东祁连山高寒草地返青期不同草地型土壤氮的分布特征

本试验在东祁连山选择代表性的7种高寒草地型为研究对象,在返青期对其土壤微生物量氮、全氮、K₂SO₄浸提氮、碱解氮、氮密度及其相关性进行了研究。结果表明,土壤全氮、碱解氮和氮密度分别介于4.2~7.9 g/kg、104.1~234.0 mg/kg和0.38~0.61 kg/m²。2005和2006年土壤K₂SO₄浸提氮分别介于3.4~11.4和1.8~13.9 mg/kg,占土壤微生物量氮的3.93%~11.62%和3.88%~15.37%。微生物量氮在2005和2006年分别介于49.0~143.0 mg/kg和35.9~171.7 mg/kg;与K₂SO₄浸提碳在灌丛草地呈显著正相关(P<0.05),在草本草地呈极显著正相关(P<0.01);与K₂SO₄浸提氮在杜鹃灌丛和高山柳灌丛呈极显著正相关(P<0.01),在金露梅灌丛和草本草地呈显著正相关(P<0.05)。除嵩草草地外,微生物量氮与微生物量碳和微生物量磷呈极显著正相关(P<0.01)。2005年K₂SO₄浸提氮和微生物量氮对土壤全氮贡献率分别为0.07%~0.16%和1.16%~1.93%。在东祁连山高寒草地,草地型间土壤全氮、碱解氮、K₂SO₄浸提氮及微生物量氮有明显差异,且草地型决定了微生物量氮的数量和生态分布,植物群落是影响微生物量氮数量和生态分布及其与土壤K₂SO₄浸提碳、氮相关性的关键因素之一;微生物量碳、氮、磷间的相关性由土壤微生物本身或其群落结构决定。     

东祁连山高寒草地返青期不同草地型土壤磷的分布特征

试验在东祁连山选择代表性的七种高寒草地型为研究对象,在返青期对其土壤微生物量磷(MBP)、全磷和速效磷及其相关性进行了研究.结果表明,土壤全磷和速效磷分别介于1.0～2.0g/kg和14.3～52.9 mg/kg,样地间差异较大,且速效磷上层高于下层,除禾草草地外草本草地显著高于灌丛草地(P＜0.05);土壤微生物量磷及其对土壤全磷贡献率分别介于22.46～64.27mg/kg和1.75%～4.59%,且上层高于下层;微生物量磷与微生物量碳氮除嵩草草地外均呈极显著正相关(P＜0.01),草地型对该相关性的影响不明显,该相关性由土壤微生物本身或其群落结构决定;土壤微生物量磷与土壤化学性质关系密切,植物群落对此相关性影响不明显;微生物量碳磷比和微生物量氮磷比分别介于4.38～21.50和1.07～3.88,草地型间差异显著(P＜0.05),说明在不同草地型间土壤微生物量及群落结构均有差异.     

东祁连山高寒草地土壤微生物分布特征初探

通过对东祁连山4种不同草地类型土壤微生物分布进行研究,结果显示,东祁连山高寒草地中分布的微生物以细菌和放线菌占优势(数量和比例几乎相当),占微生物总数量的99.7%以上;微生物的数量,禾草草地＞嵩草草地＞珠芽蓼草地＞沼泽草地;垂直动态明显,0～10 cm土层数量较多,与10～20 cm土层微生物数量有显著差异;高寒草地主要生理类群,硝酸细菌的数量最多,其次为反硝化细菌、氨化细菌、好氧固氮菌、芽孢杆菌、好氧纤解菌、嫌气固氮菌、嫌气纤解菌,亚硝酸细菌最少,不同植被类型亦有差异;高寒草地的固氮和纤维素分解,主要是好氧菌发挥作用.     

