高寒人工草地植物生态化学计量及其内稳性特征

以三江源区建植3年、7年、16年和20年的高寒混播禾本科人工草地为研究对象,分析人工草地土壤和植物碳、氮、磷含量及其生态化学计量比对建植年限的响应,对比植物群落和不同功能群碳、氮、磷含量、生态化学计量比及养分的内稳性特征。结果表明：随着建植年限的增加,人工草地0～10 cm、10～20 cm和20～30 cm土层的碳含量、氮含量、碳磷比和氮磷比总体上表现出先升后降的变化趋势,而磷含量和碳氮比分别呈现出升高、降低、再升高和降低、升高、再降低的变化特征,建植7年人工草地土壤碳、氮、磷含量最高。总体上,人工草地植物碳含量、碳氮比、碳磷比和氮磷比按照禾本科植物>植物群落>杂类草的顺序依次递减,氮含量和磷含量则表现为杂类草>植物群落>禾本科植物。随着建植年限的增加,植物群落和杂类草除碳氮比以外的其余指标均有着相似的变化特征,而禾本科植物碳含量、氮含量和碳氮比的变化特征与植物群落和杂类草相比存在一定差异。此外,不论在群落尺度还是功能群尺度,植物氮磷比均在8.0以下,表明人工草地植物的生长主要受氮限制。内稳性模型的拟合结果显示,植物群落和禾本科植物的氮含量和氮磷比表现为绝对稳...     

贝加尔针茅割草地地上生物量对施肥及打孔的响应北大核心CSCD

呼伦贝尔割草地由于在利用时间和空间上比较固定,连年打草导致割草地严重退化。为保护呼伦贝尔割草地和促进草地生态恢复,采用打孔及"3414"土肥配方试验,施用氮、磷和钾肥作为试验处理因素,结合回归拟合及模拟寻优等分析方法,得到如下结论。单因素氮肥在非打孔区域对生物量的影响显著,且存在最佳施肥水平(施肥量为105kg·hm^(-2))和理论最高草地生物量(55.66g·m^(-2));双因素中,打孔区域氮、磷和钾两两之间的组合效应均高于非打孔区域,说明打孔与施肥同时进行可改善施肥对草地生物量的影响程度,也说明打孔对草地生物量的提高具有促进作用。天然割草地采用"3414"土肥配方试验需要增加处理重复或者样点重复,以保证数据的集中性反映施肥处理效果。依据氮、磷和钾全信息模拟寻优结果,非打孔区域对应的施肥量分别为246.14kg·hm^(-2)、246.75kg·hm^(-2)和8.68kg·hm^(-2),此时草地最大地上生物量为62.09g·m^(-2);打孔区域的最优处理组合施肥量分别为氮肥231.50kg·hm^(-2)、磷肥374.50kg·hm^(-2)和钾肥25.20kg·hm^(-2),获得最大草地地上生物量为58.12g·m^(-2)。     

高寒区不同农艺措施对燕麦人工草地各生育期土壤碳氮储量与碳氮比的影响

为研究燕麦（Avena sativa L.）品种、施肥和箭筈豌豆（Vicia sativa L.）混播比例对燕麦人工草地土壤碳、氮储量及碳氮比的影响,为青藏高原高寒地区燕麦人工草地固碳、固氮能力研究和生态评价提供理论依据,本试验采用三因素四水平正交试验设计[L₁₆（4⁵）]研究了不同生育期土壤碳、氮储量和碳氮比变化特征。结果表明,随着生育期的推进,0~50 cm和0~30 cm土层土壤碳、氮储量均呈"先增后降"的变化规律,抽穗期最高;30~50 cm土层呈持续增加的变化规律,乳熟期最高;牧草收获后一个月的土壤碳、氮储量均显著高于牧草生长季。施肥对0~50 cm土层碳氮比（C/N）的影响显著。各土层平均C/N分别以青海甜燕麦、施有机肥和燕麦单播下最高。0~50 cm土层C/N在抽穗期和乳熟期最高,分别为15.46和15.49;各土层C/N随土层的加深呈"先增后降"变化,以20~30 cm土层的C/N最高,达19.14。     

