围封和防除狼毒对狼毒斑块土壤理化性质和微生物量影响的研究

狼毒是青藏高原高寒退化草地主要滋生的毒害草种类,采用化学除草剂和草地围封方法能有效遏制狼毒种群扩张的现状。然而,针对狼毒形成微斑块对使用除草剂和草地围封措施后植被群落结构、土壤理化性质和土壤微生物量响应变化的研究较少。基于此,狼毒型退化草地采用短期围栏封育(1年),以围封地未防除和除草剂处理的狼毒微斑块为研究对象,比较和分析狼毒斑块内外物种多样性指数、土壤养分和土壤微生物量变化。结果表明:1)围封地未防除狼毒斑块内生物量和多样性指数高于狼毒斑块外,而防除狼毒斑块外生物量高于狼毒斑块内。2)围封地未防除狼毒斑块内表层土壤的全氮、硝态氮、铵态氮、速效磷、有机质和土壤含水量高于狼毒斑块外,而防除狼毒斑块外表层土壤的有机质和全钾含量高于狼毒斑块内;围封地未防除狼毒斑块内深层土壤铵态氮和硝态氮含量高于斑块外,防除狼毒斑块外深层土壤速效磷、铵态氮和有机质含量高于斑块内。3)防除狼毒和围封地未防除狼毒斑块外土壤微生物量碳高于狼毒斑块内,防除狼毒斑块外土壤微生物量氮增加而微生物量磷却快速降低。由此可见,狼毒型退化草地治理需采用“狼毒净”化学除草剂快速降低狼毒种群并辅以长期围封(禁牧)措施,可提高禾本科等优良牧草比例、调节草地群落结构趋于稳定和加速土壤养分循环,并最终实现狼毒型退化草地生态修复的目标。     

狼毒斑块对狼毒型退化草地植被和土壤理化性质影响的研究

草地植物群落的物种组成变化影响草地土壤养分数量和分布格局,而土壤理化性质改变会加速原生植物被更适生于此土壤条件下的植物所代替。狼毒在退化草地中斑块状集群分布的格局可能会影响草地植物的群落结构和土壤养分循环过程。以退化草地中未防除狼毒和防除狼毒的狼毒斑块为研究对象,分析斑块内和斑块间草地植物群落的特征和土壤养分含量变化规律。结果表明: 1)未防除狼毒和防除狼毒斑块间的地上生物量、丰富度指数和Shannon-Wiener多样性指数显著低于未防除狼毒斑块内,而防除狼毒斑块内和斑块间的地上生物量和群落多样性指数差异不显著; 2)未防除狼毒斑块内土壤含水量、有机质含量、全氮含量、速效磷含量、铵态氮含量显著高于斑块间;同时,未防除狼毒斑块内土壤含水量、有机质含量、全氮含量显著高于防除狼毒斑块内,而防除狼毒斑块内土壤速效钾含量显著高于未防除狼毒斑块内。由此可见,狼毒斑块内土壤养分和水分含量比斑块间高,表现出明显的“肥岛”效应。针对狼毒型退化草地治理应严格控制草地载畜量并辅以防除狼毒、围封、施肥等草地改良措施,实现狼毒型退化草地的可持续利用。     

狼毒斑块对狼毒型退化草地植被和土壤理化性质影响的研究

草地植物群落的物种组成变化影响草地土壤养分数量和分布格局,而土壤理化性质改变会加速原生植物被更适生于此土壤条件下的植物所代替。狼毒在退化草地中斑块状集群分布的格局可能会影响草地植物的群落结构和土壤养分循环过程。以退化草地中未防除狼毒和防除狼毒的狼毒斑块为研究对象,分析斑块内和斑块间草地植物群落的特征和土壤养分含量变化规律。结果表明:1)未防除狼毒和防除狼毒斑块间的地上生物量、丰富度指数和Shannon-Wiener多样性指数显著低于未防除狼毒斑块内,而防除狼毒斑块内和斑块间的地上生物量和群落多样性指数差异不显著; 2)未防除狼毒斑块内土壤含水量、有机质含量、全氮含量、速效磷含量、铵态氮含量显著高于斑块间;同时,未防除狼毒斑块内土壤含水量、有机质含量、全氮含量显著高于防除狼毒斑块内,而防除狼毒斑块内土壤速效钾含量显著高于未防除狼毒斑块内。由此可见,狼毒斑块内土壤养分和水分含量比斑块间高,表现出明显的"肥岛"效应。针对狼毒型退化草地治理应严格控制草地载畜量并辅以防除狼毒、围封、施肥等草地改良措施,实现狼毒型退化草地的可持续利用。     

