围封对当雄县高寒草原土壤微生物和酶活性的影响

过度放牧会严重破坏土壤生态系统,造成土壤退化,土壤一旦退化,即使很长年限也难以恢复。本研究通过围栏禁牧(1、4、6年)对青藏高原当雄县高寒草原退化草地进行修复,分析围封时间对高寒草原土壤理化性质、土壤微生物和酶活性的影响,以期阐明围封对高寒退化草地修复的影响。结果表明,与放牧土壤相比,围封1、4和6年的草地土壤水溶性有机碳和水溶性有机氮含量显著提高(P0.05),围封6年的土壤含水量显著增加,p H值显著降低;围封显著改变了土壤蔗糖酶和L-天冬酰胺酶活性,土壤蔗糖酶和L-天冬酰胺酶活性均随着围封年限的延长有增加的趋势;围封6年土壤细菌、放线菌和革兰氏阳性细菌含量相比放牧显著升高。因此,围封不仅会引起土壤物理化学性质的变化,而且土壤酶活性与土壤微生物群落结构都会发生相应改变。Pearson相关性分析表明,水溶性有机碳、水溶性有机氮、土壤水均与土壤酶活性和微生物类群生物量显著或极显著(P0.01)相关,因此这些指标可以指示退化草地修复状况。围栏禁牧有利于提高土壤易降解有机质含量,从而促进微生物生长,加速营养物质循环,促进高寒草原生态系统的恢复。     

放牧干扰对贝加尔针茅草原土壤微生物与土壤酶活性的影响

以贝加尔针茅草原为目标,研究不同程度的放牧干扰对草地土壤微生物数量、土壤酶活性、土壤养分和土壤呼吸的影响及其相互关系,旨在为贝加尔针茅草原生态系统的保护、恢复及重建提供科学依据。结果表明:随着放牧强度的增加,土壤微生物总数量显著降低(P<0.05);各放牧区土壤微生物数量均表现为:细菌>固氮菌>放线菌>真菌;垂直分布为0~10 cm>10~20 cm;随着放牧强度的增加,土壤脲酶、过氧化氢酶、转化酶、磷酸酶均显著降低(P<0.05);0~10 cm土层的土壤酶活性均高于10~20 cm;土壤养分含量、土壤含水量随着放牧强度的增加亦显著降低(P<0.05);土壤pH、土壤容重则逐渐增加,在不同放牧压力处理条件下差异显著(P<0.05)。相关分析表明,土壤酶活性与土壤微生物数量、土壤养分含量密切相关,放牧干扰条件下土壤中真菌数量与脲酶活性呈显著正相关(P<0.05),固氮菌数量与脲酶活性达到极显著正相关(P<0.01),转化酶和磷酸酶与土壤全磷含量呈显著正相关(P<0.05)。     

围封与放牧对土壤微生物和酶活性的影响

以阿拉善高原微温干旱温带半荒漠类草地为对象,研究了围封与放牧对土壤微生物量碳、氮及土壤酶活性的影响,旨在为荒漠区退化草地的恢复与重建提供科学依据。结果表明,1）围封与放牧地土壤微生物量碳含量无显著差异（P＞0.05）,而围封样地内土壤微生物量氮含量显著高于放牧样地（P＜0.05）,从而使得其土壤微生物量碳氮比显著低于放牧样地,且围封与放牧条件下不同土层的土壤微生物量碳、氮含量变化规律均为表层（0~10 cm）土壤高于下层（10~20 cm）土壤。2）围封样地表层土壤脲酶和碱性磷酸酶的活性均高于放牧样地,下层土壤的碱性磷酸酶的活性也高于放牧样地,而脲酶活性则显著低于放牧样地。对于土壤蔗糖酶活性,围封样地仅下层土壤显著高于放牧样地,而表层土壤无差异。另外,围封和放牧条件下3种酶的活性在不同土层间的高低规律也不一致。3）围封与放牧条件下土壤微生物量碳和氮含量与土壤酶活性的关系表现不同,围封条件下,仅土壤微生物量碳含量与土壤脲酶活性呈显著正相关,而与土壤蔗糖酶活性呈显著负相关。放牧条件下,土壤微生物量碳和氮均与土壤脲酶活性呈显著负相关,而与蔗糖酶和碱性磷酸酶活性呈显著正相关。另外,土壤微生物量碳氮比与脲酶活性在放牧条件下也呈显著正相关性。     

