退化程度对三江源泽库高寒草甸土壤理化性质及持水能力的影响

通过野外原位测定和室内分析相结合的方法,分析了不同退化程度对高寒草甸土壤理化特征及持水能力的影响。结果表明:(1)高寒草甸草毡层的退化消失显著降低了土壤抗蚀能力。从原生植被至中度退化阶段,高寒草甸土壤硬度和抗剪强度逐渐增加,至重度退化阶段二者急剧下降(P0.05)。(2)随着退化程度的加剧,高寒草甸土壤呈现贫瘠化。同时,随着土壤深度的增加,退化程度对土壤有机碳和全氮的影响作用逐步减弱。(3)退化程度对高寒草甸土壤持水能力的影响作用随深度的增加而降低,其对表层土壤持水能力的影响最为显著。从原生植被至中度退化阶段,0~10cm土壤饱和持水量、毛管持水量及田间持水量呈增加趋势,至重度退化阶段,三者均显著降低。地表草毡层是保持高寒草甸土壤肥力、抗侵蚀能力和水源涵养功能的关键。     

黄河源高寒草甸封育条件下的土壤持水能力

以青海省玛沁县不同封育年限与自然放牧的高寒草甸为研究对象,通过对土壤容重、土壤饱和持水量、田间持水量及毛管持水量等指标监测,分析不同封育年限下高寒草甸的土壤持水能力及与环境因素的关系。结果表明:随着封育年限延长,封育样地0~40cm土层土壤持水量增加,其中0~10cm土层的土壤持水量高于10~20cm和20~40cm;封育12a后土壤饱和持水量、田间持水量、毛管持水量分别增加11.34mm、15.14mm、15.05mm,分别按0.95mm/a、1.26mm/a、1.25mm/a的速率增加;土壤饱和持水量、田间持水量和毛管持水量与容重呈极显著负相关(P0.01),与有机质及地下生物量呈极显著或显著性正相关(P0.05或P0.01);土壤持水能力在垂直方向表现为表层高于深层,在封育禁牧梯度上表现为封育高于未封育。研究表明,封育能提高土壤持水能力。     

高寒草地土壤理化性质特征及质量评价

以黄河源区4类高寒草地为研究对象,测定了0～20 cm土层土壤理化性质,并运用主成分分析法对土壤质量进行评价,结果表明：1)土壤容重和pH值表现均为高寒草原>人工草地>高寒草甸>沼泽草甸;土壤含水量、有机碳、全碳、氨氮、全氮含量均表现为沼泽草甸>高寒草甸>人工草地>高寒草原;土壤硝氮含量表现为人工草地>沼泽草甸>高寒草原>高寒草甸;土壤速效磷和全磷含量均表现为沼泽草甸>高寒草甸>人工草地>高寒草原;土壤速效钾和全钾含量均表现为人工草地>高寒草原>高寒草甸>沼泽草甸;2)土壤有机碳含量与全碳、氨氮、全氮、速效磷、全磷含量之间呈极显著正相关关系(P<0.01),土壤全碳含量与氨氮、全氮、速效磷、全磷含量之间呈极显著正相关关系(P<0.01),土壤碳氮磷元素呈强相关关系,三者之间高度耦合;3)在0～10、10～20以及0～20 cm土层,土壤质量高低排序均为沼泽草甸>高寒草甸>人工草地>高寒草原,各草地0～10 cm土层土壤质量均高于10～20和0～20 cm土层,0～20 cm土层土壤质量高于10～20 cm土层。     

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。     

退化高寒草地浅层土壤理化性质Meta分析

青藏高原生态地位显著，草地退化影响区域生态安全，针对退化高寒草地土壤理化性质的研究众多但结果存在较大异质性。通过检索纳入79篇与退化高寒草地土壤理化性质相关的文献，采用整合分析方法用于定量述评不同退化程度高寒草地浅层土壤主要理化性质的效应及变化规律。结果表明：高寒草甸0～10 cm、10～20 cm土层内随着退化加剧土壤容重、pH上升，土壤含水量、有机碳、全氮、全磷、全钾、速效氮、速效磷、速效钾下降；高寒草原0～10 cm、10～20 cm土层内随退化加剧，土壤容重上升，pH、含水量、有机碳、速效钾下降。总体反映出不同退化程度对高寒草地土壤主要理化性质产生较大负面影响，研究结果可为青藏高原高寒草地生态保护提供依据。     

