海北高寒灌丛草甸生态系统CO2释放速率的季节变化规律

在中国科学院海北高寒草甸生态系统定位站干柴滩地区以金露梅Potentilla fruticosa灌丛草甸生态系统为研究对象,应用静态密闭箱-气相色谱法对高寒灌丛(GG)、丛内草甸(GC)和次生裸地(GL)的CO2释放速率进行了长期观测,并对年释放量作了初步估测.结果表明,GG,GC和GL CO2的释放速率在一年内有明显的季节变化.植物生长季CO2释放量明显高于枯黄期,释放速率GG>GC>GL(P＜0.01),且均表现为正排放.不同季节CO2释放存在明显差异,表现为夏季＞秋季＞春季＞冬季.2003年6月30日至2004年6月28日,高寒灌丛植被-土壤系统CO2释放量为4 293.63±955.75 g/m2,丛内草甸植被-土壤系统CO2释放量为3 319.68±806.19 g/m2,裸地CO2的释放量为1 724.14±444.14 g/m2.CO2释放速率的季节变化与土壤5 cm温度呈显著正相关关系(P＜0.01).     

高寒生态脆弱区“黑土滩”草地植被与土壤微生物数量特征研究

为从微观视野认识“黑土滩”草地退化机理及为该类型草地改良和恢复提供理论依据和科技支撑,本研究以甘肃省天祝县高寒草地为例,测定分析了草地植被、土壤三大类微生物（真菌、细菌和放线菌）和氮素生理群（氨化细菌、硝化细菌、反硝化细菌、好气性和嫌气性固氮菌）在空间层次和不同季节的数量变化。结果表明：“黑土滩”草地植被以微孔草和香薷为优势种,其盖度和植物量较低;微生物主要分布在0～20 cm,三大类微生物数量以细菌最多、真菌最少,分别占总数的84．60％和0．17％;氮素生理群数量以好气性固氮菌最多、嫌气性固氮菌最少,分别占总数的57．51％和0．05％。微生物数量表现出明显的季节动态,8月份达到最大值,除土壤细菌（10月）之外,真菌、放线菌和各氮素生理群微生物最小值都出现在4月份。土壤氮素含量、草地植物量均与硝化细菌、好气性固氮菌数量呈正相关关系,而与反硝化细菌数量呈负相关关系,并且都达到了显著水平（P＜0．05）。     

黄河源区不同退化程度高寒草地土壤特征研究

研究了不同退化梯度的高寒草地不同层次（0～10cm,10-20cm和20-30cm）土壤理化性状变化特征。结果表明：随草地退化程度的加重,土壤含水量下降,土壤容重和pH值增加;土壤有机碳含量亦随退化程度加剧而降低,以0-10cm土层的降低最明显,轻度,中度和重度退化的“黑土滩”草地该土层有机碳含量与未退化草地相比,分别下降36．1％,66．79／6和73．5％;草地0-10cm土壤全氮、全磷含量大小顺序为轻度退化〉未退化〉中度退化〉“黑土滩”退化草地,全钾变化趋势不明显。轻度、中度、“黑土滩”退化草地0～10cm土层速效氮分别比未退化草地降低了21％,54％和64％,10-20cm土层中度退化草地和“黑土滩”分别降低了37％和21％;随草地退化程度加大,速效钾含量在各土层的变化趋势不同,但不同土层的最大速效钾含量均出现在轻度退化草地。     

补播禾草恢复“黑土滩”植被的效果

“黑土滩”草地经补播多年生禾本科牧草后，第２￣４年禾草产量明显增加（Ｐ〈０．０１），第５年产量明显下降。与对照相比，５年后禾草开始衰退，嵩草优势地位没有变化，但毒草上升为重要的优势地位，草地土壤含水量和地下植物量均有显著的提高（Ｐ〈０．０５）。由此得出结论，多年生禾本科牧草是恢复“黑土滩”草地植被的先锋植物。     

干草原放牧强度对草地生态变化及其利用效果的影响

通过不同强度的放牧试验表明,不同的放牧强度对土壤表层含水量、植被特征和绵羊增重都有程度不同的影响。随放牧强度的增加,土壤表层（0-20cm）含水量、牧草叶层高度、多度呈下降趋势;草地地上生物量下降显著（P〈0．05,放牧羊只增重差异不显著,但单位草地面积的羊只增重重度放牧区和中度放牧区较轻度放牧区分别提高56．14％（P〈0．01）和23．26％（P〈0．05）。     

