退耕地植被演替过程对土壤化学计量特征的影响

本研究采用以空间代替时间的方法,探索了不同演替阶段植被多样性变化及其与土壤化学计量比之间的关系。研究发现,随着演替年限的增长,土壤有机碳、全氮、全磷、碳氮比、碳磷比及氮磷比均呈增长趋势;在垂直剖面上,土壤有机碳、全氮、碳氮比及碳磷比随土壤深度的增加而减小。植被多样性指标与土壤养分之间相关性较弱,说明土壤养分及其化学计量比与植被恢复演替的关系较为复杂,仍需进一步研究。     

青藏高原东部不同草地类型土壤养分的分布规律

调查分析了青藏高原东部高寒草甸、高寒灌丛草甸、亚高寒草甸、沼泽化草甸、荒漠化草原、林间草地、盐渍化沼泽土壤碳氮磷含量垂直分布特征。结果表明,7种草地类型中,土壤有机碳含量大体随着土层的深入而降低,0~15 cm土层土壤有机碳的累积量从高到低依次为林间草地>高寒灌丛草甸>高寒草甸>沼泽化草甸>盐渍化沼泽>亚高寒草甸>荒漠化草甸(P<0.05);随土层深度变化土壤全氮含量与有机碳相似,0～15 cm全氮累积量从高到低依次为沼泽化草甸>林间草地>高寒灌丛草甸>高寒草甸>盐渍化沼泽>荒漠化草原>亚高寒草甸(P<0.05);荒漠化草原、林间草地和土壤全磷含量随土层深度无明显规律性,0～15 cm土层全磷累积量由高到低依次为高寒灌丛草甸>沼泽化草甸>高寒草甸>盐渍化沼泽>亚高寒草甸>荒漠化草原>林间草地(P<0.05);随土层深度的增加不同草地类型养分含量顺序不同。除沼泽化草甸,不同草地类型下土壤有机碳与全氮呈显著正相关。     

川西北沙地植被恢复对土壤碳氮磷及生态化学计量特征的影响

本文以川西北退化草地植被恢复区自然放牧草地(NGG)、围栏封育沙化草地(FEDG)、自然灌丛草地(NS)和人工种植高山柳沙化草地(SCDG)为研究对象,通过植物群落调查与土壤理化性质的测定,探讨川西北自然与人工恢复沙化草地土壤碳氮磷及生态化学计量特征。结果表明,除土壤全磷储量外,所选草地植被类型在0~60cm土层土壤碳、氮、磷的含量、储量和比值都存在显著差异(P<0.05),土壤全磷含量高低顺序为NS>FEDG>NGG>SCDG,除氮磷比(N∶P)外,其余土壤指标高低顺序为NS>NGG>FEDG>SCDG,土壤全磷储量在NS显著高于其它类型(P<0.05)。4类植被类型的土壤全氮和全磷含量及NS和NGG的有机碳含量随土层深度增加而显著降低(P<0.05)。除N∶P外,NGG和NS的土壤碳氮比(C∶N)、碳磷比(C∶P)都随土壤土层深度的加深而显著降低(P<0.05)。自然灌丛草地比自然草地和人工植被恢复沙地具有更高的土壤养分含量,可作为沙地生态恢复模式进一步优化的参考。     

土地利用方式对陇中黄土高原土壤理化性状的影响

对陇中黄土高原至少50年传统耕作历史的农耕地和退耕20年的草地土壤理化性状进行了比较研究。结果表明,1)不同土地利用方式对土壤有机碳、全氮、速效磷、pH值和容重有显著影响。0~10 cm土层土壤有机碳含量草地显著高于农田,全氮含量差异不显著,20~100 cm土层有机碳和全氮农田高于草地(P<0.05);土壤全磷含量农田虽高于草地但无显著差异。土壤C/N除0~10 cm土层外,农田高于草地。在整个土壤剖面上,草地土壤pH值显著高于农田(P<0.05);除10~20 cm和底层土壤外,草地土壤容重也高于农田。2)草地土壤有机碳和全氮随土壤深度增加而降低,而农田土壤在0~30 cm土层随土壤深度的增加而增加,在30 cm土层以下与草地有相同趋势。草地土壤全磷含量各土层间没有显著差异,农田土壤全磷含量与土壤有机碳和全氮含量变化趋势一致;草地和农田土壤速效磷含量都呈减少趋势。土壤pH值随土壤深度的增加而增加。3)各样地土壤有机碳、全氮、全磷、速效磷与土壤容重和土壤pH值之间呈极显著负相关,土壤容重与土壤pH值呈极显著正相关,土壤有机碳、全氮、全磷和速效磷之间也呈极显著正相关关系。     