东祁连山高寒人工草地土壤种子库大小及物种构成

通过野外调查和种子萌发试验,研究了东祁连山高寒地区常见的垂穗披碱草(Elymus nutans)和燕麦(Avena sativa)人工草地群落土壤种子库大小及物种构成,并与相邻天然草地进行比较,旨在为东祁连山人工草地植被恢复提供支持信息。结果表明:垂穗披碱草草地、燕麦草地和天然草地的土壤种子库种子密度平均数分别为22611.45±4725.88,4210.88±1913.44和2937.01±2471.60 个·m^-2。垂穗披碱草草地种子库萌发的幼苗中共发现4种植物,分别是高山紫菀(Aster alpinus)、迷果芹(Sphallerocarpus gracilis)、甘肃马先蒿(Pedicularis kansuensis)和萼果香薷(Elsholpzia bensa var. calycocarpa);燕麦草地种子库萌发的幼苗中共发现6种植物,分别是独行菜(Lepidium apetalum)、旱雀麦(Bromus tectorum)、微孔草(Microula sikkimensis)、迷果芹、蓝翠雀花(Delphinium caeruleum)和萼果香薷;天然草地种子库萌发的幼苗中共发现6种植物,分别是异针茅(Stipa aliena)、二裂委陵菜(Potentilla bifurca)、高原毛茛(Ranunculus tanguticus)、黄花棘豆(Oxytropis ochrocephala)、独行菜和蓝翠雀花。垂穗披碱草草地和燕麦草地土壤种子库可萌发的幼苗多为一年生植物;垂穗披碱草草地与燕麦草地和天然草地之间可萌发土壤种子库数量差异较大,后二者之间差异较小;天然草地与燕麦草地物种构成差异较小,与垂穗披碱草草地物种构成差异较大。     

祁连山中段退化高寒草地土壤细菌群落分布特征

为探究祁连山中段不同退化高寒草地土壤细菌群落分布特征,采用Illumina HiSeq PE250高通量测序平台对轻度、中度和重度退化草地土壤细菌群落变化特征进行研究,并对土壤细菌群落与土壤酶活性、土壤理化因子间关系进行分析。结果表明:随着退化程度加剧,植被盖度、高度、地上生物量和多样性指数均明显降低(P<0.05);土壤理化性质和酶活性变化各异且差异显著(P<0.05)。高通量测序共得到257971条有效序列,219017条优质序列和2004个OTUs。细菌群落丰富度指数依次为轻度>中度>重度,多样性指数为轻度>重度>中度,Beta多样性分析表明各样地间差异为轻度>重度>中度。其中,放线菌门(Actinobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)、酸杆菌门(Acidobacteria)和变形菌门(Proteobacteria)为3种退化草地土壤的优势菌门,在轻度、中度和重度退化草地土壤中分别占77.25%、84.27%和78.66%;乳球菌属为3种退化草地土壤的优势菌属,在轻度、中度和重度退化草地土壤中分别占14.29%、38.84%和7.39%。冗余分析表明:土壤酶活性和土壤理化性质均对细菌群落的组成具有影响,其中土壤pH是影响土壤细菌群落分布的主要驱动因子。祁连山中段不同退化高寒草地土壤细菌群落的变化主要受土壤理化性质和酶活性的影响。     

东祁连山高寒灌丛草地土壤微生物量及土壤酶季节性动态特征

本试验以东祁连山杜鹃灌丛草地、高山柳灌丛草地和金露梅灌丛草地为研究对象,对土壤微生物量和土壤酶的季节性动态等进行了研究。结果表明,土壤微生物量碳的季节动态表现为从5月到7月显著上升(P<0.05),之后到9月显著下降(P<0.05),9月到11月又略有上升,最大值和最小值分别出现在7月和9月;除高山柳灌丛草地土壤微生物量氮外,土壤微生物量氮和磷季节动态为从5月到9月显著下降(P<0.05),9月后又略有上升,但差异不显著,最大值在5月;土壤微生物量碳、氮和磷分别对土壤有机质、全氮和全磷的贡献率季节动态与微生物量碳、氮和磷季节动态基本一致;土壤微生物量碳氮比介于5.79~10.31,最大值出现在7月,最小值出现在9月,下层高于上层。在3个灌丛草地,脲酶季节动态表现为从5月到7月上升,7月之后下降,最大值出现在7月,最小值出现在11月;杜鹃灌丛草地和高山柳灌丛草地中性磷酸酶最大值在11月,但金露梅灌丛草地最大值在9月,该酶在3个灌丛草地季节动态差异明显,在杜鹃灌丛草地从5月到7月略上升,7月到9月显著下降(P<0.05),9月后显著上升(P<0.05),在金露梅灌丛则为从5月到9月上升,后下降,而在高山柳灌丛则为从5月到11月逐渐上升。     

