山西暖性草地碳密度分布特征及其区域差异

山西省草地是我国草地碳储量精确估测中不可忽视的部分。为探究山西省暖性草地生态系统碳密度的区域差异,本研究调查和测定了该省2个气候区（晋东南半湿润区,晋西北半干旱区）暖性草地群落特征和生态系统碳密度。结果表明：不同气候区的环境差异影响了草地植物物种多样性、生物量积累和土壤碳输入,造成2个气候区碳密度分异的主要环境因子为降水量和土壤有机碳含量;晋西北平均植物多样性指数略高于晋东南;晋西北和晋东南平均地上生物量分别为384.28 g·m^-2,522.83 g·m^-2,平均地下生物量分别为1 411.02 g·m^-2,1 643.81 g·m^-2,晋西北均低于晋东南;平均生态系统碳密度分别为7 911.48 g·m^-2,9 080.43 g·m^-2;其中植被地上部分、根系和土壤碳密度占比分别为1.4%~2.1%,12.3%~24.7%,73.6%~85.9%;晋东南地区暖性灌草丛类草地生态系统碳密度最大,为10 102.23 g·m^-2。     

不同干扰对黄土高原典型草原土壤有机碳的影响

以黄土高原典型草原为对象,研究了封育+施肥、封育+火烧、封育和放牧4种干扰类型对土壤有机碳含量和有机碳密度的影响。结果表明:黄土高原典型草原不同干扰类型下土壤有机碳含量和有机碳密度都随土层深度的增加而减少,且干扰类型不同其减少程度不同;不同干扰类型对土壤有机碳含量影响不同。封育+施肥地在0~50 cm各土层有机碳含量均显著高于其他3个干扰类型,变化范围为24.08~34.99 g·kg^-1;其次为封育+火烧地,变化范围为19.59~32.05 g·kg^-1;在0~40 cm各土层,放牧地有机碳含量均最低,为19.07~25.37 g·kg^-1。不同干扰类型对有机碳密度的影响与对有机碳含量的影响基本相似。不同干扰对土壤有机碳的影响主要表现在0~20 cm土壤表层;在0~50 cm土层,4种干扰类型土壤有机碳密度大小依次为:封育+施肥>封育+火烧>封育>放牧,分别为14.51, 13.86, 12.27和11.85 kg·m^-2。综上所述,人为干扰对典型草原土壤有机碳含量和有机碳密度具有明显影响;放牧导致土壤碳密度显著下降,而施肥和封育可以提高土壤碳密度。     

不同恢复措施对宁夏荒漠草原土壤碳氮储量的影响

以放牧(CK)、深翻耕(S)、浅翻耕(Q)、免耕(M)和封育(F)5种不同生态恢复措施处理的荒漠草原为对象,研究不同恢复措施条件下0~40 cm土层土壤有机碳,全氮储量的变化特征。结果表明,0~10 cm和10~20 cm土层,有机碳含量均以浅翻耕处理草地最高,分别为14.90和14.50 g·kg^-1,显著高于深翻耕处理草地、封育草地和放牧草地(P<0.05);20~30 cm土层,不同处理草地有机碳含量变化范围为5.03~9.93 g·kg^-1,以浅翻耕处理草地最高,封育草地最低(P<0.05)。土壤全氮含量,0~10 cm和10~20 cm土层均以浅翻耕处理草地最高,分别为0.17和0.22 g·kg^-1,显著高于封育和放牧草地(P<0.05);20~30 cm和30~40 cm土层均以深翻耕处理草地最高,分别为0.14和0.13 g·kg^-1,显著高于封育草地(P<0.05)。不同处理草地各土层土壤有机碳和全氮密度的分布范围为0.49~1.58 kg·m^-2和0.013~0.039 kg·m^-2,其中,0~40 cm各土层有机碳密度及0~10 cm和10~20 cm土层全氮密度均以浅翻耕处理草地较高,封育草地较低,20~40 cm土层全氮密度以深翻耕处理草地最高,封育草地较低。0~40 cm各土层土壤有机碳和全氮储量均以浅翻耕处理草地最高,分别为47.72和1.09 t·hm^-2,显著高于封育草地(P<0.05)。浅翻耕处理草地更有利于该区荒漠草原土壤有机碳和全氮储量的积累。     

