放牧对典型草原土壤有机碳及全氮的影响

以内蒙古锡林河流域羊草Leymus chinensis典型草原作为研究对象,研究不同放牧强度及放牧制度下,土壤有机碳、全氮的含量差异,结果表明:1)土壤有机碳含量大体表现为常年放牧地高于混合放牧地,且差异明显。常年放牧地表现为轻牧重牧中牧围封未放牧地,混合放牧地除"轻牧+割草"与"中牧+割草"在20~30 cm土层深度表现出显著差异以外,各个放牧强度间差异均不显著。土壤有机碳含量随着土层深度的增加而降低。2)土壤全氮在不同的放牧梯度间及不同土层深度间的变化趋势与土壤有机碳大体相同,趋势表现为轻牧重牧中牧围封未放牧地,而混合放牧地的变化趋势比较复杂,相比较常年放牧地,混合放牧地的全氮含量要低。全氮含量随着土层深度的增加而降低。研究结果表明重牧下有机碳含量要高于中牧,这可能是由于随着放牧强度的增加,草原植被C4植物增多而引起的。     

短期放牧对昭苏草甸草原土壤活性有机碳组分的影响

采用小区控制放牧试验,在昭苏草甸草原上研究了短期放牧对土壤有机碳含量、土壤易氧化碳含量及其分配比例、土壤颗粒组分比例、土壤轻组组分比例的影响。结果表明,与对照相比,短期放牧地可以降低0-10 cm土层土壤有机碳含量,但差异不显著(P0.05),增加0-10 cm的土壤易氧化碳分配比例、颗粒组分比例。放牧强度对土壤易氧化碳分配比例、颗粒组分比例的影响波动性较大,而对土壤有机碳、易氧化碳与轻组组分比例的影响不显著(P0.05);初步认为10-20 cm土层易氧化碳、易氧化碳分配比例与颗粒组分比例,尤其是易氧化碳分配比例,可作为昭苏草甸草原土壤有机碳动态的敏感性指标。     

季节性放牧对典型草原土壤微生物碳氮周转的影响

在锡林郭勒典型草原区,以留茬6cm作为终止放牧依据,探究植物不同生长时期适度放牧对草地土壤微生物碳、氮周转的影响。结果表明:(1)6、8月放牧处理比围封和5~9月放牧提高0~10cm土壤微生物量碳周转率,缩短0~30cm土层的土壤微生物量碳周转时间。(2)6、8月放牧和7、9月放牧处理的0~30cm土壤微生物量碳存在差异,并均相对围封禁牧提高了土壤微生物量碳流通速率。说明在植物生长中后期适度放牧比植物全生长季节放牧,能增加土壤微生物量;放牧对10~20cm土壤微生物量氮流通量表现出积极的增加作用。(3)三种放牧处理提高了10~20cm土层的土壤微生物量氮流通速率。     

不同干扰对黄土高原典型草原土壤有机碳的影响

以黄土高原典型草原为对象,研究了封育+施肥、封育+火烧、封育和放牧4种干扰类型对土壤有机碳含量和有机碳密度的影响。结果表明:黄土高原典型草原不同干扰类型下土壤有机碳含量和有机碳密度都随土层深度的增加而减少,且干扰类型不同其减少程度不同;不同干扰类型对土壤有机碳含量影响不同。封育+施肥地在0~50 cm各土层有机碳含量均显著高于其他3个干扰类型,变化范围为24.08~34.99 g·kg^-1;其次为封育+火烧地,变化范围为19.59~32.05 g·kg^-1;在0~40 cm各土层,放牧地有机碳含量均最低,为19.07~25.37 g·kg^-1。不同干扰类型对有机碳密度的影响与对有机碳含量的影响基本相似。不同干扰对土壤有机碳的影响主要表现在0~20 cm土壤表层;在0~50 cm土层,4种干扰类型土壤有机碳密度大小依次为:封育+施肥>封育+火烧>封育>放牧,分别为14.51, 13.86, 12.27和11.85 kg·m^-2。综上所述,人为干扰对典型草原土壤有机碳含量和有机碳密度具有明显影响;放牧导致土壤碳密度显著下降,而施肥和封育可以提高土壤碳密度。     

