不同放牧方式对祁连山高寒草甸有机碳、氮库的影响

为明晰不同放牧方式对祁连山高寒草甸有机碳、氮库的影响,本试验以祁连山东缘全年连续放牧（Continuous grazing,CG）、冷季重度放牧（Heavily grazing in cold season,HG）、冷季轻度放牧（Lightly grazing in cold season,LG）、划区轮牧（Rotational grazing,RG）和全年禁牧（Non-grazing,NG）的高寒草甸为研究对象,系统研究地上植物层、凋落物层、土壤层和根系层有机碳、氮库的变化。试验结果表明：HG,LG,RG和NG较CG均能显著（P<0.05）提高地上植物层、凋落物层、根系层和土壤层有机碳、氮储量,但土-草系统总有机碳、氮储量均在RG样地最高,其次是NG样地,再次是LG样地,在CG样地最低。RG较CG样地土-草系统有机碳储量提高了8 748 g C·m^-2,氮储量提高了785 g N·m^-2。可见,通过改变放牧方式能够有效提高高寒草甸土-草系统有机碳、氮储量,实现碳、氮增汇的目的。综合考虑草地土-草系统有机碳、氮储量及草地资源的有效利用,高寒草甸的最佳放牧方式为划区轮牧。     

放牧管理模式对高寒草甸草原土壤养分特征的影响

为探讨不同放牧管理模式下高寒草甸草原土壤养分特征的变化,对青藏高原东缘禁牧(NG)、全生长季休牧(RG)、传统夏季休牧(TG)和连续放牧(CG)4种放牧管理模式下高寒草甸草原土壤有机质、全氮、全磷、全钾、速效氮、速效磷和速效钾含量进行测定和分析。结果表明:(1)NG显著增加了0~30cm土层有机质含量,RG和TG显著增加了0~20cm土层有机质含量;(2)NG,RG和TG显著提高了高寒草甸草原0~30cm土层全氮含量和20~30cm土层速效氮含量,而降低了0~10cm土层的速效氮含量;(3)NG,RG和TG显著提高了高寒草甸草原0~30cm土层全磷和速效磷含量;(4)不同模式放牧对高寒草甸草原土壤全钾含量无显著影响,但总体上,NG,RG和TG高于CG;NG,RG和TG降低了0~10cm土层速效钾含量,而显著增加了10~30cm土层速效钾含量。连续放牧使土壤养分流失严重,从而导致土壤肥力降低,而禁牧和季节性休牧能有效增加青藏高原东缘高寒草甸草原土壤的养分含量,是该区和类似区域草地放牧管理的理想选择。     

模拟放牧对天山北坡草甸草原生态系统碳储量的影响

为了揭示模拟放牧对天山北坡草甸草原有机碳储量的影响,在2012-2013年采用刈割模拟放牧方式设置休牧、轻牧、中牧、重牧4个处理,研究了不同放牧强度下地上活体植物、凋落物、根系和土壤的有机碳储量的变化。研究表明,随着放牧强度的增大,地上植被生物量碳储量、凋落物碳储量和总碳储量均表现为休牧轻牧中牧重牧;根系碳储量呈轻牧休牧中牧重牧,与轻牧相比,中牧和重牧分别下降了42.25%和72.41%;土壤碳储量表现为休牧中牧轻牧重牧。随着土壤深度的增加,根系碳储量逐渐减小;土壤有机碳密度随土壤深度增加则呈现不同的变化,总体呈现下降趋势;根系和土壤碳储量表层化趋势显著,0-20cm土层约占总碳密度的40%。碳储量的含量表现为土壤根系地上生物量,土壤有机碳密度最多,占85%以上;凋落物碳储量最少。     