西藏安多草地退化对植物生物量和土壤养分的影响

以西藏安多县原生小嵩草(Kobresia pygmaea)草甸草原与退化小嵩草草甸草原2种类型草地为研究对象,对其草地的地上和地下生物量、土壤的有机碳、全氮、全磷、有效氮和有效磷含量进行研究,了解退化对草地植物生物量和基本养分含量的影响。结果表明,退化小嵩草草甸草原的地上、地下以及总生物量均显著下降,地上0~10、10~20cm土层生物量和总生物量分别相当于小嵩草草甸草的80.9%、22.1%,15.8%和20.0%;2种类型草地土壤的全量和有效碳氮磷含量均较低,退化对土壤全量和有效养分的影响并不一致,退化导致0~10和10~20cm土层的有机碳、全氮和全磷含量均显著升高,而导致0~10和10~20cm土层的有效氮和有效磷含量均显著降低,2种类型草地随着土层的加深,土壤有机碳、全氮、全磷、有效氮和有效磷含量没有明显差异。     

切根对5龄老芒麦根系土壤养分和微生物生物量及C,N,P化学计量特征的影响

本文以5龄老芒麦(Elymus sibiricus L.)为研究对象,采用分光光度计和氯仿熏蒸等方法测定土壤养分和微生物生物量,探讨了“一”字切根(RT1)和“十”字切根(RT2)处理对老芒麦根系土壤养分和微生物生物量及C,N,P化学计量特征的影响。结果表明：除土壤pH和速效钾外,2种切根处理均能改善土壤养分和提高微生物生物量碳氮磷含量,其微生物生物量碳和氮含量在RT1处理下增加更显著。同时,切根处理使土壤碳氮比、碳磷比、微生物量氮磷比增加,氮磷比、微生物量碳氮比降低,表明切根处理可以缓解老芒麦生长过程中受土壤N,P元素的限制。相关性分析表明,土壤有机碳和全氮与微生物量碳、氮和微生物量氮磷比显著正相关,土壤碳磷比与微生物量磷和氮显著正相关。2种切根处理均改善了老芒麦根系土壤环境,为老芒麦人工草地的科学管理提供理论依据。     

开垦种草对高寒草甸土壤理化性质的影响

对玛曲高寒草甸天然草地及开垦种草8年和20年草地土壤理化性质进行了比较研究。结果表明,土壤含水量天然草地显著高于开垦种草8年草地;土壤容重0～10 cm土层天然草地显著高于开垦种草20年草地;0～60 cm土层土壤有机碳含量天然草地显著高于开垦种草草地,比开垦种草草地高38.66%。土壤全氮、速效氮、全磷和速效磷含量天然草地显著高于开垦种草草地。土壤全氮、速效氮和全磷含量随开垦种草年限增加逐渐下降。各样地土壤全氮、速效氮与土壤有机碳呈显著正相关关系。     