短期氮磷添加对荒漠草原土壤活性有机碳的影响

以干旱、半干旱地区荒漠草原土壤为研究对象,研究氮(N)、磷(P)添加对荒漠草原0~30 cm土层土壤溶解性有机碳、微生物生物量碳和易氧化有机碳含量及有效率、土壤碳库管理指数(CPMI)、敏感指数(SI)的影响,探讨N、P添加后土壤溶解性有机碳、微生物生物量碳和易氧化有机碳对碳库管理指数的表征作用。结果表明,N添加、P添加或NP共同添加对荒漠草原0~20 cm土壤溶解性有机碳的累积有显著促进作用,但对0~20 cm土壤微生物生物量碳无显著影响。NP共同添加显著增加0~10 cm土层土壤易氧化有机碳。0~30 cm土层N、P添加的土壤溶解性有机碳的各项敏感指数均高于易氧化有机碳,说明土壤溶解性有机碳对短期N、P添加反应最敏感,因此可作为荒漠草原短期N、P添加对土壤有机碳变化的指示物。短期N、P添加能提高碳库管理指数,增加土壤有机质含量,促进荒漠草原土壤恢复。     

放牧强度对内蒙古荒漠草原土壤碳氮及其稳定同位素的影响

为了探究不同放牧强度对荒漠草原土壤碳氮元素的影响,选取内蒙古希拉穆仁荒漠草原为研究对象,分析3种放牧强度(无牧、轻度放牧、重度放牧)对0～50 cm 土壤有机碳(Soil organic carbon,SOC)、全氮(Total nitrogen,TN)、稳定碳、氮同位素(δ13C,δ15N)的影响.结果表明:随着放牧...     

温带典型草原土壤理化性质及微生物量对放牧强度的响应

为了研究不同放牧强度对草地土壤理化性质及微生物量的影响,本文以内蒙古温带典型草原为研究对象,设置了4个放牧梯度：对照（围封）、28只羊每月放牧3天（轻度）、6天（中牧）、12天（重牧）,采用控制实验分析了不同放牧处理下草原土壤理化性质和土壤微生物量之间的相关关系。结果表明：放牧强度和土壤深度均对土壤pH值、硝态氮和速效磷含量产生极显著影响（P<0.01）,土壤总氮和总有机碳含量受放牧强度极显著影响（P<0.01）,轻牧处理含量显著高于其他处理样地。土壤微生物量碳、磷含量受放牧强度影响显著（P<0.05）。因子分析及相关分析结果表明,土壤MBP含量与土壤因子F1（TN,AN,NO₃^--N,TOC,AP,NH₄⁺-N）极显著正相关（P<0.01）,土壤MBN含量与土壤因子F1显著正相关（P<0.05）,说明MBN和MBP与土壤理化指标之间具有统一性,微生物量氮、磷可以灵敏地反映出放牧强度变化下的土壤理化性质和微生物生物量的变化。     

放牧强度对荒漠草原土壤含水量及群落特征的影响

以内蒙古高原短花针茅荒漠草原为研究对象,随机设置了不放牧、适度放牧和重度放牧3个放牧处理,每个处理3次重复,对不同放牧处理下土壤含水量以及群落特征进行测定。结果表明,在不同放牧条件下,随着放牧强度增大,土壤含水量会发生明显的变化,土壤含水量在0～10cm和10～20cm土层逐渐下降,依次表现为不放牧>适度放牧>重度放牧,在20～30cm土层呈现先上升后下降趋势,在重度放牧处理下最低;放牧显著降低了植物高度、盖度和地上生物量。适度放牧下多年生禾草和一二年生草本的重要值增加,群落α多样性指数符合“中度干扰假说”,Simpson指数和Shannon-wiener指数均在适度放牧下最高;土壤含水量和群落特征如地上生物量、生物多样性密切相关。综合来看,适度放牧最有利于荒漠草原的可持续发展利用。     

