有机肥改变了退化人工草地微生物群落网络结构和潜在功能

以环青海湖地区的退化人工草地为研究对象,探究施有机肥对土壤微生物群落中不同物种之间的相互作用以及物种功能特征的影响。结果表明：施有机肥显著改变了退化人工草地植被盖度及土壤理化性质(P<0.05)。同时,也改变了草地土壤微生物群落物种组成和结构,对细菌群落而言,施有机肥降低了绿弯菌门(Chloroflexi)、巴纽尔斯菌门(Balneolaeota)、螺旋体门(Spirochaetes)和Candidatus Saccharibacteria的相对丰度(P<0.05),增加了Gp7和不动杆菌属(Acinetobacter)的相对丰度(P<0.05),而对真菌群落相对丰度的改变不显著。单边网络结构在施用有机肥后表现出更为复杂和紧密的关系,且改变了人工草地微生物网络结构中的核心物种。本研究结果表明施用有机肥会对退化人工草地土壤微生物群落结构以及物种相互作用产生更大的影响、提供了建立恢复草地微生物动态变化的重要见解。     

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。     

川西北退化草地土壤微生物数量与区系研究

通过对三种不同程度退化草地土壤微生物区系和数量的比较分析研究，结果表明不同程度的退化草地在土壤微生物种类与组成、优势菌群与数量等方面有较大差异，种类与数量有随退化程度增高而减少的趋势；三种退化草地土壤微生物数量以细菌占绝对优势，真菌和放线菌较少，并有明显的垂直分布和季节变动规律。     

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。     

江河源区高寒草地土壤微生物数量特征

采用土壤微生物的常规培养方法对青藏高原江河源区不同退化程度高寒草地土壤微生物的数量特征进行了分析。结果表明(1)土壤中微生物3大类群,及微生物总数在未退化高寒草地的数量大于退化高寒草地,差异显著(P<0.05),中度与重度退化草地间差异不显著(P>0.05);(2)分析地6个微生物生理类群中,硝化细菌、好气性固氮菌、嫌气性固氮菌、好气性纤维分解菌的数量随草地的退化而减少,未退化草地与退化草地间的数量差异显著(P<0.05),反硝化细菌、嫌气性纤维分解菌的数量则随草地退化而增加;(3)退化高寒草地土壤微生物数量以细菌占绝对优势,土壤微生物数量变化总体上反映了高寒草地退化的状况,但是与草地退化的关系应该结合地上植被、土壤环境进行综合分析。     

混播人工草地退化演替过程中某些群落结构特征的研究

对人工草地退化过程的植被组成、作用和群落综合特征的动态变化规律的研究,结果表明,１．多年生黑麦草与白三叶混番人工草地具有一定的脆弱性和不稳定性,过牧后逐渐向天然植被演替,但目前仍处于演替的先锋阶段。２．在演替过程,多年生黑麦草和白三叶的地上生物量、密度和密度明显下降,而入侵杂草则呈上升趋势。群落主要种的优势地位发生明显的替代变化。３．杂草入侵的种类和数量取决于放牧强度,在极度退化阶段的杂草入侵种类     

“黑土滩”退化草地、高寒湿地及其交错区植物群落结构多样性

采用样方调查方法研究了青藏高原江河源区"黑土滩"退化草地、高寒湿地及其二者交错区的植物群落结构及其多样性。结果表明,交错区植物群落多样性最高,"黑土滩"退化草地植物群落多样性明显高于高寒湿地植物群落多样性。高寒湿地植物群落中以莎草科植物占优势,"黑土滩"退化草地则以毒杂草占绝对优势,交错区可食性杂草类群较多。从3种植物类型区物种构成变化看,尽管3者互相毗邻,但是"黑土滩"可能是其他高寒植被类型退化演替而形成,不能证明"黑土滩"与其临近的高寒湿地存在群落发生学关系。以毒杂草构成为主的"黑土滩"次生植被则对其周边高寒湿地具有明显的侵入性和生态胁迫,因此必须加强对江河源区"黑土滩"退化草地的治理。     

