高寒草甸表层土壤物理性状对短期放牧的响应

为探讨不同放牧强度对高寒草甸土壤物理性状的影响,设重度放牧(HG)、中度放牧(MG)和轻度放牧(LG)3个放牧强度样地,调查放牧样地表层土壤(0~10cm)的土壤容重、孔隙度、土壤饱和含水量、田间持水量、有效含水量并土壤持水和入渗性能。结果表明,LG和MG的初始含水量、毛管持水量与非毛管持水量均显著高于HG,LG的土壤饱和含水量和田间持水量均显著高于HG,但3个放牧强度间土壤容重、孔隙性状、土壤有效含水量和非毛管持水量均无显著变化;入渗曲线高低为LGMGHG,用模型模拟曲线,拟合精度为Horton模型通用经验模型Philip模型Kastiakov模型;初始入渗率、平均入渗率、稳定入渗率和90min入渗总量均表现为LG显著高于HG;土壤入渗性能均与土壤初始含水量、总孔隙度、非毛孔隙度、通气孔隙度、饱和含水量、田间持水量、有效含水量、非毛管持水量、毛管持水量、最大持水量显著正相关,与土壤容重显著负相关,与毛管孔隙度相关性不显著,但初始入渗率与初始含水量、田间持水量、有效含水量及毛管持水量无显著相关性。回归分析表明,土壤通气孔隙度和有效含水量是影响入渗率的限制因子。短期轻度放牧有利于土壤持水和导水,降低土壤物理结构退化风险;Horton模型适用于该区放牧草地入渗过程的模拟。     

高寒草甸黑土型退化草地土壤物理性状分析

近年来，由于人类不合理利用草地，黑土滩面积不断扩大。通过测定和分析黑土型退化草地土壤物理方面的几个性状，为恢复黑土型退化草地的植被，提高其生产力，探讨黑土型退化草地的成因过程，控制黑土型退化草地的扩大和黑土型草地的改良提供科学的依据。     

高寒草甸植物叶绿素对氮添加梯度的非线性响应

叶绿素是植物进行光合作用的关键物质,氮素是叶绿素的重要组成元素。因此,土壤氮可能是影响叶绿素含量变化的重要因素。然而,目前研究较少关注氮梯度下叶绿素含量的变化及背后原因。本研究以青藏高原高寒草甸优势植物为研究对象,利用8年的氮添加梯度实验,氮添加水平为0,2,4,8,16,32 g·m^-2·a^-1。研究发现叶绿素含量沿氮添加梯度呈抛物线响应,且峰值多在8 g·m^-2·a^-1左右。低氮水平下,叶绿素含量与土壤无机氮显著正相关,与土壤pH值和植物高度负相关。高氮水平下,叶绿素与土壤无机氮和pH值均不相关,与植物高度呈非线性关系。此外,不管低氮或高氮水平添加叶绿素含量和比叶面积均呈抛物线关系。本研究表明高寒植物叶绿素对氮添加梯度表现出非线性响应且存在阈值,并且低于或高于氮阈值的影响因子是不同的。总之,本研究表明在氮富集的背景下高寒植物叶绿素与土壤氮可利用性存在复杂关系,可能会进一步作用于高寒草地生态系统碳固持。     

青藏高原湿草甸土壤氮组分对氮添加浓度的响应

为研究青藏高原湿草甸土壤氮组分对氮添加程度的响应规律,分析氮素大量输入生态系统后可能产生的环境和生态问题,本研究以青藏高原东北边缘碌曲县尕海-则岔国家自然保护区境内的湿草甸土壤为研究对象,设置空白对照(CK,0 g·m-2)、低浓度(N5,5 g·m-2)、中浓度(N10,10 g·m-2)和高浓度(N15,15 g·...     

氮添加对东祁连山高寒草甸土壤养分及地上生产力的影响

为探讨氮添加对退化高寒草甸土壤养分和地上生产力的影响,以祁连山东段高寒草甸草原为研究对象,在样地内分别施入 0,10,20,30,40 g/m² 的尿素,测定不同施氮水平下地上生产力和不同土层土壤养分含量。结果表明：随着施氮量增加,地上生产力呈现升高趋势,施氮量在 40 g/m² 下达到最大值 194 g/m² ;但过高的施氮量不能显著增加地上生产力,在施氮量大于 30 g/m² 之后,地上生产力增加不显著;随着施氮量增加,0~20 cm 土层土壤全氮和有机质含量降低,在施氮量 40 g/m² 时最低,相比未施氮分别降低了 19. 95% 和 14. 04%;在 0~20,20~40,40~60 cm 土层,铵态氮含量呈现先升高后降低的趋势,在 20 g/m² 尿素下达到最大值;4 个土层中,硝态氮的含量均呈现升高的趋势,在 30 g/m² 尿素水平下达到最大值;在各个土层中,速效磷含量整体呈现随土层深度增加先升高后降低的趋势,施氮量与土壤全磷,全钾和速效钾之间均没有显著相关性。     

