东祁连山不同退化程度高寒草甸土壤有机质含量及其与主要养分的关系

对东祁连山金强河河谷轻度、中度、重度退化高寒草甸土壤有机质含量变化及其与土壤全磷、全氮、速效磷、速效氮含量之间的关系进行了研究。结果表明：随着退化程度的加重,020 cm层土壤有机质、全氮和速效磷含量均不断下降,全磷含量呈现出先降后升但总体呈下降的趋势,但速效氮含量则不断上升,各养分的变化差异均达到极显著水平(P<0.01)。在划分的轻度退化草地土壤中,有机质含量分别与全磷、全氮、速效磷、速效氮含量之间均不存在显著的相关关系(P>0.05),另外所划分的中度退化和重度退化草地也同样如此。但是通过把3个不同程度退化草地结合起来作为整体进行综合分析,结果表明,除了全磷,土壤有机质含量分别与全氮、速效氮、速效磷含量三者之间存在极显著的相关关系(P<0.01)。在较大尺度上,有机质可以作为土壤营养状况的主要判断指标。在研究高寒草地土壤养分状况及其综合评价中,要特别注意其时空异质性,要重视尺度问题。     

祁连山东麓高寒草甸不同退化程度草地土壤种子库特征研究

通过野外调查和种子萌发法对东祁连山高寒草甸4种不同退化程度草地(未退化,ND;轻度退化,LD;中度退化,MD;重度退化,HD)土壤种子库进行了比较研究。结果表明:4种退化程度草地种子密度大小为:轻度退化草地>未退化草地>中度退化草地>重度退化草地;未退化草地共发现了6种植物,主要为十字花科(Cruciferae)和毛茛科(Ranunculaceae)植物;轻度退化草地共发现了9种植物,主要为禾本科(Gramineae)、菊科(Compositae)和豆科(Leguminosae)植物;中度退化草地共发现了5种植物,主要为车前科(Plantaginaceae)植物;重度退化草地共发现了5种植物,主要为禾本科(Gramineae)植物;对于土壤种子库的物种多样性,轻度退化草地最有利于维持和保护该地区物种多样性,未退化草地和轻度退化草地显著优于中度退化草地和重度退化草地;总体来看,4种退化程度草地种子库种子与地面植被物种相似性均较低。     

东祁连山不同退化阶段高寒草甸群落结构与植物多样性特征研究

采用样方法对东祁连山地区不同退化程度高寒草甸植物群落进行了调查,对群落结构、物种组成和群落生产力进行了分析,并运用α多样性、β多样性等指标研究了其物种多样性变化.结果表明,1)研究样地内共有植物种13科27属40多种,从未退化-轻度退化-中度退化-重度退化-极度退化,不同退化演替阶段的优势种分别为线叶嵩草 禾草、线叶嵩草 珠芽蓼、珠芽蓼 线叶嵩草、珠芽蓼 杂类草、平车前 杂类草.2)随退化程度的加剧,草地总盖度降低,优良牧草生物量减少,而毒杂草的比例逐渐上升,草地质量下降;地上、地下生物量均明显降低,地上生物量远低于地下生物量,分布在各层的植物根量越来越少,地下根系具有浅层化特点.3)高寒草甸植物群落α多样性指数基本上与均匀度、丰富度指数呈正相关,与生态优势度指数呈负相关;群落的物种丰富度在中度退化阶段最高,但多样性指数和均匀度指数在重度退化阶段最高,群落多样性更多地受均匀度的影响.4)随退化程度的加剧,样方内微生境或资源异质性减小,样方间异质性增大,从而导致β多样性增加;各草地植物群落物种替代速率由大到小的顺序为重度退化-极度退化>未退化-轻度退化>中度退化-重度退化>轻度退化-中度退化.     