若尔盖高寒退化湿地土壤碳氮磷比及相关性分析

以若尔盖花湖湿地保护区高寒草甸—高寒草原空间演替为研究对象,结合草地利用现状及微地形分布,遴选出5个高寒退化湿地类型进行鼠类洞穴密度和土壤碳、氮、磷含量的调查取样并进行相关性分析。结果表明,5个样地土壤表层(0～10 cm)碳、氮平均含量分布范围分别为3.7%～4.9%和0.38%～0.56%,样地间差异不显著(P＞0.05),磷元素含量由坡地区(样地Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)向平地区(样地Ⅳ、Ⅴ)呈递增趋势,差异性显著(P＜0.05);0~40 cm土壤碳氮比(C/N)为11.01,样地间差异不显著(P＞0.05),碳磷比(C/P)为 62.3、氮磷比(N/P) 为5.69,样地间均差异显著(P＜0.05);土壤碳、氮、磷含量及碳氮比、氮磷比均随土层加深呈降低趋势,其中有机碳含量减少4.36%,0～10 cm表层土壤碳氮比显著高于深层土壤(P＜0.05);鼠类洞穴密度与碳磷比、全磷具有极显著的正相关,而土层深度与所有碳、氮、磷化学计量特征都具有极显著的负相关性。研究结果将为鼠害防控及草地营养循环、碳源/汇转化机制、退化草地植被恢复、土壤养分管理提供理论依据。     

高寒人工草地植物生态化学计量及其内稳性特征

以三江源区建植3年、7年、16年和20年的高寒混播禾本科人工草地为研究对象,分析人工草地土壤和植物碳、氮、磷含量及其生态化学计量比对建植年限的响应,对比植物群落和不同功能群碳、氮、磷含量、生态化学计量比及养分的内稳性特征。结果表明：随着建植年限的增加,人工草地0～10 cm、10～20 cm和20～30 cm土层的碳含量、氮含量、碳磷比和氮磷比总体上表现出先升后降的变化趋势,而磷含量和碳氮比分别呈现出升高、降低、再升高和降低、升高、再降低的变化特征,建植7年人工草地土壤碳、氮、磷含量最高。总体上,人工草地植物碳含量、碳氮比、碳磷比和氮磷比按照禾本科植物>植物群落>杂类草的顺序依次递减,氮含量和磷含量则表现为杂类草>植物群落>禾本科植物。随着建植年限的增加,植物群落和杂类草除碳氮比以外的其余指标均有着相似的变化特征,而禾本科植物碳含量、氮含量和碳氮比的变化特征与植物群落和杂类草相比存在一定差异。此外,不论在群落尺度还是功能群尺度,植物氮磷比均在8.0以下,表明人工草地植物的生长主要受氮限制。内稳性模型的拟合结果显示,植物群落和禾本科植物的氮含量和氮磷比表现为绝对稳...     

青海省海北州不同草地利用方式土壤基本理化性状研究

为探索土地利用方式变化对土壤理化性状的影响,以青藏高原青海省海北州原生矮嵩草(Kobresia humil)草甸、原生灌丛草甸、退化矮嵩草草甸、退化灌丛草草甸、人工草地、农田地为研究对象,对各利用方式下土壤的基本理化性状进行研究。结果表明:退化导致0~10 cm土层土壤容重增大,而对下层土壤容重没有明显影响,2种退化草地0~10 cm土层的土壤容重均大于10~20 cm土层,其中退化灌丛草甸与原生灌丛草甸之间差异显著(P<0.05),人工种植也导致表层土壤容重有升高的趋势,人工种草和开垦均导致0~20 cm土层土壤容重的变异消失。草地退化和开垦均导致土壤有机碳和全氮含量降低,草地退化还导致土壤全磷含量降低,但开垦为农田后对土壤全磷的影响不大;草地退化和开垦也导致土壤有机碳、全氮、全磷含量沿土壤深度的变异消失。草地退化后表层土壤的有机碳、全氮和全磷含量明显降低,而退化对10~20 cm土层的有机碳含量影响不大。草地退化、开垦和农用均导致土壤表层速效氮的损失,草地开垦和农用的损失尤为剧烈;不同利用方式对土壤速效磷的影响较为复杂,未表现出一致的规律性。     