三峡库区消落带不同海拔狗牙根草地土壤微生物生物量碳氮磷含量特征

为探究库区消落带优势草本植物狗牙根人工植被恢复后土壤质量及肥力的变化,选择三峡库区消落带150, 160和170 m海拔人工构建狗牙根植被土壤为研究对象,并以裸地作为对照,测定土壤微生物生物量碳、氮、磷和相关理化性质。结果表明:(1)各海拔狗牙根微生物生物量均显著高于裸地,表明狗牙根人工植被构建对土壤微生物恢复具有重要意义。(2)土壤微生物生物量碳、氮含量160 m高程显著高于150和170 m高程,但土壤微生物生物量磷(SMBP)却显著低于150和170 m高程,需要特别注意P元素的下移,加强水体P含量的检测。(3)土壤微生物生物量碳氮比和碳磷比变化范围分别为5.93~15.62和7.11~19.99,土壤微生物生物量碳、氮、磷占土壤有机碳、全氮、全磷百分比的范围分别为0.68%~2.57%、0.68%~3.33%、1.95%~5.23%。狗牙根土壤微生物生物量碳氮比和碳磷比显著低于裸地,表明狗牙根土壤有效氮、有效磷高于裸地;土壤微生物生物量碳、氮、磷占土壤有机碳、全氮、全磷百分比显著高于裸地,表明狗牙根土壤营养元素周转速率快于裸地。(4)微生物生物量碳、氮、磷与土壤有机碳、全氮和土壤含水率有显著或极显著相关性,与土壤pH值呈不同程度的负相关。因此,在三峡库区消落带进行狗牙根草地恢复重建能显著提高土壤微生物生物量及土壤质量,对加强三峡库岸生态系统的稳定性具有重要意义。     

放牧对典型草原土壤有机碳及全氮的影响

以内蒙古锡林河流域羊草Leymus chinensis典型草原作为研究对象,研究不同放牧强度及放牧制度下,土壤有机碳、全氮的含量差异,结果表明:1)土壤有机碳含量大体表现为常年放牧地高于混合放牧地,且差异明显。常年放牧地表现为轻牧重牧中牧围封未放牧地,混合放牧地除"轻牧+割草"与"中牧+割草"在20~30 cm土层深度表现出显著差异以外,各个放牧强度间差异均不显著。土壤有机碳含量随着土层深度的增加而降低。2)土壤全氮在不同的放牧梯度间及不同土层深度间的变化趋势与土壤有机碳大体相同,趋势表现为轻牧重牧中牧围封未放牧地,而混合放牧地的变化趋势比较复杂,相比较常年放牧地,混合放牧地的全氮含量要低。全氮含量随着土层深度的增加而降低。研究结果表明重牧下有机碳含量要高于中牧,这可能是由于随着放牧强度的增加,草原植被C4植物增多而引起的。     

氮、磷、钾施配对大针茅割草地地上生物量的影响

为探究不同氮、磷、钾施肥配比对大针茅割草地地上生物量的影响,按照"3414"土肥配方试验设计,结合回归模型及模拟寻优方法,探讨最优施肥方式。结果表明:在单因素效应分析中,地上生物量随氮肥和钾肥施用量的增加而增加,随磷肥施用量的增加先增加后降低。在双因素效应分析中,氮磷的交互作用为正效应,其中氮为主要限制因素。模拟寻优分析结果表明:大针茅割草地最优施肥量为氮肥10.49g/m~2、磷肥4.63g/m~2、钾肥3.60g/m~2,此施肥配比处理后草地地上生物量为152.49g/m~2,与不施肥处理相比增加了51.63%。"3414"试验设计可以应用于寻求增加大针茅割草地地上生物量最优施肥量,对实际生产有一定的指导意义。     

