河西走廊中段荒漠植被组成及土壤养分空间分布特征

荒漠植被是河西走廊绿洲生态安全防护的重要屏障,研究荒漠植被组成及土壤养分分布特征对于荒漠—绿洲过渡带荒漠植被建设及管理有重要意义。本研究基于大量野外调查,并使用传统统计学与地统计学方法,研究了河西走廊中段及巴丹吉林沙漠南缘荒漠植被组成及土壤养分特征,并解析了其与环境因子的相关关系。结果表明：河西走廊中段及巴丹吉林沙漠西南缘荒漠区植物组成单一,多样性较低,且植物种类集中在少数科中,出现频度高的植物均为红砂(Reaumuria songarica)和白刺(Nitraria tangutorum)等典型荒漠植物。草本植物分布与年均降水量有较强相关性,研究区最南端的山丹县草本生物量达到108.01 g·m^-2,在一定年降水量区间,灌木生物量随降水增加而增加,最高值出现在靠近祁连山北坡的肃州区,为134.03 g·m^-2;降水量的增加,会显著促进草本植物的生长。研究区表层土壤有机碳、总氮、总磷含量最高,其平均值分别为2.12 g·kg^-1、0.25 g·kg^-1、0.41 g·kg^-1,...     

柴达木盆地盐渍化土壤养分和酶活性特征

为探讨柴达木盆地不同程度盐渍化土壤养分和酶活性特征，沿察尔汗盐湖至昆仑山方向依次选择5个样点，分析土壤养分和酶活性特征及其二者的相关性。结果表明：除土壤全钾外，土壤盐渍化程度、土壤深度及其两者交互作用对土壤养分含量及土壤酶活性的影响均达到显著水平(P<0.05)。在盐渍化程度较低的土壤，养分有效性(速效钾除外)和酶活性较高，且随土壤深度的增加而降低。以有机碳和蔗糖酶为例，在盐渍化程度最低的S5样地中含量为13.83 g·kg^-1和21.01 mg·g^-1·d^-1(0～5 cm)、12.85 g·kg^-1和19.29 mg·g^-1·d^-1(5～10 cm)、9.83 g·kg^-1和12.19 mg·g^-1·d^-1(10～20 cm)，显著高于盐渍化程度最高S1中的8.56 g·kg^-1和1.41 mg·g^-1·d^-1(0～...     

贺兰山东麓不同种植年限葡萄地土壤生态化学计量特征

以宁夏贺兰山东麓葡萄产区不同种植年限(1 a、7 a、20 a)葡萄地土壤为研究对象,未开垦的荒漠草原为对照(CK),采集0～100 cm土层土壤,分析不同种植年限、不同土层深度土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)、全钾(TK)含量及其生态化学计量特征。结果表明:(1)该地区土壤贫瘠,土壤C、N、P含量均值分别为4.88、0.56 g·kg^-1和0.24 g·kg^-1,均低于全国平均水平(11.12、1.06 g·kg^-1和0.65 g·kg^-1),土壤K含量均值为28.88 g·kg^-1,高于全国水平(16.6 g·kg^-1)。各年限土壤SOC均值变化范围为3.93～5.36 g·kg^-1,TN均值变化范围为0.39～0.73 g·kg^-1,TP均值变化范围为0.21～0.37 g·kg^-1,TK均值变化范围为27.88～30.16 g·kg^-1。随荒漠草...     

2000-2010年祁连山植被MODIS NDVI的时空变化及影响因素

利用2000-2010年间的MODIS/NDVI数据和对应的气候资料,研究了近10年来祁连山植被的时空变化及影响因素。结果表明:1)10年来,祁连山年最大化NDVI(MNDVI)增加了2.4%,植被改善、无变化和退化的面积分别占总面积的26.32%、66.42%和7.26%。植被改善的区域分布在冷龙岭、拉脊山、大通山、达坂山、青海南山、走廊南山、托来山等山地以及西宁盆地、湟水谷地周边地区,减少的区域分布在乌鞘岭、庄浪河、古浪河、大通河、石羊河、黑河、疏勒河等河流河谷。2)祁连山不同植被类型MNDVI的年际变化趋势不同。灌丛地、荒漠草原、高寒稀疏草甸MNDVI呈快速增加趋势,高山草原、高山灌丛草甸和高寒草甸MNDVI呈增加趋势,落叶阔叶林、针阔混交林、常绿针叶林MNDVI呈快速下降趋势。3)影响祁连山植被生长的主要因子是气温和降水,局部地区密集的人类活动也能成为影响植被生长的关键因子。     