青藏高原种植紫穗槐对土壤养分的响应

选取在西藏拉萨地区人工种植的两龄紫穗槐为研究对象,探讨了灌丛内与灌丛外土壤各种形态氮素、全磷、有机碳的含量特征及土壤pH的差异。结果表明,1)相对于灌丛外土壤,灌丛内土壤的全氮、铵态氮、硝态氮分别平均高23.44%,13.95%和37.60%,土壤全磷平均高19.57%,土壤有机碳平均高44.21%,土壤pH值平均低1.69%。2)灌丛内与灌丛外土壤的全氮、铵态氮、硝态氮、全磷、有机碳、pH均差异显著(P<0.05)。3)垂直方向上,灌丛内和灌丛外在10~20 cm土层的全氮、铵态氮、硝态氮、全磷均为最高,有机碳和pH则随土层深度增加而递减。4)土壤各营养元素之间表现为不同程度的相关性,土壤有机碳与铵态氮呈极显著正相关关系(P<0.01),与全磷呈显著正相关关系(P<0.05);全氮与全磷呈极显著正相关关系(P<0.01);铵态氮与全磷呈极显著正相关关系(P<0.01)。     

青海省不同高寒草地土壤主要养分及可溶性有机碳特性研究

为探索不同高寒草地类型中土壤有机碳、养分和可溶性有机碳的含量差异以及可溶性有机碳分布特征,以青海省4个高寒草地类型土壤0～10 cm和10～20 cm土层为研究对象,分析了土壤有机碳、全氮、全磷、全钾、可溶性有机碳含量,以及可溶性有机碳芳香性指数和腐殖化指数,并进一步探讨了可溶性有机碳含量与土壤有机碳、各养分含量之间的相关性。结果表明,不同高寒草地类型各土层土壤中全氮、有机碳、可溶性有机碳含量由高到低的顺序依次为:高寒草甸类高寒草甸草原类高寒草原类高寒荒漠类,且不同类型之间差异显著(P0.05)。随着土层的加深,土壤全氮、有机碳含量有降低趋势。不同类型高寒草地各土层土壤中可溶性有机碳的芳香性指数和腐殖化指数表现出与此相同的变化趋势。不同高寒草地各土层中可溶性有机碳与土壤全氮、有机碳含量之间均呈现出显著正相关关系(P0.05)。综上所述,高寒草甸和高寒草甸草原土壤有机碳、全氮、可溶性有机碳含量较高,结构复杂。可溶性有机碳的芳香性指数和腐殖化指数在一定程度上能够反映土壤养分状况。     

三江源区不同利用方式草地生物量及土壤养分特征

以三江源区玛多县高寒草原、退化高寒草原和垂穗披碱草人工草地为研究对象,研究了不同土地利用方式对地上、地下生物量以及土壤有机碳、全氮、全磷、有效氮、有效磷含量的影响。结果表明:总生物量的高低排序为高寒草原人工草地退化高寒草原,人工草地和退化高寒草原的总生物量分别仅为高寒草原的32.9%和22.8%,人工草地对地上植被的恢复效果较好,地上部生物量最高,为高寒草原地上生物量的359.2%,但对地下生物量的恢复并不理想,0~10cm地下生物量仅为高寒草原的11.5%。3种利用方式草地土壤碳氮磷养分含量均处于较低水平;退化和人工种植草地0~10cm土层的有机碳、全氮、全磷、有效氮、有效磷含量明显较高,而10cm以下土层的各样分含量明显下降;退化对下层土壤的全磷和有效磷含量没有明显的影响,不同利用方式草地的全磷和有效磷含量在不同土层的变异也不明显。     

