祁连山中部高山草甸土壤有机碳矿化及其影响因素研究

分析了室内培养土壤温湿度变化对祁连山海拔3500,3600,3700和3800 m处高寒草甸土壤有机碳矿化的影响。结果显示土壤有机碳累积矿化量及其比例为35℃下最高,土壤含水量为30%和40%下比10%和20%下高,0~15 cm土层比15~35 cm土层中高。土壤有机碳矿化速率及其占有机碳含量比例随培养时间延长而递减。土壤有机碳矿化速率及其比例为35℃下最高,土壤含水量为30%和40%下比10%和20%下高,0~15 cm土层比15~35 cm土层中高。一阶动态方程拟合土壤有机碳矿化动态效果较好。5℃下分解率系数和活性有机碳库较低。5℃升高到15℃,Q10为1~6,15℃升高到25℃,Q10为1~2。结果表明祁连山高寒草甸表层土壤有机碳分解受温湿度变化的影响较大。     

祁连山东段不同退化高寒草甸土壤有机碳密度研究

于2008年在祁连山东段天祝地区选取轻度、中度和重度3个不同退化程度的高寒草地,以土壤有机碳密度为研究对象,探讨高寒草地在不同退化程度干扰下土壤有机碳密度的变化特征。结果表明:随着高寒草地退化程度的加重,土壤含水量降低,容重和pH值增大;土壤有机质和全氮有相似的变化趋势,中度与轻度或重度退化草地土壤有机质和全氮差异显著(P<0.05);土壤有机碳密度在0-10 cm土层显著高于其他土层(P<0.05),并随着土层加深有显著的垂直变化趋势;不同退化程度草地在0-30 cm土层总土壤有机碳密度表现为中度>轻度>重度退化草地。     

祁连山中部高寒草甸土壤氮矿化及其影响因素研究

分析了温湿度变化对祁连山海拔3500,3600,3700和3800 m处高寒草甸土壤氮矿化的影响。结果显示,以土壤氮矿化量极差计,温度和湿度对土壤氮矿化影响最大,土层和温湿度交互作用影响较小;以土壤氮矿化比例极差计,温度和海拔影响最大,湿度其次,土层影响较小。温度对土壤氮的矿化影响显著(P<0.05)。35℃下土壤氮矿化量最高,25℃下显著比5℃下高(P<0.05);不同温度下土壤氮矿化比例差异不显著(P>0.05)。土壤含水量为20%和40%下土壤氮矿化量较高,60%和80%下较低(P<0.05),不同湿度下土壤氮矿化比例差异不显著(P>0.05)。海拔3800 m处土壤氮矿化比例最低。以土壤氮矿化速率计,5℃升高到15℃,Q10较高,15℃升高到25℃及25℃升高到35℃,Q10接近;以土壤氮矿化比例计,5℃升高到15℃,Q10较低,15℃升高到25℃以及25℃升高到35℃,Q10都接近2。结果说明在20%~80%土壤湿度范围内,温度升高将使祁连山高寒草甸土壤氮的矿化速率增加。     

青海省祁连县高寒草甸草原土壤有机碳分布特征

为了评价青海省祁连县高寒草甸草原有机碳的分布特征,本研究以祁连县海拔2 963-3 392m范围内高寒草甸草原为研究对象,采用野外调查取样结合室内分析的方法,分析了祁连县高寒草甸草原0-50cm土层土壤有机碳的分布规律。结果表明,土壤有机碳含量随着土层深度的增加而显著减少(P0.01),表现为0-1010-2020-3030-4040-50cm;土壤有机碳密度和土壤有机碳储量同土壤有机碳含量分布有相同的趋势;土壤有机碳与地上生物量和植被盖度呈极显著(P0.01)正相关关系,表明土壤有机碳含量随着盖度和地上生物量的增加而增加。土壤有机碳含量与土壤容重呈极显著(P0.01)负相关关系;相反,随着土层深度的增加,土壤含水量逐渐减少,土壤有机碳含量与土壤含水量呈极显著(P0.01)正相关。     

不同休牧模式对高寒草甸草原土壤特征及地下生物量的影响

以土壤特征及地下生物量为主要指标研究了东祁连山高寒草甸草原对全生长季休牧、传统夏季休牧和禁牧的响应,以期为该区草地恢复、保护和管理提供支撑.结果表明:与传统夏季休牧相比,禁牧和全生长季休牧改良了高寒草甸草原0~20 cm土壤物理结构,降低了土壤的紧实度,但对深层土壤影响较小;禁牧和全生长季休牧不同程度地改善了高寒草甸草原土壤的持水能力;禁牧显著增加了0~30 cm土壤有机碳含量,全生长季休牧增加了高寒草甸草原表层土壤有机碳含量;禁牧极显著增加了0~10 cm土层根系生物量,而传统夏季休牧草地10~20 cm土层的根系生物量显著高于禁牧与全生长季休牧.说明短期禁牧和全生长季休牧是提升青藏高原高寒草甸草原生产力与生态恢复的重要措施之一.     

