土壤pH值变化对3种草原类型土壤碳氮磷生态化学计量特征的影响

酸碱性是土壤的重要化学性质,土壤pH值的升高和降低会影响土壤养分的分布及转化情况,进而影响群落组成及生态系统的功能.全球变化和人类活动降低了草原生态系统的土壤pH值,而不同草原类型的土壤碳氮磷生态化学计量特征对土壤pH值变化的响应尚不清楚.本研究以内蒙古自治区土壤酸碱性不同的荒漠草原、典型草原和草甸草原3种草原类型作为...     

辉河保护区温性草甸草原植被群落结构和碳储量对盐碱化的响应

为阐明草地盐碱化过程中草地植物群落结构及碳储量的变化,以辉河保护区内的天然草地、草地-盐碱地过渡带和盐碱地为研究对象,采用野外调查采样结合室内分析的方法进行测试研究。结果表明随着草地盐碱化加剧,植被群落结构组成趋于简单化;植被碳储量和生态系统碳储量均逐渐下降,表层土壤有机碳储量表现为过渡带>盐碱地>天然草地。植被碳储量的变化主要与地上植被类型、植被生长特性和土壤理化性质有关;表层土壤有机碳储量的变化主要是地上植被和土壤水分与不同盐碱化草地相互响应的结果,其中,pH会显著影响表层土壤有机碳储量(P<0.05);生态系统碳储量的变化受到植被更迭和土壤pH的影响。因此,温性草甸草原植被群落结构和碳储量均会受到草地盐碱化的影响。     

不同放牧方式对荒漠草原土壤碳氮储量及固持的影响

研究放牧对草地碳氮储量及固持的影响对草地科学管理具有重要意义。以宁夏荒漠草原为对象,研究了封育、自由放牧和暖季轮牧下0～40 cm土壤有机碳和全氮储量及碳氮固持特征。结果表明：1)经过5年放牧,土壤碳氮含量暖季轮牧最高,分别为5.66±0.32 g·kg-1和0.32±0.01 g·kg^-1,自由放牧最低。随土层的加深,有机碳含量在暖季轮牧处理中增加,封育和自由放牧变化不显著;氮含量3种处理垂直变化均不显著。自由放牧碳氮比最高,达到26.98±1.05,暖季轮牧最低。0～40 cm土壤碳氮储量表现为暖季轮牧>封育>自由放牧。2)以封育为对照,碳氮固持量和固持速率呈暖季轮牧>封育>自由放牧。3)Pearson相关性分析表明,土壤碳氮储量、固持与地上生物量呈显著相关性(P<0.05);与物种多样性呈极显著正相关(P<0.01,P<0.001)。研究认为,从土壤碳氮储量及固持考虑,暖季轮牧的草地利用方式更有利于研究区荒漠草原碳汇能力提升和草地持续发展。     

青海省森林林下草本层化学计量特征及其碳储量

为阐明青海省森林生态系统林下草本层化学计量特征和碳密度分布格局,基于2011年青海森林资源野外样方调查和室内分析,评估了青海省7个优势种(白桦、白杨、红桦、青杄、山杨、圆柏、云杉)林下草本层的化学计量特征(C、N、P;C∶N、C∶P、N∶P)以及碳密度的差异。同时,估算了青海省7个优势种林下草本层碳储量大小。结果表明,草本层地上碳含量圆柏林[(419.9±1.44) g·kg^-1]显著高于其他林型,但是地下碳含量[(364.6±8.33) g·kg^-1]显著低于其他林型;氮含量均表现出圆柏和云杉林显著高于其他林型;磷含量在不同林型间差异不显著。圆柏林和云杉林林下草本层C∶N、C∶P显著低于其他林型,而N∶P显著高于其他林型。此外,林下草本层地上和地下生物量、碳密度均表现出圆柏林显著高于其他林型。根据青海省7种优势树种化学计量特征与碳密度的相关性分析,发现草本层碳密度与其化学计量特征有相关性,可以根据碳含量推算碳密度。将海拔作为环境因子考虑,发现圆柏和云杉林下草本层碳密度分布于较高海拔,其他树种则分布于较低海拔。因此,理解养分元素在草本层“地上-地下部分”之间的生态化学计量特征,以及估算草本层的碳储量,对于揭示青海省森林生态系统的养分状况和生物化学循环过程极为重要。     