高寒草地土壤理化性质特征及质量评价

以黄河源区4类高寒草地为研究对象,测定了0～20 cm土层土壤理化性质,并运用主成分分析法对土壤质量进行评价,结果表明：1)土壤容重和pH值表现均为高寒草原>人工草地>高寒草甸>沼泽草甸;土壤含水量、有机碳、全碳、氨氮、全氮含量均表现为沼泽草甸>高寒草甸>人工草地>高寒草原;土壤硝氮含量表现为人工草地>沼泽草甸>高寒草原>高寒草甸;土壤速效磷和全磷含量均表现为沼泽草甸>高寒草甸>人工草地>高寒草原;土壤速效钾和全钾含量均表现为人工草地>高寒草原>高寒草甸>沼泽草甸;2)土壤有机碳含量与全碳、氨氮、全氮、速效磷、全磷含量之间呈极显著正相关关系(P<0.01),土壤全碳含量与氨氮、全氮、速效磷、全磷含量之间呈极显著正相关关系(P<0.01),土壤碳氮磷元素呈强相关关系,三者之间高度耦合;3)在0～10、10～20以及0～20 cm土层,土壤质量高低排序均为沼泽草甸>高寒草甸>人工草地>高寒草原,各草地0～10 cm土层土壤质量均高于10～20和0～20 cm土层,0～20 cm土层土壤质量高于10～20 cm土层。     

固沙灌木配置模式对宁夏东部风沙区土壤生态化学计量特征的影响

为探讨宁夏东部风沙区不同固沙灌木配置模式对土壤养分含量及其生态化学计量比的影响,以宁夏灵武白芨滩国家级自然保护区典型固沙灌木样地为研究对象,分析 5 种固沙灌木配置模式 (柠条纯林、杨柴纯林、柠条×花棒混交、柠条×沙拐枣混交、花棒×沙拐枣混交)下土壤碳、氮、磷含量及其生态化学计量比。结果表明：0~10 cm 土层,柠条×花棒混交、柠条×沙拐枣混交固沙灌木配置模式的土壤全氮含量和 N∶P 均显著高于其他 3 种固沙灌木配置模式,但土壤 C∶N 显著低于其他 3 种; 10~20 cm 土层,柠条纯林、柠条×沙拐枣混交固沙灌木配置模式土壤 C∶N 显著高于其他 3 种,柠条纯林固沙灌木配置模式土壤 C∶P 显著高于其他 4 种;20~30 cm 土层,柠条纯林固沙灌木配置模式土壤全氮含量显著高于其他 4 种,柠条×沙拐枣混交固沙灌木配置模式土壤有机碳含量和 C∶P 均显著低于其他 4 种。C∶N 和 N∶P 主要限制因素均为全氮,C∶P 主要限制因素为有机碳。柠条×花棒混交、柠条× 沙拐枣混交固沙灌木配置模式有利于表层土壤氮矿化,提高土壤全氮含量,促进沙地土壤养分的平衡。     

三江源区建植“黑土山”人工草地对土壤性质的影响

本研究以三江源区阴阳坡天然(NG)、退化“黑土山”(BG)、人工(AG)高寒草地为研究对象，通过土壤性质的测定，探讨三江源区退化草地与人工草地土壤碳氮磷及生态化学计量特征。结果表明，阳坡BG样地全氮(Total Nitrogen, TN)含量、NG样地全钾(Total potassium, TK)含量显著高于阴坡；AG样地全磷(Total phosphorus, TP)含量阴坡显著高于阳坡；阴坡和阳坡土壤碳氮比(C∶N)、氮磷比(N∶P)和碳磷比(C∶P)均呈现NG>BG>AG的趋势。全氮含量整体呈NG相似文献   

黄土丘陵区不同植被恢复模式对沟谷地土壤碳氮磷元素的影响

选取黄土丘陵区3种代表性植被恢复模式的沟谷地样地:人工刺槐(Robinia pseudoacacia)林沟谷地(G-Rp),人工柠条(Caragana korshinskii)灌丛沟谷地(G-Ck)和天然草地沟谷地(G-Ng).通过分析沟谷地5个坡位样带的土壤样品,评价了不同植被恢复模式对沟谷地土壤碳氮磷元素的影响.结果表明:3种植被恢复模式对沟谷地土壤有机碳和全氮的含量及储量具有显著的改善作用,对土壤全磷含量及储量略有减少的影响,其中柠条灌丛沟谷地土壤磷相对于对照(坡耕地)减少达显著差异(P<0.05);土壤碳氮磷的含量及储量在沟谷地的空间分布存在显著差异(P<0.05),总体呈由上到下递增趋势(除G-Rp沟底);沟谷地土壤碳氮元素间呈正向和极显著的线性相关关系(P<0.0001).在黄土丘陵区沟谷地地貌单元实施植被恢复,可显著地提高沟谷地土壤的碳汇和氮素储量.     

