三江源区土地利用方式对草地植物生物量及土壤特性的影响

以三江源区高寒草甸草原、退化高寒草甸草原、退化高寒草原和人工草地4种土地利用方式为研究对象,研究了不同土地利用方式的地上、地下生物量,土壤容重和土壤主要养分有机碳、全氮、全磷、有效氮和有效磷含量,结果表明总生物量的排序为高寒草甸草原 >退化高寒草原 >退化高寒草甸草原 >人工草地,退化草地和人工草地的生物量明显降低,尤其是地下生物量,退化高寒草甸草原、退化高寒草原和人工草地的地下生物量分别为高寒草甸草原的31.9%,54.8%和13.9%,总生物量分别仅为高寒草甸草原的32.8%,49.4%和29.5%。人工草地的表层土壤容重显著降低,而退化对土壤容重没有明显影响,3种天然土地利用方式土壤容重在土壤剖面的变异也不明显。4种类型草地土壤碳氮磷养分含量均处于很低的水平,退化主要造成表层土壤碳氮的严重损失,平均分别损失了53.0%和52.4%,4种利用方式土壤有效氮和有效磷含量极低,而退化对土壤的全磷和有效磷影响不大。     

玛曲高寒草地土壤养分对不同利用方式的响应

选取玛曲高寒围封草地(封育草地、修复草地)、开垦地(燕麦地)以及不同退化程度草地(中度退化草地、黑土滩草地、沙化草地),对土壤养分进行分析研究.结果表明:草地的开垦与退化,使土壤有机碳(SOC)、全N、有效N、全P、有效P含量显著下降,而pH值却显著升高.随着草地的开垦与退化,全K、有效K变化不明显,沙化草地土壤中全Ca含量显著增高,约是其它利用方式的3倍以上.中度退化草地的全Mg含量最高,燕麦地、封育草地也出现了较高的Mg含量,但无显著差异.各项养分指标之间存在一定相关性, 尤其是SOC与全N、有效N呈极显著正相关,与全P、有效P、全K、有效K、全Mg含量呈显著正相关,与全Ca含量呈显著负相关关系.土壤pH值与土壤全Ca含量呈显著正相关关系,而与土壤其他养分呈显著负相关关系.土壤全Ca与全Mg之间呈显著正相关.     

黄河源区不同退化程度高寒草地土壤特征研究

研究了不同退化梯度的高寒草地不同层次（0～10cm,10-20cm和20-30cm）土壤理化性状变化特征。结果表明：随草地退化程度的加重,土壤含水量下降,土壤容重和pH值增加;土壤有机碳含量亦随退化程度加剧而降低,以0-10cm土层的降低最明显,轻度,中度和重度退化的“黑土滩”草地该土层有机碳含量与未退化草地相比,分别下降36．1％,66．79／6和73．5％;草地0-10cm土壤全氮、全磷含量大小顺序为轻度退化〉未退化〉中度退化〉“黑土滩”退化草地,全钾变化趋势不明显。轻度、中度、“黑土滩”退化草地0～10cm土层速效氮分别比未退化草地降低了21％,54％和64％,10-20cm土层中度退化草地和“黑土滩”分别降低了37％和21％;随草地退化程度加大,速效钾含量在各土层的变化趋势不同,但不同土层的最大速效钾含量均出现在轻度退化草地。     

不同退化程度高寒草甸草地生物量及土壤养分差异

对三江源区不同退化程度高寒草甸草地植物群落、生物量及土壤养分差异进行了研究,结果表明:随着退化程度的加重,高寒草甸草地的群落组成发生了很大的变化,以莎草科植物为主的植物群落向阔叶型杂类草群落演替;物种多样性、均匀度指数均有下降趋势;地上、地下生物量,土壤养分均呈现明显下降趋势.     

西藏安多草地退化对植物生物量和土壤养分的影响

以西藏安多县原生小嵩草(Kobresia pygmaea)草甸草原与退化小嵩草草甸草原2种类型草地为研究对象,对其草地的地上和地下生物量、土壤的有机碳、全氮、全磷、有效氮和有效磷含量进行研究,了解退化对草地植物生物量和基本养分含量的影响。结果表明,退化小嵩草草甸草原的地上、地下以及总生物量均显著下降,地上0~10、10~20cm土层生物量和总生物量分别相当于小嵩草草甸草的80.9%、22.1%,15.8%和20.0%;2种类型草地土壤的全量和有效碳氮磷含量均较低,退化对土壤全量和有效养分的影响并不一致,退化导致0~10和10~20cm土层的有机碳、全氮和全磷含量均显著升高,而导致0~10和10~20cm土层的有效氮和有效磷含量均显著降低,2种类型草地随着土层的加深,土壤有机碳、全氮、全磷、有效氮和有效磷含量没有明显差异。     