施肥对轻度退化草甸草原割草地植物群落特征的影响

通过在草甸草原轻度退化割草地上喷施多功能肥料,对比施肥前后割草地草群的高度、盖度和地上生物量变化情况,分析轻度退化割草地喷施肥料后的植物群落特征变化趋势。研究结果表明,喷施叶面肥对割草地草群的盖度影响不大,但能够明显提高草群的高度和地上生物量,施肥2年割草地的草群高度较对照草群平均增加了7.32 cm,草群地上生物量增加了39.42 kg/667 m²。     

若尔盖高寒退化湿地土壤碳氮磷比及相关性分析

以若尔盖花湖湿地保护区高寒草甸—高寒草原空间演替为研究对象,结合草地利用现状及微地形分布,遴选出5个高寒退化湿地类型进行鼠类洞穴密度和土壤碳、氮、磷含量的调查取样并进行相关性分析。结果表明,5个样地土壤表层(0～10 cm)碳、氮平均含量分布范围分别为3.7%～4.9%和0.38%～0.56%,样地间差异不显著(P＞0.05),磷元素含量由坡地区(样地Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)向平地区(样地Ⅳ、Ⅴ)呈递增趋势,差异性显著(P＜0.05);0~40 cm土壤碳氮比(C/N)为11.01,样地间差异不显著(P＞0.05),碳磷比(C/P)为 62.3、氮磷比(N/P) 为5.69,样地间均差异显著(P＜0.05);土壤碳、氮、磷含量及碳氮比、氮磷比均随土层加深呈降低趋势,其中有机碳含量减少4.36%,0～10 cm表层土壤碳氮比显著高于深层土壤(P＜0.05);鼠类洞穴密度与碳磷比、全磷具有极显著的正相关,而土层深度与所有碳、氮、磷化学计量特征都具有极显著的负相关性。研究结果将为鼠害防控及草地营养循环、碳源/汇转化机制、退化草地植被恢复、土壤养分管理提供理论依据。     

贝加尔针茅割草地地上生物量对施肥及打孔的响应

呼伦贝尔割草地由于在利用时间和空间上比较固定,连年打草导致割草地严重退化。为保护呼伦贝尔割草地和促进草地生态恢复,采用打孔及“3414”土肥配方试验,施用氮、磷和钾肥作为试验处理因素,结合回归拟合及模拟寻优等分析方法,得到如下结论。单因素氮肥在非打孔区域对生物量的影响显著,且存在最佳施肥水平（施肥量为105 kg·hm^-2）和理论最高草地生物量（55.66 g·m^-2）;双因素中,打孔区域氮、磷和钾两两之间的组合效应均高于非打孔区域,说明打孔与施肥同时进行可改善施肥对草地生物量的影响程度,也说明打孔对草地生物量的提高具有促进作用。天然割草地采用“3414”土肥配方试验需要增加处理重复或者样点重复,以保证数据的集中性反映施肥处理效果。依据氮、磷和钾全信息模拟寻优结果,非打孔区域对应的施肥量分别为246.14 kg·hm^-2、246.75 kg·hm^-2和8.68 kg·hm^-2,此时草地最大地上生物量为62.09 g·m^-2;打孔区域的最优处理组合施肥量分别为氮肥231.50 kg·hm^-2、磷肥374.50 kg·hm^-2和钾肥25.20 kg·hm^-2,获得最大草地地上生物量为58.12 g·m^-2。     

克氏针茅(Stipa krylovii)草原土壤与优势植物碳氮含量对放牧强度的响应

为探究不同放牧强度对土壤和植物的影响,本文以内蒙古阿巴嘎旗克氏针茅（Stipa krylovii）草原为研究区,通过野外采样和室内试验分析了禁牧（UG）、轻牧（LG）、中牧（MG）、重牧（HG）下土壤及优势植物克氏针茅、羊草（Leymus chinensis）和糙隐子草（Cleistogenes squarrosa）中有机碳、全氮含量和碳氮比及其相关性。结果表明：轻牧草场土壤有机碳和全氮含量显著高于其他放牧草场（P<0.05）,而各放牧强度对土壤碳氮比均无显著影响;与禁牧相比,放牧降低了克氏针茅和羊草有机碳含量,却增加了它们的全氮含量;糙隐子草的有机碳和全氮含量均显著增加（P<0.05）;土壤与植物的碳氮含量均无显著相关性。因此,从提高土壤与植物碳氮含量方面考虑,轻度放牧是克氏针茅草原适宜的放牧强度,禁牧并非合理的利用方式,但应避免重度放牧。     

