荒漠草原不同年限灌丛引入过程土壤细菌碳源利用特征

为探究不同年限灌丛引入对荒漠草原土壤细菌群落功能多样性的影响,利用Biolog-ECO法对封育草地（17a）和不同年限引入灌丛地（6,15,25 a）0～20 cm土层展开土壤细菌群落的碳源利用特征研究。结果表明：荒漠草原不同年限灌丛引入后土壤全碳均有所增加,其中25 a时全碳最高,较封育草地显著增加43.5%(P<0.05),有机碳差异不显著,细菌数量与微生物生物量碳均在引入25 a最高,蔗糖酶活性随灌丛引入年限增加显著升高。土壤细菌群落随灌丛引入年限延长对碳源利用程度显著增大,平均增幅92.75%～181.73%,且对6类碳源利用能力均高于封育草地,其中糖类、氨基酸类、羧酸类是引入过程中细菌优先利用的3类碳源。灌丛引入也显著增加了土壤细菌群落功能多样性,特别是Shannon-Wiener丰富度指数、Shannon均匀度指数和Simpson优势度指数随引入年限延长而增大,且土壤全碳、全氮与细菌群落功能多样性呈显著正相关（P<0.05）。综上,近30 a灌丛引入不仅提高了土壤细菌对不同碳源的利用程度,也改变了主要碳源利用类型,从草地的氨基酸、聚合物类等转向灌丛地糖类、氨基酸...     

宁夏东部荒漠草原灌丛引入过程中土壤 呼吸响应特征

为探究宁夏东部荒漠草原灌丛引入过程中土壤呼吸响应特征,选取封育草地、放牧地及不同灌丛年限(22、12、3年)和间距(40、6、2 m)的柠条灌丛地(Caragana korshinskii),开展草原–放牧–灌丛引入中土壤呼吸、水分、碳氮、微生物及相关研究。结果表明:0–10 cm土层土壤水分具有明显季节变化,灌丛引入加剧深层土壤水分消耗。土壤呼吸响应表层土壤水分的季节变化,灌丛引入后土壤呼吸减弱,不同年限灌丛地与封育、放牧草地无显著差异(P0.05),但随间距的缩小差异显著(P 0.05)。土壤有机碳在封育、放牧草地随土层加深而降低,且随着灌丛年限的增大和间距的缩小而降低;全氮在封育草地都较高,而放牧地含量较低,随着灌丛年限的增大和间距的缩小而增加,但差异不明显(P 0.05)。灌丛引入使各菌群数量显著增加(P 0.05),但在间距最小(2 m)时显著降低。随着灌丛引入土壤微生物量碳降低,且随年限增长而增加,而在生长到一定年限又随间距的缩小而降低;土壤呼吸熵(qCO2)随年限的增加而减小,随间距的缩小而增大。土壤呼吸与土壤水分、土壤微生物量碳正相关,且与土壤水分极显著正相关(P 0.01),与土壤有机碳、全氮、微生物数量负相关,其与放线菌数量显著负相关(P 0.05)。     

荒漠草原土壤种子库对灌丛引入和降水梯度的响应特征

为了揭示宁夏荒漠草原土壤种子库对灌丛引入过程及降水的响应特征,采用室内萌发法和野外水分激发法,对宁夏荒漠草原封育草地、放牧地、不同年限(3、12、22 yr)和间距(40、6、2 m)柠条灌丛地开展草地-放牧-灌丛引入过程的土壤种子库萌发及其对不同降水梯度(-60%,-40%,-20%,0,20%,40%)响应特征进行了研究。结果如下:不同年限、间距引入灌丛地0~200 cm年平均土壤水分含量显著低于封育草地和放牧地(P<0.05),随着灌丛年限和密度增加,加剧深层土壤水分的消耗,土壤旱化加重,使得灌丛地无明显春季返潮期,土壤水分仅为8.14%、8.83%,分别显著低于同期封育草地和放牧地16.00%、13.00%,在这样的水土条件下不同年限、间距灌丛地室内萌发下的0~10 cm土壤种子库密度分别为6186和5831 粒· m^-2,分别高于封育草地、放牧地2965、2065粒·m^-2(P<0.05)。各样地主要集中于0~5 cm土层,占萌发总数70.04%,且均以一年生猪毛蒿萌发为主,高达87.12%~96.55%,并随灌丛年限和密度的增大而增加,而多年生草本萌发种类仅为5种;不同降水梯度野外激发下的不同年限、间距灌丛地种子萌发平均数量为855和640粒·m^-2,以降水量+20%时所激发土壤种子库萌发密度最高,分别为2266和1600粒·m^-2,一年生与多年生草本种子库萌发密度和种类均随降水量升高而增加,且均在降水梯度最大时(+40%)呈下降趋势,而且相较于多年生草本,一年生草本在不同灌丛地萌发率高达90.58%~100.00%,显著高于放牧地或封育地(P<0.05),在灌丛引入过程中对土壤干旱和降水变化表现得更为敏感和适应。     

