人工湖对沽源退化草地土壤碳、氮、磷的时空影响北大核心CSCD

在退化草地上建造人工湖泊,可以使人工湖泊与毗邻退化草地形成近湿地生态系统,从而可能改善毗邻退化草地的生态环境,积极影响退化草地土壤中养分的流动,加快退化草地的修复。本研究分析了人为建造人工湖泊后3年内(2014年、2015年、2016年)湖泊毗邻的退化草地土壤碳氮磷在离湖距离(10m、60m、100m、150m、250m、600m)上的时空动态变化。结果如下:距离上,土壤有机碳、全氮、全磷在上层土壤(0~10cm和10~20cm)中与距离有显著(P<0.05)的线性关系,呈逐渐降低的趋势,说明在建湖3年这个短时期内,土壤养分(有机碳、全氮、全磷)形成了一个近湖效应,即靠近湖的养分含量高。年际间,自建湖后土壤全磷随着年数的增加在各个土层均显著降低。土壤养分(有机碳、全氮、全磷)在建湖初期2014年在距离上特异性较大,经过建湖3年后,2016年时在距离上的特异性减弱。这些结果表明,人工湖影响毗邻退化草地土壤中养分流动,尤其在距离上有显著的影响并表现出一定的规律性。建湖对毗邻退化草地的养分产生一定的影响,表明人工湖对放牧草地产生一定的积极效应。     

不同退化程度草地土壤碳、氮对人工湖的时空响应

在不同退化草地上建造人工湖泊,可能会改善毗邻退化草地的生态环境,影响退化草地土壤中养分的流动,加快退化草地的修复。本研究分析了建造人工湖泊后3年内(2014–2016年)湖泊毗邻的不同退化程度草地土壤含水量及碳、氮含量在不同湖距(10、60、100、150、250和600 m)上的动态变化。结果表明,在建湖3年这个短时期内,不同退化草地土壤含水量和土壤养分(有机碳、全氮)形成了近湖效应,即近湖区土壤含水量和养分含量高。轻度、重度退化草地土壤含水量在建湖3年后差异性被削弱。上层土壤(0–10 cm)含水量、有机碳和全氮含量高于下层土壤(10–20 cm),重度退化草地养分低于轻度退化草地。2016年,距湖150 m处土壤全氮含量表现为重度退化草地(2.03 g·kg–1)小于轻度退化草地(2.78 g·kg–1)。2016年重度退化草地土壤距湖10、60、150和250 m处的有机碳含量分别增加了10%、44%、48%和54%;轻度退化草地土壤有机碳仅在距湖10 m处随年际的推移而增加了53%。综上,人工湖影响毗邻退化草地土壤中养分流动,尤其在距离上有显著的影响,并表现出一定的规律性。     

人造湖对毗邻退化草地土壤含水量、电导率和pH的影响

湖泊作为湿地生态系统的一种重要组成,具有保护和改善生态系统环境的生态效应。以毗邻人工湖的持续放牧的退化草地为研究对象,评估人工湖泊对退化草地土壤理化性质的影响,为改善退化草地提供理论依据。试验结果如下: 1) 毗邻退化草地土壤理化性质对人工湖在距离和深度上产生不同的响应。土壤含水量在距离上随着离湖距离的增加显著降低,0~10 cm土层含水量从距湖10~600 m,降幅分别达到50%(2014年)、48%(2015年)和58%(2016年)。土壤pH则表现相反的趋势。土壤电导率(EC)在距离上先升高,在距湖100 m处达到最大后降低。土壤水分、pH和距离有显著的线性关系,在0~10 cm土层相关系数分别达到70%和50%。2) 在建成湖的3年(2014-2016年)间,表层(0~10 cm)土壤随着建湖年限的增加土壤电导率显著降低,其中距湖10 m处,2016年相对2014年降低了59%。下层土壤(特别是20~40 cm土层)随着建湖年限的增加土壤电导率显著升高,说明土壤盐分自建湖后从表层向下层运移。上层土壤的pH在年际间有显著的降低趋势。综上所述,表明在退化草地上建造人工湖泊后对退化草地的土壤理化性状产生一定的积极作用。     

