不同利用方式下草地土壤微生物及土壤呼吸特性

通过对呼伦贝尔羊草(Leymus chinensis)草甸草原土壤呼吸特性及土壤微生物的测定,研究了3种不同利用方式(围封、放牧和刈割)对天然草地土壤呼吸特性及土壤微生物的影响,为草甸草原土壤呼吸研究提供基础理论依据。结果表明:不同利用方式下土壤呼吸速率、土壤微生物量碳含量与土壤酶活性(除脲酶)均表现为草地围封比放牧和刈割呼吸速率高(含量高、活性强);土壤微生物量氮含量、脲酶活性和微生物数量表现为草地放牧和刈割比围封的含量高(活性强、数量多);土壤微生物量碳、氮含量、土壤酶活性(除脲酶)和土壤微生物数量均以表层(0～10cm)最高(活性最强、数量最多),随着土层深度增加而降低(活性下降、数量减少)。土壤呼吸速率与微生物量碳、土壤酶活性(除过氧化氢酶)成正相关,与微生物量氮、过氧化氢酶和微生物数量成负相关,其中只与微生物量氮相关性显著,而其余之间均不显著。     

利用方式对贝加尔针茅草原土壤微生物群落结构与土壤酶活性的影响

土壤微生物和土壤酶活性是影响土壤生态系统物质循环和能量流动的主要驱动力。研究3种利用方式(围封、放牧和刈割)对贝加尔针茅草原土壤微生物群落结构与土壤酶活性的影响,为探索草原可持续利用提供基础数据。结果表明：围封、放牧和刈割利用下土壤微生物PLFA总量分别为30.24nmol/g、16.22nmol/g和14.52nmol/g,且均呈显著差异。0～30cm土层,土壤蔗糖酶活性表现为围封>放牧>刈割;土壤脲酶和碱性磷酸酶活性均表现为刈割>围封>放牧,土壤过氧化氢酶活性在不同利用方式间没有显著差异。土壤微生物PLFA总量与土壤脲酶、蔗糖酶、碱性磷酸酶活性以及pH值、有机碳、全氮、微生物量碳均呈极显著或显著的相关关系。刈割会增加土壤脲酶和碱性磷酸酶活性,但土壤微生物PLFA总量最低;围封相对于放牧有利于增加土壤酶活性和土壤微生物群落结构。综合比较,围封更有利于遏制贝加尔针茅草原的退化。     

刈割耙除对草地土壤呼吸的影响

以中国北方退化天然草地为研究对象,测定草地刈割耙除处理后土壤温度、含水量和土壤呼吸,探讨土壤温度、含水量和土壤呼吸的变化规律及对刈割耙除的响应,并利用根空斑/根排除法测定了草地根空斑呼吸,为草地的恢复实践提供理论基础。结果表明:刈割耙除处理后草地生长季节土壤温度升高,处理组地表、地下5 cm、地下10 cm、地下15 cm和地下20 cm平均温度达到21.39,18.55,18.29,17.94和17.44℃,高于对照组的19.85,17.20,16.95,16.59和16.43℃,其中地表及地下15 cm温度显著高于对照样地(P＜0.05)。刈割耙除后草地土壤含水量降低,处理组土壤0~10 cm,10~20 cm和20~30 cm含水量分别达到7.33%,8.15%和8.56%,显著低于对照样地的10.33%,10.74%和12.22%(P＜0.05)。刈割耙除使8月中下旬草地土壤呼吸显著降低(P＜0.05),但对生长季其余时间的土壤呼吸无显著影响。对根空斑呼吸的研究表明,试验地土壤中根呼吸和微生物呼吸之比为1∶3。因此,刈割耙除处理能够提高草地土壤温度,降低土壤含水量,但对7月和9月草地土壤呼吸无影响。     