高寒区施肥和混播对燕麦人工草地生物碳储量影响的研究

采用三因素四水平正交试验设计[L₁₆（4⁵）],研究了燕麦品种、施肥和箭筈豌豆混播对燕麦人工草地生物碳储量影响的研究,为燕麦人工草地生态评价提供理论依据。结果表明,品种、施肥和混播均显著影响燕麦草地生物碳储量,品种主要影响燕麦茎、穗和根生物碳储量,施肥主要影响燕麦叶生物碳和箭筈豌豆根生物碳储量;混播主要影响箭筈豌豆茎、叶生物碳储量。燕麦人工草地总碳储量为1 707.70~2 470.15 kg·hm^-2,其中利用青海甜燕麦和采用尿素+磷酸二铵+有机肥施肥处理,箭筈豌豆混播75 kg·hm^-2或60 kg·hm^-2时建植燕麦人工草地地上、地下总生物碳储量均表现较高,其地上总生物碳储量分别为2 204.7 kg·hm^-2,2 136.4 kg·hm^-2和2 008.0 kg·hm^-2,地下总生物碳储量分别为265.4 kg·hm^-2,247.4 kg·hm^-2和250.3 kg·hm^-2。各器官碳储量及群落总生物碳储量均随生育期的推进显著增加,在乳熟期达到最大。燕麦和箭筈豌豆地上总生物碳储量分别在燕麦抽穗期—开花期和开花—乳熟期增长迅速。     

黄土区煤矿排土场重建草地土壤剖面有机碳变化特征

以黄土区露天煤矿排土场的4种人工草地和自然恢复的撂荒草地为主要研究对象,研究了草地重建对排土场重构土壤有机碳含量和分布的影响。结果表明:人工草地显著提高了表层土壤有机碳含量,0~10 cm土层有机碳含量达到了4.95 g·kg^-1,撂荒草地对各土层有机碳含量都没有显著提高;4种人工草地土壤有机碳含量剖面分布为:在0~10 cm土层为苜蓿(Medicago sativa) >沙打旺(Astragalus adsurgens) >甘草(Glycyrrhiza uralensis) >冰草(Agropyron cristatum),在10~100 cm各土层为甘草 >冰草 >苜蓿 >沙打旺;排土场人工草地土壤有机碳含量随土层深度的增加而降低,0~10 cm到10~20 cm降低幅度最大,20~100 cm土层之间降低幅度较小无显著差异;排土场人工草地0~100 cm土层SOCD平均值为3.02 kg·m^-2,是撂荒草地的1.72倍,新建排土场的1.99倍,达到了小流域退耕草地的79%,原地貌草地的62%。草地重建影响排土场土壤有机碳剖面分布,显著提高了表层土壤有机碳储量所占比例,苜蓿和沙打旺较大程度的提高了表层土壤有机碳含量,冰草和甘草对0~100 cm各土层有机碳含量均有一定的提高。     

微生物菌肥对退化高寒草甸地上生物量和土壤理化性质的影响

本研究以青海省贵南县退化高寒草甸为对象,评估了富含乳酸菌和醋酸杆菌的微生物菌肥在不同的添加梯度（150 mL·m^-2,200 mL·m^-2和250 mL·m^-2）下对高寒退化草甸地上植被生物量和土壤理化性质的影响。研究发现：地上植被的生物量随着微生物菌肥施用量和施用时间的增加整体上呈增加趋势,最大值均出现在施用量为200 mL·m^-2的处理,分别为192.32 g·m^-2（2017年）,191.76 g·m^-2（2018年）和202.68 g·m^-2（2019年）,菌肥施用处理第三年的地上植被生物量比对照高184.24%;土壤有机碳（Total organic carbon,TOC）和全氮（Total nitrogen,TN）含量在0~10 cm土壤表层中均在施用量为200 mL·m^-2处理达到最大,在10~20 cm土层中,TOC和TN在菌肥施用量为250 mL·m^-2时增加至37.49 g·kg^-1和3.32 g·kg^-1;土壤铵态氮含量在微生物菌肥施用前两年显著增加而后下降,而硝态氮含量在施用第三年显著增加。土壤有效磷含量随施用量和施用时间的增加整体上呈增加趋势。结果表明富含乳酸菌和醋酸杆菌的微生物菌肥在退化高寒草地修复中具有改善土壤理化性质的潜力。     

