黄土丘陵区白羊草与达乌里胡枝子混播的光合生理日变化研究

采用生态替代法,按照白羊草(Bothriochloa ischaemum,B)和达乌里胡枝子(Lespedeza davurica,D)行比设置了7种混播比例组合(即0∶10, 2∶8, 4∶6, 5∶5, 6∶4, 8∶2和10∶0),比较研究了白羊草在不同混播比例组合下的光合生理日变化特征。结果表明:不同混播比例组合下,白羊草光合速率日变化均呈双峰曲线,具有明显的光合"午休"现象,峰值分别出现在10:00和16:00左右,峰谷出现在12:00左右;除B4D6比例下白羊草蒸腾速率日变化呈双峰曲线外,其他比例下均呈单峰曲线;各混播比例组合下白羊草叶片水分利用效率日变化均呈双峰曲线,峰值和峰谷出现时间与光合速率一致。相比其他组合比例,白羊草在B8D2和B6D4比例下均具有较高的P_n日均值,较低的T_r日均值和较高的WUE_L日均值,说明这2种组合比例有利于改善其光合作用,提高其叶片水分利用效率。     

混播种类与混播比例对豆禾混播草地浅层土壤养分的影响

以3种豆科牧草与3种禾本科牧草在混播种类为3、4、5、6与豆禾比5∶5、4∶6和3∶7条件下建立混播草地。依据2008-2010年各混播处理的土壤浅层有机质、氮、磷、钾养分含量,分析了混播种类与豆禾混播比例对土壤养分分布与积累规律的影响。结果表明,豆禾牧草混播后,土壤碱解氮较单播禾草增加,土壤有效磷则较所有单播草地都增加。随着豆科牧草比例的减少,土壤有机质、碱解氮、全磷和有效磷含量呈减少趋势。混播种类较少时土壤有机质、全氮、有效磷、全钾含量较高,而土壤碱解氮、速效钾含量较低;混播种类较多时土壤碱解氮、速效钾含量较高,而土壤有机质、全磷、有效磷、全钾含量较低。双因素方差分析结果表明,混播种类及混播种类与混播比例的交互效应是影响土壤养分差异的主导因素,而混播比例仅对土壤全磷、全钾含量造成了显著影响(P0.05)。因此,豆禾牧草混播有利于改善土壤速效氮、磷养分的供应,而增加豆科牧草的比例并没有显著增加土壤养分供给(P0.05)。     

不同混播方式下燕麦+箭筈豌豆混播草地的生产性能及土壤养分特征

为阐明混播方式对燕麦(Avena sativa)+箭筈豌豆(Vicia sativa)型豆禾混播草地混播优势的影响,在新疆昭苏盆地采用同行混播、异行混播与不同豆禾比的播种方式建植混播草地,利用牧草产量、营养物质产量和籽粒产量等指标分析混播方式对生产性能优势的影响,以不同混播方式下土壤养分变化与生产性能的内在联系为依据,探讨生产性能优势获得的途径。结果表明,1)燕麦与箭筈豌豆混播可获得混播优势,其中同行混播+豆禾比50∶50、异行混播+豆禾比50∶50和同行混播+豆禾比75∶25组合牧草产量和种子产量优势明显,生产性能较高。2)混播方式对土壤有机质和土壤全量养分影响较小,单播燕麦具有较高的土壤浅层速效磷含量,箭筈豌豆的生物固氮作用可增加土壤氮素养分的供应,而同行混播方式则有利于土壤碱解氮的积累。3)以混播群体结构作为控制因素时,牧草和粗蛋白产量依赖土壤氮素养分,与土壤速效磷含量呈负相关关系;以混播比例作为控制因素时,高箭筈豌豆混播比例下(80%和100%),土壤氮素养分可负向影响牧草和粗蛋白产量、牧草产量优势,否则则为正向影响,土壤速效磷含量负向影响牧草和粗蛋白产量、产量优势,正向影响种子产量优势,与混播比例无关联。因此,在冷凉牧区进行燕麦+箭筈豌豆型混播草地建植时,采取同行混播+豆禾比75∶25的混播组合既能提高土壤肥力,还能收获牧草产量和品质较优的草产品。     

科尔沁草甸草地土壤呼吸特征

在2010年,利用便携式CO2分析仪(Li-6400)对科尔沁草甸草地生态系统土壤呼吸进行测定,并根据同步观测的温度数据建立了土壤呼吸与土壤温度的关系模型.结果表明:土壤呼吸速率日变化表现为单峰型,最高值出现在下午14:00左右,最低值出现在凌晨;季节变化为夏季最大,为6.70～15.29 μmol·m-2·s-1,冬季最小,为0.02～3.21 μmol·m-2·s-1;土壤呼吸速率与土壤5cm温度呈显著指数相关,土壤温度能反映该草甸草地土壤呼吸的78.7％,Q10值为2.88;根呼吸约占土壤总呼吸的6.6％～29.4％,平均值为18.9％.     