东祁连山不同退化程度高寒草甸土壤氮素与团聚体特征及关系研究

为探明高寒草甸土壤团聚体与氮素的关系,本试验研究了祁连山东段不同退化程度的高寒草甸上的不同土层土壤氮素和团聚体的变化特征,探讨了团聚体与土壤氮素的关系。结果表明：随着土层的加深和退化程度的加重,全氮、非颗粒有机氮、颗粒有机氮、铵态氮、硝态氮含量逐渐减小,有机氮含量降低75.82%,无机氮含量降低59.36%,说明与无机氮相比有机氮对草地退化的响应更敏感;随着退化程度的加重,土壤大团聚体数量降低91.09%,小团聚体数量增加70.62%,团聚体组分由大团聚体向小团聚体转变为主;随着退化程度的加重,有机氮含量降低影响土壤团聚体的形成,土壤团聚体平均重量直径逐渐降低,土壤团聚体分形维数逐渐增大,土壤团聚体稳定性逐渐下降,降低团聚体对氮素的固定能力,从而导致氮素流失,进而影响土壤氮库的储量。     

退化高寒草甸植被与土壤特征

对甘肃省天祝县4个退化梯度高寒草甸的植被特征和土壤养分特征进行了研究。结果表明,随着退化程度的加剧,草地地上生物量、植被高度、盖度、土壤有机碳、全氮、全磷和土壤含水量都显著降低(P0.05),重度退化草地土壤容重显著升高(P0.05)。草地植物群落发生明显退化演替,矮生嵩草(Kobresia humilis)、线叶嵩草(K.capillifolia)和垂穗披碱草(Elymus nutans)的优势种地位被珠芽蓼(Polygonum viviparum)所替代,物种数由未退化样地的19种减少到重度退化样地的7种,退化指示类毒杂草生物量比例逐渐增加,由9.77%上升到62.93%。草地的退化程度会影响草地的植被特征和土壤养分特征,应根据不同退化阶段采取不同的恢复治理策略。     

祁连山国家公园不同退化高寒草甸植物与土壤特性研究

本研究以祁连山国家公园内不同退化程度高寒草甸为研究对象,通过测定植被特征及土壤养分指标,结合相关性分析和冗余分析(Redundance analysis, RDA)探究植物群落和土壤理化性质及其内在关系。结果表明：未退化草甸植被以莎草科、禾本科为主,随退化程度的加重,禾本科植物逐渐被豆科、杂类草(如菊科)所取代,植物群落的高度、盖度、地上生物量和植物群落的多样性指数均呈下降趋势,土壤含水量、总孔隙度、速效氮含量、速效磷含量、速效钾含量、全氮含量、全磷含量、全钾含量和有机质含量逐渐降低,而土壤容重、pH值逐渐增加,与未退化高寒草甸相比,重度退化高寒草甸土壤含水量和有机质含量分别下降了61.3%,43.8%,土壤容重上升了37.8%;相关性分析表明,植物特征与土壤因子之间存在显著相关性,其中植被盖度和地上生物量受到土壤容重、含水量、总孔隙度、速效磷含量的影响较大。本研究可为全面了解高寒草甸的退化机制以及退化预测、管理和恢复研究提供一定理论依据。     

果洛大武地区不同退化梯度下高寒草甸土壤养分特征变化

对果洛大武地区不同退化梯度下高寒草甸土壤养分特征变化进行了研究,结果表明：各退化梯度群落内土壤有机质,全氮,速效氮损失较大,平均流失率为46.7%,44.1%以及49.8%;全磷流失相对较少;速效磷含量的变化没有规律性,在轻度和中度退化草地中有较大幅度的损失,在重度退化草地中则明显升高。     

不同退化程度高寒草地土壤酶活性的研究

研究了东祁连山高寒草地脲酶、过氧化物酶、中性磷酸酶和纤维素酶活性的垂直变化规律及草地退化程度对土壤酶活性的影响。结果表明,3个不同退化程度样地的中性磷酸酶,纤维素酶和过氧化物酶活性随土壤深度的加深而呈现递减的规律,并且表层土壤酶活性在3层总酶活性中占有较大的比例,最大占47.4%,最小占37.2%;中性磷酸酶,纤维素酶和过氧化物酶活性均表现为轻度退化>重度退化>过度退化。相关分析表明,在0~30 cm土层中纤维素酶和过氧化物酶活性在轻度退化草地与过度退化草地差异极显著(P<0.01),在10~20 cm土层中脲酶活性和中性磷酸酶活性在轻度退化草地与过度退化草地差异显著(P<0.05)。     

