围封对宁夏荒漠草原土壤团聚体组成及其稳定性的影响

以空间序列代替时间序列,采用干筛法和湿筛法研究了围封禁牧条件下宁夏荒漠草原恢复演替过程中0~40cm土层土壤团聚体组成、破坏率及平均重量直径(MWD)等指标,以探讨围封对荒漠草原土壤团聚体稳定性的影响。结果表明:围封有利于荒漠草原土壤团聚体的形成,随围封年限的增加,0.25mm土壤微团聚体含量总体呈下降趋势。其中,0.25mm干筛团聚体含量在0~10cm和10~20cm土层变化显著,均以围封10年的草地最低;0.25mm水稳性团聚体含量在0~10cm和20~40cm土层变化显著,其中0~10cm土层以围封7年的草地最低,20~40cm土层以围封10年的草地最低;随围封年限的增加,土壤团聚体平均重量直径呈先降低后增加的趋势,以围封10年的草地最高,团聚破坏率则以围封7年、10年的草地较低,未封育和封育3年的草地较高。从垂直分布看,随剖面深度的增加,大团聚体特别是5mm粒级团聚体含量显著增加。     

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...     

生物炭基磷肥和补播对荒漠草原土壤呼吸的影响

我国90%以上的草地存在不同程度的退化,修复退化草原是当前“双碳”背景下提升草原碳储量的重要途径,探究不同草地修复措施对土壤碳排放的影响十分重要。因此,本研究在内蒙古四子王旗荒漠草原样地设4个处理：对照(CK)、生物炭基磷肥(CB)、补播(CP)和生物炭基磷肥加补播(CPB),于2021年生长季(6月-10月)测量土壤呼吸速率,并测量0-20 cm的土壤物理性质(土壤温度和含水量)和土壤化学性质(土壤有机碳和速效磷含量),同时调查植被地上生物量。结果表明：与对照相比,CP和CPB处理下土壤含水量和土壤呼吸速率分别增加了12%、15%和27%、30%,土壤温度降低了2.5%和4.6%,CB处理提高了土壤化学性质但并未对土壤呼吸产生影响。研究发现,补播和施肥+补播措施能够在短期内促进土壤呼吸。综合植被和土壤的变化情况,生物炭基磷肥对于荒漠草原的修复有促进作用,但施肥和补播措施时,早期要注意控制开沟的规模,尽可能减少对土壤的扰动。     

补播对退化荒漠草原土壤有机碳及其分布的影响

本研究以未补播（CK）、隔带深翻后补播蒙古冰草（Agropyron mongolicum）（M）、沙生冰草（A. desertorum）（S）及蒙古冰草+沙生冰草（G）的草地为对象,研究不同处理荒漠草原0～40 cm土壤总有机碳在土壤剖面和不同粒级团聚体中的分布。结果表明：不同补播模式草地全土有机碳及团聚体有机碳含量较对照均有所提高,10～20 cm和20～30 cm土层,沙生冰草补播草地显著高于未补播草地（P<0.05）;30～40 cm土层,各补播草地均显著高于未补播草地（P<0.05）。各处理草地土壤有机碳含量随土层的加深逐渐增加,30～40 cm土层均显著高于0～10 cm土层（P<0.05）。不同处理草地各土层团聚体有机碳含量以<0.053 mm粒级最高。随土层加深,大团聚体对土壤有机碳的贡献增大,30～40 cm土层以0.053～0.25 mm和>2 mm粒径较高。总体看,补播有利于退化荒漠草原土壤有机碳的固存,在本研究所做处理中补播沙生冰草对土壤有机碳的增加效果较为明显。     

补播对宁夏荒漠草原植物群落及土壤理化性状的影响

研究补播对草地植被和土壤的影响可为退化草地植被建设提供依据。在宁夏荒漠草原,对补播乡土植物3年后的草地、禁牧封育草地的植物组成、植物群落特征、多样性和稳定性、草地0–40 cm土壤水分和理化性质进行了研究,分析了植被变化与土壤性状的关系。结果表明:1)补播草地植物物种数增加,豆科植物和一年生植物比例增加,多年生和半灌木比例降低。2)补播使草地植物丰富度、盖度、高度和地上生物量增加,群落稳定性明显提高(P <0.05),但未改变草地物种多样性、均匀度和优势度。3)土壤表层的水分含量呈补播草地大于封育草地,土壤持水性、毛管孔隙度、总孔隙度、有机质以补播草地较高,速效钾含量在30–40 cm处为补播草地大于封育草地,但土壤全氮和碱解氮处理间无显著差异(P> 0.05)。4)土壤有机碳含量和田间持水量是影响植被特征的最显著因子。研究结果表明,因地制宜进行退化荒漠草原补播,可提高草地生产力,改善草原植物群落及其土壤养分和水分环境。     