人工干预对宁夏荒漠草原土壤有机碳固存的影响

以宁夏荒漠草原为研究对象,研究人工干预措施(深翻补播、浅翻补播、免耕补播、封育、放牧)对土壤有机碳固存的影响。结果表明:5种干预措施下,土壤有机碳含量在0-10cm、10-20cm、20-40和0-40cm土层的变化范围为1.63g·kg^-1-4.15g·kg^-1、2.08g·kg^-1-4.25g·kg^-1、1.72g·kg^-1-4.41g·kg^-1和2.00g·kg^-1-3.94g·kg^-1。5种干预措施0-40cm土层总有机碳的固存表现为:深翻补播>放牧>封育>浅翻补播>免耕补播,深翻补播措施固存的有机碳分别较其他4种干预措施高42.07%、6.10%、54.48%和82.61%。从短期效果看,人工深翻耕补播措施,不仅可以提高植被盖度,而且对土壤有机碳固存也有促进作用。     

小飞蓬入侵对伊犁河谷草原土壤有机碳的影响

为探讨小飞蓬入侵对伊犁河谷草原生态系统的影响,揭示小飞蓬的入侵机制,对不同入侵程度(轻度、中度、重度)小飞蓬及本地植物猪毛蒿根际土壤有机碳(SOC)、土壤容重和土壤含水量的变化规律进行研究。结果表明:随着小飞蓬入侵程度的加深,土壤SOC含量上升:小飞蓬重度、中度、轻度入侵和猪毛蒿群落土壤有机碳含量平均值分别为16.70、11.31、9.56 g·kg^-1和8.23 g·kg^-1,表明小飞蓬入侵增加了伊犁河谷草原土壤SOC的含量,随着入侵程度的加深,土壤SOC含量提高更加明显,同时增加了伊犁河谷草原土壤的碳汇功能。从垂直分布剖面上看,4个群落土壤SOC含量变化一致:随着土壤深度的增加而SOC含量减少,且最大土壤SOC含量均出现在0～20 cm土层,小飞蓬重度、中度、轻度入侵和猪毛蒿群落最大土壤SOC含量分别为:20.3、15.0、13.2 g·kg^-1和11.5 g·kg^-1。小飞蓬重度、中度、轻度入侵和猪毛蒿群落土壤容重平均值分别为5.02、4.94、4.85 g·kg^-1和5...     

陕北中部黄土区不同种植年限水稻田有机碳矿化对温度的响应

为了探讨陕北中部黄土区不同种植年限水稻田有机碳矿化对温度的响应,以陕北南泥湾水稻种植基地不同种植年限(3、30、78 a)的稻田土壤为研究对象,基于室内35 d培养试验与矿化动态模型研究方法,解析温度对土壤有机碳矿化的影响。结果表明：土壤有机碳累积矿化量和矿化速率均表现为78 a水稻田>30 a水稻田>3 a水稻田>玉米田。土壤累积矿化量、矿化速率、潜在可矿化有机碳含量(C₀)和潜在可矿化有机碳占总有机碳的比值(C₀/SOC)均表现为30℃处理>20℃处理>10℃处理。水稻田矿化累积量均表现为10℃处理(2 015.14 mg·kg^-1)显著低于20℃(2 799.20 mg·kg^-1)和30℃处理(3 078.47 mg·kg^-1)(P<0.05),但20℃与30℃处理之间无显著差异。玉米田累积矿化量在不同培养温度间没有达到显著差异水平。0～20 cm土层累积矿化量是20～40 cm土层的1.18倍。供试土壤在温度从10℃升高到20℃时的温...     

