侵蚀果园长期植草的生态效益分析

针对山地果园不合理开发引发的土壤侵蚀和土壤退化问题,将适生牧草套种于幼龄侵蚀果园,开展水土流失、土壤肥力及果树生长的定位观测。结果表明:套种平托花生(Arachis pintoi)、圆叶决明(Chamaecrista rotundifolia)1～12年,年地面径流系数0～0.0136,均值为0.007左右,仅为清耕处理的1/10,基本无土壤侵蚀发生;套种11年,套种区0～30 cm土层的土壤pH值比清耕分别提高0.25～0.30个单位,0～15 cm土层土壤有机碳、碱解氮、有效磷质量分数比清耕提高7.595～6.728 g·kg^-1,26.84～31.89 mg·kg^-1,3.57～4.62 mg·kg^-1;轻组有机碳质量分数在0～30 cm土层呈套种平托花生>套种圆叶决明>清耕的变化趋势,重组有机碳质量分数在0～15cm土层亦呈相同变化趋势。套种处理有助改善果肉糖酸比和商品果率,牧草综合利用可明显提升果园建园初期的经济效益,尽管套种处理给果树带来一定的减产。     

不同恢复措施对退化荒漠草原土壤碳氮及其组分特征的影响

以宁夏盐池县退化荒漠草原为对象,实施深翻耕+补播（SR）、浅翻耕+补播（QR）和禁牧封育（F）恢复措施,同时以传统放牧为对照（CK）,研究不同恢复措施草地 0~10 cm、10~20 cm、20~30 cm和30~40 cm土层土壤总有机碳（SOC）、全氮（TN）及颗粒有机碳（POC）、易氧化有机碳（ROC）、微生物量碳（MBC）、硝态氮（NO₃^--N）、铵态氮（NH₄⁺-N）和微生物量氮（MBN）的变化特征,以探讨不同恢复措施对荒漠草原土壤碳氮及其组分的影响。结果表明：与其他处理相比,QR处理草地的土壤SOC含量（5.50~9.93 g·kg^-1）、土壤TN含量（0.17~0.23 g·kg^-1）、土壤ROC含量（0.53~0.99 g·kg^-1）及土壤MBN含量（62.82~73.20 mg·kg^-1）总体较高;土壤MBC含量（386.00~481.80 mg·kg^-1）及碳、氮各组分占SOC和TN的比例总体以F处理的草地较高;不同恢复措施草地各土层土壤POC、NH₄⁺-N和NO₃^--N含量较CK均有所下降。相关分析表明：SOC含量分别与TN、ROC含量呈极显著正相关（P<0.01）,与MBC含量呈显著负相关（P<0.05）。基于土壤碳、氮固存,在所有的处理中,浅翻耕+补播是退化荒漠草原恢复较为有效的措施。     

灌溉和施氮对免耕留茬春小麦农田土壤有机碳、全氮和籽粒产量的影响

在甘肃省石羊河流域绿洲灌区,研究不同灌溉量和施氮量对留茬免耕春小麦收后0~30 cm土层土壤有机碳、土壤全氮和土壤碳氮比的影响。结果表明,在0~140 kg/hm²施氮范围,土壤全氮和有机碳含量增施氮肥均明显增加,当施氮量超过140 kg/hm²时,土壤有机碳随施氮量增加而降低,土壤全氮含量无明显变化。就平均施氮水平而言,土壤全氮和有机碳含量随灌溉量增加呈先升高后下降的趋势,适量灌溉 (节水20%灌溉) 促进土壤氮和碳的矿化速率,从而增加全氮和有机碳含量,但少量或过量灌溉降低土壤氮和碳的矿化速率,同时增加土壤氮和碳的损失,导致节水20%灌溉的土壤全氮含量(0.9 g/kg)和有机碳含量(14.22 g/kg)最高。就各灌溉水平平均值而言,当施氮达到221 kg/hm²,春小麦籽粒产量(6 365 kg/hm²)达到最大值,春小麦籽粒产量随灌溉量增加而增加。     

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·m^-2)4种处理,分析不同氮添加下的土壤氮组分含量(铵态氮、硝态氮、可溶性有机氮)的垂直和季节变化。结果表明:不同氮添加处理均能增加土壤氮组分含量,其增加程度依次为N₅＞N₁₀＞N₁₅＞CK;在土壤垂直剖面上,土壤氮组分含量随土层深度增加而降低;在植物生长季内,氮添加处理后的土壤氮组分含量较高值出现在植物生长末期。本研究表明氮添加对青藏高原湿草甸土壤有效氮的增加具有显著促进作用。     