水热因子对克氏针茅草原土壤呼吸及其土壤温度敏感性的影响

作为内蒙古重要的草地资源,克氏针茅草原在我国畜牧业生产中占有重要的地位。土壤呼吸是大气与陆地生态系统碳循环的主要通量,是土壤碳输出的主要途径。试验区设置在内蒙古锡林浩特市东部毛登牧场内以克氏针茅建群的典型草原;在2011-2013年采用开顶式生长室(OTC)对试验样地进行模拟增温增雨处理,在生长季(5-9月份)使用开路式土壤碳通量测量系统(LI-8100, LI-COR,NE) 对试验样地土壤呼吸强度进行测定;同时监测试验样地气温、土壤温湿度等环境因子,采集土壤样品并室内分析土壤养分特征和微生物生物量,并对土壤呼吸与环境因子间进行相关性分析。克氏针茅草原土壤呼吸受空气温度和土壤含水量影响显著(P<0.05),分别呈现出二项函数和线性相关关系;不同处理下土壤呼吸在相同时间存在显著差异(P<0.05),2012年增温增雨与增温处理下土壤呼吸速率分别为2.60和1.96 μmol/(m²·s), 2013年增温增雨与增温处理下土壤呼吸速率分别为3.38和2.09 μmol/(m²·s);增温增雨处理下,克氏针茅草原空气温度的升高和土壤含水量的降低均对土壤呼吸产生了抑制。土壤呼吸温度敏感度(Q₁₀)在2011-2012年中增温增雨处理明显高于对照处理和控温处理;2011-2013年控温处理都低于对照处理。本研究表明,土壤呼吸主要受水热条件影响,并且空气温度升高和土壤含水量的降低均对土壤呼吸有抑制作用,增温增雨处理下土壤呼吸速率要高于增温处理;土壤呼吸温度敏感系数与土壤温度、土壤含水量、土壤有机碳、全氮和微生物等环境因子之间的关系较为复杂,还有待深入研究。     

不同刈割年限天然草地土壤呼吸特性研究

通过对呼伦贝尔草甸草原土壤呼吸特性及土壤微生物的测定,研究4种不同刈割方式对天然草地土壤呼吸特性及土壤微生物的影响,为草甸草原碳收支研究提供基础理论依据。结果表明:刈割对天然草地土壤呼吸速率、微生物量碳氮、土壤酶活性和微生物数量存在一定影响。4种不同刈割年限的天然草地土壤呼吸速率的日最高值均出现在12:00-14:00之间,对照区最高为4.874 mg·m^-2·h^-1,两年刈割区为4.603 mg·m^-2·h^-1,一年刈割区为4.230 mg·m^-2·h^-1,三年刈割区最低为4.154 mg·m^-2·h^-1;随着刈割年限的增加土壤呼吸速率呈现降低趋势。土壤微生物量碳、氮含量、土壤酶活性(除脲酶)以及微生物数量在表层(0~10 cm)含量最高(活性最强、数量最多),均表现出随土壤深度增加而降低(活性下降、数量减少)。微生物数量变化规律与土壤呼吸速率变化结果一致,而微生物量碳、氮含量则是两年刈割区最高,除脲酶其他3种酶也是两年刈割区酶的活性最强,而脲酶各层酶活性变化不规律。土壤呼吸速率与微生物量碳、氮,蛋白酶、转化酶、过氧化氢酶、微生物数量呈正相关,与脲酶呈负相关。     

不同利用方式对贝加尔针茅草原土壤活性有机碳的影响

土壤活性有机碳能够准确反映土壤有效性,表征土壤质量变化,是探索可持续草地管理措施的关键指标之一。以内蒙古贝加尔针茅草原为研究对象,采用围封、放牧和刈割野外控制试验,探讨不同利用方式对土壤有机碳（SOC）和活性有机碳的影响,发现不同利用方式下土壤SOC含量表现为围封>刈割>放牧,其中围封区和刈割区土壤SOC含量显著大于放牧区,围封区与刈割区土壤SOC含量差异不显著,在土壤活性有机碳中土壤可溶性有机碳（DOC）含量表现为放牧>围封>刈割。土壤微生物量碳（MBC）和土壤易氧化有机碳（ROC）含量均表现为围封>刈割>放牧,围封区与刈割区土壤MBC和土壤ROC平均含量差异不显著,且均显著大于放牧区。土壤MBC、ROC和SOC之间呈极显著相关性（P<0.01）。土壤ROC和土壤MBC与土壤全氮和土壤全磷呈极显著相关性（P<0.01）。围封与刈割有利于土壤SOC、MBC、ROC的提升,放牧对土壤DOC有一定累积作用。围封和刈割增强了土壤SOC的稳定性,活性有机碳与土壤有机碳和土壤理化性质密切相关,能够敏感地反映土壤有机碳的变化。     

