模拟增温对五台山亚高山草甸植物群落与土壤性质的影响

本研究设计开顶式小室(Open top chambers, OTCs)增温控制试验,用以探明增温对五台山亚高山草甸生长季植物群落和土壤理化性质的影响,并采用冗余分析(Redundancy analysis, RDA)揭示植物群落与表层土壤性质的关系。结果表明：增温以后物种丰富度(Species richness, SR)显著增加(P<0.05);对照样地矮生嵩草(Kobresia humilis)的重要值(Importance value, IV)最高(0.31),增温样地珠芽蓼(Polygonum viviparum)的重要值最高(0.15);增温处理下地上生物量(Aboveground biomass, AGB)显著增加了约2.83倍(P<0.05),地下生物量(Belowground biomass, BGB)显著下降了约35.96%(P<0.05),土壤水分(Soil moisture, SM)、有机碳(Soil organic carbon, SOC)和总氮(Total nitrogen, TN)分别显著下降了24.58%,11.86%和19.80%(P&l...     

短期封育对猪拱草地土壤呼吸速率、温度及含水量的影响

在云南省西北部,冬季放养猪是造成亚高山草甸退化的主要原因之一,本试验从土壤呼吸、土壤温度、生物量等方面探讨了短期封育对猪拱草地恢复的影响。试验结果表明:与对照相比,猪拱后草地土壤呼吸速率上升为2.53μmolm~(-2)s~(-1),经过短期封育,土壤呼吸速率明显降低(P<0.05)。就土壤温度而言,猪拱过的草地土壤温度明显升高,封育后则出现了降低。另外,封育显著地提高了猪拱草地的土壤含水量,不过对地上生物量没有明显影响(P>0.05)。     

短期封育和施用牛粪对亚高山草甸植物群落组成及生物量的影响

以滇西北退化亚山草甸为对象,研究了短期封育和施用牛粪对植被的影响。通过4年的试验,结果表明,封育、施用牛粪增加了优良牧草的比例,提高了地上和地下生物量,改变了植物群落组成;封育提高了群落植物的丰富度和物种多样性;施用牛粪且封育处理中西南委陵菜（Potentilla fulgens）的优势度降低,狼毒（Stellera chamaejasme）没有发生,优势种转变为西南委陵菜、鸭茅（Dactylis glomerata）和白三叶（Trifolium repens）,第4年地上生物量达到了101 g·m^-2,显著高于对照（P<0.05）。另外,封育和施用牛粪还改变了根系在土壤中的分布,10～20 cm土层中根系所占的比例由5%提高到了10%以上。可见,在短期封育的基础上施用牛粪有利于退化亚高山草甸植被的恢复,对于当地生物多样性保护、畜牧业发展具有重要意义。     

不同利用方式对亚高山草甸草地土壤性质和微生物的影响

以祁连山亚高山天然草场为对象，研究了控制放牧、自由放牧、耕作3种不同利用方式和退化秃斑的草地产草量和土壤性质；并以研磨、液氮冻融法提取土壤微生物的总DNA，对其进行了初步分析。结果表明：随草地利用强度的增加草地产草量相应减少，植被中优势种发生变化，土壤有机物含量下降，pH值稍有提高，总N、总P含量同步下降，且均与有机物含量呈强相关。土壤微生物总DNA量只在退化秃斑草地呈现成少，其余尚无显著变化。     

放牧干扰对亚高山草甸土壤动物群落影响的研究

对川西北红原县3个不同放牧强度(轻度放牧、中度放牧、重度放牧)的亚高山草甸土壤动物群落进行了调查研究,共获得土壤动物1 887个,分别隶属3门7纲15目49类群。不同放牧强度下土壤动物优势类群差异较大。受放牧干扰的亚高山土壤动物群落,其个体数量变化趋势是:重度放牧＞中度放牧＞轻度放牧。中度放牧生境的中小型土壤动物密度最大,大型土壤动物密度最低。3种生境中土壤动物的个体数和类群数均随土层加深而递减,其中中度放牧生境土壤动物表聚性最强。受放牧强度和放牧方式的干扰,中度放牧生境中土壤动物群落种类多样性、均匀性及丰富度均低于其他生境,而优势度高于其他生境。     

