不同植被恢复措施下高寒沙化草地植被与土壤变化特征

草地沙化是青藏高原草地生态环境恶化的显著问题之一,为研究不同恢复措施对高寒沙化草地植被与土壤的影响,以沙化草地（DG）、人工草本恢复草地（AG）、人工灌丛恢复草地（AS）以及天然草地（NG）为研究对象,基于植被群落和土壤特征的变化及两者的相互关系,评价了不同人工植被恢复措施对高寒沙化草地22年的恢复效果。结果表明：（1） AG和AS分别使DG的地上生物量增加至109.21,1 293.21 g/m²,但2种恢复措施的草本地上生物量均显著低于NG,而AG的植被群落物种丰富度比AS显著低31.48%（p<0.05）。（2）与DG的0—10 cm表层土壤相比,AG的土壤孔隙度、含水量、总碳和总氮含量分别显著提高7.94%,67.95%,22.09%和257.14%,AS的这些指标也分别显著提高6.41%,43.00%,17.18%和242.86%;但2种恢复措施的土壤碳氮养分含量均显著低于NG （p<0.05）。（3） AS和AG的土壤有机碳矿化总累积量分别比DG显著提高133.39%和116.96%,但均显著低于NG,2种恢复措施间无显著差异（p>0.05）。可见,人工植被恢复措施显著促进沙化草地植被以及土壤恢复,但灌丛恢复更有利于提高植被物种丰富度,而草本恢复更有利于增加沙化草地土壤水分。     

黄河源区人工草地植被群落和土壤养分变化

[目的]研究黄河源区不同年限人工草地植被群落特征和土壤养分的动态变化,揭示高寒地区人工草地稳定机制与演替规律,为退化高寒草甸(湿地)的近自然恢复和缩短退化草地恢复时间提供理论依据。[方法]选择黄河源区青海省玛沁县3,11,17 a单播垂穗披碱草人工草地,对植被与土壤养分特征进行调查。[结果]随着种植年限增加,人工草地优势种垂穗披碱草盖度降低,植物总盖度、生物结皮盖度、杂类草盖度以及生殖枝数量呈倒"V"型变化,而原生植被莎草科植物盖度、物种多样性逐渐增加,17 a人工草地中莎草科植物的盖度是3,11 a的10倍;人工草地土壤养分中全氮、全钾、速效氮、速效钾以及有机质随年限增加呈现积累趋势,土壤pH值逐渐趋于中性。土壤全氮含量在不同恢复年限之间差异最大,平均准确率降低度为25.71,有机质含量次之,其平均准确率降低度为18.55,而全钾含量及均匀度指数最小,平均准确率降低度均小于5。[结论]高寒地区人工草地群落结构和土壤营养随着建植时间的延长在逐渐恢复,建植17 a的人工草地土壤全氮、有机质含量仅是原生高寒草甸土壤的50%左右,因此,17 a人工草地土壤养分完全恢复还需要较长时间。     

若尔盖高寒草地沙化对土壤活性有机碳组分的影响

为了解若尔盖高寒草地沙化对土壤活性有机碳组分的影响,采用空间代替时间的方法,通过野外土壤采集,并结合室内化验分析,研究了若尔盖高寒草原不同沙化阶段土壤有机碳及其活性组分的含量和变化特征。结果表明:沙化对高寒草地0—60cm土层土壤有机碳含量具有显著影响,随沙化程度加剧,土壤总有机碳、溶解性有机碳、易氧化有机碳和微生物量碳含量均呈现显著下降的特征,极重度沙化阶段较潜在沙化阶段分别减少了74.76%,80.24%,76.02%和83.24%;活性有机碳组分的损失较土壤总有机碳明显,其中微生物量碳含量的下降幅度最大;随土层深度的增加,沙化草地土壤有机碳含量及其变化量均呈下降趋势,其中,0—20cm土层土壤有机碳含量变化最为显著;土壤总有机碳、溶解性有机碳、易氧化有机碳和微生物量碳含量均呈极显著正相关关系(P0.01)。     

沙化对高寒草地土壤碳、氮、酶活性及细菌多样性的影响

高寒草地沙化是青藏高原生态安全的严峻威胁,研究沙化过程中土壤碳氮和微生物变化有助于揭示驱动高寒草地沙化演替的生物学机制.以川西北沙化高寒草地为研究对象,分析了未沙化、轻度沙化、中度沙化和重度沙化程度下土壤碳氮、酶活性以及细菌多样性的变化.结果表明:中度和重度沙化显著降低了土壤有机碳、溶解性有机碳、微生物量碳、全氮、可溶...     

