青海省祁连县高寒草甸草原土壤有机碳分布特征

为了评价青海省祁连县高寒草甸草原有机碳的分布特征,本研究以祁连县海拔2 963-3 392m范围内高寒草甸草原为研究对象,采用野外调查取样结合室内分析的方法,分析了祁连县高寒草甸草原0-50cm土层土壤有机碳的分布规律。结果表明,土壤有机碳含量随着土层深度的增加而显著减少(P0.01),表现为0-1010-2020-3030-4040-50cm;土壤有机碳密度和土壤有机碳储量同土壤有机碳含量分布有相同的趋势;土壤有机碳与地上生物量和植被盖度呈极显著(P0.01)正相关关系,表明土壤有机碳含量随着盖度和地上生物量的增加而增加。土壤有机碳含量与土壤容重呈极显著(P0.01)负相关关系;相反,随着土层深度的增加,土壤含水量逐渐减少,土壤有机碳含量与土壤含水量呈极显著(P0.01)正相关。     

青藏高原高寒草甸生态系统土壤有机碳动态模拟研究

利用高寒草甸区植被、土壤和气候等资料,借助Century模型研究了青藏高原高寒草甸生态系统土壤有机碳的动态。以2003年7月-2005年7月逐月气象观测资料为输入变量,模拟了自然条件下高寒矮嵩草草甸0～20cm土壤微生物呼吸CO₂-C通量季节变化。模拟值与观测值进行的回归分析显示,二者具有较好的一致性(R²=0.89,P＜0.05)。土壤有机碳动态模拟表明:1)自然条件下高寒草甸土壤有机碳在经历了一个快速积累过程后,积累速率逐渐趋于缓和,最终达到并接近稳定状态。稳定状态下0～20cm土壤总有机碳库约7597.50～7694.10gC/m²。其中活性、缓性和惰性土壤有机碳组分占土壤总有机碳储量的2.80%,58.50%和38.70%。2)过去45年(1960-2005)高寒草甸土壤有机碳呈振幅较为稳定的波动变化,但这种变化主要是土壤有机碳各组分波动变化的结果。气候波动对土壤有机碳影响主要与温度变化引起的惰性土壤有机碳库的变化有关,二者呈显著负相关(r=-0.548,P＜0.01)。降水量对土壤有机碳及有机碳各组分的影响不显著。     

退化高寒草甸土壤有机碳分布特征及与土壤理化性质的关系

本研究对西藏当雄不同退化程度高寒草甸土壤有机碳分布特征及其与土壤理化性质演变进行分析,结果表明,土壤有机碳及有机碳密度均为正常草甸土壤>轻度退化草甸土壤>严重退化草甸土壤,且0~10 cm土层中有机碳含量及其密度均高于10~20 cm土层土壤。回归分析表明,土壤有机碳与土壤活性有机碳、土壤碱解氮、速效磷、速效钾及土壤含水量之间存在显著或极显著的正相关关系,其决定系数R2分别为0.913 9、0.977 1、0.931 4、0.665 3和0.715 6,直线回归方程分别为y=0.074 3x-0.026 1,y=2.676 8x+14.425 0,y=0.245 9x+3.347 9,y=4.296 5x+71.667 0,y=0.790 8x+5.424 5;而与土壤容重呈显著负相关关系（y=-0.016 7x+1.553 1）。土壤有机碳的损失,造成土壤养分和水分减少,土壤容重增大。通径分析表明,土壤有机碳的变化对碱解氮的影响最显著。     

呼伦贝尔地区苜蓿人工草地CO_2通量变化特征

试验采用密闭箱技术对呼伦贝尔地区种植的苜蓿人工草地进行碳通量研究,采用反硝化-分解作用模型(DNDC)进行模拟。试验结果表明:对苜蓿人工草地CO2通量24h连续观测发现,CO2通量全天变化的平均值(238.15mg/(m2·h)与11∶00(245.32mg/(m2·h)的通量变化值接近,试验从早上9∶00~11∶00进行温室气体的采集方法合理、可行;在整个生长季变化表明,7、8月CO2通量变化较显著(P0.05),且受到降水的影响较大,伴随降水的发生,CO2通量会发生不同幅度的变化,土壤温度和含水量对CO2通量有一定的影响(r0.45,P0.05);通过DNDC模型的模拟,能较好的反映苜蓿人工草地CO2通量的变化情况,但模拟结果数值普遍有些偏高。     