不同放牧方式对荒漠草原土壤碳氮储量及固持的影响

研究放牧对草地碳氮储量及固持的影响对草地科学管理具有重要意义。以宁夏荒漠草原为对象,研究了封育、自由放牧和暖季轮牧下0~40 cm土壤有机碳和全氮储量及碳氮固持特征。结果表明：1） 经过5年放牧,土壤碳氮含量暖季轮牧最高,分别为5.66±0.32 g·kg^-1和0.32±0.01 g·kg^-1,自由放牧最低。随土层的加深,有机碳含量在暖季轮牧处理中增加,封育和自由放牧变化不显著;氮含量3种处理垂直变化均不显著。自由放牧碳氮比最高,达到26.98±1.05,暖季轮牧最低。0~40 cm土壤碳氮储量表现为暖季轮牧>封育>自由放牧。2）以封育为对照,碳氮固持量和固持速率呈暖季轮牧>封育>自由放牧。3）Pearson相关性分析表明,土壤碳氮储量、固持与地上生物量呈显著相关性（P<0.05）;与物种多样性呈极显著正相关（P<0.01,P<0.001）。研究认为,从土壤碳氮储量及固持考虑,暖季轮牧的草地利用方式更有利于研究区荒漠草原碳汇能力提升和草地持续发展。     

荒漠草原植物和土壤碳氮养分含量对不同载畜率的响应

以内蒙古短花针茅(Stipa breviflora)荒漠草原为研究对象,基于围封19年的长期放牧试验平台,设置4个载畜率水平,分别为对照(CK)0、轻度放牧(LG)0.91、中度放牧(MG)1.82、重度放牧(HG)2.71羊单位·(hm²·0.5a)^-1,测定并分析2021年8月植物生长高峰期优势植物及土壤的碳、氮养分含量。结果表明：与对照相比,载畜率的增加降低植物香农维纳指数、辛普森指数;轻度、中度和重度载畜率显著降低植物碳库氮库。随着载畜率增大,土壤铵态氮含量在中度载畜率时含量最高;与对照相比,重度载畜率显著增加土壤硝态氮含量,显著降低土壤全碳、全氮和土壤有机碳含量;中度和重度载畜率显著增加了土壤的pH值。表明在荒漠草原,高载畜率会降低植物多样性水平和碳、氮养分归还能力,增加土壤碳、氮含量的流失,进而造成了土壤全碳、全氮含量的降低,有机碳的累积转化受阻。     

放牧、氮添加对荒漠草原植物和土壤碳氮的影响

为了探究放牧和氮添加对内蒙古荒漠草原植物—土壤碳、氮循环的影响,在禁牧(UG,0只羊单位·hm^-2)和重度放牧(HG,1.74只羊单位·hm^-2)样地进行氮添加处理,各处理水平为：对照(CK,0 g·m^-2·a^-1)、低氮(LN,5 g·m^-2·a^-1)、中氮(MN,10 g·m^-2·a^-1)和高氮(HN,20 g·m^-2·a^-1)。通过对短花针茅(Stipa breviflora)叶片和土壤全碳(Total carbon, TC)、全氮(Total nitrogen, TN)、稳定碳同位素(Stable carbon isotopes, δ¹³C)、稳定氮同位素(Stable nitrogen isotopes, δ¹⁵N)及土壤有机碳(Soil organic carbon, SOC)、速效氮(Available nitr...     