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。     

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。     

祁连山不同类型草地土壤细菌群落特征研究

祁连山是我国西部重要的生态屏障,拥有大量的草地资源。研究草地土壤细菌群落组成及其与土壤环境因子间的关系,可对维持草地生态及了解祁连山土壤细菌群落组成提供一定的数据基础。采用高通量测序技术检测并分析了祁连山默勒镇3种类型草地 （高寒草甸、人工草地、沼泽化草甸）0~10 cm土壤细菌群落结构及多样性,并对上述土壤细菌群落与土壤理化因子的相关性进行了系统的研究。结果表明：1）沼泽化草甸土壤全氮、全磷、有机质碳、含水量和硝态氮显著高于高寒草甸和人工草地（P<0.05）。2）3地共测得有效序列1022446条,以97%的一致性将序列聚类,高寒草甸、人工草地、沼泽化草甸OTU聚类均值分别是4917、5233、5075条。3）Shannon和Simpson多样性指数3地间差异不显著,Chao1指数表现为人工草地>高寒草甸>沼泽化草甸（P<0.05）。4）在门水平上,3地均以变形菌门、酸杆菌门、放线菌门和浮霉菌门为主要类群;在属水平上,表现出不同类型草地细菌富集类型不同。5）有机质碳、全磷、土壤含水量与土壤细菌群落的组成表现出极显著相关（P<0.01）。综上,祁连山地区小生境内3种草地土壤微生物群落存在差异,有机质碳、全磷、土壤含水量是影响群落的主要驱动因子。     

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(P<0.05)。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(P<0.05)。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。     

退化高寒草甸土壤有机碳分布特征及与土壤理化性质的关系

本研究对西藏当雄不同退化程度高寒草甸土壤有机碳分布特征及其与土壤理化性质演变进行分析,结果表明,土壤有机碳及有机碳密度均为正常草甸土壤>轻度退化草甸土壤>严重退化草甸土壤,且0~10 cm土层中有机碳含量及其密度均高于10~20 cm土层土壤。回归分析表明,土壤有机碳与土壤活性有机碳、土壤碱解氮、速效磷、速效钾及土壤含水量之间存在显著或极显著的正相关关系,其决定系数R2分别为0.913 9、0.977 1、0.931 4、0.665 3和0.715 6,直线回归方程分别为y=0.074 3x-0.026 1,y=2.676 8x+14.425 0,y=0.245 9x+3.347 9,y=4.296 5x+71.667 0,y=0.790 8x+5.424 5;而与土壤容重呈显著负相关关系（y=-0.016 7x+1.553 1）。土壤有机碳的损失,造成土壤养分和水分减少,土壤容重增大。通径分析表明,土壤有机碳的变化对碱解氮的影响最显著。     

不同材质可降解无纺布覆盖种植对高寒人工草地土壤碳氮磷化学计量特征的影响

为研究不同材质无纺布覆盖对高寒人工草地土壤碳氮磷化学计量特征的影响，选择5种常用生态修复草种，比较了5种可降解无纺布材料覆盖对其种植后土壤碳氮磷含量的影响。结果表明：白色厚羊毛纤维无纺布覆盖显著增加了星星草0~20 cm土层13.21%的土壤总氮和15.32%的有机碳含量；白色薄羊毛纤维无纺布显著增加了其0~20 cm土层15.25%的总氮含量以及10~20 cm土层6.78%的总磷含量；秸秆纤维无纺布显著增加了青海中华羊茅0~20 cm土层17.28%的有机碳、29.91%的总氮和11.47%的总磷含量。相关性分析表明，土壤有机碳、总氮、总磷与土壤平均温度和最低温度显著负相关，与土壤含水量显著正相关（P<0.05）。因此，无纺布覆盖主要通过影响土壤最低温度和含水量间接影响人工草地牧草的生长发育和对养分的吸收利用。     

返青期休牧对退化高寒草地植被特征及优势种光合生理的影响

为探讨返青期休牧对退化高寒草地植被特征及优势种光合生理的影响,本研究在祁连山区选择已实施返青期休牧6年的高寒草甸开展了植被特征及优势种光合生理相关指标的调查研究.结果表明:返青期休牧6年后,高寒草甸的植被盖度、地上生物量、地下生物量和土壤含水量较未休牧区分别增加了38.44％,985.00％,209.56％和62.62...     