典型草原恢复演替过程中土壤性状动态变化研究

为探讨典型草原恢复演替过程中土壤性状的变化规律,在内蒙古太仆寺旗典型草原选取不同围封年限,处于不同恢复演替阶段的生长季围封(4-9月围封)恢复草地为研究对象,同时选取自由放牧草地为对照,开展典型草原恢复演替过程中土壤物理、化学和生物学特性的系统研究。结果表明,1)典型草原恢复演替过程中,土壤性状发生了一系列演变,与自由放牧草地相比,围封7,10,13,20年,土壤0~30 cm土层容重显著下降,＜0.05 mm的粘粉粒含量和孔隙度显著增加(P＜0.05);土壤有机质、全氮、全磷、速效氮、速效磷、速效钾、微生物数量、微生物量碳、微生物量氮显著增加(P＜0.05),酶活性增强,以0~10 cm土层增加最为明显,表现出明显的表聚现象。2)典型草原在围封恢复过程中若连续多年刈割利用,容易导致土壤结构再次恶化,土壤质量下降,草地发生二次逆行演替。因此,退化草地恢复演替过程中的合理利用问题(如合理的割草制度)有待进一步研究。     

甘南“黑土滩”型退化草甸土壤理化特性及酶活性季节变化

为明确甘南草原"黑土滩"型退化高寒草甸土壤特征,本研究分季节连续采集甘南州碌曲县4种退化程度（轻度退化（LD）,中度退化（MD）,重度退化（SD）和极度退化（ED））高寒草甸土壤,分析其理化性质及酶活性季节变化。结果表明：土壤含水量在8月份显著低于6月份和10月份,脲酶活性在6月份最高,土壤碱性磷酸酶活性在10月份最低;随退化程度加剧,土壤含水量和有机质含量均呈下降趋势,脲酶活性呈先上升后下降的趋势,土壤碱性磷酸酶活性呈上升趋势。8月份土层深度和退化程度两种因素的交互作用对土壤有机质、速效钾、速效磷、全氮和全钾含量均有显著影响（P<0.05）。综上所述,甘南"黑土滩"型高寒草甸表现出显著的土壤退化特征,土壤含水量、有机质含量和土壤脲酶活性呈降低趋势,而土壤速效磷、速效钾含量和碱性磷酸酶活性呈增加趋势。     

东祁连山不同退化程度高寒草甸土壤养分特征研究

研究了东祁连山不同退化程度的高寒草甸草地土壤养分特征,结果表明,随着退化加剧,高寒草甸草地的土壤pH值逐渐增加;全氮、全磷、速效锰和速效铁含量逐渐减少;有机质、速效锌、速效氮和速效磷含量先降低后增加,有机质含量以重度退化草地最低,速效锌、速效氮和速效磷含量以中度退化草地最低;全钾和速效铜含量并未因草地退化而改变,且极度退化草地土壤有机质和全氮含量在20～30 cm土层反而高于表层。总体上,随土层加深土壤中有机质、全氮、全磷、速效氮、速效钾、速效磷和速效锌含量下降,速效铁、速效铜和速效锰则增加。     

