放牧强度对高寒草甸群落碳氮磷化学计量特征的影响

植被生态化学计量特征是高寒草甸生态系统稳定性的基础,但其对放牧管理的响应仍不清楚。为此,以2011年在青海海北高寒矮嵩草(Kobresia humilis)草甸建立的不同放牧强度试验地为研究对象,于2014年植物生长季的5月-9月,通过测定禁牧(对照,CK)、轻度放牧(light grazing,LG)、中度放牧(moderate grazing,MG)和重度放牧(heavy grazing,HG)样地的地上植被生产力和植被群落结构及群落叶片碳(carbon,C)、氮(nitrogen,N)、磷(phosphorus,P)含量,研究放牧强度对高寒草甸群落生态化学计量的影响。结果表明,MG能显著提高地上生物量和优良牧草禾草类植物的生物量比例,C含量的变异均在MG处理下最大,此结果支持了中度干扰理论;重牧能显著提高群落叶片的N含量(P0.05);放牧管理对叶片P含量的影响无明显规律;禁牧有利于系统N和P的周转。本研究结果显示,适度的放牧强度有利于高寒草甸生产力的提高,而禁牧可能通过改变群落优势种增强系统的N、P循环强度。     

荒漠草原不同放牧强度下土壤酶化学计量特征的研究

为探讨不同放牧强度对土壤酶活性及其化学计量比的影响,本研究依托于内蒙古农牧科学研究院长期放牧平台(2004年开始放牧),每个区组内设置4个不同放牧强度：重度(Heavy grazing, HG)、中度(Moderate grazing, MG)、轻度放牧区(Light grazing, LG)和对照区(Contral, CK),各小区放牧羊的数量分别为12,8,4,0只,于2021年5月利用土钻法进行野外取样,室内分析土壤理化性质、土壤微生物生物量、土壤酶活性及其化学计量特征。结果表明：随放牧强度增加,土壤理化性质,养分含量及其化学计量特征发生显著变化(P<0.05)。土壤微生物养分含量及与C(αG、βG)、N(NAG、LAP)、P(ALP)相关的5种酶活性均随放牧强度增加而降低。随放牧轻度增加,向量长度(Vectoe Lengh)和向量夹角(Vectoe Angle)均显著增加,与C、N、P循环相关的5种土壤酶活性及其化学计量比显著降低(P<0.05)。荒漠草原受C、N限制,且放牧强度越大限制越严重。     

放牧强度对高寒草甸植物叶片生态化学计量特征的影响

在青藏高原高寒草甸封育、适度放牧、重度放牧3种放牧强度中,选取并测定了异针茅、麻花艽、蒲公英3种植物叶片中C、N、P的含量,探讨了植物叶片的化学计量特征对不同放牧强度的响应机制。结果表明:3种植物叶片在不同放牧强度样地中C含量无差异;3种植物叶片N、P含量在重度放牧草地中高于其他两种放牧强度,且重度放牧草地整体受N限制,其他两种草地植物受P限制;重度放牧草地的C/P、N/P比值显著低于其他两种草地放牧强度中的比值,说明重度放牧草地3种植物采取了快速生长策略,而且不同物种在不同生境中受养分限制的程度不同。以上结果说明草地的放牧强度不同,在很大程度上间接改变植物对养分的利用状况,不同植物对相同生境有不同的适应策略。     

放牧强度对草甸植物小叶章及土壤化学计量比的影响

本试验在不同放牧强度下,通过分析东北三江平原小叶章草甸的优势植物和土壤的碳氮磷养分及化学计量比,探讨放牧对生态系统化学计量学特征和养分循环速率的影响机制。试验结果表明,1)随着放牧强度的增加,小叶章活体与立枯物的全氮、全磷含量也随之增加,放牧使小叶章叶的全氮含量明显增加,而茎的变化不显著;0～10 cm土层根系的全碳、全氮、全磷变化比10～20 cm的更敏感;放牧降低了土壤全碳的含量,土壤表层的全氮含量随放牧强度的增加呈先增加后降低的趋势,且以重牧区为最小。2)在6-8月份小叶章全株及叶的C/N值随着放牧强度的增加先降低后升高,且在中牧区降为最小值,茎的C/N值受放牧的影响变化规律不明显,只有在8月份中牧区表现为最小值;3)放牧主要影响土壤表层的理化性状以及所含根系的元素含量,7-9月份随着放牧强度的增加,0～10 cm土壤的C/N值降低;7,8月份0～10 cm土层根系的的C/N值随着放牧强度的增加先降低后升高,且在中牧区为最小值,而N/P值却在中牧区为最大值。     