若尔盖不同退化程度高寒沼泽湿地土壤氮矿化特征及温度效应

为明晰退化高寒沼泽湿地土壤氮矿化及其对气候变暖的响应,本研究采用淹水培养法研究相对原生沼泽(RPM)向轻度退化沼泽(LDM)、中度退化沼泽(MDM)、重度退化沼泽(HDM)退化过程中土壤氮矿化特征及温度效应.结果表明:不同退化程度土壤铵态氮累积量、氨化速率和氮矿化势的大小都是MDM>RPM>LDM>HDM;退化沼泽土壤...     

不同海拔高寒草甸土壤微量元素含量及其与植被的关系

为了探究高寒草甸微量元素随海拔的分布特征及其与植被的关系。本研究以东祁连山高寒草甸为研究对象,调查并测定了不同海拔下高寒草甸植被群落和土壤微量元素含量,采用冗余分析(Redundancy analysis,RDA)分析土壤微量元素与植被群落的关系。结果表明,高寒草甸植被总盖度、草层盖度、地上生物量、莎草科、豆科和杂类草地上生物量均随海拔的升高呈先升高后降低的趋势,在3 200 m处达最大值,禾本科地上生物量随海拔升高依次降低;土壤钙(Ca)、铁(Fe)、铜(Cu)和锰(Mn)含量随海拔的升高呈先降低后升高的趋势,土壤镁(Mg)、锌(Zn)和钼(Mo)含量随海拔的升高呈先升高后降低的趋势,土壤钴(Co)含量随海拔的升高依次降低,土壤硒(Se)含量随海拔的升高呈波动性上升;相关性分析和RDA分析表明,土壤微量元素Mo和Fe含量显著影响着高寒草甸植被的生长。综上所述,海拔显著影响着高寒草甸土壤微量元素的分布,高寒草甸土壤管理过程中应该关注微量元素Mo和Fe,建议将微量元素Mo和Fe作为高寒草甸土壤健康评价指标。     

祁连山岛状冻土活动层土壤氮库对模拟冻融响应

气候变化改变了青藏高原降水和温度，并影响非生长季土壤冻融格局。本研究采用冻融模拟试验，探究了祁连山岛状冻土区高寒草甸活动层(0～20 cm)土壤在长期昼夜冻融交替(149次)过程中土壤氮库对融化温度(5℃,10℃,20℃)和含水量(15%,30%,45%)的响应。结果表明：昼夜冻融过程中土壤有效氮大量释放期长达50天，以溶解性有机氮(Dissolved organic nitrogen, DON)、铵态氮(NH⁺₄)累积为主。微生物量氮(Microbial biomass nitrogen, MBN)通过氮固持增加，发挥土壤有效氮“缓存库”作用；土壤含水量增加有利于冻融过程中DON和MBN积累，但含水量对NH⁺₄累积存在阈值效应；融化温度对水分饱和土壤氮组分含量影响差异不显著，而干燥和湿度适中土壤DON,NH⁺₄及硝态氮净累积量对低温融化响应较高温条件更敏感。气候变化驱动下冻融过程中温度和水分耦合效应对冻土区氮转化影响机制值得深入探讨。     

温度和湿度对紫花苜蓿土壤氮矿化的影响

为确定温度和水分对土壤氮矿化特征的影响,以取自甘肃庆阳黄土高原4年龄(4a)和8年龄(8a)紫花苜蓿草地0~10cm土壤为对象,在不同的温度(5,15和25℃)和水分(30%,50%和70%田间持水量)组合下进行了室内培养。结果表明温度是影响黄土高原紫花苜蓿草地土壤净氮矿化速率的主效因素,培养14d后净硝化率和净矿化率最大值均出现在25℃/70FC下,分别为0.481μg/(g·d)(4a)和0.942μg/(g·d)(8a),0.293μg/(g·d)(4a)和0.632μg/(g·d)(8a);在5℃/30FC下4a土壤的净氮固持率最大,为0.232μg/(g·d),8a土壤则在5℃/70FC下净氮固持率最大,为0.127μg/(g·d);8a苜蓿土壤培养后微生物碳含量显著高于4a苜蓿土壤,在15℃/50FC的组合下8a土壤是4a的1.44倍。土壤有机质含量不同是导致2个年龄苜蓿土壤净硝化率、净矿化率和微生物生物量碳差异的主要原因。     

温度变化对尕海湿地不同退化梯度土壤氮矿化的影响

氮矿化是土壤中氮素循环的重要过程,研究温度变化对不同退化梯度高寒湿地土壤净氮矿化速率的影响,对于理解全球气候变暖背景下土壤氮循环过程具有重要意义.以甘肃省甘南尕海湿地为研究对象,采用室内培养和间歇淋洗的方法,研究不同温度(15、25、35℃)培养下,4种退化梯度湿地(未退化、轻度退化、中度退化及重度退化)的土壤在0～1...     

