氮磷添加对呼伦贝尔草地凋落物分解的影响

凋落物分解是草地生态系统能量流动和物质循环的重要过程,其分解与初始化学组成（内因）和土壤环境（外因）等因素有关。氮（N）、磷（P）作为植物生长所必需的大量元素,影响生命活动的很多过程,是凋落物分解中内因和外因的重要调控因素。以呼伦贝尔草甸草原中羊草、糙隐子草和披针叶黄华3种植物为研究对象,采用网袋分解法,研究氮磷养分添加在内因和外因方面对凋落物分解的影响。结果表明：1）凋落物分解过程受物种内在因素和土壤环境等外在因素的共同影响,在提高凋落物分解速率上,养分添加在外因方面作用大于内因方面;2）外因方面,氮磷养分添加显著促进3种凋落物分解;内因方面,对糙隐子草和披针叶黄华有促进作用,而对羊草则表现为抑制作用;3）凋落物分解过程中N、P元素的释放与凋落物初始N、P含量和土壤中N、P含量呈正相关关系。研究结果揭示了土壤氮磷养分差异是影响凋落物分解和养分释放的主导因素,今后研究应更多关注外在因素变化对凋落物分解过程的影响。     

降水变化下红砂凋落物分解对干旱荒漠区土壤化学计量特征的影响

为探究降水变化对干旱荒漠区凋落物分解下土壤化学计量特征的影响,本研究以红砂(Reaumuria soongorica)凋落物下的土壤为研究对象,设置了自然降水、降水增加30%和降水减少30%三种降水处理,测定与分析了不同处理下土壤的有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)含量以及化学计量特征。结果表明：与自然降水相比,红砂凋落物分解15个月后0～5 cm土层下降水增加30%显著提高了SOC含量,而降水减少30%显著降低了SOC,TN和TP含量。对于5～15 cm土层而言,降水增加和减少30%处理均显著降低了TP含量。降水减少30%下0～5 cm土层的C∶P和N∶P均显著降低;5～15 cm土层下降水增加和减少30%处理对土壤的N∶P影响显著。因此,未来降水格局变化下,降水增加有助于干旱荒漠区表层土壤有机碳的积累,对化学计量特征的影响不显著,但降水减少可降低土壤的养分和化学计量特征。     

晋北半干旱草地不同分解程度凋落物混合对分解特征的影响

半干旱草地凋落物层广泛存在着不同分解程度的植物残体,为探究其混合分解对草地养分循环的影响,本研究采用野外凋落物分解袋法,对晋北半干旱草地3种乡土植物本氏针茅、艾蒿和铁杆蒿不同分解程度凋落物进行单独[新鲜凋落物（LFresh）、半分解凋落物（LAged）]或混合分解[新鲜凋落物与半分解凋落物1:1混合凋落物（LMix）],研究不同分解程度凋落物混合对分解特征的影响。结果表明：不同分解程度凋落物混合物的干重剩余率随分解时间增加而降低。在分解335 d后,其交互作用强度最大,具体表现为：针茅混合凋落物和铁杆蒿混合凋落物的干重剩余率实测值分别比期望值低5.12%、4.68%,表现为协同效应,而艾蒿混合凋落物表现为加和效应。此外,针茅不同分解程度凋落物混合分解可以促进N释放,抑制纤维素分解;铁杆蒿不同分解程度凋落物混合分解可以促进C释放和木质素分解。研究表明,不同分解程度凋落物混合可以改变分解速率,促进养分释放,从而对草地生态系统的养分循环产生影响。     

降水格局对科尔沁沙地三种草本植物凋落物分解的影响

基于研究区多年降水特征,设置高频低量、中频中量和低频高量3种降水格局,采用凋落物分解袋法,对科尔沁沙地3种常见一年生草本植物一个生长季地上和地下凋落物分解特征进行了研究。结果表明,降水格局和凋落物埋深均是影响分解率的关键因素。其中地表凋落物的分解率显著低于地下凋落物,随埋深增加地下凋落物的分解率有增加的趋势,10~20 cm层狗尾草地下凋落物分解率显著高于0~10 cm层(P<0.01)。低频高量降水状况下地上凋落物的分解率显著降低(P<0.01)。降水格局与凋落物埋深存在显著的耦合关系(F=3.60, P=0.008),随土壤深度增加,降水格局对凋落物分解率的影响减少,且物种间存在差异性,不同降水格局下狗尾草和黄蒿地上凋落物和0~10 cm埋深地下凋落物分解率均存在显著差异性(P<0.05),而尖头叶藜仅地上凋落物在不同降水格局下的分解率表现出显著差异性(F=48.42, P<0.001)。     