氮、磷添加对青藏高寒草甸土壤碳氮磷化学计量特征影响的Meta分析

为了解青藏高原高寒草甸土壤碳(Carbon,C)、氮(Nitrogen,N)、磷(Phosphorus,P)化学计量特征对氮、磷添加的响应,提高养分管理水平及草地生态系统的养分平衡。本研究严格筛选出21篇文章(612项数据)进行Meta分析,通过亚组分析分析了不同施肥方式(氮添加、磷添加、氮磷添加)、不同施肥强度(轻度、中度、重度)对青藏高原草地土壤C,N,P化学计量特征的影响。研究结果表明：养分添加显著增加了青藏高原草地土壤C,N,P含量;氮添加对土壤的增加效应随施肥强度增加而增加,磷轻度施肥(20g·m^-2以下)处理、氮磷添加轻度施肥处理下的土壤C,N,P含量及化学计量比增加效果最好。本研究结果总体反映出氮、磷添加对青藏高原高寒草甸土壤产生积极影响,研究结果可为青藏高原草地生态系统的保护提供科学依据。     

放牧强度对高寒草地土壤微生物胞外酶化学计量的影响

土壤微生物是土壤养分释放或固持的重要调节者。本实验以青藏高原高寒草原为研究对象,以藏羊放牧强度控制实验为平台(对照(CK,0),轻度放牧(LG,2 sheep·hm^-2),中度放牧(MG,4 sheep·hm^-2),重度放牧(HG,6 sheep·hm^-2)),开展不同放牧强度下高寒草地土壤和微生物养分变化特征及其对土壤微生物养分代谢的影响研究。结果显示：总体上,土壤碳氮磷含量在放牧干扰下呈减少趋势,而微生物碳氮磷含量及其化学计量的变化幅度较小;重牧的碳获取酶(β-葡萄糖苷酶)活性及化学计量显著高于其余处理。此外,中牧和重牧的C∶P不平衡和N∶P不平衡高于CK,而C∶N不平衡低于CK,这表示在中度或重度放牧下高寒草地主要受到碳、磷的限制。当面对自身与资源之间的养分不匹配时,高寒草地土壤微生物主要通过增加碳获取酶的分泌,来缓解在重牧下的养分限制。     

黄土丘陵区不同土地类型下土壤养分特征—基于生态化学计量学

为探讨黄土丘陵区不同土地类型下土壤有机碳（SOC）、全氮（TN）、全磷（TP）含量特征,本研究以黄土丘陵区典型小麦地、云杉林地、苜蓿地为对象,基于实测数据,采用方差、相关统计分析,研究不同土地类型、不同土层深度（0~10 cm、10~20 cm、20~40 cm、40~60 cm、60~80 cm、80~100 cm）土壤SOC、TN、TP含量及其化学计量比。结果表明：3种不同土地类型土壤SOC、TN和TP含量均随土层深度增加而降低,其平均含量分别为12.19、0.33和0.48 g·kg^-1,小麦地和苜蓿地土壤SOC、TN和TP空间变异性较云杉林地偏大。SOC、TN含量为云杉林地>小麦地>苜蓿地,TP含量为云杉林地>苜蓿地>小麦地。土壤SOC、TN和TP间均存在显著正相关关系。小麦地C/P显著（P<0.05）高出苜蓿地41.96%,N/P显著高出云杉林地、苜蓿地28.57%、36.19%。3种不同土地类型土壤化学计量比（C/N、C/P、N/P）均值分别为：39.61、31.53、0.83,且其C/N大于中国平均值（12.3）,C/P、N/P较全国平均值（61.0、5.2）明显偏小,黄土丘陵区C/N较稳定。土地类型对土壤C、N、P含量及其化学计量比存在不同程度的影响,合理调整土地利用结构有助于土壤养分的存留,有利于土壤生态的恢复。     