灌丛树干茎流与根区优先流对灌丛沙堆"土壤沃岛 效应"的影响研究

"土壤沃岛效应"的形成增强了植物对干旱贫瘠环境的适应能力和生态系统的稳定性,在植被重建方面具有重要的生态水文学意义。灌丛树干茎流和根区优先流的水分和养分富集作用对灌丛沙堆"土壤沃岛效应"的形成、发育和演化具有极其重要的作用。弄清灌丛沙堆演化过程中灌木对土壤水分变化的时空响应和其多样性的维持机制、植被对水分的生态适应对策,是进一步研究灌丛沙堆形成和演替机制的关键。本文综述了灌丛沙堆的形成机理,对灌丛沙堆演化过程中土壤水文过程与植被响应机理以及灌丛树干茎流与根区优先流对"土壤沃岛效应"的影响进行了阐述,并对灌丛树干茎流与根区优先流研究方法进行了评述。在未来研究中,应加强对灌木地下根系分布及水分和养分沿灌木根系形成的优先通道运移和再分配的研究,以便更好地评价干旱贫瘠环境中树干茎流对灌木群落稳定性和生态系统发育所起的作用。     

荒漠草原灌丛转变过程土壤呼吸动态变化及其影响因素研究

探析荒漠草原向灌丛转变过程土壤呼吸动态及其影响因素,对确定干旱半干旱生态系统碳“源”/“汇”状态具有重要意义。本研究以宁夏东部荒漠草原-灌丛镶嵌体为研究对象,选取荒漠草地、草地边缘、灌丛边缘、灌丛地为研究样地,开展各样地微生境(植丛与空斑)下土壤呼吸(Rs)及相关土壤性质研究,结果表明：随着荒漠草原向灌丛地转变,土壤呼吸日动态与季节动态呈上升趋势,季节动态在7月达到峰值(P<0.05),灌丛地显著高出荒漠草地42.4%;土壤温度为转变过程土壤呼吸日动态的主要影响因子,温度和水分共同影响(R²介于0.44～0.80)土壤呼吸季节动态;回归分析和主成分分析表明,土壤呼吸与全碳、全氮、微生物生物量碳、生物量氮、土壤有机碳呈显著负相关(P<0.01),与硝态氮呈显著正相关(P<0.05)。综上,近30年灌丛转变过程促使土壤二氧化碳通量增加,加速荒漠草原有机碳养分消耗。     

宁夏东部荒漠草原向灌丛地转变过程土壤微生物响应

为探究荒漠草原向灌丛地人为转变过程中土壤微生物及其酶活性的响应特征,选取宁夏东部荒漠草原近30年典型草地-灌丛地镶嵌体区域的荒漠草地、草地边缘、灌丛边缘、灌丛地为研究样地,开展各样地不同微生境(植丛和空斑)下的0～20 cm土层土壤理化性质、微生物数量、微生物生物量及其酶活性特征研究.结果显示:随转变过程各样地土壤水分...     

宁夏东部荒漠草原向灌丛地人为转变过程土壤粒径分形特征

以宁夏东部荒漠草原-人工灌丛地典型镶嵌区域为研究对象,根据生态界面理论,选取荒漠草地、草地边缘、灌丛边缘、灌丛地为主要转变样地,利用野外采样室内分析的方法,研究荒漠草原向灌丛地人为转变过程土壤性状、土壤粒径分形维数变化特征及其相互关系.结果表明,转变过程各样地土壤颗粒体积百分含量均表现为砂粒>粉粒>黏粒,且砂粒比例随着...     

内蒙古灌丛化石生针茅荒漠草原地下生物量与周转值的测定

内蒙古的中部地区，广泛分布着中温型草原带最干旱的一个草原植被亚带－－荒漠草原亚带，灌丛化石生针茅草原是荒漠草原地带的一个主要群系，分布十分广泛，在一定范围内，它们占据的面积大于非灌丛化的石生针茅草原。（1），（4）对于荒漠草原亚带不同类型草原地上部分生产力的测定，自五十年代末的定位试验站开始，迄今已积累了相当丰富的资料，而不同类型草原群落地下部分生物量的测定，还未见过报道，但这却是草原生态系统物流与物质循环及生产力研究不可缺少的基础资料。本文是作用于1987年对内蒙古高原灌丛化石生针茅荒漠草原地下部分生物量和周转值进行测定所得结果的报道。     

