玛曲沙化高寒草甸植被、土壤理化性质及土壤微生物数量研究

对不同沙化程度高寒草甸植被特征、土壤理化性质及土壤微生物数量进行调查分析,结果表明:1)随着沙化程度的加剧,植物多样性指数、地上/地下生物量、土壤含水量及浅层土壤有机质、全氮、速效磷含量呈逐渐下降趋势,植物优势度、pH值呈增加趋势;深层土壤有机质、全氮、速效磷在轻度沙化样地上达到最高值。2)在不同沙化程度的土壤中,细菌数量最多,之后依次为放线菌、固氮菌、真菌;微生物在轻度沙化样地中的数量比其他3个样地都大。3)以土壤深层速效磷作为控制因子,偏相关关系分析显示,土壤微生物总量及土壤细菌数量变化与地上植物丰富度指数、植物生物量、地下生物量呈极显著负相关关系,而与植物地上/地下生物量之比呈极显著正相关关系;固氮菌数量与地上生物量呈显著相关关系,而真菌数量与地下生物量呈显著相关关系;除地上/地下生物量之比与土壤微生物数量之间呈正相关关系外,其余植被特征值与土壤微生物数量之间均呈现负相关关系。     

高寒草甸不同利用方式对土壤理化性质的影响

为了深入了解高寒草甸土壤理化性质对利用方式的响应,以放牧地、退耕还林地、次生沙棘林地和耕地等4种利用方式的土壤为对象,研究其0～10、10～20 cm土层土壤颗粒组成、pH值、有机碳、全氮、全磷和全钾等理化性质特征。结果表明:放牧地土壤含有的粉粒、粘粒多,粗砂粒少,耕地土壤含有的粗砂粒多,粉粒和粘粒少。土壤pH值由高到低的顺序为:耕地>次生沙棘林地>退耕还林地>放牧地。土壤有机质、全氮含量遵循放牧地>退耕还林地>次生沙棘林地>耕地的变化趋势。有机质和全氮含量之间以及与粘粒比例之间呈显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)正相关关系,和pH值之间呈显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)负相关关系。利用方式对有机质、全氮、粗砂粒和全钾含量的影响较大。     

划破草皮对不同地形高寒草甸草原植被特征的影响

在青藏高原东缘东祁连山高寒草甸草原开展平地和坡地划破草皮试验,研究了划破草皮对植物群落特征及地下生物量的影响。结果表明:划破处理对平地土壤含水量的改良效果显著优于坡地。划破处理增加了平地禾本科优势度而降低了坡地莎草科优势度。增加了平地禾本科高度,降低了坡地莎草科高度。平地和坡地划破区杂类草密度显著低于对照区,平地禾本科密度显著增加。与对照区相比,两种地形划破草皮都能减少杂类草生物量,平地划破区禾本科生物量显著增加,地下生物量/地上生物量显著大于对照区。说明划破草皮在平地是一种有效的改良措施,而在坡地改良效果不显著,建议在使用划破草皮技术改良高寒草甸草原时,应因地制宜,充分考虑制约条件。     

返青期休牧对退化高寒草甸植被的影响

该项研究试图通过返青期休牧达到快速恢复退化高寒草甸植被的目的,于2015年5-7月在青海省祁连县默勒镇春季草场上进行返青期休牧试验。通过调查3个休牧样地和3个放牧样地,研究草地主要植被的株高、盖度和地上生物量等植被状况和高原鼠兔有效洞口的数量,从而评估返青期休牧对退化草地植被的影响。结果表明:返青期休牧时,草地的牧草高度、群落盖度和地上总生物量相对于放牧草地分别提高了165%,4%和77%,毒草生长明显受到了抑制,且其生物量下降了50%,高原鼠兔有效洞口数下降了72%。因此,我们认为在高寒草地过牧的关键时期实施返青期休牧可快速恢复退化草地植被,为高寒草地的合理利用提供了有效措施。     

