征对模拟降水的响应

为探究高寒草地生态系统特征对降水变化的响应,本研究以青海湖鸟岛高寒草地生态系统为研究对象,通过设置减少50%降水（NJ）、增加50%降水（NZ）试验处理和对照（NCK）3组不同降水条件,探究土壤理化因子及微生物群落对不同降水梯度的响应特征。研究结果表明：NJ,NZ处理均增加了细菌群落的丰富度降低了其多样性;NJ处理增加真菌群落的丰富度降低了其多样性,NZ处理增加了真菌群落的多样性降低了其丰富度;NJ处理增加了细菌和真菌群落的相对丰度,NZ处理降低了真菌群落相对丰度增加了细菌群落相对丰度;NZ,NJ处理下土壤温湿度及生物量变化差异显著,土壤硝态氮（NO₃^--N）、铵态氮（NH₄⁺-N）及全碳含量变化显著;土壤环境因子对土壤微生物群落组成与多样性具有显著影响。综上,土壤理化性质及微生物群落对降水变化的响应明显,真菌对降水处理的响应比细菌更为敏感。     

Effects of Litter Leachate on Plant Community Characteristics of Alpine Grassland in Qinghai Tibetan Plateau

Plant litter dynamics are sensitive to grassland productivity and the spatial heterogeneity of plant community. In this study, we investigated the effects of litter leachates on plant community characteristics using three plant species that represent different successional stages of alpine grasslands located on the Qinghai-Tibetan Plateau (QTP). We tested four concentrations of leachates (0, 50, 100, and 200 g L⁻¹) from Kobresia setchwanensis, Elymus nutans, and Ligularia virgaurea. The leachates from the three plant species generally responded similarly, but the responses to the varying concentrations were significantly different. Addition of litter leachates negatively impacted the aboveground biomass and species richness. The Shannon-Wiener diversity index was positively correlated with the litter leachate addition. The effects of the litter leachate’s addition on plant functional groups varied—grasses were inhibited, forbs and legumes were promoted, and sedges were not significantly affected. This study demonstrates that litter leachates are a critical determinant of species diversity, grassland productivity, and community structure in QTP alpine grasslands.     

人工草地建植对甘南高寒草甸草地生产力及土壤理化特征的影响

为明确重度退化草地经人工建植后土壤理化性质和草地初级生产力状况.以甘南州碌曲县典型退化高寒草甸为研究对象,采用70％垂穗披碱草(Elymus nutans)+30％黑麦草(Lolium multiflorum)混播的方式,结合整地和施肥2种措施,测定其土壤理化性质和草地初级生产力变化特征,探寻适宜的人工建植方式.结果表...     

高山草甸垂穗披碱草人工草地群落特征及稳定性研究

通过对江河源区人工草地建成后植被恢复效果、生长动态、植物群落特征、环境因子及其演替的分析表明：植物生长季节，垂穗披碱草人工、半人工草地地上生物量和高度的增长趋势符合“慢（初期）-快（中期）-慢（后期）”的S型规律，植被盖度的增长趋势符合“快（初期）-慢（中期）-慢（后期）”的规律。人工草地建植后第二年，物种多样性指数、生物量、优势种群特征、草场质量和土壤特征因不同草地类型而有所变化。人工草地在建成后4年内植物群落由“生产稳定性”急剧向“生态稳定性”转化，呈现出明显的退化态势，退化原因与毒杂草侵入和有效养分逐步匮缺有关。加强高寒地区人工草地建成以后的后期管理如灭杂、灭鼠、施肥和禁止放牧等，对防止人工草地退化，提高利用效率，保证垂穗披碱草人工草地生产稳定性与生态稳定性之间的平衡极为重要。