紫花苜蓿草地土壤碳密度年际变化研究

为了阐明紫花苜蓿草地土壤碳密度的年际变化规律,以长期定位试验的紫花苜蓿(Medicago sativa)草地为研究对象,通过大田测定和实验室分析,研究了不同生长年限紫花苜蓿草地土壤碳密度。结果表明:随着紫花苜蓿生长年限的增加,土壤有机碳含量增加,土壤碳密度提高。不同生长年限的苜蓿草地土壤有机碳含量、土壤有机碳密度在0~100cm土层的分布规律为随土层深度的增加而降低。不同年限的苜蓿草地土壤有机碳含量均为0~10cm表层最高,其土壤有机碳含量大小顺序为:1年龄(6.39g/kg)2年龄(6.75g/kg)3年龄(7.52g/kg)4年龄(8.76g/kg)5年龄(9.16g/kg)。不同年限的紫花苜蓿草地土壤有机碳密度差异显著(P0.05),随着生长年限的增加,土壤有机碳密度显著提高,其中100cm的土壤有机碳密度平均值5年龄最高(8.38kg/m~2),比1年龄、2年龄、3年龄和4年龄分别增加了91.3%、56.1%、32.4%和8.1%。     

祁连山不同植被类型土壤微生物群落多样性差异

土壤微生物是土壤生态系统的重要组成部分,在生态系统物质循环和能量转化中占有重要的地位。以祁连山中段不同海拔的4种植物群落,即垫状植被(cushion plants,CP)、高寒草甸(alpine meadow,AM)、沼泽化草甸(swamp meadow,SM)和高寒灌丛(alpine shrub,AS)作为实验样地,采用BIOLOG技术,探讨了土壤微生物群落多样性在不用海拔梯度形成的植被条件下的变化特征。结果表明,反映微生物活性的平均颜色变化率(average well color development,AWCD)的大小顺序为:沼泽化草甸高寒草甸高寒灌丛垫状植被,沼泽化草甸土壤微生物群落代谢活性最高;高寒草甸和沼泽化草甸土壤微生物群落碳源利用模式相似,土壤微生物群落的Shannon-Wiener物种丰富度指数(H)与土壤有机碳和全氮显著相关(P0.05),Simpson优势度指数(D)和Mc Intosh指数(U)与土壤全氮显著相关(P0.05);冗余分析表明,土壤有机碳、p H和全氮可能是土壤微生物利用碳源的控制因子。研究结果为进一步探讨高寒草甸与土壤微生物之间的关系奠定了基础。     

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。     

山西典型天然草地碳分布特征及碳储量估算

通过对山西4种主要草地类型暖性草丛草地、暖性灌草丛草地、温性草原、山地草甸草原的地上现存生物量、凋落物、半分解层、根系和土壤有机碳密度的调查和测定,本研究估算山西天然草地生态系统的碳储量,旨在揭示山西不同类型天然草地固碳能力。结果表明:4种类型草地的植被碳密度、土壤有机碳密度、生态系统有机碳密度的大小顺序相同均为:暖性灌草丛草地山地草甸草原暖性草丛草地温性草原;山西草地植被平均碳密度为1759.07g·m~(-2),占整个草地生态系统的21.81%;土壤平均有机碳密度为6307.22g·m~(-2),占整个草地生态系统的78.19%;经估算,山西的草地面积为4.55×10~6 hm~2,草地总碳储量约为364.40Tg。     

油蒿群落土壤碳通量日动态变化特征

利用LI-8100土壤碳通量测量系统测定库布齐沙地东段油蒿群落土壤碳通量日动态,分析土壤碳通量变化特征及其与环境影响因子的相关性。结果表明:土壤碳通量日平均值变化范围为0.23～1.47μmol.m-2.s-1,在不同月份呈V型、单峰型或双峰型,最高值集中在8∶00～14∶00;在整个生长季,大气温度、0～10cm土壤温度、0～5cm土壤体积含水量都是沙地生态系统土壤碳通量的重要调控因子;土壤碳通量与大气温度、0～10cm土壤温度呈极显著指数相关,与0～5cm土壤体积含水量呈极显著线性相关。     

黄土高原中部草地土壤有机碳密度特征及碳储量

对黄土高原水平方向的4种主要草地类型(森林草原、典型草原、高寒草甸草原、荒漠草原),分析其土壤有机碳含量、有机碳密度及其碳储量,以期揭示黄土高原中部不同草地类型土壤有机碳分布特征,初步估算黄土高原中部天然草地土壤有机碳储量。结果表明:各草地类型土壤有机碳含量和土壤碳密度均随深度增加而减少,但类型不同其减少程度不同。高寒草甸草原的土壤有机碳含量减少幅度最大,荒漠草原减幅最小;4种类型草地的土壤有机碳密度排序为:高寒草甸草原>典型草原>森林草原>荒漠草原,对于整个土层而言,草地类型间的土壤有机碳密度变异程度不同,典型草原变异系数最大,高寒草甸草原最小;在水平方向上,黄土高原中部有机碳密度分布很不均匀。黄土高原中部天然草地总面积2.02×10⁷hm²,其1 m深度土壤碳储量为1.06 Pg C。     