疏勒河源多年冻土区土壤水溶性有机碳变化特征

水溶性有机碳(water-soluble?organic carbon,?WSOC)是土壤碳库最活跃的成分，其产生、迁移和转化对土壤质量、肥力与碳库稳定性评价具有重要意义。然而，目前对青藏高原多年冻土区活动层土壤WSOC变化特征及其影响因素的研究甚少。本研究以青藏高原东北缘祁连山西段疏勒河源多年冻土区高寒草甸为研究对象，对土壤WSOC含量及其占有机碳(soil?organic?carbon, SOC)比值(WSOC/SOC)的剖面和季节变化特征及影响因素进行了分析。结果表明：1) WSOC季节变化显著 (P < 0.05) ，且呈冬春高夏秋低的“V”型分布；2) 同一季节不同土层WSOC随土壤深度增加呈不同变化趋势(P > 0.05) ，即春季递减、夏季递增、秋季“V”型、冬季倒“N”型分布，且全年WSOC平均含量随土壤深度的增加总体呈下降趋势。3) WSOC/SOC季节与剖面变化均显著(P < 0.05) ，其中，不同土层WSOC/SOC大致呈冬夏高春秋低的“N”型分布，其季节变化范围为0.14%～0.29%，同一季节不同土层WSOC/SOC随土壤深度增加呈不同分布，即春季“M”型、夏秋季递增、冬季“V”型。4) 土壤温度和含水量分别是WSOC季节与剖面变化的主控因子，pH和土壤温度分别是WSOC/SOC剖面与季节变化的关键影响因素。可见，WSOC与WSOC/SOC随季节与剖面变化特征明显且主控因子略有不同。     

不同退化程度高寒草甸土壤团聚体及其有机碳分布特征

为探究退化对高寒草甸土壤质量的影响,在甘肃省天祝藏族自治县金强河高寒草甸范围内设置未退化、轻度退化、中度退化、重度退化4个退化梯度,采用干筛法研究了不同退化程度高寒草甸0～30 cm土层土壤团聚体及其有机碳分布特征。结果表明：粒径>5 mm的团聚体含量随退化加剧显著降低,<0.25 mm粒级团聚体含量随退化加剧显著升高。大团聚体含量、平均重量直径及几何平均直径随退化加剧逐渐降低。团聚体有机碳含量随退化加剧呈先增加后降低趋势,大团聚体中0.25～0.5 mm粒级团聚体有机碳含量最高,各粒级团聚体有机碳含量均随土层加深而降低。未退化草地对有机碳的贡献率主要是> 5 mm粒级的团聚体,退化加剧,<0.25 mm的微团聚体对有机碳的贡献率逐渐升高。双因素分析表明退化程度与土壤深度的交互作用对团聚体分布、团聚体有机碳含量及有机碳贡献率有显著影响。草地退化导致土壤结构稳定性下降,大团聚体占比降低,对有机碳的贡献率减小。研究结果可从土壤团聚体及有机碳角度对退化草地的治理及可持续利用提供理论指导。     

家系、种子产生部位和土层深度对黄帚橐吾种子萌发出苗的影响

黄帚橐吾(Ligularia virgaurea)是青藏高原高寒草甸一种典型的毒杂草。本研究主要分析了无光照条件下温度对黄帚橐吾种子萌发的影响,家系、种子产生部位和土层深度对黄帚橐吾种子出苗的影响。结果表明:温度对黄帚橐吾种子萌发率有显著的影响,随着温度升高萌发率下降,变温18/28℃下黄帚橐吾种子萌发率为87.33%,5/15℃下黄帚橐吾种子萌发率最高,达95.33%。土层深度对黄帚橐吾种子出苗率有显著的影响,土层越深,出苗率越低。土层深度为0 cm时,出苗率最高,达61.66%;土层深度为3 cm时,出苗率锐减;土层深度5 cm时,出苗率为0。家系和种子产生部位对黄帚橐吾种子大小、出苗率均有显著的影响。