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。     

祁连山高寒草地不同退化程度植物群落结构与物种多样性研究

为祁连山康乐草原生产力恢复与提高提出有效措施、生物多样性保护和资源可持续利用提供理论依据,采用样方法对祁连山高寒草地不同退化程度植物群落结构和土壤特性进行调查、测定和分析,并运用5个多样性指标(Margalef丰富度指数、Dominance优势度指数、Simpson多样性指数、Evenness均匀度指数和Shannon多样性指数)研究了其物种多样性变化。结果表明:1)轻度退化草地(LDG)-中度退化草地(MDG)-重度退化草地(SDG),不同退化草地植物群落特征(密度、高度、频度、总盖度和地上生物量)整体呈现降低趋势且差异显著(P<0.05),表现为LDG>MDG>SDG;2)研究区植物共15科35属39种,其中豆科、蔷薇科、禾本科、菊科和莎草科中的植物均具备较强生态适应性,各退化程度草地植被型分别为草地早熟禾+珠芽蓼、赖草+矮生嵩草、矮生嵩草+赖草,其中禾草是群落的优势种;3)高寒草地功能群植物呈现杂类草最多,禾草类次之,毒草类占有比例最少,其中在不同退化草地杂类草、毒草类重要值分别为75.14%(SDG)>48.67%(LDG)>30.05%(MDG)、20.81%(LDG)>18.01%(SDG)>17.11%(MDG);4)不同退化草地群落物种优势度指数在重度退化草地最高为0.23,而轻度退化草地物种Margalef丰富度指数最高为2.64、Shannon多样性指数最高为2.09;5)随退化程度加重,土壤全磷、全氮、有机质和含水量呈现下降的趋势,pH呈升高的趋势,且不同退化草地土壤环境因子含量对植被生长贡献率不同。综上所述,随着康乐草地退化程度增加群落结构向单一趋势演替且环境限制因子也发生相应变化。     

天山北坡退化草地土壤环境与微生物数量的关系

通过对天山北坡退化草原微生物区系的试验,研究微生物区系与退化程度、与土壤水分系数的关系。结果表明,未退化草原土壤中微生物总数量最多,中度退化草原土壤中的微生物总数量最少。退化草原微生物区系中10～20cm土壤层的微生物数量比0～10cm土壤层的微生物数量多。微生物区系中,真菌数量与土壤速效钾、有效磷、全磷呈显著正相关,与氮微弱正相关,与土壤容重、密度呈显著正相关。细菌、放线菌数量与pH值呈极显著正相关。极度退化土壤的碱解氮、全氮、速效钾、全钾、有效磷、全磷、有机质、总盐含量、pH均最大。     

北京西北浅山区退化草地植被恢复对土壤微生物群落多样性的影响

为了揭示退化草地生态系统恢复过程中土壤微生物群落对植被恢复的响应变化,本研究以补播建植6年的紫花苜蓿(Medicago sativa L.)草地(AF)和无芒雀麦(Bromus inermis Leyss.)草地(SB)为研究对象,采用高通量测序的方法分析土壤微生物细菌和真菌(群落多样性)在不同草地群落中的特征,结合地上植物多样性和土壤理化性质的变化,研究植被恢复对土壤微生物群落多样性的影响。结果表明：无芒雀麦和紫花苜蓿草地的土壤微生物量碳含量和微生物量氮含量要显著高于自然演替地(P<0.01);2种人工草地(AF,SB)中土壤真菌和细菌的OTU数量显著地高于自然演替地(CK)(P<0.01);不同植被恢复群落间的土壤细菌和真菌群落的β多样性差异显著。本研究结果表明利用紫花苜蓿和无芒雀麦进行植被恢复均对土壤微生物群落产生了显著的影响,且不同植被类型对土壤细菌和真菌的群落结构影响不同。     

