退化高寒草甸优势植物根际与非根际土壤养分及微生物量的分布特征

根际是一类特殊的微生态系统,对研究土壤与植物群落间的相互作用具有重要意义。本研究旨在探讨高寒草甸退化过程中根际与非根际土壤的养分和微生物量分布特征,以及优势植物根际养分富集的相关性和差异性。结果表明：不同退化程度条件下,根际土壤中微生物量碳、氮、磷和养分含量显著高于非根际土壤（P<0.05）,且随退化程度加剧呈逐渐下降趋势;随高寒草甸退化程度的加剧,根际微生物量的碳、氮、磷和养分均出现富集效应,其富集率表现为重度退化草地 > 中度退化草地 > 轻度退化草地 > 未退化草地;由相关分析可知,根际与非根际土壤中微生物量碳和微生物量氮与全磷、全氮和有机碳之间均呈极显著正相关关系（P<0.01）。综上所述,草地退化过程中土壤的有效养分和微生物量在植物根际存在富集和活化现象,这对于人们进一步认识和调控根际的养分循环具有重要意义。     

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。     

三江源区高寒草甸退化对土壤养分和土壤酶活性影响的研究

研究了三江源区高寒草甸退化对土壤养分和土壤酶活性造成的影响,结果表明:在极端环境下高寒草甸退化对土壤有机质和全氮含量的影响一致,随着退化程度的加重出现先升高而后降低的现象,重度退化阶段土壤表层含量降低,中下层土壤含量升高;全磷的含量先随着退化加剧降低,在重度退化阶段升高;退化导致土壤全钾含量降低.速效养分含量的变化也不相同:速效氮的含量在轻度和中度退化阶段降低,在重度退化阶段升高;速效磷的含量呈升高趋势;速效钾的含量先升高后降低.草甸退化使土壤脲酶和蔗糖酶活性出现了显著变化(P<0.05),脲酶活性在不同土层间差异显著(P<0.05),蔗糖酶没有表现出土体层次性差异;相关分析表明,高寒草甸的土壤酶活性与营养成分含量之间相关不显著.     

退化高寒草甸优势植物及其根际土壤微量元素变化特征

为明确高寒草甸退化过程中优势植物及其根际土壤微量元素变化特征,探明微量元素在土-草体系内的循环及其分布状况,以期了解高寒草甸退化对草地优势植物及其根际土壤微量元素营养的影响,从而为治理草地退化提供理论依据,在天祝县选取4种不同退化程度高寒草甸采集48份土壤样品与草样,测定5种微量元素Fe、Mn、Zn、Cu和Mo含量.研究结果表明:随着退化程度的加剧,Fe、Mn、Cu、Mo含量在优势植物及其土壤体系内总体增加,Zn总含量变化呈"U"形,在LD、MD样地的土-草体系内明显下降;随着退化程度的加剧,优势植物根际土壤Fe含量呈下降趋势,在土-草体系内的占比下降,优势植物Fe含量呈升高趋势,在土-草体系内的占比升高.优势植物地下部分及其根际土壤Mn含量在SD样地达到最大值,优势植物地上部分Mn、Mo含量在MD、SD样地的土-草体系内均占比明显升高;优势植物Zn含量随着退化程度的加剧呈"U"形变化,在LD、MD样地含量明显下降;优势植物地上部分Cu含量随着退化程度的加剧呈增加趋势,在SD样地的土-草体系内占比达到最大值;研究地区优势植物及其根际土壤微量元素均充足.     

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。     

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)。     

青藏高原高寒草地退化对土壤微生物影响研究进展

土壤微生物在生态系统中发挥着极为重要的作用,对土壤的形成发育、物质循环和肥力演变等均有重大影响。近年来,在全球气候变化与人为干扰等因素的影响下,青藏高原高寒草地退化呈加剧趋势。高寒草地退化引起的植被多样性下降,土壤结构改变等对土壤微生物产生了很大影响。本文在综述青藏高原高寒草地退化的现状,高寒草地退化对土壤理化性质影响的相关研究进展的基础上,针对高寒草地退化对土壤微生物群落多样性、土壤微生物量及土壤酶的影响进行了进一步的分析评述。得出:高寒草地的退化通过改变地上植被与地下生境对土壤微生物产生影响。一方面改变了土壤微生物在地下的丰富度以及分布格局,另一方面改变了土壤微生物过程。指出高寒草地土壤微生物研究中还应考虑气候变化的影响和对于土壤微生物微观层面的研究。以期为不同退化程度的高寒草地土壤微生物特性的研究提供参考,同时为退化草地的微生物功能修复提供理论依据。     

