高寒草甸土壤微生物群落功能多样性对广布弓背蚁蚁丘扰动的响应

为了解蚂蚁在高寒草甸生态系统中的功能和作用,评估和认识高寒草甸生态系统的健康状况和稳定性,利用Biolog-ECO生态板法对蚁丘干扰后高寒草甸土壤理化性质以及土壤微生物功能多样性进行研究分析,结果表明,1)蚁丘扰动后0~10 cm土层土壤有机质、全氮、速效氮、速效磷、速效钾含量均显著高于蚁丘10~20 cm土层(P<0.05),而蚁丘扰动与土层深度的交互作用对理化性质均无显著影响(P>0.05);2)蚁丘干扰后高寒草甸土壤微生物多样性指数(Shannon-Weiner指数、Pielou指数、McIntosh指数和底物碳源利用数)有所增加;3)主成分分析表明蚁丘干扰对土壤微生物功能多样性产生了影响,改变了微生物代谢功能特征,土壤微生物利用的主要碳源是碳水化合物、氨基酸类和羧酸类;4)冗余分析表明土壤养分影响土壤微生物碳源代谢特征和功能。因此,由于蚂蚁的挖掘活动、有机质的累积等改变了蚁丘土壤微环境,进而改变了土壤微生物的碳源利用类型和代谢功能。     

高寒草甸不同斑块草地土壤微生物多样性特征研究

本文以矮嵩草(Kobresia humilis)高寒草甸及退化后形成的不同退化斑块群落类型草地土壤为研究对象,利用Illumina MiSeq高通量测序技术分析了不同斑块草地土壤中微生物群落结构组成和多样性变化特点,并分析了土壤微生物与土壤养分之间的相关性.结果表明:以矮嵩草为优势植物的高寒草甸群落变为以细叶亚菊(A ...     

藏北高寒草甸土壤线虫群落结构对增温的响应

为揭示增温对高寒草甸土壤线虫群落的影响,利用OTC模拟短期和长期增温对藏北高寒草甸土壤线虫群落进行比较研究。结果表明,短期和长期增温改变了土壤线虫的群落组成,增加了双垫刃属(Ditylenchus)和丽突属(Acrobeles)丰度。长期增温导致食真菌类线虫丰度显著增加,但各处理间食细菌类线虫、植物寄生类线虫、杂食/捕食类线虫丰度以及cp1-5类群的丰度和属数量无显著差异(P0.05)。短期和长期增温均降低了土壤线虫的多样性和均匀度,其中2015年短期增温处理显著降低了其多样性。2015年和2016年短期和长期增温土壤显著降低了线虫数量,较对照分别降低了34.45%、32.09%和25.34%和22.66%。各处理样地间MI(Maturity index)、NCR(Nematode channel ratio)、PPI(Plant parasite index)和WI(Wasilewska index)指数无显著差异(P0.05),且均表现出WI1,NCR0.5,表明增温对高寒草甸的健康状态影响不大,土壤有机质矿化途径主要由食细菌和真菌线虫参与。环境因素与土壤线虫数量冗余分析表明,植物总盖度、莎草科盖度、土壤温湿度、细菌和真菌数量对土壤线虫数量影响达到显著水平(P0.05),增温通过改变植物、土壤理化性质和微生物数量等环境因子而影响高寒草甸土壤线虫群落组成。     

东祁连山不同退化程度高寒草甸土壤养分特征研究

研究了东祁连山不同退化程度的高寒草甸草地土壤养分特征,结果表明,随着退化加剧,高寒草甸草地的土壤pH值逐渐增加;全氮、全磷、速效锰和速效铁含量逐渐减少;有机质、速效锌、速效氮和速效磷含量先降低后增加,有机质含量以重度退化草地最低,速效锌、速效氮和速效磷含量以中度退化草地最低;全钾和速效铜含量并未因草地退化而改变,且极度退化草地土壤有机质和全氮含量在20～30 cm土层反而高于表层。总体上,随土层加深土壤中有机质、全氮、全磷、速效氮、速效钾、速效磷和速效锌含量下降,速效铁、速效铜和速效锰则增加。     