刈割强度对大针茅草原植物群落特征和土壤理化性质的影响

探究不同刈割强度对大针茅典型草原植物群落特征以及土壤理化性质的影响,可为大针茅草原制定合理科学的刈割制度提供理论依据。本研究以大针茅典型草原为对象,于2020年在内蒙古锡林浩特市毛登牧场刈割实验平台进行野外植被调查和取样。该实验平台于2014年建立,以不刈割为对照（CK）,设置轻度（LM）、中度（MM）及重度刈割（HM）3个处理。本研究通过计算物种重要值和多样性指数,测定植物群落地上、地下生物量以及土壤理化性质,探究群落特征与土壤理化性质的关系。结果表明：1）与不刈割相比,不同刈割强度均增加了新物种,且中度刈割的物种数最多;与不刈割相比,不同刈割强度均显著增加了群落的丰富度和Shannon-Wiener指数,且轻度刈割显著增加了优势度和均匀度指数,表明轻度刈割最有利于群落多样性的维持;不同刈割强度对大针茅草原的生产力均无显著影响;2）土壤全碳、全氮和pH均在中度刈割时最高,且显著高于不刈割,表明中度刈割对土壤养分有积极影响;3）硝态氮是影响草地生产力的主要土壤因子,土壤含水量是影响草地群落多样性的主要土壤因子。本研究可为大针茅典型草原群落结构、物种多样性以及生产力等方面的研究提供重要参...     

不同刈割间隔对羊草草甸草原割草地土壤呼吸的影响

研究不同刈割方式对呼伦贝尔草甸草原土壤呼吸特性的影响,以及土壤呼吸速率与局域气候因子的关系。结果表明:不同刈割年限土壤含水量总体变化趋势为1年刈割区2年刈割区3年刈割区对照区,其数值分别为10.12%,9.82%,9.60%,8.73%;天然割草地土壤呼吸速率的日最高值出现在12:00～14:00,不同刈割年限草地土壤呼吸速率,总体变化趋势对照区1年刈割区2年刈割区3年刈割区;近地面的相对湿度、CO2浓度、大气温度均对土壤呼吸速率具有明显影响,而大气压对其没有影响。     

黄土高原紫花苜蓿草地土壤呼吸对刈割的响应

摘要：使用动态密闭气室红外CO2分析法（IRGA）测定黄土高原地区不同刈割时间处理的紫花苜蓿（Medicago sativa）草地土壤呼吸速率日动态,分析土壤呼吸与土壤温度、大气温度和大气湿度间的关系。结果表明,CO2日排放量表现为未刈割极显著大于5月27日刈割处理（P<0.01）,不同刈割时间处理间差异不显著（P＞0.05）,说明合理刈割减少了CO2排放量。土壤呼吸速率全天最低值均出现在06:00日出前,但最大值在不同刈割时间处理中不一致。土壤呼吸和5 cm土壤温度呈指数关系,与大气温度呈一元二次函数关系,与大气相对湿度呈负线性相关关系。     

典型草原恢复演替过程中土壤性状动态变化研究

为探讨典型草原恢复演替过程中土壤性状的变化规律,在内蒙古太仆寺旗典型草原选取不同围封年限,处于不同恢复演替阶段的生长季围封(4-9月围封)恢复草地为研究对象,同时选取自由放牧草地为对照,开展典型草原恢复演替过程中土壤物理、化学和生物学特性的系统研究。结果表明,1)典型草原恢复演替过程中,土壤性状发生了一系列演变,与自由放牧草地相比,围封7,10,13,20年,土壤0~30 cm土层容重显著下降,＜0.05 mm的粘粉粒含量和孔隙度显著增加(P＜0.05);土壤有机质、全氮、全磷、速效氮、速效磷、速效钾、微生物数量、微生物量碳、微生物量氮显著增加(P＜0.05),酶活性增强,以0~10 cm土层增加最为明显,表现出明显的表聚现象。2)典型草原在围封恢复过程中若连续多年刈割利用,容易导致土壤结构再次恶化,土壤质量下降,草地发生二次逆行演替。因此,退化草地恢复演替过程中的合理利用问题(如合理的割草制度)有待进一步研究。     

北方农牧交错带典型草地土壤呼吸及其组分对刈割强度的响应

为探究草地土壤呼吸及其组分对不同刈割强度的响应，本试验以山西省右玉县农牧交错带典型草地生态系统为研究对象，于2016年按照留茬高度设置4个刈割强度（不刈割、轻度刈割（留茬10 cm）、中度刈割（留茬5 cm）和重度刈割（留茬2 cm）），用浅环和深环区分草地土壤的总呼吸和异养呼吸，分别在2017和2018年的5—9月利用Li-840静态箱法测定土壤呼吸速率。研究结果表明：土壤呼吸及其组分的速率受土壤温度的调控表现出明显的季节动态，峰值均出现在8月初；刈割主要通过影响土壤异养呼吸对土壤总呼吸产生影响；轻度刈割有降低土壤呼吸及其组分速率的趋势，在中度刈割下，土壤异养呼吸速率有增加趋势，而土壤自养呼吸速率有降低的趋势，土壤总呼吸速率没有明显变化，在重度刈割下，土壤总呼吸和异养呼吸的速率均有增加的趋势，而土壤自养呼吸的速率呈降低趋势。因此，中度刈割对土壤CO₂的排放影响较小，建议中国北方农牧交错带典型草地割草利用留茬5 cm。     