高寒草地不同利用方式对植被生物量和土壤氮矿化的影响

研究了天然草地、恢复草地和人工燕麦3种不同草地利用方式植被生物量与土壤氮矿化的变化。结果表明：3种土地利用方式,地上生物量大小依次为恢复草地〉燕麦〉天然草地,分别为424.02,381.72和307.26g/m^2,地下生物量主要集中在0-10cm土层,为天然草地〉恢复草地〉燕麦,总生物量地下地上比的大小也是天然草地〉恢复草地〉燕麦;植物种类及扰动大小是3种草地利用方式生物量差异的主要原因。随草地利用方式变化,植被构成、生物量发生变化,土壤氮素矿化作用也随之改变。3种草地利用方式,土壤净氮矿化速率大小为恢复草地〉天然草地〉燕麦。土壤氮矿化以硝化作用为主,硝态氮是形成生物量的有效氮素。天然草地的地下生物量最大,与其土壤净硝化速率最高有关,燕麦的土壤净氮矿化速率为负值,为植物生长提供的氮素较少,使其生物量最小。     

三江源区不同海拔高寒草原土壤养分及化学计量特征

为探究海拔变化对高寒草原土壤养分及化学计量特征的影响,本试验在青海省南部三江源区选取了5个海拔梯度（2 512,3 005,3 490,3 977和4 493 m）的高寒草原样地,对各样地地上生物量、植物群落特征及不同土层土壤理化性质进行分析。结果表明：在该研究区随着海拔的升高,植物Shannon指数增加,土壤容重先上升后下降;土壤中碳、氮、磷含量变化范围分别是：11.33~71.66 g·kg^-1,0.71~4.47 g·kg^-1,0.30~1.05 g·kg^-1;土壤的碳、氮含量先增后降,磷呈上升趋势;土壤中C/N,C/P,N/P范围分别为13.65~21.35,39.37~90.58,2.88~4.24,均随海拔的增加先升后降,在海拔3 490 m处达到最高。相关性和主成分分析表明,海拔与土壤中氮和磷含量呈现极显著正相关（P<0.01）,和N/P呈现极显著负相关（P<0.01）。研究区高寒草原植物生产力主要受氮素的影响。     

草地利用方式对藏嵩草沼泽化高寒草甸植被和土壤特征的影响

探讨草地不同利用方式下西藏藏嵩草沼泽化高寒草甸植被特征和土壤养分特征,为其合理利用提供数据支撑。以当雄县羊八井镇藏嵩草沼泽化高寒草甸为研究对象,选定放牧+刈割处理（M+G）、生长季休牧处理（WG）和全年放牧（FG）3种传统的草地利用方式,进行植物多样性分析和土壤碳、氮、磷养分的测定。结果表明：全年放牧处理藏北嵩草（Kobresia littledalei）呈斑块化退化趋势,高山嵩草（K. pygmaea）、藏豆（Stracheya tibeticum）、高山紫菀（Aster alpinus）、蒲公英（Taraxacum mongolicum）、鹅绒委陵菜（Potentilla anserina）、二裂委陵菜（P. bifurca）、独一味（Lamiophlomis rotata）等低矮化指示植物的重要值均增加。放牧+刈割利用方式在获得较高草地生物量的同时,显著降低了群落的丰富度和Shannon-Wiener多样性;土壤有机碳、全氮含量均随土层深度增加明显下降,放牧+刈割处理土壤有机碳和全氮含量显著低于生长季休牧和全年放牧处理;而全年放牧样地的土壤全磷含量高于其他两类利用样地。放牧+刈割...     

不同利用方式下草地土壤微生物及土壤呼吸特性

通过对呼伦贝尔羊草(Leymus chinensis)草甸草原土壤呼吸特性及土壤微生物的测定,研究了3种不同利用方式(围封、放牧和刈割)对天然草地土壤呼吸特性及土壤微生物的影响,为草甸草原土壤呼吸研究提供基础理论依据。结果表明:不同利用方式下土壤呼吸速率、土壤微生物量碳含量与土壤酶活性(除脲酶)均表现为草地围封比放牧和刈割呼吸速率高(含量高、活性强);土壤微生物量氮含量、脲酶活性和微生物数量表现为草地放牧和刈割比围封的含量高(活性强、数量多);土壤微生物量碳、氮含量、土壤酶活性(除脲酶)和土壤微生物数量均以表层(0～10cm)最高(活性最强、数量最多),随着土层深度增加而降低(活性下降、数量减少)。土壤呼吸速率与微生物量碳、土壤酶活性(除过氧化氢酶)成正相关,与微生物量氮、过氧化氢酶和微生物数量成负相关,其中只与微生物量氮相关性显著,而其余之间均不显著。     