不同放牧强度对高寒草甸植被群落结构和土壤理化性状的影响

放牧是青藏高原高寒草甸最基本的利用方式。高寒草甸生态系统能否可持续利用与放牧强度紧密相关。本研究通过在青藏高原东缘碌曲县设置三个放牧强度处理和一个对照,分析了植被群落结构和土壤理化性质对放牧强度的响应。结果表明,植被盖度、高度和地上生物量均随放牧强度增加而降低,物种丰富的在中度放牧下最高;适度放牧能显著增加莎草比例,杂草随放牧强度增加而增加;土壤含水量和有机质随放牧强度增加而降低,pH和全磷无显著性变化,土壤容重无规律性变化;全氮、全钾和速效钾随放牧强度增加呈先增加后降低的趋势;速效磷随放牧强度增加而增加。综合分析认为,适度放牧能显著改良植被群落结构和土壤理化性质,有利于高寒草甸的可持续利用。     

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。     

补播对退化高寒草甸土壤性质及酶活性的影响

退化草地修复不仅是植被的修复,更重要的是土壤状况的修复。为明确补播对退化高寒草甸土壤修复效应,对青藏高原青海草地早熟禾补播草地土壤碳氮磷等化学性质及脲酶、磷酸酶和蔗糖酶活性进行了研究。结果显示:高寒草甸中度退化草地实施补播后,表层土壤酸碱度显著降低;土壤含水量、有机碳、全氮、全钾、硝态氮、碳氮比及土壤脲酶和磷酸酶活性无明显变化;土壤全磷、铵态氮、速效磷、速效钾和土壤蔗糖酶活性显著升高。草地土壤酶活性与土壤铵态氮、全钾及土壤碳氮比无关,补播改变了土壤酶活性与土壤全氮、硝态氮、全磷、速效磷和速效钾的调控关系。     

围封对青海湖流域高寒草甸植被特征和土壤理化性质的影响

以青海湖流域退化的高寒草甸2个草地类型为对象,比较分析了围封2年样地植物群落生物量、群落结构和土壤理化性质的变化。结果表明,1）围封后高山嵩草和矮生嵩草的地上生物量较放牧地分别增加了33．8％和31．5％;且禾本科植物生物量的比例显著增加,杂类草的比例降低。2）功能群多样性指数和均匀度指数显著增加。3）围封2年后,2个草地型0～10 cm 土层土壤有机碳含量分别增加了10．15％和12．74％,10～30 cm 土层均无显著变化;矮生嵩草草地0～10 cm 土层土壤全磷含量增加了16．13％,其余无显著变化;表层土壤容重分别降低了6．61％和6．25％,pH 值降低了4．04％和3．69％,10～30 cm 土层均无显著变化;土壤全磷含量在各土层均无显著变化。     

甘南高寒草甸草原不同海拔土壤理化性质分析

对甘肃夏河高寒草甸不同海拔梯度的土壤理化性质分异规律进行了研究,以期探究土壤理化性质与海拔之间的关系。结果表明:除0~10cm土层电导率外,其余各土层土壤理化指标均与海拔呈显著相关(P0.05),其中,含水量、有机质含量均随海拔升高而升高,且随土壤深度增加而降低;pH随海拔升高呈先降低后升高的势态;0~10cm表层土壤全氮含量随海拔升高显著增加(P0.05),10~30cm土层全氮含量随海拔的升高先缓慢下降后平缓上升。因此,对于该区域草甸生态系统的管理与利用,不但考虑植被类型及状况,也需关注不同海拔梯度的草地土壤理化特性。     

休牧对西藏高寒草原和高寒草甸植被与土壤特征的影响

休牧是西藏主要放牧管理和草地保护的措施之一,目的是通过自然力的作用使退化草地的植被与土壤得到恢复,维持较高的多样性和生物量。本研究以西藏中部高寒草原和高寒草甸为研究对象,通过野外调查和室内试验分析,研究自由放牧和休牧对高寒草原和高寒草甸植物物种多样性、总生物量、地上地下生物量权衡以及土壤理化性质的影响,对比自由放牧和休牧对高寒草原和高寒草甸植被与土壤特征影响的差异。结果表明:在高寒草原与高寒草甸,休牧6~8年虽一定程度降低了植物群落的Simpson指数、Pielou指数、Shannon-Wiener指数,增加了植被总生物量,但变化均未达到显著水平(P>0.05)。休牧6~8年提高了地上和地下生物量权衡值,并促使植物更多地向地上部分生长,且在高寒草甸的作用效果更为明显。另外,休牧和自由放牧对高寒草甸以及高寒草原草地土壤机械组成、土壤微团聚体、土壤营养元素影响没有显著差异。综合分析发现,休牧对西藏高寒草地的植被恢复尚未产生明显的效果,表现为休牧对群落生物多样性、植被生物量和土壤理化性质影响均未达显著水平,因此,对西藏休牧的实施效果还有待于今后进一步的观测和研究。     

