落地石油量对黄土丘陵区撂荒草地植物群落的影响

为定量反映落地原油对草地植物群落的影响,选择黄土丘陵区撂荒草地进行野外石油污染模拟试验。试验共设5个处理水平,4个重复,周期为11个月。结果表明:随着浇油量的增加,石油对群落的影响逐渐增大,表现为群落的返青时间推迟,返青系数下降,返青系数与浇油厚度呈极显著负相关;浇油厚度为4.3和5.8 mm时,群落盖度降低、植株数减少且在整个生长季增加缓慢,群落物种丰富度指数和Shannon-wiener多样性指数显著低于对照组;不同种群对石油污染的响应不同,达乌里胡枝子(Lespedeza daurica (Laxm.) Schindl.)和阿尔泰狗哇花(Heteropappus altaicus (Willd.) Novopokr.)8月生长系数有相似趋势,都在1.4 mm浇油厚度时达到最大值0.697和0.612,随着浇油厚度的继续增加,二者的生长系数迅速下降;冰草(Agropyron cristatum (L.) Gaertn.)8月生长系数与浇油厚度呈显著负相关。     

不同养分添加对高寒植物功能性状的影响

为研究不同养分添加下高寒植物功能性状的变化情况,预测大气氮、磷沉降加剧背景下植物功能性状的演变趋势,本试验分析了高低浓度梯度氮、磷养分添加对青海省门源县典型高寒草甸10种常见物种功能性状的影响。结果表明:氮单独添加和氮、磷交互作用对所测6种功能性状均无显著影响;磷单独添加和高磷单独添加分别对比叶面积、叶干物质含量影响显著(P<0.05),对其余功能性状无显著影响;氮、磷混合添加显著影响了除地上生物量外5种功能性状(P<0.05);大部分物种对氮、磷单独添加不敏感,氮、磷混合添加对除甘肃棘豆(Oxytropis kansuensis)和美丽风毛菊(Saussurea pulchra)外的8种植物多种功能性状影响显著(P<0.05)。本研究表明大气氮、磷沉降持续加剧可能会使高寒植物高度增加、叶片变大变薄,茎密度减小,地上生物量变化不明显或仅略微增加。     

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...     

黄土丘陵区草地群落多样性和优势种养分对氮添加的响应

为探究大气氮沉降对黄土丘陵区草地群落多样性及其优势种生长的影响,本研究以白羊草(Bothriochloa ischaemum, Bi)和达乌里胡枝子(Lespedeza davurica, Ld)为优势种的草地群落为研究对象,设置3个氮添加处理(N0,0 kg ·hm^-2·a^-1;N25,25 kg ·hm^-2·a^-1;N75,75 kg ·hm^-2·a^-1),测定并分析了白羊草和达乌里胡枝子的株高、盖度、地上生物量(Aboveground biomass,AGB),物种多样性和养分含量。结果表明：氮添加处理下,Bi和Ld群落的总AGB显著提高;Bi群落中,氮添加显著降低物种多样性指数,而显著提高白羊草的全氮含量和氮磷比;Ld群落中,氮添加显著增加物种多样性指数,而显著降低达乌里胡枝子的全氮含量和氮磷比;相关性分析表明,物种多样性与白羊草的盖度和生物量呈显著负相关关系,与达乌里胡枝子的高度、盖度和AGB呈显著正相关。综上,氮添加促进了白羊草生长但抑制达乌里胡枝子,其群落优势种的AGB对物种多样性影响更加重要。     