不同退化程度高寒草甸草地生物量及土壤养分差异

对三江源区不同退化程度高寒草甸草地植物群落、生物量及土壤养分差异进行了研究,结果表明:随着退化程度的加重,高寒草甸草地的群落组成发生了很大的变化,以莎草科植物为主的植物群落向阔叶型杂类草群落演替;物种多样性、均匀度指数均有下降趋势;地上、地下生物量,土壤养分均呈现明显下降趋势.     

拉脊山亚高寒草甸退化程度对土壤养分影响的研究

对亚高寒草甸土壤因素的调查分析，结果表明：全氮和全钾含量随退化程度的加深而减小。依次是轻度退化、中度退化和极度退化。随着草地退化程度的加剧，地上、地下生物量以及土壤全氮、全钾的含量也随之下降。不同退化程度间土壤全磷含量变化不明显，各层次之间虽然有上升趋势，但变化较小。全磷在土壤剖面中分布较均匀，说明退化强度对高山草甸草原土土壤全磷的影响相对较小。高寒草甸生态系统的恶化，不仅使群落物种组成发生了巨大变化，而且导致物种多样性发生改变，这与过度放牧和环境因子的影响程度有着密切的关系。     

东祁连山高寒灌丛土壤微生物的分布特征

对东祁连山高寒灌丛草地土壤微生物的分布特征进行了研究,结果表明:在灌丛土壤中,均以细菌数量占绝对优势,放线菌次之,真菌最少,且好气性微生物数量随土层的加深数量减少,差异显著,嫌气性纤维素分解菌随土层的加深数量增多;微生物生理功能群数量分布为反硝化细菌>硝化细菌>氨化细菌>嫌气性自生固氮菌>好气性自生固氮菌>芽孢杆菌>好气性纤维素分解菌>嫌气性纤维素分解菌;不同灌丛土壤中,除反硝化细菌,芽孢杆菌和硝化细菌在金露梅灌丛略少于杜鹃灌丛外,其余微生物数量,包括微生物总数、细菌、真菌、放线菌、嫌气性自生固氮菌、好气性自生固氮菌、好气性纤维素分解菌、嫌气性纤维素分解菌等均依次为金露梅灌丛>杜鹃灌丛>高山柳灌丛。     

祁连山东段金强河河谷高寒草地土壤的水文特征

祁连山东段高寒草地土壤水文效应对该区域陆面水文过程、水文循环、石羊河水资源和生态环境维持等作用巨大。因此,深入开展高寒草地土壤水文效应研究对深入了解和认识高寒地区土壤水文过程和陆面水文过程有重要意义。为此,本研究以祁连山东段金强河河谷高寒草地为对象,分析了土壤含水量、持水特征、入渗速率和草地蒸散等土壤水文特征和变化规律。结果表明:河谷山地阳坡和河谷山地阴坡下部高寒草地田间持水量、毛管持水量和饱和持水量随土层加深先增大后减小,河谷水平阶地和山地阴坡上部高寒草地土壤持水量随土层加深逐渐增大;河谷0–30 cm土层高寒草地田间持水量和毛管持水量均为阴坡上部>阳坡下部>阴坡下部>阳坡上部>水平阶地,饱和持水量表现为阴坡上部>阳坡下部>阳坡上部>阴坡下部>水平阶地。高寒草地土壤初渗透率最小,渗透性随着渗透时间的增加土壤渗透速率不断增大,当渗透达到稳定状时土壤渗透速率最大。河谷高寒草地0–30 cm土层土壤含水量为阴坡下部>阴坡上部>阳坡下部>水平阶地>阳坡上部。河谷高寒草地在6月–9月的日均蒸散量为2.429 mm·d–1,...     