科尔沁草甸湿地土壤碳氮剖面分布及生长季动态特征

采用定位观测的试验方法,于2016年5-10月及2017年8月对科尔沁草甸湿地0~100 cm土层土壤有机碳、全氮剖面分布及生长季动态特征进行了实验分析,旨在为科尔沁草甸湿地保护提供科学指导并为干旱半干旱地区湿地土壤碳氮储量估算提供借鉴。结果表明:1)科尔沁草甸湿地土壤有机碳、全氮含量整体随土层深度下降,0~20 cm土层间下降显著,20 cm以下趋于相对稳定,范围分别为11.9~23.5 g·kg^-1和0.66~1.50 g·kg^-1。2)各土层土壤碳氮含量月间差异显著(全氮40~60 cm土层除外),变化幅度随土层深度先减小后增大;土壤碳氮密度(100 cm)生长季变化大于年际变化,有机碳密度全生长季呈上升趋势,范围为15.44~20.82 kg·m^-2,全氮密度生长初期明显下降,之后趋于相对稳定,范围为1.01~1.16 kg·m^-2。3)土壤有机碳含量与全氮含量呈极显著正相关;植被和水文是影响其分布、变化的关键因子。科尔沁草甸湿地生长季土壤有机碳、全氮密度变化较大,且表现为潜在的碳汇和氮源,但年际间碳汇潜力未充分发挥,本研究建议禁牧力度应加大并增加氮肥投入以提高科尔沁草甸湿地生态系统功能。     

山西铁杆蒿草地群落碳、氮密度区域差异及其驱动因素

为明确山西铁杆蒿（Artemisia sacrorum）群落碳、氮密度的区域差异,以及导致这种空间变化的驱动因素,本试验以山西省铁杆蒿草地群落为研究对象,通过测定晋北半干旱地区和晋南半湿润地区铁杆蒿群落的碳（C）、氮（N）密度,分析了其与年均气温、年降水量、土壤理化性质和地上、地下生物量等生态因子的相关性。结果表明：山西南北铁杆蒿群落碳、氮密度空间分布存在差异,晋南地区铁杆蒿群落的群落碳、氮密度分别为651.83 g C·m^-2和20.63 g N·m^-2,晋北地区铁杆蒿群落的群落碳、氮密度分别为418.89 g C·m^-2和13.90 g N·m^-2。以群落各组分碳、氮密度代表样点进行RDA（Redundancy analysis）冗余分析排序得出造成两地区群落碳、氮密度分异的主要生态因子均为地上生物量、地下生物量、年均气温、年降水量、土壤有机碳含量以及土壤砾石比。可见,山西晋南和晋北地区铁杆蒿群落碳、氮密度空间分布存在差异,不同气候区铁杆蒿群落碳、氮密度空间差异与生物量的积累密切相关,驱动晋南和晋北地区铁杆蒿群落碳氮密度分异的环境因素为年均气温、年降水量、土壤有机碳含量以及土壤砾石比。     

围封对天山北坡荒漠草地土壤有机碳的影响

以天山北坡中段退化荒漠草地为研究对象,通过分析封育与放牧对草地土壤有机碳、易氧化碳、微生物量碳含量及活性有机碳的分配比例的影响,以揭示土壤质量的变化。结果表明：禁牧封育5年后草地土壤有机碳及其活性组分含量低于放牧草地。与封育草地相比,在5～10 cm放牧草地土壤有机碳、微生物量碳及MBC/SOC显著升高（P<0.05）,分别增加了0.81 g·kg^-1,34.12 mg·kg^-1,0.59%;土壤易氧化碳含量及ROC/SOC在10～15 cm土层差异均达显著水平（P<0.05）。可见,荒漠草地在封育5年后土壤质量降低,因此,应该实行合理的围封-放牧体系,更有利于退化荒漠草地生态系统的恢复。     