季节性放牧对甘南高寒草地植被和土壤理化性质的影响

为研究季节性放牧对高寒草地植被及土壤理化性质的影响,本研究在甘南玛曲县选取典型的季节性放牧和围封样地,从植被的群落组成、物种多样性及土壤理化性质等角度来评估季节性放牧对草地健康状况的影响。结果表明：与围封样地相比,季节性放牧样地植被盖度由90.5%降至79.1%,植被高度显著降低了44.1%,密度显著降低了49.5%（P<0.05）。季节性放牧减少了优质牧草的数量,增加了毒草的数量;同样减少了一年生、两年生草本的数量,增加了半灌木的分布。季节性放牧提高了高寒草地植被的Margalef指数、Shannon-Wiener指数、Simpson多样性指数与均匀度指数。与围封相比,季节性放牧使得土壤中的有机碳含量显著降低了28.3%,而全氮含量显著升高了27.5%（P<0.05）。本研究将有助于准确认识季节性放牧对高寒草地的影响,为甘南地区草地生态修复提供科学依据。     

封育和放牧对高寒草甸植被群落特征和土壤特性的影响

为探究封育和放牧对高寒草甸植被群落和土壤特性的影响,本研究以封育13年和连续放牧高寒草甸为研究对象,采用野外群落调查和室内土壤分析相结合的方法,探究封育和放牧对植被群落状况和土壤特性的影响。结果表明：封育显著提高了群落的盖度和地上生物量（P<0.01）;封育显著提高了0~30 cm土壤总氮（Total nitrogen,TN）、速效氮（Available nitrogen,AN）、速效磷（Available phosphorus,AP）和速效钾（Available potassium,AK）（P<0.01）;封育显著降低了群落密度、物种丰富度指数、香农-维纳多样性指数和均匀度指数（P<0.01）。总之,封育虽增加了高寒草甸植物群落生物量和土壤养分,但在一定程度上导致草地植物群落多样性的下降,研究建议针对封育13年的高寒草甸进行适当的放牧以增加群落物种多样性和丰富度。     

不同土壤水分对青藏高原高寒草甸土壤酶活性的影响

为探究全球气候变化导致的青藏高原降水增加对高寒草甸土壤酶活性的影响,本试验根据研究区域近21年植被生长季的年均降水量(W)设置3种增水处理,即增水50％W( +50％W),25％W( +25％)和不增水处理(CK),来研究不同水分添加对青藏高原高寒草甸土壤理化性质和酶活性的影响.结果表明:随着水分添加量的增加,高寒草甸...     

高寒草甸土壤物理特性和微生物数量对模拟践踏的响应

为探明高寒草甸土壤对家畜践踏的响应机制,于甘肃天祝进行了牦牛和藏羊的模拟践踏试验,研究了不同强度模拟践踏对土壤物理特性及微生物数量的影响。结果表明,0～10 cm土层的土壤紧实度和容重,随着践踏强度的增加均呈递增趋势;而呼吸速率和饱和导水率呈递减趋势。0～10 cm土层的3大微生物数量随践踏强度的增大而减小。同一践踏强度下,牦牛践踏后0~10 cm土层的土壤紧实度和容重均大于藏羊践踏处理;而饱和导水率、呼吸速率和微生物数量均小于藏羊践踏处理。综合分析认为,家畜的践踏强度越大,土壤的压实效应越显著;一个生长季的模拟践踏主要影响0～10 cm土层土壤的物理性质;且牦牛对土壤的压实效应和对微生物分布的抑制作用均大于藏羊。     

人工草地建植对甘南高寒草甸草地生产力及土壤理化特征的影响

为明确重度退化草地经人工建植后土壤理化性质和草地初级生产力状况.以甘南州碌曲县典型退化高寒草甸为研究对象,采用70％垂穗披碱草(Elymus nutans)+30％黑麦草(Lolium multiflorum)混播的方式,结合整地和施肥2种措施,测定其土壤理化性质和草地初级生产力变化特征,探寻适宜的人工建植方式.结果表...     

