放牧对中国北方天然草地群落营养品质影响的Meta分析

为探究放牧强度、家畜类型和放牧制度3种放牧因素以及采样时间、草地类型、年均温和年均降水量4种环境因素对中国北方天然草地群落营养品质的影响,本研究通过对35篇中英文文献,共计306组数据进行了基于随机效应和贝叶斯方法的Meta分析,定量研究了放牧对草地群落营养品质(粗蛋白、粗脂肪、粗灰分、无氮浸出物、粗纤维、酸性和中性洗涤纤维含量)的效应,并结合随机森林方法,研究了7种因素对放牧效应的影响。结果表明,放牧可以增加草地群落粗蛋白含量,减少群落纤维含量,提高草地群落存留部分的营养品质,同时7种因素均对放牧效应存在显著影响,但对于不同营养品质指标,不同因素对放牧效应的影响存在差异。本研究为我国北方天然草地基于牧草品质的管理和研究工作提供了资料和参考。     

黄土丘陵区白羊草群落光谱特征对氮磷添加的响应

为利用草地群落光谱参数来评价氮磷施肥效应,本研究以安塞纸坊沟流域内白羊草(Bothriochloa ischae-mum)群落为研究对象,测定计算不同氮磷添加[N处理:0(N0),25(N25),50(N50)和100(N100)kg N·hm-2·a-1;P处理(以P2O5计):0(P0),20(P20),40(P4...     

氮磷添加对燕麦与箭筈豌豆不同种植方式草地土壤微生物-胞外酶化学计量特征的影响

土壤中氮、磷养分是饲草产量与品质提高的重要基础。氮磷添加改变了土壤养分条件并引起微生物生物量及酶活性发生变化。为探究燕麦和箭筈豌豆单播、混播草地土壤微生物特性对不同氮磷处理的响应,本试验以高寒区燕麦单播草地、箭筈豌豆单播草地及燕麦/箭筈豌豆1︰1混播草地为研究对象,设置4种不同氮磷添加处理,包括单施氮肥、单施磷肥、氮磷肥配施和不施肥,研究各处理土壤微生物生物量碳氮磷和土壤胞外酶活性及其化学计量比的变化特征。结果表明：1）单施氮、磷肥均对燕麦单播草地土壤微生物生物量产生负效应;单施磷肥和氮磷配施对箭筈豌豆单播草地土壤微生物生物量产生促进作用;单施氮肥使混播草地微生物生物量碳（SMBC）增加,而氮磷配施使其微生物生物量碳氮（SMBN）降低。2）单施氮肥增加3种草地土壤β-1,4-葡萄糖苷酶（BG）活性,单施磷肥增加3种草地土壤碱性磷酸酶（AP）活性,氮磷配施增加燕麦草地土壤N-乙酰-β-D-氨基葡萄糖苷酶（NAG）、AP酶活性,表明土壤微生物通过增加C、N、P获取酶活性以增加对短缺养分的获取。3）试验3种草地土壤SMBC︰SMBN低于全国平均值,SMBN︰SMBP高于全国平均值,且土壤N︰...     

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。     

晋北农牧交错带草地土壤净氮矿化速率对氮磷添加的响应

外源养分输入提高生产力是否同时促进了氮转化过程,尤其在农牧交错带脆弱草地生态系统的研究鲜见报道。为探究土壤氮转化关键过程对外源养分添加的响应,本研究依托山西右玉黄土高原草地生态系统国家定位观测研究站2017年建立的全球变化联网试验养分平台,采用原位顶盖PVC埋管法,测定了土壤氮转化速率,以及相关生物和非生物指标。结果表明：氮添加显著提高了土壤无机氮含量、土壤氮转化速率;氮磷同时添加显著提高了地上生产力。综上,氮添加促进了晋北农牧交错带草地土壤氮转化速率,但是没有显著提高生产力;氮磷同时添加对氮转化速率没有显著影响,但是显著提高了草地生产力,因此推测,单独氮添加后,植物生长受磷限制,同时添加氮磷,虽然对净氮矿化速率没有显著影响,但是能显著提升生产力,因此未来晋北农牧交错带草地管理应该考虑氮磷双重限制。     

不同施肥量对天然草地土壤酶活性的影响

试验通过对海北州海晏县天然草地上土壤酶活性的测定，根据不同施肥量，对土壤脲酶、磷酸酶、蔗糖酶活性及其与施肥量的相关性进行了分析探讨。结果表明，天然草地土壤施氮肥后，脲酶与蔗糖酶活性受到抑制，而磷酸酶活性受到促进；氮、磷肥混施的土壤中，脲酶及磷酸酶活性受到促进，而蔗糖酶活性受到抑制。     

