氮添加对青藏高原高寒草甸土壤磷组分的影响

磷是一种影响草地植物生产力和生态系统功能的重要养分。本文研究了3个氮添加水平下(5，10和15 g ·m^-2)青藏高原海北高寒草甸(海拔3 100 m)土壤磷组分的变化特征及其主要影响因素。研究表明：N5处理下土壤磷的生物有效性增加。N5处理显著提高了活性磷库的含量，其中NaHCO₃-Pi的含量和比例均显著增加。N15处理下植物生物量和地上部含磷量增加，土壤活性磷含量无显著变化，N15处理下仅土壤残余态磷(Residual-P)显著下降。氮添加下影响土壤磷组分变化的关键因素包括土壤pH值、微生物生物量碳(Microbial biomass carbon,MBC)和微生物生物量氮(Microbial biomass nitrogen,MBN)。在高寒草甸氮添加能够通过降低土壤pH值和增加微生物生物量来提高土壤磷的有效性。     

促生菌剂及有机肥的添加对高寒草甸土壤酶活性的影响

【目的】探究促生菌剂及有机肥施用对高寒草甸土壤环境的影响,为促生菌剂在天然草甸中施用及高寒地区草甸生态系统的管理提供理论依据。【方法】以甘南玛曲高寒草甸为研究对象,设计随机区组研究,设置对照（CK）、促生菌剂（PG）、有机肥（OF）、促生菌剂和有机肥1∶1配施（PG+OF）4个处理,通过测定土壤理化性质、微生物量碳（MBC）、微生物氮（MBN）、微生物磷（MBP）和水解酶活性（AP、βG、CBH、βX、NAG）,研究促生菌剂及有机肥对高寒草甸土壤酶及酶化学计量比的影响。【结果】与对照（CK）相比,处理PG、OF及PG+OF的电导率显著降低,MBC、N、P含量显著升高;处理PG+OF高寒草甸土壤的MBN含量显著高于其他处理,即促生菌剂和有机肥相互作用显著提升土壤中微生物数量。与CK相比,处理PG、OF及PG+OF显著促进水解酶活性升高,MBC、MBP、MBN、EC是土壤中酶活性及酶化学计量比变化的重要驱动因子,不同处理间酶化学计量比差异显著。【结论】促生菌剂及有机肥施用显著增加土壤中微生物数量,增强土壤中微生物活性,且对缓解土壤内碳源、磷源缺失具有正向作用,配施促生菌剂和有机肥对土壤的改...     

退化高寒草甸优势植物根际与非根际土壤养分及微生物量的分布特征

根际是一类特殊的微生态系统,对研究土壤与植物群落间的相互作用具有重要意义。本研究旨在探讨高寒草甸退化过程中根际与非根际土壤的养分和微生物量分布特征,以及优势植物根际养分富集的相关性和差异性。结果表明：不同退化程度条件下,根际土壤中微生物量碳、氮、磷和养分含量显著高于非根际土壤（P<0.05）,且随退化程度加剧呈逐渐下降趋势;随高寒草甸退化程度的加剧,根际微生物量的碳、氮、磷和养分均出现富集效应,其富集率表现为重度退化草地 > 中度退化草地 > 轻度退化草地 > 未退化草地;由相关分析可知,根际与非根际土壤中微生物量碳和微生物量氮与全磷、全氮和有机碳之间均呈极显著正相关关系（P<0.01）。综上所述,草地退化过程中土壤的有效养分和微生物量在植物根际存在富集和活化现象,这对于人们进一步认识和调控根际的养分循环具有重要意义。     

青藏高原高寒草地土壤微生物量碳氮含量特征及其控制要素

青藏高原是我国重要的生态安全屏障,探究地下微生物驱动土壤生化过程,生物量碳氮含量特征及其控制要素,对高寒生态系统功能维持具有重要意义。本研究通过对青藏高原高寒草甸和高寒草原两种草地类型样带调查和研究,探讨了不同高寒草地生态系统类型土壤微生物量碳（MBC）和土壤微生物量氮（MBN）含量特征及其与气候、植物群落和土壤理化性质的关系。结果表明,高寒草甸比高寒草原具有更高的土壤MBC和MBN含量;生长季降水量（GSP）与两种草地类型的MBC和MBN含量呈显著正相关（P<0.01）;而生长季均温（GST）仅与高寒草原MBN含量呈显著负相关（P<0.01）。结构方程模型显示,在生长季降水量的影响下,土壤全氮是影响高寒草甸土壤MBC和MBN的主导因子,土壤有机碳是影响高寒草原MBC和MBN的主导因子。研究结果可为高寒草地生态系统可持续管理提供理论参考。     

