藏北高原退化高寒草甸土壤团聚体有机碳变化特征

采用湿筛法对藏北高原退化高寒草甸表层(0~10cm)、亚表层(10~20cm)土壤团聚体有机碳及其变化进行了研究。结果表明,高原冷湿环境中退化草地表层、亚表层SAOC的下降幅度随草地退化加剧均趋于显著提高,轻度、严重退化草地表层各粒级SAOC降幅均明显高于亚表层;草地退化缩小了不同土层间SAOC含量的差异,草地退化程度越高则表层、亚表层间SAOC含量的差异越小,退化草地大团聚体(0.25mm)SOC、微团聚体(0.25mm)SOC含量的土层分布亦呈相同趋势。轻度退化草地不同土层大团聚体SOC降幅均较高,严重退化草地不同土层微团聚体SOC降幅则较高;正常草地、轻度退化草地、严重退化草地表层大团聚体SOC/微团聚体SOC比值分别为0.95,0.87,1.55,亚表层分别为0.96,0.72,2.33,表明轻度、严重退化草地中大团聚体SOC含量随土层加深分别更趋下降、更趋提高。退化草地表层、亚表层SAOC贡献率在总体上亦均按2~0.25 mm,2 mm,0.25~0.053mm,0.053mm的顺序依次大幅降低,表明不同土层大团聚体SOC贡献率均较高。土壤团聚体与SAOC、SOC与SAOC间的关系受草地退化程度的影响。     

不同沙化程度高寒草地土壤团聚体有机碳含量特征

为了解高寒沙化草地土壤团聚体组成及其有机碳含量变化特征,对若尔盖四种不同沙化程度的高寒草地土壤团聚体有机碳进行了比较分析。结果表明:在川西北高寒草地中,随着草地沙化程度加剧,土壤中团聚体组成变化明显。当高寒草地从中度沙化向重度沙化转变阶段,≤0.25mm粒级团聚体的增加及0.5-2mm粒级团聚体的减少都较为显著。随着草地沙化程度的增加,土壤各粒级团聚体有机碳含量总体呈下降趋势,并且土壤团聚体有机碳含量的显著下降发生在草地从中度沙化向重度沙化转变阶段。     

长江源区草地覆盖变化对土壤团聚体分布及稳定性的影响

为了明确长江源区草地覆盖变化对土壤结构的影响,本研究以高寒草甸和沼泽草甸2种草地为研究对象,分析了不同植被覆盖度下土壤团聚体分布和稳定性特征。结果显示：高寒草甸土壤团聚体主要分布在2~0.25 mm和0.25~0.053 mm粒径范围内,沼泽草甸土壤团聚体在不同粒径范围内分布相对均匀;高寒草甸土壤大于0.25 mm团聚体含量（WR_0.25）表现为高覆盖度草地高于中覆盖度草地,随土层加深,低覆盖度草地WR_0.25显著高于高覆盖度草地和中覆盖度草地,除表层0~10 cm土壤外,高覆盖度沼泽草甸土壤WR_0.25显著高于中覆盖度和低覆盖度土壤;不同植被覆盖度下高寒草甸表层0~10 cm土壤团聚体平均重量直径（Mean weight diameter,MWD）和几何平均直径（Geometric mean diameter,GMD）无显著差异,在10~20 cm和20~40 cm土层差异显著,表现为低覆盖度 > 高覆盖度 > 中覆盖度,沼泽草甸土壤团聚体MWD和GMD则随草地植被覆盖度降低和土层加深而逐渐减小;中覆盖度草地土壤团聚体破坏率（Aggregate destruction rate,PAD）最大,其稳定性最差;高覆盖度草地土壤团聚体稳定性最好;在不同土层深度上,高寒草甸土壤团聚体稳定性无显著差异,沼泽草甸土壤随土层加深团聚体稳定性变差。本研究结果表明WR_0.25和PAD能够更好地评价土壤团聚体稳定性,而沼泽草甸土壤团聚体对植被覆盖变化的响应更为敏感。本研究结果有利于加强植被覆盖变化背景下对长江源区土壤保护机制的认识。     

