三江源退化高寒草原土壤微量元素与植被特征及其关系

为探究三江源不同退化程度高寒草原土壤微量元素与植被特征及其关系,以青海省玛多县地区不同退化程度高寒草原为研究对象,调查植被群落特征,测定土壤微量元素(铁、锰、铜、锌、硼、钼、硒)含量,分析影响高寒草原植被群落退化的关键土壤微量元素。研究结果表明：随着高寒草原退化的加剧,草地盖度逐渐降低,草地多样性、丰富度、地上生物量呈先升高后降低趋势;土壤中微量元素的含量均呈下降趋势;植被群落特征与土壤中铁、锰、铜、锌、硼、硒含量正相关,其中与土壤铁、有效铜、有效硼的含量的关系最为密切。     

三江源地区高寒草地不同退化程度土壤特征研究

为了解区域尺度上不同退化程度高寒草地的土壤特征,在对三江源地区进行多样点采样和室内分析的基础上,研究草地退化对高寒草地不同土层的土壤物理和化学等特征的影响。结果表明:随着退化程度加剧,不仅草地群落组成出现明显变化,地上/地下生物量显著下降,而且土壤各理化性质也受到不同程度的影响。土壤容重随草地退化程度的加剧和土壤深度的增加而增大;土壤有机碳随草地退化程度的加剧而显著下降,尤其是0～10cm土层;草地退化加剧导致土壤总氮和硝态氮含量呈逐渐下降趋势,且对0～10cm土层影响更为显著;土壤铵态氮含量在草地轻度退化阶段最高,且受草地退化影响不显著。相关性分析表明,不同土层的土壤有机碳和总氮与生物量之间均呈显著正相关,多元逐步回归分析也显示土壤有机碳和总氮含量与绝大部分草地演替阶段的生物量显著相关,表明土壤有机碳和总氮可作为衡量三江源地区草地退化程度的重要土壤性状指标。人工草地的建植可明显增加地上/地下生物量,但短期内对土壤的改良效果并不显著,极度退化草地的土壤恢复将是一个缓慢的过程。     

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。     

三江源退化高寒草原植物种间亲和性和土壤团聚体特征

为研究三江源地区不同退化程度的高寒草原土壤团聚体和种间亲和性特征,以轻度、中度、重度和极度退化草地为研究对象,对土壤特征和群落特征进行测定.结果表明:随着退化程度的加剧,同一土层相同粒径土壤颗粒的分形维数逐渐减小,>0.5mm粒径土壤团聚体占比下降、平均重量直径减小,<0.5mm粒径土壤颗粒的平均重量直径增大,各粒径团...     

黄河源头高寒草原植被退化特征分析

以紫花针茅Stipa purpurea,早熟禾Poa annua为优势植被的高寒草原是黄河源头区典型植被类型之一.由于自然环境变迁以及人为活动的影响,黄河源头以扎陵湖北岸地区为中心的紫花针茅草原和早熟禾草原植被退化十分明显,2002年通过样方调查和植被数量分析的方法,对该地区的退化草地特征进行了系统的调查和分析,结果表明:退化草地植被盖度比未退化区下降10%～55%;优势物种变化,紫花针茅、早熟禾等植物种生长势减弱,物候期推迟,群落优势植物逐步演替为以菊科、豆科等杂类草植物为优势种的群落;物种多样性指数下降55%～79%.由于高寒植被的退化,导致了植被群落整体生态功能的下降,进一步加剧了黄河源头的生态环境恶化.     

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。     

三江源区高寒草原退化对不同生长期土壤真菌群落的影响

土壤真菌群落在草地生态系统物质循环过程中扮演着重要角色,但草地退化对不同生长期土壤真菌群落的影响尚不清楚。本研究以三江源高寒草原为研究对象,通过野外调查和高通量测序技术,探究草原退化对植物不同生长期土壤真菌群落特征的影响及其驱动因素。结果表明,三江源区高寒草原不同生长期土壤真菌群落优势菌门均为子囊菌门和担子菌门,草原退化显著降低了优势菌门的相对丰度;在不同生长期土壤真菌群落多样性存在显著差异(P <0.05),表现为生长季初期较低,末期则较高;草原退化对土壤真菌群落多样性影响不显著(P> 0.05),但显著改变了不同生长期内土壤真菌群落结构(P <0.05);相比于原生草原,退化草原土壤真菌群落结构与植物群落特征表现出更强的相关关系,植物群落生物量和土壤有机质含量是显著影响退化草原土壤真菌群落结构的主要因子(P <0.05)。研究结果表明,草原退化改变了土壤真菌群落结构,增强了土壤真菌群落的资源限制。因此,针对植被群落的修复将有利于退化高寒草原土壤真菌群落的恢复。     

