三江源区高寒草甸湿地植被退化与土壤有机碳损失

人为活动影响下陆地生态系统退化对于土壤碳库损失的影响规模是当前全球变化研究的热点.在青海省三江源区选择了8个高寒草甸典型样区,划分4种不同退化程度样地(原生植被、轻度退化、重度退化、极度退化),收割法采集地上部植物生物量,10 cm等深度采集表土土壤样品,分析了地上生物量、可食牧草生物量以及土壤有机碳含量变化.结果表明,随着退化程度的加剧,地上生物量和饲草生物量均表现强烈下降的趋势,但后者的下降幅度更大,在极度退化下损失达99%.研究区内高寒湿地土壤的表土有机碳含量出现极大的变异性,随退化程度的加剧而呈显著下降.与原生植被下相比,轻度退化、重度退化和极度退化下0～30cm土壤有机碳含量分别平均降低了25%、44%和52%.这种损失固然与地上部生物量下降有关,有机碳分层系数显示土壤侵蚀也是重要因素.估计退化下土壤有机碳平均下降36tC·hm~(-2),累积退化下表土有机碳损失可能在200TgC以上,保护高寒草甸生态系统,对于三江源区土壤的畜牧业可持续发展和我国陆地生态系统碳库具有极重要的意义.     

三江源区不同退化高寒草甸土壤碳分布特征研究

在青海省三江源区选择了甘德县青珍乡高寒草甸典型样区,划分了5种不同退化程度的样地(原生植被UD、轻度退化LD、中度退化MD、重度退化HD、极度退化ED),10 cm等深度采集表土(0~30 cm)土壤样品,分析土壤总碳、有机碳和无机碳含量变化。结果表明,研究区内高寒草甸土壤的表土总碳和有机碳含量出现极大的变异性,随退化程度的加剧而呈显著下降,有机碳含量的下降幅度更大。与原生植被相比,轻度退化、中度退化、重度退化和极度退化样地0-30 cm土壤总碳含量分别平均降低了7.4%、12.2%、16.1%和17.7%,土壤有机碳含量分别平均降低了21.7%、39.7%、67.4%和79.6%,随土层的加深和退化程度的加剧,无机碳的含量在迅速地增加。总的来看,表层土壤碳含量在生态系统退化情况下的变化最剧烈。随退化程度的加剧,高寒草甸土壤有机碳含量下降迅速,占总碳含量的比例由87.2%减少到11.6%,有机碳损失严重。     

冻融作用对退化高寒草甸土壤有机碳及组分的影响

在退化高寒草甸设置研究样地,采集土壤样品,开展室内冻融模拟试验和有机碳及组分的测定,分析不同冻结时间、不同冻融循环次数对退化草甸土壤有机碳及组分的影响。结果表明,随着冻结时间的延长,土壤有机碳、轻组有机碳含量呈增加趋势,从未退化到重度退化草地,有机碳、轻组有机碳含量增幅分别为2.55%~6.09%、22.39%~43.08%;随着冻融循环次数的增加,有机碳、重组有机碳含量呈降低趋势,轻组有机碳含量呈增加趋势,从未退化到重度退化草地,有机碳、重组有机碳含量的减少幅度分别为5.82%~7.13%、17.88%~23.26%,轻组有机碳含量的增幅为33.24%~70.58%。冻结时间对轻组有机碳含量的影响更显著,冻融循环次数对轻组有机碳、重组有机碳含量的影响则更显著;在同样的冻融作用下,土壤有机碳及组分含量均随草地退化程度的加剧而减少。     