间作白三叶对苹果/白三叶复合系统土壤团聚体及团聚体碳含量的影响

设置苹果(Malus domestica Borkh.)园清耕与间作白三叶(Tri folium repens L.)2个处理,分析其对果园土壤机械稳定性团聚体和水稳性团聚体及团聚体稳定性、水稳性团聚体有机碳含量的影响.结果表明:间作白三叶增加了果园土壤水稳性团聚体平均重量直径(MWD),降低了团聚体破坏率(PAD),显著提高了0～20 cm土层＞0.25 mm水稳性团聚体的含量及其稳定性(P＜0.05),但未对果园土壤中＞0.25 mm粒级机械稳定性团聚体含量产生明显影响;间作白三叶改变了果园土壤团聚体有机碳含量与分布,显著增加了0～20 cm土层＞0.25 mm水稳性团聚体有机碳含量(P＜0.05),其中0.5～0.25 mm粒级水稳性团聚体有机碳含量增幅最大,1～0.5 mm粒级增加幅度较小.间作白三叶可显著提高果园0～20 cm土层水稳性团聚体含量及其稳定性、团聚体有机碳含量(P＜0.05),且对不同粒级水稳性团聚体及团聚体碳含量的影响表现出明显差异.     

高寒草甸土壤团聚体碳氮磷对退化的响应及其影响因素

植物和土壤微生物是土壤团聚体黏合物和养分的重要来源,因此土壤团聚体组成及其养分库的变化可指示生态系统退化过程。本文在长江源区根据植被群落特征选取未退化、中度和严重退化高寒草甸,研究其土壤中大团聚体(>250μm)、微团聚体(55～250μm)和游离态粉粒黏粒(<55μm)含量、不同粒级团聚体碳氮磷含量及储量随草地退化的变化特征,并分析了植物和微生物活动与这些变化特征的关系。结果表明：未退化和中度退化高寒草甸土壤以微团聚体为主。退化使高寒草甸大团聚体和微团聚体碳氮含量及储量显著下降,但磷含量及储量未发生显著变化。游离态粉粒黏粒氮磷储量在严重退化高寒草甸显著增加。各团聚体碳氮含量与地上生物量和微生物量碳正相关,磷含量与微生物量碳负相关。本研究表明植物及受其影响的土壤微生物变化是造成高寒草甸退化后不同团聚体碳氮磷库变化的主要原因。     

宁夏荒漠草原自然恢复演替过程中土壤有机碳及其分布的变化

以宁夏荒漠草原自然恢复的围封草地为对象,通过野外调查和室内分析,研究了未封育、封育3、5、7和10年的草地总有机碳及其在土壤剖面和不同粒级团聚体中的分布。结果表明,土壤有机碳含量随封育年限的增加呈波动性增加,除0~5 cm土层外,各土层有机碳含量以封育7年、10年的草地较高;就有机碳在不同粒径团聚体中的分布看,0~10 cm表层土壤以封育3年及未封育草地各粒级团聚体有机碳含量较高,而10~40 cm土层各粒级团聚体有机碳随封育年限的延长呈增加趋势,各土层团聚体有机碳含量均以1~0.5 mm与0.5~0.25 mm粒级较高;各粒级团聚体对有机碳的贡献率在0~10 cm表层以<0.25 mm微团聚体最高,10~20 cm土层以>5 mm粒级和<0.25 mm粒级较高,20~40 cm土层以>5 mm粒级最高。综上所述,封育有利于荒漠草原土壤有机碳的固存,退化荒漠草原生态环境恢复在封育7年时出现转折;随土层的加深,团聚体有机碳贡献率对封育的响应减弱,且大团聚体对全土有机碳的贡献率逐渐增大。     

围封对宁夏荒漠草原土壤团聚体组成及其稳定性的影响

以空间序列代替时间序列,采用干筛法和湿筛法研究了围封禁牧条件下宁夏荒漠草原恢复演替过程中0~40cm土层土壤团聚体组成、破坏率及平均重量直径(MWD)等指标,以探讨围封对荒漠草原土壤团聚体稳定性的影响。结果表明:围封有利于荒漠草原土壤团聚体的形成,随围封年限的增加,0.25mm土壤微团聚体含量总体呈下降趋势。其中,0.25mm干筛团聚体含量在0~10cm和10~20cm土层变化显著,均以围封10年的草地最低;0.25mm水稳性团聚体含量在0~10cm和20~40cm土层变化显著,其中0~10cm土层以围封7年的草地最低,20~40cm土层以围封10年的草地最低;随围封年限的增加,土壤团聚体平均重量直径呈先降低后增加的趋势,以围封10年的草地最高,团聚破坏率则以围封7年、10年的草地较低,未封育和封育3年的草地较高。从垂直分布看,随剖面深度的增加,大团聚体特别是5mm粒级团聚体含量显著增加。     