不同种植年限紫花苜蓿人工草地土壤有机碳及土壤酶活性垂直分布特征

通过测定土壤容重、土壤有机碳含量和土壤酶活性,探讨了不同种植年限(1,3,4,5和8年)紫花苜蓿人工草地剖面土壤有机碳含量、土壤碳密度及土壤酶活性的垂直分布差异。结果表明,1)1~8年0~100 cm土壤平均SOC含量分别为4.519,4.865,5.120,5.348和3.334 g/kg,各土壤剖面SOC含量主要集中在0~40 cm深度内,分别占0~100 cm土壤有机碳含量的69.7%,65.8%,73.8%,70.0%和67.2%,SOC含量自40 cm以下急剧下降。2) 1~8年0~100 cm土壤平均SOC密度分别为1.148,1.217,1.231,1.398和0.840 kg/m²,表层0~40 cm约占54.8%~61.8%;0~100 cm SOC含量及其密度均以种植5年苜蓿地最高,依次为8年(19.9 g/kg和5.04 kg/m²)<1年(27.7 g/kg和6.77 kg/m²)<3年(29.7 g/kg和7.26 kg/m²)<4年(30.4 g/kg和7.38 kg/m²)<5年(32.2 g/kg和8.53 kg/m²)。3)3种土壤酶活性都随着土层加深和种植年限的增加而降低,土壤表层(0~10 cm)及次表层(10~20 cm)酶活性显著降低,土壤酶活性主要集中在0~20 cm深度内,表现出表聚性。     

有机肥施用量对黄河源不同坡向退化高寒草甸土壤团聚体及有机碳的影响

为研究短期内有机肥不同施用量对退化高寒草甸土壤团聚体的影响,以黄河源区退化高寒草甸为研究对象,研究不同有机肥施用量0 kg·m^-2(CK),0.15 kg·m^-2(M1),0.45 kg·m^-2(M2),0.75 kg·m^-2(M3),1.05 kg·m^-2(M4),1.35 kg·m^-2(M5)下土壤团聚体稳定性及有机碳含量的变化规律,为探讨青藏高原退化高寒草甸恢复过程中有机肥的最适施肥量提供理论依据。结果表明：土壤团聚体的几何平均直径(Geometric mean diameter, GMD)、平均重量直径(Mean weight diameter, MWD)呈现减少-增加-减少的趋势,在有机肥施用量为0.75 kg·m^-2(M3)时达到最大值。阴坡样地MWD和GMD高于相同处理的阳坡样地。土壤团聚体有机碳含量随着有机肥的施加呈现增长趋势,适量施用有机肥能够增加土壤大团聚体有机碳的含量。阴坡和阳坡不同施肥处理下>0.25 m...     

青贮密度和青贮时间对紫花苜蓿发酵品质及营养成分的影响

为研究不同青贮密度和青贮时间对紫花苜蓿(Medicago sativa L.)发酵品质及营养成分的影响,本试验以第二茬初花期(10%植株开花)刈割的紫花苜蓿为原料,采用双因素试验设计,分别设计青贮密度550,600和650 kg·m^-3以及时间30,60和120 d,对不同处理青贮料的发酵品质和营养成分进行分析。结果表明：除乙酸和粗蛋白(Crude protein, CP)含量外,青贮密度和时间的交互作用显著影响了苜蓿的发酵品质和营养成分(P<0.05);与密度为650 kg·m^-3的处理组相比,密度为600 kg·m^-3的处理组青贮30和60 d后,乳酸和干物质(Dry matter, DM)含量增加,酸性洗涤纤维(Acid detergent fiber, ADF)和可溶性碳水化合物(Water soluble carbohydrate, WSC)含量减少;在密度为600 kg·m^-3下,与青贮30 d相比,青贮60 d的样品中乳酸、乙酸、DM,CP和粗脂肪(Ether extract, ...     