内蒙古鄂温克族自治旗温性草甸草原土壤含水量动态变化与气候因子的关系

对内蒙古东北部鄂温克族自治旗1990—2017年气象数据与温性草甸草原土壤含水量数据进行了分析,并对土壤含水量的动态变化与气候因子之间的相关关系进行了研究。结果表明,研究区域1990—2017年4—10月平均气温以0.47℃/10年的速度上升;4—10月降水量以28.3 mm/10年的速度下降;各层土壤含水量与日照时数、温度、相对湿度相关性很小;与降水量之间均呈极显著正相关(P<0.01);0～10、10～20、20～30、30～40、0～50 cm土层的土壤含水量与蒸散量达到极显著负相关(P<0.01),40～50 cm土层的土壤含水量与蒸散量达到显著负相关(P<0.05)。根据相关性分析,选取蒸散量与降水量(4—10月)为土壤含水量的主要影响因子,并建立了回归方程。     

青海省祁连县高寒草甸草原土壤有机碳分布特征

为了评价青海省祁连县高寒草甸草原有机碳的分布特征,本研究以祁连县海拔2 963-3 392m范围内高寒草甸草原为研究对象,采用野外调查取样结合室内分析的方法,分析了祁连县高寒草甸草原0-50cm土层土壤有机碳的分布规律。结果表明,土壤有机碳含量随着土层深度的增加而显著减少(P0.01),表现为0-1010-2020-3030-4040-50cm;土壤有机碳密度和土壤有机碳储量同土壤有机碳含量分布有相同的趋势;土壤有机碳与地上生物量和植被盖度呈极显著(P0.01)正相关关系,表明土壤有机碳含量随着盖度和地上生物量的增加而增加。土壤有机碳含量与土壤容重呈极显著(P0.01)负相关关系;相反,随着土层深度的增加,土壤含水量逐渐减少,土壤有机碳含量与土壤含水量呈极显著(P0.01)正相关。     

三江源区不同海拔高寒草原土壤养分及化学计量特征

为探究海拔变化对高寒草原土壤养分及化学计量特征的影响,本试验在青海省南部三江源区选取了5个海拔梯度（2 512,3 005,3 490,3 977和4 493 m）的高寒草原样地,对各样地地上生物量、植物群落特征及不同土层土壤理化性质进行分析。结果表明：在该研究区随着海拔的升高,植物Shannon指数增加,土壤容重先上升后下降;土壤中碳、氮、磷含量变化范围分别是：11.33~71.66 g·kg^-1,0.71~4.47 g·kg^-1,0.30~1.05 g·kg^-1;土壤的碳、氮含量先增后降,磷呈上升趋势;土壤中C/N,C/P,N/P范围分别为13.65~21.35,39.37~90.58,2.88~4.24,均随海拔的增加先升后降,在海拔3 490 m处达到最高。相关性和主成分分析表明,海拔与土壤中氮和磷含量呈现极显著正相关（P<0.01）,和N/P呈现极显著负相关（P<0.01）。研究区高寒草原植物生产力主要受氮素的影响。     

放牧强度对内蒙古温性草甸草原土壤碳、氮及其转化的影响

在锡林郭勒盟西乌珠穆沁旗温性草甸草原研究不同放牧强度(禁牧、轻度放牧、中度放牧、重度放牧)对土壤含水量、容重、全碳、全氮、全磷、总有机碳和硝态氮含量的影响及土壤碳、氮转化特征。结果表明：(1)随着放牧强度增加,温性草甸草原地下生物量呈现下降趋势,表层(0～10cm)土壤容重降低,而深层(10～40cm)土壤容重增加;(2)轻度放牧导致土壤全碳、全氮和全磷含量增加;放牧导致总有机碳和硝态氮向深层土壤的转移量增加,总有机碳含量在轻度放牧和中度放牧呈增加、重度放牧呈降低的变化趋势;表层(0～10cm)土壤硝态氮含量极显著增加,重度放牧其含量最高,深层(10～40cm)土壤养分含量均为重度放牧最高;(3)随放牧强度增加,土壤容重、总有机碳、硝态氮含量、碳氮比、碳磷比和氮磷比与其他指标相关性增加。综上,随着放牧强度的增加,轻度和中度放牧对温性草甸草原土壤碳、氮的影响较大,重度放牧时呈稳定或下降趋势。     