东祁连山不同退化程度高寒草甸土壤氮素与团聚体特征及关系研究

为探明高寒草甸土壤团聚体与氮素的关系，本试验研究了祁连山东段不同退化程度的高寒草甸上的不同土层土壤氮素和团聚体的变化特征，探讨了团聚体与土壤氮素的关系。结果表明：随着土层的加深和退化程度的加重，全氮、非颗粒有机氮、颗粒有机氮、铵态氮、硝态氮含量逐渐减小，有机氮含量降低75.82%，无机氮含量降低59.36%，说明与无机氮相比有机氮对草地退化的响应更敏感；随着退化程度的加重，土壤大团聚体数量降低91.09%，小团聚体数量增加70.62%，团聚体组分由大团聚体向小团聚体转变为主；随着退化程度的加重，有机氮含量降低影响土壤团聚体的形成，土壤团聚体平均重量直径逐渐降低，土壤团聚体分形维数逐渐增大，土壤团聚体稳定性逐渐下降，降低团聚体对氮素的固定能力，从而导致氮素流失，进而影响土壤氮库的储量。     

林草恢复对热水河小流域侵蚀区土壤团聚体稳定性与有机碳氮特征的影响

土地利用类型影响土壤团聚体稳定性及碳氮分布,进而改变土壤碳氮循环过程.本研究对热水河小流域草地、灌丛和林地3种不同林草恢复措施下0?100 cm剖面土壤团聚体、碳氮及其他理化性质进行了系统研究,以探索适宜的林草恢复措施.结果表明:不同林草恢复对侵蚀区土壤团聚体分布、稳定性和碳氮特征具有显著的影响.在0?10、10?30和30?60 cm各土层中,草地>2 mm粒级团聚体含量显著大于灌丛和林地(P<0.05),而在60?100 cm土层中,则表现为灌丛>林地>草地(P<0.05);土壤团聚体重量平均直径(mean weight diameter,MWD)和几何平均直径(geometric mean diameter,GMD)分布趋势与大于0.25 mm粒级团聚体(the ratio of>0.25 mm aggregate,R0.25)相似.在0?10和10?30 cm土层中,草地总氮和有机碳含量显著大于灌丛和林地(P<0.05);但随土层加深,草地深层土壤碳氮含量分布减少,在30?60和60?100 cm土层中,土壤总氮和有机碳含量分布趋势表现为灌丛>林地>草地(P<0.05);此外,草地碳氮计量比在3种土地利用中始终处于较低水平.土壤团聚体稳定性、碳氮含量与土壤pH、土壤机械组成等土壤性质密切相关.MWD与pH极显著正相关(P<0.01),GMD与pH和粉粒含量显著正相关(P<0.05),而R0.25与土壤机械组成极显著相关(P<0.01),与总氮和有机碳含量则显著相关(P<0.05);土壤总氮和有机碳含量与pH和粉粒含量极显著负相关(P<0.01),与砂粒含量极显著正相关(P<0.01).本研究结果表明,在表层土壤中草地具有较好的稳定土壤结构,具有稳固碳氮的作用,而在较深土层中,灌丛和林地等植被恢复措施的团聚体稳定性较强,碳氮含量也较高.本研究为干热河谷地区的生态修复提供了数据支持.     

宁夏盐池县沙化草地土壤团聚体分异特征

以宁夏盐池县哈巴湖自然保护区不同沙化程度的荒漠草原为对象,研究潜在、轻度、中度和重度沙化草地0~40 cm土壤机械稳定性和水稳定性团聚体的粒径分布,并通过团聚体破坏率、平均重量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)和分形维数等指标分析不同沙化类型草地土壤团聚体稳定性特征。结果表明:各沙化类型草地0~20 cm土层机械稳定性团聚体和0~40 cm土层水稳性团聚体均以<0.25 mm微团聚体为主,分布范围分别为45.78%~88.36%和48.05%~97.79%。随草地沙化程度的加重,0~40 cm各土层<0.25 mm机械稳定性和水稳性微团聚体含量、团聚体破坏率、分形维数及侵蚀因子总体呈增加的趋势,MWD和GMD则逐渐降低,土壤结构趋于不稳定。从剖面变化看,随土层的加深,土壤稳定性增加,尤其是潜在和轻度沙化草地,表明该区域土地沙化主要发生在0~20 cm浅层土壤。土壤团聚体稳定性与有机碳、全氮含量呈极显著正相关(P<0.01),与黏粉粒呈显著正相关(P<0.05),与土壤容重呈极显著负相关(P<0.01)。伴随着盐池县草地沙化过程中土壤细颗粒的吹蚀和碳氮等养分的搬运,土壤结构分散,物理稳定性降低。     