氮、磷添加对青藏高寒草甸土壤碳氮磷化学计量特征影响的Meta分析

为了解青藏高原高寒草甸土壤碳(Carbon,C)、氮(Nitrogen,N)、磷(Phosphorus,P)化学计量特征对氮、磷添加的响应,提高养分管理水平及草地生态系统的养分平衡。本研究严格筛选出21篇文章(612项数据)进行Meta分析,通过亚组分析分析了不同施肥方式(氮添加、磷添加、氮磷添加)、不同施肥强度(轻度、中度、重度)对青藏高原草地土壤C,N,P化学计量特征的影响。研究结果表明：养分添加显著增加了青藏高原草地土壤C,N,P含量;氮添加对土壤的增加效应随施肥强度增加而增加,磷轻度施肥(20g·m^-2以下)处理、氮磷添加轻度施肥处理下的土壤C,N,P含量及化学计量比增加效果最好。本研究结果总体反映出氮、磷添加对青藏高原高寒草甸土壤产生积极影响,研究结果可为青藏高原草地生态系统的保护提供科学依据。     

青藏高原退化高寒草地恢复对不同措施响应的Meta分析

为定量评估不同退化程度高寒草地的植物生产力、植物多样性与土壤质量对不同恢复措施的综合响应,本研究基于92篇文献,通过荟萃分析（Meta分析）,对2 478组恢复实验数据进行综合分析。结果表明：在未退化草地上,自然恢复显著提高植被生产力和植物多样性,且不会使土壤质量下降;在轻度退化草地上,自然和人工辅助恢复均显著提高植被生产力和土壤质量;但人工辅助恢复显著降低植物多样性,而自然恢复则相反。具体措施以中期围栏封育恢复效果最好;在中度退化草地上,人工辅助恢复比自然恢复效果好。具体措施以短期施肥以及短期和中期补播恢复效果较好;在重度退化草地上,人工建植效果最好,但人工建植恢复植物多样性以及土壤质量所需年限较长。     

天然草地的另类资源--土壤微生物

天然草地除固有的生态作用和生产资料性质外，土壤中种类繁多、数量巨大的微生物尚未作为资源被认识和利用。从自然资源角度对天然草地土壤微生物的特点、潜在价值和利用途径进行探讨，对充分利用这一资源和维护环境健康有重要的参考价值。     

我国草地生态恢复对不同因素响应的Meta分析

草地覆盖了大于40％的陆地面积,其生态退化问题受到了极大的关注.近年来在各个地区采取了一系列草地恢复措施,但是具体的恢复效果无从得知.从论文数据库中收集整理关于中国草地恢复的中英文文献共86篇用于Meta分析,对中国草地生物多样性和生态系统服务的恢复效果进行了定量评估.通过亚组分析,分别得到了恢复时间、恢复方法、恢复地...     

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。     

氮素添加对贝加尔针茅草原土壤团聚体碳、氮和磷生态化学计量学特征的影响

大气氮沉降增加作为全球气候变化的重要现象, 其对草原生态系统的影响成为生态学研究热点之一。掌握氮沉降对草原土壤团聚体碳(C)、氮(N)和磷(P)生态化学计量学特征的影响,可为全面分析和评估氮沉降对草原生态系统的影响提供基础资料。自2010年起,在内蒙古贝加尔针茅草原典型地段设置N₀ (0 kg N·hm^-2·yr^-1)、N₁₅ (15 kg N·hm^-2·yr^-1)、N₃₀ (30 kg N·hm^-2·yr^-1)、N₅₀ (50 kg N·hm^-2·yr^-1)、N₁₀₀ (100 kg N·hm^-2·yr^-1)、N₁₅₀ (150 kg N·hm^-2·yr^-1) 6个氮素添加处理模拟氮沉降野外控制试验。结果表明:氮素添加极显著提高了土壤团聚体的稳定性和>2 mm团聚体比例(P<0.01);各氮素添加处理中0.25~2 mm团聚体有机碳、全氮含量均显著高于其他粒径(P<0.05),全磷含量在各粒径团聚体中差异不显著;与对照相比,氮素添加显著提高了>0.25 mm土壤大团聚体有机碳和全氮含量(P<0.05),对全磷无显著影响;氮素添加导致>0.25 mm土壤大团聚体C/N降低,0.25~2 mm土壤团聚体 C/P、N/P升高(P<0.05)。综合分析,氮添加在一定程度上促进了土壤的固碳潜力,提高了土壤团聚体有机质的矿化速率,随着氮素添加水平的提高,土壤团聚体中P元素成为限制草原植物生长的主要限制因子。     