封育对滇西北亚高山草甸群落及土壤的影响

2012年4月到2015年9月,在滇西北香格里拉县小中甸镇,以退化亚高山草甸为研究对象,测定封育条件下草地地上生物量、地下生物量、土壤容重、土壤水分和土壤有机质含量。结果表明:封育1~2年可显著提高草地地上现存量;连续封育4年后,草地地下生物量无显著变化,草地地上生物量增加了11.67倍,总生物量增加了0.74倍,有毒有害植物在地上现存量中所占比例仍然达到13.3%,对退化草地实施封育的同时应该结合除杂、补播等措施,可更有效地改善草地质量和提高草地生产力。对退化草地连续封育4年后,0~10 cm土壤容重显著降低而土壤含水量显著增加,10~40 cm土壤有机质显著增加。     

旅游干扰对芦芽山亚高山草甸植物生物量分配的影响

芦芽山作为华北地区亚高山草甸的典型分布区,在日益加剧的旅游压力下面临着巨大的退化风险,明晰旅游干扰背景下亚高山草甸植物生物量的分配策略、平衡当地经济发展和生态保护成为当前亟待解决的问题。本研究以芦芽山亚高山草甸为研究对象,关注不同旅游干扰强度和海拔梯度对植物群落整体和各功能群地上、地下生物量及分配策略的影响机制和关键调控因子。结果表明：芦芽山亚高山草甸的植物群落生物量与旅游干扰强度呈负相关,且生物量分配支持最优分配效应;植物地上生物量主要受到植物丰富度、旅游干扰强度、海拔、土壤容重以及土壤速效钾的调控,地下生物量和根冠比受到旅游干扰强度和土壤全磷的调控。本研究表明规范游客行为和提高土壤肥力是亚高山草甸恢复和管理的关键要素。     

小五台亚高山草甸植物地上生物量及其营养成分研究

亚高山草甸的地上生物量产出及营养状况对于草场的季节性放牧具有重要意义。通过调查及分析发现：1) 小五台的亚高山草甸的地上生物量产出总体来说是随着海拔的升高而增加,并且与物种多样性有很好的相关关系,其形成主要受近地面温度及土壤养分条件的影响。2) CCA (典范对应分析)排序结果表明,对小五台植物营养成分含量影响较大的环境因子是温度、太阳辐射和土壤养分及水分含量。3)从牧场利用的角度来看,草甸植物的纤维和热值含量高,海拔增加植物中粗蛋白的含量也随之增加,体现出高寒植物的特点;就放牧而言,阴坡的植物营养要好于其他坡向,但草甸中豆科植物相对缺乏,需要适当补充。     

不同放牧制度对亚高山草甸土理化性质的影响

以新疆亚高山草甸土为研究对象,研究了自由放牧和划区轮牧对土壤理化性质的影响。结果表明：短期改变放牧制度对草地土壤养分含量影响不显著,理化性质对其响应程度亦有所不同。轮牧土壤碱解氮、有机质的含量稍低于自由放牧,土壤速效钾和有效磷的含量均高于自由放牧。不同放牧制度对草地土壤容重、孔隙度、机械组成的影响不大。     

遮荫对冷季型混播草坪土壤呼吸速率、温度及生物量的影响

以草地早熟禾、多年生黑麦草和高羊茅组成的冷季型混播草坪为研究对象,测定了树冠遮荫41%和全光照下的草坪的土壤呼吸速率、叶绿素和地上生物量等指标。试验结果表明：（1）遮荫下混播草坪在白天的土壤呼吸速率低于光照充足下的草坪,尤其在14∶00时有着显著差异（P〈0.05）;（2）从土壤温度和土壤水分的日变化分析,遮荫降低了混播草坪的土壤温度,到14∶00以后与全光照处理趋于一致;土壤水分含量的变化呈先降低,后升高的趋势,从8∶00～12∶00,遮荫下的土壤水分含量均高于全光照混播草坪;（3）全光照下草坪的土壤呼吸速率与土壤水分含量存在显著的正相关,但遮荫下二者的相关性不显著;（4）遮荫显著地提高了草坪草的叶绿素a、b及整个叶绿素含量,降低了地上部生物量。     

模拟增温与施肥对高寒草甸土壤酶活性的影响

摘要：采用开顶式生长室模拟增温的方法,研究了气温升高和施肥对高寒草甸土壤酶活性的影响。研究表明,单独增温导致高寒草甸土壤纤维素酶和磷酸酶活性分别提高了12.4%、29.1%,而脲酶活性降低了18.0%,过氧化物酶和多酚氧化酶活性无明显变化,说明增温促进高寒草甸土壤中碳磷循环。在不增温条件下,施肥抑制了土壤纤维素酶、多酚氧化酶和过氧化物酶活性,而施NPK则提高了脲酶和磷酸酶活性。增温条件下,施肥不会引起土壤纤维素酶、多酚氧化酶和过氧化物酶活性的显著变化,而施可溶性碳肥使脲酶活性显著升高（P<0.05）,施NPK使磷酸酶活性显著降低。增温和施肥的交互作用对土壤纤维素酶、过氧化物酶、磷酸酶和脲酶活性有显著影响,而对多酚氧化酶无明显影响。因此,预测在未来气候变暖背景下,高寒草甸土壤中的多种酶活性对施肥的响应可能不显著。     

