土壤有效养分和微生物特征对短期不同放牧强度的响应

为了探究放牧持续时间和强度对草地的可利用养分和微生物特征的影响。本研究于2016年8月在山西省右玉县境内的农牧交错带草地设置了不放牧(0羊单位·hm^-2·生长季^-1)、轻度(2.35羊单位·hm^-2·生长季^-1)、中度(4.80羊单位·hm^-2·生长季^-1)和重度(7.85羊单位·hm^-2·生长季^-1)4个放牧强度的试验。在连续4个生长季放牧处理后，于2020年的5—9月测定表层0~10 cm的土壤可溶性有机碳(Dissolved organic carbon,DOC)、可溶性氮(Dissolved nitrogen,DN)、微生物生物量碳(Microbial biomass carbon,MBC)、微生物生物量氮(Microbial biomass nitrogen,MBN)及细菌和真菌的丰度。结果表明：4年不同强度的放牧处理对土壤可利用养分和微生物特征都没有产生显著影响，但是土壤有效养分与土壤微生物特征受生长季降水和温度的影响显著(P<0.05)，具有明显的季节动态，说明短期不同的放牧强度尚未对农牧交错带天然草地养分循环产生显著影响，需要继续进行长期试验监测来观察放牧对草地生态系统结构与功能的影响。     

短期牦牛放牧对青藏高原高寒草地土壤真菌群落的影响

牦牛放牧是青藏高原重要的人为干扰形式,放牧管理方式以及放牧强度对维持草地健康具有重要作用。为了明晰牦牛短期放牧对高寒草甸土壤真菌群落的影响过程,本研究在川西北典型高寒草甸进行牦牛放牧强度试验,设置了对照(禁牧)、轻度放牧(1头牦牛·hm^-2)、中度放牧(2头牦牛·hm^-2)和重度放牧(3头牦牛·hm^-2)4种放牧强度。结果表明短期(2年)放牧处理通过增加土壤中子囊菌门的相对丰度、降低担子菌门的相对丰度从而改变土壤真菌群落结构;土壤真菌群落多样性与丰富度在各放牧强度间差异不显著,但放牧均有增加土壤真菌群落多样性与丰富度的趋势。通过对真菌群落结构变化进行方差分解,发现放牧强度通过改变土壤养分进而影响真菌群落结构;通过对真菌的共现网络进行模块化分析发现,短期的牦牛放牧对真菌相互作用主要模块的相对丰度影响不显著,而放牧强度通过影响土壤中的养分含量来影响模块相对丰度。     

氮添加对退化高寒草地土壤微生物量碳氮的影响

若尔盖高寒草地生态系统脆弱,对环境因子的改变响应敏感。本试验以若尔盖高寒退化草地为研究对象,在2015-2016年每年返青期,以尿素作为氮源在野外开展控制试验,4个氮处理分别为CK(0g·m^-2·a^-1)、N5(5g·m^-2·a^-1)、N10(10g·m^-2·a^-1)、N20(20g·m^-2·a^-1),分析了氮添加下4个不同退化程度的高寒草地土壤微生物量碳氮以及土壤理化性质的变化规律,探讨若尔盖高寒草地对氮添加的响应机制,旨在为脆弱生境草地的治理与恢复提供参考。结果表明,不同退化草地的土壤微生物量碳氮对氮添加的敏感性随退化程度加剧而逐渐降低。氮浓度20g·m^-2·a^-1处理下土壤微生物量碳氮含量变化趋势发生显著变化:轻度退化草地>未退化草地>中度草地>重度退化草地。相关分析表明,土壤微生物量碳氮与速效磷、硝态氮、全氮、全磷、有机碳具有显著正相关,可在一定程度上表征土壤养分状况。氮添加下,土壤微生物量碳氮与土壤理化性质的相关关系发生变化,尤其在N20处理下土壤微生物量碳、氮与其他理化因子间无显著相关关系,需要进一步从土壤微生物对土壤养分的吸收利用方面解释其原因。氮浓度变化显著改变土壤微生物C/N:CK重度退化草地的土壤微生物量碳氮比显著高于其他3个退化样地。N5和N10条件下不同退化草地土壤微生物C/N无显著差异,而N20处理下未退化草地土壤微生物C/N与CK比显著提高33.7%,而重度退化草地与CK比下降了62.5%,说明氮添加在一定程度上对土壤微生物的组成和群落结构产生了影响。     

