高原鼠兔活动对高寒草甸群落植物生物量季节分布的影响

通过对高原鼠兔不同洞穴密度条件下,三江源区高寒草甸植物群落生物量季节动态研究分析表明:高原鼠兔不同洞穴密度和植物地上、地下和总生物量均满足二次函数关系,当洞穴数量达到中等密度时(512个/h㎡),其生物量降到最低.生长季内(5-10月)地上生物量变化呈"单峰"曲线,由于不同程度的鼠类活动致使其最大生物量较无鼠害样地提前一月来临,即8月底达到生长季最大值;年均生物量近似零密度样地最大,中等密度样地最小,7月底生物量可以作为年度产草量平均水平的重要依据.生长季内地下生物量于8月底均降到最低值,中等密度样地最小,近似零密度样地最大.总生物量主要由地下根系所支配,生长季内各样地基本与地下生物量保持相似的趋势,中等密度样地总生物量最小.总之,地上生物量对鼠洞密度和月份的敏感程度要强于地下生物量,鼠类活动对植物地下生物量的形成和数量在短期内没有很大的影响.     

黄河源高寒草甸高原鼠兔土丘的土壤风力侵蚀规律

为阐明高寒草甸退化区土壤风力侵蚀作用及土壤流失规律,以青海省河南县退化高寒草甸高原鼠兔土丘为研究对象,通过开展野外人工模拟风蚀试验,对不同风速下鼠丘土壤流失量及其养分流失规律进行分析和讨论。结果表明：（1）风蚀作用下土壤流失量均呈先快后慢的变化规律,风速从6.0 m/s逐步增加到12.0 m/s时,土壤流失量增长约6.3倍。（2）风蚀过程中鼠丘高度和直径随风蚀时间的变化较明显,其变化速率与土壤流失速率相对应,且风蚀促进土壤水分的蒸发速率,从而促进鼠丘的土壤可蚀量。（3）鼠丘土壤养分随风速和土壤流失量的增大而增大,即养分流失规律与土壤流失量的变化规律相同,其中土壤有机质、全钾、速效钾和碱解氮的流失量相对较大。研究结果表明风力侵蚀是加剧退化高寒草甸高原鼠兔爆发区土壤流失和养分贫瘠的重要因素之一。     

鼠类活动对高寒草甸初级生产力和土壤物理性状的影响

以高原鼠兔有效洞口作为调查对象,研究了高原鼠兔洞穴密度对三江源区高寒草甸地上、地下和总生物量以及土壤物理性状的影响.结果表明:随着草地鼠洞密度的增大,地上,地下生物量呈"V"字型变化趋势,先剧烈下降后缓慢上升,满足二次甬数关系,样地Ⅰ(近似零密度)生物量最大;地下生物量主要分布在0-10 cm土层,随着鼠洞密度的增大有向表层聚集的趋势,生长旺盛期更为明显;8月地上、地下及其总生物量显著高于6月(P<0.05),各月地下生物量远远大于地上生物量(P<0.01),地上生物量和地下生物量满足二次函数关系.土壤含水量、容重和pH值与鼠洞密度没有直接的线性关系,但含水量随土层深度增加而降低,容重和pH值随土层深度增加而增加,土壤各因子与不同土层满足线性关系.     

高原鼠兔干扰强度对高寒草甸土壤碳氮分布的影响

采用高原鼠兔(Ochotona curzoniae)有效洞口数差异划分其干扰梯度的方法,研究其不同干扰强度对高山嵩草(Kobresia pygmaea)草甸土壤有机碳和速效氮分布特征及耦合关系的影响。结果表明:随着高原鼠兔干扰强度的增加,植被覆盖区和裸斑生境窗区各土层有机碳含量均先升高后降低,在干扰强度Ⅱ(有效洞口数密度为192个hm~(-2))时显著升高达到最大值(p0.05),相比干扰强度Ⅰ时增加了21.51%和46.03%;裸斑生境窗区速效氮含量先升高后降低,在干扰强度Ⅱ时最大且显著高于植被覆盖区(p0.05),高于植被覆盖区155.63%。高原鼠兔干扰下植被覆盖区0~10 cm土层有机碳、速效氮和铵态氮含量均显著高于10~20 cm土层,而硝态氮含量显著低于10~20 cm土层(p0.05),且表层土壤有机碳占整个土层的69.74%;裸斑生境窗区0~10 cm土层速效氮和铵态氮含量均显著低于10~20 cm土层,硝态氮含量显著高于10~20 cm土层(p0.05),而不同土层间有机碳含量仅在干扰强度Ⅰ时差异显著。高原鼠兔干扰下,土壤有机碳与速效氮、硝态氮、铵态氮在植被覆盖区为极显著的负相关关系(p0.01),而在裸斑生境窗区为极显著正相关关系(p0.01)。这说明高原鼠兔改变了土壤碳氮的耦合关系,适宜的干扰强度能明显提高高山嵩草草甸土壤有机碳的含量和形成氮素含量较高的裸斑生境窗区。     