氮磷添加对草地土壤酸度和化学计量学特征的影响

以内蒙古温带草原为对象,研究了不同比例和水平的氮磷输入对土壤pH和化学计量学特征的影响。结果表明,与不添加氮磷的对照相比,添加氮磷的土壤pH在氮输入大于30g·m~(-2)的情况下显著降低(P0.05),而在不施加磷肥只施加氮肥的情况下,10g·m~(-2)氮输入也显著降低了土壤pH(P0.05),而且显著低于添加磷肥的处理(P0.05)。另外,与高比例和水平的氮磷输入相比,低比例和水平的氮磷输入显著降低土壤大量元素(钾、钙和镁)、微量元素(铁、锰、铜和锌)和毒性元素(铝和锰)(P0.05),而且还降低土壤N∶P。可能是由于该地区土壤磷含量低,低氮高磷输入缓解植物生长受磷限制,促进植物生长的同时,降低土壤养分。由此可见,根据当地土壤养分和氮输入的量,适量添加磷可以缓解外源氮输入对土壤pH和化学计量学特征的影响。     

农牧交错带草地生态系统N2O通量对短期氮、磷添加的响应

氮(N)、磷(P)是维持陆地生态系统生产力的重要营养元素,为探求磷添加和氮、磷的交互作用如何影响农牧交错带草地生态系统N₂O通量及调控机制,本研究设置对照(CK)、氮添加(N：缓释尿素10g·m^-2·a^-1)、磷添加(P：磷酸二氢钙10g·m^-2·a^-1)以及氮、磷同时添加(NP)4个处理,通过静态暗箱-气相色谱法测定2018和2019年生长季N₂O通量,通过结构方程模型等寻求氮、磷及其互作效应对N₂O通量的影响。结果表明：氮添加显著降低了2018年生长季N₂O排放,而磷添加显著降低了两年生长季N₂O排放;氮、磷同时添加削弱了单独氮或磷添加对N₂O排放的抑制作用;硝态氮、铵态氮和土壤含水量是N₂O通量的主要影响因素。因此,氮、磷添加对农牧交错带草地N₂O通量的影响存在显著的交互作用,并且受年际间温度和降水的调控,农牧交错带草地养分管理对N₂O通量的影响应考虑降水格局的变化。     

不同草地利用方式对土壤有机碳、全氮和全磷的影响

以青海省共和县塔拉滩封育芨芨草(Achnatherum splendens)草原、过牧芨芨草草原、取土坑、人工草地和农田为研究对象,对不同利用方式及不同深度下土壤有机碳、全氮、全磷含量进行了分析研究。结果表明:0～10cm和10～20cm土层土壤有机碳含量顺序均为封育芨芨草草原>退化过牧芨芨草草原>取土坑>农田>人工草地,说明退化和开垦均导致表层土壤有机碳含量的下降。在同一土层内,农田和人工草地(退耕地)的有机碳含量差异不显著(P>0.05)。在0～10,10～20和20～40cm的3个土层,农田的全氮含量最高,人工草地次之,主要是由于人为施加氮肥和翻压枯草等因素造成,取土坑的全氮含量最低;同时,0～40cm的土层,封育芨芨草草原的土壤全氮含量高于退化过牧芨芨草草原,40～80cm的土层,封育芨芨草草原的土壤全氮含量低于退化过牧芨芨草草原,说明封育使土壤上层的全氮含量增加,而草原退化导致氮向下层转移。全磷含量的变化规律与全氮相似。各草地的有机碳、全氮和全磷含量随土壤深度增加而下降。     

不同利用方式下草地土壤理化性质及碳、氮固持研究

为探究退化的天然草地与人工草地在土壤理化性质,碳、氮变化以及固碳效应等方面存在的差异,本研究通过野外取样与室内实验相结合的方法,在内蒙古自治区的阿鲁科尔沁旗选择具有代表性的天然草地、放牧人工草地以及刈割人工草地为研究对象,进行了实验区土壤水分含量、土壤容重、土壤微生物含量以及土壤养分的测定.通过NDVI值代表3种类型草...     

