不同处理方式对沙丘-草甸草地植被和土壤特征的影响

以科尔沁草甸草地、沙丘-草甸过渡带草地和沙丘草地为研究区,研究围封禁牧(UNM)、禁牧+割草(M)、禁牧+火烧(F)和围栏外放牧(G)4种处理方式对植被数量特征(高度、盖度、地上生物量)、群落多样性(丰富度指数、多样性指数、优势度指数和均匀度指数)特征以及土壤电导率(ESC)、有机碳(SOC)和土壤酶(蔗糖酶、脲酶和碱性磷酸酶)活性等土壤指标的影响,以确定沙丘-草甸草地的最佳管理方式,为我国半干旱地区草地可持续发展提供科学依据。结果表明：(1)土壤各特征指标均随着土层深度的增加而降低,具有表聚性。(2)沙丘-草甸草地F、M和G处理较UNM处理植被群落多样性特征均增加。(3)沙丘-草甸草地M、F和G处理较UNM处理植被和土壤特征指标差异明显;F处理植被数量特征和土壤特征指标增加,G处理降低,M处理草甸草地植被数量特征和土壤酶活性降低,而沙丘-草甸过渡带草地和沙丘草地均增加。综上所述,控制性火烧是沙丘-草甸草地的最佳管理方式。     

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。     

科尔沁草甸草地土壤呼吸特征

在2010年,利用便携式CO2分析仪(Li-6400)对科尔沁草甸草地生态系统土壤呼吸进行测定,并根据同步观测的温度数据建立了土壤呼吸与土壤温度的关系模型.结果表明:土壤呼吸速率日变化表现为单峰型,最高值出现在下午14:00左右,最低值出现在凌晨;季节变化为夏季最大,为6.70～15.29 μmol·m-2·s-1,冬季最小,为0.02～3.21 μmol·m-2·s-1;土壤呼吸速率与土壤5cm温度呈显著指数相关,土壤温度能反映该草甸草地土壤呼吸的78.7％,Q10值为2.88;根呼吸约占土壤总呼吸的6.6％～29.4％,平均值为18.9％.     

松嫩平原盐碱草地土壤酶活性与植物群落特征的关系初探

近年来,由草地资源不合理利用造成的草地退化、草地生态系统结构失调现象屡见不鲜。研究土壤的理化性质,对遏制草地退化、维护草地生态系统平衡、促进草地畜牧业的可持续发展具有重要的意义。土壤氮磷是草地土壤养分的重要组成部分,为揭示甘南州高寒草地全氮、全磷的空间分布状况,基于地面实测数据,采用经典统计与地统计相结合的方法,重点研究该地区全氮、全磷样地间及垂直分布的含量变化,并将其与N/P、C/N、土壤有机质及土壤含水量做相关性分析,最后分析不同海拔梯度、不同土层深度下土壤全氮、全磷的变化特征。结果表明:1)甘南草地表层全氮含量由西南向东北、由西向东逐渐降低。表层全磷的分布格局与全氮相似,呈西南向东北、从西向东南降低的趋势。全氮、全磷在040 cm的土层中均具有中等变异性。土壤全氮在020 cm土层变异程度降低,在2040 cm土层变异程度增加。土壤全磷的变异程度随土层深度的增加而增加。同一土层深度,土壤全氮的水平变异性都较全磷显著。随着土层深度的增加,全氮、全磷含量呈递减趋势,表层全氮、全磷含量显著高于深层土壤,普遍存在表面聚集现象。2)甘南草地土壤全磷在010 cm、1020 cm、2030 cm土层与全氮呈极显著正相关(P<0.01),随深度增加全氮与全磷的相关系数逐渐降低,至3040 cm土层不具有显著的相关性。N/P值与土壤全氮呈极显著正相关关系,与土壤全磷含量相关性不显著;表层土壤有机质含量与全氮、全磷和N/P皆呈显著正相关关系(P<0.05),且相关程度分别为:全氮>N/P>全磷。在各土层深度,有机质含量皆与土壤含水量呈极显著正相关。3)甘南草地土壤全氮、全磷含量均随海拔升高而降低。同一海拔,全氮、全磷含量随土层深度的增加变异系数呈增加的趋势。     