载畜率对荒漠草原小叶锦鸡儿邻近土壤速效养分含量的影响

放牧是人类利用草原最主要的方式,可影响土壤的理化性质。小叶锦鸡儿(Caragana microphylla)作为豆科灌木,其邻近土壤养分的变化对会对草地生态系统的结构和功能产生重要的影响。为研究载畜率对荒漠草原小叶锦鸡儿邻近土壤速效养分含量的影响,在内蒙古短花针茅荒漠草原进行放牧实验,共4个载畜率处理(对照CK(0羊单位·hm^-2·a^-1、轻度放牧LG(0.93羊单位·hm^-2·a^-1)、中度放牧MG(1.82羊单位·hm^-2·a^-1)和重度放牧HG(2.71羊单位·hm^-2·a^-1),在每个小区中选定大小相近的小叶锦鸡儿植株,分为东南西北4个方向,测定植株邻近土壤碱解氮、速效磷和速效钾含量,分析这些参数之间的变化。结果表明：随载畜率增大,土壤碱解氮含量先升高后降低,速效磷先下降后上升,速效钾含量呈下降趋势。小叶锦鸡儿邻近土壤碱解氮和速效钾含量的平衡点对应的速效磷在LG区呈最小值,土壤速效磷和速效钾含量的平衡点对...     

不同放牧强度下祁连山南麓高寒草甸草毡层及其土壤水分特征

为探讨放牧强度对高寒草甸草毡层及其土壤水分特征的影响,本研究分析了不同放牧强度[轻度(4.5羊单位·hm^-2)、中度(7.5羊单位·hm^-2)、重度(15羊单位·hm^-2)和极重度(30羊单位·hm^-2)]对祁连山南麓高寒草甸草毡厚度、根土比、硬度、抗剪强度、容重、孔隙度、饱和导水率和持水能力的影响。结果表明：1)随着放牧强度的增加,植物群落结构从轻度至重度放牧较稳定,至极重度放牧,禾本类植物重要值占比显著下降(P <0.05),莎草类和杂草类植物重要值显著增加。2)草毡层厚度和根土比均随放牧强度增加呈上升趋势,在极重度放牧达到最大。土壤硬度无显著变化(P> 0.05)。土壤抗剪强度呈先增加后稳定的趋势,中度放牧样地最大;土壤容重随放牧强度增加呈先减少后增加趋势,重度放牧样地最低,极重度放牧样地显著增加。总孔隙度、毛管孔隙度随放牧强度增加呈先上升后降低趋势,在重度放牧样地达到最大,至极重度放牧,较重度放牧样地显著降低。3)最大持水量、毛管持水量、田间持水量及饱和导水率随放牧强度增加呈先升...     

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。     

不同放牧强度下人工草地土壤微生物量碳、氮的含量

试验测定了华北农牧交错带地区不同放牧强度下(轻牧,6只羊/hm²;中牧,10只/hm²;重牧,13只/hm²)人工草地土壤微生物量碳、氮含量的变化。结果表明:在不同放牧强度下,微生物量碳氮有相似的变化趋势,放牧期间均以中牧区较高,在停牧年,以轻牧区和对照区较高;随着放牧时间延长及环境条件恶化,土壤微生物量碳氮含量随放牧强度增加而迅速降低;从微生物量碳氮随放牧强度变化的角度,在干旱地区放牧强度不宜高于轻牧。     

不同放牧强度下祁连山东段草地生态系统氮磷计量特征

通过研究青藏高原祁连山东段高寒草甸牧区土草畜氮磷特征,以及高寒草甸放牧区家畜氮磷平衡现状,以期为高寒草地健康评价及家畜管理提供理论及技术支持。依饮水点为中心,由近及远设置3个相对放牧强度,研究地上植物群落特征、牧草及土壤营养成分及家畜氮磷平衡。结果表明:物种多样性和草地生物量轻牧和中牧强度均显著高于重牧强度(P0.05);土壤全磷含量在0~10cm和10~20cm土层中重牧强度显著高于轻牧强度和中牧强度(P0.05),而在20~30cm土层中中牧强度下显著高于轻牧强度和重牧强度(P0.01);土壤全氮含量0~10cm土层中重牧强度显著高于轻牧强度和中牧强度(P0.01),10~20cm土层中中牧强度显著高于轻牧强度(P=0.016),20~30cm土层中不同放牧强度下氮含量无显著性差异(P0.05);随着放牧强度的增加,牧草全磷含量线性下降(P0.001),N/P线性增加(P0.001),而全氮含量对放牧强度的响应不显著(P0.05);此外,高寒草甸泌乳牦牛体内氮沉积量为27.95g/d,呈正平衡,磷沉积量为-1.95g/d,呈负平衡。综上,合理放牧,维持高寒草甸土草畜氮磷流的平衡,对于家畜的健康生长以及草地的可持续利用具有重要作用。     