人造湖对毗邻退化草地土壤含水量、电导率和pH的影响

湖泊作为湿地生态系统的一种重要组成,具有保护和改善生态系统环境的生态效应。以毗邻人工湖的持续放牧的退化草地为研究对象,评估人工湖泊对退化草地土壤理化性质的影响,为改善退化草地提供理论依据。试验结果如下:1)毗邻退化草地土壤理化性质对人工湖在距离和深度上产生不同的响应。土壤含水量在距离上随着离湖距离的增加显著降低,0~10cm土层含水量从距湖10~600 m,降幅分别达到50%(2014年)、48%(2015年)和58%(2016年)。土壤pH则表现相反的趋势。土壤电导率(EC)在距离上先升高,在距湖100m处达到最大后降低。土壤水分、pH和距离有显著的线性关系,在0~10cm土层相关系数分别达到70%和50%。2)在建成湖的3年(2014-2016年)间,表层(0~10cm)土壤随着建湖年限的增加土壤电导率显著降低,其中距湖10 m处,2016年相对2014年降低了59%。下层土壤(特别是20~40cm土层)随着建湖年限的增加土壤电导率显著升高,说明土壤盐分自建湖后从表层向下层运移。上层土壤的pH在年际间有显著的降低趋势。综上所述,表明在退化草地上建造人工湖泊后对退化草地的土壤理化性状产生一定的积极作用。     

人工湖对毗邻放牧草地土壤理化性质和植物特征的短期影响

试验以人工湖泊毗邻的放牧草地为研究对象,测定人工湖对放牧草地土壤理化性质和植被特征的影响,为放牧草地的改良提供一定的科学基础和理论依据。3年的研究结果表明:随着湖距的增加,土壤含水量、土壤pH值呈降低趋势,土壤电导率(EC)值呈现增加趋势。其中土壤含水量、土壤电导率在0～10cm土层最高,并随土层加深逐渐降低;pH在不同土层间无明显差异。在建湖3年后,距湖区较远的表层土壤含水量高于相同距离下建湖初期的。距湖越近,植被生长状况越好,其生物量、盖度、多样性均有所增加。     

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。     

退化高寒草甸优势植物根际与非根际土壤养分及微生物量的分布特征

根际是一类特殊的微生态系统,对研究土壤与植物群落间的相互作用具有重要意义。本研究旨在探讨高寒草甸退化过程中根际与非根际土壤的养分和微生物量分布特征,以及优势植物根际养分富集的相关性和差异性。结果表明：不同退化程度条件下,根际土壤中微生物量碳、氮、磷和养分含量显著高于非根际土壤（P<0.05）,且随退化程度加剧呈逐渐下降趋势;随高寒草甸退化程度的加剧,根际微生物量的碳、氮、磷和养分均出现富集效应,其富集率表现为重度退化草地 > 中度退化草地 > 轻度退化草地 > 未退化草地;由相关分析可知,根际与非根际土壤中微生物量碳和微生物量氮与全磷、全氮和有机碳之间均呈极显著正相关关系（P<0.01）。综上所述,草地退化过程中土壤的有效养分和微生物量在植物根际存在富集和活化现象,这对于人们进一步认识和调控根际的养分循环具有重要意义。     

三江源区不同利用方式草地生物量及土壤养分特征

以三江源区玛多县高寒草原、退化高寒草原和垂穗披碱草人工草地为研究对象,研究了不同土地利用方式对地上、地下生物量以及土壤有机碳、全氮、全磷、有效氮、有效磷含量的影响。结果表明:总生物量的高低排序为高寒草原人工草地退化高寒草原,人工草地和退化高寒草原的总生物量分别仅为高寒草原的32.9%和22.8%,人工草地对地上植被的恢复效果较好,地上部生物量最高,为高寒草原地上生物量的359.2%,但对地下生物量的恢复并不理想,0~10cm地下生物量仅为高寒草原的11.5%。3种利用方式草地土壤碳氮磷养分含量均处于较低水平;退化和人工种植草地0~10cm土层的有机碳、全氮、全磷、有效氮、有效磷含量明显较高,而10cm以下土层的各样分含量明显下降;退化对下层土壤的全磷和有效磷含量没有明显的影响,不同利用方式草地的全磷和有效磷含量在不同土层的变异也不明显。     