三江源地区草地植物功能性状与蒸散发关系研究

蒸散发作为调控区域水分收支的重要支出项,受植物性状的影响。本研究于2021年5月—2021年9月对三江源及其周边共5个区域(海晏(HY)、同德(TD)、玛多(MD)、曲麻莱(QML)、可可西里(KKXL))的实际蒸散发及植被数据进行收集,通过相关性分析解释植被变化过程对环境的适应策略。结果表明：三江源草地植物多以丛生或密丛生为主,其中比叶面积与株高、叶片干物质含量、生长型和种子类型间呈显著负相关(P<0.05)。生长季实际蒸散发日、月动态在5个区域均呈现单峰变化趋势,生长季累积量为HY(309.97 mm)>TD(279.58 mm)>QML(247.90 mm)>MD(239.42 mm)>KKXL(230.35 mm)。分析植物功能性状与实际蒸散发之间的相关性,表明株高、比叶面积、叶片干物质含量、生长型和种子类型均与实际蒸散发呈现一定相关性,其中生长型相关性最大(R²=0.74)。     

施氮磷肥对黄土丘陵区典型草地优势种光谱特征的影响

探讨施肥后草地群落优势种光谱特征响应和差异,对准确评价草地施肥效应有重要意义。以黄土丘陵区6个典型优势种[白羊草(Bothriochloa ischaemum)、长芒草(Stipa bungeana)、达乌里胡枝子(Lespedeza davurica)、菊叶委陵菜(Potentilla tanacetifolia)、蒙古蒿(Artemisia mongolica)和铁杆蒿(Artemisia sacrorum)]为对象,测定并提取了不同施氮磷处理下的7个光谱特征参数。结果表明：相比未施肥,单施氮或磷均降低6个优势种在“蓝谷”、“绿峰”和“红谷”处的光谱反射率;氮磷配施后,各优势种的红边幅值(AMP)和红边面积(S_red)呈增加趋势,白羊草、达乌里胡枝子、菊叶委陵菜和铁杆蒿的差值植被指数(DVI)均增大。结果表明,光谱特征参数可有效反映黄土丘陵区草地优势种的氮磷施肥效应,植被指数DVI,NDVI和GNDVI相比RVI更适合于评价草地群落优势种对施氮磷肥的响应和差异。     

黄土丘陵区撂荒群落土壤速效养分空间变异性研究

采用经典统计学与地统计学相结合的方法,对黄土丘陵区5块不同撂荒年限样地速效养分在群落尺度上的空间分布特征进行了分析,结果表明,1)与黄土高原地区整体养分水平相比,撂荒样地土壤养分贫瘠,0～20和20～40 cm土层速效养分含量在群落演替中期较高,并且0～20 cm养分含量明显高于20～40 cm;2)速效养分的空间变异主要为结构性变异,撂荒6～7年样地土壤表层的速效钾和硝态氮以及撂荒25年样地20～40 cm硝态氮具有中等空间相关性,其他撂荒群落土壤0～20和20～40 cm的速效养分均具有高度空间相关性;3)随植被群落撂荒演替年限的增加,0～20 cm土层速效钾和硝态氮空间变异性在群落演替前期样地中最大,20～40 cm土层速效钾和硝态氮空间变异性分别在群落演替中期和前、中期样地中最大。0～20 cm土层速效磷和铵态氮空间变异性在群落演替中期样地中最大,20～40 cm土层速效磷和铵态氮空间变异性分别在群落演替前期和中期样地中最大。在不同撂荒年限样地中,4种速效养分具有不同空间自相关性和空间变异性,说明控制这几种养分空间分布的生态学主导过程可能有差异。     

黄土丘陵区撂荒年限和坡向对灌丛生物量及丰富度的影响

为研究撂荒年限和坡向对草地植物灌丛地上生物量及丰富度的影响,本研究以黄土丘陵区不同坡向4个主要撂荒年限(12 a, 20 a, 30 a和42 a)草地作为研究对象,分析其草地灌丛地上生物量及丰富度的变化。结果表明,撂荒草地物种丰富度、植物群落地上生物量、灌丛地上生物量及其百分比随撂荒年限的增加而增加,峰值多集中出现在30 a阳坡草地,分别达到：10.5种·m^-2,133.20 g·m^-2和50.15 g·m^-2,阴坡草地灌丛地上生物量百分比在42 a占比最高,达到51.68%;阳坡草地群落地上生物量及物种丰富度高于阴坡草地;但阳坡草地灌木和半灌木地上生物量低于阴坡草地,且阳坡撂荒草地群落灌木和半灌木物种数目百分比随撂荒年限的增加而降低,12 a占比最高达28.57%。撂荒年限与群落地上生物量、灌木和半灌木地上生物量、物种丰富度之间均存在正相关关系,坡向不同引起植物群落灌丛数量和生物量的变化。     