祁连山中段退化高寒草地土壤细菌群落分布特征

为探究祁连山中段不同退化高寒草地土壤细菌群落分布特征,采用Illumina HiSeq PE250高通量测序平台对轻度、中度和重度退化草地土壤细菌群落变化特征进行研究,并对土壤细菌群落与土壤酶活性、土壤理化因子间关系进行分析。结果表明:随着退化程度加剧,植被盖度、高度、地上生物量和多样性指数均明显降低(P<0.05);土壤理化性质和酶活性变化各异且差异显著(P<0.05)。高通量测序共得到257971条有效序列,219017条优质序列和2004个OTUs。细菌群落丰富度指数依次为轻度>中度>重度,多样性指数为轻度>重度>中度,Beta多样性分析表明各样地间差异为轻度>重度>中度。其中,放线菌门(Actinobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)、酸杆菌门(Acidobacteria)和变形菌门(Proteobacteria)为3种退化草地土壤的优势菌门,在轻度、中度和重度退化草地土壤中分别占77.25%、84.27%和78.66%;乳球菌属为3种退化草地土壤的优势菌属,在轻度、中度和重度退化草地土壤中分别占14.29%、38.84%和7.39%。冗余分析表明:土壤酶活性和土壤理化性质均对细菌群落的组成具有影响,其中土壤pH是影响土壤细菌群落分布的主要驱动因子。祁连山中段不同退化高寒草地土壤细菌群落的变化主要受土壤理化性质和酶活性的影响。     

东祁连山高寒草地植物群落二维极点排序

利用极点排序对东祁连山高寒草地植物群落进行了分析,并通过Simpson生态优势度指标对植物群落优势度进行了测定。结果表明,(1)在不同的海拔区域内,影响植物群落分布的主要环境因子不同。根据影响植物群落分布的环境因子的变化情况,可将研究地区划分为3个地段,即较低海拔地段(2710~2930m),水分条件对植物群落的分布影响较为明显;中海拔地段(2930~2960m),植物群落的分布主要受水,热组合状况的影响;而在较高海拔地段(2960~3080m),温度条件成为限制植物群落分布的主要因素。(2)群落生态优势度与群落内植物种群数呈负相关,海拔梯度通过影响群落内的种群组成而影响群落生态优势度。不同种群生态优势度的差异则反映了群落对放牧干扰的生态响应,随退化程度的加大,种群组成由抗性弱的物种向抗性强的物种逐渐过渡。     

不同退化程度高寒草甸主要植物的热值研究

对青海省果洛藏族自治州玛沁县不同退化程度高寒草甸中隶属10科的27种植物地上部分干质量热值进行测定,分析了高寒草甸退化过程中植物热值的变化规律。结果表明,1）高寒草甸常见植物地上部分平均热值为13.99～19.45 kJ·g-1,所测物种热值平均值为17.99 kJ·g-1,高于全球尺度上陆生植物平均热值;2）随着高寒草甸退化程度的增加,由于植物自身的生物学属性特征,不同科属植物热值的响应规律不一,其中禾本科、菊科和龙胆科随着草地退化程度的增加,植物的平均热值均呈先升高后降低的变化趋势,在轻度退化水平下达到最高,莎草科植物平均热值则随草地退化程度增加逐渐增加,不同植物种热值对草地退化的响应变化规律不完全一致;3）在群落水平上,随着草地退化程度的增加,群落热值变化趋势为先升高后降低,在轻度退化水平下达到最高,为18.16 kJ·g-1,重度退化水平下最低,为16.29 kJ·g-1,不同退化草地中群落热值的差异是由物种组成的变化产生的。     