不同土壤水分对青藏高原高寒草甸土壤酶活性的影响

为探究全球气候变化导致的青藏高原降水增加对高寒草甸土壤酶活性的影响,本试验根据研究区域近21年植被生长季的年均降水量(W)设置3种增水处理,即增水50％W( +50％W),25％W( +25％)和不增水处理(CK),来研究不同水分添加对青藏高原高寒草甸土壤理化性质和酶活性的影响.结果表明:随着水分添加量的增加,高寒草甸...     

川西北高寒草甸植被群落特征和土壤理化特性对氮、磷添加的响应

为探究高寒草甸对大气氮磷沉降的响应,在川西北高寒草甸进行了氮、磷单施及氮、磷配施添加处理实验,以研究不同氮、磷添加处理对植被群落特征和土壤理化特性的影响。研究发现：1)双因素方差分析表明,氮因素显著增加植被群落高度、地上生物量、禾本科盖度和重要值以及各功能群高度,降低了物种数、Shannon-Weiner多样性指数、杂类草的物种数、盖度和重要值(P<0.05)。磷因素显著增加植被群落和禾本科的盖度(P<0.05)。2)双因素方差分析表明,氮因素显著增加0～10cm铵态氮和硝态氮含量(P<0.05)。磷因素显著增加0～10cm全磷和有效磷含量,降低了0～10cm土层土壤容重(P<0.05)。3)氮磷添加下土壤速效氮的变化是植被群落特征变化的主要驱动因子。     

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。     

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。     

氮磷添加对高寒草甸植物群落根系特征的影响

全球变化背景下,持续的氮沉降加速了陆地生态系统的磷循环,进而引发了生态系统中潜在的磷限制,因此研究氮磷耦合对于植物应对环境变化导致的养分限制至关重要.以川西北高寒草甸为研究对象,通过微根管原位监测与室内分析相结合的方法探讨了青藏高原高寒草甸植物根系动态变化特征对不同梯度氮磷添加的响应机制及其与土壤理化特性间的相互关系....     

短期牦牛放牧对青藏高原高寒草地土壤真菌群落的影响

牦牛放牧是青藏高原重要的人为干扰形式,放牧管理方式以及放牧强度对维持草地健康具有重要作用。为了明晰牦牛短期放牧对高寒草甸土壤真菌群落的影响过程,本研究在川西北典型高寒草甸进行牦牛放牧强度试验,设置了对照(禁牧)、轻度放牧(1头牦牛·hm^-2)、中度放牧(2头牦牛·hm^-2)和重度放牧(3头牦牛·hm^-2)4种放牧强度。结果表明短期(2年)放牧处理通过增加土壤中子囊菌门的相对丰度、降低担子菌门的相对丰度从而改变土壤真菌群落结构;土壤真菌群落多样性与丰富度在各放牧强度间差异不显著,但放牧均有增加土壤真菌群落多样性与丰富度的趋势。通过对真菌群落结构变化进行方差分解,发现放牧强度通过改变土壤养分进而影响真菌群落结构;通过对真菌的共现网络进行模块化分析发现,短期的牦牛放牧对真菌相互作用主要模块的相对丰度影响不显著,而放牧强度通过影响土壤中的养分含量来影响模块相对丰度。     

围封对青海湖流域高寒草甸植被特征和土壤理化性质的影响

以青海湖流域退化的高寒草甸2个草地类型为对象,比较分析了围封2年样地植物群落生物量、群落结构和土壤理化性质的变化。结果表明,1）围封后高山嵩草和矮生嵩草的地上生物量较放牧地分别增加了33．8％和31．5％;且禾本科植物生物量的比例显著增加,杂类草的比例降低。2）功能群多样性指数和均匀度指数显著增加。3）围封2年后,2个草地型0～10 cm 土层土壤有机碳含量分别增加了10．15％和12．74％,10～30 cm 土层均无显著变化;矮生嵩草草地0～10 cm 土层土壤全磷含量增加了16．13％,其余无显著变化;表层土壤容重分别降低了6．61％和6．25％,pH 值降低了4．04％和3．69％,10～30 cm 土层均无显著变化;土壤全磷含量在各土层均无显著变化。     