三江源农牧交错区植被群落及土壤固碳持水能力对退耕还草措施的响应

为探讨三江源农牧交错区植被群落演替、土壤固碳及水源涵养能力对退耕还草措施的响应,以青海省过马营镇退耕还草封育示范区为研究区域,通过野外实地监测及室内试验相结合的方法,分析了油菜(Brassica campestris)地经退耕还草措施后,植被群落演替、土壤固碳及持水能力的变化状况。结果显示,1)退耕还草11年后,其植被群落盖度、平均高度、植物分层及地上生物量均达到原生植被水平;而Shannon-Wiener群落多样性指数和Pielou均匀度指数分别达到原生植被的80.9%和97.5%。2)退耕还草11年后,0-40cm土层的土壤容重降低5%,土壤饱和持水量、毛管持水量及田间持水量分别较原生植被样地增加了12.6、9.4和11.2mm。3)退耕还草11年后,0-20cm土层土壤有机碳密度和C/N显著高于原生植被样地31.85%和37.63%(P0.05),土壤全氮密度与原生植被样地的无显著差异(P0.05)。综上所述,退耕还草措施有利于农牧交错区荒漠化草地生态环境的恢复,是遏制和改善三江源区草地荒漠化的有效措施之一。     

高寒草甸表层土壤物理性状对短期放牧的响应

为探讨不同放牧强度对高寒草甸土壤物理性状的影响,设重度放牧(HG)、中度放牧(MG)和轻度放牧(LG)3个放牧强度样地,调查放牧样地表层土壤(0~10cm)的土壤容重、孔隙度、土壤饱和含水量、田间持水量、有效含水量并土壤持水和入渗性能。结果表明,LG和MG的初始含水量、毛管持水量与非毛管持水量均显著高于HG,LG的土壤饱和含水量和田间持水量均显著高于HG,但3个放牧强度间土壤容重、孔隙性状、土壤有效含水量和非毛管持水量均无显著变化;入渗曲线高低为LGMGHG,用模型模拟曲线,拟合精度为Horton模型通用经验模型Philip模型Kastiakov模型;初始入渗率、平均入渗率、稳定入渗率和90min入渗总量均表现为LG显著高于HG;土壤入渗性能均与土壤初始含水量、总孔隙度、非毛孔隙度、通气孔隙度、饱和含水量、田间持水量、有效含水量、非毛管持水量、毛管持水量、最大持水量显著正相关,与土壤容重显著负相关,与毛管孔隙度相关性不显著,但初始入渗率与初始含水量、田间持水量、有效含水量及毛管持水量无显著相关性。回归分析表明,土壤通气孔隙度和有效含水量是影响入渗率的限制因子。短期轻度放牧有利于土壤持水和导水,降低土壤物理结构退化风险;Horton模型适用于该区放牧草地入渗过程的模拟。     

若尔盖高寒退化湿地土壤碳氮磷比及相关性分析

以若尔盖花湖湿地保护区高寒草甸—高寒草原空间演替为研究对象,结合草地利用现状及微地形分布,遴选出5个高寒退化湿地类型进行鼠类洞穴密度和土壤碳、氮、磷含量的调查取样并进行相关性分析。结果表明,5个样地土壤表层(0～10 cm)碳、氮平均含量分布范围分别为3.7%～4.9%和0.38%～0.56%,样地间差异不显著(P＞0.05),磷元素含量由坡地区(样地Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)向平地区(样地Ⅳ、Ⅴ)呈递增趋势,差异性显著(P＜0.05);0~40 cm土壤碳氮比(C/N)为11.01,样地间差异不显著(P＞0.05),碳磷比(C/P)为 62.3、氮磷比(N/P) 为5.69,样地间均差异显著(P＜0.05);土壤碳、氮、磷含量及碳氮比、氮磷比均随土层加深呈降低趋势,其中有机碳含量减少4.36%,0～10 cm表层土壤碳氮比显著高于深层土壤(P＜0.05);鼠类洞穴密度与碳磷比、全磷具有极显著的正相关,而土层深度与所有碳、氮、磷化学计量特征都具有极显著的负相关性。研究结果将为鼠害防控及草地营养循环、碳源/汇转化机制、退化草地植被恢复、土壤养分管理提供理论依据。     