灌丛化对高寒草甸土壤水力性质的影响

全球气候变化背景下,青藏高原高寒草甸灌丛化已经成为青藏高原植被景观的主要变化趋势。为了更好地认识和理解灌丛化与高寒草甸生态系统的关系,以青藏高原东缘川西锦鸡儿(Caragana Erinacea Kom)和金露梅(Potentilla Fruticosa)灌丛化高寒草甸为对象,采用环刀浸泡法和双环入渗法研究了其在未灌丛化、轻度灌丛化、中度灌丛化和重度灌丛化阶段土壤持水和入渗能力特征。结果表明：(1)2种灌丛化草甸土壤容重在中度灌丛化阶段最低,总孔隙度在中度灌丛化阶段最高。(2)随着灌丛化程度的增加,2种灌丛化草甸土壤含水量呈增加趋势,表现为在重度灌丛化阶段最高;土壤毛管持水量、田间持水量和最大持水量呈抛物线变化趋势,在中度灌丛化阶段最大。(3)2种灌丛化草甸土壤的初渗率、稳渗率和入渗速度随灌丛化程度的增加总体表现为增加趋势,其中在中度和重度灌丛化阶段显著高于未灌丛化阶段。(4)相关性分析表明,灌丛化草甸土壤的入渗指标与土壤含水量、非毛管孔隙度有显著相关关系。因此,高寒草甸灌丛化过程中,土壤水力性质的改变通常发生在中度和重度灌丛化阶段。     

高原鼠兔干扰与高寒草甸退化的时空耦合关系

[目的]高原鼠兔是青藏高原高寒草甸生态系统的关键物种。分析鼠兔活动与草甸退化之间的耦合关系,为进一步完善高原鼠兔干扰强度观测体系,提供更加全面、科学的鼠兔活动调查数据。[方法]本研究利用无人机对地观测与深度学习构建了一种鼠兔干扰强度观测与分级方法,并利用景观指数和耦合度模型开展了时空变化分析。[结果](1)ResNet-101残差网络模型提取鼠丘秃斑的精度可达92.7%。2019年研究区鼠兔干扰微度和轻度面积占总面积的82.0%,2021年中度及以上干扰强度占62.5%。2019—2021年鼠兔干扰明显、显著和极度增强的面积占43.0%。(2)2019,2021年高寒草甸植被均以中度退化为主,2019—2021年中度退化转变为重度退化的面积占30.2%,植被覆盖度出现显著降低的面积占7.7%。(3)研究区景观以单一方向变化为秃斑,景观类型向更加聚集、规则、单一化的方向转变,秃斑景观的优势度显著上升。(4)2019—2021年研究区大部分区域的耦合度增加,鼠兔干扰与高寒草甸间的相互作用增强。[结论]研究区高原鼠兔干扰强度显著变大,植被覆盖度降低,景观逐步向秃斑类型转变,高寒草甸在高原鼠兔...     

土地利用方式对高寒草甸生态系统土壤无机碳的影响

[目的]探明土地利用方式对高寒草甸生态系统土壤无机碳含量及储量的影响,为青藏高原区域碳增汇原理及草地管理实践提供科学支撑。[方法]选取围栏封育地、自由放牧地、多年生人工草地、补播地及黑土滩型退化草地5类不同土地利用类型,对无机碳的含量和储量、土壤主要理化性质的变化及其相关性进行比较分析。[结果]在高寒草甸生态系统中,无机碳含量较低且不同土地利用下土壤无机碳的储量(以C含量表示)有显著差异,表现为多年生人工草地(3 381.28kg/hm2)围栏封育地(739.27kg/hm2)自由放牧地(712.12kg/hm2)补播地(647.64kg/hm2)黑土滩型退化草地(361.26kg/hm2)。不同土地利用类型草地的土壤pH值、容重和含水量差异显著。土壤无机碳与土壤容重和含水量分别为线性正相关和负相关关系,与pH值为正相关关系,当pH值7时,无机碳含量很低,基本保持不变;当pH值7时,表现为指数函数关系。[结论]在高寒退化草地改良重建的技术与综合治理模式中,黑土滩型退化草地上建植多年生人工草地的管理策略在无机碳固定方面较其他措施更加有效,是维持草地碳汇功能的有效措施。     

