刈割对天山北坡草甸草原生物量的影响

[目的]以天山北坡羊茅+杂类草草甸草原为研究对象,研究刈割对草地生物量的影响,探讨地下生物量的形成规律。[方法]采用模拟放牧方式设置休牧、轻度放牧、中度放牧、重度放牧4个处理,测定分析草地生态系统生物量的变化。[结果]随着放牧强度的增大,草本生物量和凋落物逐渐下降,且下降幅度逐渐增大。与休牧相比,轻牧、中牧和重牧的草本生物量分别下降了27.51%,45.28%,65.05%。9月各处理地下生物量与6月相比分别增加了16.05%,13.07%,19.15%,19.08%,0—20cm土层的地下生物量占总地下生物量的85%,呈T型分布,向下递减趋势明显。[结论]放牧强度对植物地上生物量影响明显,表现为:休牧轻牧中牧重牧;季节变化中7月份地上生物量最大,显著高于9月;0—100cm土壤深度中各处理对地下生物量影响表现为:轻牧休牧中牧重牧;各处理下地下生物量的垂直分布变化趋势相同,即地下生物量集中分布在0—10cm土层,该层生物量占总地下生物量的70%,且随着土壤深度增加不断减少;季节变化中,地下生物量变化表现为:9月6月,各层生物量随土层深度的增加向下递减趋势明显。     

封育对退化草原植被恢复及土壤理化性质影响的研究进展

封育是退化草原生态系统恢复的有效措施之一。在梳理现有封育研究成果的基础上,归纳封育对植物多样性、生物量、植被演替、土壤物理与化学性状的影响效应,发现:受地理区域、气候条件及封育前退化程度等本底条件的影响,封育条件下植被多样性呈现出显著增加、基本稳定和明显下降3种结果,生物量则表现为围封初期增加,围封时间过长不利于维持较高生物量的变化趋势;封育使得种群拓殖能力与群落资源冗余,土壤种子库结构改善、密度增长,退化草原呈正向演替,并可能出现3种演替模式。封育消除了土壤紧实层,改善了土壤结构与性状,但对土壤养分的影响效应不一致。基于研究现状,提出今后应深入研究的6个内容与方向,对丰富封育条件下退化草原恢复效应具有指导意义。     

封育刈割放牧对草地植被的影响

通过年定位试验研究,比较全面地总结了在封育,刈割,放牧等不同条件的影响下,草地植牟群落结构和生物量的一系列变化,以及草地植被动态变化过程。     

退化喀斯特植被恢复过程中土壤生化作用强度变化

采集贵州花江喀斯特高原生态综合治理示范区内不同恢复阶段的土壤样品,采用微生物培养法及生化活性试验法分析了退化喀斯特植被恢复过程中不同层次、不同生境及根际和非根际土壤生化作用强度的变化。结果表明:退化喀斯特植被恢复过程中土壤生化作用强度存在较大差异。随着退化喀斯特植被的恢复,土壤氨化作用、硝化作用、纤维素分解作用及固氮作用强度明显增强,表现为乔木群落阶段>灌木群落阶段>草本群落阶段>裸地阶段;土壤剖面上土壤生化作用强度均呈明显的垂直分布特征,即随土层深度增加呈递减趋势,具体表现为A层>B层;从生境变化上来看,除裸地恢复阶段外,其他三个阶段的土壤生化作用强度的变化特征总体上表现为石沟比石槽和土面两个小生境偏大的特点,这是因为石沟生境的特点有利于微生物类群及土壤动植物群体的繁殖;根际和根外变化明显,表现为根际>非根际。     

三江源区高寒草甸湿地植被退化与土壤有机碳损失

人为活动影响下陆地生态系统退化对于土壤碳库损失的影响规模是当前全球变化研究的热点。在青海省三江源区选择了8个高寒草甸典型样区,划分4种不同退化程度样地（原生植被、轻度退化、重度退化、极度退化）,收割法采集地上部植物生物量,10cm等深度采集表土土壤样品,分析了地上生物量、可食牧草生物量以及土壤有机碳含量变化。结果表明,随着退化程度的加剧,地上生物量和饲草生物量均表现强烈下降的趋势,但后者的下降幅度更大,在极度退化下损失达99％。研究区内高寒湿地土壤的表土有机碳含量出现极大的变异性,随退化程度的加剧而呈显著下降。与原生植被下相比,轻度退化、重度退化和极度退化下0-30cm土壤有机碳含量分别平均降低了25％、44％和52％。这种损失固然与地上部生物量下降有关,有机碳分层系数显示土壤侵蚀也是重要因素。估计退化下土壤有机碳平均下降36tC·hm^-2,累积退化下表土有机碳损失可能在200TgC以上,保护高寒草甸生态系统,对于三江源区土壤的畜牧业可持续发展和我国陆地生态系统碳库具有极重要的意义。     