基于Meta分析的放牧对黄土高原草地生态系统的影响

为明确放牧对黄土高原草地生态系统的整体影响,本文对39篇相关文献进行Meta分析,探讨了放牧对黄土高原草地植被、土壤理化性质和土壤微生物的影响,并进一步分析了影响其放牧效应的相关因素。结果表明：放牧对黄土高原草地植物多样性、土壤细菌丰度和放线菌丰度以及土壤微生物总丰度没有显著影响,但却显著降低了草地的生产力和土壤碳氮磷养分,明显增加了土壤容重、pH值和土壤真菌相对丰度;草地生态系统对放牧的响应受放牧强度和年平均降水量的影响,中度放牧有利于维持植物地下部分的生长,轻度放牧有利于维持土壤水分和养分;在年平均降雨量较低(<300 mm)的干旱地区,植物可能具有更好抵抗放牧干扰的能力,放牧对土壤养分的扰动不严重,在年平均降雨量较高(>400 mm)的湿润地区,放牧更容易改变土壤微生物的群落组成。     

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。     

短期放牧对青藏高原东北边缘高寒草甸土壤及微生物碳氮含量的影响

年际内短期放牧是青藏高原东北边缘地区草地利用的主要方式,而土壤有机碳和全氮含量是草地生产力维持的基石。以青藏高原东北边缘天祝县高寒草甸土壤为对象,研究了不放牧(对照)、轻度放牧(0.8头牦牛/hm2)、中度放牧(1.0头牦牛/hm2)和重度放牧(1.2头牦牛/hm2)条件下土壤有机碳和全氮以及土壤微生物量碳氮含量的变化特征。结果表明:重度放牧使土壤表层0～10cm和10～20cm全氮含量降低了12.5%和10.7%,中度放牧使10～20cm土层土壤有机碳含量增加了11.21%,其他各层全氮和有机碳含量并未随放牧强度变化发生显著变化;微生物量氮在0～10cm土层随放牧处理变化十分明显,轻度放牧、中度放牧和重度放牧下比对照分别增加了65.35%、25.23%、46.91%(P<0.05),而0～10cm土层微生物量碳在中度放牧处理下含量比对照显著增加(P<0.05),说明在表层相对于土壤碳氮,微生物量碳氮对短期放牧的反应更为灵敏。     

不同放牧强度下温性草甸草原土壤微生物群落结构PLFAs分析

土壤微生物群落是土壤质量和生态系统功能变化的敏感指标。为了探讨放牧对土壤微生物群落结构的影响,以呼伦贝尔草甸草原肉牛控制放牧试验为平台,分析4种不同放牧强度(对照区G_0.00:0.00 Au/hm²、轻度放牧G_0.23:0.23 Au/hm² 、中度放牧G_0.46:0.46 Au/hm² 、重度放牧G_0.92:0.92 Au/hm²)下温性草甸草原土壤微生物群落结构的变化。结果表明,放牧改变了土壤微生物的组成,但不影响功能菌的优势地位。土壤总微生物量随着放牧强度的增加表现为先减少后增加的趋势,即为对照区最高,中度放牧G_0.46最低,重度放牧G_0.92出现小幅度的回升;细菌、革兰氏阴性菌、腐生真菌、丛枝菌根真菌(AMF)生物量也呈现相同变化。革兰氏阳性菌、放线菌生物量则随着放牧强度的增加而增加。此外,AMF对于放牧干扰最为敏感(各放牧强度下极显著差异P<0.01)。除趋势对应分析结果表明,对照区G_0.00和轻度放牧G_0.23处理下土壤的微生物群落结构较为相似,中度放牧G_0.46和重度放牧G_0.92处理导致微生物群落结构发生大幅度改变。有机质、速效磷是影响微生物种类和数量的重要养分因素。     

放牧、氮添加对荒漠草原植物和土壤碳氮的影响

为了探究放牧和氮添加对内蒙古荒漠草原植物—土壤碳、氮循环的影响,在禁牧(UG,0只羊单位·hm^-2)和重度放牧(HG,1.74只羊单位·hm^-2)样地进行氮添加处理,各处理水平为：对照(CK,0 g·m^-2·a^-1)、低氮(LN,5 g·m^-2·a^-1)、中氮(MN,10 g·m^-2·a^-1)和高氮(HN,20 g·m^-2·a^-1)。通过对短花针茅(Stipa breviflora)叶片和土壤全碳(Total carbon, TC)、全氮(Total nitrogen, TN)、稳定碳同位素(Stable carbon isotopes, δ¹³C)、稳定氮同位素(Stable nitrogen isotopes, δ¹⁵N)及土壤有机碳(Soil organic carbon, SOC)、速效氮(Available nitr...     