东祁连山高寒草地优势牧草内生细菌产IAA能力的研究

为明确高寒草地优势牧草内生细菌在特殊生存环境下分泌吲哚乙酸（IAA）的能力及其在宿主体内的分布情况,本试验采用Salkowski比色法对线叶嵩草（Kobresia capillifolia C.B.Clarke）、矮生嵩草（Kobresia humilis Sergiev）、紫花针茅（Stipa purpurea Griseb）和醉马草（Ahnatherum inebrians Keng）的种子、休眠期根部、叶部和花期根部内生细菌分泌IAA能力进行了测定。结果表明：在104株供试内生细菌中有101株具有分泌IAA的能力,分泌IAA量在1.52~327.81 mg·L^-1之间,外源色氨酸对73.3%的菌株分泌IAA的能力有促进作用。其中76（75.2%）株的分泌量在0~20 mg·L^-1之间,分泌IAA能力最强的菌株为263XY3（327.82 mg·L^-1）,265XY6（146.93 mg·L^-1）和266XY1（126.26 mg·L^-1）。分泌量达到10 mg·L^-1以上的有57株,主要分布于线叶嵩草叶部（30.4%）和花期的根部（17.9%）以及紫花针茅花期的根部（10.7%）和叶部（8.9%）。该结果为高寒草地牧草产IAA内生细菌的开发利用提供了菌种资源和筛选方向。     

东祁连山高寒草地土壤可培养真菌多样性分析

为了解东祁连山高寒草地土壤可培养真菌的多样性,选择有代表性的4类草地类型(珠芽蓼草地、禾草草地、沼泽草地、嵩草草地),运用稀释平板法和基于ITSrDNA基因序列的系统发育分析对其土壤中可培养真菌多样性进行研究,同时应用生态学评价方法进行分析。用PDA培养基、PSA培养基、玉米粉琼脂培养基和马丁氏-孟加拉红培养基从土壤样品中分离得到76株真菌,通过形态观察选取30株有代表性的菌株进行基于ITSrRNA基因序列的系统发育多样性分析。结果表明,鉴定所得菌株可分为22个属的26个种,绝大多数属于半知菌亚门和接合菌亚门真菌;物种的丰富度(S)、Shannon-Wiener多样性指数(H)、Simpson优势度(D)和Pielou均匀度指数(J)变化范围分别为15～18,2.47～2.81,0.89～0.93,0.91～0.97;青霉属(Penicillium)真菌为珠芽蓼草地、沼泽草地和嵩草草地的优势菌,镰孢菌属(Fusarium)真菌为禾草草地的优势菌,柔菌属真菌(Doratomyces)为沼泽草地的优势菌,被孢霉属(Mortierella)、柔菌属、小球腔菌属(Leptosphaeria)、毛霉属(Mucor)、木霉属(Trichoderma)、地丝菌属(Geomyces)和镰孢属为4类草地的常见属。另外,4类草地都有大于10%的分离菌种暂时无法确定其分类地位,极可能是新种;东祁连山高寒草地土壤真菌多样性丰富,其多样性和草地类型的特异性有着密切的关系,东祁连山高寒草地有着丰富的土壤真菌资源,存在潜在的开发价值。     

