滇西北高寒草甸植物群落功能性状与土壤理化性质的关系

通过植物性状来研究植物与环境的关系,有助于解释植物物种的适应性与分布、群落构建过程以及生态系统功能。以滇西北高寒草甸为研究对象,采用RLQ和Fourth-Corner方法分析湿草甸、中生草甸、干草甸和林缘草甸植物群落功能性状与土壤的关系,以明确不同类型草甸植物群落功能性状的差异,不同类型草甸中的关键土壤因子及对其响应敏感的植物功能性状。结果表明,滇西北高寒草甸:1)随着土壤含水量增加,土壤全氮含量增加、土壤容重和土壤碳氮比降低。2)植物生活型以地下芽为主;比叶面积与叶干物质含量显著负相关,比叶面积在4种草甸类型中无显著差异;中生草甸植物多倾向于采用质量上占优势的单粒种子繁殖方式,其他类型草甸则倾向于选择数量上占优势的多粒种子繁殖策略。3)影响群落功能性状的关键土壤因子,中生草甸是土壤pH值、土壤全氮和土壤容重,干草甸是土壤容重,林缘草甸是土壤碳氮比。4)显著影响植物功能性状的关键土壤因子,中生草甸为土壤pH值、土壤全氮和土壤含水量,干草甸中则是土壤pH值、土壤全氮、土壤容重和土壤含水量。5)中生草甸植物对土壤因子响应敏感的功能性状是比叶面积和生活型,干草甸则是叶长宽比、生长型、生活型和繁殖方式。     

晋北盐碱草地土壤化学计量特征及其与植物多样性的关系

为揭示晋北农牧交错带盐碱草地土壤化学计量特征及其与植物多样性间的关系,本试验以不同盐碱梯度的草地为研究对象,分析轻度、中度和重度盐碱草地土壤理化性质及其化学计量比对植物群落的影响。结果表明：随着盐渍化程度加剧,植被高度、盖度、密度和地上生物量均明显降低,而Margalef指数呈上升趋势;土壤含水量、容重、pH、电导率均显著升高,全磷含量和碳氮比不断下降,氮磷比和表土（0~10 cm）全氮含量先增加后减少,中度盐渍化程度时最大。土壤含水量、pH、氮磷比和碳氮比驱动盐碱化早期植物群落的变化,土壤容重、电导率推动中度和重度盐碱草地植物群落的分化。     

放牧对温性荒漠草原植物群落及草地土壤肥力的影响

对不同放牧强度下温性荒漠草原草地植物群落特征及土壤理化性质进行了测定,并对两者的关系进行了研究。结果表明:放牧强度不同,温性荒漠草原草地植物的优势种不同,优势植物的高度和频度也会发生相应变化;植被总盖度和总密度及地上生物量在重牧区极显著低于其他放牧区(P<0.01);土壤水分、全氮、有机质、速效磷及速效钾等主要土壤因子均为轻牧区极显著高于其他放牧区(P<0.01),而土壤容重则相反;植被总密度与土壤pH和土壤容重成负相关,与土壤含水量、土壤有机质和全氮成正相关;植物群落盖度除与土壤有机质显著相关外,与土壤含水量、容重、全氮和pH之间相关不显著或成负相关(P>0.05);群落地上生物量与土壤pH、容重和全氮成负相关,与含水量和有机质成正相关。     

祁连山国家公园不同退化高寒草甸植物与土壤特性研究

本研究以祁连山国家公园内不同退化程度高寒草甸为研究对象，通过测定植被特征及土壤养分指标，结合相关性分析和冗余分析(Redundance analysis, RDA)探究植物群落和土壤理化性质及其内在关系。结果表明：未退化草甸植被以莎草科、禾本科为主，随退化程度的加重，禾本科植物逐渐被豆科、杂类草(如菊科)所取代，植物群落的高度、盖度、地上生物量和植物群落的多样性指数均呈下降趋势，土壤含水量、总孔隙度、速效氮含量、速效磷含量、速效钾含量、全氮含量、全磷含量、全钾含量和有机质含量逐渐降低，而土壤容重、pH值逐渐增加，与未退化高寒草甸相比，重度退化高寒草甸土壤含水量和有机质含量分别下降了61.3%,43.8%,土壤容重上升了37.8%;相关性分析表明，植物特征与土壤因子之间存在显著相关性，其中植被盖度和地上生物量受到土壤容重、含水量、总孔隙度、速效磷含量的影响较大。本研究可为全面了解高寒草甸的退化机制以及退化预测、管理和恢复研究提供一定理论依据。     