大型土壤动物群落对高寒草甸退化的响应

为了查明大型土壤动物群落对高寒草甸退化的响应,2009至2010年间对青藏东缘若尔盖湿地的沼泽草甸、草原草甸、退化草甸和沙化草甸4个退化阶段的大型土壤动物群落进行了7次调查.结果表明:高寒草甸的不同退化阶段大型土壤动物群落的类群组成和优势类群存在差异,且退化和沙化对大型土壤动物群落的丰富度、密度、Shannon多样性和群落结构均有显著影响(p＜0.01或p＜0.05).其中退化可使带马陆目(Polydesmida)和鞘翅目幼虫(Coleoptera)等多个类群的密度显著增加(p＜0.05),而沙化则使优势类群密度显著降低(P＜0.05)、常见类群和稀有类群消失.植物种类、生物量和土壤理化性质,尤其是有效磷和速效钾含量与大型土壤动物的丰富度、密度和多样性间存在显著相关关系(p＜0.01或p＜0.05).季节变化对大型土壤动物的群落密度和多样性有显著影响(p ＜0.01或P＜0.05),但不同退化阶段的大型土壤动物对季节变化的响应存在差异.研究结果表明高寒草甸的中度退化能够增加大型土壤动物群落多样性,而严重退化(即沙化)则显著降低土壤动物群落多样性,且不同退化阶段大型土壤动物群落的季节动态不同.     

高寒草甸植被土壤腐殖质组成及性质的研究

不同草甸植被下土壤有机质含量变化在70.0～122.8gkg-1之间,同时,腐殖质特性亦存在较大差异。采用熊田法研究表明,可提取腐殖质中胡敏酸所占比率为47.99%～56.98%,游离胡敏酸(fHA)比率为51.67%～60.10%,游离富里酸(fFA)比率为80.01%～86.46%;此外,不同草甸植被下土壤腐殖质的相对色度(RF),E4也有明显差异。     

高寒草地鼠兔干扰下不同地表类型的土壤属性特征

为探究高原鼠兔(Ochotona curzoniae)活动对高山草甸土壤理化性质和生物活性的影响,以青海省果洛藏族自治州玛沁县为研究区,选取受高原鼠兔影响的草地为研究对象,根据有无鼠兔扰动和有鼠兔扰动下的不同地表特征,将有无鼠兔扰动的地表划分为4种类型,分析了4种地表类型土壤理化性质和生物学性质,并采用主成分分析方法对不同地表类型草地进行土壤质量评价。结果表明:(1)存在鼠兔扰动草地,洞口裸斑处土壤含水率、容重增加,土壤机械组成出现砂粒化发展趋势,土壤速效养分浓度升高,洞口裸斑处土壤碱解氮含量较扰动草地增加了41.31%,有机质含量和阳离子交换量在洞口裸斑处最高。(2)4种地表类型土壤酶活性均有不同程度的差异,蔗糖酶活性在不同地表类型下无显著差异,洞口裸斑处脲酶含量最高为3.31 mg/(d·g),磷酸酶和过氧化氢酶的活性在有鼠兔扰动下的3种地表类型均显著增加。(3)通过对不同地表类型土壤质量进行评价,得分排序为:Ⅲ>Ⅳ>Ⅱ>Ⅰ,鼠兔频繁活动的洞口裸斑处土壤质量较佳。鼠兔扰动对土壤性质影响显著,不同地表类型土壤质量存在差异。因此,鼠兔扰动改变了鼠洞周边土壤性质,使其物理化学性质发生显著变化。研究结果对进一步认识高原鼠兔扰动影响下的草地土壤性质变化具有重要支撑作用,也为青藏高原生态系统的管理与保护提供参考。     

土壤容重对土壤物理性状和小麦生长的影响

以黑土和白浆土为试材 ,进行筒栽试验 .结果表明 ,适宜小麦生长的容重范围分别为 1 .1 5～1 .3 0 g/cm3和 0 .9～ 1 .0 5g/cm3.     