管理措施对三江源区"黑土滩"土壤肥力及土壤酶活性的影响

对三江源区典型退化草地“黑土滩”采取施肥及种植垂穗披碱草的恢复措施,结果表明,土壤中的全氮与有机质的相关性显著,全磷与有机质的相关性较明显,变化趋势相一致。短期的恢复措施造成了恢复样地20~30 cm土壤层中有机质、全氮和全磷含量的下降,长期的恢复措施使恢复样地中的这3种营养物质的含量得到了上升;人工种植措施使土壤中的全钾含量显著下降(P<0.05)。此外,速效养分的变化不一致,其中速效氮的含量表现为先降低后升高,速效磷和速效钾的含量变化表现出升高趋势。植被恢复对土壤脲酶活性有促进作用,但蔗糖酶活性没表现出规律性变化;这2种酶的活性与速效养分的含量表现出较强的正相关,而与有机质和全价养分的含量相关性不显著。     

土壤改良剂对草坪床土理化性质的影响

土壤改良剂(康乐)对草坪床土理化性质的影响研究表明,土壤改良剂(康乐)能降低土壤容重,提高土壤总孔隙度、渗透系数、田间持水量,丰富土壤有机质和全氮,调节速效养分,能有效降低土壤pH值和电导率。在试验范围内,随改良剂用量的增加,改良效果更明显。     

玉米连作对土壤微生物和土壤主要养分的影响

为确定河西地区玉米（Zea mays）连作的主要障碍因子,对不同连作年限的玉米田土壤微生物种群和土壤主要养分进行了常规分析。结果表明,在0～20 cm土层深处,细菌随连作年限增加呈递减趋势,与速效磷和有机质含量呈显著正相关,即速效磷和有机质均随连作年限的增加而显著减少（P<0.01）;而真菌数量随连作年限的增加而增加,与速效磷和有机质含量呈显著负相关;放线菌数量在不同连作年限呈先增后减的趋势;碱解氮和速效钾在不同连作年限没有明显的变化规律。说明玉米连作导致土壤微生物种群结构失衡,有益微生物数量减少,土壤真菌化现象严重,积累了大量植物病原菌,造成土壤主要养分减少,病害发生严重。     

草本植物在防治水土流失和改良土壤中的应用

应用草本植物防治水土流失、改良土壤盐碱化、治理荒漠化是一条很好的生物防治途径 ,能有效地改善生态环境。同时 ,草本植物还能改良土壤、增强土壤肥力 ,有些草本植物还可以净化土壤     

松嫩平原盐碱化草原土壤微生物的分布及其与土壤因子间的关系

盐碱地作为一个独特的生态系统,具有特殊的土壤理化特性及土壤微生物群落。通过研究松嫩平原盐碱化草原土壤的电导率、离子组成、TOC及土壤微生物的分布规律,分析了盐碱化草原的土壤因子及变化规律,并对该地区的盐碱化土壤的分类进行了深入分析。结果表明,3种类型土壤的理化特征和微生物构成各有其特点,轻度盐碱土为非碱性钠质土,中度和重度盐碱土属于碱性钠质土;土壤的盐碱化过程与土壤理化性质和微生物群落的变化有关,随着土壤盐碱化程度的增加,细菌、真菌、放线菌和藻类数量逐渐降低,微生物数量差异达到显著或极显著的水平。松嫩平原草地是个脆弱的生态系统,必须加强对它的保护和管理。     

两种土壤改良剂对3种牧草生长及土壤含水量的影响

在盆栽试验条件下种植雀稗(Paspalum thunbergii)、黑麦草(Lolium perenne)、拉巴豆(Dolichos lablab),研究土壤改良剂对喀斯特不同品种牧草生长及土壤含水量的影响。在相同的土壤条件及水分管理状态下,3种牧草的生物量存在明显的差异,尤其是秸秆炭处理的3种牧草平均值分别为1.57、0.25、7.70 g·株-1,具体表现为拉巴豆雀稗黑麦草;但土壤含水量的变化存在显著差异(P0.05),种植雀稗的平均土壤含水量最高分别比黑麦草和拉巴豆高15.4%和31.1%,雀稗的土壤持水能力明显高于拉巴豆。土壤添加5%秸秆炭后,在连续10 d不降雨的条件下,雀稗、黑麦草和拉巴豆的平均土壤含水量分别比对照高17.9%、17.4%和19.8%。本研究显示,施用秸秆炭对牧草生长具有促进作用,尤其是雀稗在秸秆炭处理下的生物量分别比对照和秸秆提高了9.5%和30.6%,种植雀稗有利于提高喀斯特土壤含水量,秸秆炭添加后其提高效果更显著。     