天祝高寒草甸土壤酶活性分析

对青藏高原高寒草甸主要土壤酶种类及活性进行的调查分析结果表明:高寒草甸土壤中存在脲酶、磷酸酶、纤维素酶、多酚氧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶、蔗糖酶和蛋白酶等8种土壤酶,它们的酶活性存在差异,天然草地中除蔗糖酶和过氧化物酶外其余酶活性均高于燕麦地,并通过主成分分析得到了高寒草甸土壤酶综合评价模型.     

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。     

高寒草甸不同斑块草地土壤微生物多样性特征研究

本文以矮嵩草(Kobresia humilis)高寒草甸及退化后形成的不同退化斑块群落类型草地土壤为研究对象,利用Illumina MiSeq高通量测序技术分析了不同斑块草地土壤中微生物群落结构组成和多样性变化特点,并分析了土壤微生物与土壤养分之间的相关性.结果表明:以矮嵩草为优势植物的高寒草甸群落变为以细叶亚菊(A ...     

放牧季节及退化程度对高寒草甸土壤有机碳的影响

高寒草甸是青藏高原的主要植被类型,本研究以青海省高寒草甸为研究对象,探讨不同放牧季节及退化程度下高寒草甸土壤有机碳含量及密度的分异特征。结果表明,在0-30 cm土层内,土壤有机碳含量随土层深度逐渐减小。土壤有机碳含量暖季放牧与冷季放牧之间无显著差异(P0.05),且在不同土壤深度中一致。不同放牧季节下土壤理化性质及生物量各不相同。0-30 cm土层内,除0-5 cm未退化阶段土壤有机碳含量最高,其余各层土壤有机碳含量均在轻度退化阶段达到最大。土壤理化性质在不同退化阶段也变化各异,地下生物量随草地退化呈先增加后减小的趋势,而地上生物量随草地退化呈逐渐减小的趋势。冷季放牧高寒草甸土壤有机碳含量随草地退化呈逐渐减小的趋势,而暖季放牧土壤有机碳含量随草地退化呈先增加后减小的趋势。0-30 cm土层冷季放牧不同阶段土壤有机碳储量均低于暖季放牧,但未达到显著水平。可见,放牧强度的不同会对土壤有机碳的影响比放牧季节更大。     

不同管理措施对高寒草甸土壤微生物量的影响研究

采用氯仿熏蒸浸提法对玛曲高寒草甸4种管理措施(不围栏、围栏、围栏+施肥、围栏+补播)土壤微生物量碳(SMBC)、氮(SMBN)和磷(SMBP)连续4年(2011-2014年)变化动态进行研究,结果表明,1)同一年份,不同管理措施,相同空间层次,土壤微生物量表现为:围栏+补播>围栏+施肥>围栏>不围栏(0~20 cm)和围栏+施肥>围栏+补播>围栏>不围栏(20~40 cm);同一年份,相同管理措施,不同空间层次(0~20 cm,20~40 cm),土壤微生物量表现为0~20 cm>20~40 cm, 一般前者为后者的1.22~3.39倍。2)不同年份,相同管理措施,相同空间层次(0~20 cm,20~40 cm),除不围栏(0~20 cm)SMBC外,土壤微生物量年际变化表现为2011至2012年上升至最大值,之后下降;不同年份,相同管理措施,不同空间层次(0~20 cm,20~40 cm),0~20 cm土壤微生物量年际变化幅度大于20~40 cm。土壤微生物量与气温呈负相关关系,土壤微生物量与降水量呈显著正相关关系。运用综合指数法计算出不同管理措施下土壤质量综合指数,其值排序为:围栏+补播>围栏+施肥>围栏>不围栏。围栏+补播对土壤的改善效果明显优于其他3种措施,是玛曲高寒草甸生态恢复的重要途径。     