放牧制度对荒漠草原优势植物种和土壤生态化学计量学特征的影响

本文以短花针茅荒漠草原为研究对象,对荒漠草原优势植物种和土壤的生态化学计量学特征进行研究。结果表明,短花针茅划区轮牧区和对照区C含量分别为409.28g/kg和387.46g/kg,略低于自由放牧区,而N、P含量高于自由放牧区。短花针茅划区轮牧区C∶P、N∶P高于自由放牧区和对照区。对照区碱韭C、P含量高于划区轮牧区和自由放牧区,其值分别为394.19g/kg和2.35g/kg,自由放牧区碱韭C、N、P含量均高于划区轮牧区。土壤C∶N值分布在6.99-11.06之间,低于我国土壤C∶N平均值(10∶1-12∶1之间),且低于全球C∶N平均值(13.33)。土壤的C∶P值分布在12.1-30.30之间,低于我国平均值105。     

生物结皮演替对高寒草原土壤微生物群落的影响

生物土壤结皮（生物结皮）是高寒草原重要的地表覆盖物,具有调控土壤养分循环和微生物群落结构的作用。本研究采用磷脂脂肪酸（Phospholipid fatty acid,PLFA）法分析典型高寒草原生物结皮的产生和发育演替对表层土壤（0~10 cm）微生物群落结构的影响。结果表明：在所有供试土壤样品中共有22种PLFA,可表征7种微生物类群,其中常见细菌和真菌是主导微生物。各类群微生物生物量与生物结皮的产生和演替不具有显著的相关性（P>0.05）。冗余（Redundancy analysis,RDA）分析结果显示土壤因子与微生物生物量极显著相关（P<0.01）,土壤真菌生物量与全氮含量显著正相关（P<0.05）,放线菌生物量与全磷含量显著正相关（P<0.05）。可见,在高寒草原生态系统中,生物结皮、土壤养分和微生物群落之间存在着较为复杂的相关性。     

华北农牧交错带地区放牧强度对草地土壤氮营养的影响

以放牧2年的改良新麦草草地为对象,对放牧期间及停牧后不同放牧强度区土壤全氮、铵态氮、硝态氮、微 生物量氮含量变化进行研究。结果表明,在华北农牧交错带地区,放牧草地土壤氮水平与放牧强度紧密相关。在放牧期 间,0~10 cm和10-20 cm土层,各项指标均随放牧强度增加而增加,停牧后,各处理间差异缩小,表明放牧强度对土壤 氮水平的影响有较强的现时性,而且重牧区土壤氮营养水平呈现下降趋势。     

关于生态功能与管理的生物土壤结皮研究

生物土壤结皮（biological soil crusts,BSCs）是由土壤中的低等植物、微生物和和土壤颗粒粘合形成的一种特殊复合体,广泛分布于世界干旱和半干旱地区。研究表明,BSCs主要由藻类、地衣、苔藓等自养生物和细菌、微小真菌等异养生物构成并被誉为生态系统修复工程师,对于沙地和荒漠碳、氮、磷等养分的固定以及土壤酶活性具有重要的意义,同时调节土壤表层的水文过程（降水入渗、地表径流、蒸发等过程）,进而影响地上植被种子萌发、幼苗存活及生长过程。BSCs的分类,一般依据BSCs中的优势物种和演替方向,可将结皮依次分为藻类结皮、地衣结皮及苔藓结皮3类;其形成、发育和结构、功能受人类活动和气候干扰的影响,但关于BSCs的监测和管理研究甚少。本文结合比值植被指数（Simple Ratio Index）和归一化色素指数（Normalized Difference Vegetation Index）方法,旨在对BSCs的形态类群进行科学监测,同时结合BSCs的恢复演替程度,重点阐述不同利用方式和强度下,生物结皮演替及其生态功能对干旱、半干旱生态系统的影响,以期探索可行的管理措施,为认识干旱半干旱区地表过程,促进退化生态系统修复进程奠定基础。     

放牧强度对草甸草原植物群落主要功能群碳氮磷贮量的影响

本试验以呼伦贝尔草甸草原中禾本科、杂类草和灌木这3种功能型植物为研究对象,开展放牧强度对不同功能型植物碳、氮、磷含量,化学计量特征以及贮量的影响研究.结果表明:禾本科有机碳含量在各放牧强度下均最高;氮磷含量杂类草最高;3种功能群的有机碳含量均在适度放牧时最高,过度放牧时降低;轻度放牧使得禾本科、灌木的碳氮比、碳磷比升高...     