青藏高原退化草甸土壤微生物量、酶化学计量学特征及其影响因素

探明草地退化过程中土壤微生物量和酶的变化趋势及其化学计量学特征,对理解草地的退化机理有重要意义。本研究以青藏高原高寒草甸4种不同退化程度（未退化、轻度退化、中度退化、重度退化）草甸为研究对象,分析了土壤微生物量和酶化学计量学特征及其影响因素。结果表明,随草甸退化程度的加剧,土壤有机碳（Soil organic carbon,SOC）、全氮（Total nitrogen,TN）、速效钾（Available potassium,AK）、微生物量碳（Microbial biomass carbon,MBC）和微生物量氮（Microbial biomass nitrogen,MBN）含量显著降低;未退化草甸β-1,4-葡萄糖苷酶（β-1,4-Glucosidase,BG）和β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶（β-N-Acetylglucosaminidase,NAG）活性显著低于轻度、中度和重度退化;重度退化草甸土壤氮/磷、MBN/MBP显著低于未退化,ln（NAG+LAP）/lnALP取值范围为0.77~0.83,高于全球均值0.44,说明退化引起了该地区的土壤氮限制;相关分析表明微生物量和酶的化学计量比受有机碳和全氮的影响显著。综上,微生物量和酶的化学计量学特征对土壤养分变化响应敏感且能反映土壤养分限制情况。     

黑龙江大庆农牧交错区草地-农田界面土壤养分与酶活性分析

草地-农田界面是我国北方农牧交错带的重要景观组成部分,具有复杂的生态系统结构、功能和生态过程,对自然因素及人为干扰十分敏感。以松嫩平原大庆市林甸县农牧交错区草地-农田界面为对象,分别向草地和农田延伸50 m,采用多元回归分析、主成分分析等方法对表层(0～20 cm)土壤养分、酶活性指标进行了空间分布变化分析和综合评价。结果表明：土壤养分含量及酶活性各指标在农牧交错区草地-农田界面上存在明显的空间异质性。土壤有机质、碱解氮、速效钾、速效磷等指标在草地高于农田。土壤pH值、含水量、全氮、全磷、全钾含量、土壤过氧化氢酶、脲酶活性等指标在界面0点附近变化剧烈,显著高于草地内部和农田内部(P<0.05),表现出明显的界面效应。相关性分析和主成分分析表明,土壤酶活性和土壤性质密切相关,其中土壤pH值与土壤酶活性呈极显著正相关,有机质和速效养分与土壤酶活性呈极显著负相关(P<0.01)。研究结果丰富了北方农牧交错带草地-农田界面的理论基础,为松嫩平原农牧交错区草地与农田过渡区的合理利用提供了理论依据。     

黄河源区不同退化程度高寒草地土壤特征研究

研究了不同退化梯度的高寒草地不同层次（0～10cm,10-20cm和20-30cm）土壤理化性状变化特征。结果表明：随草地退化程度的加重,土壤含水量下降,土壤容重和pH值增加;土壤有机碳含量亦随退化程度加剧而降低,以0-10cm土层的降低最明显,轻度,中度和重度退化的“黑土滩”草地该土层有机碳含量与未退化草地相比,分别下降36．1％,66．79／6和73．5％;草地0-10cm土壤全氮、全磷含量大小顺序为轻度退化〉未退化〉中度退化〉“黑土滩”退化草地,全钾变化趋势不明显。轻度、中度、“黑土滩”退化草地0～10cm土层速效氮分别比未退化草地降低了21％,54％和64％,10-20cm土层中度退化草地和“黑土滩”分别降低了37％和21％;随草地退化程度加大,速效钾含量在各土层的变化趋势不同,但不同土层的最大速效钾含量均出现在轻度退化草地。     

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。     

变异黄芪和小花棘豆对荒漠草地土壤性状的影响

为明确荒漠草原疯草对发生区土壤性质的影响,通过野外调查取样和室内分析,测定了2种危害最为严重的疯草变异黄芪(Astragalus variabilis)和小花棘豆(Oxytropis glabra)发生地的土壤物理和化学性质。结果表明:变异黄芪和小花棘豆发生区与未发生区土壤质地、含水量、孔隙度和容重无显著差异,发生区土壤碱解氮显著增加;小花棘豆发生区速效磷增加,速效钾降低。变异黄芪和小花棘豆发生地土壤理化性状差异显著。前者土壤砂粒含量较高,而水分、碱解氮、速效磷、速效钾、有机质含量和pH则较低。变异黄芪和小花棘豆发生区土壤物理性质无明显改变,植物可利用养分有显著变化。变异黄芪比小花棘豆更能适应贫瘠的土壤条件,在荒漠草原潜在分布区面积大,更具危害性。     