放牧对高寒嵩草草甸土壤微生物量碳的影响及其与土壤环境的关系

通过对高寒嵩草草甸不同放牧压力下土壤微生物量碳、土壤物理性状和速效养分的变化特征及其相互关系的研究,表明随着放牧压力的增大,土壤微生物量碳、有机质及速效磷显著降低;土壤pH值、容重及根土比显著升高;速效氮和速效钾变化不一致。相关性分析表明,土壤有机质、根土比、有效磷、土壤容重与微生物量碳具有较大的关联度;土壤有机质、有效磷、土壤容重和根土比对微生物量碳的形成有较强的直接作用,有效氮表现出较强的间接效应;根土比-有效磷、有机质-土壤容重、有效氮-土壤容重之间互相调节,互相制约,间接调控着微生物量碳形成。过度放牧使土壤系统的微环境恶化,速效养分的供给能力及有机物质的转化能力降低,从而导致了植被和土壤系统的双重退化和微生物量碳的低下。     

不同管理措施对高寒草甸土壤微生物量季节性变化的影响

采用氯仿熏蒸浸提法测定了4种不同管理措施(不围栏、围栏、围栏+施肥、围栏+补播)土壤微生物量碳、氮和磷季节变化,结果表明:(1)相同月份,相同土层,不同管理措施,土壤微生物量表现为:围栏+补播围栏+施肥围栏不围栏;(2)相同月份,不同土层,相同管理措施,土壤微生物量表现为:0~20cm20~40cm,且前者为后者的1.16~3.13倍;(3)不同月份,相同土层,相同管理措施,土壤微生物量的季节变化均呈先增后降的趋势,7月出现最大值,各月间呈不同的显著性差异;(4)不同月份,不同土层,相同管理措施,0~20cm土层土壤微生物量季节变化幅度高于20~40cm。土壤微生物量季节变化与气温变化呈极显著正相关(P0.01),与降水量呈正相关。运用综合指数法计算不同管理措施下土壤质量综合指数,其排序为:围栏+补播(0.193)围栏+施肥(0.096)围栏(-0.059)不围栏(-0.231)。围栏+补播对土壤的改善效果最佳,是玛曲高寒草甸生态恢复的重要途径。     

模拟增温与施肥对高寒草甸土壤酶活性的影响

摘要：采用开顶式生长室模拟增温的方法,研究了气温升高和施肥对高寒草甸土壤酶活性的影响。研究表明,单独增温导致高寒草甸土壤纤维素酶和磷酸酶活性分别提高了12.4%、29.1%,而脲酶活性降低了18.0%,过氧化物酶和多酚氧化酶活性无明显变化,说明增温促进高寒草甸土壤中碳磷循环。在不增温条件下,施肥抑制了土壤纤维素酶、多酚氧化酶和过氧化物酶活性,而施NPK则提高了脲酶和磷酸酶活性。增温条件下,施肥不会引起土壤纤维素酶、多酚氧化酶和过氧化物酶活性的显著变化,而施可溶性碳肥使脲酶活性显著升高（P<0.05）,施NPK使磷酸酶活性显著降低。增温和施肥的交互作用对土壤纤维素酶、过氧化物酶、磷酸酶和脲酶活性有显著影响,而对多酚氧化酶无明显影响。因此,预测在未来气候变暖背景下,高寒草甸土壤中的多种酶活性对施肥的响应可能不显著。     