模拟践踏和降水对高寒草甸土壤物理特性和微生物数量的影响

为探讨牦牛和藏羊践踏对高寒草甸的影响分异,于甘肃天祝高寒草甸布设试验,研究了模拟践踏和降水对高寒草甸土壤物理特性和微生物数量的影响。研究结果表明,随着践踏强度和降水量的增大,0~10 cm土层土壤的紧实度和容重也随之增大,而土壤饱和导水率呈递减趋势。0~10 cm土层土壤呼吸速率随践踏强度的增大而降低,牦牛和藏羊重度践踏下的土壤呼吸速率较对照分别降低了37%和45%,而土壤呼吸速率随降水量的增加而显著增大(P<0.05)。随着践踏强度的增大,土壤表层的细菌菌落数呈现先增多后减少的趋势,而土壤中真菌和放线菌的菌落数均逐渐减少;三大类土壤微生物随降水量的增大均呈递增趋势;且随着土层的加深各微生物数量均呈递减趋势。10 cm以下土层土壤的物理性质受家畜践踏的影响不显著(P>0.05)。同一降水量下牦牛践踏对土壤的压实效应高于藏羊;藏羊践踏后土壤容重和紧实度较对照分别增加了20%和39%以上,牦牛践踏后的土壤容重和紧实度较对照增幅达23%和44%以上;且牦牛践踏下的土壤呼吸速率、饱和导水率、三大类微生物数量均小于同践踏强度下的藏羊处理。总体而言,随着家畜践踏强度和土壤含水量的增大,土壤物理性质和微生物数量受其影响越大;家畜的践踏对土壤物理特性的影响主要作用于0~10 cm土层,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。     

氮添加对高寒草甸植物花期物候和群落结构的影响

测定了2009-2011年3年氮素添加处理下,青藏高原东缘高寒草甸植物群落30个常见组分种的始花期、花期植株高度、群落高度(CWM H)和群落比叶面积(CWM SLA),并用非度量多维尺度分析(NMDS)检验了氮素添加对群落水平的花期物候和群落结构的影响。结果表明,氮素添加后物种的花期植株高度显著增加(P<0.05);莎草和禾草的始花期显著推迟(P<0.05),豆科植物的始花期对氮素添加无明显响应,而其他双子叶类杂草的始花期的响应不一致：菊科的始花期推迟,毛茛科、龙胆科和玄参科的始花期均提前;高氮处理(HN)下的变化大于低氮处理(LN)。物种多样性随着氮素添加的增加而降低 (P<0.05)。氮素添加后群落高度和群落比叶面显著提高(P<0.05)。氮素添加显著降低了氮素处理和对照之间开花物候加权的群落结构相似性(Stress Value=0.08)。植物花期物候对氮素添加的响应差异可能会引起植物在繁殖及相互竞争共存上的新格局,最终改变群落组成。     

高寒草甸植物叶片生态化学计量特征对长期氮肥添加的响应

氮(N)是植物生长发育所需的基本元素,人为N添加已成为陆地生态系统N输入的主要形式。施N作为改善土壤养分条件的重要途径,可改变土壤理化性质,也会对植物叶片生态化学计量特征产生影响。本研究在2012年5月设置0(CK)、10(N₁₀)、20(N₂₀)、30(N₃₀)g·m^-2·a^-1的N添加试验,并于2018年8月采集禾本科、莎草科、豆科和杂类草叶片,测定其碳(C)、N、磷(P)含量,分析不同水平N添加下植物叶片生态化学计量特征的差异,探索长期N添加下植物叶片生态化学计量特征变化的影响因素。结果表明:1)N添加显著提高了禾本科叶片碳(LC)含量而显著降低了豆科LC含量(P<0.05),莎草科和杂类草LC含量变化不显著(P>0.05)。随施N量增加,4种功能群叶片氮(LN)含量均显著增加(P<0.05),而叶片磷(LP)含量变化趋势不一致。2)N添加下4种功能群植物叶片碳氮比(LC/N)整体呈下降趋势,叶片氮磷比(LN/P)和叶片碳磷比(LC/P)呈上升趋势。3)...     

青藏高原高寒草甸群落特征对氮沉降和增水的响应

试验选择高寒草甸为研究对象,通过连续两年定位观测,采用模拟氮沉降与增水及其交互作用对高寒草地群落特征的影响,为高寒草地生产力功能提升提供科学依据。结果表明:模拟氮沉降和增水及其交互处理,当年均能够显著增加高寒草甸地上总生物量、禾本科植物、豆科植物生物量,但显著降低莎草科植物生物量;而在第2年,增水处理并未明显增加地上生物量,氮沉降与增水交互作用可以稳定地提高高寒草地生产力,各处理均能够明显提高禾本科和莎草科生物量、降低杂类草生物量。增水当年能够显著提高高寒草甸物种丰富度和生物多样性指数,但氮沉降和增水交互降低物种多样性指数;而在第2年,各处理物种数目和多样性指数均降低,且氮沉降与增水的交互作用影响效应达到极显著性检验水平。综合分析,氮沉降和增水及其交互作用在提升草地生产力、优良牧草生物量的同时,也可能造成高寒草甸物种丰富度和多样性指数降低,在草地的适应性管理方面需要引起足够的关注。     