不同刈割强度对封育沙地植被生长状况的影响

为研究不同刈割强度对沙地植被恢复的影响,在我国腾格里沙漠南缘选取封育14年（自然恢复）和封育14年（人工恢复6年+自然恢复8年）沙地植被（冰草Agropyron cristatum L.Gaertn.、沙蒿Artemisia desertorum Spreng.、花棒Hedysarum scoparium Fisch.等）作为研究对象,进行不同刈割强度的实验（重度刈割留茬5 cm;中度刈割草本植物留茬10 cm、木本植物留茬15 cm;不刈割）,结果表明：对于自然恢复沙区,中度刈割能提高其沙地植被的株高和再生能力,其植被累计生物量依次为中度刈割（17.70 kg·m^-2） > 不刈割（15.84 kg·m^-2） > 重度刈割（5.56 kg·m^-2）;人工+自然恢复沙区,中度刈割对其植被的株高和再生能力与重度刈割、不刈割存在显著差异,其生物量依次为不刈割18.87 kg·m^-2、中度刈割13.87 kg·m^-2、重度刈割11.34 kg·m^-2;重度刈割对这两种恢复模式的沙地植被的株高和再生能力均无显著作用。     

不同施肥处理对高寒矿区渣山改良土酶活性和理化性质的影响

本试验以青海木里江仓矿区渣山表层基质作为研究对象，采用有机肥、硫酸亚铁配施的双因素试验设计方法，探讨了渣土中碱性磷酸酶、脱氢酶、蛋白酶、脲酶、纤维素酶、过氧化氢酶活性的变化特征，旨在为高寒矿区渣山土壤和植被恢复提供理论参考。结果表明：施用有机肥2 kg·m^-2能显著提高土壤酶活性，尤其是蛋白酶、脲酶、纤维素酶活性；施用有机肥3 kg·m^-2和硫酸亚铁100 g·m^-2能显著增加改良土中的碱解氮、速效磷、有机质含量（P<0.05）；由RDA分析结果可知，渣山改良土壤中全氮、有机质含量、pH、容重是影响渣山表层土壤酶活性的环境因子，有机质含量和土壤容重呈正相关关系，pH和土壤含水量呈正相关关系。以上结果表明，在高寒矿区渣山土壤改良中，施用2 kg·m^-2左右的有机肥即可使煤矿区渣山改良土养分含量和酶活性增加。     

放牧强度对黄土丘陵区生物结皮土壤化学计量学特征的影响

研究以位于黄土丘陵区的固原、定边、神木、安塞为研究区域,以各区20年以上封禁草地（G0）为对照,分析了不同放牧强度（以羊粪球密度计：G1,0~10个·m^-2;G2,10~20个·m^-2;G3,>20个·m^-2）下生物结皮层及0~2 cm土层土壤有机碳（SOC）、全氮（TN）、全磷（TP）含量及生态化学计量学特征。结果表明：放牧仅降低安塞藓结皮盖度,对各地区的藻结皮盖度和生物量均无影响;从各区域来看,除神木生物结皮层和0~2 cm土层SOC、TN、N：P、C：P在G3下降低以外,其余地区各放牧强度下SOC、TN、TP含量及C：N、N：P、C：P无降低现象;总体来看,各强度放牧对生物结皮层SOC、TN、TP含量及C：N、N：P、C：P无影响,对0~2 cm土层SOC、TN、TP含量及C：N无影响,而N：P、C：P在G3降低。综上,放牧强度小于G3时,黄土丘陵区退耕草地生物结皮土壤养分及生态化学计量学特征无降低现象。     

6个裸燕麦品种在甘肃中部引洮灌区的生产性能及饲用价值比较

本试验对6个裸燕麦（A.nuda）品种的农艺性状、生产性能、营养品质及饲用价值进行了比较,以期筛选适宜甘肃中部引洮灌区生产利用的燕麦品种。结果表明：6个裸燕麦农艺性状、群体形态、生产性能、营养品质及饲用价值之间存在显著差异（P<0.05）。‘草莜1号’平均株高125.5 cm,实际倒伏率最高,鲜草与干草产量分别为36 835.1 kg·m^-2,6 733.6 kg·m^-2;‘燕科2号’抗倒伏,种子产量最低,为1 811.2 kg·m^-2。‘远杂2号’种子产量、中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维最高,分别为3 382.5 kg·m^-2,62.2%和35.5%,但相对饲用价值最低,为91.60。‘草莜1号’相对饲用价值和饲草品质最高,分别为123.33和173.45。灰色关联度分析综合评价得出‘草莜1号’适宜在该地区生产饲草,‘远杂2号’适宜在该地区生产种子,‘定莜8号’适宜粮饲兼用,生产性能和营养品质‘坝莜3号’表现最优。     