草地生态系统土壤酶活性研究进展

土壤酶在土壤生态系统的物质循环和能量流动方面扮演着重要角色,研究土壤酶活性对于探讨草地生态系统结构、功能及其可持续发展有着重要的意义。土壤酶的研究历经20世纪50年代以前的奠定时期,20世纪50-80年代的迅速发展时期和20世纪80年代以后与其他学科相互渗透的时期。土壤酶主要来源于土壤微生物,分为六大类,即氧化还原酶、水解酶、转移酶、裂合酶、连接酶和异构酶。本研究总结了不同退化程度、施肥、放牧、土壤微生物、季节变化等因素对草地生态系统土壤酶活性的影响,结果表明,随着退化程度的加重,土壤酶活性呈降低趋势;施肥在一定程度上能增强土壤酶活性;轻度放牧会使土壤酶活性增加,重度放牧会使土壤酶活性降低;土壤微生物与土壤酶活性呈显著正相关关系;土壤酶活性随季节变化有一定的规律性波动。最后,本研究对青藏高原高寒草甸生态系统的退化、恢复和治理与土壤酶活性关系的研究发展前景进行了展望。
关键词：草地生态系统;土壤;酶活性     

高寒草甸区不同生境土壤呼吸变化规律及其与水热因子的关系

采用野外定位观测的方法,于2012年6―9月在青海省海北地区分析了围栏封育地(对照)、放牧地、鼠丘和蚁塔地4种不同生境下土壤呼吸的变化规律及其与水热因子的关系。结果表明,1)各处理的土壤呼吸均表现出明显的季节动态,其变化程度大小依次表现为对照＜鼠丘＜放牧地＜蚁塔。2)不同时期各处理下土壤呼吸表现为:除6月初、7月底外,鼠丘处理与封育和放牧处理差异不显著(P＞0.05);蚁塔地与其他3个处理间差异均显著(P＜0.05);除7月底外,放牧处理与对照间差异均不显著。3)土壤呼吸与土壤温度均呈正相关,且均存在较好的指数关系,其中对照处理的相关性最好,相关系数为0.851;封育地、放牧地、鼠丘、蚁塔的土壤呼吸Q10值依次为2.39、4.66、2.03、2.29。4)4处理的土壤含水量与土壤呼吸速率回归关系均不明显。     

祁连山东麓高寒草甸不同退化程度草地土壤种子库特征研究

通过野外调查和种子萌发法对东祁连山高寒草甸4种不同退化程度草地(未退化,ND;轻度退化,LD;中度退化,MD;重度退化,HD)土壤种子库进行了比较研究。结果表明:4种退化程度草地种子密度大小为:轻度退化草地>未退化草地>中度退化草地>重度退化草地;未退化草地共发现了6种植物,主要为十字花科(Cruciferae)和毛茛科(Ranunculaceae)植物;轻度退化草地共发现了9种植物,主要为禾本科(Gramineae)、菊科(Compositae)和豆科(Leguminosae)植物;中度退化草地共发现了5种植物,主要为车前科(Plantaginaceae)植物;重度退化草地共发现了5种植物,主要为禾本科(Gramineae)植物;对于土壤种子库的物种多样性,轻度退化草地最有利于维持和保护该地区物种多样性,未退化草地和轻度退化草地显著优于中度退化草地和重度退化草地;总体来看,4种退化程度草地种子库种子与地面植被物种相似性均较低。     