坡向对云雾山典型草原枯落物分解特性的影响

为探讨不同坡向对草地枯落物分解特性的影响,应用尼龙网袋法研究云雾山典型草原主要优势种本氏针茅(Sti pa bungeona)和铁杆蒿(Artemisia sacrorum)(茎、叶)枯落物在阴阳坡1年内的分解失重情况及营养元素动态.结果表明:枯落物分解残留率呈逐渐下降趋势,1年后失重率在18.8％～39.94％之间,分解速率呈快-慢-快变化.指数回归方程拟合得到分解速率常数κ值大小顺序为铁杆蒿叶(0.446)＞本氏针茅(0.321)＞铁杆蒿茎(0.220),阳坡(0.355)＞阴坡(0.301),且不同物种和不同坡向对分解速率影响差异显著(P＜0.001).枯落物50％分解和95％分解所需的时间在1.39～3.45年和6.22～15.12年之间.Pearson相关分析显示分解速率常数κ与枯落物初始氮含量成显著正相关(r=0.895),与C/N比成极显著负相关(r=-0.940).枯落物1年分解过程中氮浓度波动上升,磷浓度波动下降,钾浓度持续下降.总体上N,P,K元素绝对量均下降,养分累积指数NAI＜100％.不同元素由于在枯落物中初始含量、存在方式及降解中微生物作用的不同,释放和积累模式也不同.     

3种圭亚那柱花草根系分泌物对杂草幼苗生长的影响

为明确3种圭亚那柱花草(Stylosanthes guianensis Sw.)(‘热研2号’、‘热研5号’和热研21号)的根系分泌物对杂草生长的化感效应,采用营养液培法分别收集其根系分泌物,研究其对5种外来入侵杂草幼苗形态特征及生物量分配的影响。结果表明,除对含羞草(Mimosa pudica L.)幼苗无显著影响外,3种圭亚那柱花草对其余4种杂草的总化感综合效应均为抑制作用。‘热研5号’柱花草对杂草幼苗生长的化感抑制效应强于其他二者,对蒺藜草(Cenchrus echinatus L.)幼苗的根长、株高、地下生物量、地上生物量、总生物量和根冠比均有显著抑制效应(P<0.05),对羽芒菊(Tridax procumbens L.)幼苗的侧根数、地下生物量和根冠比有显著抑制效应(P<0.05),也显著抑制假臭草(Eupatorium catarium V.)幼苗的生物量向地下分配(P<0.05),仅对鬼针草(Bidens pilosa L.)幼苗的抑制效应相对较弱。灰色关联分析表明,进行圭亚那柱花草的化感效应研究中应重点关注总生物量、地上生物量和株高。由此推测,3种圭...     

内蒙古温带典型草原植物凋落物和根系的分解及养分动态的研究

在中国科学院内蒙古草原生态系统定位研究站,利用不同放牧强度下连续放牧了10年(1990-1999)的放牧样地,对停牧后草地恢复过程中的羊草(Leymus chinensis)、糙隐子草(Cleistogenes squarrosa)和星毛委陵菜(Potentilla acaulis)的凋落物和根系的分解及养分释放特性进行了研究.结果表明,植物凋落物和根系的分解及养分释放速率均以建群种羊草最高,重度退化种星毛委陵菜最低;凋落物和根系的分解及养分释放速率与木质素含量、C∶N、木质素∶N和木质素∶P均呈显著的负相关关系,而与土壤温度和土壤湿度则呈显著的正相关关系;在凋落物和根系的分解及养分释放过程中,土壤温度与土壤湿度存在极显著的互作效应.     