醉马草根际土壤对6种高寒草甸植物种子萌发和幼苗生长的影响

为明晰醉马草(Achnatherum inebrians)对高寒草地植物的化感效应,以醉马草根际土壤作为种子萌发的发芽床,研究醉马草根际土壤对6种高寒草甸植物垂穗披碱草(Elymus nutans)、醉马草、冷地早熟禾(Poa crymophila)、矮生嵩草(Kobresia humilis)、甘肃马先蒿(Pedicularis kansuensis)和酸模(Rumex acetosa)种子萌发的影响。结果表明:醉马草根际土壤对6种高寒草甸植物种子的发芽率、发芽指数、活力指数、根长和芽长均具有一定的抑制作用,且对发芽指数和活力指数的抑制效应大于对发芽率的抑制效应。醉马草根际土壤对垂穗披碱草、冷地早熟禾、矮生嵩草和甘肃马先蒿胚根生长的抑制均大于对其胚芽生长的抑制,对醉马草和酸模胚根生长的抑制均小于对其胚芽生长的抑制。利用各植物种子的发芽率、发芽指数、活力指数、根长和芽长的相对值,采用隶属函数法对6份植物种子萌发期抑制效应进行综合评价,抑制效应强弱依次为:矮生嵩草酸模甘肃马先蒿垂穗披碱草醉马草冷地早熟禾。     

牦牛粪沉积对青藏高原高寒草甸土壤酶活性的影响

牦牛粪归还是维持青藏高原草地生态系统功能的主要途径之一.以往的研究主要关注牦牛粪沉积对土壤理化性质的影响,但是对土壤微生物群落及其功能的研究较少.本研究分析了牦牛粪沉积对青藏高原高寒草甸土壤酶活性及其潜在调控因子的影响,结果表明:牦牛粪添加显著增加了土壤微生物生物量碳(MBC)(P<0.001)和土壤微生物生物量氮(MBN)(P<0.001)含量,分别增加了14.24％和20.29％.牦牛粪添加显著增加了土壤β-1,4-葡萄糖苷酶(BG)(P<0.001)、β-1,4-木糖苷酶(BX)(P<0.001)和脲酶(URE)(P<0.001)活性,分别增加了8.4％、8.2％和6.6％.牦牛粪添加显著增加了土壤水分含量(SMC)(P<0.01)、可溶性有机碳(DOC)(P<0.001)和可溶性有机氮(DON)(P<0.001)含量,但降低了土壤pH(P<0.001).冗余分析表明,土壤酶活性与DOC(P<0.001)、DON(P<0.001)、MBC(P<0.001)和MBN(P<0.001)呈显著正相关关系,而与土壤pH(P<0.05)呈显著负相关关系.此外,可利用性基质(DOC和DON)对土壤酶活性的调控比微生物生物量(MBC和MBN)更重要.本研究结果表明,牦牛粪沉积通过为土壤微生物提供易于利用的碳源和养分,促进了土壤微生物活动,在调节青藏高原放牧生态系统土壤碳和养分循环中起着重要作用.     

甘肃玛曲高寒草甸土壤微生物季节变化特性的研究

选取甘肃玛曲高寒草甸6个样地,对各样地的土壤微生物季节动态及其与土壤理化因子的关系进行了分析。结果表明,在土壤微生物中细菌数量占绝对优势,季节变化对土壤微生物有较大的影响,土壤微生物与土壤肥力有较为密切的关系。细菌在4月出现高峰;放线菌数量春季到秋季数量逐渐减少;真菌数量春季到秋季变化不明显,冬季略有增加;氨化菌、硝化...     

高寒牧区不同土地覆被对 土壤有机碳的影响

对祁连山东缘高寒牧区同一海拔带不同土地覆被类型(草地、灌木、裸地)的土壤有机碳、总氮、颗粒有机碳、轻组有机碳、碳水化合物含量及有机碳密度等进行研究。结果表明, 不同土地覆被类型下土壤有机碳(SOC)和全氮(TN)的含量呈现明显的层次变化, SOC和TN含量变化具有一致性。不同土地覆被类型的土壤有机碳密度差异明显。在0-60 cm的土层深度内, 草地的土壤有机碳密度最大(40.42 kg·m-2), 其次是灌木(32.42 kg·m-2), 裸地最小(9.33 kg·m-2)。不同土地覆被下颗粒有机碳(POC)、轻组有机碳(LFOC)、碳水化合物的含量差异明显并具有层次性, 且均表现为草地灌木林地裸地。高寒草地由于过度放牧而严重退化为裸地或黑土滩时, SOC、TN、POC、LFOC、碳水化合物含量均急剧降低, 导致土壤和草原生态系统质量恶化。因此, 合理放牧、调控人类生产活动是维护高寒草甸草原环境和实现可持续发展的有效途径。