氮肥对大通河上游退化草地的影响

为提高祁连县高寒草地草场牧草产量、有效恢复轻度退化草地,采用随机区组试验,以尿素作为氮源,探讨不同氮肥水平对祁连地区轻度退化草地群落结构、地上植物量以及土壤养分的影响。结果表明：不同施氮水平处理的高寒草地植物群落物种丰富度、多样性指数均减少,植被盖度、高度显著增加（P<0.05）,地上植物量与禾草地上植物量显著提高（P<0.05）。随着施氮量增加全磷含量、速效氮含量、有机质含量呈逐渐增加趋势,而速效磷呈先增加后减小趋势,pH值呈逐渐减小趋势。结论：施氮对高寒草地土壤养分有改善作用,150 kg·hm^-2为最适施肥量。     

模拟增温对高寒草甸土壤性质的影响

全球变暖严重影响着草地生态系统碳氮循环,了解高寒草地生态系统碳氮循环对合理利用有限的草地资源有着极为重要的意义。为了探索全球气候变暖的背景下草地生态系统碳氮循环过程,本文采用开顶式增温小室（Open top champers,OTCs）连续四年模拟增温,对青藏高原高寒草地生态系统碳库（植物生物量碳库、土壤有机碳库和土壤微生物生物量碳库）动态变化及氮库（植物生物量氮库、土壤有机氮库和土壤微生物生物量氮库）动态变化进行研究。结果显示：模拟增温后,表层土壤年均温度增加了2.50℃,底层土壤年均温度增加了1.36℃。增温处理下植物-土壤-微生物生物量碳含量均高于对照,且土壤微生物生物量碳含量显著高于对照（P<0.05）。模拟增温处理下植物氮含量显著高于对照（P<0.05）。而土壤氮含量与微生物生物量氮含量均低于对照,差异不显著,说明高寒草甸碳氮对温度的响应较为明显。     

青藏高原草地生态系统碳循环研究进展

青藏高原属于气候变化的敏感区和生态脆弱带,对气候变化和人类活动扰动十分敏感,在未来全球碳循环调控中发挥着重要的作用。为增进对青藏高原高寒草地生态系统碳循环的理解,综述了近10年来气候变化、氮沉降和人类活动干扰下青藏高原温室气体排放、土壤碳库变化以及模型模拟应用等方面的最新研究进展。概括出高寒草地生态系统碳循环研究的草地类型主要包括高寒草原、高寒草甸、灌丛草甸草原、沼泽化草甸以及高寒湿地等。阐述了温室气体产生的机理、青藏高原高寒草地碳循环的源汇关系,指出温度升高、放牧、氮沉降是影响青藏高原温室气体排放、土壤碳库变化最重要的外界扰动,但是温室气体排放、土壤碳库对这3个因子之间协同作用的响应目前还不清楚。现有的高寒草地生态系统碳循环模型,主要以植被类型为基础,大多只考虑了水热因子,很少包含土壤因子和生物因子及其协同作用的影响。在此基础上,指出未来拟加强的研究重点: 1)冻融交替过程土壤温室气体排放研究; 2)非生长季土壤呼吸作用研究; 3)碳循环和植物物候耦合研究; 4)高寒草地生态系统碳循环模型的开发。     

不同生态修复技术下退化高寒沼泽湿地土壤及植被化学计量特征

本研究利用不同生态修复技术对玉树隆宝退化高寒沼泽湿地进行修复,分析了喷灌(I)、禁牧(II)、春季禁牧(III)、喷灌+禁牧(IV)和喷灌+春季禁牧(V)对退化高寒沼泽湿地土壤及植被碳(Carbon, C)、氮(Nitrogen, N)、磷(Phosphorus, P)化学计量学的影响。结果显示：与对照(VI)相比,I,IV和V均能显著增加0～30 cm土壤含水量(P<0.05);I能显著增加0～30 cm土壤有机碳(Soil organic carbon, SOC)含量、C∶N和C∶P;IV对提高0～30 cm SOC含量和C∶N具有显著作用(P<0.05),III显著提高了0～30 cm土壤C∶N(P<0.05)。与VI相比,I能显著提高莎草科植物N含量(P<0.05);莎草科植物P含量与土壤N∶P极显著负相关(P<0.001),与土壤N含量显著正相关(P<0.05)。由此可见,喷灌处理对增加土壤含水量、增加SOC积累,以及促进植物对N的利用有积极作用,且土壤N和P可通过协同作用,共同影响植物对N和P的吸收。     