苹果树根域土壤理化性质对园艺地布覆盖的响应

为探究园艺地布覆盖对苹果树根域土壤理化性质的影响,本研究设置了园艺地布覆盖和清耕2个处理,于2018年2—12月对苹果树休眠期、盛花期、幼果期、果实膨大期及果实成熟期0～60 cm土层的土壤理化性质进行测定。结果表明:园艺地布覆盖果园相比清耕,土壤含水量提升了0.16%～7.10%;土壤pH在休眠期40～60 cm土层增大了0.12,在其余生育时期及土层内降低了0.06～0.43;有机质含量在休眠期至幼果期0～20 cm土层、休眠期和盛花期40～60 cm土层、果实膨大期0～60 cm及果实成熟期40～60 cm土层增加了0.05～4.05 g·kg^-1;碱解氮含量增加了2.10～46.05 mg·kg^-1;速效磷含量在休眠期40～60 cm土层和盛花期20～40 cm土层分别降低了0.87 mg·kg^-1和0.43 mg·kg^-1,在其余生育时期及土层增加了5.57～57.58 mg·kg^-1;速效钾含量增加了43.78～182.19 mg·kg^-1。园...     

露天煤矿复垦区土壤有机碳含量变化归因解析

土壤有机碳(SOC)是评价土壤质量变化的关键指标,辨析煤矿复垦区SOC演变过程、影响因素及驱动机制,对指导矿区复垦工作开展具有重要意义。文中以山西平朔露天煤矿复垦平盘土壤为研究对象,以空间序列替代时间序列,定量解析复垦SOC及剖面分布对复垦年限和复垦方式的响应。结果显示：复垦平盘SOC含量在0.82～16.11g·kg^-1之间,均值为3.53 g·kg^-1,变异系数为77.55%,其含量及变异性随土层深度增加而减小。随着复垦年限增加,SOC含量增加,不同复垦方式下SOC含量的分布特征依次为林地(5.31g·kg^-1)>耕地(2.98g·kg^-1)>未利用地(2.29g·kg^-1),而且林地SOC剖面分布差异最大,耕地SOC含量主要受复垦年限影响。变差分解显示,复垦年限、土层深度和土地利用方式分别可解释SOC含量变化的15.0%、10.3%和2.4%,复垦年限与土地利用方式共同解释11.2%的变化。复垦年限和复垦方式对20cm以下SOC的影响减弱,但复垦年限延长则增强...     

库布齐沙漠东部植被恢复对土壤生态化学计量的影响

为阐明植被恢复对风沙土生态化学计量特征的影响，以库布齐沙漠东段流动沙地、半固定沙地、油蒿固定沙地和沙柳固定沙地为研究对象，分析植被生物量和不同深度土层（0～60 cm）土壤C、N、P化学计量特征时空变化及其相关性。结果表明：（1）土壤C、N含量随植被恢复明显增加，而土壤P含量增幅较小，均在沙柳固定沙地达到最大值(5.86 g·kg^-1、0.41 g·kg^-1、1.74 g·kg^-1)，各阶段土壤C、N、P含量均随土层加深逐渐降低，土壤P含量在各土层间差异较小。（2）不同阶段或土层间土壤化学计量比差异显著，随植被恢复土壤C:N先减小后增大，而C:P和N:P均逐渐增大，土壤C:P和N:P均随土层加深逐渐减小，而C:N则无明显变化规律。（3）土壤C、N、P两两间呈极显著正相关，均与地上和凋落物生物量呈显著正相关，土壤C:N与C:P、N:P均无显著相关关系，而土壤C:P与N:P呈显著正相关，且土壤C:P和N:P均与地上、地下和凋落物生物量呈显著正相关。综上所述，人工建植促进植被恢复可显著影响土壤C、N、P含量及化学计量特征，进而...     