草地土壤微生物生态研究概况

土壤微生物在草原生态系统物质转化和能量流动中起着非常重要的作用,文章从牧草与土壤微生物相互作用、草地土壤微生物研究方法及不同季节放牧、施肥和不同草地类型对土壤微生物的影响等方面进行了综述和浅评,并对未来研究进行了展望。     

近45年长江黄河源区高寒草地退化特征及成因分析

根据1969年航片数据、1986,2000,2007年以及2013年TM数据建立的长江黄河源区高寒草地生态系统空间数据集,结合该地区近50年的气候资料以及人类活动状况,分析了长江黄河源区高寒草地生态系统在全球变化背景下的变化趋势及其驱动因素。结果表明,近45年长江黄河源区高寒草地呈现以覆盖度降低、破碎化与干旱化加剧为主的退化趋势,长江黄河源区高寒草地退化的速率在20世纪80年代后期呈迅速增加趋势,2000年后退化速率逐渐降低;气温升高引起的区域的暖干化是导致长江黄河源区高寒草地生态系统退化格局形成的主要原因。过度放牧和人类不合理的开发是导致长江黄河源区高寒草地退化加剧的重要因素。     

三江源区不同退化梯度高寒草原土壤重金属含量及其与养分和酶活性的变化特征

为了探讨不同退化梯度高寒草地土壤重金属含量对土壤养分和酶活性的影响,本试验以三江源区玛多县周边高寒草地未退化（Non-degraded grassland,ND）、轻度退化（Light degraded grassland,LD）、中度退化（Moderate degraded grassland,MD）以及重度退化（Heavy degraded grassland,HD）4种不同退化梯度为研究对象,分别采取高寒草地0~10 cm、10~20 cm和20~30 cm的土样,对土壤理化性质（全氮、全磷、全钾和全碳等）、酶活性（脲酶、蔗糖酶、淀粉酶、蛋白酶、纤维素酶、磷酸酶、过氧化氢酶、多酚氧化酶）和重金属含量（铜Cu、铬Cr、铅Pb、锌Zn和镉Cd）进行测定和分析。试验结果表明,土壤理化性质、酶活性和重金属含量随着高寒草地退化程度的加剧呈先降低后上升再降低的趋势。土壤理化性质中,不同退化程度草地0~10 cm土层土壤全碳、硝态氮和pH差异显著（P<0.05）;10~20 cm土层土壤全氮、硝态氮、全碳和pH差异显著（P<0.05）;20~30 cm土层土壤全氮和全碳差异显著（P<0.05）。土壤酶中,不同退化程度草地0~10 cm土层土壤脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶和多酚氧化酶,差异显著（P<0.05）;10~20 cm和20~30 cm土层土壤脲酶、蔗糖酶、淀粉酶、过氧化氢酶和多酚氧化酶差异显著（P<0.05）。土壤重金属元素含量中,不同退化程度草地0~10 cm和10~20 cm土层土壤Cu,Cd,Zn以及20~30 cm土层Cu,Cr,Cd差异显著（P<0.05）。同一退化程度随土层加深重金属含量具富集趋势。相关性分析显示5种重金属含量与土壤理化性质和土壤脲酶、蔗糖酶、多酚氧化酶以及过氧化氢酶显著相关（P<0.05）。根据土壤污染负荷指数法计算,各退化梯度土壤均属于重金属中度污染。综上所述,本试验分析了不同退化草地土壤物理变化、酶活性变化及重金属含量变化,可为三江源高寒草地土壤健康、资源可持续利用、防止土壤退化提供参考。     

放牧强度对川西北高寒草甸土壤理化性质的影响

土壤是草地生态系统的基础环境,土壤的稳定性(土壤养分的持续供给水平和根土比例)是支撑草地生态系统结构和功能稳定性、生态系统恢复的重要因素。适当的放牧,使植物群落丰富度增加,维持了植物群落的稳定,有利于提高群落的生产力。随着放牧程度的增加,植被盖度、地上生物量、土壤水分含量、有机质、全氮、全磷、全钾、土壤微生物及多数酶的活性呈现下降的趋势,而土壤容重、p H值呈现升高的趋势。长期不合理的放牧将会导致草地退化、盐碱化和生态环境恶化。因此,探讨放牧对草地土壤的理化性质的变化规律,揭示草地退化机理具有重要意义。     

不同退化程度草地土壤特征的研究

本文从土壤的理化性质、酶活性、微生物及种子库等方面分析了近年来不同退化程度草地的土壤特征,以深入了解草地生态系统的受损程度,从而为合理利用土地资源及退化草地生态系统的恢复与重建提供基础资料.     