高寒草地植物多样性与Godron群落稳定性关系及其环境驱动因素

植物群落多样性及稳定性对草地生态系统功能的稳定发挥至关重要。本研究以青藏高原高寒湿地草甸、高寒草甸、高寒草原和高寒荒漠草原为研究对象,基于480个野外样方调查及实验分析,运用显著性分析、回归分析和结构方程模型等方法,探究不同草地类型植物多样性与稳定性之间关系及其影响因素。结果表明：高寒草原植物多样性显著高于其他3种草地类型;高寒草甸群落稳定性最高。高寒草地中,不同的物种多样性指标与群落稳定性的关系不同,4种草地类型均匀度与群落稳定性显著负相关;高寒草甸和高寒荒漠草原中Shannon-Wiener多样性与群落稳定性显著负相关,在高寒湿地草甸和高寒草原中丰富度与稳定性显著正相关。降水量是影响高寒草地植物多样性和群落稳定性的主要因素,土壤有机碳、pH以及铵态氮含量也能通过影响植物多样性进而影响群落稳定性。综上,在高寒草地生态系统的管理过程中,需充分考虑气候和土壤因子的变化,根据草地类型制定不同的管理措施。     

升金湖消落带植被特征及与土壤特性的关系

探讨湖泊湿地土壤特性对植物多样性的影响,对于理解湿地植被分布及功能的维持机制具有重要意义.在安徽升金湖消落带沿水位梯度设立研究样方,测定植物的盖度、地上生物量以及土壤含水量、有机碳、全氮、全磷等指标,并结合Pearson相关性分析、冗余分析(redundancy analysis,RDA)探讨了土壤特性对植物多样性的影响.结果表明,随着地下水位上升,土壤含水量与全氮含量显著增加(P<0.05),土壤有机碳和土壤全磷含量显著降低(P<0.05).土壤有机碳、全磷含量以及C?N与土壤含水量极显著负相关(P<0.001),土壤全氮、N?P以及C?P与土壤含水量极显著正相关(P<0.001).土壤含水量、土壤全氮含量以及C?P和N?P是影响消落带植被物种多样性变化的关键因子,共同解释了变化的91.85％.总之,土壤含水量可以直接影响消落带植物多样性,也可以通过改变土壤中氮元素的转化和磷元素的有效性间接影响物种多样性.     

围封年限对西藏高寒草甸植被特征与土壤养分的影响

围栏禁牧是高寒草地恢复的重要技术手段之一,但学术界对适宜的围栏年限还存在较大争议。本研究以青藏高原腹地的高寒草甸草地为研究对象,比较分析了退化高寒草甸自由放牧、围封5年、围封7年和围封11年后植物多样性、生物量和土壤理化性质的变化。结果表明:1)相比自由放牧草地,不同年限围封显著提高了退化高寒草甸植物物种丰富度、多样性指数、盖度和地上生物量(P0.05)。不同围封年限之间,围封7年的物种丰富度和多样性指数最高,但与围封5年和围封11年无显著差异(P0.05)。围封5年的地上生物量最高,且与围封11年存在显著差异(P0.05)。2)围封降低了退化高寒草甸土壤容重,显著增加了土壤有机质含量(P0.05)。相比自由放牧草地,不同年限围封提高了高寒草甸土壤全氮、全磷含量。不同围封年限之间,土壤有机质含量随围封年限的增长而增加,土壤全氮和全磷无显著变化(P0.05)。3)总体而言,围封有效恢复了退化高寒草甸的植被与土壤。不同围封年限下,围封5年和7年更有利于退化高寒草甸的植被恢复。     

高寒草甸土壤团聚体碳氮磷对退化的响应及其影响因素

植物和土壤微生物是土壤团聚体黏合物和养分的重要来源,因此土壤团聚体组成及其养分库的变化可指示生态系统退化过程。本文在长江源区根据植被群落特征选取未退化、中度和严重退化高寒草甸,研究其土壤中大团聚体(>250μm)、微团聚体(55～250μm)和游离态粉粒黏粒(<55μm)含量、不同粒级团聚体碳氮磷含量及储量随草地退化的变化特征,并分析了植物和微生物活动与这些变化特征的关系。结果表明：未退化和中度退化高寒草甸土壤以微团聚体为主。退化使高寒草甸大团聚体和微团聚体碳氮含量及储量显著下降,但磷含量及储量未发生显著变化。游离态粉粒黏粒氮磷储量在严重退化高寒草甸显著增加。各团聚体碳氮含量与地上生物量和微生物量碳正相关,磷含量与微生物量碳负相关。本研究表明植物及受其影响的土壤微生物变化是造成高寒草甸退化后不同团聚体碳氮磷库变化的主要原因。     