不同改良措施对退化割草场物种多样性及群落生产力的影响

以内蒙古锡林郭勒典型草原退化割草场为对象,通过切根、施肥、切根+施肥的改良方式,研究退化割草场植物群落及根系对不同改良措施的响应。结果表明:施肥和切根对典型草原区退化割草场植物多样性无显著影响;施肥+切根措施可显著提高群落地上生物量(P0.05),但受年际间气候变化(如降雨)的影响;施肥有利于以禾本科植物为优势种的群落生物量向地上分配,而切根则有利于向地下分配。综上所述,在典型草原区退化割草场改良过程中,单独进行切根或施肥对物种多样性影响较小,但在切根的基础上同时施肥能够有效提高群落生产力。     

不同类型土壤中酸枣的生物量构成与碳氮特征

在河南省暖温性灌草丛类草地中,酸枣(Ziziphus jujuba)+草本是最典型的植被型之一。以酸枣为研究对象,探讨3种土壤类型对酸枣生物量构成和碳氮含量特征的影响。结果表明,棕壤土的全碳含量、全氮含量及碳氮比与黄绵土和褐土间存在显著差异(P0.05),其更有利于酸枣的物质积累,尤其是老枝生物量达到显著水平(P0.05)。酸枣叶片的固碳能力最低,新枝最高。此外,酸枣叶片的固氮能力最强,是其它组织的2~3倍。其中棕壤土酸枣叶片的全碳含量与全氮含量显著高于黄绵土和褐土的(P0.05),而新枝间差异不显著(P0.05)。因此,就物质积累、碳氮固定而言,棕壤土有利于酸枣的生长发育,促进其发挥相应的生态功能。     

施肥与切根对退化羊草草原土壤理化性质和酶活性的影响

从培肥草地土壤肥力的角度,研究了施肥(低氮、高氮、磷、低氮磷、高氮磷)和切根对退化羊草草原土壤理化性质、酶活性的影响,为评价监测研究区农业措施提供科学依据。结果表明:1)施肥和切根对草地土壤有机碳、全磷、C/N、电导率和pH无显著影响,切根处理使土壤全氮含量减少了14.5%。2)切根处理草地的土壤酶活性均高于施肥处理,且脲酶对农业措施的响应更敏感,变化范围为0.82～2.26mg NH_4~+·g~(-1)·3h~(-1)。3)土壤有机碳与全氮、C/N、铵态氮、硝态氮、速效氮之间存在正相关关系,与全磷、电导率、pH、土壤酶活性之间存在负相关关系。因此,施肥和切根可在短期内提高退化羊草草原土壤中的有效养分含量,切根有利于土壤酶活性的提高,从而对草地养分的转化产生潜在的促进作用。     