青藏高原高寒草甸退化对草地群落多样性及土壤特性的影响

为了明确青藏高原高寒草甸退化对草地植被多样性及土壤特性的影响,通过调查甘肃省甘南藏族自治州碌曲县、夏河县和合作市3个地区不同退化程度(轻度退化、中度退化和重度退化)的高寒草地的植被情况,分析其物种多样性及优势种,并采集土壤样品,测定其全氮、全磷、全钾、土壤pH值、全盐、容重、孔隙度、粒径等理化性质,土壤脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶和碱性磷酸酶等4种酶活性,以及细菌、放线菌和真菌等微生物数量。结果表明：随着退化程度的加深,碌曲县、夏河县高寒草甸物种多样性呈降低趋势,而合作市轻、中度退化草地的多样性较高,重度退化草地最低,同时,植被的高度、盖度及草产量降低;土壤全氮、全磷、全钾、孔隙度及粉粒总体呈降低趋势,土壤pH值、全盐、容重、黏粒及砂粒呈升高趋势;土壤脲酶、蔗糖酶活性降低;土壤细菌、放线菌数量降低,真菌数量升高。     

东祁连山不同退化阶段高寒草甸群落结构与植物多样性特征研究

采用样方法对东祁连山地区不同退化程度高寒草甸植物群落进行了调查,对群落结构、物种组成和群落生产力进行了分析,并运用α多样性、β多样性等指标研究了其物种多样性变化.结果表明,1)研究样地内共有植物种13科27属40多种,从未退化-轻度退化-中度退化-重度退化-极度退化,不同退化演替阶段的优势种分别为线叶嵩草 禾草、线叶嵩草 珠芽蓼、珠芽蓼 线叶嵩草、珠芽蓼 杂类草、平车前 杂类草.2)随退化程度的加剧,草地总盖度降低,优良牧草生物量减少,而毒杂草的比例逐渐上升,草地质量下降;地上、地下生物量均明显降低,地上生物量远低于地下生物量,分布在各层的植物根量越来越少,地下根系具有浅层化特点.3)高寒草甸植物群落α多样性指数基本上与均匀度、丰富度指数呈正相关,与生态优势度指数呈负相关;群落的物种丰富度在中度退化阶段最高,但多样性指数和均匀度指数在重度退化阶段最高,群落多样性更多地受均匀度的影响.4)随退化程度的加剧,样方内微生境或资源异质性减小,样方间异质性增大,从而导致β多样性增加;各草地植物群落物种替代速率由大到小的顺序为重度退化-极度退化>未退化-轻度退化>中度退化-重度退化>轻度退化-中度退化.     

高寒草甸群落地表植被特征与土壤理化性状、土壤微生物之间的相关性研究

以青藏高原高寒草甸4种主要草地类型为研究对象,分析了不同植被类型土壤的理化性质、土壤微生物数量、土壤酶活性与生态系统功能间的相互关系。结果表明,不同植被类型群落的土壤特性存在明显差异。藏嵩草沼泽化草甸0～40cm土层土壤容重、土壤含水量、土壤有机质、土壤全氮和土壤速效氮含量明显不同于矮嵩草草甸、小嵩草草甸和金露梅灌丛草甸,土壤物理特性的改变(土壤养分、土壤容重、土壤湿度等)会引起植被组成、物种多样性变化;细菌数量和真菌数量与植物群落地上生物量之间存在显著正相关关系(P＜0.05)、放线菌数量与生物量之间的相关性不显著,不同植被类型的群落生物量影响着土壤微生物数量和组成;不同草地类型植物群落地上生物量与土壤酶活性(磷酸酶、过氧化氢酶、蛋白酶、脲酶等)之间存在显著的正相关关系(P＜0.05),土壤酶活性对土壤有机质、腐殖质等的合成起到了积极作用。土壤酶活性的高低不仅影响了群落生物量,同时也影响群落物种多样性(物种丰富度),土壤酶活性的高低通过影响土壤微生物种类和数量、土壤养分含量,从而间接影响群落物种多样性。     