东祁连山高寒草地土壤可培养真菌多样性分析

为了解东祁连山高寒草地土壤可培养真菌的多样性,选择有代表性的4类草地类型(珠芽蓼草地、禾草草地、沼泽草地、嵩草草地),运用稀释平板法和基于ITSrDNA基因序列的系统发育分析对其土壤中可培养真菌多样性进行研究,同时应用生态学评价方法进行分析。用PDA培养基、PSA培养基、玉米粉琼脂培养基和马丁氏-孟加拉红培养基从土壤样品中分离得到76株真菌,通过形态观察选取30株有代表性的菌株进行基于ITSrRNA基因序列的系统发育多样性分析。结果表明,鉴定所得菌株可分为22个属的26个种,绝大多数属于半知菌亚门和接合菌亚门真菌;物种的丰富度(S)、Shannon-Wiener多样性指数(H)、Simpson优势度(D)和Pielou均匀度指数(J)变化范围分别为15～18,2.47～2.81,0.89～0.93,0.91～0.97;青霉属(Penicillium)真菌为珠芽蓼草地、沼泽草地和嵩草草地的优势菌,镰孢菌属(Fusarium)真菌为禾草草地的优势菌,柔菌属真菌(Doratomyces)为沼泽草地的优势菌,被孢霉属(Mortierella)、柔菌属、小球腔菌属(Leptosphaeria)、毛霉属(Mucor)、木霉属(Trichoderma)、地丝菌属(Geomyces)和镰孢属为4类草地的常见属。另外,4类草地都有大于10%的分离菌种暂时无法确定其分类地位,极可能是新种;东祁连山高寒草地土壤真菌多样性丰富,其多样性和草地类型的特异性有着密切的关系,东祁连山高寒草地有着丰富的土壤真菌资源,存在潜在的开发价值。     

东祁连山高寒草地土壤3种高山被孢霉生物学特性的测定

通过对东祁连山高寒草地土壤3种高山被孢霉(Mortierella alpina)生物学特性测定,结果表明:不同处理下3种高山被孢霉的生物学特性具有显著差异,3种高山被孢霉在pH 4～9范围内均能生长,最适宜pH为7;M.ap 27和M.ap 60的最佳光照强度为600lx,而M.ap 9的最佳光强为400lx;3种高山被孢霉的最适湿度为75%;M.ap 27的最适碳源为淀粉,M.ap 60的最适碳源为蔗糖,M.ap 9的最适碳源为葡萄糖;M.ap 27,M.ap 60和M.ap 9的最适氮源均为蛋白胨。     

东祁连山高寒灌丛草地土壤微生物量及土壤酶季节性动态特征

本试验以东祁连山杜鹃灌丛草地、高山柳灌丛草地和金露梅灌丛草地为研究对象,对土壤微生物量和土壤酶的季节性动态等进行了研究。结果表明,土壤微生物量碳的季节动态表现为从5月到7月显著上升(P<0.05),之后到9月显著下降(P<0.05),9月到11月又略有上升,最大值和最小值分别出现在7月和9月;除高山柳灌丛草地土壤微生物量氮外,土壤微生物量氮和磷季节动态为从5月到9月显著下降(P<0.05),9月后又略有上升,但差异不显著,最大值在5月;土壤微生物量碳、氮和磷分别对土壤有机质、全氮和全磷的贡献率季节动态与微生物量碳、氮和磷季节动态基本一致;土壤微生物量碳氮比介于5.79~10.31,最大值出现在7月,最小值出现在9月,下层高于上层。在3个灌丛草地,脲酶季节动态表现为从5月到7月上升,7月之后下降,最大值出现在7月,最小值出现在11月;杜鹃灌丛草地和高山柳灌丛草地中性磷酸酶最大值在11月,但金露梅灌丛草地最大值在9月,该酶在3个灌丛草地季节动态差异明显,在杜鹃灌丛草地从5月到7月略上升,7月到9月显著下降(P<0.05),9月后显著上升(P<0.05),在金露梅灌丛则为从5月到9月上升,后下降,而在高山柳灌丛则为从5月到11月逐渐上升。