土壤微生物群落多样性对高寒草甸退化程度的响应

本研究以祁连山东缘天祝藏族自治县4种不同退化程度的高寒草甸为研究对象，采用Biolog技术探讨土壤微生物群落多样性在不同退化程度高寒草甸下变化特征。结果表明：随土层加深土壤微生物利用碳源能力呈递减趋势；在高寒草甸退化过程中植物覆盖度、地上植物总生物量、土壤pH值、土壤含水量、土壤有机碳含量、土壤全氮含量、土壤全磷含量随退化程度加深呈下降趋势；高寒草甸退化显著影响土壤微生物对31种碳源的利用程度。在环境因子中对碳源代谢多样性影响最大的是碳氮比、全磷含量、全氮含量，在不同退化程度高寒草甸中土壤有机质含量、电导率、pH是土壤微生物利用碳源能力的限制因子，土壤环境因子是影响土壤微生物的重要因素。     

青藏高原星状雪兔子叶性状对海拔梯度的响应

【目的】探究青藏高原星状雪兔子(Saussurea stella)叶性状对高原胁迫环境的适应策略。 【方法】选取 5 个不同的海拔梯度(3 300、3 680、4 000、4 240、4 510 m)采集星状雪兔子和土壤样品，分析其叶面积、比叶面积、叶干重、叶干物质含量等叶指标及土壤全氮含量、pH、含水量等土壤理化性质指标。【结果】(1)星状雪兔子叶干重、叶干物质含量、叶面积均与海拔呈负相关关系(P＜0. 001)，而比叶面积、气孔密度和叶数量均与海拔呈正相关关系(P＜0. 01)；(2)全氮、全磷含量、pH 值、含水量等因子在不同海拔梯度上存在显著性差异(P＜0. 01)。其中，海拔和全氮含量是影响植物叶性状的主要控制因子。【结论】星状雪兔子以增大比叶面积、气孔密度和叶数量的方式来适应高原胁迫环境。     

围封对晋北赖草草地土壤碳氮磷生态化学计量特征的影响及其与植被多样性的关系

为了明确围封对晋北赖草（Leymus secalinus）草地植物群落及土壤因子的影响,本试验对围封5年的赖草草地植物群落生长季地上生物量和植物群落特征进行连续观测,以及对不同土层土壤理化性质进行分析,结果表明：围封后,草地地上生物量、群落盖度和群落高度显著增加（P<0.05）,Shannon-Wiener指数和Margalef物种多样性指数均高于放牧地;围封草地0~5 cm的土壤容重显著降低（P<0.05）,各土层的土壤pH均显著降低（P<0.05）,10~20 cm,20~30 cm的土层中土壤碳氮比显著高于放牧地,20~30 cm的土层中土壤氮磷比显著低于放牧地（P<0.05）。土壤碳氮比驱动围封样地植物群落的变化,土壤全氮、pH、氮磷比驱动放牧样地植物群落的变化。     