高寒草甸冷季牧场不同休牧期对土壤种子库的影响

为明晰青藏高原高寒草甸冷季牧场的适宜休牧期,在东祁连山天祝高寒草甸设置了土壤解冻临界期—牧草枯黄期(RP1)、土壤解冻后期—牧草枯黄期(RP2)、牧草返青初期—牧草枯黄期(RP3)、牧草返青后期—牧草枯黄期(RP4)和当地传统休牧(优势牧草高5 cm—牧草枯黄期)(RP5)5个休牧期,研究了土壤种子库的物种组成、密度、多样性及其与地上植被的关系。结果表明：供试土壤种子库中共萌发27种植物,分属12科23属;5个休牧期土壤种子库密度表现为RP1(2 136.67粒·m^-2)>RP2(1 983.33粒·m^-2)>RP3(1 576.67粒·m^-2)>RP4(1 220粒·m^-2)>RP5(863.33粒·m^-2);香农-威纳指数和辛普森多样性指数在RP1休牧土壤种子库中较高,Pielou均匀度指数在RP5中最高;5个休牧期土壤种子库与地上植被的Sorensen相似性指数在0.38～0.49,其中RP1休牧与地上植被的相似性最高。综上,土壤解冻临界期—牧草枯黄期休牧更有利于土壤储备植物种子,增加草地的抗干扰能力。     

灌溉、施磷量及AM真菌对紫花苜蓿产量和水磷利用效率的影响

为探究灌溉、施磷量和丛枝菌根(Arbuscular mycorrhizal, AM)真菌对紫花苜蓿(Medicago sativa. L)产量和水分及磷素利用效率的影响,本研究设置调亏灌溉(RDI)和定额灌溉(QI)2个灌溉处理,施磷肥0(P₀),60(P₁),120(P₂)和180 kg·hm^-2(P₃)4个肥力梯度,以及AM(土壤不灭AM真菌)和-AM(土壤灭AM真菌)2种处理。对紫花苜蓿产量、磷含量、磷吸收量和水分利用效率指标测定,并进行相关性分析和差异比较。结果表明：紫花苜蓿平均总产量在QI和RDI下分别为14 487.08 kg·hm^-2,13 395.23 kg·hm^-2,QI与RDI相比产量高出8.1%,但其水分利用效率降低了24.3%。与不施磷处理相比,施磷处理下紫花苜蓿总产量提高15.40%～39.96%。平均总产量在AM处理和-AM处理下分别为14 938.47 kg·hm^-2,13 450....     

氮添加对不同坡度退化高寒草甸土壤细菌多样性的影响

选取三江源区果洛州不同坡度退化程度相近的高寒草甸,进行氮添加试验,运用Miseq PE250测序技术对土壤细菌16s rDNA进行序列测定和分析,探讨3个氮添加水平低等量氮添加（LN, 2 g N·m^-2）、中等量氮添加（MN, 5 g N·m^-2）、高等量氮添加（HN, 10 g N·m^-2）对不同坡度退化草地土壤细菌多样性的影响。结果表明：放线菌门（Actinobacteria）、变形菌门（Proteobacteria）是研究区草地土壤中最主要的两大类群。缓坡地与陡坡地土壤细菌个别丰度极低的门以及61.4%以上（包括未鉴定的细菌属）细菌属存在显著差异（P<0.05）。不同施氮水平对退化高寒草地各细菌门以及大部分细菌属影响不显著,对一些丰度较低的属的影响显著（P<0.05）,且在不同坡度所响应的细菌属不同。无论是缓坡地还是陡坡地,氮添加对退化高寒草甸土壤细菌群落结构存在显著差异（P<0.05）,土壤微生物丰富度和多样性整体上呈现出随着施氮量增加先减少后增加的趋势,中等量氮添加显著降低了土壤细菌丰富度和多样性,高水平氮添加显著抑制了土壤细菌的丰富度和多样性的下降（P<0.05）,说明氮添加对细菌多样性的影响具有阈值限制性。