松嫩平原西部退化盐碱草地土壤酶活性的季节动态

对松嫩平原西部退化盐碱草地土壤过氧化氢酶、过氧化物酶、多酚氧化酶、蛋白酶、转化酶及碱性磷酸酶活性的季节动态进行研究,结果表明:土壤过氧化物酶、蛋白酶和转化酶活性在碱斑及不同退化程度盐碱草地中的季节变化趋势不同,而过氧化氢酶、多酚氧化酶和碱性磷酸酶活性的季节变化趋势基本一致,其峰值出现在8月或9月;在不同退化程度的盐碱草地中,各种酶活性的季节变化幅度不同,过氧化氢酶、多酚氧化酶和碱性磷酸酶活性在中度、重度盐碱化草地中的变化幅度大于轻度盐碱化草地,而过氧化物酶、蛋白酶和转化酶活性在中度、重度盐碱化草地中的变化幅度小于轻度盐碱化草地;不同退化程度的盐碱草地中,酶活性季节动态间的相关关系不同。     

大型土壤动物群落对高寒草甸退化的响应

为了查明大型土壤动物群落对高寒草甸退化的响应,2009至2010年间对青藏东缘若尔盖湿地的沼泽草甸、草原草甸、退化草甸和沙化草甸4个退化阶段的大型土壤动物群落进行了7次调查.结果表明:高寒草甸的不同退化阶段大型土壤动物群落的类群组成和优势类群存在差异,且退化和沙化对大型土壤动物群落的丰富度、密度、Shannon多样性和群落结构均有显著影响(p＜0.01或p＜0.05).其中退化可使带马陆目(Polydesmida)和鞘翅目幼虫(Coleoptera)等多个类群的密度显著增加(p＜0.05),而沙化则使优势类群密度显著降低(P＜0.05)、常见类群和稀有类群消失.植物种类、生物量和土壤理化性质,尤其是有效磷和速效钾含量与大型土壤动物的丰富度、密度和多样性间存在显著相关关系(p＜0.01或p＜0.05).季节变化对大型土壤动物的群落密度和多样性有显著影响(p ＜0.01或P＜0.05),但不同退化阶段的大型土壤动物对季节变化的响应存在差异.研究结果表明高寒草甸的中度退化能够增加大型土壤动物群落多样性,而严重退化(即沙化)则显著降低土壤动物群落多样性,且不同退化阶段大型土壤动物群落的季节动态不同.     

草地退化对青海湖流域小蒿草草甸土壤碳密度的影响

以青海湖流域小嵩草草甸土壤为研究对象,对不同退化程度下小蒿草草甸土壤容重和有机碳含量进行了测定,并在此基础上确定了土壤有机碳密度。结果表明:随着小嵩草草甸退化程度的加剧,其土壤容重在剖面上表现为逐渐增大趋势,土壤有机碳含量从表面逐渐减小,特别是0—10 cm表层有机碳含量减少尤为明显,未退化的表层有机碳平均含量是严重退化的6.5倍。土壤有机碳密度变化与有机碳含量在4种不同退化植被土壤中表现一致;4种不同退化程度小嵩草草甸0—100 cm土壤有机碳密度分别为（10.74±3.03）,（12.41±4.15）,（8.04±6.24） kgC/m²和（4.56±0.70） kg/m²,即轻度退化 > 未退化 > 中度退化 > 重度退化,说明随退化程度的加剧,土壤有机碳密度呈现显著下降趋势,但轻度退化有助于碳积累。     