祁连山东麓高寒草甸不同退化程度草地土壤种子库特征研究

通过野外调查和种子萌发法对东祁连山高寒草甸4种不同退化程度草地(未退化,ND;轻度退化,LD;中度退化,MD;重度退化,HD)土壤种子库进行了比较研究。结果表明:4种退化程度草地种子密度大小为:轻度退化草地>未退化草地>中度退化草地>重度退化草地;未退化草地共发现了6种植物,主要为十字花科(Cruciferae)和毛茛科(Ranunculaceae)植物;轻度退化草地共发现了9种植物,主要为禾本科(Gramineae)、菊科(Compositae)和豆科(Leguminosae)植物;中度退化草地共发现了5种植物,主要为车前科(Plantaginaceae)植物;重度退化草地共发现了5种植物,主要为禾本科(Gramineae)植物;对于土壤种子库的物种多样性,轻度退化草地最有利于维持和保护该地区物种多样性,未退化草地和轻度退化草地显著优于中度退化草地和重度退化草地;总体来看,4种退化程度草地种子库种子与地面植被物种相似性均较低。     

高寒草甸退化对优势物种根际土壤微生物量及酶活性的影响

以祁连山东缘的4个不同退化程度(未退化、轻度退化、中度退化、重度退化)高寒草甸为研究对象,测定分析了高寒草甸退化对优势物种和土壤理化性质的影响,以及不同退化程度优势物种对根际土壤和非根际土壤中3大类微生物的数量、微生物生物量(碳、氮、磷)的含量以及酶活性的影响。结果表明:(1)随高寒草甸退化程度的加剧,植物群落多样性呈下降趋势,土壤中有机碳、全氮、全磷和速效磷的含量呈逐渐降低的趋势;(2)随退化程度的加剧,根际和非根际土壤中3大类微生物的数量呈逐渐降低的趋势,并且不同退化程度下根际和非根际土壤中微生物的数量均表现为,细菌>放线菌>真菌;(3)随退化程度的加剧,根际和非根际土壤中微生物生物MBC,MBN和MNP的含量和土壤蔗糖酶、蛋白酶、脲酶、过氧化氢酶的活性均呈逐渐降低的趋势,并且土壤中微生物生物量的含量和土壤酶的活性均表现为根际土壤高于非根际土壤。     

青藏高原高寒草地退化对土壤微生物影响研究进展

土壤微生物在生态系统中发挥着极为重要的作用,对土壤的形成发育、物质循环和肥力演变等均有重大影响。近年来,在全球气候变化与人为干扰等因素的影响下,青藏高原高寒草地退化呈加剧趋势。高寒草地退化引起的植被多样性下降,土壤结构改变等对土壤微生物产生了很大影响。本文在综述青藏高原高寒草地退化的现状,高寒草地退化对土壤理化性质影响的相关研究进展的基础上,针对高寒草地退化对土壤微生物群落多样性、土壤微生物量及土壤酶的影响进行了进一步的分析评述。得出:高寒草地的退化通过改变地上植被与地下生境对土壤微生物产生影响。一方面改变了土壤微生物在地下的丰富度以及分布格局,另一方面改变了土壤微生物过程。指出高寒草地土壤微生物研究中还应考虑气候变化的影响和对于土壤微生物微观层面的研究。以期为不同退化程度的高寒草地土壤微生物特性的研究提供参考,同时为退化草地的微生物功能修复提供理论依据。     