祁连山东段不同高寒灌丛草地土壤性状特征变化

为探讨祁连山东段不同高寒灌丛草地土壤性状的变化,在该区内选取了金露梅（Porentilla fruticosa）、柳（Salix）和杜鹃（Rhododendron）3类高寒灌丛草地,研究了不同高寒灌丛草地土壤物理和化学性状特征变化。结果表明：高寒灌丛草地土壤理化性状差异显著。土壤含水量表现为杜鹃灌丛草地>柳灌丛草地>金露梅灌丛草地;容重表现为金露梅灌丛草地>柳灌丛草地>杜鹃灌丛草地;总孔隙度表现为柳灌丛草地>杜鹃灌丛草地>金露梅灌丛草地;杜鹃灌丛草地土壤有机质含量最高为127.638 g·kg^-1,金露梅灌丛草地最低为89.954 g·kg^-1;土壤全P、全K和速效N,P,K含量均表现为杜鹃灌丛草地>柳灌丛草地>金露梅灌丛草地,土壤全N含量金露梅灌丛草地最大为2.912 g·kg^-1,杜鹃灌丛草地最小为2.586 g·kg^-1。相关性分析表明,3类高寒灌丛草地的土壤性状的各个因子之间有显著的相关关系。     

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。     

不同退化程度高寒草地植物群落与土壤性质变化及相关性分析

为探究退化高寒草地植物群落组成及土壤性质的变化规律,本研究选择铁卜加、河南县不同退化程度高寒草地为研究对象,对轻、中、重度退化高寒草地的植物群落结构组成和土壤理化性质进行了分析研究。结果表明：随退化程度加剧,植被群落优势种由莎草科为主逐渐转变为杂类草为主;植被高度、盖度、地上-地下生物量逐渐减小;Patrick指数、Shannon-Wiener指数、Simpson多样性指数与Pielou指数呈先增后减趋势;土壤含水量、全碳、有机碳、硝态氮含量明显减小且土壤pH值逐渐偏弱碱性,促使土壤养分含量不断流失,贫瘠化加剧;经相关系数矩阵图分析,退化草地群落植被生物量受土壤含水率和氮含量变化影响较为严重。总之,高寒草地退化接替过程中,杂类草逐渐占植物群落组成的主导地位,土壤含水率和氮含量变化是致使这2个地方草地退化的关键性因子。     

祁连山东段不同退化高寒草甸土壤有机碳密度研究

于2008年在祁连山东段天祝地区选取轻度、中度和重度3个不同退化程度的高寒草地,以土壤有机碳密度为研究对象,探讨高寒草地在不同退化程度干扰下土壤有机碳密度的变化特征。结果表明:随着高寒草地退化程度的加重,土壤含水量降低,容重和pH值增大;土壤有机质和全氮有相似的变化趋势,中度与轻度或重度退化草地土壤有机质和全氮差异显著(P<0.05);土壤有机碳密度在0-10 cm土层显著高于其他土层(P<0.05),并随着土层加深有显著的垂直变化趋势;不同退化程度草地在0-30 cm土层总土壤有机碳密度表现为中度>轻度>重度退化草地。     

祁连山东段退化高寒草甸土壤水分入渗的变化及团聚体对水分入渗的影响

为探明退化高寒草甸土壤水分入渗特征及其影响因子,本试验以祁连山东段退化高寒草甸为对象,研究了不同退化程度高寒草甸土壤水分入渗率、机械组成和团聚体的变化,探讨了团聚体特性对土壤水分入渗的影响。结果表明：随着高寒草甸退化程度的加剧和土层深度的增加,土壤水分入渗率均表现出逐渐降低的趋势（P<0.05）,土壤团聚体由大粒径为主向小粒径为主改变;水分入渗率与土壤有机质含量、砂粒含量、粉粒含量、孔隙度、大粒径团聚体含量之间具有显著的正相关性（P<0.05）,与土壤容重、黏粒含量、土壤微团聚体含量之间具有显著的负相关性（P<0.05）。综上所述,随着高寒草甸退化程度的加剧,土壤中大团聚体含量减小,导致土壤孔隙度下降,土壤水分的入渗能力逐渐降低,水源涵养能力变差。     