山区高寒草甸东西坡土壤有机碳及组分差异

为全面认识青藏高原高寒草甸土壤碳库及调控机理,更好地维护区域生态系统功能,以青藏高原色季拉山高寒草甸土壤为研究对象,在东西坡分别采集0～30 cm层次土壤,研究其总有机碳（TOC）及组分的分布。结果表明：色季拉山东西坡土壤TOC及各活性有机碳组分含量无明显差异,西坡各土层中易氧化碳（EOC）在 TOC中的占比均显著高于东坡;西坡TOC和EOC从0～10 cm 到10～20cm 土层递减率显著高于东坡;西坡各土层pH和微生物量碳氮比显著高于东坡;色季拉山高寒草甸土壤TOC平均含量为50.45g/kg,EOC平均含量为8.17g/kg,均高于西藏北部高寒草甸。色季拉山气候有利于高寒草甸土壤有机碳的积累,同时对生境变化较为敏感。     

土地利用方式对高寒草甸土壤有机碳及其组分的影响

[目的]探讨土壤碳库的变化规律。[方法]以原生高寒草甸、人工草地和农田(油菜地)作为研究对象,利用土壤有机碳密度分组法,研究3种土地利用方式对高寒草甸土壤有机碳(SOC)及轻组有机碳(LFOC)含量变化的影响。[结果]3种土壤0～40 cm土体内,SOC含量依次为人工草地>高寒草甸>油菜地,分别为113.13、111.61和93.54 t/hm2;LFOC含量依次为人工草地>高寒草甸>油菜地,分别为10.36、8.93和5.83 t/hm2。人工草地与高寒草甸相比,0～40 cm土壤SOC含量间差异不明显,但LFOC高16.01%;耕作20年的农田中,SOC和LFOC分别较高寒草甸低16.19%、34.71%。[结论]人工草地土壤中总SOC和LFOC则略高于高寒草甸,明显高于农田,人工草地和高寒草甸的植物-土壤系统的总固碳量明显高于农田。     

增温对藏北高寒草甸土壤有机碳含量的影响

为研究青藏高原高寒草甸土壤有机碳对开顶式气室（Open Top Chamber,OTC）增温的响应,比较了OTC增温试验和对照试验条件下不同深度、不同季节、不同年份的藏北高寒草甸土壤有机碳含量,分析OTC增温对高寒草甸土壤有机碳的影响。结果表明,OTC增温试验在短期（2 a内）对土壤有机碳影响不显著;OTC增温降低了土壤有机碳及活性有机碳的含量;土壤有机碳、活性有机碳的含量在夏季变化显著,在秋季含量最高;土壤有机碳、活性有机碳和可溶性有机碳均与土壤全氮、全钾和碱解氮含量呈显著相关;土壤温度与土壤有机碳含量呈负相关,与可溶性有机碳含量呈正相关。     

退化高寒草地土壤活性有机碳组分分布

在青海省三江源区选择了果洛州甘德县青珍乡(高寒草甸)和玛多县花石峡镇(高寒草原)2个样地,每个样地各划分5种不同退化程度(原生植被UD、轻度退化LD、中度退化MD、重度退化HD、极度退化ED),10 cm等深度采集表土土壤样品,分析土壤活性有机碳(Active soil organic carbon,ASOC)主要组分含量变化。结果表明,研究样地内土壤表土(0~30 cm)微生物量碳(Microbial biomass carbon,MBC)、轻组有机碳(Light fraction organic carbon,LFOC)、易氧化有机碳(Readily oxidizabe organic carbon,ROC)和水溶性有机碳(Water soluble organic carbon,WSOC)的含量均随退化程度的加剧和土层的加深呈下降趋势。0~30 cm土层MBC含量为244.46~360.69 mg/kg,LFOC为1.36~8.64 g/kg,ROC为1.12~9.41 g/kg;WSOC为83.41~141.59 mg/kg;0~30 cm土层,ED与UD相比,MBC降低了25.47%~30.57%,LFOC降低了78.76%~81.27%,ROC降低了80.97%~82.97%,WSOC降低了16.48%~24.43%。MBC、LFOC、ROC和WSOC分别占SOC的比例为1.11%~4.32%、24.07%~26.56%、19.82%~28.92%和0.40%~1.62%。ASOC各组分含量均表现为高寒草甸的青珍乡样地高于高寒草原的花石峡镇样地。     