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。     

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。     

不同材质可降解无纺布覆盖种植对高寒人工草地土壤碳氮磷化学计量特征的影响

为研究不同材质无纺布覆盖对高寒人工草地土壤碳氮磷化学计量特征的影响,选择5种常用生态修复草种,比较了5种可降解无纺布材料覆盖对其种植后土壤碳氮磷含量的影响.结果 表明:白色厚羊毛纤维无纺布覆盖显著增加了星星草0～20 cm土层13.21％的土壤总氮和15.32％的有机碳含量;白色薄羊毛纤维无纺布显著增加了其0～20 c...     

氮、磷添加对青藏高寒草甸土壤碳氮磷化学计量特征影响的Meta分析

为了解青藏高原高寒草甸土壤碳(Carbon,C)、氮(Nitrogen,N)、磷(Phosphorus,P)化学计量特征对氮、磷添加的响应,提高养分管理水平及草地生态系统的养分平衡。本研究严格筛选出21篇文章(612项数据)进行Meta分析,通过亚组分析分析了不同施肥方式(氮添加、磷添加、氮磷添加)、不同施肥强度(轻度、中度、重度)对青藏高原草地土壤C,N,P化学计量特征的影响。研究结果表明：养分添加显著增加了青藏高原草地土壤C,N,P含量;氮添加对土壤的增加效应随施肥强度增加而增加,磷轻度施肥(20g·m^-2以下)处理、氮磷添加轻度施肥处理下的土壤C,N,P含量及化学计量比增加效果最好。本研究结果总体反映出氮、磷添加对青藏高原高寒草甸土壤产生积极影响,研究结果可为青藏高原草地生态系统的保护提供科学依据。     

荒漠草原植物和土壤碳氮养分含量对不同载畜率的响应

以内蒙古短花针茅(Stipa breviflora)荒漠草原为研究对象,基于围封19年的长期放牧试验平台,设置4个载畜率水平,分别为对照(CK)0、轻度放牧(LG)0.91、中度放牧(MG)1.82、重度放牧(HG)2.71羊单位·(hm²·0.5a)^-1,测定并分析2021年8月植物生长高峰期优势植物及土壤的碳、氮养分含量。结果表明：与对照相比,载畜率的增加降低植物香农维纳指数、辛普森指数;轻度、中度和重度载畜率显著降低植物碳库氮库。随着载畜率增大,土壤铵态氮含量在中度载畜率时含量最高;与对照相比,重度载畜率显著增加土壤硝态氮含量,显著降低土壤全碳、全氮和土壤有机碳含量;中度和重度载畜率显著增加了土壤的pH值。表明在荒漠草原,高载畜率会降低植物多样性水平和碳、氮养分归还能力,增加土壤碳、氮含量的流失,进而造成了土壤全碳、全氮含量的降低,有机碳的累积转化受阻。     

温性荒漠化草原不同放牧强度下土壤酶与肥力的关系

为揭示放牧扰动下土壤养分供给水平的变化,对温性荒漠化草原不同放牧强度下土壤酶活性与肥力因子的关系进行了研究。结果表明:除对照区外,随放牧强度的增加,土壤容重增大;各层土壤含水量、全氮、速效氮、有机质和速效磷均随放牧强度的增加而下降,且随土层深度的加深含量递减;各层土壤速效钾则随放牧强度的增加表现"低-高-低-高"的变化趋势,随土层深度的增加含量递减(P<0.01);放牧区土壤呈弱碱性;除0~10 cm土壤过氧化氢酶和碱性磷酸酶随放牧强度的增加有增加趋势外,其他各层土壤3种酶活性均为LG>MG>CK>HG,与土壤主要肥力因子表现出相同的变化趋势,除个别土层外,3种酶土体层次间差异不明显。相关分析表明,土壤3种酶间、3种酶与土壤主要肥力因子间相关显著(P<0.05)或极显著(P<0.01),说明土壤酶可以用来表征土壤肥力状况;主成分分析同样得出土壤脲酶、碱性磷酸酶和过氧化氢酶活性与土壤肥力之间具有良好的相关性,可以用来指示草原退化与恢复状况。     