川西北不同沙化程度草地土壤细菌群落特征

研究川西北不同沙化程度草地（未沙化草地、轻度沙化草地、中度沙化草地、重度沙化草地）土壤细菌多样性和群落结构特征,利用Illumina二代高通量测序技术MiSeq对土壤细菌的16 SrRNA V₃—V₄可变区进行测序,研究土壤细菌多样性、物种组成和丰富度,并结合土壤理养分探讨影响细菌群落结构的环境因素,对发挥土壤潜在肥力,了解土壤健康状况,实现该区植被的管理与可持续利用有着重要的意义。结果表明:（1）不同沙化草地土壤养分具有明显差异,依次表现为:随着沙化程度的增加,土壤pH值逐渐增加,而土壤有机碳、全氮、全钾、碱解氮和速效磷逐渐降低;（2）不同沙化程度草地土壤样品中共检测到细菌的32个门,65个纲,169个目,优势菌门为变形菌门（Proteobacteria）、放线菌门（Actinobacteria）、酸杆菌门（Acidobacteria）、绿弯菌（Chloroflexi）、浮霉菌门（Planctomycetes）,主要的优势菌纲为放线杆菌纲（Actinobacteria）、α-变形菌纲（α-Proteobacteria）、酸杆菌纲（Acidobacteria）、β-变形菌纲（β-Proteobacteria）、浮霉菌纲（Planctomycetacia）,与沙化草地相比,未沙化草地优势菌主要是变形菌门（Proteobacteria）和放线菌门（Actinobacteria）;（3）随着沙化程度的增加,OUT数目、Chao指数、Ace指数、Shannon指数逐渐减小,其中不同沙化草地土壤细菌覆盖率和Simpson指数差异不显著（p > 0.05）;（4）冗余分析和Pearson相关性分析表明,土壤pH值、土壤有机碳（SOC）和全氮（TN）是土壤细菌群落结构和多样性的主要影响因子。     

补播改良措施对沙化草地植被恢复的作用

在科尔沁沙地南缘,以严重沙化草地作为研究对象,通过布设人工补播试验,以及对飞播9a后沙化草地各植被群落特征的调查,研究了补播改良措施对沙化草地植被恢复的作用.结果表明:飞播措施和人丁补播措施对沙化草地植被恢复均具有显著作用.飞播9 a后的沙化草地,植被盖度、草群平均高度、草群密度以及地上生物量分别较对照样地提高了2.71倍、1.91倍、1.54倍和3.85倍.人工补播措施对改善沙化草地群落特征具有持久性,其中条播方式优于穴播和撤播方式.     

宁夏盐池县草地沙化对植被与土壤特征的影响

通过野外调查和室内分析相结合的方法,研究了盐池县不同沙化程度下草地植被特征和土壤特性的变化,以探讨植被和土壤对沙化的响应机制。结果表明,随着草地沙化程度的加剧,植被组成发生变化,多年生草本植物呈逐渐减少,一年生草本植物呈逐渐增加的趋势;生物多样性指数变化趋势为轻度沙化草地到中度沙化草地增加,自中度沙化草地至极度沙化草地先降低后又增加,中度沙化阶段是草地植物群落特征变化的重要转折时期。随着草地沙化加剧,土壤含水量、有机质、氮含量降低;重度沙化阶段土壤磷、钾含量最高,pH值和可溶性盐无明显变化规律。     

沙化对高寒草甸土壤磷素组分的影响

[目的] 土壤磷素组分决定着土壤演变过程中磷素的迁移和可用性。探讨高寒草甸不同退化程度下土壤磷组分的空间分布特征,为沙化草甸植被恢复提供科学参考。[方法] 以青藏高原若尔盖沙化高寒草甸土壤为研究对象,采用修正后的Hedley磷素分级方法,探究未沙化、轻度、中度和重度沙化程度下高寒草甸土壤磷组分变化。[结果] ①随着沙化程度的加剧,土壤有机碳、全氮、全磷、速效磷及含水量显著降低（p<0.05）;pH值显著升高（p<0.05）。②土壤树脂态磷（Resin-Pi）、碳酸氢钠磷（NaHCO₃-P）、氢氧化钠磷（NaOH-P）、稀盐酸无机磷（D.HCl-Pi）和浓盐酸磷（C.HCl-P）含量随沙化程度的加剧均出现显著（p<0.05）下降,其中在中度和重度沙化下有机磷组分含量较无机磷下降更为明显。③相关性分析显示,在高寒草甸沙化过程中土壤磷素组分的转化主要发生在D.HCl-Pi,NaHCO₃-P与氢氧化钠有机磷（NaOH-Po）组分之间;而HCl-P,NaOH-P和Resin-Pi是植物生长重要的磷源。[结论] 沙化对土壤碳氮、水分、pH值和磷素组分有显著影响,沙化导致土壤碳氮、水分及pH值和磷素组分发生不同程度的变异,且多发生于沙化中后期;在高寒草甸沙化土壤中HCl-P,NaOH-P和Resin-Pi是植物生长重要的磷源。     