基于TWINSPAN分类的三江源区称多县高寒草甸退化研究

采用双向指示种分析法(two-way indicator species analysis,TWINSPAN),选择了植被盖度、优良牧草比例、毒杂草比例、地上生物量变化值、0～25cm土壤有机质含量变化值5项与草地退化最密切相关的植被与土壤指标,对2009年称多县高寒草甸样地调查数据和退化情况进行了分析.结果表明:称多县高寒草甸退化状况可以分为6个类,及未退化、轻度退化、中度退化、重度退化和极度退化5个退化等级.在调查的63个样地中未退化样地16个,约占25%;中度退化样地25个,重度退化样地13个,中度和重度退化样地占60%左右;轻度退化样地7个,约占11%;极度退化样地2个,约占3%.随着退化等级的加重,植被盖度和优良牧草比例逐渐减少,毒杂草比例逐渐增大;地上生物量在未退化时最高,然后减少,到中度退化阶段地上生物量上下浮动,到重度退化时地上生物量明显下降;土壤有机质含量在未退化时最高,在中度退化和重度退化阶段土壤有机质上下波动幅度较大,在重度退化以后土壤有机质含量明显降低.     

三江源区高寒草甸退化草地植被恢复试验研究

寻求促进高寒草甸退化草地植被恢复的有效途径和方法。在高寒草甸退化严重的青海省果洛州玛沁县,研究了应用绿色植物生长调节剂(GGR 8号)、抗寒保水剂和化肥(尿素)3种不同处理对三江源区高寒草甸轻度和中度退化草地植物群落的影响。这3种处理均能显著提高轻度和中度退化草地植物群落的生物量、高度和盖度(P<0.05);3个处理间生物量和植物高度无显著差异(P>0.05)。3种处理的地上生物量与对照相比,轻度和中度退化草地植物群落的生物量增幅分别达到15.0%~24.8%和10.0%~27.0%。绿色植物生长调节剂(GGR 8号)处理样地植物群落的盖度要低于其他两种处理,在中度退化草地上,这种差异达到显著水平(P<0.05)。GGR 8号、抗寒保水剂和尿素均能促进退化草地的恢复,将其有机地结合起来,以便能更好地发挥各自的作用。     

青藏高原不同类型草地土壤有机碳特征研究

青藏高原草地土壤蕴含着巨大的有机碳库,在全球碳循环中起着重要的作用。该文对青藏高原3种不同类型草地（高寒草甸、高寒草甸草原和温性荒漠）土壤总有机碳、活性有机碳（水溶性有机碳、易氧化有机碳）、腐殖质组分碳（胡敏酸碳、富里酸碳和腐殖质碳）、团聚体碳及团聚体稳定性进行了研究。结果表明,土壤总有机碳、活性有机碳、腐殖质组分碳、团聚体碳及团聚体稳定性指标（包括平均重量直径、几何平均直径、＞0.25mm的团聚体所占含量及水稳定团聚体比例）的顺序均为温性荒漠＜高寒草甸草原＜高寒草甸,高寒草甸土壤的团聚体稳定性最高。     

不同海拔高度下高山草原土土壤养分变化初探

本文研究高山草原土不同海拔高度(4287m4、374m和4464m)的土壤养分变化趋势,结果表明:随着海拔的升高,高山草原土土壤有机质、速效养分逐渐减少,土层逐渐变薄;土壤速效养分受海拔高度影响较大,其变化幅度明显高于全量养分。     

青藏高原草地生态系统土壤有机碳研究现状

通过分析国内外及青藏高原土壤有机碳研究现状,认为系统地研究陆地土壤碳库的数量、分布、动态变化及其对不同系统行为的响应,不仅是研究整个陆地生态系统碳循环的关键,而且也对定量控制某些管理措施,实现土地资源可持续利用具有重要意义。     