甘南尕海草甸湿地不同海拔高度土壤性状研究

为探究海拔高度与草甸湿地土壤性状之间的关系,对甘南尕海草甸湿地不同海拔高度的土壤理化性状进行研究,在不同海拔高度设置样地,对土壤进行分层取样,室内测定土壤水分含量、容重、孔隙度、有机质、全氮、全磷、全钾含量和pH值。结果表明:尕海草甸湿地物理性质随着海拔高度的增加表现有所不同,其中湿地的土壤含水量、土壤通气度和总孔隙度均表现出随海拔高度上升而升高的趋势,与海拔存在显著相关性,而容重、非毛管孔隙度和毛管孔隙度随海拔高度的上升变化规律不明显,与海拔相关性不强;湿地土壤有机质、土壤全氮、全磷和pH值均表现为高海拔高于低海拔,全钾表现为高海拔低于低海拔;除全钾外,尕海草甸湿地土壤其他化学性质均随海拔高度的增加而增加,但和海拔并不都成显著相关。该湿地应结合当地植被类型和土壤状况,针对不同海拔草甸湿地土壤的特点,采取合理的管理模式,改善湿地生态环境,以维护其健康且可持续的发展。     

放牧强度对内蒙古温性草甸草原土壤碳、氮及其转化的影响

在锡林郭勒盟西乌珠穆沁旗温性草甸草原研究不同放牧强度(禁牧、轻度放牧、中度放牧、重度放牧)对土壤含水量、容重、全碳、全氮、全磷、总有机碳和硝态氮含量的影响及土壤碳、氮转化特征。结果表明：(1)随着放牧强度增加,温性草甸草原地下生物量呈现下降趋势,表层(0～10cm)土壤容重降低,而深层(10～40cm)土壤容重增加;(2)轻度放牧导致土壤全碳、全氮和全磷含量增加;放牧导致总有机碳和硝态氮向深层土壤的转移量增加,总有机碳含量在轻度放牧和中度放牧呈增加、重度放牧呈降低的变化趋势;表层(0～10cm)土壤硝态氮含量极显著增加,重度放牧其含量最高,深层(10～40cm)土壤养分含量均为重度放牧最高;(3)随放牧强度增加,土壤容重、总有机碳、硝态氮含量、碳氮比、碳磷比和氮磷比与其他指标相关性增加。综上,随着放牧强度的增加,轻度和中度放牧对温性草甸草原土壤碳、氮的影响较大,重度放牧时呈稳定或下降趋势。     

高寒草甸群落地表植被特征与土壤理化性状、土壤微生物之间的相关性研究

以青藏高原高寒草甸4种主要草地类型为研究对象,分析了不同植被类型土壤的理化性质、土壤微生物数量、土壤酶活性与生态系统功能间的相互关系。结果表明,不同植被类型群落的土壤特性存在明显差异。藏嵩草沼泽化草甸0～40cm土层土壤容重、土壤含水量、土壤有机质、土壤全氮和土壤速效氮含量明显不同于矮嵩草草甸、小嵩草草甸和金露梅灌丛草甸,土壤物理特性的改变(土壤养分、土壤容重、土壤湿度等)会引起植被组成、物种多样性变化;细菌数量和真菌数量与植物群落地上生物量之间存在显著正相关关系(P＜0.05)、放线菌数量与生物量之间的相关性不显著,不同植被类型的群落生物量影响着土壤微生物数量和组成;不同草地类型植物群落地上生物量与土壤酶活性(磷酸酶、过氧化氢酶、蛋白酶、脲酶等)之间存在显著的正相关关系(P＜0.05),土壤酶活性对土壤有机质、腐殖质等的合成起到了积极作用。土壤酶活性的高低不仅影响了群落生物量,同时也影响群落物种多样性(物种丰富度),土壤酶活性的高低通过影响土壤微生物种类和数量、土壤养分含量,从而间接影响群落物种多样性。     

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;5)相较于CK和MD样地,土壤理化性质对HD样地植物群落超补偿生长能力的影响程度更深。本研究表明,退化虽可导致草甸植物群落和土壤理化性质发生明显的负面变化,但当土壤理化性质的变化尚不足以限制植物群落的超补偿生长能力时,植物群落的超补偿生长能力可维持不变。     