不同放牧管理模式对高寒草甸草原土壤呼吸特征的影响

为探讨不同放牧管理模式对青藏高原东缘高寒草甸草原土壤呼吸速率的影响,于2014年5－10月用土壤呼吸测量仪（LI-8100A,LI-COR,Lincoln,USA）对禁牧（NG）、全生长季休牧（RG）、传统夏季休牧（TG）和全年连续放牧（CG）4种不同放牧管理模式高寒草甸草原土壤呼吸速率进行测定,并分析了土壤呼吸速率与其影响因子间的关系。结果表明：1）不同放牧管理模式高寒草甸草原土壤呼吸速率月动态均表现出先增加后降低的变化态势,峰值出现在8月,除 CG 外,8月显著高于其余月份;2）在整个生长季,NG,RG 和 TG 平均土壤呼吸速率显著高于 CG,其中,NG 和 RG 间无显著差异,但均显著高于 TG;3）除 CG 外,NG,RG 和 TG 土壤呼吸速率与土壤温度呈显著正相关,Q10值排序为：NG＞RG＞TG＞CG;4）土壤质量含水量对土壤呼吸速率的影响存在一个临界值,30％左右为临界值,在此之前二者呈正相关,此后呈负相关;5）地上、地下生物量均与土壤呼吸速率呈显著正相关。在保障牧民收入稳定的前提下,为实现草地资源的可持续利用与牧草的更新,相对于全年禁牧,全生长季休牧既可充分利用牧草资源,也能有效保护草地系统稳定与生态恢复,是青藏高原高寒草甸草原类草地放牧管理的理想选择。     

封育与放牧对三江源区高寒草甸植物和土壤碳储量的影响

在三江源区选择不同封育年限的退化高寒草甸,测定其地上部分主要功能群(禾草类、杂类草、莎草类的总碳氮浓度)、植物根系和土壤碳浓度及储量的动态研究。结果表明:围栏封育主要功能群总碳浓度和碳氮比高于自由放牧草地;围栏封育地下根系碳浓度明显高于自由放牧草地;高寒草甸土壤有机碳储量最大,植物地上部分碳储量最小,植物根系碳储量居中。0～30cm深度土体单位面积有机碳储量由高到低依次为:围栏封育5年>围栏封育10年>自由放牧;封育5年和10年后,总碳储量较自由放牧草地提高了36.54%,24.61%;土壤有机碳分别增加了26.28%和24.28%;而封育5年和10年之间碳储量没有显著变化,说明围栏封育是高寒草甸固碳减排的有效措施之一。     

山西典型天然草地碳分布特征及碳储量估算

通过对山西4种主要草地类型暖性草丛草地、暖性灌草丛草地、温性草原、山地草甸草原的地上现存生物量、凋落物、半分解层、根系和土壤有机碳密度的调查和测定,本研究估算山西天然草地生态系统的碳储量,旨在揭示山西不同类型天然草地固碳能力。结果表明:4种类型草地的植被碳密度、土壤有机碳密度、生态系统有机碳密度的大小顺序相同均为:暖性灌草丛草地山地草甸草原暖性草丛草地温性草原;山西草地植被平均碳密度为1759.07g·m~(-2),占整个草地生态系统的21.81%;土壤平均有机碳密度为6307.22g·m~(-2),占整个草地生态系统的78.19%;经估算,山西的草地面积为4.55×10~6 hm~2,草地总碳储量约为364.40Tg。     

不同恢复措施对宁夏典型草原土壤碳氮储量的影响

为探讨不同恢复措施下草原土壤有机碳、全氮储量特征的变化,以宁夏黄土丘陵区典型草原为对象,对放牧(对照GG),封育(EG),水平沟(CG)和鱼鳞坑(FG)3种不同恢复措施下0~40 cm土壤有机碳、全氮储量进行研究。研究表明:1)土壤有机碳和全氮含量以封育草地最高,分别为30.35和2.92 g/kg,放牧草地次之,水平沟草地最低(P<0.05);C/N表现为封育最高,水平沟次之,放牧草地最低;各措施下土壤有机碳和全氮含量随着土层加深整体呈下降趋势。2)土壤有机碳和全氮密度呈封育和放牧草地较高,鱼鳞坑居中,水平沟最低。各恢复措施下有机碳密度随着土层加深而降低,全氮密度无明显规律。3)土壤碳氮储量表现为封育草地>放牧草地>鱼鳞坑草地>水平沟草地。禁牧封育更有利于该区典型草原土壤有机碳和全氮储量的积累。     