枯落物添加对三江源区退化高寒草甸土壤碳矿化的影响

为明确高寒草甸退化后植被群落结构改变对土壤碳矿化特征的影响，以不同退化梯度高寒草甸表层土壤为研究对象，通过室内恒温培养203 d研究了不同功能群枯落物添加对土壤有机碳矿化的影响。结果表明：随退化程度加剧，土壤有机碳累积矿化量呈先增加后降低的非线性响应趋势；枯落物添加分别显著增加了未退化、轻度退化、中度退化以及重度退化草甸土壤有机碳的累积矿化量约102.04%，58.71%，70.68%和181.32%，但同一退化梯度不同枯落物添加对土壤有机碳累积矿化量的影响不存在显著差异。进一步分析发现，随着培养前土壤有机碳、总氮含量以及pH值的增加，土壤有机碳矿化累积量呈先增加后降低的趋势，而枯落物添加可以改变土壤有机碳矿化累积量对土壤本底碳氮含量以及pH值的响应程度。总之，三江源区退化高寒草甸植被群落结构的改变显著影响了土壤有机碳矿化特征。     

Effects of Litter Addition on Soil Organic Carbon Mineralization in the Degraded Alpine Meadow in the Three-River Headwaters Region北大核心CSCD

To explore the effects of plant community structure changes on soil organic carbon mineralization in the different degraded alpine meadows in the Three-River Headwaters Region, we collected topsoil from different degraded alpine meadows, and then added three kinds of litters from different functional groups (grasses, sedges, and forbs) incubated in the laboratory for 203 days. The results showed that the cumulative mineralization of soil organic carbon first increased and then decreased as the degree of soil degradation increased. Litter addition significantly increased the cumulative mineralization of soil organic carbon of non-degraded, slightly degraded, moderately degraded, and severely degraded meadow by 102.04%, 58.71%, 70.68%, and 181.32%, respectively. However, there was no significant difference among the positive effects of different functional groups. Regression analysis showed that soil organic carbon, total nitrogen, and pH of different degraded alpine meadows could better explain the changes in the cumulative mineralization of soil organic carbon. The cumulative mineralization of soil organic carbon first increased and then decreased with soil organic carbon, total nitrogen and pH increased, while the influence degree and direction were altered by litter addition. In general, the plant community structure changes in the different degraded alpine meadows in the Three-River Headwaters Region significantly influenced soil organic carbon mineralization. © 2019 Authors. All rights reserved.     

退化高寒草地浅层土壤理化性质Meta分析

青藏高原生态地位显著,草地退化影响区域生态安全,针对退化高寒草地土壤理化性质的研究众多但结果存在较大异质性。通过检索纳入79篇与退化高寒草地土壤理化性质相关的文献,采用整合分析方法用于定量述评不同退化程度高寒草地浅层土壤主要理化性质的效应及变化规律。结果表明：高寒草甸0～10 cm、10～20 cm土层内随着退化加剧土壤容重、pH上升,土壤含水量、有机碳、全氮、全磷、全钾、速效氮、速效磷、速效钾下降;高寒草原0～10 cm、10～20 cm土层内随退化加剧,土壤容重上升,pH、含水量、有机碳、速效钾下降。总体反映出不同退化程度对高寒草地土壤主要理化性质产生较大负面影响,研究结果可为青藏高原高寒草地生态保护提供依据。     

不同退化高寒沼泽湿地土壤碳氮和贮量分布特征

为研究高寒沼泽湿地土壤碳氮贮量分布特征,探讨退化高寒沼泽湿地的恢复对策,本试验选择三江源区玛沁县大武滩不同退化高寒沼泽湿地为研究对象,分层采集湿地冻融丘和丘间土壤样品,分析土壤有机碳、总氮含量和贮量变化。结果表明：研究区0~30 cm是高寒湿地有机碳和总氮主要分布区,有机碳和总氮呈正相关关系。冻融丘和丘间的土壤含水量与土壤有机碳、总氮均呈极显著相关关系（P<0.01）。冻融丘和丘间的土壤含水量、有机碳、总氮、碳氮贮量均随着退化程度的加剧呈下降趋势,且冻融丘的下降速度较丘间快。有机碳、总氮、有机碳贮量和氮贮量与冻融丘的数量呈极显著负相关关系,与冻融丘的大小呈极显著正相关关系（P<0.01）。这些结果表明：高寒沼泽湿地土壤含水量、冻融丘的数量和大小对高寒湿地退化中土壤碳氮及贮量具有指示性,建议在高寒湿地修复中加强水分补充和冻融丘的保护。     