放牧强度对内蒙古温性草甸草原土壤碳、氮及其转化的影响

在锡林郭勒盟西乌珠穆沁旗温性草甸草原研究不同放牧强度(禁牧、轻度放牧、中度放牧、重度放牧)对土壤含水量、容重、全碳、全氮、全磷、总有机碳和硝态氮含量的影响及土壤碳、氮转化特征。结果表明：(1)随着放牧强度增加,温性草甸草原地下生物量呈现下降趋势,表层(0～10cm)土壤容重降低,而深层(10～40cm)土壤容重增加;(2)轻度放牧导致土壤全碳、全氮和全磷含量增加;放牧导致总有机碳和硝态氮向深层土壤的转移量增加,总有机碳含量在轻度放牧和中度放牧呈增加、重度放牧呈降低的变化趋势;表层(0～10cm)土壤硝态氮含量极显著增加,重度放牧其含量最高,深层(10～40cm)土壤养分含量均为重度放牧最高;(3)随放牧强度增加,土壤容重、总有机碳、硝态氮含量、碳氮比、碳磷比和氮磷比与其他指标相关性增加。综上,随着放牧强度的增加,轻度和中度放牧对温性草甸草原土壤碳、氮的影响较大,重度放牧时呈稳定或下降趋势。     

放牧对内蒙古典型草原植物群落特征与土壤有机碳的影响

为了解不同放牧强度对内蒙古放牧草原植物群落特征及土壤有机碳的影响,本研究以希拉穆仁草原为研究对象,分析不同放牧强度下植物群落特征及0～20 cm土壤有机碳含量和密度变化,定量评估放牧、植物群落特征对土壤有机碳的影响。结果表明：随着放牧强度的增强,克氏针茅(Stipa krylovii)、阿尔泰狗娃花(Heteropappus altaicus)的重要值降低,银灰旋花(Convolvulus Ammannii)、羊草(Leymus chinensis)和冰草(Agropyron cristatum)的重要值提升,物种多样性指数均呈增长趋势,且在重度放牧强度下差异显著,但覆盖度和地上生物量显著降低;土壤有机碳含量在5～10 cm土壤层最高,重度放牧草场土壤有机碳密度显著高于轻度、中度放牧草场和禁牧草场。通过结构方程得出,对于干旱贫瘠的希拉穆仁草原,放牧造成地上生物量的减少对土壤有机碳密度的影响相对较小,土壤物理性质显著影响土壤有机碳密度。本研究结果对合理增强放牧草原的碳汇能力具有实际指导意义。     

放牧对草甸草原植被和土壤的影响

应用典型样地法研究了放牧对草甸草原的影响,结果表明:长期重度放牧会导致草地现存量和枯枝凋落物减少,土壤有机质、全氮含量显著降低(P<0.05),土壤容重增大、土壤砂粒增加、土壤呼吸降低。草地植被、土壤各指标间存在显著的相关性,因子分析能够很好地将这些指标缩减为4个主因子,并能够将不同放牧梯度划分开,这对于草地合理利用及保护具有重要的应用价值。     

放牧对温带典型草原植物物种多样性及土壤养分的影响

为探讨放牧强度对植物多样性及土壤养分的影响,本文以内蒙古温带典型草原毛登牧场为研究对象,选取围封、中度放牧、重度放牧3个放牧强度的试验样地,运用方差分析法研究不同放牧强度下植物多样性和土壤养分含量的差异性,采用典范对应分析揭示植物多样性与土壤养分间的关系。结果表明,植物群落物种组成受放牧强度影响变化显著,部分优势种重要值降低;放牧强度增大对植物群落多样性指数影响不显著,围封样地植物群落Pielou均匀度指数显著大于中度放牧、重度放牧样地（P<0.05）;围封样地土壤全钾（0~20 cm）、土壤有机质（0~40 cm）含量显著（P<0.05）大于中度放牧、重度放牧样地,硝态氮、铵态氮、全磷含量在不同强度放牧样地间差异不显著。典范对应分析结果表明,放牧干扰下温带典型草原多年生禾本科草本植物多样性与全钾、土壤有机质、铵态氮含量呈正相关,多年生非禾本科草本植物多样性与硝态氮、全磷含量呈正相关。     