氮添加对内蒙古不同草原生物量及土壤碳氮变化特征的影响

以内蒙古草甸草原、典型草原、荒漠草原3种草原实验区草地植物群落为研究对象, 设置7种氮添加梯度, 分别为CK（0 g N·m^-2·a^-1）、N₁（5 g N·m^-2·a^-1）、N₂（10 g N·m^-2·a^-1）、N₃（15 g N·m^-2·a^-1）、N₄（20 g N·m^-2·a^-1）、N₅（25 g N·m^-2·a^-1）、N₆（30 g N·m^-2·a^-1）,应用单因素方差分析（One-way ANOVA）方法研究不同浓度梯度氮添加下不同草原类型区植被生物量、土壤碳氮差异及其影响因素。结果表明：1）氮添加并未对3种草原类型地下生物量产生显著影响（P>0.05）,但显著提高了草甸草原和荒漠草原地上生物量（P<0.05）,且本研究初步判断在N₃添加时接近饱和阈值, 整体上氮添加使内蒙古草原总生物量平均增加了29.66%,较干旱的荒漠草原对氮添加的响应较为明显。施氮肥使草甸草原的根冠比显著降低（P<0.05）,典型草原根冠比在N₃处理下显著增加（P<0.05）,但对荒漠草原影响不显著（P>0.05）。2）选择不同土层（0~10 cm、10~30 cm）分析氮添加对3种草地类型土壤有机碳、全氮含量的影响, 结果显示氮添加对草甸草原土壤碳氮含量没有显著影响（P>0.05）,对典型草原和荒漠草原土壤碳氮含量存在显著影响（P<0.05）,且0~10 cm土层对施氮的响应更明显。3）施氮条件下地上生物量与土壤C/N、年均降水显著相关（P<0.01）,地下生物量、总生物量均与土壤全氮含量、有机碳含量、土壤C/N、年均温、年均降水显著相关（P<0.01）。总的来说,不同类型的草地生态系统生物量及土壤碳氮含量对施肥的响应存在差异,这意味着草地恢复与管理过程中需要对养分的添加作用进行考虑。     

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。     

外源氮素添加对高寒草甸植物-土壤养分月际变化的影响

为了探究氮素添加下植物及土壤养分随月际变化的关系。本研究以玉树州称多县高寒草甸为研究对象,设置0(N0),15 g·Nm^-2(N1),30 g·Nm^-2(N2),45 g·N m^-2(N3),60 g·Nm^-2(N4)5个氮素添加水平,测定土壤及植物中铵态氮、硝态氮、速效氮、有机碳、全氮、全钾、全磷等指标。结果表明：在氮素添加下随月际变化植物地上部分全钾含量、根系全磷、土壤有机碳含量呈增加的趋势;根系硝态氮、速效氮含量,土壤速效氮含量呈先增加后降低的趋势;根系全氮含量,土壤铵态氮、全氮含量呈先降低后增加的趋势;植物地上部分速效氮和全氮含量、根系铵态氮和有机碳含量呈降低的趋势。植物与土壤养分间存在显著正相关及负相关性(P<0.05),但随月际变化规律并不一致。以上结果说明氮素添加下植物养分利用策略及土壤养分供给能力会受到月际变化的影响,且在不同月份变化下植物及土壤养分间的关联性是不同的。     

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。结果显示：氮磷（NP）添加增加了表层（0~10 cm）土壤全磷、速效磷以及速效氮含量,整体上降低了土壤pH和C∶P,但对土壤全氮和有机碳含量影响微弱;氮磷添加不仅延长了根系寿命,还使得表层根系现存量提高了8.79（NP₂₀）和13.21 mm·cm^-3（NP₃₀）,生产量、死亡量分别提高了3.17（NP₃₀）和2.92 mm·cm^-3（NP₃₀）,但深层（10~20 cm）根系现存量降低了8.85（NP₁₀）和5.37 mm·cm^-3（NP₃₀）,生产量降低了1.63（NP₁₀）和1.43 mm·cm^-3（NP₂₀）,死亡量降低了2.14（NP₁₀）和1.78 mm·cm^-3（NP₃₀）;另外,根系生产量、死亡量及现存量与土壤速效养分的相关性总体上达到了极显著水平（P<0.01）。综上可知,氮磷添加通过改变土壤可利用性氮磷含量,不仅使得植物根系分布浅层化,而且以延长根系寿命的方式减缓了根系周转,进而减少了根系对碳的消耗,增强了其碳汇功能,从而改变了高寒草甸生态系统的碳分配格局。     

宁夏典型天然草地土壤有机碳及其活性组分变化特征

为探寻宁夏典型温性天然草地土壤有机碳及活性组分变异及储量特征,以宁夏4种典型的天然草地(温性草甸草原、温性草原、温性草原化荒漠和温性荒漠草原)为研究对象,采用野外调查和室内分析相结合的方法,对宁夏全区49个固定监测点,土壤有机碳及其活性有机碳组分(易氧化有机碳、微生物生物量碳和水溶性有机碳)进行采样和室内分析.结果表明...     