三江源区土地利用方式对草地植物生物量及土壤特性的影响

以三江源区高寒草甸草原、退化高寒草甸草原、退化高寒草原和人工草地4种土地利用方式为研究对象,研究了不同土地利用方式的地上、地下生物量,土壤容重和土壤主要养分有机碳、全氮、全磷、有效氮和有效磷含量,结果表明总生物量的排序为高寒草甸草原 >退化高寒草原 >退化高寒草甸草原 >人工草地,退化草地和人工草地的生物量明显降低,尤其是地下生物量,退化高寒草甸草原、退化高寒草原和人工草地的地下生物量分别为高寒草甸草原的31.9%,54.8%和13.9%,总生物量分别仅为高寒草甸草原的32.8%,49.4%和29.5%。人工草地的表层土壤容重显著降低,而退化对土壤容重没有明显影响,3种天然土地利用方式土壤容重在土壤剖面的变异也不明显。4种类型草地土壤碳氮磷养分含量均处于很低的水平,退化主要造成表层土壤碳氮的严重损失,平均分别损失了53.0%和52.4%,4种利用方式土壤有效氮和有效磷含量极低,而退化对土壤的全磷和有效磷影响不大。     

青海省海北州不同草地利用方式土壤基本理化性状研究

为探索土地利用方式变化对土壤理化性状的影响,以青藏高原青海省海北州原生矮嵩草(Kobresia humil)草甸、原生灌丛草甸、退化矮嵩草草甸、退化灌丛草草甸、人工草地、农田地为研究对象,对各利用方式下土壤的基本理化性状进行研究。结果表明:退化导致0~10 cm土层土壤容重增大,而对下层土壤容重没有明显影响,2种退化草地0~10 cm土层的土壤容重均大于10~20 cm土层,其中退化灌丛草甸与原生灌丛草甸之间差异显著(P<0.05),人工种植也导致表层土壤容重有升高的趋势,人工种草和开垦均导致0~20 cm土层土壤容重的变异消失。草地退化和开垦均导致土壤有机碳和全氮含量降低,草地退化还导致土壤全磷含量降低,但开垦为农田后对土壤全磷的影响不大;草地退化和开垦也导致土壤有机碳、全氮、全磷含量沿土壤深度的变异消失。草地退化后表层土壤的有机碳、全氮和全磷含量明显降低,而退化对10~20 cm土层的有机碳含量影响不大。草地退化、开垦和农用均导致土壤表层速效氮的损失,草地开垦和农用的损失尤为剧烈;不同利用方式对土壤速效磷的影响较为复杂,未表现出一致的规律性。     

川西北沙地植被恢复对土壤碳氮磷及生态化学计量特征的影响

本文以川西北退化草地植被恢复区自然放牧草地(NGG)、围栏封育沙化草地(FEDG)、自然灌丛草地(NS)和人工种植高山柳沙化草地(SCDG)为研究对象,通过植物群落调查与土壤理化性质的测定,探讨川西北自然与人工恢复沙化草地土壤碳氮磷及生态化学计量特征。结果表明,除土壤全磷储量外,所选草地植被类型在0~60cm土层土壤碳、氮、磷的含量、储量和比值都存在显著差异(P<0.05),土壤全磷含量高低顺序为NS>FEDG>NGG>SCDG,除氮磷比(N∶P)外,其余土壤指标高低顺序为NS>NGG>FEDG>SCDG,土壤全磷储量在NS显著高于其它类型(P<0.05)。4类植被类型的土壤全氮和全磷含量及NS和NGG的有机碳含量随土层深度增加而显著降低(P<0.05)。除N∶P外,NGG和NS的土壤碳氮比(C∶N)、碳磷比(C∶P)都随土壤土层深度的加深而显著降低(P<0.05)。自然灌丛草地比自然草地和人工植被恢复沙地具有更高的土壤养分含量,可作为沙地生态恢复模式进一步优化的参考。     