淹水发生与持续时间对退化盐碱沼泽芦苇生长及土壤理化性质的影响

比较了不同淹水发生时间与持续时间对退化盐沼芦苇生长生理以及盐碱土壤理化性质的影响。结果表明,随着淹水持续时间的增加,芦苇株高显著增加,长期淹水条件下芦苇株高最高(FD_5),但地上和地下生物量呈先增加后下降趋势,淹水持续2月(FD_3)的生物量最高,Na~+,K~+浓度虽然不规则变化,但最低浓度值出现在FD_3处理中。另外,盐碱土壤理化指标(pH值,EC,Na~+,Ca~(2+),HCO_3~-和CO_3~(2-)含量)随着淹水持续时间的增加呈先降低后上升趋势,土壤理化性质最优的处理为FD_3。随着淹水发生时间的后移,芦苇的株高和地上生物量不变,地下生物量呈先增加后下降趋势,Na~+含量呈先下降后上升趋势,芦苇地上器官的K~+含量以及盐碱土壤的pH值,EC,Na~+,Ca~(2+),HCO_3~-和CO_3~(2-)含量表现为生长初期淹水低于生长后期淹水处理(FO_1,FO_2优于FO_3,FO_4)。无论淹水发生时间还是淹水持续时间均对土壤的有机质,K~+,Mg~(2+),Cl~-,SO_4~(2-)含量没有显著影响。因此,6月,7月份是芦苇生态需水期,在此阶段补充充足水分对芦苇的生长恢复具有显著意义,并能改善盐碱土壤的理化性质。     

黄河三角洲植被群落和土壤酶活性对湿地退化的响应

在黄河三角洲地区,由于油田开发、人类活动增多以及环境变化,滨海湿地发生了局部退化.为了探讨湿地退化的机制,在该地区选择典型湿地进行了植被调查和土壤性状分析.结果表明,植被基本是由白茅→柽柳→碱蓬→到光板地进行演替的.在湿地演替过程中.光板地、碱蓬群落、柽柳群落土壤有机质含量与白茅群落相比,分别降低了81.0%,67.4%,59.5%,全氮含量则分别降低了61.1%,59.6%,41.2%,速效P含量分别降低了19.5%,7.9%和4.7%.同样,演替不同阶段的土壤酶活性从白茅群落→光板地,脲酶、过氧化氢酶活性也逐渐降低,盐分含量则逐渐提高.这说明植被的演变与湿地退化几乎是同步响应的.土壤盐碱化,加快了植物群落的退化演替,植物的退化又反作用于土壤,使土壤的理化性状向着不利于植物生长的方向转化,二者相辅相成,紧密联系.土壤水盐运动是盐渍土演变过程的核心,也是影响湿地植被演替的重要因素.     

退化演替对高山草地植被和土壤理化特性影响

[目的]分析3种不同草地退化阶段(轻度退化,中度退化和重度退化)草地植被和土壤理化特性的变化规律,为类似区域退化草地植被恢复提供有效途径。[方法]野外植被调查、土壤取样和室内分析。[结果]草地退化不同阶段草地植物群落组成和物种多样性均有差异,退化对草地土壤理化特性有明显影响。重度退化草地土壤容重显著高于轻度退化草地(p0.05)。轻度和中度退化样地0—10cm土壤空隙度显著高于重度退化草地。重度退化草地的土壤有机质、全碳、全钾、全磷和有效钾均明显小于轻度退化草地(p0.05),但土壤pH值和有效氮含量没有显著变化。[结论]高山草地退化演替对该区土壤物理特性具有显著影响。     

青藏高原高寒草甸退化对土壤氮素转化微生物基因的影响

[目的]深入分析高寒草甸退化过程中土壤氮素转化特征,明确草甸退化对土壤氮素转化微生物基因丰度的影响,为认识高寒草甸的退化机理以及科学治理高寒退化草甸提供重要依据。[方法]以青藏高原不同退化程度高寒草甸(未退化、轻度退化、中度退化、重度退化)为研究对象,利用实时定量PCR法分析退化过程中土壤理化性质及与氮素转化相关基因(nifH,amoA-AOA,amoA-AOB,narG,nirK,nirS和nosZ)丰度的变化,明确影响高寒草甸氮素转化基因的关键因子。[结果]①随退化程度的加剧,高寒草甸土壤有机碳、全氮、硝态氮及铵态氮含量逐渐降低;②高寒草甸退化降低了与氮素转化相关的固氮nifH基因、氨氧化amoA-AOA和amoA-AOB基因丰度,但增加了反硝化narG,nirS和nirK基因丰度,且在重度退化草甸丰度最高;③nifH,amoA-AOA和amoA-AOB基因与土壤有机碳、硝态氮、铵态氮及水分呈显著正相关,narG,nirS和nirK基因与土壤有机碳、硝态氮及铵态氮含量呈显著负相关,与pH值呈显著正相关。[结论]高寒草甸退化对氮素转化微生物具有重要影响,土壤有机碳、pH值及水分是影响土壤氮素转化微生物基因的主要因素。     