围栏封育对沙化草地植被及土壤特性的影响

对宁夏自治区盐池县不同围封类型的沙化草地植被以及土壤有关特性进行了分析研究。结果表明:(1)围栏封育使植物组成发生了明显变化。(2)适度的围封年限(<8 a)可以使群落盖度、平均密度、地上生物量以及物种多样性明显提高,过长的围封年限(>19 a)反而使各植被数量特征以及物种多样性呈现下降趋势。(3)围栏封育可以降低土壤容重,增加土壤孔隙度,提高土壤含水量。表明适度的围封年限既有利于植被的恢复,又有利于土壤特性的改良。但过长时间的围栏封育会导致植被结构和功能的退化以及草地生产力下降。     

松嫩平原盐碱化人工草地土壤与植被群落空间变异特征研究

松嫩草地由于受太平洋季风气候的影响,具有较好的水热条件,且地势平坦,非常适宜畜牧业的机械化发展。在过去的几十年间,松嫩草地物种丰富度较高,优质的牧草以多年生的羊草为主,且在植被下形成了肥力较高的黑土。然而,松嫩草地独特的地形与高矿化度的地下水,导致了盐渍土与黑土接壤,因此松嫩草地生态环境较为脆弱。此外,由于草地的过度利用,导致了松嫩草地发生退化与盐碱化,进而使得草地生产力降低。较低的草地生产力已成为限制该区域畜牧业发展的主要因素,而草地生产力与土壤水盐动态密切相关。故本研究以松嫩盐碱化人工草地为研究对象,采用经典统计学与地统计学相结合的方法,对松嫩平原西部地区的盐碱化人工草地土壤理化性质以及牧草生物学-生态学性质的空间变异特征进行研究。结果表明,0～15 cm和15～30 cm层土壤的pH、电导率（EC）、总碱度（TA）,以及土壤质量含水量（MWC）具有中度或强空间变异。此外,试验区域的生物多样性指数（SWI）、紫花苜蓿的株高（SH）、生物量干重（DM）与盖度（CD）均具有强烈的空间变异特征。回归分析结果表明,试验区域盐碱化人工草地紫花苜蓿产量可用公式Y(DM)=2699.73–276...     

青藏高原三江源区不同恢复期高寒草甸土壤线虫群落演变

青藏高原三江源地区的高寒草甸面临着严峻的退化问题，人工建植是三江源地区退化草地的重要修复方式。为探究地下生物对草地人工恢复措施的响应，本研究比较了三江源地区高寒草甸不同恢复期人工草地(建植1、5和10 a)的土壤线虫群落变化。结果显示：与原生植被样地相比，所有恢复期样地的植物地下生物量降低，土壤容重、pH、全磷、全钾和硝态氮含量升高，表明人工草地系统的初级生产力和土壤特性尚未恢复到原生草地状态。不同恢复期样地中土壤线虫的均匀度和多样性指数均显著高于原生植被样地。此外，不同恢复期样地的线虫多度、代谢足迹以及成熟度指数均随恢复年限的增加而增加。相关性分析结果表明，土壤线虫多度与植物地下生物量、土壤有机质、全氮、全磷、矿质氮和速效氮含量显著正相关(P<0.05)，与土壤pH、全钾和容重显著负相关(P<0.05)。尽管三江源区退化草地的人工恢复措施尚未完全恢复牧草生产力至原生植被状态，但土壤生物结构及功能具有改善的趋势，显示该地区退化草地生态系统具有较强的恢复潜力。     