生物有机肥对川西北退化草地群落结构和生产性能的影响

为了解天然退化草地植物群落物种多样性和地上生物量对生物有机肥的响应,本试验以川西北天然退化草地（轻度退化、重度退化）为研究对象,采用完全随机试验设计,通过测定植物群落物种数、植株高度、盖度和频度以及地上生物量和牧草品质,探究生物有机肥对退化草地物种多样性及其生产性能的影响。结果表明：生物有机肥可以提高植株高度、盖度,增加草地植物群落中物种数量,改善草地植物群落结构和提高群落稳定性;有机肥使轻度退化草地牧草产量提高了2.05倍（P<0.01）、粗蛋白含量和总磷含量比对照分别增加46.32%和69.89%;使重度退化草地（沙化地）牧草产量提高1.83倍（P<0.01）,粗蛋白含量和粗脂肪含量分别比对照提高63.23%和22.73%,且在两种退化草地中均显著降低了中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维的含量（P<0.05）,提高了牧草的适口性和消化率。     

祁连山区退化草地植被群落结构特征的研究

在以针茅和扁穗冰草为优势种的山地草原,由于放牧强度的加大,狼毒的个体数量及其在群落中的作用加强。伴随着狼毒分盖度的增加,针茅和扁穗冰草的地上生物量、密度、盖度和重要值明显下降,毒杂草呈上升趋势。草地的Shannon＿Wiener多样性指数和Pielou均匀度指数随狼毒生物量的增加呈现出由低到高再到低的变化趋势,Simpson优势度指数则呈现出相反的变化趋势;植物群落主要种的优势地位发生了明显的变化,狼毒由伴生种成为优势种,天然草原由禾本科牧草为优势种的顶级群落演替为狼毒为优势种的植被群落。初步提出了恢复该类退化草地生产力水平的对策。     

三江源区退化人工草地、“黑土滩”和天然草地植物群落物种多样性

为深入研究人工草地方法在治理青藏高原"黑土滩"的作用,从植物群落物种组成角度分析了三江源区退化的人工草地分别与"黑土滩"退化草地和未退化的天然草地之间的接近程度。结果表明:退化人工草地、"黑土滩"和天然草地中,平均物种数分别是29,32和35种。退化人工草地中禾本科重要值占群落总量的21%,"黑土滩"中杂类草重要值占群落总量的88.2%,天然草地中禾本科和莎草科的重要值占群落总量的37.4%。草地群落的Shannon-Wiener指数、Simpson优势集中性指数和Pielou均匀度指数都是天然草地"黑土滩"退化人工草地。Sorensen指数和Jaccard指数表明退化人工草地和"黑土滩"群落的相似性最大,"黑土滩"和天然草地的次之,退化人工和天然草地的相似性最小。退化人工草地中毒杂草比例较"黑土滩"中少10%左右。表明人工草地措施在一定程度上促进了"黑土滩"退化草地植物群落的恢复性演替。     

不同封育年限对退化草原土壤理化性质和微生物的影响

为促进退化草原的恢复和重建工作,试验以不围栏封育作为对照,设置围栏处理1年、3年和5年,以研究不同封育年限对退化草原土壤理化性质和微生物数量的影响.结果表明:土壤容重、土壤pH值和EC值(电导率)随着封育年限的增加逐渐降低,随土层深度的增加而增加;土壤孔隙度和毛管持水量随着封育年限的增加而逐渐增加;土壤有机质含量、土壤...     