不同管理措施对高寒草甸土壤微生物量的影响研究

采用氯仿熏蒸浸提法对玛曲高寒草甸4种管理措施(不围栏、围栏、围栏+施肥、围栏+补播)土壤微生物量碳(SMBC)、氮(SMBN)和磷(SMBP)连续4年(2011-2014年)变化动态进行研究,结果表明,1)同一年份,不同管理措施,相同空间层次,土壤微生物量表现为:围栏+补播>围栏+施肥>围栏>不围栏(0~20 cm)和围栏+施肥>围栏+补播>围栏>不围栏(20~40 cm);同一年份,相同管理措施,不同空间层次(0~20 cm,20~40 cm),土壤微生物量表现为0~20 cm>20~40 cm, 一般前者为后者的1.22~3.39倍。2)不同年份,相同管理措施,相同空间层次(0~20 cm,20~40 cm),除不围栏(0~20 cm)SMBC外,土壤微生物量年际变化表现为2011至2012年上升至最大值,之后下降;不同年份,相同管理措施,不同空间层次(0~20 cm,20~40 cm),0~20 cm土壤微生物量年际变化幅度大于20~40 cm。土壤微生物量与气温呈负相关关系,土壤微生物量与降水量呈显著正相关关系。运用综合指数法计算出不同管理措施下土壤质量综合指数,其值排序为:围栏+补播>围栏+施肥>围栏>不围栏。围栏+补播对土壤的改善效果明显优于其他3种措施,是玛曲高寒草甸生态恢复的重要途径。     

桑科草原不同草地利用方式土壤呼吸的动态研究

为探寻更加合理的草地利用方式,以甘肃省夏河县桑科乡高寒草原为研究区,分别设置放牧草地,放牧+施肥草地,放牧+划破补播草地、封育草地、人工草地处理,测定不同草地利用方式土壤呼吸的动态变化。结果表明:(1)土壤呼吸速率大小顺序为放牧+施肥人工封育放牧+划破补播放牧,最大值10.41μmol/(m2·s),最小值4.69μmol/(m2·s),日变化和季节变化均呈单峰曲线,日变化峰值出现在13∶00~14∶00,7月各处理土壤呼吸速率达最大。(2)土壤呼吸温度敏感性Q10值为放牧+施肥放牧人工放牧+划破补播封育,最大值1.826,最小值1.157。(3)土壤呼吸与土壤湿度的非线性相关关系P值大小为放牧+划破补播放牧人工封育放牧+施肥。放牧+施肥处理为最优草地利用方式。     

补播和划破草皮对退化亚高山草甸植被恢复的影响

在甘肃省甘南州临潭县研究围栏内补播和划破草皮对退化亚高山草甸植被的高度、总盖度、地上生物量和功能群物种多样性总指数的影响。结果表明,在各划破草皮处理中,牧草总盖度、地上生物量和功能群物种多样性总指数随着补播量的增加而增加,植被高度随着补播量的增加呈先增加后降低的趋势。补播和划破草皮有显著互作效果,补播量3[垂穗披碱草(Elymus nutans)播量为49.1 kg·hm-2,老芒麦(Elymus sibiricus) 播量为67.5 kg·hm-2,紫花苜蓿甘农1号(Medicago sativa cv.Gannong No.1)播量为23.3 kg·hm-2]和划破草皮组合的牧草地上生物量(201.5 g·m-2)、总盖度(88.2%)和功能群物种多样性总指数(1.203)达到最大值,补播量1（垂穗披碱草播量为26.7 kg·hm-2,老芒麦播量为37.5 kg·hm-2,紫花苜蓿甘农1号为0）和划破草皮组合的植被高度(11.7 cm)达到最大值。就各补播水平平均值而言,划破草皮植被高度、总盖度、地上生物量和功能群物种多样性总指数显著高于未划破草皮。综合考虑高度、总盖度、地上生物量和功能群物种多样性总指数,经关联度分析可知,补播量2（垂穗披碱草播量为37.5 kg·hm-2,老芒麦播量为52.5 kg·hm-2,紫花苜蓿甘农1号18.3 kg·hm-2）和划破草皮为最优组合。     