修复措施对科尔沁盐碱化草地枯落物分解的影响

对中度和重度盐碱化草地采取铺沙+补播、施有机肥+补播两种修复处理措施,研究枯落物分解一年期间的质量残留率及养分残留率。结果表明:枯落物分解一年后各处理中枯落物分解速率快慢依次为对照>施有机肥>铺沙,处理间差异显著;中度盐碱化草地枯落物质量残留率、木质素、碳、氮和钾残留率等均高于重度盐碱化草地,纤维素残留率低于重度盐碱化草地;枯落物的残留率与碳、钾含量呈正相关,与纤维素和木质素含量呈负相关。     

立枯物和凋落物对土壤微环境及植物生长的影响

于2010～2011年在国家草地生态系统野外科学观测研究站(河北省沽源县)围封10年的羊草草原上进行去除立枯物和凋落物(T1)、去除立枯物保留凋落物(T2)、保留立枯物和凋落物(T3)三种处理,对不同处理表层土壤的温度、含水量、羊草植物学特征以及地上生物量组成进行了分析.结果表明:T1处理增加土壤表层平均温度,降低土壤表层含水量;T3处理降低土壤表层温度,增加土壤含水量.土壤水热条件的改变,导致T1处理羊草种群密度为1130株/m2,显著高于T2和T3处理;羊草植株高度为22.27cm,显著低于T3.不同处理间羊草的地上生物量差异不显著.T1处理杂类草地上生物量为36.80g/m2,显著高于T3处理,总生物量为206.80g/m2,显著高于T3.T1处理增加土壤温度,降低土壤含水量,促进羊草分蘖,降低羊草植株高度,引起杂类草的入侵.T3处理降低土壤温度,提高土壤含水量,抑制羊草分蘖,提高羊草植株高度,抑制杂类草的入侵,降低地上生物量.     

生根粉处理和主根短截对橄榄幼苗根系生长的影响

以橄榄种子及实生苗为材料,研究生根粉对橄榄种子发芽及幼苗根系生长的影响,及短截对橄榄幼苗根系形态及生长的影响。结果表明,生根粉处理对橄榄发芽率影响不大,但能显著提高种子发芽势与发芽指数（P<0.05）;促进幼苗植株生长,增大主根直径,增加侧根和根尖数量。主根短截能显著增大主根直径、侧根直径、侧根长度和根尖数量（P<0.05）,增加二级侧根数量。结论：橄榄主根5 cm短截处理,根系生长效果最好,橄榄主根短截处理最适宜时期是幼苗1~2片真叶期。     

牦牛和藏羊夏季划区轮牧对高寒草甸3种植物凋落物分解的影响

为深入理解放牧牦牛和藏羊及放牧强度对青藏高原高寒草地凋落物分解的分异影响,在天祝高寒草甸夏季牧场,采用凋落物袋法研究了牦牛和藏羊轮牧强度对垂穗披碱草(Elymus nutans)、矮生嵩草(Kobresia humilis)和珠芽蓼(Polygonum viviparum)凋落物损失率及碳(C)、氮(N)和磷(P)含量的影响。结果表明:3种植物凋落物损失率随处理时间的增加和放牧强度的增大均呈增大趋势。处理15个月后,垂穗披碱草、矮生嵩草和珠芽蓼凋落物损失率分别为24.71%~32.70%,30.56%~38.83%和32.27%~42.96%。放牧藏羊草地上的3种凋落物损失率小于牦牛放牧草地。在同一放牧家畜及放牧强度下,垂穗披碱草的损失率显著小于矮生嵩草和珠芽蓼。3种植物凋落物C含量随着放牧强度的增加依次呈降低趋势,C含量大小依次为:垂穗披碱草矮生嵩草珠芽蓼,但C含量的变化大小依次为:垂穗披碱草矮生嵩草珠芽蓼。3种植物凋落物N含量随放牧强度增加呈现降低趋势;随着时间的增加凋落物N呈现先降低再增加后又降低的趋势。随着放牧强度的增加,珠芽蓼凋落物的P含量总体呈降低趋势;随着放牧时间的增加,珠芽蓼凋落物P含量总体呈增加趋势。藏羊和牦牛对P含量的富集均有抑制作用,并且牦牛的抑制作用大于藏羊。     