东祁连山不同高寒草地类型土壤表层碳、氮、磷密度特征

在青藏高原东祁连山以杜鹃灌丛、高山柳灌丛、金露梅灌丛、珠芽蓼草甸、禾草草地、沼泽草地和嵩草草地为研究对象,对土壤理化性质和土壤碳、氮、磷密度进行了研究.结果表明:2005年土壤表层碳、氮、磷密度分别介于4.66kg/m2～6.63 kg/m2、 0.31kg/m2～0.59 kg/m2和0.07kg/m2～0.16kg/m2,2006年分别介于5.27kg/m2～6.84kg/m2、0.40kg/m2～0.51 kg/m2和0.10kg/m2～0.20kg/m2;土壤碳、氮和磷密度受植物群落和根系分布特征影响,样地间及土层间差异明显.     

青藏高原东缘高寒草甸草原牧草4种微量元素含量季节动态

本研究测定了甘南桑科高寒草甸草地不同月份不同处理下牧草微量元素（锰（Mn）、铁（Fe）、锌（Zn）、铜（Cu））含量及牧草生物量,对牧草微量元素的季节动态及其盈缺状况进行了分析,以期了解不同利用措施对草地牧草微量元素营养的影响。结果表明：同一处理下不同月份的牧草微量元素含量差异显著,具有明显的季节性,Mn,Fe,Cu含量季节动态为“V”字形,Zn含量大致呈“W”字形;同一月份不同处理的牧草的微量元素含量也有所不同,其含量大小为封育 >补播 >施肥 >放牧。除Cu外,其余3种微量元素含量均在放牧家畜的营养需要范围之内。     

东祁连山高寒草地土壤无机磷溶解菌分离及溶磷能力初探

使用传统的微生物分离培养法,对5种不同类型的高寒草地土壤中无机磷溶解菌进行了分离培养,并对优势溶磷细菌生理生化特征进行测定,以期为其开发利用提供依据。结果表明:从不同类型的高寒草地土壤中分离和筛选出28种固氮、溶磷细菌,其中wp1,wp2和wp3菌株溶磷能力较强,其氧化酶、接触酶反应均呈阳性,对明胶、硝酸还原和V.P.均呈阴性;对供试氮源wp1仅可以利用谷氨酸和牛肉膏,wp2不能利用胱氨酸和氯化铵,wp3可以利用谷氨酸、胱氨酸、牛肉膏;当pH>9时,wp3和wp1生长开始下降,wp2仍表现生长良好;当氯化钠浓度大于3%,wp2和wp3生长受到胁迫,大于6%时,wp1生长受到胁迫。     

祁连山高寒牧区不同类型草地植被特征与土壤养分及其相关性研究

为探究祁连山高寒牧区不同类型草地植被特征、土壤养分及其相关性,以山地草原、高山草原、高寒草甸草原草原3个类型草地为研究对象,采用野外调查、室内测定和数据统计分析相结合的方法,研究了3个类型草地的植被特征、土壤养分特征及其之间的相关性。结果表明：不同类型草地群落盖度、地上生物量差异明显,均为高山草原>山地草原>高寒草甸草原（P<0.05）;群落多样性、草本植物高度差异明显,均为山地草原 > 高山草原 > 高寒草甸草原（P<0.05）;小灌木平均高度差异明显,为高寒草甸草原 > 高山草原 > 山地草原（P<0.05）;不同类型草地土壤有机质含量变幅较大,其中以高寒草甸草原最为丰富;pH值变幅较大,变化趋势与有机质相反,即有机质含量越高,则土壤pH值低,反之亦然;全氮含量较高,都为1~2级（> 0.2%）;全钾含量居中,山地草原为2级（2.5%~3.0%）,高山草原和高寒草甸草原为3级（2.0%~2.5%）;全磷含量最低,均为3~4级（0.05%~0.10%）,全量养分表现出以低磷高氮富钾为特征;速效养分以贫磷为特征;土壤保肥能力较强;各类型草地土壤肥力因子间的相关性各有特点;总体看来,高山草原土壤养分含量最高,其群落的生产力也最高,但群落物种多样性最低。磷在祁连山高寒牧区很缺乏,建议在进行草原管理和人工饲草种植时补充磷素。