高寒草甸土壤物理特性和微生物数量对模拟践踏的响应

为探明高寒草甸土壤对家畜践踏的响应机制,于甘肃天祝进行了牦牛和藏羊的模拟践踏试验,研究了不同强度模拟践踏对土壤物理特性及微生物数量的影响。结果表明,0～10 cm土层的土壤紧实度和容重,随着践踏强度的增加均呈递增趋势;而呼吸速率和饱和导水率呈递减趋势。0～10 cm土层的3大微生物数量随践踏强度的增大而减小。同一践踏强度下,牦牛践踏后0~10 cm土层的土壤紧实度和容重均大于藏羊践踏处理;而饱和导水率、呼吸速率和微生物数量均小于藏羊践踏处理。综合分析认为,家畜的践踏强度越大,土壤的压实效应越显著;一个生长季的模拟践踏主要影响0～10 cm土层土壤的物理性质;且牦牛对土壤的压实效应和对微生物分布的抑制作用均大于藏羊。     

高寒草甸土壤细菌群落多样性和共现性网络对牦牛觅食强度的响应

牦牛觅食行为是影响青藏高原高寒草甸生态系统的重要因素之一,主要通过采食、践踏和粪便沉积影响土壤生态系统。土壤细菌群落作为土壤生态系统中的重要组成部分,在物质循环和能量流动等方面发挥着关键作用。本文通过在高寒草甸对牦牛进行长期自由放牧处理,分析了不同觅食强度下的细菌群落组成及其共现性网络的变化,揭示了土壤细菌群落对牦牛觅食行为的响应特征。结果表明,细菌群落的优势菌门是变形菌门(Proteobacteria)(30.66%～33.38%)和放线菌门(Actinobacteria)(25.04%～28.99%),牦牛觅食显著增加了疣微菌门(Verrucomicrobia)(2.46～5.10%)和芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)(1.91%～2.68%)的相对丰度。牦牛觅食行为主要通过改变土壤pH值显著影响土壤细菌群落beta多样性,共现性网络复杂度随着觅食强度增加而增加,疣微菌门相对丰度的增加显著降低了细菌群落beta多样性和网络复杂度。牦牛觅食行为能够改善细菌群落稳定性,表明适当的觅食强度能够改善脆弱的高寒草甸生态系统。     

高寒草甸退化阶段植物群落多样性与系统多功能性的联系

高寒草地在碳储量、生产力、养分循环以及涵养水源等方面的系统功能与群落生物多样性紧密相关,但现阶段大多数研究仅从少数的或单一生态系统功能与群落多样性之间的关系展开.基于此,本研究采用冗余分析和因子分析对青藏高原东缘退化高寒草甸群落进行了多功能性评价,探讨草地生态系统多功能性与植物群落多样性之间的关系.结果表明:随草地退化...     

青藏高原高寒湿地退化过程中土壤微生物群落功能多样性特征

为给高寒湿地的退化监测和恢复治理提供科学理论依据,本试验在三江源黄河源区选取退化高寒湿地,采用空间代替时间的方法,选取不同退化阶段并利用常规实验室分析法和Biolog-Eco微平板法研究其土壤微生物群落结构及功能的变化特征。结果表明,高寒湿地、沼泽化草甸和退化草甸样地微生物群系相似性更高。不同退化程度的土壤微生物活性从高到低排序依次为：沼泽化草甸 > 退化草甸 > 湿地 > 重度退化草甸 > 退化草原。整个退化过程土壤微生物对酯类碳源代谢能力均为最强,在退化早期土壤微生物对酸类碳源的利用率较低。土壤微生物平均颜色变化率（Average well color development,AWCD）主要受到土壤全氮含量、土壤有机碳含量、全氮/全磷、植物盖度、土壤含水量和地下生物量的影响。     