新疆不同植被类型土壤有机碳特征

准确评估不同植被类型的土壤有机碳库,对揭示土壤有机碳在陆地生态系统碳循环中的作用具有重要意义。通过分析新疆地区10种植被类型的土壤有机碳密度(SOCD)的分布特征,估算了该地区的土壤有机碳储量。结果表明:在10个植被类型的0~100 cm土壤剖面中,SOCD垂直分布特征明显,呈逐渐降低趋势。新疆SOCD以针叶林最大,其值为63.86 kg·m~(-2),其他植被类型依次为:草甸、阔叶林、沼泽、草原、灌丛、高山植被、栽培植被、荒漠和无植被类型。土壤有机碳储量最大值分布在草甸中,为4.89 Pg,其他植被类型依次为:荒漠、草原、高山植被、无植被(裸地)、针叶林、栽培植被、阔叶林、灌丛、沼泽。在0~100 cm的土壤层,新疆地区土壤有机碳储量为16.4Pg。     

不同利用方式下呼伦贝尔草甸草原土壤呼吸动态特征及影响因素

探究天然草原不同利用方式下土壤呼吸动态特征及影响因素，对草原生态系统碳平衡研究具有重要意义。文中于2022年生长季(6—9月)测定了呼伦贝尔草甸草原围封、刈割、轮牧和自由放牧4种利用方式下土壤呼吸速率及相关环境因子，结果表明：1) 4种利用方式下土壤呼吸速率日动态差异较小，月动态差异显著，前者基本表现为昼高夜低的“单峰型”变化特征，后者表现为7月最高，9月最低，生长季土壤呼吸速率均值刈割(2.24μmol·m^-2·s^-1)>围封(2.08μmol·m^-2·s^-1)>轮牧(1.61μmol·m^-2·s^-1)>自由放牧(1.58μmol·m^-2·s^-1);2)土壤温度和土壤湿度是土壤呼吸速率的主要影响因素，二者的最优复合模型可解释土壤呼吸速率变异的82.7%～92.1%;3)分段式结构方程模型分析表明，在围封、刈割和自由放牧样地，植被因素对土壤呼吸速率独立解释力最高；在轮牧样地，土壤环境对土壤呼吸速...     

翻压9种春油菜对潮土有机质及其氧化稳定性的影响

为了提高华北地区土壤有机质含量,改善有机质品质,提高土壤肥力,开展了9种春油菜翻压对土壤有机质及其氧化稳定性影响的研究。结果表明:春油菜生物量以中油肥1901最高,植株含碳量中油肥1904最高（69.51%）,中油肥1901次之（65.06%）,春油菜总碳输入量以中油肥1901最高(4 662.25 kg·hm^-2);春油菜翻压均可显著（P<0.05）提高土壤有机质、腐殖质及易氧化有机质的含量,降低Kos值,以中油肥1901和中油肥1907增加土壤有机质最多,均比翻压春油菜前增加7.24 g·kg^-1,腐殖质含量和易氧化有机质也是中油肥1901增加最大,较春油菜翻压前分别增加了11.24 g·kg^-1和16.55 g·kg^-1,显著高于其他品种,春油菜品种翻压后土壤有机质Kos值均显著低于对照,下降较多的是中油肥1901、中油肥1906和中油肥1907,显著低于其他品种;土壤有机质、腐殖质和易氧化有机质与春油菜生物量和春油菜总碳输入量之间呈极显著正相关,土壤有机质、腐殖质和易氧化有机质间相关性...     

灌溉水矿化度对棉田土壤呼吸速率的影响

为探究不同灌溉水矿化度对棉田土壤呼吸速率的影响,设置了4个灌溉水矿化度,分别为0.85 g·L^-1(CK,当地灌溉水矿化度)、3 g·L^-1(S1)、5 g·L^-1(S2)和8 g·L^-1(S3),在新疆进行了膜下滴灌棉花大田试验。在棉花生育期,每月采集两次土壤呼吸速率值(R_s),并同时监测土壤温度(ST)、含水率(SWC)、电导率(EC)、硝态氮含量(NO₃^--N)、铵态氮含量(NH₄⁺-N),运用通径分析研究了灌溉水矿化度下土壤参数对土壤呼吸速率的影响。结果表明：微咸水灌溉(S1和S2)在一定程度上提高了土壤含水率、电导率和铵态氮含量;咸水灌溉(S3)显著增加了土壤水分和盐分,并降低了土壤硝态氮含量;灌溉水矿化度的增加会减弱土壤呼吸速率。土壤的水分和温度与呼吸速率的相关性,随灌溉水矿化度的增加而呈减弱趋势。通过运用二次函数式来表示0～10 cm的土层温度对土壤呼吸速率的响应(R^...     