不同草田轮作方式对土壤肥力、微生物数量及自毒物质含量的影响

为了探究不同草田轮作方式对土壤肥力、微生物及自毒物质的影响,以轮作5年的“甘农3号”紫花苜蓿地为试验材料,研究紫花苜蓿与小麦和玉米在不同轮作处理下对土壤养分含量、微生物数量和自毒物质含量的动态变化及影响。结果表明:1)与CK相比,紫花苜蓿与玉米和小麦轮作后土壤有机质、全氮、碱解氮、速效磷的消耗增加。轮作玉米后有机质、全氮、碱解氮、速效磷的消耗量显著高于轮作小麦(P<0.05)。2)紫花苜蓿轮作玉米、小麦后,土壤细菌和放线菌数量显著增加(P<0.05),且增量大小顺序为5年紫花苜蓿-2年小麦>5年紫花苜蓿-1年小麦>5年紫花苜蓿-2年玉米>5年紫花苜蓿-1年玉米;真菌数量下降,轮作处理较CK显著降低了48.96%、65.19%、66.72%、74.91%(P<0.05)。3)紫花苜蓿轮作玉米和小麦后,土壤主要自毒物质(绿原酸、阿魏酸、咖啡酸、对羟基苯甲酸、香豆素)含量均降低,轮作玉米和小麦后自毒物质总量在第1年较CK显著降低17.90%和27.50%(P<0.05),且轮作小麦第2年比第1年降低24.20%。综上所述,紫花苜蓿与玉米、小麦轮作能显著影响土壤微生物组成,降低自毒物质含量,有效改善土壤环境,而土壤养分缺乏并不是引起紫花苜蓿连作障碍的主要因素。在半干旱地区紫花苜蓿的草田轮作中,以紫花苜蓿-小麦轮作为宜,且轮作2年小麦对土壤的解毒效果更为明显,应避免紫花苜蓿-玉米轮作,以维持农田肥力平衡。通过典型性分析发现,土壤微生物数量和自毒物质含量之间呈显著相关关系,土壤中细菌和真菌数量对自毒物质总含量影响最大,放线菌数量和自毒物质绿原酸、阿魏酸、咖啡酸、对羟基苯甲酸、香豆素显著相关。     

地膜覆盖对高寒地区燕麦＋豌豆人工草地土壤温度和水分的影响

通过对高寒牧区燕麦＋豌 工草地在地膜覆盖条件下不同时间、不同层次土壤温度和土壤水分的连续观测,得出结论,高寒牧区人工草地地膜覆盖不仅可增加前期的土壤温度和地温积温、而且对增加土壤浅层的温度效果明显。同时,地膜覆盖后土壤浅层的含水量和保墒能力显著大于露睦对照,在降水量低较时差距更加明显,地膜覆盖后地温的增加与太阳辐射呈正相关。地膜覆盖有效地缓解了５月、６月间水温不同期的矛盾。     

种植苜蓿对黄绵土表土理化性质的影响

对定西黄绵土多年苜蓿地与传统耕地的表层土壤理化性质进行了比较研究。结果表明,长期种植苜蓿促进了土壤有机质、全氮在土壤表层的累积,减少了土壤表层有效硫的损耗,但对土壤有机质、全氮累积的影响作用主要表现在0～10cm土层内,而且土壤有机质和土壤全氮含量之间存在显著的正相关关系;耕地中的速效氮主要以NO3^--N为主,而苜蓿地中NH4^ -N和NO3^-N的含量差异不明显。长期种植苜蓿对土壤表层全磷、全钾、速效钾和速效磷的影响甚微。苜蓿地表层土壤的坚实度显著高于耕地。苜蓿根系的穿插有利于打破由于长期耕作造成的犁底层,而对整个土体的土壤容重影响不大。     

不同刈割频度对大针茅草原土壤呼吸及其土壤因子的影响

通过对大针茅草原土壤呼吸特性及影响因子的测定,研究3种不同刈割方式天然草地土壤呼吸特性及其影响因子,为典型草原刈割对碳收支研究提供基础理论依据。大针茅草原是亚洲中部草原亚区特有的一种草原类型。研究区设置在内蒙古锡林浩特市东部以大针茅建群的典型草原;在2009-2013年进行不同频度的刈割处理,一年两次、一年一次、两年一次(割一年休一年)、围封,在2013年8月采集测定土壤养分样品,在2013年生长季的6、7、8月进行土壤呼吸速率的测定及土壤微生物数量的测定。结果表明,围封处理下土壤含水量要高于其他刈割处理。6与8月时,围封处理下的细菌和微生物总数均显著高于刈割处理。不同频度刈割下群落的土壤呼吸速率有显著的差异,割一年休一年与围封处理显著高于其他刈割处理,且不同处理的土壤呼吸速率均在7月初为最低;土壤呼吸速率在内蒙古干旱半干旱地区与土壤含水量呈极显著正相关关系,受土壤含水量影响显著。结合生物多样性及生产利用的角度,割一年休一年为最合理的刈割频度。