荒漠区不同大小灌丛周围土壤微生物生物量及活性特征

为了解不同大小灌丛对荒漠区土壤生物学性状的影响与作用,本研究在东阿拉善荒漠区选择两组不同大小的红砂灌丛,研究其周围土壤资源的空间异质性和土壤微生物特性的变化规律。结果表明,红砂灌丛下沙堆土壤有机碳和全氮含量显著大于其内部和外部土壤,随灌丛增大,沙堆有机碳和全氮含量无显著变化,而土壤水分含量显著增加;另外,灌丛周围土壤微生物生物量碳氮含量较低,分别为55.23~113.81 mg/kg和5.46~7.66 mg/kg,其中,灌丛内部土壤微生物生物量碳含量和微生物熵(qMB)显著高于灌丛外部与沙堆,而土壤微生物呼吸熵(qCO₂)变化与之相反;随灌丛增大,内部土壤微生物生物量与微生物活性保持稳定,变化较小。以上结果说明红砂灌丛对风蚀拦截形成的沙堆富含大量养分,但沙堆养分含量与灌丛大小无关,同时沙堆的形成对维持灌丛内部土壤微环境的稳定与健康具有重要作用。     

东祁连山金露梅灌丛不同恢复期碳储量和土壤养分变化

为科学评价灌丛不同恢复期碳储量和土壤养分变化规律,采用"空间代替时间"的方法,对比分析了从1997年至2018年20年来金露梅(Potentilla parvifolia)灌丛不同恢复期碳储量和土壤养分含量变化特征。结果表明,随着金露梅灌丛的逐渐恢复,灌木碳储量增加1.4～6.2倍,灌丛下草本碳储量减少0.9～1.7倍,灌丛群落碳储量增加1.1～2.0倍;0–10 cm土层容重减小,10–30 cm土层容重则呈先减后增趋势;0–30 cm丛间土壤全磷含量减小0.7%～6.0%,速效磷含量减小6.3%～28.8%,速效钾含量总体减小53.9%～61.0%,土壤有机质、速效氮含量呈先增后减趋势,全钾含量则呈先减后增趋势。丛内各层土壤有机质、全钾、速效氮、速效磷、速效钾含量变化趋势与丛间的变化相同。综上,随植被恢复,碳贮量增加,但部分土壤养分呈减少或先增后减趋势,故建议以放牧利用为目的草地应适度控制金露梅灌丛大尺度扩张,以环境效益为目的的草地应促进进展演替。     

不同草地利用方式对土壤有机碳、全氮和全磷的影响

以青海省共和县塔拉滩封育芨芨草(Achnatherum splendens)草原、过牧芨芨草草原、取土坑、人工草地和农田为研究对象,对不同利用方式及不同深度下土壤有机碳、全氮、全磷含量进行了分析研究。结果表明:0～10cm和10～20cm土层土壤有机碳含量顺序均为封育芨芨草草原>退化过牧芨芨草草原>取土坑>农田>人工草地,说明退化和开垦均导致表层土壤有机碳含量的下降。在同一土层内,农田和人工草地(退耕地)的有机碳含量差异不显著(P>0.05)。在0～10,10～20和20～40cm的3个土层,农田的全氮含量最高,人工草地次之,主要是由于人为施加氮肥和翻压枯草等因素造成,取土坑的全氮含量最低;同时,0～40cm的土层,封育芨芨草草原的土壤全氮含量高于退化过牧芨芨草草原,40～80cm的土层,封育芨芨草草原的土壤全氮含量低于退化过牧芨芨草草原,说明封育使土壤上层的全氮含量增加,而草原退化导致氮向下层转移。全磷含量的变化规律与全氮相似。各草地的有机碳、全氮和全磷含量随土壤深度增加而下降。