宁夏盐池县生态系统水分利用效率时空特征及其影响因素

水分利用效率(WUE)是衡量植物光合固碳和水分消耗之间权衡关系的重要指标。研究区域植被WUE的时空变化特征对区域生态恢复、水资源的合理利用与开发等方面至关重要。本研究基于MODIS的GPP和ET数据评估2000—2019年盐池县植被WUE的时空变化特征及其主要的影响因子。结果表明：(1)2000—2019年盐池县的ET和GPP分别以7.61 mm·a^-1和7.23 g C·m^-2·a^-1的速率显著增加,空间上呈西北高东南低的分布特征,具有较强的空间异质性。(2)近20 a,盐池县植被WUE变化范围在0.80～1.11 g C·kg^-1·H₂O之间,多年均值为0.91 g C·kg^-1·H₂O,年际变化不显著;从空间上来看,全县WUE存在较强的异质性,高值主要分布在东北部,低值位于西南部。(3)近20 a,宁夏盐池县WUE在空间上有54.70%的区域呈上升趋势,主要分布在东北部;45.30%的区域以下降趋势为主。未来,盐池县61.48%...     

哈巴湖国家级自然保护区固沙林地土壤颗粒分形特征

为科学评价植被恢复促进沙漠化逆转对土壤质地的影响,以流动沙地(CK)、黑沙蒿林地(AF)、杨树林地(PF)及沙柳林地(SF)荒漠生态系统为研究对象,分析不同固沙林地土壤颗粒组成、土壤养分特征及其相关性。结果表明:固沙林地土壤颗粒组成主要以50～250μm的细沙粒为主,AF显著提高了0～10 cm土层土壤黏粉粒含量和土壤颗粒体积分形维数(P<0.01),分形维数表现为AF>PF>CK>SF,各固沙林地间分形维数差异极显著(P<0.01);相关性分析表明,黏粉粒含量越高,分形维数越大,土壤物理稳定性越好;分形维数与土壤有机质、全氮和全磷含量极显著正相关,与细砂粒体积百分比极显著负相关,土壤颗粒分形维数D值每增加1,土壤有机质、全氮和全磷含量分别增加2.80、0.13 g·kg^-1和0.10 g·kg^-1。分形维数可以作为表征人工林固沙后沙丘土壤质地变化和沙丘土壤环境演变的敏感性综合指标。     

氮添加对天山高寒草原土壤酶活性和酶化学计量特征的影响

为探究氮添加对高寒草原生态系统土壤酶活性的影响,于2018年在中国科学院巴音布鲁克草原生态系统研究站,选择4个氮添加水平（对照,N0,0 kg·hm^-2·a^-1;低氮,N1,10 kg·hm-2·a^-1;中氮,N3,30 kg·hm^-2·a^-1;高氮,N9,90 kg·hm^-2·a^-1）,开展土壤酶活性对氮添加响应的研究,分析土壤酶活性对氮添加的响应特点,土壤酶化学计量比以及土壤酶活性与土壤环境因子的关系。结果表明：与对照相比,氮添加在N3水平显著增加β-1,4葡萄糖苷酶（βG）、β-D-纤维二糖水解酶（CBH）和β-1,4木糖苷酶（βX）酶活性（P < 0.05）,N1和N3水平显著增加碱性磷酸酶（AKP）活性（P < 0.05）,N3水平显著降低多酚氧化酶（PPO）活性（P < 0.05）,氮添加对亮氨酸氨基肽酶（LAP）活性影响不显著,N3水平下显著增加N-乙酰-β-D氨基葡萄糖苷酶（NAG）活性（P < 0.05）。相关分析表明,8种土壤酶活性均与土壤有机碳（SOC、NAG除外）和总磷（TP）显著相关,与土壤总氮（TN）不相关。研究区土壤酶活性C∶N∶P化学计量比为1∶1∶1.2,与全球生态系统的土壤酶活性C∶N∶P的比值1∶1∶1相偏离,表明该研究区土壤微生物生长受磷素限制。冗余分析（RDA）进一步揭示出土壤有机碳和土壤全磷含量是影响土壤酶活性的主要因子。     