尕海湿地植被退化过程中土壤轻重组有机碳动态变化特征

以甘肃省甘南尕海湿地内的沼泽化草甸为研究对象,采用野外取样和室内测试相结合的方法,研究植被退化过程中土壤轻重组有机碳含量及动态变化。结果表明:不同植被退化阶段0—20cm土壤轻组有机碳含量差异显著(P0.05),表现为未退化轻度退化重度退化中度退化;20—100cm土壤轻组有机碳受植被影响较小。整个土壤剖面重组有机碳含量表现为中度和重度退化显著高于未退化和轻度退化(P0.05)。土壤轻重组有机碳含量均随土壤剖面下降显著降低(P0.05)。各退化阶段沼泽化草甸土壤轻重组有机碳均呈现出明显的时间变化,在0—20cm土层,未退化阶段轻组有机碳表现为降—升—降的变化趋势,即5月最高,7月和9月最低,其他各退化阶段则在6月降低并趋于稳定;20—100cm土层轻组有机碳变化幅度较小。各退化阶段土壤重组有机碳动态变化较为一致,均随时间延长呈线性下降,不同月份之间差异显著(P0.05)。说明植被退化导致轻组有机碳含量下降,重组有机碳增加,而在植被生长过程中主要消耗轻组有机碳,重组有机碳相对稳定。相关分析表明,地下生物量与土壤含水量的变化对土壤轻重组有机碳影响显著。     

雨强和植被覆盖度对红壤坡面产流产沙的影响

为探究雨强和植被覆盖度对花岗岩红壤坡面产流产沙的影响,通过室内人工模拟降雨试验,分析了不同雨强(0.5,1.0,1.5 mm/min)和植被覆盖度(0,20%,40%,60%)下坡面侵蚀的产流、产沙规律及相关关系。结果表明:(1)同一雨强下,初始产流时间随植被覆盖度增加而延迟,并随雨强增大而提前,雨强越大,产流时间提前越明显;(2)各坡面径流率、侵蚀率随植被覆盖度增加而减小,且植被覆盖度越高,径流率和侵蚀率波动范围越小,侵蚀过程越稳定;(3)有植被覆盖的坡面,产沙主要以0.25 mm的水稳性团聚体为主,侵蚀泥沙中0.25 mm水稳性团聚体比重随雨强增大而增加,且增加的幅度随覆盖度的提高而减小;(4)雨强、植被覆盖度均与产流时间、径流率、侵蚀率呈现极显著相关关系(P0.01),且坡面产流过程与雨强变化的相关性大于其与植被覆盖度变化的相关性,坡面产沙过程与植被覆盖度变化的相关性大于其与雨强变化的相关性,不同雨强下植被覆盖坡面累积径流量和累积产沙量关系符合幂函数模型(R~20.98)。研究结果可为南方红壤丘陵区水土流失治理与生态恢复提供科学参考。     

植被退化对尕海湿地枯落物分解的影响

[目的]分析植被退化对青藏高原东部尕海湿地枯落物分解的影响,为湿地生源要素生物地球化学循环过程研究提供基础依据。[方法]采用分解袋法,研究尕海泥炭沼泽和沼泽化草甸不同植被退化梯度湿地枯落物分解特征及其影响因素。[结果]各植被退化阶段湿地枯落物分解过程存在显著差异,植被退化总体抑制了枯落物分解,但不同湿地类型枯落物分解对植被退化响应有所不同;在生长季内(5—9月),沼泽泥炭植被未退化枯落物分解速率显著高于退化(p0.05);沼泽化草甸平均分解速率排序为:未退化(0.028 9g/d)中度退化(0.028 7g/d)轻度退化(0.028 0g/d);各植被退化阶段湿地的枯落物分解过程具有明显的年际变化特征,总体表现为2014年分解较快,2015,2016年相对较慢;温度和降雨对各退化阶段枯落物分解速率具有促进作用,但作用不显著。[结论]尕海湿地植被退化过程中枯落物分解动态受到枯落物自身性质、气候条件、土壤营养状况等自然环境条件的共同影响,相比而言,受枯落物性质的影响更大。     