混播草地禾草及土壤主要养分变化研究

在干旱条件下研究了豆科、禾本科牧草混播草地禾草粗蛋白质含量以及土壤耕层主要养分的变化。结果表明，生长第４年混播草地禾草叶片的粗蛋白质含量比单播禾草提高１９．１％，茎的粗蛋白质含量提高１８．１％；生长第３年混播草地土壤０￣３０ｃｍ的有机质提高８．５％，全氮提高１３．３％，速效钾提高１６．２％，全磷降低４．８％。     

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。     

水分胁迫和组合比例对白羊草与达乌里胡枝子叶绿素荧光参数的影响

通过盆栽控制试验,采用生态替代法,按照白羊草(Bothriochloa ischaemum)(B)和达乌里胡枝子(Lespedeza dauurica)(L)株数比设置7种组合比例(12∶0,10:2,8∶4,6:6,4∶8,2∶10,0∶12)和2种水分处理(正常供水和水分胁迫,分别为田间持水量的80%和40%),测定和比较了不同水分和组合比例下2草种的叶绿素荧光动力学参数。结果表明:短期水分胁迫对白羊草和达乌里胡枝子的F_o,F_m和F_v/F_m影响不显著,但显著降低了单播白羊草和除B81L4外其余混播比例中达乌里胡枝子的φ_(PSⅡ)和qP,说明白羊草和达乌里胡枝子均具有较强的抗旱性,其中白羊草对水分胁迫更为敏感;二者混播时白羊草抗旱性增强,达乌里胡枝子的降低。正常供水下B10L2中白羊草的φ_(PSⅡ)和qP大于单播;水分胁迫下B8L4中白羊草和达乌里胡枝子的φ_(PSⅡ)均大于单播,表明正常供水下B10L2比例有利于提高白羊草PSⅡ活性,水分胁迫下B8L4比例有利于改善白羊草和达乌里胡枝子的PSⅡ活性。     

沙地豆禾混播草地土壤酶与土壤养分对混播比例的响应

在科尔沁沙地以紫花苜蓿(Medicago sativa)和无芒雀麦(Bromus inermis)为材料,研究豆禾2 ∶ 2和豆禾1 ∶ 2两种间行混播比例对人工草地土壤养分和土壤酶活性的影响.结果表明:土壤养分含量(有机质、碱解氮、速效磷、有效钾)和土壤酶活性(脲酶、蔗糖酶、碱性磷酸酶、过氧化氢酶)均随土层加深而逐渐...     

不同混播方式下豆禾混播草地群落稳定性的测度与比较

以红豆草、紫花苜蓿、红三叶、鸭茅、无芒雀麦和猫尾草6种豆禾牧草在混播种类为3、4、5、6与豆禾比5∶5、4∶6和3∶7条件下建立混播草地。依据2008-2012年各混播组合的群落组分稳定性、功能稳定性和可入侵性,比较了21个豆禾混播组合的群落稳定性。从组分稳定性来看,含红豆草的组合豆科植物稳定性较差;而不含红豆草组合豆科植物稳定性较高;从功能稳定性来看,随着混播种类数量的增加,群落稳定性呈增加趋势,豆禾比4∶6的群落稳定性低于豆禾比5∶5和3∶7。从可入侵性来看,混播种类对其影响较小,豆禾比5∶5具有较高的稳定性。通过模糊综合评价,包含组分稳定性、功能稳定性和可入侵性3个方面的群落稳定性以豆禾比为4∶6较低,而混播种类对群落稳定性影响较小。因此,混播种类与比例仅能影响到群落稳定性的某一方面,还需探寻适宜的时空尺度与评价“标尺”下影响群落稳定性的其他因素。     