宁夏东部荒漠草原向灌丛地转变过程土壤微生物响应

为探究荒漠草原向灌丛地人为转变过程中土壤微生物及其酶活性的响应特征,选取宁夏东部荒漠草原近30年典型草地-灌丛地镶嵌体区域的荒漠草地、草地边缘、灌丛边缘、灌丛地为研究样地,开展各样地不同微生境（植丛和空斑）下的0~20 cm土层土壤理化性质、微生物数量、微生物生物量及其酶活性特征研究。结果显示：随转变过程各样地土壤水分、土壤有机碳、全碳、全氮以及全磷含量分别由6.84%、8.54 g·kg^-1、22.67 g·kg^-1、0.85 g·kg^-1、0.32 g·kg^-1显著下降至1.78%、5.85 g·kg^-1、6.63 g·kg^-1、0.16 g·kg^-1、0.23 g·kg^-1（P<0.05）,pH无明显变化。细菌数量呈先降后升变化,荒漠草地略高于灌丛地,真菌数量呈“下降-上升-再下降”非线性变化,灌丛地略高于荒漠草地,放线菌数量下降趋势明显。微生物生物量碳、氮含量分别由87.66、5.94 mg·kg^-1显著下降至9.94、1.85 mg·kg^-1（P<0.05）。过氧化氢酶、碱性磷酸酶、蔗糖酶和脲酶活性呈显著波动或线性下降趋势,荒漠草地均显著大于灌丛地（P<0.05）。土壤微生物特性和酶活性在各样地不同微生境均表现为植丛显著大于空斑（P<0.05）。随着植被转变过程土壤水分、全碳、全氮与土壤微生物（放线菌、土壤微生物量碳氮、过氧化氢酶、脲酶、碱性磷酸酶）呈极显著正相关（P<0.01）,土壤有机碳、全磷与土壤微生物量碳、脲酶呈显著正相关（P<0.05）,pH与土壤微生物无显著关系（P>0.05）;放线菌数量、过氧化氢酶、碱性磷酸酶和脲酶活性与微生物量碳、氮呈极显著正相关（P<0.01）,细菌、真菌数量和蔗糖酶活性与微生物量碳、氮呈正相关（P>0.05）。荒漠草原向灌丛地过渡转变过程,虽各指标存在升高、降低或过渡边界效应,但当过渡到灌丛地均显著低于荒漠草地,表明该年限灌丛地土壤微生物活性显著降低。     

氮添加和刈割对内蒙古典型草原植被碳氮库的影响

外源氮输入和割草是影响草地植被碳、氮库的两个重要因素,外源氮能否补充因割草带走的养分使得植被和土壤碳、氮库保持平衡尚不明确。为了解刈割和氮输入对植被碳、氮库的影响,本研究在内蒙古典型草原设置刈割和5水平氮添加交互试验。结果表明：刈割显著降低了植物生物量和碳、氮库(P < 0.05),氮添加可促进刈割后的生长补偿;氮添加显著提高了植物生物量及碳、氮库(P < 0.05),同时改变了地上、地下部分生物量和碳、氮库的分配;不同水平的氮添加影响植被碳、氮库,当氮添加水平为10 g·m^-2·a^-1时,植被碳、氮库最高。以上结果表明,刈割与10 g· m^-2·a^-1氮输入相结合可支持内蒙古典型草原的可持续利用。     

中国北方温带草原区土壤容重分层数据重建与空间格局分析

中国北方温带草原区因其地域跨度较大,地理条件复杂,土壤容重空间格局和分层数据情况仍不清楚.基于此,本研究利用中国北方温带草原区土壤容重调查实测数据,对北方温带草原地区表层土壤容重构建土壤传递函数,进行土壤垂直剖面分层容重数据重建与水平空间的土壤容重数据估算.结果表明:中国北方温带草原区土壤容重在空间上呈现中部和西北部高...     

