氮添加对贝加尔针茅草原土壤细菌群落结构的影响

为揭示不同氮添加量对贝加尔针茅草原土壤细菌群落结构的影响,依托长期定位试验,采集8个氮添加水平(0、15、30、50、100、150、200、300 kg N·hm^-2·yr^-1)下0~10 cm土层土壤,利用高通量测序技术,分析不同氮添加水平下土壤细菌群落结构特征及其与土壤化学性质的关系。结果表明:随着氮添加水平增加,细菌Alpha多样性指数呈现先增加后降低的趋势,7个氮添加处理的Alpha多样性指数与对照相比无显著差异。在群落中占主导的细菌门类有酸杆菌门(19.01%~38.31%)、变形菌门(6.64%~17.11%)、放线菌门(5.07%~16.06%)、疣微菌门(3.57%~7.40%)、绿弯菌门(3.38%~8.42%)和芽单胞菌门(0.87%~1.81%)。随着氮添加水平的增加,占主导的细菌门类相对丰度表现出不同的变化趋势。氮添加改变了土壤细菌群落结构,且高氮添加对土壤细菌群落结构影响高于低氮添加。相关性分析表明,土壤pH、硝态氮、铵态氮和全磷含量是影响细菌群落结构的主要因素,其中土壤pH对细菌群落结构的影响最大。     

贝加尔针茅草原土壤线虫与微生物群落特征及其相互作用

分析了在施氮环境下内蒙古贝加尔针茅草原土壤微生物和土壤线虫群落特征及相互作用。结果表明,不同的施氮水平显著影响土壤微生物真菌和细菌群落结构和数量,但对土壤微生物群落总量的影响并不显著;对土壤线虫食细菌类群（Bacterivores）、食真菌类群（Fungivores）和植物寄生性类群（Plant parasites）数量影响显著,同时影响土壤线虫的物种丰富度（SR）和群落结构的稳定性。土壤中的植物寄生性类群线虫与土壤中细菌群落、真菌群落和真菌/细菌之间呈显著正相关,土壤真菌群落与土壤线虫群落的丰富度（SR）、均匀度（J'）和结构指数（WI）也有明显的相关性。施氮对土壤真菌群落的影响大于对土壤细菌群落的影响,土壤中的真菌群落与土壤中植物寄生性类群线虫具有相互促进的作用,增加了植物受线虫感染的几率,同时施氮也改变了土壤线虫的群落结构。     

利用方式对贝加尔针茅草原土壤微生物群落结构与土壤酶活性的影响

土壤微生物和土壤酶活性是影响土壤生态系统物质循环和能量流动的主要驱动力。研究3种利用方式(围封、放牧和刈割)对贝加尔针茅草原土壤微生物群落结构与土壤酶活性的影响,为探索草原可持续利用提供基础数据。结果表明：围封、放牧和刈割利用下土壤微生物PLFA总量分别为30.24nmol/g、16.22nmol/g和14.52nmol/g,且均呈显著差异。0～30cm土层,土壤蔗糖酶活性表现为围封>放牧>刈割;土壤脲酶和碱性磷酸酶活性均表现为刈割>围封>放牧,土壤过氧化氢酶活性在不同利用方式间没有显著差异。土壤微生物PLFA总量与土壤脲酶、蔗糖酶、碱性磷酸酶活性以及pH值、有机碳、全氮、微生物量碳均呈极显著或显著的相关关系。刈割会增加土壤脲酶和碱性磷酸酶活性,但土壤微生物PLFA总量最低;围封相对于放牧有利于增加土壤酶活性和土壤微生物群落结构。综合比较,围封更有利于遏制贝加尔针茅草原的退化。     

禁牧对内蒙古克氏针茅草原表层土壤细菌群落结构的影响

为探究克氏针茅草原禁牧初期表层土壤细菌的变化情况，本文利用2018—2020年内蒙古克氏针茅草原的细菌高通量数据和土壤理化性质数据，对自然放牧向禁牧转变初期的表层细菌群落和土壤理化性质的变化及其相互关系进行分析。在自然放牧向禁牧转变初期，细菌相对丰度发生较大变化，但优势菌种组成没有显著变化，其中，相较于2018年，2019年放线菌门和变形菌门相对丰度均增加，2020年变形菌门相对丰度超过了放线菌门。自然放牧条件下，细菌丰度、细菌多样性均与土壤体积含水量存在显著负相关关系，细菌丰度与土壤温度显著正相关；禁牧初期，细菌丰度与pH、土壤有机质、土壤温度显著正相关，与土壤体积含水量显著负相关。细菌丰度比细菌多样性更容易受到禁牧和土壤理化性质的影响。因此，本研究结果为进一步研究禁牧后表层土壤细菌群落变化提供了一定的理论依据。     