氮添加对内蒙古不同草原生物量及土壤碳氮变化特征的影响

以内蒙古草甸草原、典型草原、荒漠草原3种草原实验区草地植物群落为研究对象, 设置7种氮添加梯度, 分别为CK（0 g N·m^-2·a^-1）、N₁（5 g N·m^-2·a^-1）、N₂（10 g N·m^-2·a^-1）、N₃（15 g N·m^-2·a^-1）、N₄（20 g N·m^-2·a^-1）、N₅（25 g N·m^-2·a^-1）、N₆（30 g N·m^-2·a^-1）,应用单因素方差分析（One-way ANOVA）方法研究不同浓度梯度氮添加下不同草原类型区植被生物量、土壤碳氮差异及其影响因素。结果表明：1）氮添加并未对3种草原类型地下生物量产生显著影响（P>0.05）,但显著提高了草甸草原和荒漠草原地上生物量（P<0.05）,且本研究初步判断在N₃添加时接近饱和阈值, 整体上氮添加使内蒙古草原总生物量平均增加了29.66%,较干旱的荒漠草原对氮添加的响应较为明显。施氮肥使草甸草原的根冠比显著降低（P<0.05）,典型草原根冠比在N₃处理下显著增加（P<0.05）,但对荒漠草原影响不显著（P>0.05）。2）选择不同土层（0~10 cm、10~30 cm）分析氮添加对3种草地类型土壤有机碳、全氮含量的影响, 结果显示氮添加对草甸草原土壤碳氮含量没有显著影响（P>0.05）,对典型草原和荒漠草原土壤碳氮含量存在显著影响（P<0.05）,且0~10 cm土层对施氮的响应更明显。3）施氮条件下地上生物量与土壤C/N、年均降水显著相关（P<0.01）,地下生物量、总生物量均与土壤全氮含量、有机碳含量、土壤C/N、年均温、年均降水显著相关（P<0.01）。总的来说,不同类型的草地生态系统生物量及土壤碳氮含量对施肥的响应存在差异,这意味着草地恢复与管理过程中需要对养分的添加作用进行考虑。     

草地土壤C∶N∶P化学计量及微生物呼吸对氮沉降响应的Meta分析

为了全面揭示全球草地土壤C∶N∶P化学计量和微生物呼吸对氮沉降的响应机制,本研究共收集整理了国内外92篇公开的文献资料,采用整合分析(Meta-analysis)方法分析了氮沉降对草地土壤C∶N∶P化学计量和微生物呼吸的影响,同时研究了不同氮沉降速率、试验周期和气候条件下各指标对氮沉降的响应差异。结果表明,氮沉降显著增加了土壤全氮(7.1%)、有效氮(36.3%)、铵态氮(51.3%)、硝态氮(98.1%)和微生物量C∶P(53.6%),但显著降低了土壤pH(-5.9%)、微生物量氮(-11.5%)和微生物量磷(-19.4%);随着氮沉降速率的提高,土壤全氮(4.1%)、土壤N∶P(10.6%)、可溶性有机氮(41.8%)、铵态氮(31.3%)和硝态氮(20.8%)的效应值均显著增加,而土壤pH(-5.8%)、微生物量碳(-13.2%)、微生物量氮(-11.5%)、微生物量磷(-18.0%)、微生物量C∶P(-26.5%)和微生物呼吸(-10.6%)的效应值显著降低;随着试验周期的增加,土壤铵态氮(22.8%)的效应值显著增加,而土壤pH(-2.5%)、微生物量碳(-12.2%)、微生物量氮(-21.4%)和微生物呼吸(-25.3%)的效应值显著降低。另外,年平均温度和年平均降水量显著影响微生物呼吸对氮沉降的响应,而对土壤和微生物碳氮磷对氮沉降的响应无显著影响。     

氮添加下典型草原凋落物质量和土壤酶活性对凋落物分解速率的影响

近年来,全球大气N沉降量持续增加,影响了陆地生态系统碳循环的关键过程,而凋落物分解是碳循环的关键过程之一。本研究在内蒙古温带典型草原设置了不同水平的N添加试验,通过测定不同分解时期凋落物的分解速率、质量指标和土壤酶活性,探讨N添加对凋落物分解的影响。结果表明:凋落物累积干重损失率主要发生在生长季时期,占整个研究阶段的91.3%,且N添加处理显著增加了生长季的干重损失率,而降低了非生长季的干重损失率。第一年生长季,N添加通过提高β-葡萄糖苷酶活性,降低纤维素、单宁含量从而促进了凋落物分解。第一年非生长季,低N处理促进了脲酶活性,降低木质素/N,促进分解,高N抑制了多酚氧化酶的活性,进而降低了木质素的分解速率。第二年生长季,高N处理促进了亮氨酸氨肽酶活性,提高N/P,利于凋落物分解。整个分解过程中,N添加降低了凋落物单宁和纤维素含量,而木质素含量则呈现增加趋势。养分释放特征表现为C的连续释放,P的释放-固定趋势。此外,凋落物中Ca、Mn、N的含量随分解时间增高,表现出富集现象。因此,N添加通过改变凋落物质量和土壤酶活性而对凋落物分解过程产生影响,且不同时期主导因子不同。研究结果为不同水平N沉降对草原碳循环关键过程提供了理论依据。