氮磷添加对呼伦贝尔草地凋落物分解的影响

凋落物分解是草地生态系统能量流动和物质循环的重要过程,其分解与初始化学组成（内因）和土壤环境（外因）等因素有关。氮（N）、磷（P）作为植物生长所必需的大量元素,影响生命活动的很多过程,是凋落物分解中内因和外因的重要调控因素。以呼伦贝尔草甸草原中羊草、糙隐子草和披针叶黄华3种植物为研究对象,采用网袋分解法,研究氮磷养分添加在内因和外因方面对凋落物分解的影响。结果表明：1）凋落物分解过程受物种内在因素和土壤环境等外在因素的共同影响,在提高凋落物分解速率上,养分添加在外因方面作用大于内因方面;2）外因方面,氮磷养分添加显著促进3种凋落物分解;内因方面,对糙隐子草和披针叶黄华有促进作用,而对羊草则表现为抑制作用;3）凋落物分解过程中N、P元素的释放与凋落物初始N、P含量和土壤中N、P含量呈正相关关系。研究结果揭示了土壤氮磷养分差异是影响凋落物分解和养分释放的主导因素,今后研究应更多关注外在因素变化对凋落物分解过程的影响。     

晋北农牧交错带草地土壤净氮矿化速率对氮磷添加的响应

外源养分输入提高生产力是否同时促进了氮转化过程,尤其在农牧交错带脆弱草地生态系统的研究鲜见报道。为探究土壤氮转化关键过程对外源养分添加的响应,本研究依托山西右玉黄土高原草地生态系统国家定位观测研究站2017年建立的全球变化联网试验养分平台,采用原位顶盖PVC埋管法,测定了土壤氮转化速率,以及相关生物和非生物指标。结果表明：氮添加显著提高了土壤无机氮含量、土壤氮转化速率;氮磷同时添加显著提高了地上生产力。综上,氮添加促进了晋北农牧交错带草地土壤氮转化速率,但是没有显著提高生产力;氮磷同时添加对氮转化速率没有显著影响,但是显著提高了草地生产力,因此推测,单独氮添加后,植物生长受磷限制,同时添加氮磷,虽然对净氮矿化速率没有显著影响,但是能显著提升生产力,因此未来晋北农牧交错带草地管理应该考虑氮磷双重限制。     

养分添加对贝加尔针茅草原6种植物叶片性状的影响

养分添加是促进退化草地恢复常用的管理措施。以贝加尔针茅草原为研究对象,设置CK(对照,不施肥),N(单施氮肥,100 kg/hm²),P(单施磷肥,100 kg/hm²),K(单施钾肥,100 kg/hm²),NP(氮、磷肥混施,均为100 kg/hm²),NK(氮、钾肥混施,均为100 kg/hm²),PK(磷、钾肥混施,均为100 kg/hm²),NPK(氮、磷、钾肥混施,均为100 kg/hm²),研究贝加尔针茅草原包括建群种和优势种在内的6种植物的比叶面积、叶绿素含量和养分含量等叶片性状对养分添加的响应,旨在探讨草原生态系统中,不同物种叶片特性随养分供给条件发生的变异及其与土壤理化特性之间的关系。结果表明,6种植物的比叶面积(specific leaf area, SLA)、叶绿素含量、叶片养分在不同养分添加下都发生了变化,但变化的范围和方向都不尽相同。综合6种植物进行分析,SLA与叶绿素含量、叶片含N量呈极显著正相关(P<0.01),与叶片含P量呈显著正相关(P<0.05);叶绿素含量与叶片含N量、土壤铵态氮含量呈极显著正相关(P<0.01);叶片含N量与土壤pH呈显著正相关(P<0.05);叶片含P量与土壤P、土壤速效P含量和土壤pH值呈极显著正相关(P<0.01)。综合研究表明,贝加尔针茅草原植物叶片含N量较低,植物叶片性状受N素影响显著,但不同物种对N素添加的反应不同,土壤养分供给的差异是叶片结构特性和叶片养分组成发生变化的重要原因。     