甘南草原不同退化草地植被和土壤微生物特性

为研究草地退化对植被和土壤微生物的影响,本试验以甘南州碌曲县高寒草地为研究对象,调查研究不同退化程度草地植被特征,并测定土壤微生物呼吸、土壤微生物量碳、土壤微生物代谢熵及土壤微生物群落结构变化。结果表明：随着草地退化程度的加重,高寒草地植物种类减少,优势植物种类发生变化,植被高度、盖度、植株数、鲜草产量下降;土壤基础呼吸和诱导呼吸、土壤微生物量碳及土壤代谢熵等指标均有不同程度的下降;土壤总磷脂脂肪酸（Phospholipid fatty acid,PLFA）、土壤细菌、放线菌含量减少,真菌含量增多,土壤微生物群落结构发生变化,压力指数增高;植被与土壤微生物各指数呈一定的相关性。本研究说明高寒草地退化过程中植被演替与土壤微生物变化密切相关。     

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)。     

川西北不同退化程度高山草甸和亚高山草甸的植被特征

摘要：以川西北高原处于不同退化程度的高山草甸与亚高山草甸草地为研究对象,采用时空替换法和样方法对其退化演替过程中的植被特征进行了比较研究,以揭示两者退化过程中植被特征变化的相似性与相异性。结果表明,放牧干扰下的高山草甸草地物种丰富度变化,无明显退化-轻度退化-中度退化-重度退化呈高-低-高趋势,与亚高山草甸（低-高-低）相反,高山草甸退化演替上草地丰富度值变化范围为9.56～15.00种/m2（轻度退化最低约10种/m2）,亚高山草甸为11.80～25.08种/m2（轻度退化最高约25种/m2）。亚高山草甸物种多样性指数（Shannon Wiener Index）与均匀度指数（Pielou Index）的变化均显著高于高山草甸。盖度和高度在高山草甸和亚高山草甸上均随放牧强度的增大而下降,但亚高山草甸重度退化草地盖度（88.50%）则增高。高山草甸有毒有害植物地上现存量占群落地上现存量的比例变化呈上升趋势,但未达极显著（P＞0.01）水平;亚高山草甸无明显退化比例较小,仅为0.37%,与轻度退化(16.86%)、中度退化(14.80%)、重度退化(8.33%)差异显著。     

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。     

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。     

三江源高寒退化草原土壤有机质含量的光谱模拟估算

以三江源玛多县不同退化程度高寒草原土壤为研究对象,采集0～30 cm土层的90个土壤样品,测定土壤样品的光谱反射率和有机质（SOM）含量,分析不同光谱数据转换方式与土壤SOM含量的相关性,据此挑选P<0.001水平的显著波段作为特征波段,并与土壤SOM含量建立多元逐步回归（MLSR）、支持向量机（SVM）、决策树（DT）、随机森林（RF）模型。结果表明：1）高寒草原土壤SOM含量属中等变异,且与土壤原始反射率呈负相关,与倒数对数呈正相关;2）光谱数据的数学转换扩大了光谱的吸收特征,log(1/R)、R’、[log(1/R)]’与土壤SOM含量相关系数绝对值的最大值比R分别提高了0.099、0.156、0.160;3)RF反演模型精度高于其他反演模型,Log(1/R)-RF模型的预测效果较好,其建模组和检验组的决定系数（R2）、均方根误差（RMSE）分别为0.949 1、0.252 69和0.717 23、0.496 9,可以准确估算高寒草原土壤SOM的含量。     

基于冗余分析的高寒草原土壤与草地退化关系

在高寒草原退化草地设置研究样地,观测植物群落特征、采集土壤样品、分析土壤物理化学性质,依据数量生态学基本原理,探讨高寒草原退化草地与土壤因子间关系。结果表明:不同退化程度样地沿冗余分析排序图第一排序轴分布,第一排序轴反映草地退化程度的变化;草地植物群落中与第一排序轴负相关且按相关程度大小排序的指标为盖度>地上生物量>地下生物量;第一、第二排序轴能够解释97.1%的土壤因子与草地退化关系;土壤沙砾、p H与第一排序轴正相关,土壤有机碳、土壤含水量、容重、全氮、有效氮与第一排序轴负相关;第一排序轴及所有排序轴所反映的土壤因子均与草地退化之间呈极显著相关关系(P<0.01);不同土壤因子与草地退化之间相关程度不同,土壤有机碳(r=-0.890)、土壤含水量(r=-0.864)、容重(r=-0.847)、全氮(r=-0.836)、有效氮(r=-0.821)等与高寒草原退化相关程度更高且相关关系极显著(P<0.01)。利用退化草地群落特征和土壤因子数据矩阵进行冗余分析能够较好地综合反映土壤因子与草地退化之间的关系及相关程度,土壤有机碳、土壤含水量、容重、全氮、有效氮是反映高寒草原退化的重要土壤指标。     