混播草地土壤种子库和田间杂草特征研究

为科学指导苜蓿—禾草混播草地的杂草防控,对其土壤杂草种子库特征和田间杂草发生规律进行了研究。结果表明,苜蓿(Medicago sativa L.)与无芒雀麦(Bromus inermis Leyss)、老芒麦(Elymus sibiricus L.)和直穗鹅观草(Roegneria turczaninovii(Drob.)Nevski)混播的2龄和3龄牧草地,共有25种杂草,土壤种子库容量和地面发生量最多的是灰绿藜(Chenopodium glaucum L.),其次为反枝苋(Amaranthus retroflexus L.)、稗草(Echinochloa crusgalli(L.)Beauv.)和猪毛菜(Salsola collina Pall.)。证实混播方式和比例对土壤杂草种子库容量不会造成根本性影响,但对描述土壤杂草种子库特征的指标变化产生影响。混播对土壤杂草种子库时空格局产生影响,每年6月和8月高峰入库期,由草种引起的变化幅度明显高于混播组合或比例引起的变幅,禾草变幅普遍高于苜蓿,无芒雀麦最易使杂草入侵而激增库容量,混播中禾草比例增加会促使杂草库容量增加,垂直分布上地表层0～5cm库容量变幅最为明显。     

海拉尔地区苜蓿栽培草地土壤呼吸特性研究

使用便携式土壤呼吸测定仪(Li-6400)测定不同苜蓿品种栽培草地的土壤呼吸,并同步测定植株根系形态指标、土壤层温度、大气温度和土壤含水量。结果表明,黄花苜蓿(Medicago falcata)、龙牧801(M.sativacv.Longmu801)和肇东苜蓿(M.sativacv.Zhaodong)草地土壤呼吸的日最高值均出现在6:00,最低值分别出现在14:00、8:00和12:00,杂花苜蓿(M.varia)草地土壤呼吸速率最大值出现在8:00,最低值出现在14:00;4个苜蓿品种草地土壤呼吸速率值总体变化趋势是肇东苜蓿黄花苜蓿、杂花苜蓿龙牧801;土壤呼吸与植株根系、土壤温度呈线性正相关,与大气温度呈一元二次函数正相关,与土壤含水量呈负相关。     

黄土高原农田土壤呼吸特征及其影响因素

2007年使用动态密闭气室红外CO₂分析法(IRGA)对黄土高原地区豌豆农田土壤呼吸进行观测,综合分析了水热因子对土壤呼吸日、季节变化的影响。结果表明,该区豌豆田土壤呼吸日、季节变化趋势均呈“单峰型”曲线;夏季日变化最高和最低值分别出现在11:00-13:00和0:00-3:00,日平均值接近9:00和19:00的观测值;冬季日变化最高和最低值分别出现在13:00-15:00和21:00-0:00,日平均值接近于9:00和17:00的观测值;全年土壤呼吸速率最大值出现在7月份(豌豆开花结荚期),最小值出现在12月份。分析表明:温度是该农田生态系统土壤呼吸日、季节变化的主要影响因素;而土壤水分变化与土壤呼吸季节变化的相关性较差。该区土壤呼吸存在“负通量”现象。     

希拉穆仁围封草原土壤呼吸通量研究

利用ACE土壤呼吸作用自动测定仪对希拉穆仁草原围封6年的克氏针茅(Stipa krylovii)群落从4月末至10月初每隔10 d进行土壤呼吸作用日动态监测,并结合土壤温度和水分状况分析其复合相关关系.结果表明,1)生长季内土壤呼吸日动态均呈单峰曲线,最高值出现在中午12:00-14:00,夜间土壤呼吸速率很低,最低值...     

黄土丘陵区白羊草群落光谱特征对氮磷添加的响应

为利用草地群落光谱参数来评价氮磷施肥效应,本研究以安塞纸坊沟流域内白羊草(Bothriochloa ischae-mum)群落为研究对象,测定计算不同氮磷添加[N处理:0(N0),25(N25),50(N50)和100(N100)kg N·hm-2·a-1;P处理(以P2O5计):0(P0),20(P20),40(P4...     

桑科草原不同草地利用方式土壤呼吸的动态研究

为探寻更加合理的草地利用方式,以甘肃省夏河县桑科乡高寒草原为研究区,分别设置放牧草地,放牧+施肥草地,放牧+划破补播草地、封育草地、人工草地处理,测定不同草地利用方式土壤呼吸的动态变化。结果表明:(1)土壤呼吸速率大小顺序为放牧+施肥人工封育放牧+划破补播放牧,最大值10.41μmol/(m2·s),最小值4.69μmol/(m2·s),日变化和季节变化均呈单峰曲线,日变化峰值出现在13∶00~14∶00,7月各处理土壤呼吸速率达最大。(2)土壤呼吸温度敏感性Q10值为放牧+施肥放牧人工放牧+划破补播封育,最大值1.826,最小值1.157。(3)土壤呼吸与土壤湿度的非线性相关关系P值大小为放牧+划破补播放牧人工封育放牧+施肥。放牧+施肥处理为最优草地利用方式。     