高寒草甸植被土壤腐殖质组成及性质的研究

不同草甸植被下土壤有机质含量变化在70.0～122.8gkg-1之间,同时,腐殖质特性亦存在较大差异。采用熊田法研究表明,可提取腐殖质中胡敏酸所占比率为47.99%～56.98%,游离胡敏酸(fHA)比率为51.67%～60.10%,游离富里酸(fFA)比率为80.01%～86.46%;此外,不同草甸植被下土壤腐殖质的相对色度(RF),E4也有明显差异。     

减氮和秸秆还田对旱地土壤微生物和硝化潜势的影响

通过3年田间试验,研究减氮和秸秆还田对黄土高原南部旱地春玉米产量、硝态氮残留量及微生物学特性等指标的影响。研究共设置不施肥（CK）、传统施氮（N250）、传统施氮配合秸秆还田（N250+S）、减氮20%（N200）、减氮20%配合秸秆还田（N200+S）5个处理。结果表明：（1）连续3年减氮20%和秸秆还田可以提高玉米产量,阻控土壤硝态氮淋溶,N200较N250处理玉米增产5.9%,N200+S较N200处理玉米增产7.4%,N250+S较N250处理玉米增产9.1%;0－300 cm土层,N200较N250处理硝态氮残留量减少51.3%,N200+S较N200处理硝态氮残留量减少18.0%,N250+S较N250处理硝态氮残留量减少41.2%。（2）减氮和秸秆还田是调控土壤硝化潜势的有效措施,N200较N250处理硝化潜势降低8.8%,N250+S较N250处理硝化潜势降低14.2%,N200+S较N200处理硝化潜势降低20.4%。（3）秸秆还田显著提高土壤微生物量碳氮（SMBC、SMBN）含量,N250+S较N250处理SMBC、SMBN分别显著增加17.5%和24.0%,N200+S较N200处理SMBC、SMBN分别显著增加18.4%和31.3%。（4）施氮和秸秆还田对氨氧化古菌（AOA）影响较小,但增加了氨氧化细菌（AOB）数量。（5）氨氧化细菌（AOB）丰度与硝态氮、铵态氮、土壤微生物量碳氮（SMBC、SMBN）和硝化潜势均呈极显著正相关,而氨氧化古菌（AOA）丰度和影响因子没有明显的相关性。研究结果可为黄土旱塬春玉米种植区氮肥管理和农业可持续发展提供科学依据。     

Degradation of AM Nitrification Inhibitor in Soil of Subtropical Region

The aim of the study was to evaluate the degradation and persistence of 2-amino 4-chloro 6-methyl pyrimidine (AM), nitrification inhibitor at 1 and 2 µg g^?1 application rates in soil. The extraction of AM was done by QuEChER’s (Quick, Easy. Cheap. Rugged and Safe) method and the quantitative analysis by high-performance liquid chromatography (HPLC). AM decreased with time at both the levels of application with the decline being faster in the beginning up to 7 d. Dissipation of AM occurred in a single phase with the persistence data fitting well to the first-order kinetics. Half-lives of AM were determined to be 14.33 and 16.7 d at 1 and 2 µg g^–1 levels application rates. Since AM remains effective for an adequate period of time, it can be used for increasing efficiency of nitrogenous fertilizers in rice–wheat cropping systems as well as a safeguard for controlling environmental pollution in subtropical soils.     

短期放牧对高寒草甸土壤水稳性团聚体构成及稳定性的影响

土壤水稳性团聚体是土壤肥力的基础。以青藏高原东北边缘地区高寒草甸为对象,采用放牧控制试验研究不同放牧强度下各粒级水稳性团聚体含量、根系和微生物数量的变化特征,以期阐明短期放牧对水稳性团聚体及其稳定性的影响。结果表明,中牧能够增加土壤内水稳性大团聚体的含量。土壤水稳性团聚体有机碳含量随土层深度增加而减少,中牧时在0—10cm土层,粒径1mm的土壤水稳性团聚体有机碳含量显著低于对照,但在10—20cm土层,粒径1mm土壤水稳性团聚体有机碳含量大于对照和其他放牧处理;随着放牧梯度的增大,地下生物量也递增,在0—10cm土层表现最为明显;中牧处理下土壤中真菌数量最大,而放线菌的数量随着放牧强度的增大而增大。