不同放牧管理模式对高寒草甸草原土壤呼吸特征的影响

为探讨不同放牧管理模式对青藏高原东缘高寒草甸草原土壤呼吸速率的影响,于2014年5－10月用土壤呼吸测量仪（LI-8100A,LI-COR,Lincoln,USA）对禁牧（NG）、全生长季休牧（RG）、传统夏季休牧（TG）和全年连续放牧（CG）4种不同放牧管理模式高寒草甸草原土壤呼吸速率进行测定,并分析了土壤呼吸速率与其影响因子间的关系。结果表明：1）不同放牧管理模式高寒草甸草原土壤呼吸速率月动态均表现出先增加后降低的变化态势,峰值出现在8月,除 CG 外,8月显著高于其余月份;2）在整个生长季,NG,RG 和 TG 平均土壤呼吸速率显著高于 CG,其中,NG 和 RG 间无显著差异,但均显著高于 TG;3）除 CG 外,NG,RG 和 TG 土壤呼吸速率与土壤温度呈显著正相关,Q10值排序为：NG＞RG＞TG＞CG;4）土壤质量含水量对土壤呼吸速率的影响存在一个临界值,30％左右为临界值,在此之前二者呈正相关,此后呈负相关;5）地上、地下生物量均与土壤呼吸速率呈显著正相关。在保障牧民收入稳定的前提下,为实现草地资源的可持续利用与牧草的更新,相对于全年禁牧,全生长季休牧既可充分利用牧草资源,也能有效保护草地系统稳定与生态恢复,是青藏高原高寒草甸草原类草地放牧管理的理想选择。     

格姆滩黑土滩人工草地土壤水分动态研究

通过对青海草地早熟禾人工草地和“黑土滩”退化草地土壤水分动态的研究,结果表明：两样地0—20cm土层土壤含水量变化趋势均为先增高,后降低,人工草地7月下旬土壤含水量达到最高值,“黑土滩”退化草地8月下旬达到最高值;各个时期土壤平均含水量人工草地总体上高于“黑土滩”退化草地;各时期0－20cm土壤水分垂直变化,人工草地随土层深度的增加而减小,“黑土滩”退化草地总体上随土层深度的增加而增大。     

修剪频率对混播草坪土壤呼吸特征的影响

以草地早熟禾(Poa pretensis)和高羊茅(Festuca arundinacea)混播草坪为研究对象,采用开路式土壤碳通量测量系统Li-8100对不同修剪频率下草坪的土壤呼吸昼夜变化特征进行研究,旨在探讨修剪对城市草坪土壤呼吸特征的影响。结果表明:草坪在1周修剪1次、2周修剪1次和常规修剪(对照)这3种情况下,其土壤呼吸速率昼夜变化均呈单峰曲线模式,且3种情况下草坪土壤呼吸速率日最高值均出现在12:00-14:00,而日最低值出现的时间不一;从草坪土壤日呼吸总量来看,6月与7月草坪在1周修剪1次处理、2周修剪1次处理和对照之间差异均不显著,8月草坪在1周修剪1次处理下与对照之间差异不显著,而两者与草坪2周修剪1次的处理之间差异显著(P<0.05);从整体来看,3种情况下草坪的土壤呼吸速率均与5 cm土层地温成显著正相关(P<0.05),与其他温度指标的相关性因不同月份和不同处理而不同,而草坪土壤呼吸的Q₁₀值的大小基本上都随着土层深度增加而增加。     

放牧对草原土壤呼吸的影响

草地生态系统土壤呼吸受土壤温度、土壤湿度、土壤有机物与C/N等非生物因素,叶面积指数、植物光合作用、植被凋落物、根系生物量与土壤微生物等生物因素和人类活动的综合影响.其中放牧是人类活动中对土壤呼吸影响的主要方式之一.放牧通过对草地土壤的物理结构与化学成分的影响.进而影响土壤呼吸.本研究具体阐述这些因素变化对土壤呼吸产生...