青藏高原东部不同草地类型土壤养分的分布规律

调查分析了青藏高原东部高寒草甸、高寒灌丛草甸、亚高寒草甸、沼泽化草甸、荒漠化草原、林间草地、盐渍化沼泽土壤碳氮磷含量垂直分布特征。结果表明,7种草地类型中,土壤有机碳含量大体随着土层的深入而降低,0~15 cm土层土壤有机碳的累积量从高到低依次为林间草地>高寒灌丛草甸>高寒草甸>沼泽化草甸>盐渍化沼泽>亚高寒草甸>荒漠化草甸(P<0.05);随土层深度变化土壤全氮含量与有机碳相似,0～15 cm全氮累积量从高到低依次为沼泽化草甸>林间草地>高寒灌丛草甸>高寒草甸>盐渍化沼泽>荒漠化草原>亚高寒草甸(P<0.05);荒漠化草原、林间草地和土壤全磷含量随土层深度无明显规律性,0～15 cm土层全磷累积量由高到低依次为高寒灌丛草甸>沼泽化草甸>高寒草甸>盐渍化沼泽>亚高寒草甸>荒漠化草原>林间草地(P<0.05);随土层深度的增加不同草地类型养分含量顺序不同。除沼泽化草甸,不同草地类型下土壤有机碳与全氮呈显著正相关。     

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。     

生物土壤结皮对东祁连山高寒草甸土壤特性的影响

为阐明生物土壤结皮(Biological soil crusts, BSCs)在东祁连山高寒草甸生态系统中的生态功能,分土层(0～2、2～5、5～10、10～20和20～30 cm)比较了BSCs覆盖区和草本(Herbaceous, Herbs)植物覆盖区的土壤特性(含水率、全氮、全磷、全钾、有机碳、速效氮、速效磷、速效钾、微生物量碳氮含量、脲酶、蔗糖酶和碱性磷酸酶活性)。结果表明：与Herbs覆盖区相比,1)BSCs可改善高寒草甸的土壤理化性质,土壤含水率、全氮、全磷、速效磷、速效氮和有机碳含量最高可分别提高9.83%、55.8%、23.36%、39.29%、18.64%和5.43%;2)BSCs使0～2、5～20 cm土层蔗糖酶活性升高,降低0～20 cm土层脲酶活性,且显著增加2～5 cm土层的碱性磷酸酶活性(P<0.01);3)BSCs降低了0～20 cm土层土壤微生物生物量氮和0～5 cm土层的微生物生物量碳含量;4)结构方程模型表明,BSCs对土壤特性的影响大于Herbs, Herbs仅对速效钾含量和脲酶活性影响显著,而BSCs对参试指标均为显著的正效影响(P<0.01),尤其是对土壤微生物生物量碳氮的影响。以上结果表明BSCs具有改善高寒草甸土壤环境质量的生态功能,对高寒草甸生境的恢复与改善有促进作用。     

土壤微生物群落多样性对高寒草甸退化程度的响应

本研究以祁连山东缘天祝藏族自治县4种不同退化程度的高寒草甸为研究对象，采用Biolog技术探讨土壤微生物群落多样性在不同退化程度高寒草甸下变化特征。结果表明：随土层加深土壤微生物利用碳源能力呈递减趋势；在高寒草甸退化过程中植物覆盖度、地上植物总生物量、土壤pH值、土壤含水量、土壤有机碳含量、土壤全氮含量、土壤全磷含量随退化程度加深呈下降趋势；高寒草甸退化显著影响土壤微生物对31种碳源的利用程度。在环境因子中对碳源代谢多样性影响最大的是碳氮比、全磷含量、全氮含量，在不同退化程度高寒草甸中土壤有机质含量、电导率、pH是土壤微生物利用碳源能力的限制因子，土壤环境因子是影响土壤微生物的重要因素。     