土壤有效养分和微生物特征对短期不同放牧强度的响应

为了探究放牧持续时间和强度对草地的可利用养分和微生物特征的影响。本研究于2016年8月在山西省右玉县境内的农牧交错带草地设置了不放牧(0羊单位·hm^-2·生长季^-1)、轻度(2.35羊单位·hm^-2·生长季^-1)、中度(4.80羊单位·hm^-2·生长季^-1)和重度(7.85羊单位·hm^-2·生长季^-1)4个放牧强度的试验。在连续4个生长季放牧处理后，于2020年的5—9月测定表层0~10 cm的土壤可溶性有机碳(Dissolved organic carbon,DOC)、可溶性氮(Dissolved nitrogen,DN)、微生物生物量碳(Microbial biomass carbon,MBC)、微生物生物量氮(Microbial biomass nitrogen,MBN)及细菌和真菌的丰度。结果表明：4年不同强度的放牧处理对土壤可利用养分和微生物特征都没有产生显著影响，但是土壤有效养分与土壤微生物特征受生长季降水和温度的影响显著(P<0.05)，具有明显的季节动态，说明短期不同的放牧强度尚未对农牧交错带天然草地养分循环产生显著影响，需要继续进行长期试验监测来观察放牧对草地生态系统结构与功能的影响。     

封育对蒿类荒漠草地土壤有机碳及土壤微生物生物量生态化学计量特征的影响

为了厘清封育过程中退化荒漠草地土壤微生物生物量生态化学计量学特征、土壤有机碳积累特征及其关系,对天山北坡新源县、博乐市、玛纳斯县、呼图壁县、奇台县封育4～7年的蒿类荒漠草地0～50 cm土层土壤有机碳（SOC）、土壤微生物生物量碳（MBC）、氮（MBN）、磷（MBP）含量及其化学计量比进行了分析,并用结构方程模型解析了SOC与土壤MBC、MBN、MBP及其化学计量比间的关系。结果表明：1）封育后0～50 cm土层蒿类荒漠草地SOC含量较对照显著降低15.52%(P<0.05),而土壤MBC、MBN、MBP、MBC/MBN、MBC/MBP、MBN/MBP总体变化不显著。2)SOC与MBC、MBN、MBP均呈显著正相关（P<0.01）,与MBC/MBN、MBC/MBP呈负相关,且封育后SOC与MBN/MBP间的关系由显著正相关转为负相关（P<0.01）。3）结构方程分析表明,土壤MBC、MBN、MBP及其计量比对SOC积累的直接解释率为46%,且MBN对土壤有机碳的作用效应最强（P<0.001）,封育降低了土壤MBC、MBN对土壤有机碳积累的影响,增加了土壤MBP的...     

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。     

不同退化程度的草地植被和土壤特征

研究了克氏针茅(Stipa krylovii)草原未退化、中度退化和重度退化草地的植被和土壤微生物的季节动态。结果表明, 随退化程度增加, 克氏针茅的重要值降低, 冷蒿(Artemisia frigida)的重要值增加, 重度退化草地群落多样性最低。重度退化草地土壤全氮含量最高而有效磷含量最低。未退化草地土壤微生物碳、氮含量高于退化草地, 草地退化对菌根真菌(AMF)孢子密度、细菌、真菌和放线菌数量的影响随季节变化而不同。5―8月未退化草地真菌数量大于重度退化草地, 9月两者差异不显著。7―9月未退化草地细菌数量大于重度退化草地, 6月两者差异不显著。各指标均在7月或8月达到最高值。土壤真菌、细菌、放线菌与土壤全氮、微生物氮均有显著相关性。土壤真菌、细菌与土壤微生物碳有显著相关性。     