玛曲高寒草地不同利用方式下土壤氮素含量特征

在玛曲高寒草地,选取不同利用方式下的围封5年的草地、轻度退化与人工修复草地、中度退化草地、重度退化黑土滩型草地、沙化草地以及栽培的燕麦草地为研究对象,分析其土壤氮素含量特征。结果表明,草地的开垦与退化使得可供植物利用的有机碳(SOC)、全氮、无机氮(NH₄⁺-N+NO₃^--N)与铵态氮含量明显降低,轻度退化与人工修复草地的SOC、无机氮及铵态氮含量均最高,分别为8.78g/kg,49.44mg/kg,42.71mg/kg;重度退化黑土滩型草地中硝态氮含量最高,达13.21mg/kg。土壤全氮及无机氮与有机碳之间呈显著正相关(P<0.01),土壤硝态氮及铵态氮与土壤全氮之间也均呈显著正相关(P<0.01),且均表现为线性关系;SOC是影响玛曲不同利用方式下草地土壤氮素含量的重要因素。     

阴山北麓不同土地利用类型土壤养分特征分析与评价

采用野外实地调查采样、室内样品分析和数理统计相结合的方法,研究了阴山北麓4种不同利用类型土地的土壤养分特征,并对土壤肥力进行了综合评价。结果表明,1) 研究区土壤有机质、全氮、全磷、全钾含量分别为(25.12±6.56),(0.63±0.08),(0.76±0.10),(31.99±1.07) g/kg;速效氮、速效磷、速效钾含量分别为(39.87±9.14),(6.72±3.75),(175.83±105.45) mg/kg;pH为(7.74±0.14)。2) 土地利用方式对有机质、全氮、全磷、速效磷和速效钾的影响极显著(P<0.01),而对速效氮、全钾和pH的影响不显著(P>0.05)。3) 土壤全氮、磷、钾含量和pH值在垂直剖面上(0~25 cm自上而下)表现为无规律的波动状态,但整体上变幅不大;而速效氮、磷、钾和有机质含量整体上表现为下降趋势。4) 土壤肥力综合评价值的排序为封育草地(0.506)>放牧草地(0.417)>耕地(0.361)>弃耕地(0.357),封育草地与放牧草地的土壤肥力为中等级水平,而耕地和弃耕地的肥力为低等级水平,说明草地比耕地更有利于土壤保肥。总体而言,研究区土壤肥力水平较低,存在的主要问题是土壤中全氮和速效氮含量严重偏低。     

植物群落生物量和有机碳对高寒草甸土地利用变化的响应

在中国科学院海北高寒草甸生态系统定位站地区,选择高寒矮嵩草草甸及其开垦后形成的农田和一年生人工草地作为研究对象,研究了高寒草甸不同土地利用方式下生物量和植物-土壤系统固定的有机碳量的变化.结果表明:3种土地利用方式相比较,地上生物量由高到低依次为人工草地＞农田＞高寒草甸(P＜0.01),分别为11.83、9.78和4.36 t/hm2;3种土地利用方式下地下生物量剖面分布均呈倒金字塔形,0～40 cm地下生物量为高寒草甸＞人工草地＞农田(P＜0.01),分别为15.74、5.61和1.24 t/hm2.随着高寒草甸土地利用方式改变,植物群落碳素固定量也随之减小,其序列由高到低依次为:高寒草甸＞人工草地＞农田(P＜0.05),其值分别为7.63、6.81和4.51 t/hm2.     

不同利用方式对羊草草原土壤碳矿化潜力的影响

以内蒙古呼伦贝尔羊草草原为研究对象,利用室内培养法比较研究了刈割、放牧和围栏封育3种利用方式对羊草草原土壤碳矿化潜力的影响。结果表明:不同利用方式下,土壤碳矿化潜力不同。在25℃条件下,羊草草原0～10cm土层培养30d结束时的矿化速率在刈割、放牧和围封干扰下分别为培养开始5d时的15.3%,9.5%和10.2%;10～20cm土层培养30d结束时的矿化速率在刈割、放牧和围封干扰下分别为培养5d开始时的5.6%,18.6%和13.9%。0～10cm土层矿化累积释放的CO2-C量大小依次为刈割>围封>放牧,刈割与放牧样地差异显著。样地10～20cm土层矿化累积释放的CO2-C量大小依次为刈割>放牧>围封,刈割与围封样地差异显著,且0～10cm土层的CO2-C累积释放量>10～20cm土层。     