人工柠条灌丛密度对荒漠草原土壤养分空间分布的影响

将荒漠草原人工柠条灌丛按密度分为高密度(HD)、中密度(MD)和低密度(LD),水平方向分灌丛根围(RS)、冠缘(MS)和灌丛间(IS),垂直方向分0~10 cm,10~20 cm,20~40 cm,40~60 cm,60~80 cm,80~100 cm,以同一区域的荒漠草原为对照(CK),系统展开柠条灌丛密度对荒漠草原土壤养分空间分布的影响。结果表明:随柠条灌丛密度的增加,土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)、有效磷(AP)、碱解氮(AN)含量逐渐增加,表层(0~10 cm)增幅最大,底层(80~100 cm)增幅最小,其中AP对柠条灌丛密度的敏感性最高;无论水平还是垂直方向均以HD柠条灌丛增加荒漠草原土壤养分效应最为显著。垂直方向柠条灌丛对TN、TP、AP、AN增加效应集中于表层以下,对SOC增加效应集中于20 cm土层以下,且增加效应随土层深度增加逐渐减弱;水平方向同层相比,以根围增加效应最为显著,灌缘、灌丛间次之,随土层深度该增加效应逐渐平稳或消失。综合表明:人工柠条灌丛能够增加荒漠草原土壤养分,以HD柠条灌丛根围表层(0~10 cm)增加效应最强,这种增加效应在垂直方向随土层深度增加逐渐减弱,水平方向则朝着远离根的方向减弱,虽然柠条灌丛对荒漠草原土壤养分的空间分布有增加效应,但并未影响到荒漠草原土壤养分的垂直分布格局。     

荒漠草原灌丛转变过程土壤水分亏缺空间特征及影响因素

草地灌丛化对生态系统结构、功能与服务产生重要影响,目前已经认识到其对土壤水分的负面影响,但还缺乏其在区域尺度的定量评价及其驱动机制研究。在宁夏荒漠草原选取43块成对样地（即荒漠草地和灌丛地）,引入样地土壤水分相对亏缺指数（PCSWDI）评价荒漠草原向灌丛转变后土壤水分亏缺空间格局现状及其驱动因子。结果表明：荒漠草原转变为灌丛后0～100 cm和100～200 cm土壤含水量分别显著下降了27.80%和57.92%,0～100 cm灌丛地的PCSWDI显著低于荒漠草地,表明0～100 cm灌丛地目前不存在土壤水分亏缺现象。地统计学分析表明,荒漠草地和灌丛地的0～100 cm土壤水分相对亏缺指数的结构方差比分别为94.73%和95.29%,均属于强空间自相关,主要受结构性因子控制。此外,地理探测器的因子探测发现0～100 cm土壤储水量、坡向和田间持水量是影响灌丛地土壤水分相对亏缺指数的主导因子;交互探测表明,灌丛地0～100 cm土壤水分相对亏缺指数空间分异是多因子共同作用的结果。尽管分析得到0～100 cm灌丛地不存在土壤水分亏缺,但100～200 cm土壤含水量显著下降已经预示了深层...     

退牧对安西荒漠化草原植被的生态效应

通过对安西温性荒漠化草原退牧还草围栏建设工程区生态环境监测点放牧与退牧管理后草地生物量的跟踪调查和牧草光合生理生态特征的监测,分析显示:与放牧区相比较,围栏退牧草场内的植株生长高度比围栏外放牧区高4.3～4.8 cm,植被覆盖度高16.6%～17.4%,草场平均产草量高235.2～300.5 kg/hm2,植被生长状况良好,同时草原环境中气温较低,湿度较高,且光合速率较高,有利于牧草的生长,表明退牧措施效果显著.高光谱遥感进一步监测结果显示退牧区牧草光谱反射率高,植被盖度大.草原围栏退牧封育,极大地改善了安西县草原生态环境,草原植被得到有效恢复,提高了草原防风固沙、净化空气、保护生物多样性等生态功能.     

荒漠灌丛和土壤动物关系及对降水变化的响应研究进展

在荒漠生态系统中,以人工灌丛进行植被恢复与重建是土地荒漠化防治最有效、最经济、最持久、最稳定的措施之一。土壤动物是荒漠生态系统土壤生物的重要组分,在物质循环、养分流动和信息传递中扮演着重要角色。荒漠灌丛和土壤动物互相作用能够促进灌丛“肥岛”演变,有利于灌丛生态功能发展和退化生态系统有效恢复。降水变化条件下,基于“荒漠灌丛和土壤动物关系”这一核心问题,在总结荒漠灌丛分布特征、荒漠灌丛和土壤动物分布关系的基础上,分析了荒漠灌丛土壤动物分布对降水变化的响应规律及内在机制。在未来全球变化条件下,从荒漠灌丛土壤动物对地上的反馈效应、研究方法与先进技术应用及荒漠灌丛土壤动物多样性与生态系统服务功能方面,探索了荒漠生态系统中荒漠灌丛土壤动物研究中应重点关注的几个科学问题,为荒漠生态系统生物多样性保护、植被建设及响应气候变化管理提供了科学依据。     

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...     