草地培育措施对重度退化亚高山草甸植被特征的影响

为研究草地培育措施对重度退化亚高山草甸植被群落结构特征的影响,分别以补播、施磷肥和划破草皮3个因素的不同组合方式对退化亚高山草甸、天然草地进行草地培育。结果表明:各草地培育措施对改善草地植被群落结构的效果不同。补播可提高补播草种所在群落的优势地位,划破草皮使良等牧草居于优势地位,施磷肥对草地植被群落结构影响不大,效果最差。补播+划破草皮改善优等牧草和良等牧草在草地植被结构中的效果比补播更显著,使优等牧草和良等牧草居于优势地位,补播+划破草皮的良等牧草优势地位与划破草皮相比有所降低。综合各项指标,补播+划破草皮+施磷肥的草地培育效果最优。     

高寒草甸退化对优势物种根际土壤微生物量及酶活性的影响

以祁连山东缘的4个不同退化程度(未退化、轻度退化、中度退化、重度退化)高寒草甸为研究对象,测定分析了高寒草甸退化对优势物种和土壤理化性质的影响,以及不同退化程度优势物种对根际土壤和非根际土壤中3大类微生物的数量、微生物生物量(碳、氮、磷)的含量以及酶活性的影响。结果表明:(1)随高寒草甸退化程度的加剧,植物群落多样性呈下降趋势,土壤中有机碳、全氮、全磷和速效磷的含量呈逐渐降低的趋势;(2)随退化程度的加剧,根际和非根际土壤中3大类微生物的数量呈逐渐降低的趋势,并且不同退化程度下根际和非根际土壤中微生物的数量均表现为,细菌>放线菌>真菌;(3)随退化程度的加剧,根际和非根际土壤中微生物生物MBC,MBN和MNP的含量和土壤蔗糖酶、蛋白酶、脲酶、过氧化氢酶的活性均呈逐渐降低的趋势,并且土壤中微生物生物量的含量和土壤酶的活性均表现为根际土壤高于非根际土壤。     

东非狼尾草入侵对冷季型草坪土壤呼吸及草坪质量的影响

试验以草地早熟禾(Poa pretensis)、多年生黑麦草(Lolium perenne)和高羊茅(Festuca arundinacea)冷季型混播草坪为对象, 研究了东非狼尾草(Pennisetum clandestinum)入侵后, 土壤呼吸速率、草坪品质及地上生物量等方面的变化。结果表明, 东非狼尾草入侵降低了混播草坪白天土壤呼吸速率、土壤温度及土壤含水量, 改变了白天土壤呼吸曲线, 但对最大呼吸强度(3.68 μmol·m-2·s-1)没有显著影响。相关性分析表明, 混播草坪的土壤呼吸速率与温度呈显著正相关, 与土壤含水量呈负相关, 不过土壤呼吸速率与温度的相关性因东非狼尾草入侵发生了改变。另外, 东非狼尾草入侵后, 地上生物量显著提高(P＜0.05), 相反, 叶片叶绿素含量显著降低(P＜0.05)。根据9分制评定结果, 东非狼尾草入侵后, 草坪颜色、草坪质地和草坪均匀性均有降低, 导致草坪品质变劣。     

短期牦牛放牧对青藏高原高寒草地土壤真菌群落的影响

牦牛放牧是青藏高原重要的人为干扰形式,放牧管理方式以及放牧强度对维持草地健康具有重要作用。为了明晰牦牛短期放牧对高寒草甸土壤真菌群落的影响过程,本研究在川西北典型高寒草甸进行牦牛放牧强度试验,设置了对照(禁牧)、轻度放牧(1头牦牛·hm^-2)、中度放牧(2头牦牛·hm^-2)和重度放牧(3头牦牛·hm^-2)4种放牧强度。结果表明短期(2年)放牧处理通过增加土壤中子囊菌门的相对丰度、降低担子菌门的相对丰度从而改变土壤真菌群落结构;土壤真菌群落多样性与丰富度在各放牧强度间差异不显著,但放牧均有增加土壤真菌群落多样性与丰富度的趋势。通过对真菌群落结构变化进行方差分解,发现放牧强度通过改变土壤养分进而影响真菌群落结构;通过对真菌的共现网络进行模块化分析发现,短期的牦牛放牧对真菌相互作用主要模块的相对丰度影响不显著,而放牧强度通过影响土壤中的养分含量来影响模块相对丰度。