天然草地土壤化学性质对氮磷添加响应的Meta分析

搜集2000～2020年国内外有关氮磷添加对天然草地土壤化学性质影响的73篇文献资料的1 960组数据,采用整合分析(Meta-analysis)方法分析了天然草地土壤化学性质对氮磷添加的响应,以及氮添加、磷添加和氮磷添加下天然草地土壤化学性质效应值与环境因子之间的相关关系.结果表明:在氮、磷和氮磷同时添加的条件下,土...     

黄土丘陵区撂荒对土壤酶活性的影响

为了解侵蚀环境下植被恢复对土壤酶活性的影响,以典型侵蚀环境黄土丘陵区纸坊沟流域生态恢复1至50年撂荒地长期定位试验点为研究对象,选取坡耕地为对照,分析了植被恢复过程中土壤脲酶、磷酸酶、蔗糖酶、淀粉酶、纤维素酶、过氧化氢酶、多酚氧化酶及理化性质的演变特征。结果表明,土壤酶活性前期变化波动较大,后期(20-30a)年变化趋于稳定;尿酶、碱性磷酸酶、蔗糖酶、过氧化氢酶和多酚氧化酶与其他因子相关性相对较强,可以作为评价土壤质量的生物学指标;尿酶、淀粉酶、碱性磷酸酶、蔗糖酶、过氧化氢酶和纤维素酶活性随恢复年限而增加,多酚氧化酶则减少;土壤酶指数可以作为评价土壤质量的方法。     

封育对荒漠草原优势植物根系性状特征的影响

研究植物根系特征变化对进一步了解禁牧封育过程中的植被变化具有重要意义。以宁夏荒漠草原不同封育年限(0、3、7和15年)下短花针茅(Stipa breviliora)、沙芦草(Agropyron mongolicum)、牛枝子(Lespedeza potaninii)、甘草(Glycyrrhiza uralensis) 4种优势植物为研究对象,研究了封育对优势植物根性状特征的影响及其与植物地上部和土壤特性的关系。结果表明：1)封育措施下不同植物根性状变化不尽相同,短花针茅根表面积、平均根直径和根总体积封育后显著降低(P <0.05),比根长、比根面积在封育7年时最高;沙芦草的总根长、根表面积在封育3年时最高;封育对牛枝子、甘草的根系性状影响不显著。2)牛枝子0-40 cm地下生物量以封育3年最高,沙芦草、甘草地下生物量在封育7年最高;封育使深层根系生物量增加,短花针茅和沙芦草的30-40 cm土层和甘草的10-20 cm土层根系生物量在封育7年时最高。3)相关分析表明,荒漠草原植物根系受土壤有机质、碱解氮及土壤容重的影响明显,根系性状与植被盖度和地上生物量显著正相关(P <0...     