冷季型绿肥对锥栗园土壤生化性质及微生物群落的影响

为评价锥栗园生草法相比传统清耕法和施用化学除草剂法,果园土壤质量的绿肥恢复效益,本研究以福建典型的红壤丘陵山区锥栗园为研究对象,采用随机区组设计,将供试样地均分为面积0.3~0.5 hm²的若干试验小区,全园清除自然杂草后,设置撒播鼠茅草（Mode₁）、黑麦草（Mode₂）、光叶紫花苕（Mode₃）3种生草处理,并以施用草甘膦（CK₁）和清耕（CK₂）处理为对照,每种处理3个重复,2年后,分析3种冷季型绿肥、清耕及施用草甘膦对锥栗园土壤理化性质、酶活性、微生物群落等指标的影响。结果表明：1）相较于清耕处理和喷施草甘膦处理,3种生草处理土壤碱解氮、有效磷、速效钾含量有明显提升,其中鼠茅草处理最高,分别为74.14、156.87和234.76 mg·kg^-1;黑麦草处理土壤孔隙度最高,为56.03%;鼠茅草和黑麦草处理土壤蔗糖酶活性提升明显,分别为32.29和26.87 U·g^-1。2）5种处理土壤共有优势细菌类群主要为放线菌门、变形菌门、绿弯菌门和酸杆菌门,相对丰度分别为24.9%~28.9%、20.9%~28.8%、13.7%~18.6%和10.8%~12.9%,共有优势真菌类群主要为子囊菌门和担子菌门,相对丰度分别为37.4%~73.7%和15.3%~54.4%。3）相较于清耕处理,3种生草处理细菌群落Chao1指数和Shannon指数均有所提升,真菌群落有所下降。4）相较于清耕处理和喷施草甘膦处理,3种生草处理土壤变形菌门、拟杆菌门和厚壁菌门细菌相对丰度均有所下降,绿弯菌门和浮酶菌门细菌则有所增加,生草促使锥栗园土壤细菌群落由快速生长型向缓慢生长型转变。5）5种处理细菌群落和真菌群落非计量多维尺度转换排序（NMDS）表明,土壤真菌群落分异程度高于细菌群落。6）相关分析（CA）和冗余分析（RDA）表明,生草处理通过改变土壤蔗糖酶、过氧化氢酶活性和碱解氮含量,喷施草甘膦处理通过改变土壤碳氮比,清耕处理通过限制土壤自然含水率改变真菌相关优势类群。综上,锥栗园短期人工生草对土壤理化性质和酶活性有一定程度的改善作用,生草处理与清耕处理和喷施草甘膦处理均会形成特异土壤真菌群落。     

兰州市中心城区道路绿地土壤pH和养分特征

为掌握兰州中心城区道路绿地土壤pH和养分状况,找出主要限制因子并提出解决办法,以行道树周边土壤为研究对象,分0?30和30?60 cm两个土层,根据土壤有无植被覆盖,分裸露和植被覆盖两组采样,运用分组回归方法分析土壤pH与土壤肥力间相关性,研究不同pH组道路绿地土壤养分的基本状况。结果表明:1)土壤pH在7.91~9.39,均值8.49,土壤pH整体较高,其中33.42%和0.47%的道路绿地分别为强碱性和极强碱性;土壤有机质含量在5.30~47.80 g·kg^?1,平均值18.29 g·kg^?1,其中37.64%和21.77%道路绿地的土壤有机质含量分别为较缺乏和严重缺乏;土壤碱解氮含量在5.24~167.55 mg·kg^?1,平均值48.54 mg·kg^?1,其中35.68%和5.95%的道路绿地分别为较缺乏和严重缺乏;土壤有效磷含量在4.68~184.46 mg·kg^?1,平均值45.66 mg·kg^?1,其中19.58%和1.67%的道路绿地分别为较缺乏和严重缺乏;土壤有效钾含量在72.35~449.64 mg·kg^?1,平均值177.60 mg·kg^?1,有效钾含量不缺乏。2)裸露土壤0?30 cm土层有机质、碱解氮、有效磷和有效钾均显著高于30?60 cm土层(P<0.05);植被覆盖土壤0?30 cm土层中碱解氮和有效钾均显著高于30?60 cm土层(P<0.05)。3)土壤pH分组研究表明,土壤pH与有机质、碱解氮、有效磷存在显著的负相关关系(P<0.05),高pH是限制兰州市道路绿地土壤养分发挥的重要因子。4)植被覆盖显著降低土壤pH(P<0.05),显著提高有机质、碱解氮和有效磷含量(P<0.05)。因此,对裸露地表进行植被覆盖可有效改善道路绿地土壤存在的主要问题。