青藏高原东缘不同草地类型土壤酶活性研究

以青藏高原东缘4种不同类型草地(高寒草甸、高寒灌丛、沼泽化草甸、山地草原)为研究对象,分析了不同类型草地土壤理化性质、土壤酶活性的变化特征及其相互关系。结果表明,4种类型草地土壤表层(0～15 cm)的酶活性均高于其下层土壤(15～30 cm),而且随草地类型变化的趋势基本一致;土壤β-葡萄糖苷酶活性在4种类型草地中的变化趋势为沼泽化草甸＞高寒灌丛＞高寒草甸＞山地草原,酸性磷酸酶活性为沼泽化草甸＞高寒草甸＞高寒灌丛＞山地草原,脲酶活性在表层为沼泽化草甸＞高寒灌丛＞山地草原＞高寒草甸,下层为山地草原＞沼泽化草甸＞高寒灌丛＞高寒草甸。相关性分析结果表明,土壤β-葡萄糖苷酶活性、酸性磷酸酶活性与土壤有机碳、全氮含量呈极显著正相关,可作为衡量土壤肥力的指标。     

高寒草地退化对土壤碳氮磷及酶活性的影响

【目的】土壤碳氮磷元素是支撑高寒草地生态系统的关键,高寒草甸退化会改变土壤养分含量及分布规律,明确高寒草甸退化对土壤关键养分碳氮磷含量及其与酶活性之间相关性的影响可为退化高寒草甸的恢复提供理论依据。【方法】以东祁连山围封草地（FG）为对照,对轻度（LD）、中度（MD） 和重度（SD）退化高寒草甸土壤有机碳、全氮、有效氮、全磷、有效磷含量,以及土壤碳氮磷转化相关的过氧化氢酶、脲酶、碱性磷酸酶活性进行研究。【结果】相比 FG,退化基本导致高寒草甸土壤的有机碳含量升高,SD 0~10 cm 土层有机碳含量最高,为 82. 1 g/kg;退化导致过氧化氢酶活性表现出下降的趋势,围封草地 20~30 cm 土层的过氧化氢酶活性最高,为 23. 35 mg/g,LD 10~20 cm 土层的过氧化氢酶活性最低,为 20. 90 mg/g。退化导致土壤全氮含量降低,有效氮含量和脲酶活性显著升高,SD 草地有效氮含量和脲酶活性均最高,分别为 649 mg/k 和 3. 47 mg/g,脲酶活性在 FG 和 SD 随土层加深而升高,但在 MD 和 SD 随土层加深而降低。4 种类型草地全磷的变化范围为 0. 18~0. 22 g/kg,退化对 0~ 10 cm 土层的全磷含量没有显著影响,而使 0~10 cm 土层,LD 和 MD 的有效磷含量分别增加了 152% 和 60%,而 SD 降低了 32%,0~30 cm 土层碱性磷酸酶活性升高,变化范围为 0. 52~0. 62 mg/g。相关性分析表明,围封草地土壤有机碳与过氧化氢酶活性呈显著负相关,而轻度和重度退化未表现出有相关性;围封草地土壤全氮、有效氮含量与脲酶活性均没有相关性,而轻度和中度退化高寒草甸的脲酶活性与土壤有效氮含量存在显著正相关性;围封草地的土壤全磷、有效磷含量与碱性磷酸酶活性均成呈显著正相关,而退化草地未表现出明显的相关性。【结论】高寒草甸退化后改变了其关键养分与其相关酶活性之间的相关性,重度退化高寒草甸恢复中应考虑土壤磷素的投入。     

高寒草甸草场不同载畜量下土壤酶与土壤肥力的关系研究

对肃北高寒草甸不同载畜量下土壤酶活性与肥力因子的关系进行了研究。结果表明,不同载畜量下不同土壤深度草地土壤肥力不同。0~20 cm土壤水分、pH和有机质随载畜量增加而下降,土壤容重则随载畜量和土层深度增加而增加,放牧草地土壤均呈弱碱性;0~20 cm土壤全氮、速效氮、速效磷和速效钾含量均在高载畜量区达到峰值(P<0.01),其中全氮和速效钾在中载畜量区出现最低值; 0~20 cm土壤脲酶、过氧化氢酶和碱性磷酸酶活性均高区高于中区和低区,随土层的加深,过氧化氢酶和碱性磷酸酶活性呈逐渐降低的趋势,不同层次间显示出不同程度的差异性。相关分析和主成分分析表明,土壤过氧化氢酶和碱性磷酸酶间以及它们与土壤主要肥力因子间具一定相关性,说明土壤酶可以用来表征土壤肥力状况。     