青海湖北岸退化草地和封育草地中钾、钙、镁等矿质常量元素特征

矿质元素是植物生长发育必需的营养,为明确其在退化草地植物中发生的变化,选择青海湖北岸同类型退化草地和围栏封育草地为试验样地,通过对各类型草地植物中钾、钙、镁等矿质元素的对比分析,阐述退化草地和封育草地植物中矿质元素特征,揭示草地退化与其中矿质元素营养之间的相关关系。结果表明:退化草地与封育草地上植物和土壤中矿质元素含量具有明显差异,退化草地较封育草地上植物和土壤中矿质元素营养具有蓄积增加的趋势,这是草地退化的结果,是退化草地"加速"退化的原因,是生物矿质元素营养的一种"饥饿效应",也是生物对环境变化的一种"应急"响应。随着海拔高度的逐渐增加,青海湖北岸自南向北退化草地植物中矿质元素营养蓄积具有逐渐增大的特征,因为海拔低处的自然环境更有利于大多数植物的生长发育。     

环青海湖地区两种引种禾本科牧草根际真菌群落对有机肥的响应

本研究以环青海湖地区引进的两种禾本科牧草‘川草2号’老芒麦(Elymus sibiricus‘Chuancao No.2’)和‘阿坝’垂穗披碱草(Elymus nutans‘Aba’)为研究对象,通过田间试验,采用ITS rDNA Illumina高通量测序技术和分子生态网络的方法,分析施用有机肥后两种牧草生长及根际真菌群落结构变化。结果显示,与对照相比,有机肥显著增加两种牧草的地上及地下生物量,降低牧草茎叶比(P<0.05);有机肥处理改变了土壤理化性质,提高全氮(TN)和有机碳(SOC)含量(P<0.05),降低土壤pH。土壤真菌群落结构表明：有机肥降低老芒麦根际主要优势菌和次要优势菌的相对丰度;提高披碱草根际赤霉菌(Gibberella)、内生真菌属(Preussia)相对丰度。RDA结构显示pH和SOC是驱动微生物变化的主要环境因子(P<0.01),有机肥添加重新构建了土壤真菌群落间的网络关系。高寒地区短期施加有机肥明显促进牧草生长,提高土壤肥力,改变微生物群落结构。     

三江源区土地利用方式对草地植物生物量及土壤特性的影响

以三江源区高寒草甸草原、退化高寒草甸草原、退化高寒草原和人工草地4种土地利用方式为研究对象,研究了不同土地利用方式的地上、地下生物量,土壤容重和土壤主要养分有机碳、全氮、全磷、有效氮和有效磷含量,结果表明总生物量的排序为高寒草甸草原 >退化高寒草原 >退化高寒草甸草原 >人工草地,退化草地和人工草地的生物量明显降低,尤其是地下生物量,退化高寒草甸草原、退化高寒草原和人工草地的地下生物量分别为高寒草甸草原的31.9%,54.8%和13.9%,总生物量分别仅为高寒草甸草原的32.8%,49.4%和29.5%。人工草地的表层土壤容重显著降低,而退化对土壤容重没有明显影响,3种天然土地利用方式土壤容重在土壤剖面的变异也不明显。4种类型草地土壤碳氮磷养分含量均处于很低的水平,退化主要造成表层土壤碳氮的严重损失,平均分别损失了53.0%和52.4%,4种利用方式土壤有效氮和有效磷含量极低,而退化对土壤的全磷和有效磷影响不大。     

人工补播对退化高寒草甸土壤真菌群落特征的影响

为明确退化高寒草甸土壤真菌物种组成、群落多样性及功能结构等对补播的响应变化规律,本研究采用高通量基因检测技术对青藏高原中度退化及人工补播草地土壤真菌群落特征及其调控因子等进行了研究。结果显示：退化草地补播后土壤真菌特有OTUs增加,子囊菌门真菌丰度升高,被孢霉菌门和担子菌门真菌丰度降低;补播提高了退化草地土壤真菌Chao1指数,而对真菌Shannon指数和Simpson指数无明显影响;退化草地与补播草地间土壤真菌群落结构差异显著,补播后土壤病理型、病理-腐生型及共生型真菌丰度降低,土壤真菌群落及功能结构发生明显改变;土壤pH、总有机碳含量、铵态氮含量、硝态氮含量、全磷含量、全钾含量和碳氮比对土壤真菌起主要调控作用。