不同放牧强度对典型草原区河谷湿地土壤碳氮磷生态化学计量特征的影响

为了探究半干旱草原区河谷湿地土壤碳氮磷生态化学计量特征对放牧干扰的响应,明确限制其土壤养分循环的关键因子,以内蒙古典型草原区的锡林河河谷湿地为研究对象,在轻度、中度、重度3种放牧情境下开展野外观测试验,测定0～50 cm土层的土壤基本理化性质、碳氮磷含量及其生态化学计量特征。结果表明：（1）湿地0～40 cm土壤的理化性质对放牧干扰响应较为敏感,适当放牧可以促进土壤养分积累,但重度放牧导致土壤碳氮磷含量及其生态化学计量比显著降低。（2）放牧活动通过影响植被生长及土壤理化性质对养分循环产生影响,在轻度和中度放牧条件下土壤磷元素可能是限制湿地土壤养分元素循环的关键因子,而在重度放牧条件下磷元素的限制作用减小,氮元素的限制作用增加。（3）过度放牧可能会破坏土壤原有的养分循环和物质平衡,随放牧强度的增加,湿地土壤生态化学计量特征与土壤理化性质间的相互作用总体呈减弱趋势,而土壤容重可能是影响其生态化学计量特征的关键环境因子。     

放牧强度对三江源典型高寒草甸生物量和土壤理化特征的影响

为了揭示高寒草甸生态系统在放牧扰动下的植被和土壤特征变化,通过野外样地调查和室内分析法研究和探讨围栏封育(EN)、轻度放牧(LG)、中度放牧(MG)、重度放牧(HG)、对照区(CK)几种不同放牧强度对草地生物量和土壤碳特征的影响,为高寒草甸的退化研究提供依据。结果表明,封育区地上生物量和地下生物量最高,随着放牧强度的增加,草地地上生物量和地下生物量均呈减少趋势;放牧干扰对高寒草甸土壤湿度也产生影响,其中封育区和轻牧区土壤湿度显著高于其他处理(P0.05);在土壤剖面上,随着土层深度的增加土壤湿度呈明显降低趋势;放牧的践踏作用不仅影响土壤湿度,而且随着放牧强度的增加土壤容重增加;土壤全氮和土壤有机碳也对放牧有一定的响应,土壤全氮表现为LGENMGCKHG,土壤有机碳从高到底为LGENMGHGCK。草地受到放牧干扰时,适度的践踏干扰将提高草地生产力和碳固存,但是高强度的放牧对草地植被和土壤结构的干扰作用不利于草地生态系统的可持续发展。     

不同放牧强度下祁连山南麓高寒草甸植物群落及土壤水分特征

为探讨不同放牧强度对祁连山南麓高寒草甸植物群落演替及水源涵养功能的影响，本研究以青海海北地区典型高寒草甸为研究对象，通过野外实地监测与室内分析相结合的方法，分析轻度(LG, 4.5羊·hm^-2)、中度(MG,7.5羊·hm^-2)、重度(HG, 15羊·hm^-2)和极重度放牧(SG, 30羊·hm^-2)条件下植物群落特征、土壤容重及持水能力的变化特征。结果表明：1)随着放牧强度的增加，植物群落结构呈先稳定后显著变化的趋势。从LG至HG，禾本科、莎草科和杂类草重要值占比分别稳定在52.3%、4.2%和43.5%上下。至SG，禾本科重要值占比HG显著下降92.6%(P <0.05)，莎草科和杂类草分别比HG显著增加202.6%、100.2%(P <0.05)。2)从LG到HG，植物群落平均高度、盖度和特征性指数均无显著变化。至SG，植被平均高度、盖度、Shannon-Wiener指数和Patrick指数较HG显著降低94.8%、25.0%、41.8%和68.5%。3)从LG到HG，地上生物量和...     