不同管理模式对干旱区草地土壤有机碳氮库的影响及其影响因素探究

土壤有机碳和全氮含量及其动态平衡过程是反映土壤质量和草地健康状况的重要指标,直接影响到草地土壤肥力和草地生产力。本研究对新疆阿勒泰地区禁牧草场、弃耕草地、天然草地3种管理模式下的土壤有机碳、全氮、土壤水分、团粒结构、pH、土壤容重等的分布特征,以及它们的关系进行分析后发现,3种管理模式下,土壤有机碳含量在010 cm、1030 cm和3050 cm土层间无显著差别(P>0.05),相反,土壤碳氮比、土壤全氮含量、土壤有机碳储量和全氮储量随土层深度增加显著增加(P<0.05);3种管理模式间,在010 cm、1030 cm和3050 cm土层,天然草地和禁牧草地的全氮和有机碳含量均高于弃耕草地,但对土壤碳氮比在3种草地管理模式间的差异不尽相同;不同管理方式下,在010 cm、1030 cm和3050 cm土层,禁牧草地的土壤电导率和pH均显著高于天然草地(P<0.05);在010 cm和3050 cm土层,禁牧草地的土壤含水量显著高于弃耕草地(P<0.05),禁牧草地与弃耕草地中间团聚体含量差异显著(P<0.05);含水量、大团聚体、中间团聚体、微团聚体、pH、电导率可以组成原因组,土壤全氮储量和土壤有机碳储量可以组成结果组,原因组对结果组的解释度高达75.70%;原因组中,土壤水分贡献率最高,土壤含水量对土壤水分-团粒结构起到主要决定作用。综合可知,土壤碳氮含量和储量在管理模式不同的草地间不同,土壤水分和土壤团粒结构是引起草地土壤碳氮库变化的主要原因。在土壤水分和团粒结构组成的原因组中,水分起主要的决定作用。     

围封对晋北赖草草地土壤碳氮磷生态化学计量特征的影响及其与植被多样性的关系

为了明确围封对晋北赖草（Leymus secalinus）草地植物群落及土壤因子的影响,本试验对围封5年的赖草草地植物群落生长季地上生物量和植物群落特征进行连续观测,以及对不同土层土壤理化性质进行分析,结果表明：围封后,草地地上生物量、群落盖度和群落高度显著增加（P<0.05）,Shannon-Wiener指数和Margalef物种多样性指数均高于放牧地;围封草地0~5 cm的土壤容重显著降低（P<0.05）,各土层的土壤pH均显著降低（P<0.05）,10~20 cm,20~30 cm的土层中土壤碳氮比显著高于放牧地,20~30 cm的土层中土壤氮磷比显著低于放牧地（P<0.05）。土壤碳氮比驱动围封样地植物群落的变化,土壤全氮、pH、氮磷比驱动放牧样地植物群落的变化。     

不同封育年限对宁夏荒漠草原土壤粒径及碳氮储量的影响

封育禁牧的时间效应已经成为科学和政府决策关注的焦点,研究以宁夏盐池县典型荒漠草原围封6、10、15年样地的围栏内外2种主要土壤类型——灰钙土和风沙土为研究对象,基于样线调查法及方差分析法,探究不同封育年限对荒漠草原颗粒组成及土壤碳氮储量的影响。结果表明:1)封育会导致灰钙土及风沙土土壤细颗粒含量增加,灰钙土封育6年样地土壤细颗粒较围栏外增加量最明显,后随封育年限的增加而呈现增幅减少的趋势;风沙土封育15年样地围栏内土壤细颗粒增加量高于封育6年样地。2)灰钙土及风沙土封育6年样地均表现为围栏内土壤碳氮(有机碳、全碳、全氮)含量高于围栏外,而围封10年及15年样地围栏内外土壤碳氮含量没有明显差异。3)灰钙土围封6年样地围栏内土壤碳氮比高于围栏外,而围封10年及15年样地无此规律,围封不会影响风沙土土壤碳氮比。围封可以有效使土壤颗粒细化,但不同土质对封育年限的响应有所差异,人工封育的最佳时间尺度应根据草原退化程度和草原不同土壤条件而定。     

不同封育年限对宁夏荒漠草原土壤粒径及碳氮储量的影响

封育禁牧的时间效应已经成为科学和政府决策关注的焦点,研究以宁夏盐池县典型荒漠草原围封6、10、15年样地的围栏内外2种主要土壤类型——灰钙土和风沙土为研究对象,基于样线调查法及方差分析法,探究不同封育年限对荒漠草原颗粒组成及土壤碳氮储量的影响。结果表明:1)封育会导致灰钙土及风沙土土壤细颗粒含量增加,灰钙土封育6年样地土壤细颗粒较围栏外增加量最明显,后随封育年限的增加而呈现增幅减少的趋势;风沙土封育15年样地围栏内土壤细颗粒增加量高于封育6年样地。2)灰钙土及风沙土封育6年样地均表现为围栏内土壤碳氮(有机碳、全碳、全氮)含量高于围栏外,而围封10年及15年样地围栏内外土壤碳氮含量没有明显差异。3)灰钙土围封6年样地围栏内土壤碳氮比高于围栏外,而围封10年及15年样地无此规律,围封不会影响风沙土土壤碳氮比。围封可以有效使土壤颗粒细化,但不同土质对封育年限的响应有所差异,人工封育的最佳时间尺度应根据草原退化程度和草原不同土壤条件而定。     