甘南草原不同退化草地植被和土壤微生物特性

为研究草地退化对植被和土壤微生物的影响,本试验以甘南州碌曲县高寒草地为研究对象,调查研究不同退化程度草地植被特征,并测定土壤微生物呼吸、土壤微生物量碳、土壤微生物代谢熵及土壤微生物群落结构变化。结果表明：随着草地退化程度的加重,高寒草地植物种类减少,优势植物种类发生变化,植被高度、盖度、植株数、鲜草产量下降;土壤基础呼吸和诱导呼吸、土壤微生物量碳及土壤代谢熵等指标均有不同程度的下降;土壤总磷脂脂肪酸（Phospholipid fatty acid,PLFA）、土壤细菌、放线菌含量减少,真菌含量增多,土壤微生物群落结构发生变化,压力指数增高;植被与土壤微生物各指数呈一定的相关性。本研究说明高寒草地退化过程中植被演替与土壤微生物变化密切相关。     

江河源区退化高寒草地土壤微生物与地上植被及土壤环境的关系

对青藏高原江河源区退化高寒草地土壤微生物与地上植被、土壤环境的相关性进行分析。结果表明,退化高寒草地植物多样性、物种组成、地上植被盖度、草地生产力的变化引起土壤微生物数量发生变化,土壤微生物特别是细菌生理类群受土壤环境因子影响较大。江河源区退化高寒草地土壤中非有益性微生物功能群处于增加趋势,限制了土壤养分供给和转化能力,不利于草地土壤肥力维持和提高,给受损高寒草地,特别是“黑土滩”退化草地的生态恢复带来困难。因此,在修复受损高寒草地生态系统时,不仅要恢复地上部分的植被,而且要恢复地下部分的土壤微生物群落,重建土壤微生物生态系统。     

云南省巧家县石漠化区不同治理措施草地植被特征研究

以天然草地为对照,对云南巧家县尖山社不同治理措施(人工草地、改良草地、封育草地)下石漠化草地的物种组成、群落结构特征、植物种生物多样性和草地植被的年鲜草总产量等进行了比较分析。结果表明:封育草地物种数最多,改良草地次之,人工草地最少。4种草地共有植物种少,不同草地的优势种、亚优势种、伴生种或偶见种不同;人工草地优势种为多年生黑麦草Lolium perenne,改良草地为白三叶Trifolium repens,封育草地为西南委陵菜Potentilla fulgens。4种草地的Simpson多样性指数(D)、Shannon-Wiener多样性指数(H′)和丰富度指数均为封育草地天然草地改良草地人工草地,均匀度为封育草地改良草地天然草地人工草地;产草量和优良牧草比为人工草地改良草地封育草地天然草地;各类草地的产量和品质与其植物多样性指数间存在相反变化趋势;人工草地为最有效石漠化退化草地治理措施,其次是改良草地,封育草地治理效果较差。     

半干旱草甸草地不同处理下植被特征与土壤酶活性的变化

不同草地处理措施对植被和土壤会产生重要的影响。为探究不同草地处理措施对草甸草地的影响,以科尔沁草甸草地不同点为研究对象,设置围封（UNM）、围封+刈割（M）、围封+火烧（F）、放牧（G）4种处理,针对生长季土壤脲酶（S-UE）、碱性磷酸酶（S-AKP）、蔗糖酶（S-SC）活性和植被特征等开展研究,以探究草甸草地的最佳处理方式。结果显示：1）土壤酶活性随着土层深度的增加而降低,不同处理间的差异随着土层深度增加逐渐降低。2）放牧较围封处理,不同点植被高度、盖度、地上生物量和酶活性均降低,而丰富度指数增加。3）刈割较围封处理,不同功能群物种的补偿能力不同,禾本科的补偿能力大于菊科。4）火烧较围封处理,不同点植被高度、盖度、地上生物量、丰富度指数和3种水解酶活性均增加。5）多年刈割较放牧处理,植被高度、盖度和地上生物量和蔗糖酶、碱性磷酸酶活性均增加,丰富度指数和土壤脲酶活性均降低。综上所述,控制性火烧是半干旱地区草甸草地的最佳处理方式。     

刈割和封育对松嫩草原碱化羊草草地土壤跳虫群落的影响

应用类群数、个体密度和多样性指数等多个群落参数,研究刈割活动和围栏封育对松嫩草原碱化羊草草地土壤跳虫群落特征的影响.本研究共捕获土壤跳虫1 086只,分别隶属于8科18属.研究结果表明,围栏封育能够提高草地土壤跳虫的类群数、个体密度和多样性,其中个体密度提高最为迅速和显著;但长期刈割活动造成恶化的土壤理化环境对跳虫类群数量增长和群落食物网的复杂性与稳定性的提高制约是长期的;凋落物的存在与否对草地土壤跳虫群落有较大的影响,其中凋落物的累积有助于退化草地土壤跳虫群落的恢复,而凋落物的流失可能会使草地土壤跳虫群落进一步退化.     