苜蓿地撂荒过程中土壤-微生物-胞外酶及化学计量的变化

紫花苜蓿(Medicago sativa L.)作为优良修复草种在黄土高原广泛种植,然而随着农村人口迁移及土地利用变化,苜蓿人工草地大量弃置的问题已引起广泛关注。为研究苜蓿弃置草地土壤质量变化规律,本研究分析了不同弃置年限(0年、5年和10年)苜蓿草地土壤养分、微生物量、参与土壤碳氮磷(C,N,P)循环的胞外酶活性及其化学计量变化。结果表明：总体上,土壤和微生物C,N含量随弃置年限呈增加趋势,而C,N相关胞外酶活性和化学计量变化幅度较小;土壤和微生物P含量随弃置年限增加而显著降低,但P相关胞外酶活性及化学计量均有不同程度的增加。进一步分析发现：相较于其他土层,表层(0～20 cm)土壤C,N,P含量及其酶活性较高,其变化趋势与总体结果相似;亚表层土壤(20～40 cm)和(80～100 cm)深层土壤C,N,P含量及其酶活性呈先增后减趋势,且各指标较于表层土壤均降低40%～80%。相关分析表明弃置草地土壤由于P匮乏而逐步退化,可通过补施磷肥改善。     

放牧季节及退化程度对高寒草甸土壤有机碳的影响

高寒草甸是青藏高原的主要植被类型,本研究以青海省高寒草甸为研究对象,探讨不同放牧季节及退化程度下高寒草甸土壤有机碳含量及密度的分异特征。结果表明,在0-30 cm土层内,土壤有机碳含量随土层深度逐渐减小。土壤有机碳含量暖季放牧与冷季放牧之间无显著差异(P0.05),且在不同土壤深度中一致。不同放牧季节下土壤理化性质及生物量各不相同。0-30 cm土层内,除0-5 cm未退化阶段土壤有机碳含量最高,其余各层土壤有机碳含量均在轻度退化阶段达到最大。土壤理化性质在不同退化阶段也变化各异,地下生物量随草地退化呈先增加后减小的趋势,而地上生物量随草地退化呈逐渐减小的趋势。冷季放牧高寒草甸土壤有机碳含量随草地退化呈逐渐减小的趋势,而暖季放牧土壤有机碳含量随草地退化呈先增加后减小的趋势。0-30 cm土层冷季放牧不同阶段土壤有机碳储量均低于暖季放牧,但未达到显著水平。可见,放牧强度的不同会对土壤有机碳的影响比放牧季节更大。     

北方农牧交错带赖草草地土壤氮矿化对不同放牧强度的响应

北方农牧交错带的草地是我国重要的畜牧业基地，但长期不合理的放牧使其土壤氮素的供应能力发生变化，草地生态和生产功能受到影响。因此，为探究不同放牧强度对土壤氮矿化的影响，本试验于2016年设置4个放牧强度，分别为不放牧（No Grazing，NG）、轻度放牧（2.35 Sheep Unit （SU） hm^-2·生长季；Light Grazing，LG）、中度放牧（4.80 SU hm^-2·生长季；Medium Grazing，MG）和重度放牧（7.35 SU hm^-2·生长季；Heavy Grazing，HG），分别在2017年和2018年采用顶盖埋管培养法测定土壤净氮矿化速率。结果表明：不同放牧强度对土壤无机氮含量有显著影响（P<0.05），生长季不同月份土壤无机氮含量存在极显著差异（P<0.01）；重度放牧的净氮矿化速率最大，轻度放牧最低；放牧主要通过影响土壤温度和水分的变化进而影响土壤净氮矿化速率。可见，短期内重度放牧会使土壤无机氮累积，提高植被可利用氮含量，显著提高土壤的净氮矿化速率，但造成地上生物量减少，地表裸露，草地有退化的风险，因此，为更好地维持北方农牧交错带草地生态系统的稳定，还需进行长期的试验监测来确定适宜的放牧强度。     