黄土丘陵区不同植被类型下土壤与微生物C,N,P化学计量特征研究

对刺槐林、柠条林、酸桃-柠条混交林、撂荒地和耕地等植被类型的土壤微生物生物量及土壤碳（C）,氮（N）,磷（P）化学计量比的变化特征进行分析。结果表明：与耕地相比,在植被恢复中土壤及微生物C,N,P显著增加,表现为：刺槐林 >柠条林 >混交林 >撂荒地 >耕地,土壤微生物量碳（Microbial Biomass Carbon,MBC）,微生物量氮（Microbial Biomass Nitrogen,MBN）,微生物量磷（Microbial Biomass Phosphorus,MBP）含量变化较土壤C,N,P明显。微生物碳增幅62.78%~366.90%;微生物氮增幅85.48%~737.24%;微生物磷增幅67.83%~167.14%,土壤及微生物C,N,P随土层深度增加呈递减趋势。另外,土壤及微生物C,N,P的化学计量比值也受植被类型和土壤层次垂直分布的影响,表现为C/N为7.21~15.56,均值9.67;C/P为2.36~8.50,均值5.78;N/P为0.26~0.96,均值0.61,MBC/MBN比为5.14~54.34,均值9.36;MBC/MBP比为9.73~40.32,均值28.68;MBN/MBP比为0.19~4.96,均值3.35;且与土壤及微生物C,N,P间均呈显著相关。另外,土壤N/P及MBN/MBP偏低,而磷素含量充足,表明黄土丘陵区植被恢复主要受氮素营养限制。土壤及微生物C,N,P含量变化与植被类型和土壤层次垂直分布存在密切关系且植被恢复对土壤质量得到了极大的改良。     

羊草草甸草原土壤微生物生物量碳氮对短期施氮的响应

以松嫩草原羊草草甸为研究对象,通过测定4个不同施氮水平处理的土壤微生物生物量碳氮（Soil Microbial Biomass Carbon SMBC,Soil Microbial Biomass Nitrogen SMBN）探讨其对短期施氮的响应。结果表明,在一定范围内随着施氮量的增加,土壤微生物生物量碳氮显著增加（P<0.05）;相关性分析表明,土壤微生物生物量碳（SMBC）与土壤有机质（SOM）含量呈极显著正相关关系（P<0.01）,土壤微生物生物量氮（SMBN）与土壤全氮含量呈极显著正相关关系（P<0.01）。pH值与土壤微生物生物量碳氮（SMBC,SMBN）呈极显著负相关关系（P<0.01）。土壤微生物生物量碳（SMBC）与土壤有机质（SOM）,土壤微生物生物量氮（SMBN）与土壤全氮呈显著正相关（P<0.05）。典范对应分析（CCA）排序图较好的解释了短期施氮处理与土壤微生物量碳氮、土壤环境因子3者之间的关系（78.5%）。     

高寒草甸土壤团聚体碳氮磷对退化的响应及其影响因素

植物和土壤微生物是土壤团聚体黏合物和养分的重要来源,因此土壤团聚体组成及其养分库的变化可指示生态系统退化过程。本文在长江源区根据植被群落特征选取未退化、中度和严重退化高寒草甸,研究其土壤中大团聚体(>250μm)、微团聚体(55～250μm)和游离态粉粒黏粒(<55μm)含量、不同粒级团聚体碳氮磷含量及储量随草地退化的变化特征,并分析了植物和微生物活动与这些变化特征的关系。结果表明：未退化和中度退化高寒草甸土壤以微团聚体为主。退化使高寒草甸大团聚体和微团聚体碳氮含量及储量显著下降,但磷含量及储量未发生显著变化。游离态粉粒黏粒氮磷储量在严重退化高寒草甸显著增加。各团聚体碳氮含量与地上生物量和微生物量碳正相关,磷含量与微生物量碳负相关。本研究表明植物及受其影响的土壤微生物变化是造成高寒草甸退化后不同团聚体碳氮磷库变化的主要原因。     

Driving Factors That Reduce Soil Carbon,Sugar, and Microbial Biomass in Degraded Alpine Grasslands