库布齐沙地土壤呼吸及其影响因素分析

土壤呼吸是陆地生态系统物质循环和能量流动的一个最主要环节,也是评价大气中CO2浓度增减和土壤生物活性的重要指标,对半干旱区自然状况下的库布齐沙地土壤呼吸进行测定与分析,结果表明：1）半干旱地区沙地的土壤呼吸速率值与土壤含水量具有相关性,但在小时间尺度上与土壤温度没有相关性;2）半干旱地区沙地的土壤呼吸速率值与土壤细菌数量、土壤固氮菌数量具有相关性,但与土壤真菌数量、土壤放线菌数量没有相关性;3）干旱地区沙地的土壤呼吸速率值与植被地上、地下生物量具有相关性。这些结论将增进人们对半干旱区沙地土壤呼吸及其影响因素的了解,最终更准确地认识陆地生态系统的物质循环和能量流动。     

黄土丘陵区白羊草群落冠层结构和多样性特征对氮磷添加的响应

为探究氮磷添加对黄土丘陵区典型草地群落冠层结构和多样性特征的影响,本研究以白羊草(Bothriochloa ischaemum)群落为研究对象,采用裂区试验设计,主区设4个氮(N)处理(0,25,50,100kg·hm^-2·a^-1),副区设4个磷(P₂O₅)处理(0,20,40,80kg·hm^-2·a^-1),测定了群落高度、叶面积指数、光合有效辐射百分比、光不对称性、地上生物量和Shannon-Wiener指数。结果表明：氮添加显著增加了群落高度和叶面积指数;氮磷添加显著增加了光合有效辐射百分比、光不对称性和地上生物量,降低了Shannon-Wiener指数。单施氮和磷分别增加了矮多年生禾本科草和多年生豆科草生物量贡献比;50和100kg·hm^-2·a^-1的氮添加水平与磷配施增加了高多年生杂类草生物量贡献比。结构方程模型表明,氮磷添加下光不对称性的增加对物种多样性的影响不显著。综上所述,黄土丘陵区在采取施肥措施促进退化草地恢复过程中,要权衡地上生物量提高和物种多样性下降的关系。     

陇东典型草原不同坡向土壤呼吸对模拟降雨的短期响应

降雨是影响草地土壤呼吸的关键环境之一,为研究典型草原土壤呼吸对降雨的短期响应,2012年在陇东黄土高原开展模拟降雨试验。结果表明,降雨对阳坡草地土壤温度的短期影响明显,对阴坡草地温度无影响。15和30 mm降雨后,阳坡草地土壤呼吸速率急剧升高,分别是无降雨样地的9.0倍和10.3倍,且30 mm降雨土壤呼吸速率显著高于15 mm降雨的草地(P0.05);阴坡草地土壤呼吸速率则分别是无降雨样地的6.2倍和9.0倍。降雨处理5 h后草地的土壤呼吸速率与无降雨样地无差异。降雨发生后,草地土壤CO2日排放量为无降雨草地的2～3倍。因此,在估测土壤CO2排放量时应考虑降水对土壤呼吸的激发作用,有必要依据降雨数据对结果进行校正。     

云雾山草原不同深度土壤的呼吸特征及其对温度变化的响应

土壤呼吸及其对温度的敏感性是预测碳循环过程的重要参数,近年来受到了广泛关注。但在黄土高原地区,不同深度土壤微生物呼吸特征及其对温度变化响应的相关研究尚未见报道。本研究选取黄土高原云雾山草原自然保护区围封30年的典型草地作为研究地点,采集了不同深度的土壤样品(0-10、10-20、20-30、30-40、40-50、50-60cm),在室内25和35℃条件下对土壤样品进行培养,探讨不同深度土层的土壤呼吸及其对温度敏感性的变化。结果表明,土壤有机碳、全氮、有效氮、速效磷,全磷及微生物生物量碳氮含量均随土层深度的增加而显著降低(P0.05)。随着培养时间和土层深度的增加,两个温度培养下的土壤呼吸速率和土壤呼吸累积碳释放量均显著下降(P0.05)。然而,随着土层深度增加,土壤呼吸温度敏感性呈上升趋势。冗余分析表明,土壤呼吸速率与土壤性质均有较好的正相关,而土壤呼吸温度敏感性与各土壤因子呈负相关。