西藏安多草地退化对植物生物量和土壤养分的影响

以西藏安多县原生小嵩草(Kobresia pygmaea)草甸草原与退化小嵩草草甸草原2种类型草地为研究对象,对其草地的地上和地下生物量、土壤的有机碳、全氮、全磷、有效氮和有效磷含量进行研究,了解退化对草地植物生物量和基本养分含量的影响。结果表明,退化小嵩草草甸草原的地上、地下以及总生物量均显著下降,地上0~10、10~20cm土层生物量和总生物量分别相当于小嵩草草甸草的80.9%、22.1%,15.8%和20.0%;2种类型草地土壤的全量和有效碳氮磷含量均较低,退化对土壤全量和有效养分的影响并不一致,退化导致0~10和10~20cm土层的有机碳、全氮和全磷含量均显著升高,而导致0~10和10~20cm土层的有效氮和有效磷含量均显著降低,2种类型草地随着土层的加深,土壤有机碳、全氮、全磷、有效氮和有效磷含量没有明显差异。     

青海省不同高寒草地土壤主要养分及可溶性有机碳特性研究

为探索不同高寒草地类型中土壤有机碳、养分和可溶性有机碳的含量差异以及可溶性有机碳分布特征,以青海省4个高寒草地类型土壤0～10 cm和10～20 cm土层为研究对象,分析了土壤有机碳、全氮、全磷、全钾、可溶性有机碳含量,以及可溶性有机碳芳香性指数和腐殖化指数,并进一步探讨了可溶性有机碳含量与土壤有机碳、各养分含量之间的相关性。结果表明,不同高寒草地类型各土层土壤中全氮、有机碳、可溶性有机碳含量由高到低的顺序依次为:高寒草甸类高寒草甸草原类高寒草原类高寒荒漠类,且不同类型之间差异显著(P0.05)。随着土层的加深,土壤全氮、有机碳含量有降低趋势。不同类型高寒草地各土层土壤中可溶性有机碳的芳香性指数和腐殖化指数表现出与此相同的变化趋势。不同高寒草地各土层中可溶性有机碳与土壤全氮、有机碳含量之间均呈现出显著正相关关系(P0.05)。综上所述,高寒草甸和高寒草甸草原土壤有机碳、全氮、可溶性有机碳含量较高,结构复杂。可溶性有机碳的芳香性指数和腐殖化指数在一定程度上能够反映土壤养分状况。     

高寒矮嵩草草甸退化过程土壤碳氮储量及C/N化学计量学特征

以空间尺度代替时间尺度对青藏高原高寒矮嵩草草甸退化演替系列土壤表层有机碳和全氮储量及碳/氮比化学计量学特征进行了分析。结果表明:随退化程度的加深,高寒矮嵩草草甸退化演替系列0～10cm、10～20cm和0～20cm土壤有机碳储量变化趋势呈倒"V"字型,最高值出现在小嵩草草甸草毡表层开裂期,最低值出现在小嵩草草甸草毡表层剥蚀期;0～10cm、0～20cm土壤全氮储量变化特征与对应层次有机碳储量特征变化相同,而10～20cm土壤全氮储量变化趋势较有机碳滞后,最高值出现在小嵩草草甸草毡表层加厚期,最低值出现在黑土滩-杂类草次生裸地。土壤碳/氮比化学计量学变化趋势亦呈倒"V"字型,其中0～10cm、10～20cm最高值出现在正常小嵩草草甸,0～20cm最高值出现在矮嵩草草甸,各土壤层次碳/氮比最低值均出现在小嵩草草甸草毡表层开裂期。高寒矮嵩草草甸退化演替系列有机碳、全氮储量同碳/氮比分异特征表明,土壤碳/氮比化学计量学特征对草地退化的响应较储量特征敏感,其拐点正常小嵩草草甸是草地碳积累速率最高点,小嵩草草甸草毡表层开裂期是碳源汇转换拐点。     