Soil carbon and sugars play key roles in carbon (C) cycling in grassland ecosystems. However, little is known about their changes in quantity and composition in degraded alpine meadows in the Tibetan plateau. We compared vegetation C density, soil organic carbon (SOC) density, and soil sugars in nondegraded (ND), degraded (DA; following artificial restoration), and extremely degraded (ED) grasslands and analyzed the relation among these parameters by redundancy analysis (RDA) and structural equation models (SEMs). Belowground biomass, soil microbial biomass C, soil microbial biomass nitrogen (N), belowground biomass C density, SOC density, and soil sugars were lower in DA and ED grasslands than in ND grasslands. In addition, the ratio of belowground biomass to aboveground biomass (BAR) decreased with an increase in degradation. The ratio of belowground biomass to aboveground biomass was identified as the main indirect driving force of ecosystem C density by affecting total vegetation C and SOC densities. Soil dissolved organic carbon (DOC), microbial biomass carbon (SMBC), neutral sugars (NS), and total nitrogen (TN) were identified as main direct driving forces. The ratio of belowground biomass to aboveground biomass altered DOC, SMBC, NS, and TN and, consequently, was the primary driving force for the alpine meadows’ ecosystem C density. It was concluded that land management in alpine meadows should include practices that maintain a relatively high BAR in order to curb degradation and increase ecosystem C density.     

青藏高原退化高寒草地土壤氮矿化特征以及影响因素研究

为了明确青藏高原退化高寒草地土壤氮矿化特点以及影响因素,以高寒草甸和高寒草原为研究对象,运用原位培养法对健康与退化条件下2类型草地中土壤硝化速率、氨化速率以及氮素转化微生物、植物和土壤等因子进行了研究。结果表明:1)草地退化显著降低了高寒草甸和草原土壤净硝化速率和净氨化速率;2)草地退化降低了2类高寒草地土壤硝化细菌和氨化细菌数量,降低了土壤蛋白酶、脲酶活性;3)草地退化显著降低了NH₄-N和NO₃-N含量,降低了微生物生物量氮含量。相关分析表明,高寒草地中土壤硝化速率和氨化速率与土壤硝化细菌和氨化细菌的数量以及蛋白酶和脲酶密切相关。植物生物量、土壤含水量、有机碳、全氮含量通过影响微生物数量、微生物生物量及酶活性而成为影响土壤氮素转化的主要因素。因此,草地退化通过降低高寒草地硝化细菌和氨化细菌、土壤酶活性而降低土壤氮素转化速率和土壤有效氮的供给。     

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。     

土壤微生物群落多样性对高寒草甸退化程度的响应

本研究以祁连山东缘天祝藏族自治县4种不同退化程度的高寒草甸为研究对象，采用Biolog技术探讨土壤微生物群落多样性在不同退化程度高寒草甸下变化特征。结果表明：随土层加深土壤微生物利用碳源能力呈递减趋势；在高寒草甸退化过程中植物覆盖度、地上植物总生物量、土壤pH值、土壤含水量、土壤有机碳含量、土壤全氮含量、土壤全磷含量随退化程度加深呈下降趋势；高寒草甸退化显著影响土壤微生物对31种碳源的利用程度。在环境因子中对碳源代谢多样性影响最大的是碳氮比、全磷含量、全氮含量，在不同退化程度高寒草甸中土壤有机质含量、电导率、pH是土壤微生物利用碳源能力的限制因子，土壤环境因子是影响土壤微生物的重要因素。     