不同管理措施对高寒草甸土壤微生物氮素生理群数量影响研究

从微观视野认识土壤氮素形成机理,为高寒草甸微生物生长和恢复提供科学依据。本研究采用平板表面涂抹法和稀释法对玛曲高寒草甸4种不同管理措施(不围栏、围栏、围栏+施肥、围栏+补播)土壤微生物氮素生理群数量进行了测定分析,结果表明,1)同一管理措施下,不同空间层次土壤微生物氮素生理群数量变化较大,具有明显的垂直分布规律,0~10 cm和10~20 cm土层的数量均显著高于20~30 cm土层(P<0.05),一般前者是后者的1.23~4.03倍和1.11~2.25倍;且不同土壤微生物氮素生理群之间数量差异显著,氨化细菌>反硝化细菌>硝化细菌>好气性固氮菌>嫌气性固氮菌。2)同一空间层次,不同管理措施土壤微生物氮素生理群间数量差异较大。土壤微生物氮素生理群数量以围栏+施肥和围栏+补播草地最高,围栏草地次之,不围栏草地最少。3)不同管理措施,土壤铵态氮和硝态氮含量随着土层深度增加逐渐减少,但围栏+施肥和围栏+补播处理均显著高于其他处理(P<0.05)。可见,围栏+施肥和围栏+补播措施对玛曲高寒草甸土壤微生物氮素生理群数量和不同形态氮素含量有提高效果。     

放牧方式对青藏高原高寒草地土壤节肢动物群落结构和多样性的影响北大核心CSCD

土壤节肢动物作为土壤生态系统的重要组成部分,对于周围环境的变化十分敏感,可作为环境变化的"指示剂"。放牧作为青藏高原地区高寒草地的主要利用方式,不仅影响土壤理化性质,同时会对生物多样性产生影响,进而影响到以土壤为主要生存场所的土壤节肢动物。为了明确不同放牧家畜及其混合比例对青藏高原高寒草地土壤节肢动物群落结构及多样性的影响,于2020年7月在青海省海北州海晏县西海镇"高寒草地-家畜系统适应性管理技术平台",设置中等放牧强度下牦牛单牧(YG)、藏羊单牧(SG)、牦牛藏羊1∶2混合放牧(MG1∶2)、牦牛藏羊1∶4混合放牧(MG1∶4)和牦牛藏羊1∶6混合放牧(MG1∶6)5个放牧样地,以无放牧(CK)为对照样地,采集0~5 cm、5~10cm、10~15 cm的土样,利用干漏斗法(Tullgren法)分离土壤节肢动物,并进行鉴定统计。结果表明:1)试验样地分离得到的土壤节肢动物优势类群为螨总科(Acaroidae)和甲螨总科(Oiibatida),分别占土壤节肢动物总捕获量的36.67%和41.14%,且在0~5 cm土层数量最多,具有表聚性;2)不同放牧方式对土壤节肢动物的组成、群落结构、密度及多样性存在不同的影响。与对照相比,放牧降低了土壤节肢动物优势类群螨总科的组成比例,而增加了甲螨总科的组成比例;无放牧样地与其他放牧方式样地土壤节肢动物群落结构存在明显差异;土壤节肢动物丰富度指数、多样性指数、类群数均表现为藏羊单牧放牧样地较高,而均匀度指数与之相反;3)土壤节肢动物均匀度指数与土壤全氮、全碳、速效钾呈显著负相关(P<0.05或P<0.01),而与有机质、pH呈显著正相关(P<0.05或P<0.01);土壤节肢动物丰富度指数与土壤pH呈显著负相关,而与土壤全氮、速效氮、有机质呈显著正相关;土壤节肢动物多样性指数与土壤pH呈显著负相关,而与土壤全氮、速效氮、速效磷、有机质呈显著正相关;土壤节肢动物平均密度、总类群数与土壤pH呈显著负相关,而与土壤全氮、速效氮、速效钾、有机质呈显著正相关;4)土壤全氮、全磷、全碳、速效氮、速效磷在藏羊单牧放牧样地较高;速效钾、有机质在无放牧样地最高;pH、土壤含水量在牦牛藏羊1∶6混合放牧样地最高。综上所述,在青藏高原高寒草地生态系统,藏羊单牧对于土壤节肢动物密度、群落组成以及群落多样性的提高具有正向作用。