荒漠草原土壤养分和植物群落稳定性对不同管理方式的响应

以宁夏短花针茅(Stipa breviflora)荒漠草原为研究对象,研究不同管理方式(放牧、补播改良和封育)对土壤养分及植物群落稳定性的影响,并分析土壤养分与植物群落稳定性之间的相关性.结果表明:不同管理方式对荒漠草原0～40 cm土壤养分含量影响显著,封育和补播有利于土壤有机质、全氮、速效磷和速效钾含量的积累,中等强度的自由放牧较封育降低了土壤有机质、水解氮和速效钾含量;土壤养分的垂直分布规律并不一致,土壤有机质含量和全氮含量5~15 cm土层高于表层,而速效磷含量和速效钾含量表现为0～5 cm最高.不同管理方式下的荒漠草原植物群落均处于不稳定阶段,相比之下封育5年和7年草地植物群落稳定性较高;群落稳定性与土壤速效钾含量成显著正相关关系,与其他养分含量无显著相关性.     

施肥与切根对退化羊草草原土壤理化性质和酶活性的影响

从培肥草地土壤肥力的角度,研究了施肥(低氮、高氮、磷、低氮磷、高氮磷)和切根对退化羊草草原土壤理化性质、酶活性的影响,为评价监测研究区农业措施提供科学依据。结果表明:1)施肥和切根对草地土壤有机碳、全磷、C/N、电导率和pH无显著影响,切根处理使土壤全氮含量减少了14.5%。2)切根处理草地的土壤酶活性均高于施肥处理,且脲酶对农业措施的响应更敏感,变化范围为0.82~2.26 mg $NH_{4}^{+}$ ·g^-1·3 h^-1。3)土壤有机碳与全氮、C/N、铵态氮、硝态氮、速效氮之间存在正相关关系,与全磷、电导率、pH、土壤酶活性之间存在负相关关系。因此,施肥和切根可在短期内提高退化羊草草原土壤中的有效养分含量,切根有利于土壤酶活性的提高,从而对草地养分的转化产生潜在的促进作用。     

不同发育阶段柠条灌丛堆土壤生态化学计量学特征

采用空间代替演替时间的研究方法,以我国宁夏南部荒漠草原不同生长期（生长期、成熟期、衰退期）柠条灌丛堆为研究对象,分析了0～20 cm土层土壤有机碳、全氮、全磷等养分含量及其生态化学计量比随发育阶段的变化和垂直分布特征。结果表明：在柠条灌丛堆的不同生长发育阶段,各土层中有机碳、全氮、全磷的含量分别在2.18～4.25 g/kg、0.13～0.20 g/kg、0.22～0.29 g/kg之间,与全国土壤养分平均水平相比,体现出碳、氮、磷元素的极度匮乏;在不同发育阶段,柠条灌丛堆成熟期土壤有机碳和全氮的含量显著高于生长期和衰退期;在垂直方向上,随着土壤深度的增加,土壤有机碳、全氮含量逐渐降低,表现出明显的“肥岛效应”;而全磷含量在柠条灌丛堆的不同发育阶段随土层深度变化未呈现出明显变化;不同发育阶段的柠条灌丛堆各土层土壤碳氮比、碳磷比、氮磷比分别在14.93～27.89、10.50～15.83、0.59～0.84之间,碳氮比高于全国平均水平,而碳磷比、氮磷比均低于全国平均水平,氮是主要的土壤养分限制因子。相关性分析表明,有机碳与全磷和碳磷比呈显著正相关,全氮与全磷呈显著正相关（P<0.0...