刈割施氮对羊草草甸土壤—植物化学计量特征的影响

通过刈割频次和施氮处理研究松嫩羊草草甸土壤、植物化学计量学特征以及功能群植物生物量的变化。结果表明,羊草草甸土壤中速效磷的含量受刈割频次的影响显著,与不刈割处理相比,刈割1次和2次分别增加土壤速效磷含量为50.5%和73.4%。施氮处理没有影响松嫩羊草草甸土壤全氮、全磷含量以及速效氮磷含量。刈割、施氮均提高植物群落总氮磷含量,降低植物群落氮磷比至13.68,但植物功能群较植物群落形成了维持体内营养元素含量相对更稳定的能力,其内稳态在刈割频次、施氮处理和二者交互均无显著影响。地上生物量的变化表明,刈割和施氮显著增加群落生物量,但对功能群植物的生物量的增减程度不同。     

祁连山高寒草甸和荒漠草原土壤细菌群落的结构特征

祁连山作为我国西部重要的生态区,分布有大量草地,探明祁连山不同草地类型土壤微生物群落组成及其影响因子,对该地区深入研究土壤生态系统结构和维持草地健康具有参考价值。本研究采用Illumina MiSeq高通量测序和OTU分析法比较了位于祁连山东缘青海省刚察县高寒草甸和河西走廊临泽县平山湖荒漠草原0–10 cm土层中土壤细菌群落结构的差异,同时测定土壤理化性质,探讨了土壤细菌群落结构与土壤环境因子之间的关系。结果表明:高寒草甸和荒漠草原土壤细菌的β多样性和细菌群落组成存在显著差异;在门水平上,两种草地类型土壤细菌均以放线菌门(Actinobacteria)、变形菌门(Proteobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)和酸杆菌门(Acidobacteria)为主要类群,相对丰度分别占总数的84%和89%;放线菌门为两地优势类群,相对丰度分别为57%和29%。在门水平上,两种草地类型主要细菌类群相对丰度有差异,其中高寒草甸土壤放线菌门和绿弯菌门的相对丰度显著低于荒漠草原(P 0.05),而变形菌门、酸杆菌门、拟杆菌门(Bacteroidetes)和Rokubacteria反之(P 0.05);两草地类型间土壤芽胞单菌门(Gemmatimonadetes)、疣微菌门(Verrucomicrobia)、浮霉菌门(Planctomycetes)相对丰度无显著差异(P 0.05)。主要类群与环境因子的Pearson相关性及PCA主成分分析表明:土壤放线菌门和绿弯菌门相对丰度与土壤养分(全氮、全碳、有机碳、含水量和碳氮比)之间呈显著负相关关系(P 0.05),与容重呈显著正相关关系(P 0.05);土壤变形菌门,酸杆菌门和Rokubacteria的相对丰度与土壤养分呈显著正相关关系,与容重呈负相关关系(P 0.05)。土壤全碳、全氮、pH、有机碳、含水量、容重和碳氮比是影响两种草地类型土壤细菌菌群分布的重要原因。     

三江源区高寒草甸植物多样性的海拔分布格局

三江源地区是我国受气候变化影响最大且最敏感的区域之一。研究高寒草甸植物多样性海拔分布格局及其与环境的关系,能为预测气候变化对植物多样性的影响和响应提供科学依据。本研究以青海三江源地区的6个样地/海拔梯度共78个样方的高寒草甸样地为研究对象,了解高寒草甸植物多样性和群落结构,分析海拔分布格局及其与环境的关系,旨在以空间替代时间的实验系统来揭示植物对气候变化的响应。统计分析发现,6个高寒草甸样地共有植物21科、51属、74种,且在中海拔和高海拔地区,高寒草甸以藏嵩草、高山嵩草、矮嵩草等莎草科植物占优势,低海拔地区高寒草甸则以针茅、早熟禾、垂穗披碱草等禾本科植物为优势种群。方差分析表明,随着海拔的降低,高寒草甸群落的物种多样性和物种丰富度均呈“单峰”分布格局,而均匀度指数逐渐升高。DCA分析发现,高寒草甸植物群落沿着海拔梯度呈现有规律的变化,具有从高寒草甸向高寒草原化草甸的逐渐过渡的特征,海拔梯度明显的影响了植物群落结构和多样性。此外,CCA结果表明,土壤pH值是影响高寒草甸植物群落分布格局的主要因素,土壤含水量、土壤温度、土壤有机碳、碱解氮含量与全钾含量是影响植物群落分布格局的关键因子。综上所述,我们推测气候变化极有可能影响三江源地区高寒草甸植物群落结构与分布格局。     