氮素添加对贝加尔针茅草原凋落物分解的影响

对内蒙古贝加尔针茅草原群落开展氮素添加实验,设置6个氮素添加水平,氮素类型为硝酸铵(NH₄NO₃):对照(N₀),1.5 g N/m²(N₁₅)、3.0 g N/m²(N₃₀)、5.0 g N/m²(N₅₀)、10.0 g N/m²(N₁₀₀)和15.0 g N/m²(N₁₅₀)。利用凋落物网袋分解法,研究贝加尔针茅、羊草和冷蒿3种植物不同器官凋落物分解对氮素添加的响应。结果表明:1) 3种植物不同器官凋落物C残留率的季节变化与植物残留率的变化趋势相同,呈释放模式。2)贝加尔针茅各器官凋落物分解95%所需时间为3.79~5.75年。羊草各器官凋落物分解95%所需时间为3.12~6.34年。冷蒿各器官凋落物分解95%所需时间为2.69~6.82年。3)不同植物、不同器官凋落物分解速率对氮素添加响应不同,初始化学组成不是控制凋落物分解的主要影响因子。4)凋落物分解速率与土壤铵态氮、硝态氮和土壤含水量无显著相关性,冷蒿凋落物与土壤微生物量碳氮显著相关。5)本试验进行期间,氮素添加对各器官凋落物分解无一致影响,仅个别施氮水平对不同器官凋落物分解速率及养分释放有促进或抑制作用。在氮素添加背景下,凋落物分解受到时间、分解底物类型及氮素输入水平的共同影响。     

氮、磷添加对贝加尔针茅草原凋落物分解的影响

凋落物分解是草原生态系统养分循环和能量流动的主要途径。养分是温性草原生产力主要限制因素之一。本文主要研究了养分添加对草原凋落物分解的影响,为草原生态系统养分管理和天然草地的恢复建设提供理论依据。试验以内蒙古贝加尔针茅草原为研究对象,使用网袋分解法,实验材料为贝加尔针茅(Sb)、羊草(Lc)以及冷蒿(Af)3种植物的根、茎、叶组织,设置4个处理:CK、N、P和NP(CK:不施任何肥料;N:硝酸铵;P:重过磷酸钙;NP:硝酸铵和重过磷酸钙)。结果表明,1) N、P、NP添加下,3种植物的残留率显著低于无养分添加,氮磷添加对凋落物分解有显著的促进作用。2)分解过程中,叶和根凋落物N元素前期释放,后期有轻微的富集现象,而茎凋落物呈现富集-释放-富集的模式。P元素和C元素基本呈现持续释放的模式。3)磷元素的残留率在N、P以及NP处理条件下均呈下降的趋势,与植物器官残留率的变化趋势相同。4)羊草各器官凋落物分解95%所用的时间为2.95~3.96年,贝加尔针茅为3.32~3.77年,冷蒿为2.64~4.89年。5)不同植物以及植物的不同器官凋落物分解速率对氮、磷添加的响应不同。     

氮添加下典型草原凋落物质量和土壤酶活性对凋落物分解速率的影响

近年来,全球大气N沉降量持续增加,影响了陆地生态系统碳循环的关键过程,而凋落物分解是碳循环的关键过程之一。本研究在内蒙古温带典型草原设置了不同水平的N添加试验,通过测定不同分解时期凋落物的分解速率、质量指标和土壤酶活性,探讨N添加对凋落物分解的影响。结果表明:凋落物累积干重损失率主要发生在生长季时期,占整个研究阶段的91.3%,且N添加处理显著增加了生长季的干重损失率,而降低了非生长季的干重损失率。第一年生长季,N添加通过提高β-葡萄糖苷酶活性,降低纤维素、单宁含量从而促进了凋落物分解。第一年非生长季,低N处理促进了脲酶活性,降低木质素/N,促进分解,高N抑制了多酚氧化酶的活性,进而降低了木质素的分解速率。第二年生长季,高N处理促进了亮氨酸氨肽酶活性,提高N/P,利于凋落物分解。整个分解过程中,N添加降低了凋落物单宁和纤维素含量,而木质素含量则呈现增加趋势。养分释放特征表现为C的连续释放,P的释放-固定趋势。此外,凋落物中Ca、Mn、N的含量随分解时间增高,表现出富集现象。因此,N添加通过改变凋落物质量和土壤酶活性而对凋落物分解过程产生影响,且不同时期主导因子不同。研究结果为不同水平N沉降对草原碳循环关键过程提供了理论依据。     

内生真菌对高寒草地紫花针茅凋落物分解的影响

禾草内生真菌对于提高宿主植物对生物和非生物胁迫的耐性发挥着积极作用,然而,禾草内生真菌共生体凋落物分解对于草地生态系统养分循环的影响仍不清楚.本研究以紫花针茅为研究对象,比较带内生真菌(E+)与不带内生真菌(E-)植株凋落物分解过程中重量及全氮、木质素和纤维素含量,以及木质素:N、纤维素:N与全氮、木质素和纤维素残留率...     