土壤调理剂对土壤理化性质及甘蓝生理特性的影响

试验研究了土壤调理剂对土壤结构性质和甘蓝根系活力、光合指标的影响。结果表明，施用调理剂后，处理两次、处理一次分别使20 cm和30 cm土层的容重下降7.3％、1.9％和4.6％、1.3％，孔隙度分别提高9.3％、2.8％和5.9％、1.9％；与对照相比，处理两次后的阳离子交换量在0～27 cm、27～45 cm土层分别增加5.7%和10.9％；甘蓝的根系活力，处理与对照相比达到1％的显著差异水平；改变了Pn的光合日变化曲线，提高了甘蓝对光强的适应能力，光合能力加强。     

土壤调理剂对土壤理化性质及甘蓝生理特性的影响

试验研究了土壤调理剂对土壤结构性质和甘蓝根系活力、光合指标的影响.结果表明,施用调理剂后,处理两次、处理一次分别使20 cm和30 cm土层的容重下降7.3%、1.9%和4.6%、1.3%,孔隙度分别提高9.3%、2.8%和5.9%、1.9%;与对照相比,处理两次后的阳离子交换量在0～27 cm、27～45 cm土层分别增加5.7%和10.9%;甘蓝的根系活力,处理与对照相比达到1%的显著差异水平;改变了Pn的光合日变化曲线,提高了甘蓝对光强的适应能力,光合能力加强.     

5种土壤调理剂对大蒜田土壤理化性质和大蒜产量的影响

试验研究了两个不同用量的5种土壤调理剂(麦饭石、牡蛎壳、蒙脱石、硅钙矿和有机肥)对土壤理化性质和大蒜产量的影响。结果表明,5种调理剂均能降低土壤容重,提高土壤孔隙度:施用前期麦饭石处理的土壤容重显著降低,后期则蒙脱石处理土壤容重降低明显。在大蒜生长前期,施用高量牡蛎壳、蒙脱石和有机肥均显著提高了土壤碱解氮含量;蒙脱石显著降低了土壤速效磷含量,高量有机肥则明显增加了土壤速效磷含量;麦饭石、蒙脱石、硅钙矿和有机肥均能显著提高土壤速效钾含量,牡蛎壳对土壤速效钾含量影响不大。蒙脱石、硅钙矿和有机肥在大蒜生长前期均显著提高了土壤有机质含量,后期则只有高量有机肥比对照有显著增加。麦饭石、蒙脱石和有机肥3种土壤调理剂对土壤pH值有降低作用,而牡蛎壳和硅钙矿两种土壤调理剂对土壤pH值有增加作用。土壤调理剂对大蒜叶枯病有一定减轻作用。5种调理剂与对照相比均有一定增产功效,但只有蒙脱石和高量有机肥增产效果显著。     

稻-鱼复合生态系统对水田土壤理化性状的影响

2007年和2008年对稻-鱼(泥鳅)复合生态系统的水田土壤理化性状进行了定位定量研究.与对照相比,养鱼稻田土壤容重平均降低0.09 g/cm3,土壤总孔隙度平均提高9.15%,>0.25 mm团聚体平均增加4.64%,土壤碱解氮、速效磷含量高于对照处理,差异均为极显著(p<0.01);土壤分散系数平均减少6.25%,结构系数平均增加8.30%;土壤氧化还原电位平均增加16.5 mV,还原物质总量、活性还原物质含量、Fe2+含量和活性有机还原性物质含量分别平均降低0.42、0.46、0.26和0.21 cmol/kg.养鱼稻田土壤的通气性、结构稳定性和团聚化程度增强,分散性减弱.底栖鱼类有效改善了稻田土壤理化性状.     

水稻连续免耕抛栽对土壤理化和生物学性状的影响

于2005~2007年在双季稻田以翻耕处理为对照,研究了水稻连续免耕抛栽对土壤理化和生物学性质的影响。结果表明,稻田免耕1年(2季),有利于土壤物理性状的改善,随着免耕时间(3年6季)的延长,土壤物理性质变差。但免耕2年后,采用紫云英和稻草还田能降低免耕稻田的土壤容重,提高总孔隙度和非毛管孔隙度。免耕有利于土壤养分在表层土壤富集。土壤中三大类微生物总量免耕处理小于翻耕处理,免耕土壤细菌的数量增加,而放线菌和真菌的数量减少。土壤中脲酶活性增加,而过氧化氢酶和过氧化物酶的活性均降低。脲酶、过氧化氢酶和多酚氧化酶的活性均与土壤有机质、全氮含量呈极显著相关,而过氧化物酶活性则与土壤全氮和速效钾含量呈极显著相关。该结果有水稻免耕抛秧栽培技术的推广应用的参考意义。     