贝加尔针茅草原土壤无机氮含量对氮素添加的响应

土壤无机氮是可以直接被植物根系吸收的氮素形态,也是表征土壤肥力的重要参数。基于内蒙古贝加尔针茅草原长期氮素添加(NH4NO3)试验平台,本研究选取4个氮素添加水平,分别是0(CK)、30(N30)、50(N50)和100 kg N·hm-2·a-1(N100),探究氮素添加对土壤无机氮的影响。于2015年生长季(6—10月)每月中旬分别采集0~10、10~20、20~30、30~40 cm四个土层深度的土壤样品,测定土壤铵态氮(NH+4-N)和硝态氮(NO-3-N)含量。结果表明:贝加尔针茅草原0~40 cm土壤中,CK、N30和N50处理的土壤铵态氮含量较土壤硝态氮含量高,N100处理中,二者几乎各占一半,生长季内无机氮含量的变化趋势与硝态氮一致;各处理土壤铵态氮、硝态氮和无机氮含量在土层间的关系均表现为:0~1010~2020~3030~40 cm,且都随氮素添加水平增加而增加。经方差分析表明,氮素添加、取样时间、土层深度及三者交互作用对土壤铵态氮、硝态氮和无机氮含量均有极显著影响;本试验中,在自然水热条件下,N100处理有明显的硝态氮累积,达"氮饱和点"。     

氮添加对贝加尔针茅草原植物和土壤化学计量特征的影响

以贝加尔针茅草原为研究对象,设置N₀(0 kg N·hm^-2)、N₃₀(30 kg N·hm^-2)、N₅₀(50 kg N·hm^-2)、N₁₀₀(100 kg N·hm^-2)、N₁₅₀(150 kg N·hm^-2)5个氮添加水平,研究不同氮添加水平对6种植物叶C、N、P计量特征和土壤C、N、P计量特征的影响,分析植物计量特征与土壤计量特征的相关性,为深入理解N沉降增加对草原群落结构的影响提供基础数据。结果表明,自然条件下,6种植物叶C、N、P含量和计量特征存在显著的差异,表现为扁蓿豆叶C、N、P含量和叶N∶P最高,贝加尔针茅叶N、P含量最低,线叶菊叶C含量最低。氮添加提高了除扁蓿豆以外其他5种植物叶N含量,叶C∶P和叶N∶P,降低了叶P含量和叶C∶N,而叶C含量无一致变化趋势。氮添加提高了土壤有机碳含量、土壤N∶P,对土壤全氮含量和土壤C∶N无显著性影响。羊草、羽茅、线叶菊和草地麻花头叶N含量与土壤有机碳、土壤N∶P呈显著正相关,贝加尔针茅、羊草、羽茅和草地麻花头叶N∶P与土壤有机碳、土壤C∶P呈显著正相关。综合分析表明,土壤有机碳、土壤N∶P和土壤C∶P是影响6种植物叶C、N、P含量和计量特征的主要影响因素,但不同植物对氮添加的响应不同,意味着长期氮添加可能会改变贝加尔针茅草原生态系统的结构。     

放牧干扰对贝加尔针茅草原土壤微生物与土壤酶活性的影响

以贝加尔针茅草原为目标,研究不同程度的放牧干扰对草地土壤微生物数量、土壤酶活性、土壤养分和土壤呼吸的影响及其相互关系,旨在为贝加尔针茅草原生态系统的保护、恢复及重建提供科学依据。结果表明:随着放牧强度的增加,土壤微生物总数量显著降低(P<0.05);各放牧区土壤微生物数量均表现为:细菌>固氮菌>放线菌>真菌;垂直分布为0~10 cm>10~20 cm;随着放牧强度的增加,土壤脲酶、过氧化氢酶、转化酶、磷酸酶均显著降低(P<0.05);0~10 cm土层的土壤酶活性均高于10~20 cm;土壤养分含量、土壤含水量随着放牧强度的增加亦显著降低(P<0.05);土壤pH、土壤容重则逐渐增加,在不同放牧压力处理条件下差异显著(P<0.05)。相关分析表明,土壤酶活性与土壤微生物数量、土壤养分含量密切相关,放牧干扰条件下土壤中真菌数量与脲酶活性呈显著正相关(P<0.05),固氮菌数量与脲酶活性达到极显著正相关(P<0.01),转化酶和磷酸酶与土壤全磷含量呈显著正相关(P<0.05)。     