山地草甸植被生物多样性及群落稳定性对坡向的响应

为研究不同坡向山地草甸的植被生物多样性与群落稳定性差异,本研究选取了东祁连山金强河流域4个坡向(阴坡、半阴坡、半阳坡、阳坡)的山地草甸,进行植被特征的调查,并分析了其功能群组成、多样性指数和群落稳定性的变化规律。结果表明：物种的盖度、高度、地上生物量、植被含水率、土壤含水量和莎草科地上生物量从阴坡到阳坡呈递减的趋势,禾本科和豆科呈先升高后降低的趋势,杂类草呈递增的趋势;Godron稳定性结果表明,阳坡群落处于不稳定状态。同一群落多样性大小与其群落稳定性并不存在相关关系。综上,山地草甸不同坡向草地植被特征差异显著,坡向影响着草地生产力与群落稳定性。建议在草地管理中考虑不同坡向草地植被特征变化,采取灌溉、施肥和割草等抚育措施,使植被进行正向演替更新,提高山地草甸群落的生物多样性和群落稳定性,增加其生态系统服务能力。     

高寒草甸植物群落退化与土壤环境特征的关系研究

为了阐明高寒草甸群落特征和物种多样性的变化特征及其与土壤环境因子的关系,本文研究了未退化、轻度、中度、重度和极度退化程度高寒草甸群落特征和物种多样性,以及各退化等级的土壤温湿度及其化学性质。结果表明,随着退化程度的加剧,高寒草甸群落高度、盖度、生物量和演替度均逐渐降低,而鼠类活动先加剧后减缓;物种多样性指数逐渐降低,丰富度指数和均匀度指数均先升高后降低;土壤温度逐渐升高而湿度逐渐降低;土壤有机碳含量和全氮含量均逐渐降低,而土壤pH值则逐渐升高。群落演替度、土壤湿度、土壤有机碳和全氮含量与物种多样性表现出正相关,而有效鼠洞数、土壤温度和土壤pH值则与物种多样性表现出显著的负相关。     

青藏高原高寒草原放牧方式对植被、土壤及微生物群落的影响

为探究牦牛、藏羊六种不同组合放牧对土壤微生物群落结构的影响,本试验选择青藏高原高寒草原为研究对象,基于基因组扩增子技术,分析相同放牧强度不同放牧方式下植被、土壤以及土壤微生物的差异。研究结果显示,放牧显著降低植被地上生物量,其中豆科生物量降幅达到90.9%,放牧对植被地下生物量以及盖度影响较小。土壤有机质、全氮、全磷含量在牛、羊混合放牧下增加,在牛、羊单牧下降低;各放牧方式对土壤真菌Shannon指数、Simpson指数和pielou指数均没有显著影响,单牛放牧增加真菌Chao1指数和细菌的Shannon指数,而单羊放牧和混合放牧均降低细菌多样性指数;放牧显著降低了真菌担子菌门比例,不同放牧方式对细菌门水平丰度影响不大。本研究结果表明相同放牧强度下,不同牛、羊放牧组合对草地植被指标的影响差异不大,但显著改变了土壤养分含量、土壤细菌和真菌的群落组成,相比牛、羊单牧,牛羊混合放牧有助于提高土壤碳氮磷含量。     

高施氮量对高寒矮嵩草甸主要类群和多样性及质量的影响

研究高寒矮嵩草草甸高强度施氮试验（150和300kgN/hm^2)对不同在群的影响。结果表明，昌类植物的反应较大，其综合优势比呈明显增大趋势，非豆科杂草次之，莎草类和豆科杂草的反应不显著。增施氮肥能明显降低矮嵩草草甸的植物多样性，其草甸质量指数以施氮150kg/hm^2最高，过量施氮（300/hm^2)并不再提高草甸质量。其地上生物量对施氮的反应比多样性和草甸质量指数的变化滞后，地上生物总量在施氮后明显增加，其中禾草类明显增加，杂类草则明显降低。7月的降水量及其分布对施氮的效果影响较大。土壤水分状况对施肥效果十分重要。