施肥对荒漠草原土壤呼吸的影响

本论文采用开路式土壤碳通量测量系统,测定希拉穆仁荒漠草原试验区不同施肥处理下土壤呼吸速率的季节变化。试验设置了CK、 N10、 N5、 N2．5、 P、 K、 NP、 PK、 NK和NPK十个处理,分析了施肥对生长季平均土壤呼吸速率的影响。结果表明：（1）施肥对荒漠草原植物土壤呼吸速率变化影响与对照区规律基本保持一致,说明施肥没有改变荒漠草原土壤呼吸的特征。（2） P肥和PK配施显著提高了生长季平均土壤呼吸速率; N10显著提高了生长季土壤平均呼吸速率,三者大小关系是N10﹥N2．5﹥N5。     

模拟降水对荒漠草原土壤氮矿化的影响

在短花针茅荒漠草原设置不同模拟降水处理(分别为P1减少降水量的50%、P2自然降水、P3增加降水量的50%和P4增加降水量的100%),探讨降水对荒漠草原土壤氮矿化的影响。结果表明:随着降水量的增加,铵态氮和硝态氮含量都出现了显著差异,P4处理下铵态氮含量最大,硝态氮含量整体呈“增加-降低-再增加”的趋势;降水量增加使铵化速率显著降低,而硝化速率则随着降水量的增加而显著增加,但P3与P4硝化速率没有显著差异;土壤净矿化速率随着降水量的增加显著增加,降水量增加到P3时土壤净矿化速率不再发生改变,减少降水没有使土壤净矿化速率发生改变。     

放牧干扰对荒漠草原土壤性状的影响

在宁夏荒漠草原选取围封禁牧(NG)、轻度放牧(LG)、中度放牧(MG)和重度放牧(HG)4个放牧强度,研究不同放牧强度对土壤物理和化学性状的影响。结果表明,放牧干扰对荒漠草原土壤物理和化学性状影响显著。土壤含水量和孔隙度随着放牧强度的增加呈显著降低趋势,而土壤容重和pH值呈线性增加趋势。重度、中度、轻度放牧0～30 cm土壤含水量和孔隙度比围封禁牧分别降低了21.1%,12.0%,4.7% 和 3.2%,2.5%,2.1%。不同放牧强度土壤含水量随着土壤深度的增加均呈显著增加趋势。随着放牧强度的增加,土壤有机碳和C/N降低。重度放牧0～10和10～20 cm土壤有机碳比围封禁牧分别降低了20.6%和14.1%,土壤C/N分别降低了43.4% 和34.1%。土壤全磷、速效磷和全钾含量随着放牧强度增加呈增加趋势,而土壤电导率和全氮含量呈先增加后降低趋势。合理放牧可以改善荒漠草原土壤结构和养分性状,有利于遏制荒漠草原土壤的退化。     

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.     

翻耕补播措施对宁夏荒漠草原土壤碳氮储量的影响

以3种翻耕补播方式(深翻耕补播、浅翻耕补播和免耕补播,播量30kg/hm²)及深翻补播不同播量(7.5kg/hm²、15kg/hm²和22.5kg/hm²)为研究对象,以封育未补播为对照,研究了不同翻耕补播措施对宁夏荒漠草原土壤碳氮储量的影响。结果表明:封育未补播处理可提高0～10cm土层土壤有机碳和全氮含量;深翻耕补播可显著提高10～20cm和20～40cm土层土壤有机碳含量,深翻耕补播和深翻-播量15.0kg/hm²可分别提高土壤10～20cm和20～40cm土层土壤全氮含量。深翻耕补播、深翻-播量15.0kg/hm²、7.5kg/hm²和封育未补播措施均可提高浅层(0～10cm)土壤碳氮比;浅翻耕补播和深翻-播量7.5kg/hm²可提高10～20cm土层土壤碳氮比。深翻耕且播量为30.0kg/hm²的人工补播措施较其他措施更有利于土壤有机碳和全氮的固存,但从操作性和成本的角度考虑,短期...     