氮素添加对贝加尔针茅草原土壤团聚体碳、氮和磷生态化学计量学特征的影响

大气氮沉降增加作为全球气候变化的重要现象, 其对草原生态系统的影响成为生态学研究热点之一。掌握氮沉降对草原土壤团聚体碳(C)、氮(N)和磷(P)生态化学计量学特征的影响,可为全面分析和评估氮沉降对草原生态系统的影响提供基础资料。自2010年起,在内蒙古贝加尔针茅草原典型地段设置N₀ (0 kg N·hm^-2·yr^-1)、N₁₅ (15 kg N·hm^-2·yr^-1)、N₃₀ (30 kg N·hm^-2·yr^-1)、N₅₀ (50 kg N·hm^-2·yr^-1)、N₁₀₀ (100 kg N·hm^-2·yr^-1)、N₁₅₀ (150 kg N·hm^-2·yr^-1) 6个氮素添加处理模拟氮沉降野外控制试验。结果表明:氮素添加极显著提高了土壤团聚体的稳定性和>2 mm团聚体比例(P<0.01);各氮素添加处理中0.25~2 mm团聚体有机碳、全氮含量均显著高于其他粒径(P<0.05),全磷含量在各粒径团聚体中差异不显著;与对照相比,氮素添加显著提高了>0.25 mm土壤大团聚体有机碳和全氮含量(P<0.05),对全磷无显著影响;氮素添加导致>0.25 mm土壤大团聚体C/N降低,0.25~2 mm土壤团聚体 C/P、N/P升高(P<0.05)。综合分析,氮添加在一定程度上促进了土壤的固碳潜力,提高了土壤团聚体有机质的矿化速率,随着氮素添加水平的提高,土壤团聚体中P元素成为限制草原植物生长的主要限制因子。     

刈割留茬高度对大针茅草原土壤微生物群落结构及多样性的影响

大针茅(Stipagrandis)草原是内蒙古典型草原主要群落类型之一,刈割是典型草原的主要利用方式之一.为探讨大针茅草原土壤细菌、真菌群落结构及多样性对刈割的响应,利用IonS5TMXL高通量测序平台研究不同刈割留茬高度下大针茅草原土壤细菌、真菌的群落结构、物种组成及多样性.研究结果表明:在留茬5cm时,土壤细菌、真...     

贝加尔针茅草原土壤酶活性及微生物量碳氮对养分添加的响应

通过草地养分添加控制试验,研究了贝加尔针茅(Stipa Baicalensis)草原在CK,K,P,N,PK,NK,NP,NPK不同养分添加方式下土壤酶活性、土壤微生物量碳氮的变化以及他们与土壤养分间的相互关系。结果表明:土壤蔗糖酶在含磷养分添加条件(NP,NPK,P,PK)下活性显著高于CK,脲酶活性在氮磷组合添加条件下(NP,NPK)下有显著提高,碱性磷酸酶活性在NP,NPK和NK处理下有显著的提高,过氧化氢酶在不同养分添加条件下活性与CK无显著差异;NP,NPK,N和PK处理下微生物量碳显著高于其他处理,NP处理下微生物量氮显著高于CK;过氧化氢酶、蔗糖酶活性与速效磷含量呈显著正相关,微生物量碳与脲酶和碱性磷酸酶活性呈显著正相关,与蔗糖酶活性呈极显著正相关,微生物量氮与速效磷、过氧化氢酶、蔗糖酶和脲酶活性呈显著正相关。综合分析表明,氮磷养分组合添加可以提高贝加尔针茅草原土壤酶活性和微生物量碳氮含量,有利于土壤肥力状况改良。     

Effects of Nitrogen Deposition on Soil fungi Community Structure in Stipa Baicalensis Steppe北大核心CSCD

Effects of six continuous years nitrogen deposition on soil fungi community structure in Stipa Baicalensis steppe were investigated by using high-throughput sequencing technology. The experiment included eight manipulative treatments:(0,15,30,50,100,150,200 and 300 kg N·hm-2·a-1). Soil samples were separately collected from the 0~10 cm and 10~20 cm soil layer. The results showed that nitrogen deposition significantly affected the structure of fungi community. the relative abundance of fungi in the phyla,class and genus level were significantly different at the 0~10 cm and 10~20 cm soil layer of nitrogen deposition treatment. The response of soil fungal community to nitrogen deposition at the 0~10 cm soil layer and 10~20 cm soil layer was significantly different,and there was obvious soil gradient effect. Canonical correspondence analysis (CCA) showed that soil pH,soil total organic C,NO3-N and available P were key environmental factors leading to the shift in the soil fungal community composition. In conclusion,nitrogen deposition changed the soil chemical properties,which drove the change of soil microbial communities and soil fungal communities. © 2019 China Agricultural University. All rights reserved.     