不同休牧模式对高寒草甸草原土壤特征及地下生物量的影响

以土壤特征及地下生物量为主要指标研究了东祁连山高寒草甸草原对全生长季休牧、传统夏季休牧和禁牧的响应,以期为该区草地恢复、保护和管理提供支撑.结果表明:与传统夏季休牧相比,禁牧和全生长季休牧改良了高寒草甸草原0~20 cm土壤物理结构,降低了土壤的紧实度,但对深层土壤影响较小;禁牧和全生长季休牧不同程度地改善了高寒草甸草原土壤的持水能力;禁牧显著增加了0~30 cm土壤有机碳含量,全生长季休牧增加了高寒草甸草原表层土壤有机碳含量;禁牧极显著增加了0~10 cm土层根系生物量,而传统夏季休牧草地10~20 cm土层的根系生物量显著高于禁牧与全生长季休牧.说明短期禁牧和全生长季休牧是提升青藏高原高寒草甸草原生产力与生态恢复的重要措施之一.     

短期封育对蒿类荒漠草地碳库有机碳储量及组成比例的影响

为探讨短期封育(4～7年)对荒漠草地碳库固碳能力及其组成的影响,采用成对试验设计,通过对天山北坡不同区域蒿类荒漠草地地上植被、凋落物、地下生物量、0～50cm土壤4个有机碳库碳含量及其储量的测算,明确各碳库储量及其组成比例对短期封育的响应规律。结果表明：(1)短期封育促进了蒿类荒漠草地地上植被、凋落物、地下生物量有机碳的积累,依次较对照增加109.41%、81.88%、26.91%,不利于0～50cm土层土壤有机碳及草地生态系统有机碳的积累,依次较对照降低19.60%、16.30%。(2)短期封育改变了蒿类荒漠草地生态系统有机碳的组成比例,植被有机碳库比例显著上升,土壤有机碳库比例显著下降,但土壤有机碳库仍居于主导地位,所占比例为84.00%～96.31%。总之,短期封育促进了蒿类荒漠草地植被的固碳能力,降低了土壤碳库有机碳储量,最终导致生态系统总有机碳储量的降低。     

青海省海北地区高寒草甸群落特征和生物量对短期休牧的响应

为揭示高寒草甸植被群落特征和生物量对短期休牧的响应,为高寒草甸合理利用提供依据,于2017年9月上旬采用样方法对青海省海北州门源县的连续放牧、生长季休牧和禁牧1年的高寒草甸样地进行调查、取样和分析,研究了短期休牧对高寒草甸植被群落结构和地上/地下生物量的影响。结果表明:1)生长季休牧和禁牧1年较连续放牧极显著提高了高寒草甸的群落高度、群落盖度和样方物种丰富度(P0.01),极显著提高了异针茅、矮嵩草、异叶米口袋和青海苜蓿等代表性牧草高度(P0.01);2)生长季休牧和禁牧1年较连续放牧极显著提高了枯落物量和半腐殖质量(P0.01),极显著提高了禾本科、豆科和阔叶类植物生物量(P0.01),极显著提高了总地上生物量和优质牧草产量(P0.01);3)生长季休牧和禁牧1年较连续放牧极显著提高了表层地下生物量(0～10 cm)和总地下生物量(0～30 cm)(P0.01)。对于青海海北地区的未退化高寒草甸,可以采用短期休牧技术优化其群落结构,提高生物量和优质牧草产量,促进天然草地资源合理利用。     

不同管理模式对甘南高寒草甸碳储量的影响

高寒草甸的碳汇功能对调节气候具有重要的作用,为阐明草地管理模式对其碳汇功能的影响,本文采集青藏高原东缘甘南草地不同管理样地（补播草地PG、围栏封育FE、传统放牧TG及退化草地DG）下土壤和植被样品,通过分析其物种多样性、植被碳储量和土壤碳储量等,研究不同管理模式下植被—土壤系统有机碳储量变化特征。结果表明：PG和FE地上植被碳储量显著高于DG地上植被碳储量（P<0.05）,PG,TG和FE下0~10 cm层的根系碳储量显著高于10~20 cm和20~30 cm层根系碳储量（P<0.05）;不同草地管理模式下土壤碳储量（0~30 cm）在1 500~3 900 g·m^-2之间,PG下0~10 cm层和10~20 cm层土壤碳储量显著高于20~30 cm层土壤碳储量（P<0.05）;从植被碳储量和土壤碳储量的角度来看,PG,FE和TG与DG相比较,生态系统碳储量分别增加52.63%,41.62%和62.53%。综上,PG,FE和TG的管理模式能够有效的改善退化草地状况,增加退化草地生态系统的碳储量。     