滩鸡放牧对荒漠草原植被和土壤水分的影响

研究了滩鸡放牧对荒漠草原地上植被和土壤水分特征的影响。结果表明,在滩鸡放牧区内土壤含水量总体降低,尤其在土壤表层(0～10cm)下降最为明显,随着放牧半径的增加,土壤含水率总体呈上升趋势。放牧条件下,随着放牧半径的增大,不同半径内地上植被盖度、频度、高度以及牧草产量呈下降趋势,且放牧半径与草产量呈明显的正相关关系,其中对植被的影响最大的放牧半径为3m,随着放牧半径的增加,影响程度下降。在放牧半径为6m和9m时,由于滩鸡选择性采食使禾本科和杂类草高度有所增加。     

内蒙古荒漠草原东部植被指标动态变化及其与气候变化的关系

本研究以内蒙古荒漠草原东部的苏尼特右旗为研究区域,利用2003—2013年草原植被高度、覆盖度、鲜草和干草产量等植被指标动态变化数据,结合水热等重要气候因子,分析了区域植被指标时空动态变化与气候因子变化趋势,并对植被指标动态变化与气候变化最佳模型进行评价与筛选。结果表明,该区域气温和降水量整体呈“冷干化”趋势,植被覆盖度、高度、草产量与降水量呈正相关关系,与气温呈负相关关系;降水量对荒漠草原植被影响更大。植被年最大高度、覆盖度、草产量与水热因子存在时滞效应。植被高度、鲜草产量、干草产量与水热因子最优拟合模型均为二项式模型,植被覆盖度与水热因子最优拟合模型为幂指数模型。     

草原灌丛化入侵:过程、机制和效应

草原灌丛化已成为全球性问题,也是生态学、畜牧学研究的热点问题。紧扣草原灌丛化过程、发生机理及其生态学后效等关键问题,介绍了国内外的最新研究进展。灌木入侵途径包括有意识引进入侵和自然入侵2类,入侵过程分为传播到达、定居建群和扩散入侵3个阶段。放牧、火烧、温室气体增加,干旱以及降水格局改变等均可导致草本向木本的转化,且机制复杂,主要有影响草本,木本植物盖度、水分利用效率、化感作用等。木本植物入侵打破了草原生态系统的稳定,表现出沃岛效应,影响动植物的分布以及生态系统的功能和服务。阐明草原“草本-木本”群落演替机制,可为我国研究草原灌丛化和管理提供理论借鉴。     

内蒙古典型草原灌丛化与土壤性质的关系研究

本文以内蒙古典型草原区有灌丛入侵及无灌丛入侵现象草地为研究对象,探讨了土壤性质与草原灌丛化现象间的关系。研究结果表明:在围封状态下,无灌丛化草地土壤粉粒、粘粒及养分(有机质、全氮、全磷)含量在0~60 cm深度均显著高于灌丛化草地,而土壤容重、砂粒则显著低于灌丛化草地,且二者的差异随着土壤深度的增加而增大;在重度放牧状态下,各指标的变化趋势与围封状态相同,但差异性仅在表层0~10 cm显著。草原灌丛化与表层土壤砂粒、容重呈显著正相关性,与土壤粉粒、有机质、全氮、全磷含量呈极显著负相关性。以上结果说明,草原灌丛化的出现与其分布生境的土壤特点有关。相比于草本而言,灌木在粗质贫瘠土壤中更具有竞争性。     

荒漠草原土壤微生物数量与土壤及植被分布类型的关系

对宁夏荒漠草原土壤微生物数量与草原植被类型及土壤类型的分布关系的研究表明:1)细菌数量的分布是轻壤土>中壤土>沙壤土>紧沙土;2)放线菌数量的分布是紧沙土>沙壤土>轻壤土>中壤土; 3)真菌数量的分布是中壤土>轻壤土>沙壤土>紧沙土;4)土壤微生物的数量随着草原植被类型的变化而变化,细菌的数量在植被类型④中最多;放线菌的数量在植被类型①中最多,而真菌的数量在植被类型②中最多;5)在中壤和轻壤土上的植被较好,四度一量值高,紧沙土最差,初步说明土壤类型(机械组成)及植被类型影响土壤微生物群落的结构。