瑞香狼毒生物学生态学研究进展

瑞香狼毒是我国天然草地重要的毒害草之一,其地理分布贯穿我国大部分草原地区,北自内蒙古高原东部、南至青藏高原西部和云贵高原,是一种分布范围极其广泛的多年生草本植物。近年来,由于天然草地持续退化,瑞香狼毒在退化草地上的扩散日益严重,影响我国草地畜牧业的可持续发展与生态安全。本文综述了近20年来我国学者在瑞香狼毒生物学、生态学以及化学防除效果方面的研究进展,以期全面了解这种重要的毒害草,为瑞香狼毒的防除、维持草地生产力和生物多样性提供理论依据。     

开垦种草对高寒草甸土壤理化性质的影响

对玛曲高寒草甸天然草地及开垦种草8年和20年草地土壤理化性质进行了比较研究。结果表明,土壤含水量天然草地显著高于开垦种草8年草地;土壤容重0～10 cm土层天然草地显著高于开垦种草20年草地;0～60 cm土层土壤有机碳含量天然草地显著高于开垦种草草地,比开垦种草草地高38.66%。土壤全氮、速效氮、全磷和速效磷含量天然草地显著高于开垦种草草地。土壤全氮、速效氮和全磷含量随开垦种草年限增加逐渐下降。各样地土壤全氮、速效氮与土壤有机碳呈显著正相关关系。     

短期增水对高寒草甸补播草地植被群落和土壤养分的影响

为探究全球气候变化导致的青藏高原降雨增加对退化补播草地植被群落和土壤养分变化产生的影响,本试验依据当地植被生长季（5-9月）多年平均降水量对人工草地设置了5种增水处理,即增水6.25%（W1）,12.5%（W2）,25%（W3）,50%（W4）以及不增水（CK）来研究不同增水对植被和土壤的影响。结果表明：短期增水可以有效增加高寒草甸生长季植被地上生物量和盖度,增水50%处理下生物量增产最高,可达200%;增水显著提高生长季初期（6月）植被物种丰富度指数,但对Shannon-Wiener指数、Simpson指数和Pielou指数的影响较小;不同增水处理下土壤微生物碳、土壤有效磷、土壤铵态氮、硝态氮等速效养分差异显著,增水量较多（W3,W4）处理下微生物碳含量较高。增水对土壤有机质、全氮、全磷含量有一定影响,但与对照处理差异不显著。可见,在高寒草甸进行短期增水处理可以显著提高植被生物量和盖度,在50%的增水处理下影响最为明显,各梯度增水处理对不同土壤养分类型的影响不一,但总体上促进了土壤养分的累积。     

贵州省不同土地利用方式对土壤理化性质及其有效性的影响

为探明生态脆弱区土地利用方式对土壤性质的影响,以喀斯特山区林地、草地、经果林和农田为研究对象,对比分析了中国西南山区4种典型土地利用方式下的土壤性质。结果表明：研究区不同土地利用方式对土壤容重、孔隙度、毛管持水力等物理性质影响不显著,经果林与其他3种土地利用方式相比显著降低了土壤pH。林地土壤有机质和有效氮含量显著高于其他3种土地利用方式,农田中有效磷、草地中有效钾含量在4种土地利用方式中均为最低。不同土地利用方式改变了研究区土壤微量元素特征,整个研究区土壤有效锌及硼、林地中的有效铜、农田中的有效铜及钼的丰度处于低水平,不能满足植物生长发育需要。通过土壤养分有效性综合评价指数得出,研究区4种土地利用方式下土壤质量顺序为草地>林地>经果林>农田,建议喀斯特山区大力开展退耕还草工程,以实现土地资源的可持续发展。