灌丛化对高寒草地土壤有机碳组分的分异研究

草地灌丛化过程中植被优势群落类型的转变会通过凋落物及根系分泌物的数量和性质差异影响土壤有机碳（SOC）组分。为探索高寒草地土壤不同活性有机碳组分对灌木侵入的响应,本研究采用Stewart物理-化学联合分组方法,将青藏高原东缘四种典型灌丛化草地以及未灌丛化草地土壤有机碳分为游离态活性有机碳（nonprotected organic carbon,Non-C）、物理保护态有机碳（physically-protected organic carbon,Phy-C）、化学保护态有机碳（chemically-protected organic carbon,Che-C）和生物化学保护态有机碳（biochemically-protected organic carbon,Bio-C）,分析不同活性有机碳组分含量变化及其影响因素。结果表明：（1）灌木侵入对高寒草地表层土壤（0~10 cm）SOC含量影响不显著（P>0.05）,但不同活性有机碳组分含量有所分异。高山绣线菊（Spiraea alpina）和窄叶鲜卑花（Sibiraea angustata）灌木侵入降低了土壤Non-C和Bio-C组分（P<0.05）;金露梅（Potentilla fruticosa）灌木侵入降低了土壤Non-C组分（P<0.05）;小叶锦鸡儿（Caragana microphylla）灌木侵入降低了土壤Phy-C和Che-C组分（P<0.05）,而提高了土壤Bio-C组分含量（P<0.05）。（2）未灌丛化草地和灌丛化样地土壤均以Non-C组分为主,其次是稳定态有机碳库（Che-C和Bio-C）,而Phy-C占比最少。（3）土壤黏粒和全氮是影响高寒灌丛化草地土壤不同活性有机碳组分的主要因素,解释度共达51.2%。高寒草地灌木侵入过程中,灌木种类对不同活性土壤有机碳组分含量影响不一致,灌丛化草地和未灌丛化草地土壤表层均以Non-C为主,因此在外界扰动的情况下,该地区的有机碳库可能成为碳源。     

高寒草地灌丛化对土壤团聚体稳定性及其胶结物质的影响

团聚体是土壤有机碳重要的存储单元,其稳定性直接影响有机碳的固存。为探明草地灌丛化是否影响土壤团聚体稳定性及其胶结物质,本文以青藏高原东缘4种典型灌丛化草地(高山绣线菊Spiraea alpina、窄叶鲜卑花Sibiraea angustata、小叶锦鸡儿Caragana microphylla、金露梅Potentilla fruticosa)为研究对象,分析土壤团聚体稳定性(大于0.25 mm团聚体含量、平均重量直径(MWD)和分形维数及其胶结物质(团聚体有机碳、铁铝氧化物、钙键和铁铝键结合的有机碳)的含量,并分析各胶结物质对团聚体稳定性的影响。结果表明,(1)小叶锦鸡儿灌丛化显著降低2～0.25 mm和小于0.002 mm团聚体含量和团聚体稳定性(P<0.05),而其他3种灌丛化草地对土壤团聚体含量和稳定性影响不显著(P>0.05)。(2)小叶锦鸡儿灌丛化和窄叶鲜卑花灌丛化改变了团聚体胶结物质的含量。(3)团聚体胶结物质与MWD的增强回归树分析结果显示,高山绣线菊灌丛化草地土壤团聚体稳定性的主要贡献胶结物质为络合态铁(Fe_p)和无定形态铁铝(Fe     

青海共和盆地不同人工灌木群落土壤碳密度研究

共和盆地高寒沙区植被恢复区4种典型人工灌木林是柠条(Caragana korshinskii)、沙棘(Hippophae rhamnoides)、沙柳(Salix psammophila)和乌柳(Salix cheilophila)。土壤有机碳密度调查研究表明,不同灌木群落类型下的土壤有机碳密度(0~100 cm)由大到小是:沙棘9.42 kg/m2、沙柳6.73 kg/m2、乌柳6.06 kg/m2、草地4.56 kg/m2、柠条3.67 kg/m2。不同灌木林地0~100 cm土壤质地和分层状况不同,土壤有机碳含量随着土壤深度增加而减少,表层(0~10 cm)含量最高。与对照样地草地相比,位于丘间地的林地土壤有机碳含量均有不同程度的提高。     