不同沙地植被对土壤酶活性的影响

通过对库布齐沙地的流动沙地、半固定沙地、固定沙地和人工种植的沙打旺和塔落岩黄芪植被的土壤酶活性进行研究,结果表明,固定沙地和半固定沙地土壤蛋白酶、脲酶、转化酶活性比流动沙地增加6.73%~59.09%,固定沙地酶活性最大,其次为半固定沙地,流动沙地活性最弱。多酚氧化酶在固定沙地和半固定沙地比流动沙地均有所减少。人工植被的土壤蛋白酶、脲酶、多酚氧化酶和转化酶的活性比天然植被分别提高了23.41%,37.10%,7.96%和47.41%。土壤蛋白酶和转化酶在夏季活性最大,脲酶在秋季活性最大,多酚氧化酶在春季和冬季活性大。蛋白酶、脲酶和转化酶在土壤表层0~2cm活性大,多酚氧化酶活性在0~20cm土层范围内变化不明显。     

刈割对羊草草原土壤酶活性和养分含量的影响

土壤酶是土壤生态系统中最活跃的组分之一,是土壤中重要的生物活性物质,草地土壤酶活性与草地土壤养分含量关系密切。本文研究了刈割制度对呼伦贝尔羊草草原土壤酶活性和养分的影响,主要结果为:土壤脲酶、碱性磷酸酶对刈割制度的响应较为敏感,与逐年刈割相比,刈割间隔2年到6年草地0~30 cm土壤的脲酶活性提高了0.34~0.64倍,碱性磷酸酶活性降低了28.9%~44.2%。刈割对草地30~60 cm土壤养分含量影响更大,表现为土壤全氮、速效氮、全磷、速效钾和速效磷含量在各处理间0~30 cm土壤中没有显著的变化,仅6年1割样地较逐年刈割样地土壤有机质含量增加了10.5%;随刈割间隔年限的增加,30~60 cm土壤全氮和有机质含量变化范围分别为0.36~0.66 g/kg和12.26~17.73 g/kg,并且速效钾和速效磷含量都有降低的趋势。不同刈割制度下草地土壤养分含量与土壤酶活性的关系不尽相同,正负兼有。研究结果表明逐年刈割对土壤养分的影响有限,逐年刈割适用于该研究区的草地管理。     

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。     

青海湖北岸草甸草原牧草生物量季节动态研究

2007年5-9月在青海湖北岸的高寒草甸草原,定位研究天然草地地下、地上和总生物量的变化动态。结果表明：青海湖北岸高寒草甸草原天然牧草地上生物量有明显的季节变化,在生长季呈单峰曲线,生育初期地上生物量最小,8月中旬达到最大值,为223.0 g/m2;地下生物量空间分布为倒金字塔型,0～10 cm层地下生物量占地下生物总量的65%,0～10、10～20和20～40 cm层牧草地下生物量在5-9月均表现为“N” 型变化规律;地下生物量周转值为0.45;在生长期内地下生物量的积累远远大于地上生物量的积累,地下生物量峰值也比地上生物量峰值提前;群落根冠比先降后升,平均值为16.1。     

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。     

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。     

川西北亚高山草地不同退化梯度草地土壤养分变化

通过对轻度退化、中度退化和重度退化3个不同退化程度的亚高山草地土壤的养分成分测定得出,随着草地退化程度的加剧,轻度到重度退化的草地土壤有机质含量分别比对照减少了38.94%,44.58%和48.49%,全氮含量逐渐减少(重牧除外),全磷、速效氮、速效磷和速效钾含量逐渐上升,但不同营养成分其变化幅度各有所不同,全钾含量基本无变化.试验结果同时显示,所有速效养分要比全价养分的变化幅度大,表层(0～10 cm)土壤养分受退化影响程度要比深层土壤大.