不同放牧管理模式对高寒草甸草原土壤呼吸特征的影响

为探讨不同放牧管理模式对青藏高原东缘高寒草甸草原土壤呼吸速率的影响,于2014年5－10月用土壤呼吸测量仪（LI-8100A,LI-COR,Lincoln,USA）对禁牧（NG）、全生长季休牧（RG）、传统夏季休牧（TG）和全年连续放牧（CG）4种不同放牧管理模式高寒草甸草原土壤呼吸速率进行测定,并分析了土壤呼吸速率与其影响因子间的关系。结果表明：1）不同放牧管理模式高寒草甸草原土壤呼吸速率月动态均表现出先增加后降低的变化态势,峰值出现在8月,除 CG 外,8月显著高于其余月份;2）在整个生长季,NG,RG 和 TG 平均土壤呼吸速率显著高于 CG,其中,NG 和 RG 间无显著差异,但均显著高于 TG;3）除 CG 外,NG,RG 和 TG 土壤呼吸速率与土壤温度呈显著正相关,Q10值排序为：NG＞RG＞TG＞CG;4）土壤质量含水量对土壤呼吸速率的影响存在一个临界值,30％左右为临界值,在此之前二者呈正相关,此后呈负相关;5）地上、地下生物量均与土壤呼吸速率呈显著正相关。在保障牧民收入稳定的前提下,为实现草地资源的可持续利用与牧草的更新,相对于全年禁牧,全生长季休牧既可充分利用牧草资源,也能有效保护草地系统稳定与生态恢复,是青藏高原高寒草甸草原类草地放牧管理的理想选择。     

Response of ecosystem soil respiration in semi-arid grassland to short-term grazing intensity in Agro-pastoral ecotone北大核心CSCD

Grazing is more sensitive to the change of community structure and productivity of semi-arid grassland ecosystem in fragile ecological areas. The carbon sequestration effect of the most suitable grazing intensity was obtained by studying the changes of soil respiration components under different grazing intensities. In this study,the semi-arid grassland ecosystem located in the ecotone of agriculture and animal husbandry in Youyu County,Shanxi Province,was taken as the research object. To explore the effects of different grazing intensities on soil respiration in semi-arid grassland ecosystem in a short period of time,grazing experiments with different intensities began in May 2017 and 2018. There were 4 grazing intensities,ungrazing (control),light grazing,moderate grazing and heavy grazing (expressed as G0,G1,G2 andG3, respectively).The soil total respiration (SRtot) and soil heterotrophic respiration (SRh) under different treatments were measured by static box method. The temperature and water content of 10 cm surface soil was monitored at the same time. The results showed that the seasonal dynamics of SRtot,SRh and Soil autotrophic respiration (SRa) in semi-arid grassland in the agricultural and pastoral ecotone showed a single peak variation trend with different grazing intensities,and all grazing intensities reduced SRtot and SRh. The soil temperature (10 cm) was positively correlated with SRtot and SRh(r2 > 0.1, P <0.05). © 2019 China Agricultural University. All rights reserved.     

农牧交错带半干旱草地生态系统土壤呼吸对短期不同放牧强度的响应

放牧对生态脆弱区的半干旱草地生态系统的群落结构以及生产力的改变更加敏感。通过研究土壤呼吸各组分在不同放牧强度下的变化,得到最适宜的放牧强度的固碳效应。本研究以位于山西省右玉县农牧交错带的半干旱草地生态系统为研究对象,探究短期不同放牧强度对土壤呼吸的影响。2017-2018年每年5月开始进行不同强度的放牧实验,共设置了4个放牧强度：不放牧（对照）、轻度放牧、中度放牧和重度放牧（分别表示为G₀,G₁,G₂和G₃）。采用静态箱法测定不同处理的土壤总呼吸（Soil total respiration,SR_tot）和土壤异养呼吸（Soil heterotrophic respiration,SR_h）,同时监测10 cm表层土壤温度和含水量。实验结果表明：短期不同放牧强度对农牧交错带半干旱草地SR_tot、SR_h和土壤自养呼吸（Soil autotrophic respiration,SR_a）在生长季均呈单峰型变化趋势,各放牧强度均使SR_tot和SR_h有所降低。土壤温度（10 cm）与SR_tot和SR_h呈显著正相关（r²>0.1,P <0.05）。     

放牧强度对土-草-畜系统的影响研究进展

针对我国草地存在严重的退化问题,重点阐述了对国内外学者关于放牧强度对草地生态系统中植物、土壤、家畜影响的研究。研究者认为,适度的放牧,有利于植物物种的延续,植物群落生产力的提高及生物多样性的增加;有利于土壤C、N的积累;有利于家畜生产性能的提高。因此,寻求当前不同退化程度草地最适放牧强度是持续利用草地,保护草地生态、提高草地经济效益的必要措施。     

草地土壤微生物特性及其对人为干扰响应的研究进展

土壤微生物是草地生态系统的重要组成部分,在养分循环、有机质降解和植物多样性维持等方面发挥着重要作用.利用土壤微生物对环境变化的敏感性,以其特性变化来表征草地生态系统当前的状况,能较早的对退化系统做出预警.文章综述了天然草地土壤微生物特性,以及在放牧、刈割、围封、氮肥添加4种不同人为干扰下土壤微生物特性变化的研究进展,并对未来研究进行了展望.     