高寒草甸冷季牧场不同休牧期对土壤种子库的影响

为明晰青藏高原高寒草甸冷季牧场的适宜休牧期,在东祁连山天祝高寒草甸设置了土壤解冻临界期—牧草枯黄期(RP1)、土壤解冻后期—牧草枯黄期(RP2)、牧草返青初期—牧草枯黄期(RP3)、牧草返青后期—牧草枯黄期(RP4)和当地传统休牧(优势牧草高5 cm—牧草枯黄期)(RP5)5个休牧期,研究了土壤种子库的物种组成、密度、多样性及其与地上植被的关系。结果表明：供试土壤种子库中共萌发27种植物,分属12科23属;5个休牧期土壤种子库密度表现为RP1(2 136.67粒·m^-2)>RP2(1 983.33粒·m^-2)>RP3(1 576.67粒·m^-2)>RP4(1 220粒·m^-2)>RP5(863.33粒·m^-2);香农-威纳指数和辛普森多样性指数在RP1休牧土壤种子库中较高,Pielou均匀度指数在RP5中最高;5个休牧期土壤种子库与地上植被的Sorensen相似性指数在0.38～0.49,其中RP1休牧与地上植被的相似性最高。综上,土壤解冻临界期—牧草枯黄期休牧更有利于土壤储备植物种子,增加草地的抗干扰能力。     

氮素配施对三江源区退化高寒草甸植被和土壤的影响

三江源区草地退化严重威胁我国的生态安全,因此,研究恢复措施对草地的影响有重要意义。本研究以青海省果洛藏族自治州轻度退化高寒草甸为研究样地,通过三种不同类型氮素(尿素CH₄N₂O、硫酸铵(NH₄)₂SO₄和硝酸钾KNO₃)的九种组合配施,分析氮素配施后退化高寒草甸群落特征和土壤养分的变化,以探究不同类型氮素配施对退化高寒草甸恢复效果。研究结果表明,与对照相比,氮素配施显著提高了群落初级生产力(P<0.05),且生物量随着氮素配施量呈先增加后降低趋势,但对植物群落多样性无显著影响;土壤中速效氮和硝态氮呈现降低趋势(P<0.05),但有机碳、全氮、全磷和铵态氮含量无显著变化;利用主成分分析,通过综合评价植被指标和土壤指标,筛选出恢复该区域退化高寒草甸的最佳氮素配施量为47.2 g·m^-2硫酸铵+72.2 g·m^-2硝酸钾+21.6 g·m^-2尿素,为退化高寒草甸的恢复提供理论依据。     

不同放牧强度下高寒草甸植被特征和土壤养分变化研究

放牧作为最主要的生物干扰因子之一,影响着草地生态系统植被和土壤的生态进程。在自然放牧条件下,通过不同放牧强度的比较试验,对高寒草甸土壤营养成分及地上群落特征进行分析,为制定合理的放牧强度提供理论依据。结果表明:随着放牧强度加大,地上总生物量、物种丰富度在封育样地最高,在重牧样地最低,而封育、轻牧、中牧样地香浓-威纳多样性指数并没有显著的差异;禾草和莎草的地上生物量和总盖度在中牧条件下最高。与轻牧、中牧和封育样地相比,重牧样地的杂草有较高的地上生物量和总盖度;5月份土壤含水量随放牧强度增加而减少,7月份、9月份则相反;封育、轻牧、重牧样地的土壤容重显著低于中牧样地(P<0.05);在整个生长季节,重牧样地的pH值明显高于其他3个处理,而封育?轻牧?中牧3个样地pH值没有显著差异;在整个生长季节,封育、轻牧、中牧、重牧4个样地土壤有机碳含量随着放牧强度的增加而趋于下降,其中封育、轻牧、中牧3样地土壤有机碳含量都显著高于重牧样地(P<0.05);土壤的全氮含量在各放牧样地里并没有显著变化,而土壤氨态氮、硝态氮则在植物整个生长季节随着放牧强度的加大而增加;在整个生长季节里全磷含量最大值都出现在中牧样地里,速效磷含量表现出了和全磷一致的结果。因此,适度放牧是保护生物多样性,维持土壤养分以及提高草地生产力的有效途径;当高寒草甸由于退化导致生物量锐减,生物多样性丧失等严重后果时,围栏可以作为有效的恢复手段。