黄土高原半干旱区不同封育年限草地生态系统碳密度

本研究以云雾山国家级自然保护区典型草原为研究对象,分析了不同封育年限长芒草(Stipa bungeana)草地生态系统碳密度及其库间分配规律。主要结果如下:放牧和封育5年、9年、15年、22年、25年、30年的草地生态系统碳密度变化范围为212.72~350.42MgC·hm^-2,其中,封育30年草地最高,放牧草地最低,且显著低于各封育草地(P<0.05)。草地植被碳密度以封育15年最高,达到15.65MgC·hm^-2,放牧草地最低,仅为7.82MgC·hm^-2。在库间分配上,根系碳密度所占平均比例达到82.56%。草地土壤碳密度在204.90~337.36MgC·hm^-2之间变化,随封育年限的延长持续增加,封育草地土壤碳密度是放牧牧草地的2.33~2.64倍。以上结果表明,封育可显著提高黄土高原半干旱区草地生态系统碳密度,但过长时间的封育阻碍草地的更新和固碳潜力发挥,合理利用才能促进草地生态系统持续健康发展。     

贝加尔针茅草原土壤酶活性及微生物量碳氮对养分添加的响应

通过草地养分添加控制试验,研究了贝加尔针茅(Stipa Baicalensis)草原在CK,K,P,N,PK,NK,NP,NPK不同养分添加方式下土壤酶活性、土壤微生物量碳氮的变化以及他们与土壤养分间的相互关系。结果表明:土壤蔗糖酶在含磷养分添加条件(NP,NPK,P,PK)下活性显著高于CK,脲酶活性在氮磷组合添加条件下(NP,NPK)下有显著提高,碱性磷酸酶活性在NP,NPK和NK处理下有显著的提高,过氧化氢酶在不同养分添加条件下活性与CK无显著差异;NP,NPK,N和PK处理下微生物量碳显著高于其他处理,NP处理下微生物量氮显著高于CK;过氧化氢酶、蔗糖酶活性与速效磷含量呈显著正相关,微生物量碳与脲酶和碱性磷酸酶活性呈显著正相关,与蔗糖酶活性呈极显著正相关,微生物量氮与速效磷、过氧化氢酶、蔗糖酶和脲酶活性呈显著正相关。综合分析表明,氮磷养分组合添加可以提高贝加尔针茅草原土壤酶活性和微生物量碳氮含量,有利于土壤肥力状况改良。     

青藏高原东缘高寒草甸土壤氮矿化初探

通过对甘南州境内高寒草甸在4个放牧强度(禁牧、轻牧、中牧和重牧)和5个海拔梯度(3050,3180,3570,3600,3910 m)下的土壤氮矿化速率分析测定,并对室内和原位培养所得净氮矿化率进行比较,以期为确定该区合理的草地放牧管理措施,以及深入研究和系统评价高寒草甸生态系统碳、氮循环提供基础依据。结果表明:原位培养下,放牧强度的增强促进了土壤氮的矿化;室内培养所得土壤净氮矿化率大于原位培养净氮矿化速率,说明在适宜温度和湿度(22℃和40%~60%的田间持水量)条件下,氮矿化速率较高;作为土壤质量的一种度量,土壤氮矿化潜力在禁牧处理下较高(0.53 mg·kg^-1·d^-1),而在重牧处理下较低(0.36 mg·kg^-1·d^-1);随着海拔升高,氮矿化潜力呈"V"字型变化,而原位培养下的氮矿化率与海拔梯度呈显著负相关关系(R=-0.672,P<0.01)。处于强度放牧下的草地土壤氮素周转加快,造成土壤氮素水平下降;现阶段高海拔区土壤可看作养分的储存库,如果气候变化加剧,该养分库可能变成温室气体的源。     

围封和放牧条件下高寒矮嵩草草甸土壤性质的比较

选取自2002年围封禁牧和持续冬季适度放牧两种处理下的高寒矮嵩草（Kobresia humilis）草地为研究对象,分别对其土壤呼吸速率、根系生物量、土壤含水量、土壤容重、土壤有机碳和全氮含量进行了比较分析。结果表明,持续冬季放牧条件下的土壤呼吸速率、根系生物量和土壤容重均高于围封禁牧的高寒草地,而土壤含水量、有机碳和全氮含量均显著低于围封草地。适度的放牧活动有利于地下生物量的积累,促进生物量向地下的转移,可以加速氮的矿化和土壤有机碳的分解,增加土壤的活性;适当的围封措施则可以保持土壤养分,避免土壤有机质流失。