青海高寒农区不同土地利用方式下土壤有机碳含量变化研究

利用有机碳密度分组法,研究了青海省高寒农区退耕还林（草）前后4种土地利用方式（农田、人工林、林草间作、原生样地）下的土壤总有机碳、轻组含量和轻组有机碳的变化趋势。结果表明土壤总有机碳含量由高到低依次为林草间作〉原生样地〉人工林〉农田,林草间作与人工林、农田2组样地间差异显著（P〈0.05）;土壤轻组有机碳由高到低依次为原生样地〉林草间作〉人工林〉农田,原生样地与人工林和农田间差异显著（P〈0.05）;比较轻组含量,其序列依次为原生样地〉林草间作〉人工林〉农田。原生样地的开垦会导致土壤总有机碳和轻组有机碳的下降,而农田退耕为林草间作和人工林后有利于土壤固碳能力的增加。     

青海高寒农区不同土地利用方式下土壤有机碳含量变化研究(英文)

利用有机碳密度分组法,研究了青海省高寒农区退耕还林(草)前后4种土地利用方式(农田、人工林、林草间作、原生样地)下的土壤总有机碳、轻组含量和轻组有机碳的变化趋势。结果表明土壤总有机碳含量由高到低依次为林草间作原生样地人工林农田,其含量分别为2416.78、2167.08、1556.20、1137.08g/m2,林草间作与人工林、农田2组样地间差异显著(P0.05);土壤轻组有机碳由高到低依次为原生样地林草间作人工林农田,其含量分别为403.95、368.27、232.21、130.14g/m2,原生样地与人工林和农田间差异显著(P0.05);比较轻组含量,其序列依次为原生样地林草间作人工林农田,其含量依次为19.25、16.45、10.01、6.66g/kg。原生样地的开垦会导致土壤总有机碳和轻组有机碳的下降,而农田退耕为林草间作和人工林后有利于土壤固碳能力的增加。退耕后形成的林草间作样地的土壤总有机碳较农田增加了112.54%,人工林较农田增加了36.86%;轻组有机碳则分别提高了210.4%和182.98%。因此,可以认为在干旱少雨的青海高寒农区,退耕还林措施的实施不仅有利于改善当地水土流失现状,更能提高土壤固碳能力,使这一区域的生态环境和生态效益同时得到提升。     

冻融作用对退化高寒草原土壤团聚体有机碳的影响

在三江源区具有典型退化特征的高寒草原设置研究样地,采集土样进行冻融处理,探讨冻融循环对退化高寒草原土壤团聚体有机碳的影响。结果表明：土壤有机碳含量与<0.25 mm、0.5~1 mm、1~2 mm、  2~10 mm粒级土壤团聚体有机碳含量均随冻融循环次数的增加而减少,且各粒级土壤团聚体有机碳含量与土壤有机碳含量间正相关,相关系数0.991~0.344。0.25~0.5 mm粒级土壤团聚体有机碳含量的变化随冻融循环次数的增加而增加,且与土壤有机碳含量呈负相关关系,相关系数-0.226~-0.547;与未冻融处理相比,冻融循环14次土壤团聚体有机碳含量随团聚体粒级的增大而增大;随高寒草原退化程度加剧,2~10 mm粒级土壤团聚体有机碳含量分别减少57.6%、64.9%、61.4%、75.2%。土壤冻融循环次数增加与草地退化等是导致土壤各粒级团聚体有机碳变化的因素,不利于高寒草原草地生态系统的稳定。     

高寒草甸退化草地土壤特性分析

[目的]探讨草地退化对土壤理化性状的影响。[方法]研究退化高寒草甸土壤草土比、土壤质地等物理性状,用土壤养分常规分析法分析不同退化草地土壤速效氮、速效磷、速效钾、有效铜、有效锌、有机质及pH等。[结果]随着退化梯度的加剧和土层的加深,草土比逐渐减小;不同退化梯度的草地草土比在土层0-10 cm中最大,该层的草土比在0.001 00-0.040 00变化,土壤类型为壤土类。不同退化梯度上土壤化学性质均发生变化,其中速效氮、磷、钾含量随土层的加深和退化程度的加剧明显减少。退化草地的微量元素铜、锌含量比较缺乏。[结论]各种养分含量和pH与退化草地演替度的大小无显著相关。