封育年限对云雾山典型草原植物繁殖与植被更新的影响

研究封育年限对黄土高原典型草原繁殖更新的影响,为退化黄土高原植被恢复和生物多样性维持提供一定的理论依据。在云雾山自然保护区的实验区选取不同封育年限区(5,15,23,32 年)和放牧地(对照)草地作为试验样地,采用挖掘取样法进行草地繁殖更新的研究。结果表明:封育年限对后代繁殖更新苗的物种丰富度影响显著(P<0.05)。封育5年草地和封育15年草地的后代更新苗的物种丰富度与放牧地差异不明显(P>0.05),而封育23年草地和封育32年草地的后代更新苗的物种丰富度显著小于放牧地。封育年限对草地后代繁殖更新总密度、无性繁殖密度、根茎型、分蘖型、匍匐型和分枝型的繁殖密度均影响显著(P<0.05)。随着封育年限的增加,繁殖更新总密度和无性繁殖密度均呈递减趋势,根茎型和分蘖型密度均呈先升高后降低趋势,根蘖型和分枝型密度呈先降低后升高趋势,匍匐型的密度呈逐渐增加趋势,无性繁殖密度与有性繁殖密度之比呈先增加后降低趋势。植物群落密度与无性繁殖密度、繁殖更新总密度之间均呈正显著相关。在云雾山典型草原,短期封育有利于植物后代繁殖更新,长期封育反而不利于草地的繁殖更新,对退化草地封育5年最有利于植物的繁殖更新。植物无性繁殖密度的变化直接影响着繁殖总密度的变化,从而影响了植物群落的密度变化。     

川西北沙地植被恢复对土壤碳氮磷及生态化学计量特征的影响

本文以川西北退化草地植被恢复区自然放牧草地(NGG)、围栏封育沙化草地(FEDG)、自然灌丛草地(NS)和人工种植高山柳沙化草地(SCDG)为研究对象,通过植物群落调查与土壤理化性质的测定,探讨川西北自然与人工恢复沙化草地土壤碳氮磷及生态化学计量特征。结果表明,除土壤全磷储量外,所选草地植被类型在0~60cm土层土壤碳、氮、磷的含量、储量和比值都存在显著差异(P<0.05),土壤全磷含量高低顺序为NS>FEDG>NGG>SCDG,除氮磷比(N∶P)外,其余土壤指标高低顺序为NS>NGG>FEDG>SCDG,土壤全磷储量在NS显著高于其它类型(P<0.05)。4类植被类型的土壤全氮和全磷含量及NS和NGG的有机碳含量随土层深度增加而显著降低(P<0.05)。除N∶P外,NGG和NS的土壤碳氮比(C∶N)、碳磷比(C∶P)都随土壤土层深度的加深而显著降低(P<0.05)。自然灌丛草地比自然草地和人工植被恢复沙地具有更高的土壤养分含量,可作为沙地生态恢复模式进一步优化的参考。     

封育对干热河谷稀树灌草丛退化草地土壤种子库和植物多样性的影响

于2004年对金沙江干热河谷地区典型稀树灌草丛退化草地进行了围栏封育。在封育后第1年和第2年,以未围栏封育退化草地为对照,对草地土壤种子库和植被的物种组成、密度变化、多样性变化及土壤种子库与植被群落的相似性进行了调查和分析。结果表明,随着围栏封育年限的增加,土壤种子库密度和植物密度增加极显著（P〈0．001）,其物种组成主要以一年生草本为主。在围栏封育过程中,土壤种子库和物种丰富度明显下降,物种多样性降低,植被均匀性下降。随着封育年限增加,土壤种子库物种组成相似性指数和植被物种组成相似性指数均降低。     