不同退化程度的草地植被和土壤特征

研究了克氏针茅(Stipa krylovii)草原未退化、中度退化和重度退化草地的植被和土壤微生物的季节动态。结果表明, 随退化程度增加, 克氏针茅的重要值降低, 冷蒿(Artemisia frigida)的重要值增加, 重度退化草地群落多样性最低。重度退化草地土壤全氮含量最高而有效磷含量最低。未退化草地土壤微生物碳、氮含量高于退化草地, 草地退化对菌根真菌(AMF)孢子密度、细菌、真菌和放线菌数量的影响随季节变化而不同。5―8月未退化草地真菌数量大于重度退化草地, 9月两者差异不显著。7―9月未退化草地细菌数量大于重度退化草地, 6月两者差异不显著。各指标均在7月或8月达到最高值。土壤真菌、细菌、放线菌与土壤全氮、微生物氮均有显著相关性。土壤真菌、细菌与土壤微生物碳有显著相关性。     

围栏封育对高寒草地土壤微生物特性的影响

测定并分析了夏河县桑科高寒草地围栏外及围栏内土壤微生物量及土壤微生物数量。结果表明：除0-10cm土层外,SMBC、SMBN的含量以及3类微生物的数量均为围栏内草地高于围栏外草地,其中,土壤3类微生物数量均为细菌最高,放线菌次之,真菌最低。围栏内草地,SMBC,SMBN和SMBP的含量以及3类微生物的数量均为0-10cm土层显著高于其他土层。相关性研究表明,围栏内草地SMBC,SMBN和SMBP与真菌、细菌及放线菌数量之间呈极显著正相关关系。     

黄河源区高寒草原的植被退化与土壤退化特征

近几年,黄河源区高寒草原退化沙化明显。研究了黄河源区紫花针茅高寒草原在不同退化程度下植物群落、生物量和土壤的特征,结果表明,随着高寒草原退化程度加大,植被盖度、草地质量指数和优良牧草地上生物量比例逐渐下降,草地间的相似性指数减小,植物群落多样性指数和均匀度指数呈单峰式曲线变化规律。随着退化加剧,禾草地上生物量减少显著,杂草类植物地上生物量先增加后减少,而莎草科植物地上生物量的变化不受草地退化程度的影响。高寒草原土壤表层0～20 cm的植物根系随土壤深度的增加而减少,随草地退化程度的加剧呈倒“V”型变化。高寒草原物种多样性与生物量之间呈“V”型变化规律,随着退化程度增加,物种丰富度与生产力的关系由显著正相关转变为负相关。随着高寒草原的退化程度加剧,土壤湿度、土壤有机质、速效磷、硝态氮、速效钾的含量和土壤紧实度都减小。随着高寒草原植被的退化演替,土壤退化越来越严重,贫瘠化不断加剧,到重度退化阶段,旱生沙生植物出现,呈现沙化初始景观。     

高寒草地小型土壤节肢动物群落特征及其对草地退化的指示作用北大核心CSCD

小型土壤节肢动物是草地生态系统的重要组成部分,并对环境变化具有高度敏感性。为了查明小型土壤节肢动物群落对高寒草地退化的响应及其在退化过程中的指示作用,在川西北地区选取了未退化、轻度退化、中度退化和重度退化的高寒草地,于2019和2020年的7月对小型土壤节肢动物群落进行调查。采集各样地0~20 cm的土样,用干漏斗法(Tullgren法)分离小型土壤节肢动物。结果为:1)小型土壤节肢动物群落组成结构和优势类群在不同退化阶段高寒草地间存在差异,群落密度、类群数和Shannon-Wiener多样性指数均随退化程度加重呈先增加后下降的趋势(P<0.01),而Simpson优势度指数则先下降后上升(P<0.01);2)不同类群的小型土壤节肢动物对退化的响应不同,随高寒草地退化程度的加重,螨类密度持续降低(P<0.01),而跳虫密度则呈先增加后下降的趋势(P<0.01),表明高寒草地退化对螨类具有持续抑制作用,而对跳虫则是先促进后抑制;3)土壤有机碳(SOC)、湿度、全氮(TN)、pH、碳氮比(C/N),以及植物的群落高度和物种数是影响小型土壤节肢动物群落密度及多样性的主要因子(P<0.001,0.01或0.05),其中土壤容重、SOC、TN、C/N和pH对螨类数量有显著影响(P<0.001,0.01或0.05),而各因子对跳虫均无显著影响(P>0.05)。研究表明,小型土壤节肢动物群落的组成结构、密度及多样性对高寒草地响应敏感,并受土壤等环境因子影响;而螨类密度在退化过程中持续下降,可以用作高寒草地退化的指示生物。