放牧强度对半干旱草地优势植物赖草功能性状的影响

放牧是草原生态系统中草地利用的主要方式,研究草地植物功能性状对长期放牧干扰的响应策略具有重要意义。本文以晋北农牧交错带半干旱草地为例,研究优势植物赖草(Leymus secalinus)功能性状在不同放牧强度下的变化,结果表明：放牧显著降低了赖草株高等形态结构性状以及茎叶比等生产力性状(P<0.05),中度放牧与不放牧的差异最小;整株干重(地上部分)的变异系数(52.92%)和可塑性指数(93.17%)最大;生产力性状、光合生理性状和化学计量3类性状内部指标之间的相关性均为极显著正相关(P<0.01);茎氮磷比等性状是赖草响应放牧干扰的主要功能性状。本研究表明,中度放牧下,赖草具有补偿性生长的能力,矮化型变特征和非对称性响应机制是赖草在放牧干扰下的主要适应方式。     

不同恢复年限草地群落水平植物功能性状及功能多样性分析

植物功能性状与功能多样性是评价草地生态系统功能的重要工具。本研究以黄土高原丘陵沟壑区不同恢复年限人工刺槐林林下草地和自然撂荒草地作为研究对象,通过对草地植物群落及功能性状进行调查,分析不同恢复年限草地群落水平植物功能性状及功能多样性动态变化,结果显示：1）林下草地和自然撂荒草地植物群落主要以多年生菊科和蔷薇科为主;2）随恢复年限增加,林下草地植物从以双子叶为主逐渐演替到以单子叶为主,从以菊科为主逐渐演替到以禾本科为主;而撂荒草地物种始终以菊科为主,且在恢复过程中逐渐演替为以灌木和半灌木为主的群落;3）林下草地群落水平叶片功能性状值大于撂荒草地,而群落水平盖度、密度和地上生物量性状小于撂荒草地。撂荒草地物种多样性和功能多样性指数高于林下草地,撂荒草地相较林下草地具有更高的生态效益。本研究可为黄土高原丘陵沟壑区草地生态系统功能评估提供理论依据。     

放牧和氮添加对半干旱沙质草地优势种糙隐子草及群落功能性状的影响

为探究氮沉降背景下放牧对半干旱沙质草地植物功能性状的影响,本试验探究了放牧和短期氮添加(20 g·m-2·a-1)对半干旱沙质草地优势种糙隐子草(Cleistogenes squarrosa)和群落功能性状的影响.结果表明:放牧和氮添加增加了糙隐子草的重要值,放牧降低了糙隐子草叶面积,氮添加显著降低了围封草地中糙隐子草...     

四种草本植物生长性状和根性状对磷添加的响应策略

采用盆栽种植方式,对低浓度有机磷(20 mg/kg)、低浓度无机磷(20 mg/kg)和高浓度无机磷(200 mg/kg)水平下石竹、冰草、苜蓿和沙葱的生长、根形态和生理性状指标进行测定,探究内蒙古草原四种草本共存植物的磷适应策略。结果表明：与低磷环境相比,高磷环境下四种植物均具有更高的地上部生物量、氮和磷累积量、根生物量,根冠比(除沙葱外)均较低;细根植物(石竹和冰草)的总根长在低浓度有机磷环境最长,粗根植物(苜蓿和沙葱)则在高浓度无机磷环境最长,四种植物的总根长均在低浓度无机磷环境最短;四种草本植物的比根长均在低浓度有机磷环境最高,在低浓度无机磷环境最低,且细根植物的比根长显著高于粗根植物;四种植物中,沙葱具有最高的根系有机酸含量(比其他三种植物高约39倍)和酸性磷酸酶活性(高约52倍)以及最低的根呼吸速率(低约7倍),苜蓿则具有最高的平均根性状变异度。总体来看,细根植物主要是通过增加比根长和总根长,粗根植物主要通过提高根系有机酸和酸性磷酸酶活性(如沙葱)或增大根性状变异度(如苜蓿)来适应低磷环境。     

磷添加对草地生态系统的影响

磷(P)作为植物生长必需的大量元素之一,在植物的各种生理代谢中发挥着重要的作用。随着大气氮沉降和人类活动加剧,陆地生态系统的氮输入急剧增加,导致磷对生态系统的限制性作用日益凸显。本文系统综述了P添加对草地生态系统植物生产力、物种多样性、化学计量以及N、P相互作用等有关生态过程的影响,在此基础上,提出未来该领域的几个重要研究方向和参考思路。