荒漠草原沙漠化对土壤养分与植被根冠比的影响

以空间代替时间的方法,通过对宁夏中北部荒漠草原不同沙漠化阶段草地土壤养分与植被生产力的研究,探讨土壤养分和植被根冠比对草地沙漠化的响应特征,以期为干旱与半干旱地区荒漠草原的生态恢复与重建提供科学依据。结果表明:随着荒漠草原沙漠化程度的增加,植被地上、地下生物量呈现减小的趋势,但是轻度沙漠化阶段植被地上、地下生物量均大于潜在沙漠化阶段。植物根冠比随着草地沙漠化程度加剧而减小,而重度沙漠化阶段植物根冠比比中度沙漠化阶段增加了36%;随着草地沙漠化程度的加剧,土壤有机碳、全磷、全氮、速效钾和速效氮含量均呈降低趋势;在草地沙漠化过程中,土壤养分的积累减弱导致土壤肥力降低,草地生产力下降。     

模拟降水对短花针茅荒漠草原土壤呼吸的影响

试验在内蒙古四子王旗短花针茅荒漠草原开展,旨在研究模拟降水对土壤呼吸、土壤温度和土壤湿度的影响。在长期不同放牧平台增设4个不同降水处理(减水50%、自然降水、增水50%和增水100%)。于2016年7月~10月使用土壤碳通量测试仪器(Li-8100)测量土壤呼吸速率,同时用仪器自带的温、湿度探针监测0~10cm土壤温度和0~5cm土壤体积含水量。结果表明:随着降水量的增加,土壤呼吸和土壤湿度呈现显著增加趋势,土壤温度显著降低(P<0.05);7月~10月土壤呼吸速率呈现下降趋势;土壤呼吸与0~10cm土壤温度和0~5cm体积含水量之间存在极显著正相关关系,决定系数分别是0.3117和0.7307(P<0.0001)。结果表明,水分是影响荒漠草原土壤呼吸的关键因子之一。     

不同放牧制度对荒漠草原表层土壤氮素空间异质性的影响

以荒漠草原不同放牧制度下表层土壤氮素含量为研究对象,采用GS+软件和地统计学分析方法对其空间异质性分布进行了研究.结果显示,划区轮牧区表层士壤碱解氮含量显著低于对照区和自由放牧区,土壤全氮含量没有发生显著性变化.样点间土壤氮素含量差异表明,表层土壤氮素含量存在空间异质性.划区轮牧使得土壤碱解氮含量和土壤全氮含量空间分布受随机因素影响大,自由放牧使土壤全氮含量空间分布受随机因素影响大,围封状态的对照区土壤碱解氮含量和土壤全氮含量空间分布几乎不受随机因素影响.划区轮牧能够减小土壤氮素空间分布的异质性,自由放牧导致表层土壤碱解氮含量空间差异较大.在划区轮牧区,土壤碱解氮含量和土壤全氮含量空间分布都比较均匀,呈片状分布,自由轮牧区土壤碱解氮整体呈破碎斑块分布.     

放牧强度对荒漠草原土壤物理性质及其侵蚀产沙的影响

针对荒漠草原退化已经由植被退化演变到土壤退化的特征,采用野外调查取样和人工模拟降雨相结合的研究方法,探讨不同放牧强度下荒漠草原的土壤紧实度、容重、总孔隙度、水分及其侵蚀量的变化情况,研究结果表明:(1)不同放牧强度下0~10cm土层土壤紧实度受放牧的影响差异显著,且随放牧强度加重而呈明显的增加趋势,对深层土壤的影响有限;(2)0~10cm土层土壤容重差异性显著,且随放牧强度的增加而不断增大,与对照未放牧草地相比,不同放牧强度草地土壤容重增加幅度为5.1%~11.7%;(3)放牧强度对0~20cm深度的土壤含水量影响显著,放牧强度越大,土壤含水量越小,与对照未放牧草地相比,不同放牧强度草地土壤含水量降低12.5%~35.4%;(4)雨强一定时,坡度与放牧强度越大,其土壤侵蚀量明显增加,雨强、坡度条件相同情况下,重度放牧的土壤侵蚀量可达到对照样地4.9~13.6倍;(5)土壤容重与土壤紧实度、土壤总孔隙度之间存在显著正相关,土壤紧实度与不同坡度、降雨、放牧强度的土壤侵蚀量均存在显著正相关,且均为幂函数关系。     

8年围封对内蒙古荒漠草原植物和土壤的影响

为了探讨围封对荒漠草原植物和土壤的影响,在内蒙古短花针茅荒漠草原设计了不同放牧强度的试验,试验采用完全随机区组的设计,一共有3个区组,每个区组有4个处理,分别为围封、轻度放牧、中度放和重度放牧。试验期间采用样方法对样地内的植物进行了调查以及对土壤的全氮、全钾、全磷、速效钾、速效磷含量和pH进行了测定,我们的研究得出了以下主要结论：围封显著的增加了植物群落的盖度、密度、生物量和丰富度（P<0.05）,同时也显著的增加了香浓熵指数、香浓维纳指数、辛普森指数、均匀度指数和丰富度指数（P<0.05）。围封对土壤全氮、全钾、全磷、速效磷和pH都没有显著的影响。在短花针茅荒漠草原,短期围封可以增加植物的多样性和生物量,但是对土壤没有影响。     

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。