牦牛粪沉积对青藏高原高寒草甸土壤酶活性的影响

牦牛粪归还是维持青藏高原草地生态系统功能的主要途径之一.以往的研究主要关注牦牛粪沉积对土壤理化性质的影响,但是对土壤微生物群落及其功能的研究较少.本研究分析了牦牛粪沉积对青藏高原高寒草甸土壤酶活性及其潜在调控因子的影响,结果表明:牦牛粪添加显著增加了土壤微生物生物量碳(MBC)(P<0.001)和土壤微生物生物量氮(MBN)(P<0.001)含量,分别增加了14.24％和20.29％.牦牛粪添加显著增加了土壤β-1,4-葡萄糖苷酶(BG)(P<0.001)、β-1,4-木糖苷酶(BX)(P<0.001)和脲酶(URE)(P<0.001)活性,分别增加了8.4％、8.2％和6.6％.牦牛粪添加显著增加了土壤水分含量(SMC)(P<0.01)、可溶性有机碳(DOC)(P<0.001)和可溶性有机氮(DON)(P<0.001)含量,但降低了土壤pH(P<0.001).冗余分析表明,土壤酶活性与DOC(P<0.001)、DON(P<0.001)、MBC(P<0.001)和MBN(P<0.001)呈显著正相关关系,而与土壤pH(P<0.05)呈显著负相关关系.此外,可利用性基质(DOC和DON)对土壤酶活性的调控比微生物生物量(MBC和MBN)更重要.本研究结果表明,牦牛粪沉积通过为土壤微生物提供易于利用的碳源和养分,促进了土壤微生物活动,在调节青藏高原放牧生态系统土壤碳和养分循环中起着重要作用.     

氮磷添加对燕麦与箭筈豌豆不同种植方式草地土壤微生物-胞外酶化学计量特征的影响

土壤中氮、磷养分是饲草产量与品质提高的重要基础。氮磷添加改变了土壤养分条件并引起微生物生物量及酶活性发生变化。为探究燕麦和箭筈豌豆单播、混播草地土壤微生物特性对不同氮磷处理的响应，本试验以高寒区燕麦单播草地、箭筈豌豆单播草地及燕麦/箭筈豌豆1︰1混播草地为研究对象，设置4种不同氮磷添加处理，包括单施氮肥、单施磷肥、氮磷肥配施和不施肥，研究各处理土壤微生物生物量碳氮磷和土壤胞外酶活性及其化学计量比的变化特征。结果表明：1）单施氮、磷肥均对燕麦单播草地土壤微生物生物量产生负效应；单施磷肥和氮磷配施对箭筈豌豆单播草地土壤微生物生物量产生促进作用；单施氮肥使混播草地微生物生物量碳（SMBC）增加，而氮磷配施使其微生物生物量碳氮（SMBN）降低。2）单施氮肥增加3种草地土壤β-1,4-葡萄糖苷酶（BG）活性，单施磷肥增加3种草地土壤碱性磷酸酶（AP）活性，氮磷配施增加燕麦草地土壤N-乙酰-β-D-氨基葡萄糖苷酶（NAG）、AP酶活性，表明土壤微生物通过增加C、N、P获取酶活性以增加对短缺养分的获取。3）试验3种草地土壤SMBC︰SMBN低于全国平均值，SMBN︰SMBP高于全国平均值，且土壤N︰...     

施用有机物料对沙化土壤碳氮含量、酶活性及紫花苜蓿生物量的影响

为探讨施用有机物料对宁夏沙化土壤的改良效果,以当地易得的杨树(Populus alba var.pyramidalis)枝条、玉米(Zea mays)秸秆、牛粪为原料,通过桶栽方法研究了有机物料单施和配施对宁夏沙化土壤碳氮含量、酶活性及紫花苜蓿生物量的影响。结果表明,与无添加对照相比,单施和配施有机物料(除牛粪外)均使土壤的碳、氮组分含量(除无机氮外)有不同程度的增加;单施牛粪处理增加了土壤的无机氮,土壤有机碳、易氧化有机碳、全氮和水解氮含量均最高,但是土壤C/N(有机碳/全氮)及微生物C/N(土壤微生物生物量C/微生物生物量N)较低;杨树枝条+玉米秸秆+牛粪配施处理的土壤微生物生物量碳和微生物生物量氮含量,土壤酶活性(纤维素酶、过氧化氢酶、蔗糖酶、磷酸酶、脲酶)以及紫花苜蓿(Medicago sativa)生物量(是对照的3.33倍)最高,而单施牛粪却出现抑制紫花苜蓿生长的现象。土壤肥力水平综合得分显示,杨树枝条+玉米秸秆+牛粪处理对土壤肥力水平的提高效果最佳。该研究为宁夏及其它类似地区沙化土壤改良提供了参考的依据。