不同用地土壤有机质和微生物对添加秸秆的响应

选取采集于国内17个省(区)的不同利用方式下的85个土样为研究对象,定量添加玉米(Zea mays)秸秆置于相同温度培养90d,分析土壤有机质(soil organic matter,SOM)含量变化特征及其驱动因子。结果表明,添加玉米秸秆后,不同用地的SOM变化存在较大差异,63.5%的土壤样品的SOM增加,36.5%的减少;SOM含量相对变化率与其初始SOM含量呈显著负相关关系(P0.05),说明在短期内添加秸秆并不一定意味着土壤有机质会提高。试验土样来源于4种不同用地方式中,采集于播种粮食旱地的88%的土样,其SOM含量增加;采集于水稻田的土样,其SOM含量均减少;采集于林地和菜地的土样,其SOM含量有增有减。添加秸秆后,各土样的可培养微生物数量均增加,增加量表现为水稻田林地菜地粮食旱耕地,真菌放线菌细菌。磷脂脂肪酸(phospholipid fatty acid,PLFA)分析显示细菌/真菌与G+/G-均表现为水稻田粮食旱耕地林地菜地,比值越小说明土壤生态系统越稳定;A/B和iso/anteiso、C/A均表现为菜地粮食旱耕地林地水稻田,比值越小代表养分和环境胁迫越严重。因此,4种用地方式中,水稻田土壤生态系统稳定性较差,受养分和环境胁迫程度高。     

不同土地利用方式下表层土壤大团聚体特征

土壤大团聚体含量能表征土壤结构稳定性,反映土壤结构变化趋势。本研究在辽河干流中下游流域主要沙化区分析湿地、林地、农田和草地4种土地利用方式对0-20cm土层土壤大团聚体(0.25 mm)含量和稳定性的影响,及各粒径大团聚体的空间异质性,并进行空间插值模拟其分布。结果显示,农田土壤团聚体破坏率最大,达到46.98%,林地最小,为26.36%;依据土壤水稳性大团聚体含量、团聚体颗粒平均重量直径和几何平均直径,评价土壤结构稳定性强弱为湿地林地农田草地;4种土地利用导致土壤大团聚体稳定性差异显著(P0.05),湿地和草地之间的差异性最显著;湿地土壤结构相对最好,其次是林地和农田,草地相对最差。本研究结果可为辽河干流流域土地沙化程度评价及分区治理提供参考依据。     

氮添加对退化高寒草地土壤微生物量碳氮的影响

若尔盖高寒草地生态系统脆弱,对环境因子的改变响应敏感。本试验以若尔盖高寒退化草地为研究对象,在2015-2016年每年返青期,以尿素作为氮源在野外开展控制试验,4个氮处理分别为CK(0g·m^-2·a^-1)、N5(5g·m^-2·a^-1)、N10(10g·m^-2·a^-1)、N20(20g·m^-2·a^-1),分析了氮添加下4个不同退化程度的高寒草地土壤微生物量碳氮以及土壤理化性质的变化规律,探讨若尔盖高寒草地对氮添加的响应机制,旨在为脆弱生境草地的治理与恢复提供参考。结果表明,不同退化草地的土壤微生物量碳氮对氮添加的敏感性随退化程度加剧而逐渐降低。氮浓度20g·m^-2·a^-1处理下土壤微生物量碳氮含量变化趋势发生显著变化:轻度退化草地>未退化草地>中度草地>重度退化草地。相关分析表明,土壤微生物量碳氮与速效磷、硝态氮、全氮、全磷、有机碳具有显著正相关,可在一定程度上表征土壤养分状况。氮添加下,土壤微生物量碳氮与土壤理化性质的相关关系发生变化,尤其在N20处理下土壤微生物量碳、氮与其他理化因子间无显著相关关系,需要进一步从土壤微生物对土壤养分的吸收利用方面解释其原因。氮浓度变化显著改变土壤微生物C/N:CK重度退化草地的土壤微生物量碳氮比显著高于其他3个退化样地。N5和N10条件下不同退化草地土壤微生物C/N无显著差异,而N20处理下未退化草地土壤微生物C/N与CK比显著提高33.7%,而重度退化草地与CK比下降了62.5%,说明氮添加在一定程度上对土壤微生物的组成和群落结构产生了影响。