青藏高原典型沙化区草地土壤质量评价

为了探究青藏高原沙化区草地土壤质量变化,采用主成分分析法筛选具有代表性的土壤质量指标构建最小数据集,计算土壤质量指数SQI(Soil Quality Index),评价了青藏高原海晏县、共和县、贵南县3个典型沙化区不同沙化程度下的土壤质量变化特征。结果表明:(1)随着沙化程度的减弱,3个典型沙化区草地的地上生物量均值由0增大至(0.8±0.18)kg/m²; 土壤有机质、全氮、全钾、全磷、速效钾、速效磷、碱解氮等养分含量增大,土壤阳离子交换量(CEC)增大了87.28%; 土壤容重减小了33.62%;(2)3个典型沙化区内不同沙化程度下,贵南县森多镇土壤质量最好,其次为共和县铁盖乡,海晏县三角城镇土壤质量最差;(3)最小数据集与全数据集的土壤质量指数呈现极显著相关关系,表明采用最小数据集法代替全数据集法评价典型区沙化草地土壤质量是行之有效的。综上所述,沙化区草地的土壤质量随沙化程度的加剧逐渐降低,不同沙化区草地土壤质量存在空间差异性。     

高寒草甸土壤温室气体释放对水分变化的响应

青藏高原未来气候变化引起的降水量再分配,将影响土壤水分含量状况,这会对土壤温室气体的释放产生直接影响。为了探明土壤含水量对土壤温室气体释放的影响,以青藏高原高寒草甸土为研究对象,采用室内培养的方法,研究了田间持水量30%、45%、60%、75%和90%不同水分梯度对土壤CO2、CH_4和N_2O三种温室气体释放的影响。结果表明:(1)高寒草甸土壤CO_2和N_2O累积释放量在土壤水分含量为田间持水量的60%时最大,分别为2.74 g kg~(-1)和1.54 mg kg~(-1);(2)土壤水分含量在田间持水量的30%~60%范围内,高寒草甸土壤是CH_4的"汇",土壤水分含量在田间持水量的75%~90%范围内,高寒草甸土壤转变为CH_4的"源";(3)CH_4累积释放量与土壤NO_3~--N含量呈极显著负相关关系,N_2O累积释放量与土壤NO_3~--N含量呈显著负相关关系;(4)不同水分梯度高寒草甸土壤释放温室气体的全球增温潜能(GWP)由大至小顺序为:60%75%90%45%30%。研究结果可为未来气候变化背景下青藏高原高寒生态系统土壤温室气体释放的估算和管理提供一定的科学依据。     

平行高立式沙障对严重沙化草地土壤有机质含量及颗粒组成的影响

 为探索沙化草地植被恢复新途径,进而为制止草地退化制定有效措施提供理论支持,在草地严重沙化后形成的沙丘,且其上设置有不同年龄(2～3年和4～5年)平行高立式芦苇沙障的地段,分别对沙丘不同部位(迎风坡、背风坡和丘间低地)及沙障不同位置(沙障迎风面、背风面和两沙障中间)土壤有机质含量和土壤颗粒组成(机械组成)进行测定,并以同类型未设沙障的地段作对照,对平行高立式沙障治理严重沙化草地的效益进行了研究。结果表明,在严重沙化草地设置平行高立式沙障,可显著提高土壤有机质含量,土壤颗粒组成中,较粗的沙粒含量减少,较细的沙粒含量增加。     

青藏高原高寒草原草甸土壤团聚体及养分因子变化特征

为探讨青藏高原高寒草原草甸的土壤团聚体稳定性及有机碳等养分因子的变化分布,在青海省三江源区高寒地带选取样点分层采集土壤样品,进行室内测定并分析2种植被下土壤团聚体和养分因子的变化特征。结果表明：研究区土壤>0.25 mm水稳性团聚体含量（WSA）、平均质量直径（MWD）与几何平均直径（GMD）均为草甸>草原,而分形维数（D）与结构体破坏率（PAD）为草原>草甸,即青藏高原高寒草甸土壤团聚体稳定性大于高寒草原。高寒草甸土壤稳定性及养分含量随土层深度增加显著降低（P<0.05）,草原土壤稳定性和养分含量随土层深度无显著变化趋势。高寒草原土壤稳定性与各养分含量随海拔升高而降低,高寒草甸土壤团聚体稳定性与养分随海拔升高先降低后增加。高寒草甸土壤团聚度与养分含量呈极显著相关（P<0.01）,高寒草原土壤团聚度与养分无显著相关;>4,4~2,2~1 mm粒级团聚体是影响研究区土壤养分含量的主导粒径,其稳定性程度主要受大团聚体作用。研究结果对于青藏高原土壤质量评价、生态环境保护具有重要科学意义。