青海省海北地区高寒草甸群落特征和生物量对短期休牧的响应

为揭示高寒草甸植被群落特征和生物量对短期休牧的响应,为高寒草甸合理利用提供依据,于2017年9月上旬采用样方法对青海省海北州门源县的连续放牧、生长季休牧和禁牧1年的高寒草甸样地进行调查、取样和分析,研究了短期休牧对高寒草甸植被群落结构和地上/地下生物量的影响。结果表明:1)生长季休牧和禁牧1年较连续放牧极显著提高了高寒草甸的群落高度、群落盖度和样方物种丰富度(P<0.01),极显著提高了异针茅、矮嵩草、异叶米口袋和青海苜蓿等代表性牧草高度(P<0.01);2)生长季休牧和禁牧1年较连续放牧极显著提高了枯落物量和半腐殖质量(P<0.01),极显著提高了禾本科、豆科和阔叶类植物生物量(P<0.01),极显著提高了总地上生物量和优质牧草产量(P<0.01);3)生长季休牧和禁牧1年较连续放牧极显著提高了表层地下生物量(0~10 cm)和总地下生物量(0~30 cm)(P<0.01)。对于青海海北地区的未退化高寒草甸,可以采用短期休牧技术优化其群落结构,提高生物量和优质牧草产量,促进天然草地资源合理利用。     

不同干扰方式下温性草甸草原土壤碳氮磷化学计量特征及其储量研究

为阐明不同干扰方式对呼伦贝尔温性草甸草原土壤碳氮磷化学计量特征及储量分布的影响,本研究于2021年8月末在多年围封、刈割和放牧草地进行样品采集与分析测试。结果表明：地上生物量和凋落物生物量均以围封草地最高,放牧草地最低;3种干扰方式下,土壤容重均随土层深度的增加而增大,土壤含水率均随土层深度的增加而减小,在相同土层,放牧干扰下土壤容重最大,土壤含水率最低;3种干扰方式下,土壤碳氮磷含量均随土层深度的增加而降低,放牧干扰草地中三者含量最低;围封和刈割干扰草地土壤C/N高于放牧干扰草地,而C/P和N/P均以放牧干扰草地最高;放牧干扰草地碳氮磷储量在0~30cm土层的分布占比最高,呈现表层聚集;干扰方式和土层深度及其交互作用均能显著影响土壤理化性质及计量特征。综上,适度干扰更有利于温性草甸草原的可持续发展。     

高寒矮嵩草草甸退化过程土壤碳氮储量及C/N化学计量学特征

以空间尺度代替时间尺度对青藏高原高寒矮嵩草草甸退化演替系列土壤表层有机碳和全氮储量及碳/氮比化学计量学特征进行了分析。结果表明:随退化程度的加深,高寒矮嵩草草甸退化演替系列0～10cm、10～20cm和0～20cm土壤有机碳储量变化趋势呈倒"V"字型,最高值出现在小嵩草草甸草毡表层开裂期,最低值出现在小嵩草草甸草毡表层剥蚀期;0～10cm、0～20cm土壤全氮储量变化特征与对应层次有机碳储量特征变化相同,而10～20cm土壤全氮储量变化趋势较有机碳滞后,最高值出现在小嵩草草甸草毡表层加厚期,最低值出现在黑土滩-杂类草次生裸地。土壤碳/氮比化学计量学变化趋势亦呈倒"V"字型,其中0～10cm、10～20cm最高值出现在正常小嵩草草甸,0～20cm最高值出现在矮嵩草草甸,各土壤层次碳/氮比最低值均出现在小嵩草草甸草毡表层开裂期。高寒矮嵩草草甸退化演替系列有机碳、全氮储量同碳/氮比分异特征表明,土壤碳/氮比化学计量学特征对草地退化的响应较储量特征敏感,其拐点正常小嵩草草甸是草地碳积累速率最高点,小嵩草草甸草毡表层开裂期是碳源汇转换拐点。     

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。