不同草原类型土壤有机碳和全氮的差异

对典型草原和荒漠草原的土壤有机碳（OC）和全氮（N）进行的比较分析结果表明：两种草原土壤SOC和TN含量差异显著,且典型草原的SOC和TN含量高于荒漠草原;在0～20cm土层内,两种草原的SOC和TN含量随土壤深度的增加呈下降趋势.典型草原的气候、植被及土壤质地状况优于荒漠草原,可能是导致上述结果的可能原因.     

不同草原类型土壤有机碳和全氮的差异

对典型草原和荒漠草原的土壤有机碳(SOC)和全氮(TN)进行的比较分析结果表明:两种草原土壤SOC和TN含量差异显著,且典型草原的SOC和TN含量高于荒漠草原;在0~20cm土层内,两种草原的SOC和TN含量随土壤深度的增加呈下降趋势。典型草原的气候、植被及土壤质地状况优于荒漠草原,可能是导致上述结果的可能原因。     

不同补播配置模式对宁夏荒漠草原土壤有机碳和全氮储量的影响

以不同人工补播配置模式(禾本科牧草混播、豆科牧草混播、禾本科+豆科牧草混播、禾本科牧草+豆科牧草+小灌木混播及封育未补播)为研究对象,研究补播不同牧草配置模式对宁夏荒漠草原土壤有机碳和全氮储量的影响.结果表明:在0～10cm和10～20cm土层间,禾本科牧草混播模式土壤有机碳和全氮含量最高;在20～40cm土层,封育未...     

山西主要草地类型土壤有机碳储量及其垂直分配特征

对山西暖性灌草丛、暖性草丛、温性草原和温性山地草甸4种主要类型草地土壤0~5cm、5~10cm、10~20cm、20~30cm、30~50cm、50~70cm和70~100cm不同垂直剖面有机碳密度及碳储量的分配特征进行研究,结果表明:山西4种主要草地土壤有机碳含量在107.98~145.62g/kg之间,平均为131.42g/kg。土壤有机碳密度平均为6.78kg/m^2,暖性草丛类最高,为7.25kg/m^2,其次为暖性灌草丛类和温性草原类,温性山地草甸类最小,为6.32kg/m^2。4种主要类型草地土壤有机碳表聚性明显,表层土壤有机碳占总有机碳的比例分别为52.85%、49.12%、46.79%和50.36%。随土层深度的增加,土壤有机碳含量逐渐降低,但不同类型草地减少的程度不同。草地土壤有机碳密度随土层深度的增加逐渐增大,暖性类草地0~100cm土层平均土壤碳密度均高于温性类草地。4种主要草地土壤总碳储量为257.39Tg。     

东祁连山不同高寒草地类型土壤表层碳、氮、磷密度特征

在青藏高原东祁连山以杜鹃灌丛、高山柳灌丛、金露梅灌丛、珠芽蓼草甸、禾草草地、沼泽草地和嵩草草地为研究对象,对土壤理化性质和土壤碳、氮、磷密度进行了研究.结果表明:2005年土壤表层碳、氮、磷密度分别介于4.66kg/m2～6.63 kg/m2、 0.31kg/m2～0.59 kg/m2和0.07kg/m2～0.16kg/m2,2006年分别介于5.27kg/m2～6.84kg/m2、0.40kg/m2～0.51 kg/m2和0.10kg/m2～0.20kg/m2;土壤碳、氮和磷密度受植物群落和根系分布特征影响,样地间及土层间差异明显.