不同草地利用方式对土壤有机碳、全氮和全磷的影响

以青海省共和县塔拉滩封育芨芨草(Achnatherum splendens)草原、过牧芨芨草草原、取土坑、人工草地和农田为研究对象,对不同利用方式及不同深度下土壤有机碳、全氮、全磷含量进行了分析研究。结果表明:0～10cm和10～20cm土层土壤有机碳含量顺序均为封育芨芨草草原>退化过牧芨芨草草原>取土坑>农田>人工草地,说明退化和开垦均导致表层土壤有机碳含量的下降。在同一土层内,农田和人工草地(退耕地)的有机碳含量差异不显著(P>0.05)。在0～10,10～20和20～40cm的3个土层,农田的全氮含量最高,人工草地次之,主要是由于人为施加氮肥和翻压枯草等因素造成,取土坑的全氮含量最低;同时,0～40cm的土层,封育芨芨草草原的土壤全氮含量高于退化过牧芨芨草草原,40～80cm的土层,封育芨芨草草原的土壤全氮含量低于退化过牧芨芨草草原,说明封育使土壤上层的全氮含量增加,而草原退化导致氮向下层转移。全磷含量的变化规律与全氮相似。各草地的有机碳、全氮和全磷含量随土壤深度增加而下降。     

不同利用方式下草地土壤理化性质及碳、氮固持研究

为探究退化的天然草地与人工草地在土壤理化性质,碳、氮变化以及固碳效应等方面存在的差异,本研究通过野外取样与室内实验相结合的方法,在内蒙古自治区的阿鲁科尔沁旗选择具有代表性的天然草地、放牧人工草地以及刈割人工草地为研究对象,进行了实验区土壤水分含量、土壤容重、土壤微生物含量以及土壤养分的测定。通过NDVI值代表3种类型草地的生长状况,整体上看,不同利用方式下草地的生长状况为：刈割人工草地>放牧人工草地>天然草地;土壤含水量在0~20 cm从高到低为：放牧人工草地>刈割人工草地>天然草地,且差异均表现为显著（P<0.05）;放牧人工草地的全碳全氮含量均为最高,在10~30 cm放牧人工草地和天然草地的全碳含量显著高于刈割人工草地（P<0.05）,放牧人工草地0~10 cm的土壤全氮含量为（0.88±0.11） g·kg^-1,显著高于天然草地和刈割人工草地（P<0.05）;3种草地的土壤微生物量碳、氮含量的大小表现为：放牧人工草地>刈割人工草地>天然草地,且在0~10 cm 放牧人工草地的土壤微生物量氮含量为（28.45±8.30） mg·kg^-1,显著高于天然草地和刈割人工草地（P<0.05）;此外3种草地类型的土壤碳、氮贮量表现为：天然草地>放牧人工草地>刈割人工草地,在10~30 cm放牧人工草地和天然草地的土壤碳、氮贮量均显著高于刈割人工草地（P<0.05）,放牧人工草地表现为碳、氮固持,而刈割人工草地均表现为碳、氮流失,且随着土壤深度的增加,天然草地和刈割人工草地的碳、氮贮量均呈逐渐下降的趋势。由此可见,人工草地的建立以及对草地实施播种、灌溉等合理的人为干预将有效地提高土壤质量和草地生长状况,并且一定程度上影响土壤的碳、氮固持能力。     

祁连山不同退化草地土壤养分变化特征及质量综合评价

为探究祁连山不同退化草地土壤特性的变化规律，在2017和2018年持续对祁连山同一区域不同退化程度草地(轻度退化草地、中度退化草地和重度退化草地)土壤养分、生态化学计量比和土壤环境肥力综合评价系数进行研究。结果表明：2018年，各试验点土壤有机碳、全氮和全磷含量均随着土层深度的增加而减小，且差异显著(P<0.05)；各试验点土壤碱解氮和有效磷含量均随退化程度的加剧和土层深度的增加而减小；不同退化草地不同土层中，C/N变化范围为16.00~75.54，C/P变化范围为90.01~182.65，N/P变化范围为1.68~9.33。土壤环境肥力质量评价指数结果表明，整体两年中土壤肥力质量综合排序为：天祝县抓喜秀龙乡(1.00)>肃南县康乐镇(0.89)>肃南县皇城镇(0.84)，且综合评价系数都表现为随退化程度的加剧而减小的趋势。综上，祁连山不同程度退化草地土壤已逐步恶化，需重视并采取合理措施保护。     