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。     

Pathways of Grazing Effects on Soil Organic Carbon and Nitrogen

Grazing modifies the structure and function of ecosystems, affecting soil organic carbon (SOC) storage. Although grazing effects on some ecosystem attributes have been thoroughly reviewed, current literature on grazing effects on SOC needs to be synthesized. Our objective was to synthesize the effects of grazing on SOC stocks in grasslands, establishing the major mechanistic pathways involved. Additionally, and because of its importance for carbon (C) biogeochemistry, we discuss the controls of soil organic nitrogen (N) stocks. We reviewed articles analyzing grazing effects on soil organic matter (SOM) stocks by comparing grazed vs. ungrazed sites, including 67 paired comparisons. SOC increased, decreased, or remained unchanged under contrasting grazing conditions across temperature and precipitation gradients, which suggests that grazing influences the factors that control SOC accumulation in a complex way. However, our review also revealed some general patterns such as 1) root contents (a primary control of SOC formation) were higher in grazed than in their ungrazed counterparts at the driest and wettest sites, but were lower at sites with intermediate precipitation (~400 mm to 850 mm); 2) SOM C:N ratios frequently increased under grazing conditions, which suggests potential N limitations for SOM formation under grazing; and 3) bulk density either increased or did not change in grazed sites. Nearly all sites located in the intermediate precipitation range showed decreases or no changes in SOC. We grouped previously proposed mechanisms of grazing control over SOC into three major pathways that can operate simultaneously: 1) changes in net primary production (NPP pathway), 2) changes in nitrogen stocks (nitrogen pathway), and 3) changes in organic matter decomposition (decomposition pathway). The relative importance of the three pathways may generate variable responses of SOC to grazing. Our conceptual model suggests that rangeland productivity and soil carbon sequestration can be simultaneously increased by management practices aimed at increasing N retention at the landscape level.     

不同放牧方式对蒙古高原典型草原土壤种子库的影响

对中蒙两国典型草原土壤种子库物种组成、密度、多样性进行了比较,并探讨了地上植被与土壤种子库间的相似性关系。结果表明,四季游牧(FSNG)和两季轮牧(TSRG)下单子叶和多年生植物种多于四季轮牧(FS-RG)和定居放牧(SG);FSRG和SG土壤种子库密度明显低于FSNG和TSRG,并且与FSNG间达到极显著差异(P0.01),FSNG与TSRG间存在显著差异(P0.05)。多样性指数、丰富度指数和优势度指数变化趋势在不同放牧方式间相同,排序为FSNGTSRGFSRGSG,均匀度指数排序相反。说明内蒙古草原上由于牲畜的过度采食和践踏,草原植被退化严重,种子库物种多样性、丰富度逐渐减少,物种均匀度指数提高。不同放牧方式间土壤种子库物种相似性系数以FSNG和TSRG最大,FSRG、SG与FSNG、TSRG间土壤种子库物种相似性系数较小。地上植被和土壤种子库间相似性分析结果显示,FSNG、TSRG、FSRG、SG的地上植被与土壤种子库相似性指数分别为0.323、0.351、0.511、0.500,表明草原植被退化越严重,地上植被与土壤种子库的相似性指数越高。     