放牧对草地生态系统温室气体的影响

放牧主要通过影响草地生态系统中土壤的理化性质(土壤含水率、孔隙度、微生物和有机物含量的构成)来影响整个生态系统温室气体的排放。草地生态系统土壤中,植物根系的呼吸作用、土壤微生物的活动以及各种物理、化学和生物作用为温室气体的主要来源。本文在阐述草地生态系统温室气体排放机制和作用的基础上,主要从放牧管理模式、放牧强度、放牧动物等放牧作用对草地生态系统温室气体的排放情况进行了综述,就今后放牧对草地生态温室气体的研究重点和方向进行了展望,总结了适合不同放牧条件下整个生态系统温室气体的减排措施。     

温性荒漠草原土壤酶与肥力的关系

为揭示放牧扰动下土壤养分供给水平的变化,对温性荒漠草原冬春季牧场不同放牧强度下土壤酶活性与肥力因子的关系进行了研究.结果表明:放牧区土壤呈弱碱性;随放牧强度的增加,土壤容重增大;除对照区外,各层土壤含水量、全氮、速效氮、有机质和速效磷均随放牧强度的增加而下降,且随土层深度的加深含量有递减趋势;除重牧区20～30cm土层外,各放牧区各土层土壤脲酶含量差异不显著;土壤碱性磷酸酶各放牧区极显著高于对照区(P＜0.01);过氧化氢酶除0～10cm土层随放牧强度的增加有增加趋势外,其他各层均表现LG＞ MG＞CK＞ HG的变化.相关分析表明,3种酶与土壤主要肥力因子间相关显著(P＜0.05)或极显著(P＜0.01),说明土壤酶可以用来表征土壤肥力状况;主成分分析同样得出土壤脲酶和过氧化氢酶活性与土壤肥力之间具有良好的相关性,可以用来指示草原退化与恢复状况.     

不同利用方式下草地土壤微生物及土壤呼吸特性

通过对呼伦贝尔羊草(Leymus chinensis)草甸草原土壤呼吸特性及土壤微生物的测定,研究了3种不同利用方式(围封、放牧和刈割)对天然草地土壤呼吸特性及土壤微生物的影响,为草甸草原土壤呼吸研究提供基础理论依据。结果表明:不同利用方式下土壤呼吸速率、土壤微生物量碳含量与土壤酶活性(除脲酶)均表现为草地围封比放牧和刈割呼吸速率高(含量高、活性强);土壤微生物量氮含量、脲酶活性和微生物数量表现为草地放牧和刈割比围封的含量高(活性强、数量多);土壤微生物量碳、氮含量、土壤酶活性(除脲酶)和土壤微生物数量均以表层(0～10cm)最高(活性最强、数量最多),随着土层深度增加而降低(活性下降、数量减少)。土壤呼吸速率与微生物量碳、土壤酶活性(除过氧化氢酶)成正相关,与微生物量氮、过氧化氢酶和微生物数量成负相关,其中只与微生物量氮相关性显著,而其余之间均不显著。     

中国北方草地生态系统管理问题与对策

草地具有生态意义、资源意义和生物进化场所及文化意义。北方草地表观表现为"三化",草丛对地面的覆盖力和产量是一般采用的判定指标,缺乏生态系统结构要素和功能受损的评价标准,农田化也是草原被破坏或消失的重要因素。放牧是家畜生产途径,也是草地管理手段。放牧干扰状况包括放牧开始时间、放牧强度、放牧频次和持续时间,放牧要素包括啃食、践踏、口液和失衡营养。载畜量或草畜平衡的方程体系中缺少牲畜生长状态参数,草地管理的一项重要内容是管理草地放养的家畜,发展豆科混合半人工草地,以维护土壤肥力,增加牲畜日粮的粗蛋白含量应该是中国北方草地管理当前与今后一段时期内的重要研究内容。草地管理,即草地生态系统管理是由明确目标驱动,由政策和协议及实践而执行,以对生态作用与过程的理解所需的研究和监测为基础,而保持生态系统组分、结构和功能正常运行的管理。