放牧强度对大针茅根际和非根际土壤中细菌数量和群落特征的影响

利用涂布平板法和变性梯度凝胶电泳（denatured gradient gel electrophoresis,DGGE）技术,检测4个放牧强度（对照、轻度放牧、中度放牧和重度放牧）下,大针茅（Stipagrandis）植物根际和非根际土壤中细菌数量和群落特征的变化。结果表明,放牧对细菌群落多样性及组成有显著影响,但对细菌数量没有明显影响。随着放牧强度的增加,根际和非根际土壤细菌数量及群落多样性的变化趋势不同。根际土壤中,在中度放牧强度下,细菌数量最高,轻度放牧强度下,细菌多样性最高。说明细菌群落多样性比细菌数量敏感。而在非根际土壤,细菌数量和群落多样性随着放牧强度的增加而逐渐降低。说明根际细菌较非根际细菌群落有更好的抗干扰能力。同一放牧强度下,根际土壤细菌数量及群落多样性高于非根际土壤,但根际和非根际土壤细菌群落结构差异较小。总之,与非根际细菌相比,根际细菌群落具有更好的抗干扰能力,及其与非根际土壤细菌群落组成的相似性说明在生态恢复过程中,根际细菌群落可能作为一个菌种库存在。     

陇东黄土高原典型草原滩羊践踏强度与放牧强度关系的研究

通过在环县典型草原不同放牧强度下轮牧试验的跟群观测,发现放牧强度增加3倍,其践踏强度却增加5倍多,说明践踏作用对放牧的敏感性高于以家畜采食作用为基础的适宜载畜量和放牧强度,获得了家畜践踏强度随放牧强度幂函数式增大的定量结论,说明调控放牧家畜的践踏效应应是放牧管理的一项重要的指标。     

不同放牧率对内蒙古草地土壤理化性质的影响

在内蒙古锡林郭勒盟南部太仆寺旗研究不同放牧率对草地土壤物理化学性质的影响,研究结果表明:随着放牧率的增加,土壤0～10cm含水量减少,容重增加;土壤有机质、全磷和速效磷含量减少,全氮、碱解氮和速效钾含量增加。     

放牧强度对黄土丘陵区草地植物群落特征的影响

退耕还林(草)工程实施后,黄土丘陵区形成大面积草地,该草地的可持续管理备受关注。适度放牧可能有利于草地植物群落的自然更新及可持续发展,同时可增加经济收入,但该区鲜见相关报道。为此,本文以该区20年以上退耕草地为研究对象,通过野外调查,研究了不同放牧强度(以单位面积羊粪球数量表征)对草地植物群落特征的影响。结果表明：轻度放牧(粪球密度为0～10个·m^-2)可促进退耕草地植物群落发育,群落平均高度、盖度、生物量、Shannon-Wiener指数和Margalef指数较封禁草地分别增加了39.8%,5.0%,26.0%,14.8%和32.8%。放牧超过一定强度(粪球密度大于10个·m^-2)将导致退耕草地植物群落退化,群落平均高度、盖度、生物量、Shannon-Wiener指数和Margalef指数较封禁草地分别降低了48.0%,24.2%,63.1%,14.3%和27.0%。在一定放牧强度(15～20个·m^-2)下植物群落中直立、丛生生活型物种优势度降低,莲座和匍匐生活型物种优势度增加,耐牧性增强。本研究可为黄土丘陵区大面积退...     

基于Meta分析的放牧对黄土高原草地生态系统的影响

为明确放牧对黄土高原草地生态系统的整体影响,本文对39篇相关文献进行Meta分析,探讨了放牧对黄土高原草地植被、土壤理化性质和土壤微生物的影响,并进一步分析了影响其放牧效应的相关因素。结果表明：放牧对黄土高原草地植物多样性、土壤细菌丰度和放线菌丰度以及土壤微生物总丰度没有显著影响,但却显著降低了草地的生产力和土壤碳氮磷养分,明显增加了土壤容重、pH值和土壤真菌相对丰度;草地生态系统对放牧的响应受放牧强度和年平均降水量的影响,中度放牧有利于维持植物地下部分的生长,轻度放牧有利于维持土壤水分和养分;在年平均降雨量较低(<300 mm)的干旱地区,植物可能具有更好抵抗放牧干扰的能力,放牧对土壤养分的扰动不严重,在年平均降雨量较高(>400 mm)的湿润地区,放牧更容易改变土壤微生物的群落组成。