巴音布鲁克主要草地类型表层土壤有机碳特征及其影响因素的研究

以新疆天山中段巴音布鲁克主要草地类型为研究对象,分析了不同草地类型土壤有机碳(SOC)的分布特征及其与气候因子、植被特征和土壤特性的关系。结果表明:分布在盆地海拔最低处的高山沼泽化草甸的土壤有机碳含量最高,而分布在盆地中间海拔的高山草原最低,分布在较高海拔的高寒草甸和高山草原化草甸处于高山沼泽化草甸和高山草原之间。0-30cm土壤有机碳含量与空气相对湿度、草地生产力、植被盖度、土壤含水量呈显著正相关(P<0.05),与土壤容重、土壤紧实度、土壤pH呈显著负相关(P<0.05),土壤有机碳与温度存在一定负相关,但未达到显著水平。偏相关分析显示,影响表层土壤有机碳含量最主要的因素是土壤含水量、土壤紧实度、草地生产力、空气相对湿度。     

黄土丘陵区春小麦水分调控下植物—土壤碳氮磷化学计量学及其稳态性特征

为探究黄土丘陵区农田生态系统土壤养分限制及其循环规律,明确水分调控下春小麦叶片及根的内稳态特征,以5个灌水量处理(W₀、W₅₀、W₁₀₀、W₁₅₀、W₂₀₀)下春小麦成熟期叶片、根和0～40 cm土层土壤为研究对象,测定不同灌水处理下春小麦植株叶片、根、土壤有机碳（OC）、全氮（TN）、全磷（TP）含量及其化学计量比,揭示春小麦叶片和根随土壤养分变化的稳态性特征。结果表明:不同灌水处理下春小麦土壤OC、TN含量均具有表聚性特征,且在0～40 cm土层含量均随灌水量增加呈现出先增加后降低的趋势,表现出W₁₅₀灌水量处理最高(1.757 g·kg^-1、0.165 g·kg^-1),而土壤TP在不同土层及灌水处理下较为稳定,适当灌水(W₁₅₀)有助于提高作物根系OC含量,过度灌水(W₂₀₀)会降低其含量;春小麦土壤、根、叶片化学计量比均值表现为:C∶N（9.56、12.92、1...     

塔里木河下游灌区春季土壤盐分空间变异特征——以新疆第二师三十一团灌区为例

应用地统计学的半方差分析和Kriging空间插值,以新疆第二师三十一团灌区为例,分析了塔里木河下游绿洲灌区不同深度土壤全盐及盐基离子的空间变异特征与分布规律。结果表明:研究区春季土壤总体呈碱性,各土层阴离子均以SO■为主,阳离子均以K⁺和Na⁺为主,灌区内根域层(0～60 cm)土壤盐分、Ca²⁺、Cl^-的半方差函数模型符合高斯模型,Mg²⁺、K⁺+Na⁺符合球状模型,深层(60～100 cm)土壤盐分、HCO^-₃、SO■符合指数模型,各变量空间自相关范围差异较大。盐分分布特征受人类活动和地势、水源的影响较大,根域层(0～60 cm)土壤盐分含量呈现由西北部向东南部逐渐升高的趋势,变化范围在2.28～3.27 g·kg^-1之间,深层(60～100 cm)土壤盐分含量呈现由西北部向东南部逐渐降低的趋势,变化范围在2.31～4.63 g·kg^-1之间。...