甘肃马先蒿入侵对巴音布鲁克高寒草原凋落物分解的影响

【目的】凋落物分解是陆地生态系统养分循环和能量交换的重要途径,而植物群落物种组成是影响凋落物分解过程的关键因素之一。本地入侵植物甘肃马先蒿（Pedicularis kansuensis）大面积入侵高寒草原,导致群落建群种发生改变,但有关甘肃马先蒿入侵影响高寒草原群落凋落物分解速率的研究相对缺乏。因此,本研究以巴音布鲁克高寒草原入侵的甘肃马先蒿所在群落为研究对象,旨在探明入侵植物对草地凋落物的分解速率以及养分变化的影响。【方法】测定不同物种组成（甘肃马先蒿、本地优势物种紫花针茅（Stipa purpurea）、甘肃马先蒿和紫花针茅1∶1质量混合）凋落物的可溶性蛋白、木质素、纤维素和氮磷等养分含量,分析甘肃马先蒿和本地物种凋落物之间的分解速率差异。【结果】（1）与本地物种相比,甘肃马先蒿具有更高的分解速率;（2）甘肃马先蒿入侵提高了高寒草原凋落物的全氮、全磷、全钾和木质素含量,进而增加了土壤养分含量;（3）甘肃马先蒿入侵对凋落物养分中的全氮、全磷、全钾以及木质素含量的影响呈现正效应,对有机碳含量无明显影响,对可溶性蛋白在90～450 d的影响呈现正效应,其余时间段无明显影响,甘肃马先蒿对凋...     

降水、氮沉降及放牧对草地生态系统凋落物分解的影响研究进展

草地生态系统对我国建设生态文明、提供生态系统服务、保障食品安全和维护边疆稳定有举足轻重的作用。全球气候变化和过度的人为干扰打破了草地生态系统原有的平衡及稳定性,造成草地退化、沙化和盐渍化现象严重。草地生态系统结构、功能与过程的稳定是保证草地生态系统稳定的基础。凋落物分解过程是草地物质循环的重要环节,对维持草地生态系统稳定性具有重要作用。草地生态系统凋落物分解对降水格局变化、大气氮沉降增加及放牧干扰的响应已有较多的研究。对目前国内外相关研究进行了梳理和总结,发现降水、氮沉降和放牧对草地生态系统凋落物分解的影响,因地理位置和气候变化以及草地类型的异质性而不同,也有针对同一地区开展的研究呈现不同结果的现象。目前对这三种干扰因素中的两因素或三因素交互作用对草地生态系统凋落物分解过程的影响研究较少,而研究气候变化及人为干扰对草地生态系统凋落物的影响对正确理解草地生态系统结构与功能,以及可持续利用与保护草地生态系统具有重要的意义。     

枯落物去除对荒漠草原功能群和生产力的影响

枯落物是草地生态系统的重要组分,影响着植物对水分和养分的吸收和循环。通过对内蒙古短花针茅荒漠草原围封10年的样地进行不同程度的枯落物去除（中度、重度去除和对照）试验,揭示了2014～2017年枯落物去除对荒漠草原功能群和生物量的影响。结果表明：枯落物去除降低了土壤水分含量,重度去除较中度去除的土壤水分下降幅度更大。枯落物重度去除后荒漠草原地上生物量平均增加43%(2015～2017年)。枯落物去除后各功能群在降水充沛的年份表现出显著差异,多年生杂类草、灌木和小半灌木的生物量随着枯落物去除量的增加而增加,而禾草总量则是在中度枯落物去除后达到最大生物量;RDA分析表明,枯落物质量与土壤水分呈正相关关系,枯落物在土壤水分较高时对地上生物量以及各功能群生物量的影响增强;多年生丛生型禾草与一、二年生草本、灌木和小半灌木存在资源竞争。枯落物在水分充足的情况下,调节着荒漠草原植物功能群结构和地上生物量。由此可见,适量的枯落物留存有利于内蒙古荒漠草原生产力的可持续发展。     

围封对草地植被生长和土壤特性的影响研究进展

围栏封育是退化草地恢复的重要措施,对于维持草地生产力和生态系统平衡具有不容忽视的重要意义。总结围栏封育与草地植被和土壤的相互关系以及围封条件下不同类型草地植被生长和土壤特性的变化特征,指出因围栏封育下放牧牲畜的干扰消失,草地植物多样性、生物量及其分配格局、土壤理化性质以及养分有效性等易产生差异性响应,围封年限、草地类型、土壤特性和气候环境等是影响草地生产力、植被群落演替和生态系统服务功能的重要因素。