长江源区高寒草地土壤有机质和氮磷含量的分布特征

土壤养分是高寒草地生态系统维系健康的基础。本研究分析了长江源区沼泽化草甸、典型草甸、草原化草甸和沙生草地的土壤养分特征,以期为高寒草地合理管理提供理论依据。研究表明,不同类型高寒草地的土壤有机质和全氮含量存在明显的差异,表现为沼泽化草甸典型草甸草原化草甸沙生草地,土壤有机质和全氮含量在各个草地类型内均随着土层深度增加而显著降低(P0.05);土壤速效氮含量为草原化草甸典型草甸沼泽化草甸沙生草地,草原化草甸含量高达65.5 mg·kg-1,而沙生草地含量仅为11.5 mg·kg-1,除沙生草地外,其他草地类型土壤速效氮含量最大值出现在10-20 cm土层;土壤全磷和速效磷含量在高寒草甸不同退化演替阶段及其各土层中差异不显著(P0.05);高寒草甸退化演替过程中,土壤养分各因素间相互影响,其中,土壤全氮、全磷、速效氮和速效磷与土壤有机质之间呈显著正相关关系,土壤速效氮与全氮和土壤速效磷与全磷之间亦呈显著正相关关系,而土壤p H值与土壤各养分之间的相关性均不显著。     

西藏不同草地类型群落根系分布特征与土壤因子的关系

选取西藏高原高寒沼泽化草甸、高寒草甸、高寒草原3类草地类型的典型样地,于2016年在植被生长季获取0~30cm土层的根系生物质、土壤粒径和养分变化特征,分析不同植被群落根系分配规律及其与土壤因子之间的关系。结果显示,3类植被群落根系生物质分别为14.33、4.54、1.23kg/m2,根系垂直分布呈"T"字形,90%以上的生物质分布在0~20cm土层;根据土壤粒径组成,高寒沼泽化草甸和高寒草甸土壤可定性为粉质壤土,高寒草原为沙质壤土;土壤有机质、全氮和全磷变化规律与根系分布格局一致;根系分布与土壤粉粒、有机质、全氮、全磷呈极显著正相关(P0.001),与砂粒含量呈极显著负相关(P0.001),且呈现不同拟合曲线。表明根系分布受土壤理化特性的制约,要充分结合根-土关系进行分析,才能更准确地为草地保护和合理利用提供有力的数据支撑。     

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。     

青海省不同高寒草地土壤主要养分及可溶性有机碳特性研究

为探索不同高寒草地类型中土壤有机碳、养分和可溶性有机碳的含量差异以及可溶性有机碳分布特征,以青海省4个高寒草地类型土壤0~10 cm和10~20 cm土层为研究对象,分析了土壤有机碳、全氮、全磷、全钾、可溶性有机碳含量,以及可溶性有机碳芳香性指数和腐殖化指数,并进一步探讨了可溶性有机碳含量与土壤有机碳、各养分含量之间的相关性。结果表明,不同高寒草地类型各土层土壤中全氮、有机碳、可溶性有机碳含量由高到低的顺序依次为:高寒草甸类>高寒草甸草原类>高寒草原类>高寒荒漠类,且不同类型之间差异显著(P<0.05)。随着土层的加深,土壤全氮、有机碳含量有降低趋势。不同类型高寒草地各土层土壤中可溶性有机碳的芳香性指数和腐殖化指数表现出与此相同的变化趋势。不同高寒草地各土层中可溶性有机碳与土壤全氮、有机碳含量之间均呈现出显著正相关关系(P<0.05)。综上所述,高寒草甸和高寒草甸草原土壤有机碳、全氮、可溶性有机碳含量较高,结构复杂。可溶性有机碳的芳香性指数和腐殖化指数在一定程度上能够反映土壤养分状况。     

三江源高寒草甸典型坡面草地退化特征综合分析

以三江源地区高寒草甸退化坡面为研究对象,揭示坡面草甸退化梯度所处不同位置下土壤侵蚀和土壤理化性质的变化规律,对明晰坡面草地因人为载畜破坏发生退化后,自然侵蚀作用对土壤理化性质的变化具有重要意义.结果表明:高寒草甸土壤有机质和全氮在坡面上与137 Cs比活度呈现基本一致的分布规律,表现为轻度退化与中度退化差异较小,中度退化显著高于重度退化,极度退化高于重度退化的分布特征(P＜0.05);随退化程度加剧,土壤有机质和全氮呈现下降的基本规律,并且高寒草甸坡面土壤有机质和全氮在不同草地退化程度下具有不同的坡面运移特征;高寒草甸坡面土壤有机质、全氮含量因退化梯度表现出显著差异(P＜0.05),高寒草甸退化坡面土壤侵蚀模数随退化梯度增加而递增,相应的土壤田间持水量表现为随退化梯度增加而降低.