不同建植年限人工草地植物群落和土壤有机碳氮特征

研究三江源人工草地的植物群落和土壤有机碳氮特征,有助于评价退化草地修复效果。本试验以天然草地和黑土滩作为对照,与建植5,12,19年的人工草地的植物群落土壤有机碳氮特征进行了比较。结果表明：人工草地的建植提高了地上生物量和植物群落盖度;不同草地植物群落组成存在差异。土壤有机碳和土壤全氮含量变化趋势呈现为：天然草地 > 人工草地 > 黑土滩。冗余分析表明,0~10 cm土层的含水量、容重、全氮含量和20~30 cm土层的pH是影响不通建植年限人工草地植物群落的主要因子。建植19年的人工草地植物群落相对稳定,但还未达到恢复为天然草地的状态,应加强人工草地的养分添加和土壤改良。     

渭北旱塬区不同年限苜蓿对土壤主要养分及微生物量的影响

以渭北旱塬区生长年限为6年、11年、16年和21年的紫花苜蓿(Medicago sativa)人工草地为研究对象,天然草地为对照,通过研究土壤主要养分及微生物生物量的变化特征来揭示紫花苜蓿人工草地生长年限对渭北旱塬区土壤质量的影响。结果表明,种植紫花苜蓿能够显著改善土壤有机质、全氮、全磷及土壤微生物量C和N(P<0.05),且随种植年限的延长均呈先升后降的趋势,最高点出现在第11年。相关性分析表明,土壤养分与微生物生物量存在一定的相关性,而且微生物生物量可以更灵敏地反映土壤质量变化。综合考虑,渭北旱塬区紫花苜蓿人工草地在恢复11年后应当进行合理利用或进行其他人工干预以延长草地使用寿命。     

开垦种草对高寒草甸土壤理化性质的影响

对玛曲高寒草甸天然草地及开垦种草8年和20年草地土壤理化性质进行了比较研究。结果表明,土壤含水量天然草地显著高于开垦种草8年草地;土壤容重0～10 cm土层天然草地显著高于开垦种草20年草地;0～60 cm土层土壤有机碳含量天然草地显著高于开垦种草草地,比开垦种草草地高38.66%。土壤全氮、速效氮、全磷和速效磷含量天然草地显著高于开垦种草草地。土壤全氮、速效氮和全磷含量随开垦种草年限增加逐渐下降。各样地土壤全氮、速效氮与土壤有机碳呈显著正相关关系。     

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。     

紫花苜蓿人工草地土壤养分及土壤微生物特性

以不同生长年限的紫花苜蓿(Medicago sativa L.)人工草地为研究对象,于2008年分别测定了生长1~5年的紫花苜蓿人工草地土壤的微生物生物量碳和微生物氮、土壤养分和微生物数量。结果表明:不同生长年限的紫花苜蓿人工草地土壤微生物特性及其养分含量存在差异,其中以生长4年的各项指标为最高;土壤表层微生物碳、氮含量高于土层10~20 cm中的含量,土壤养分存在"表聚"现象;表层土壤微生物数量高于10~20 cm土层,固氮菌占优势,真菌的数量较少;土壤有机质含量影响土壤微生物碳、氮含量,微生物碳与土壤速效钾(P<0.05,r=0.916)、微生物氮与速效磷均存在显著正相关(P<0.05,r=0.995)。     

青海省海北州不同草地利用方式土壤基本理化性状研究

为探索土地利用方式变化对土壤理化性状的影响,以青藏高原青海省海北州原生矮嵩草(Kobresia humil)草甸、原生灌丛草甸、退化矮嵩草草甸、退化灌丛草草甸、人工草地、农田地为研究对象,对各利用方式下土壤的基本理化性状进行研究。结果表明:退化导致0~10 cm土层土壤容重增大,而对下层土壤容重没有明显影响,2种退化草地0~10 cm土层的土壤容重均大于10~20 cm土层,其中退化灌丛草甸与原生灌丛草甸之间差异显著(P<0.05),人工种植也导致表层土壤容重有升高的趋势,人工种草和开垦均导致0~20 cm土层土壤容重的变异消失。草地退化和开垦均导致土壤有机碳和全氮含量降低,草地退化还导致土壤全磷含量降低,但开垦为农田后对土壤全磷的影响不大;草地退化和开垦也导致土壤有机碳、全氮、全磷含量沿土壤深度的变异消失。草地退化后表层土壤的有机碳、全氮和全磷含量明显降低,而退化对10~20 cm土层的有机碳含量影响不大。草地退化、开垦和农用均导致土壤表层速效氮的损失,草地开垦和农用的损失尤为剧烈;不同利用方式对土壤速效磷的影响较为复杂,未表现出一致的规律性。