高原鼢鼠扰动对高寒草甸土壤理化特性及植物生物量的影响

为揭示高原鼢鼠（Eospalax baileyi）种群密度对高寒草甸土壤理化性质和植物生物量的影响，本研究选择祁连山东缘高原鼢鼠3个不同种群密度（高、中、低）干扰下高寒草甸样地，分析了土壤理化特性、植物生物量变化及干扰强度和土层间的互作效应。结果发现：随种群密度增多，土壤含水量、容重、有机碳、全氮含量和全磷含量均呈增加趋势，而全钾含量和根冠比降低，土壤碳氮比先减后增，总生物量及地下生物量逐渐降低，地上生物量先增后减；同一干扰强度下，土壤土层深度对其pH值、全氮含量和全磷含量有显著影响（P<0.05），对地下生物量和土壤水分有极显著性影响（P<0.01）。干扰强度和土层的互作对全钾、全磷和水分有显著性影响（P<0.05），对pH值和地下生物量有极显著影响（P<0.01）。可见，高原鼢鼠扰动显著改变了土壤理化性质和植物生物量，并与土层深度有互作效应。     

不同放牧梯度下高寒小嵩草草甸植被根系和土壤理化特征的变化

以野外样地调查和室内分析法研究了不同放牧梯度下高寒小嵩草草甸的植被根系空间变化和土壤环境因子间的关系.结果表明,放牧干扰不仅改变了高寒小嵩草草甸植被根系分布、根土比例,改变了植物群落的结构和功能,而且使土壤的物理和化学特性发生了明显的改变.随着放牧强度的增加,蕴育土壤根系的基质量逐渐减少,根土比特别是0～10 cm土层的根土比例增加;"载体"量减少导致大部分地下根系由于营养供给水平的降低而死亡,归还土壤中有机质的数量逐渐减少;不同放牧梯度下,植被根系(0～40 cm)的垂直分布、根土比与土壤容重、土壤含水量以及土壤中全氮、硝态氮和铵态氮含量存在一定的相关性;放牧主要通过影响土壤环境及其养分含量来改变草地群落生物量(地上、地下).     

氮素添加对高寒草甸植物群落多样性和土壤生态化学计量特征的影响

为研究氮素添加对植物多样性与土壤养分含量的影响,本研究以青海省称多县高寒草甸为对象,在添加不同水平氮素（N0（0 gN·m^-2）、N1（15 gN·m^-2）、N2（30 gN·m^-2）、N3（45 gN·m^-2）、N4（60 gN·m^-2））后测定植物表型性状（盖度、高度及生物量）和土壤养分（全氮、硝态氮、铵态氮、有机碳、全磷）含量等相关指标。结果表明：当添加量为60 gN·m^-2时,植物群落多样性指数显著下降（P<0.05）;随着氮素添加水平升高,土壤养分含量变化不同。其中氮素添加下植物群落多样性与土壤因子间存在相关性。土壤有机碳和铵态氮含量是影响植物多样性最大的土壤因子。综上所述,短期氮素添加通过影响高寒草甸土壤碳、氮、磷含量及其计量比,进而影响植物群落多样性。     