不同季节火烧对小针茅草原群落特征的影响

采用控制火烧的方法探讨不同季节火烧对小针茅草原的影响。结果表明:火烧会抑制丛生禾草小针茅和无芒隐子草的高生长;春季火烧使群落的盖度在整个生长季偏低;火烧减少群落地上生物量,在整个生长季中火烧处理地基本低于未烧地,春季与冬季火烧地相比,前者总体低于后者。因而火烧处理对于小针茅草原具有一定的抑制作用,尤其春季火烧较为明显,这与火烧对建群种小针茅地面更新芽的影响有关。     

不同放牧强度下荒漠草原土壤养分和植被特征变化研究

以短花针茅(Stipa breviflora)草原为研究对象,设置3个放牧梯度,对不同放牧处理土壤理化性质进行了研究。结果表明:土壤容重随着放牧强度增加而显著升高(P0.05),全年重牧土壤容重上升最明显;土壤含水量随放牧强度的增加而降低,其中全年重牧下0~20cm土层下降显著(P0.05)。各放牧处理土壤有机质含量随土层深度的增加呈先下降后上升的趋势,放牧对土壤速效磷和全钾的影响不显著,全年适度放牧土壤速效钾含量最高。放牧降低了植物地上生物量,减少了凋落物的生成,地上生物量与凋落物生物量呈线性正相关关系。     

放牧与围封对呼伦贝尔针茅草原土壤酶活性及理化性质的影响

以呼伦贝尔地带性植被贝加尔针茅草原、大针茅草原和克氏针茅草原为研究对象,研究了放牧和围封对不同类型针茅草原土壤酶活性和理化性质的影响.结果表明,围栏内外草原土壤理化性质差异显著.放牧压力下,土壤容重、pH值均显著升高,土壤含水量、有机质含量显著降低,大针茅草原和克氏针茅草原土壤全氮、全磷含量亦显著下降.各植被类型草原土壤碱性磷酸酶和转化酶放牧样地较围封样地呈现活性增加的趋势,脲酶和过氧化氢酶的活性变化因植被类型不同而各有差异.土壤酶活性与土壤有机质、全氮、速效磷之间具有显著的相关性,可以用来指示草原退化与恢复状况.     

刈割留茬高度对大针茅草原群落组成及种间关系的影响

刈割是大针茅(Stipa grandis)草原的主要利用方式之一,为探究刈割留茬高度对大针茅草原群落组成及种间关系的影响,本试验于2014年在内蒙古锡林郭勒盟毛登牧场大针茅典型草原,设置不同刈割留茬高度(分别为留茬8,5,2 cm),以围封不刈割(CK)为对照,共4个处理,于2020年8月生物量高峰期通过测定群落植物的种类、高度、密度和盖度,并记录群落物种出现的样方数及每个样方内出现的所有物种数,分析刈割留茬高度对大针茅草原群落组成及种间关系的影响。结果表明：群落优势物种在留茬5 cm处理下呈现出显著正联结。对照区明显负关联的物种对占总体的11%,具有明显正关联的物种占总体的12%;留茬8 cm具有明显负关联的物种对占总体的4%,具有明显正关联的物种占总体的4%;留茬5 cm具有明显负关联的物种对占总体的7%,具有明显正关联的物种占总体的5%;留茬2 cm具有明显负关联的物种对占总体的33%,具有明显正关联的物种占总体的17%。留茬5 cm处理时共同出现百分率、Dice系数(DI指数)及Ochiai系数(OI指数)均较对照区降低。     

呼伦贝尔草原大针茅和贝加尔针茅的生殖生长规律

采用无样方采样法,对内蒙古呼伦贝尔草原大针茅(Stipa grandis P.Smirn)和贝加尔针茅(Stipa baicalensis Roshev.)生殖分蘖株的生物量分配和生殖生长规律的比较分析,以期揭示2种针茅的生殖生长状况和资源分配策略,提高草地的合理利用。结果表明:大针茅和贝加尔针茅生殖分蘖株穗重随植株总重、植株高度、穗长增加而增加;穗长、生殖生长比率随植株高度增加而增加;每穗籽粒数随小花总量增加而增加;每穗籽粒重随穗重、穗长增加而增加,均呈现y=a+bx线性函数变化规律,达到显著或极显著水平。大针茅生殖器官穗生长速率b值和穗重百分比大于贝加尔针茅,而结实籽粒的生长速率b值,以及茎、鞘、叶重百分比均却小于贝加尔针茅。生殖分蘖株生殖器官穗构件与营养器官生物量分配比例呈负相关。表明在相同生长条件下,2种针茅具有相同的生殖生长和资源分配规律,采取了生存和生殖相权衡的资源分配调节策略,且贝加尔针茅种子生产的能力大于大针茅。