黑水虻虫粪对水稻生长及土壤理化性质的影响

  【目的】  黑水虻虫粪为黑水虻幼虫生物转化畜禽粪便所得,其有机质、养分含量高,可作为有机肥施用。研究黑水虻虫粪施用对水稻生长和土壤理化性质的影响,为其安全、合理使用提供科学依据。  【方法】  采用盆栽试验,设置施用盆栽土壤重量的0%、2%、4%、6%和8%虫粪肥5个处理 (依次记为CK、T1、T2、T3、T4),一次施肥后连续两年种植水稻,研究不同施肥处理对水稻株高、叶片酶活性、稻米产量、稻米氮磷钾含量、土壤养分指标、土壤酶活性的影响。  【结果】  施肥后第一年 (2018年),T2处理的水稻株高、产量最高,分别较CK提高了5.8%、43.7%,而T4处理的株高、产量分别较CK降低了8.0%、20.0%。在第二年 (2019年) 水稻株高和产量随着虫粪施用量的增加而提高,施虫粪肥处理提高了11.5%～33.5%的株高和33.9%～195.5%的产量。虫粪肥的施用在两年中都提高了水稻叶片的SOD、POD、CAT活性和稻米中的氮磷钾含量,且随着虫粪用量的增加而提高。虫粪肥的施用使土壤pH两年中分别由6.46、6.51提升到7.13、7.14。有机质含量提高了7.1%～32.5%,EC值提高了13.6%～99.9%,铵态氮含量提高了25.2%～195.4%,有效磷含量提高了45.7%～312.0%,速效钾含量提高了1.7～20.1倍。虫粪肥提高了13.1%～109.5%的脲酶活性,提高了14.5%～45.4%的磷酸酶活性,提高了25.2%～286.5%的蔗糖酶活性。  【结论】  黑水虻虫粪的施用可以提高土壤养分含量和酶活性,适宜的施用量能促进当季和后茬水稻生长,提高水稻产量,因此黑水虻虫粪作为一种新型有机肥料,具有广阔的应用潜力。     

土壤调理剂对日光温室土壤理化性质和蔬菜产量、品质的影响

试验研究了土壤调理剂对日光温室土壤理化性质和蔬菜产量、品质的影响。结果表明,施用土壤调理剂能够明显改善土壤结构,增强土壤保水能力,与对照相比,施用2次调理剂后土壤容重降低6.36%,土壤总孔隙度增加4.97%,田间持水量增加6.75%,渗透系数提高46.28%;调理剂还能增加土壤养分含量,提高土壤保肥能力;调理剂能够提高蔬菜的产量和品质,对番茄品质的改善效果尤为明显;调理剂与秸秆配合施用效果更佳。     

群落配置对滨海围垦区土壤理化性质的影响

以崇明东滩湿地围垦区为例,对栽植10年不同植物群落配置模式下土壤主要的理化性质(机械组成、容重、孔隙度、田间持水量、pH和含盐量)进行了测定,以探讨不同群落配置对盐碱土的改良效果。结果表明,相对于裸地,灌草复合种植模式下土壤的物理性黏粒增加57.8%,容重减小13.7%,总孔隙度增加18.2%,田间持水量增加17.8%;草本群落仅在土壤表层(0~10cm)容重显著降低了27.3%,总孔隙度和田间持水量显著增加了36.8%和25.2%,同时0~40cm层次的土壤机械组成均有改善,土壤砂粒减少65.3%,物理性黏粒增加94.6%;灌木群落下20~40cm土层的土壤容重减小16.3%,总孔隙度增加8.8%,田间持水量增加13.0%,而0~40cm土层的土壤机械组成改良效果不明显。各群落配置对土壤pH和含盐量的改良效果均比较显著,pH降至8.5以下,达到作物生长发育的要求;含盐量NaCl降至2.5 g kg-1以下,符合轻度盐碱土的标准。主要理化性质相关分析结果表明土壤容重与总孔隙度、毛管孔隙度、田间持水量呈极显著负相关;土壤pH与含盐量呈显著正相关。研究认为灌草复合模式更有利于滨海围垦区盐碱地土壤理化性质的改良。