封育三年对三种高寒草地群落土壤种子库的影响

选择青藏高原黄河源区封育三年的灌丛草地、小嵩草退化草地和黑土滩等3个高寒草地群落为研究对象,利用镜检法,对其土壤种子库的规模、物种组成、空间分布及与地上植被的相关性进行研究。结果表明,1)小嵩草退化草地、黑土滩、灌丛草地围栏内外土壤种子库密度分别为(9 938±1 780)粒/m²和(15 330±1 827)粒/m²、(4 074±459)粒/m²和(3 640±486)粒/m²、(9 879±1 453)粒/m²和(12 899±1 695)粒/m²,且只有小嵩草退化草地围栏内外表现出差异显著。2)3种高寒草地群落围栏内外土壤种子库物种数目差异不显著,但禾本科与莎草科种子在土壤种子库中所占的比例表现为围栏内＞围栏外,草地围栏能提高原生植被土壤种子库比例。3)各样地的土壤种子库的Shannon-Wiener多样性指数、Simpson多样性指数和Pielou均匀度指数有着相同的变化规律:黑土滩＞灌丛草地＞小嵩草退化草地;Margalef丰富度规律为:小嵩草退化草地＞黑土滩＞灌丛草地。3种高寒草地群落土壤种子库与地上植被的Sorensen相似性指数大小范围为0.32～0.64,变化为:黑土滩＞小嵩草退化草地＞灌丛草地,围栏内＞围栏外。4)土壤种子库主要集中在0～5 cm土层中,平均占土壤种子库的比例为88.56%。黑土滩群落围栏内外5～10 cm层土壤种子库种子数所占的比例要显著大于灌丛草地与小嵩草退化草地。围栏封育能够提高退化高寒草地土壤种子库数量,对退化草地的恢复有重要作用。     

锡林郭勒放牧草地封育后植被恢复过程的研究

通过对不同时期(1987、1997、2003年)围封禁牧的草地与自由放牧草地的对比试验,研究了封育后锡林郭勒典型草原的恢复过程,结果表明:围封禁牧对草原植被的盖度、地上生物量、净生产力都有显著的影响;随禁牧时间的增加,群落覆盖度及生物量都有明显的增加;随着封育时间的延长,草原生态系统的物种多样性和丰富度都表现出先上升后下降的趋势;长期封育不利于草地物种多样性的提高。     

基于群落结构及土壤理化性质对围封7年青藏高原东南缘高山草地的综合评价

过度放牧作为青藏高原长期存在的人为干扰方式,严重地破坏了高山草地生态系统的结构及其功能。简便有效的围栏封育方式广泛应用于退化草地的修复过程中,但其修复效果存在两面性,因此系统科学地评估草地围封后的质量状况至关重要。本研究针对围封7年的青藏高原东南缘退化高山草地,基于围栏与放牧处理之间的草地群落生物量、物种多样性及土壤理化性质的差异对比,对草地质量进行了综合评估。结果表明:1)通过围栏修复7年后,围栏内大部分土壤理化指标有所改善,但仅有硝态氮含量差异达到显著水平;2)围栏内地上生物量和凋落物量均显著高于放牧区,分别增加了35.73%和65.75%,而围栏内外的物种多样性无显著性变化;3)采用主成分分析法对土壤质量进行评估,发现围栏内土壤质量有所改善,其综合得分(0.1)高于放牧区(-0.02),同时利用草地各项指标的变化与其权重值之间的关系对草地进行综合质量评估,发现围封7年后草地综合质量得到一定程度的恢复(相对得分为0.209),更多归因于土壤理化性质的改善。研究表明,围栏7年后退化高山草地质量有所提高。针对其修复作用的时效性,需实际应用中定期评估草地的修复状况,以达到围栏的最优实施效果。     

伊犁河谷围封草地群落组成及植物多样性的变化

以伊犁河谷昭苏马场春秋牧场不同围封年限草地为对象,对围封条件下退化草地自然恢复过程中草地植被特征及物种多样性的变化进行了初步分析。结果表明,随着围封年限的延长和立地条件的改善,草地植物群落由未围封的异株百里香（Thymus marschalianus）+草原苔草（Carex liparocarpos）逐步向适应当地气候条件的针茅（Stipa capillata）+草原苔草（Carex liparocarpos）方向演进。随围封年限的延长,草地植物的群落高度、生物量围封5年时达到最大,之后降低;而群落盖度和优良牧草比例继续增加,围封6年时达到最大;丰富度指数围封6年时达到最大,与其它样地之间差异显著（P<0.05）;多样性指数和均匀度指数都是在围封1年时达到最大;优势度指数围封6年时达到最大;不同围封年限草地之间的相似性指数都在0.65以上;围封6年与围封5年草地的相似性指数最大,说明草地恢复到一定阶段后群落趋于稳定,未围封草地受放牧干扰,物种变化波动较大,与围封草地群落的相似性指数较小。