温性荒漠化草原不同放牧强度下土壤酶与肥力的关系

为揭示放牧扰动下土壤养分供给水平的变化,对温性荒漠化草原不同放牧强度下土壤酶活性与肥力因子的关系进行了研究。结果表明:除对照区外,随放牧强度的增加,土壤容重增大;各层土壤含水量、全氮、速效氮、有机质和速效磷均随放牧强度的增加而下降,且随土层深度的加深含量递减;各层土壤速效钾则随放牧强度的增加表现"低-高-低-高"的变化趋势,随土层深度的增加含量递减(P<0.01);放牧区土壤呈弱碱性;除0~10 cm土壤过氧化氢酶和碱性磷酸酶随放牧强度的增加有增加趋势外,其他各层土壤3种酶活性均为LG>MG>CK>HG,与土壤主要肥力因子表现出相同的变化趋势,除个别土层外,3种酶土体层次间差异不明显。相关分析表明,土壤3种酶间、3种酶与土壤主要肥力因子间相关显著(P<0.05)或极显著(P<0.01),说明土壤酶可以用来表征土壤肥力状况;主成分分析同样得出土壤脲酶、碱性磷酸酶和过氧化氢酶活性与土壤肥力之间具有良好的相关性,可以用来指示草原退化与恢复状况。     

短花针茅荒漠草原不同放牧强度土壤线虫群落研究

为探明短花针茅荒漠草原土壤线虫群落分布特征及不同放牧强度对土壤线虫群落的影响,该研究对短花针茅荒漠草原4个不同放牧强度草地的线虫群落进行了系统调查。结果表明：试验区共捕获18属7 200条/100 g干土线虫。拟丽突属、丽突属2个属分别占个体总数的22.78%、41.90%,为该地区的优势类群。多样性分析表明：线虫群落个体数、物种丰富度均为轻度放牧草地大于其余放牧强度草地;群落多样性指数为对照样地>轻度放牧草地>重度放牧草地>中度放牧草地;群落均匀度指数为重度放牧草地>对照样地>（轻度放牧草地=中度放牧草地）。生态指数分析表明：成熟度指数为轻度放牧草地>对照样地>中度放牧草地>重度放牧草地,可见轻度放牧草地和对照样地土壤较稳定,而重度放牧草地土壤受外界活动扰动程度最大;通道指数为中度放牧草地>重度放牧草地>轻度放牧草地>对照样地。此外,通过对不同放牧强度草地植物群落多样性、生物量、盖度、平均高度、枯落物干重、土壤含水量、酸碱度、土壤有机质等环境因子与土壤线虫群落特征指数进行多元逐步回归分析,阐明了放牧条件下影响土壤线虫群落的关键生态变量。研究结果可为确定有益于荒漠草原线虫群落生物多样性维护的放牧强度提供参考。     

放牧对土壤有机碳的影响及相关过程研究进展

草地生态系统在全球碳循环中起着重要作用,但过度放牧造成大面积的草地退化,土壤有机碳是反映土壤质量状况的综合指标,但迄今仍无较好的理论解释放牧对土壤有机碳影响的机理。放牧可通过影响土壤有机碳的输入与分配、转化利用和输出以及土壤微环境影响土壤有机碳,本文从上述各方面分析放牧对土壤有机碳及组分的影响,以探讨放牧对土壤有机碳的影响机理。由于动物的选择性采食、踩踏和植被自身恢复能力的差异以及家畜排泄物的影响,不同放牧强度改变了能影响土壤有机碳的生物因素和非生物因素,土壤有机碳在多因子的共同作用下保持动态平衡或发生着变化。由于植物群落特征和土壤理化性质的差异、放牧历史、实验方法多样等原因导致众多研究结果不尽一致。而目前多数研究只关注放牧作用下某个或少数因子对土壤有机碳的影响。在未来的研究中需针对不同的草地条件,对土壤总有机碳和组分进行观测,同时进行多因子交互作用整合分析,并加强定量分析和与其他元素循环耦合研究,有助于深入理解放牧对土壤有机碳影响的机理,进而为草原生态系统的可持续利用提供科学依据。