不同建植期人工草地优势种植物根系活力、群落特征及其土壤环境的关系

以三江源区重度退化草地(“黑土滩”)作为对照试验,研究了6 年人工草地和10 年人工草地优势种植物－垂穗披碱草根系活力、植物群落数量特征、土壤理化特征、6 种土壤酶活性,分析人工草地优势种植物根系活力、群落数量结构与土壤微环境的关系。研究结果表明,6 年人工草地的禾本科植物生物量最大、豆科植物开始入侵;10 年人工草地的禾本科植物较6 年人工草地生物量降低,杂类草生物量最大,豆科植物大量入侵,开始出现莎草科植物;人工草地根层土壤理化性质明显发生变化,土壤含水量、有机质、全氮、速效氮、全磷和速效磷的含量提高,土壤容重、温度、pH值降低;6 年和10 年人工草地的蔗糖酶、碱性磷酸酶、蛋白酶、脲酶的活性提高,多酚氧化酶活性降低,过氧化氢酶活性变化规律不明显。植物群落特征与土壤含水量、有机质、速效氮、全磷和水解酶类正相关,与土壤容重、pH值、多酚氧化酶负相关;垂穗披碱草根系活力与土壤含水量、pH值、蛋白酶、碱性磷酸酶和多酚氧化酶活性负相关;垂穗披碱草根系活力变化的趋势是6 年人工草地高于10 年人工草地,土壤微环境的改变使得植物间对于土壤资源利用竞争增大,植物根系活力随群落物种组成、生物量的分配而改变。     

高寒草甸不同海拔梯度土壤有机质氮磷的分布和生产力变化及其与环境因子的关系

以高寒草甸6个不同海拔(从低到高依次为3 840,3 856,3 927,3 988,4 232,4 435 m)梯度内的野外观测和土壤实测数据,分析了土壤有机质、氮、磷的分布特征及其与土壤含水量和土壤温度之间的关系.结果表明,土壤有机质、土壤全氮、土壤速效氮、土壤全磷含量均在第一梯度(3 840 m)和第六梯度(4 435 m)较高,中间梯度较低,但土壤速效磷变化有波动;土壤含水量对土壤有机质、氮、磷作用强度依次为土壤全氮、土壤有机质、土壤全磷、土壤速效氮、土壤速效磷;土壤温度对土壤有机质、氮、磷作用强度依次为土壤速效氮、土壤有机质、土壤全氮、土壤全磷、土壤速效磷;温度对高寒草甸植物群落初级生产力(地上生物量)的作用最大,是决定不同海拔梯度植物群落初级生产力的主要环境因子,其回归方程为:Ya＝-92.982 13.832X3(F＝13.355,P<0.05).     

辉河湿地不同草甸植被群落特征及其与土壤因子的关系

湿地土壤影响植物的种类、数量、生长发育、形态和分布,湿地植物又影响土壤中元素的分布与变化。以辉河国家级自然保护区核心区为研究区域,对湿地草甸、沼泽草甸、过渡草甸、成熟草甸和盐碱草甸进行植被群落调查,并且对不同草甸的土壤进行实验室分析,研究辉河湿地不同草甸优势植物群落特征和土壤元素分布特征及其相互关系。研究结果表明,辉河湿地不同草甸植被群落特征受土壤元素分布特征、水文情势和植物生长特性影响,植被Shannon-Wiener和Simpson指数均为成熟草甸最高,盐碱草甸最低; Pielou均匀度指数变化为:成熟草甸<盐碱草甸<湿地草甸<沼泽草甸<过渡草甸;其中,沼泽草甸地上和地下生物量最高,盐碱草甸最低。不同草甸植被对土壤养分的含量及变化具有一定影响,湿地草甸土壤因子对其植被的生长也具有重要的反馈作用。不同草甸植物群落下同种元素含量差异显著,过渡草甸对土壤碳、氮、磷的吸收和滞留能力最强。此外,植被群落Shannon-Wiener指数与土壤含水量呈显著正相关,与土壤速效磷呈极显著负相关;土壤有机质、全氮和铵态氮与植被高度均呈极显著正相关;植被盖度与土壤有机质和全氮呈显著正相关;土壤速效磷与植被地上、地下生物量均呈显著负相关,而土壤铵态氮与植被地上、地下生物量均呈极显著正相关;全磷对植被多样性、生长和生物量影响较小。植被群落特征与土壤因子的冗余分析(RDA)排序表明,辉河湿地不同草甸之间存在一定程度的演替,成熟草甸和湿地草甸可能为演替的初始阶段或者是末阶段,而过渡草甸为中间阶段,而且土壤养分受群落演替的影响显著。