放牧对新疆天山山地草甸土壤团聚体和土壤呼吸潜力的影响

放牧是新疆山地草甸重要的利用方式,探明放牧对草地土壤呼吸的影响机制,可为深入了解草地碳汇功能,合理的利用草地提供参考依据。本研究在天山北坡中段山地草甸开展,以长期放牧和围封草地(CK)的土壤为研究对象,采用干筛法将土壤筛分为＜0.25 mm,0.25~1 mm,1~2 mm,2~4 mm粒径的土壤团聚体,并测定了各粒径团聚体的比例、土壤β-葡萄糖苷酶、土壤β-木糖苷酶、土壤N-乙酰-β-D葡萄糖苷酶活性及其21天的CO₂释放量。研究结果表明：放牧显著增加了＜0.25 mm粒径的团聚体比例,降低了＜0.25 mm,1~2 mm土壤团聚体的CO₂释放量;＜0.25 mm粒径土壤团聚体CO₂释放量均显著高于其他粒径;三种土壤酶活性在＜0.25 mm,1~2 mm粒径的土壤团聚体中与土壤呼吸表现出显著的正相关。综合分析表明,在天山北坡中段山地草甸,放牧会抑制＜0.25 mm,1~2 mm团聚体酶活性,降低土壤呼吸,使得草地整体代谢速率降低。     

黄河源高寒湿地有机碳组分对不同退化程度的响应

本研究以黄河源区玛沁县大武滩不同退化高寒湿地为研究对象,分层采集冻融丘和丘间土层样品,分析土壤有机碳组分的变化及其与土壤因子的关系。结果表明：冻融丘和丘间各层轻组分有机碳、重组分有机碳、可溶性有机碳、微生物碳含量随着退化程度的加剧下降,且在未退化与轻度退化、重度退化样地冻融丘0~10 cm土层间差异显著（P<0.05）,冻融丘对退化比丘间敏感;土壤重组分有机碳含量占总有机碳含量的94.00%以上,是有机碳的最主要组成部分;随着退化程度的加剧,冻融丘和丘间土壤微生物碳占比显著减少（P<0.05）,对高寒湿地退化的响应敏感;土壤含水量与有机碳、轻组分有机碳、重组分有机碳、可溶性有机碳和微生物碳含量呈正相关关系。综上所述,高寒湿地退化导致有机碳组分减少,重组分有机碳含量和占比可作为反映土壤有机碳库变化的关键指标,微生物碳含量和占比可作为反映高寒湿地退化的关键指标,均可为高寒湿地生态系统碳库和恢复机理的研究提供数据支撑。     

退化梯度上滇西北高山草甸植物群落的补偿生长能力

为探究退化梯度上滇西北高山草甸植物群落补偿生长能力及其维持机制,本研究于2018年7月–9月在滇西北的3个草甸退化梯度[重度退化(heavy degradation, HD)、中度退化(medium degradation, MD)、无退化对照(control,CK)]上开展原位刈割试验以分析草甸植物的补偿生长能力,同时采集、分析相应土壤样品的理化性质用于分析草甸植物补偿生长能力的维持机制。结果表明:1)随退化程度增加,草甸植物群落总盖度、平均高度及地上生物量逐渐降低;2)随退化程度增加,土壤容重、土壤含水率、平均粒径、总氮含量及土壤有机碳含量逐渐降低;土壤pH、速效氮含量在退化梯度间没有显著差异(P> 0.05),土壤有效磷含量的排序为MD> CK> HD;3)各退化梯度的草甸植物群落均发生了超补偿生长,且超补偿生长能力在退化梯度间没有显著差异(P> 0.05)。禾本科和杂类草植物的超补偿生长能力在退化梯度间没有显著差异,莎草科植物的超补偿生长能力排序为HD> MD> CK;4)相较于禾本科和莎草科,杂类草的超补偿生长能力受土壤理化性质的影响更小;...