三江源区高寒草甸退化对土壤呼吸的影响

为了探讨退化对高寒草甸土壤呼吸的影响及不同退化程度高寒草甸土壤呼吸基本特征,在具有典型高寒草甸退化特征的样地采用动态密闭气室分析法测定了不同退化程度高寒草甸土壤呼吸速率。结果表明:不同退化程度高寒草甸间土壤CO2释放速率差异极显著(P0.01),变化范围为4.42~7.67 g/(m2·d)。说明随着高寒草甸退化程度的加剧,土壤CO2释放速率呈下降趋势。不同退化程度高寒草甸土壤CO2释放速率呈明显的日变化特征,土壤CO2释放速率在14:00最高,在凌晨4:00最低,土壤CO2释放速率白天大于夜晚。不同退化程度下土壤CO2释放速率在一天中各时刻均表现为未退化轻度退化中度退化重度退化极度退化,土壤CO2释放速率日动态与5 cm土壤温度的日动态趋势一致;土壤温度和土壤湿度是影响高寒草甸土壤呼吸速率的重要因子,土壤呼吸双因素关系模型中b值变化范围为0.112~0.168,c值变化范围为1.166~3.119,拟合模型R2值变化为0.832~0.907,且呈极度退化重度退化中度退化轻度退化未退化的变化趋势,不同退化程度高寒草甸Q10值变化范围为2.775~3.424。     

高寒灌丛草甸生态系统CO2释放的初步研究

以金露梅(Potentilla fruticosa)灌丛草甸生态系统为对象,应用静态密闭箱-气相色谱法对高寒灌丛(GG)、丛内草甸(GC)和裸地(GL)的CO₂释放进行了初步研究。结果表明:GG、GC和GLCO₂的释放速率均呈明显的单峰型日变化进程,最大释放速率出现在15:00～17:00之间,最小值在7:00前后出现,白天释放速率大于夜晚;CO₂释放速率具有明显的季节性变化特征,生长期CO₂释放速率明显高于枯黄期,且均表现为正排放,8月为CO₂释放高峰期,释放速率GG>GC>GL(P<0.01);2003年6月30日至2004年2月28日,高寒灌丛植被-土壤系统CO₂释放量为3088.458±287.02g/m²,丛内草甸植被-土壤系统CO₂释放量为2239.685±183.68g/m²,其中基础土壤呼吸CO₂的释放量约为1346.748±176.24g/m²,分别占GG和GC释放量的43.61%和60.13%;CO₂释放速率的日变化主要受地表和5cm地温制约,而季节动态与5cm地温呈显著正相关关系(P<0.01)。     

东北松嫩草原碱茅群落的土壤呼吸同枯枝落叶分解释放CO2贡献量研究

应用静态气室法测定了碱茅群落的土壤呼吸和枯枝落叶分解释放CO2贡献量的季节动态,结果表明:①土壤呼吸的季节动态呈现单峰曲线,7月中旬达最大值11.4 gC/(m2@d);②土壤呼吸的季节变化与地上绿色体生物量季节动态同步;③土壤呼吸的季节动态同枯枝落叶分解速率的季节动态同步;④土壤呼吸量与0～10 cm的土壤层中的含水量显著正相关;⑤地表枯枝落叶层分解直接排放CO2量的季节动态呈现单峰曲线,7月中旬达最大值2.93 gC/(m2@d),有减缓土壤向大气排放CO2的作用;⑥枯枝落叶分解释放CO2量同现存地表枯枝落叶量显著正相关.     

黄土丘陵区不同植被类型下土壤与微生物C,N,P化学计量特征研究

对刺槐林、柠条林、酸桃-柠条混交林、撂荒地和耕地等植被类型的土壤微生物生物量及土壤碳（C）,氮（N）,磷（P）化学计量比的变化特征进行分析。结果表明：与耕地相比,在植被恢复中土壤及微生物C,N,P显著增加,表现为：刺槐林 >柠条林 >混交林 >撂荒地 >耕地,土壤微生物量碳（Microbial Biomass Carbon,MBC）,微生物量氮（Microbial Biomass Nitrogen,MBN）,微生物量磷（Microbial Biomass Phosphorus,MBP）含量变化较土壤C,N,P明显。微生物碳增幅62.78%~366.90%;微生物氮增幅85.48%~737.24%;微生物磷增幅67.83%~167.14%,土壤及微生物C,N,P随土层深度增加呈递减趋势。另外,土壤及微生物C,N,P的化学计量比值也受植被类型和土壤层次垂直分布的影响,表现为C/N为7.21~15.56,均值9.67;C/P为2.36~8.50,均值5.78;N/P为0.26~0.96,均值0.61,MBC/MBN比为5.14~54.34,均值9.36;MBC/MBP比为9.73~40.32,均值28.68;MBN/MBP比为0.19~4.96,均值3.35;且与土壤及微生物C,N,P间均呈显著相关。另外,土壤N/P及MBN/MBP偏低,而磷素含量充足,表明黄土丘陵区植被恢复主要受氮素营养限制。土壤及微生物C,N,P含量变化与植被类型和土壤层次垂直分布存在密切关系且植被恢复对土壤质量得到了极大的改良。     

EM制剂对牛粪中氨气释放及微生物含量的影响

试验旨在探讨微生态制剂EM对牛粪中氨气释放及微生物含量的影响。试验设0（对照组）、0．5％、1％和2％四个EM添加水平,将200g牛粪与不同比例EM制剂混匀后置于盖有胶塞的三角瓶中恒温培养5d,测定培养过程牛粪中氨气产生量及培养结束后培养体系中氨氮、全氮和常见微生物含量。结果表明,各处理组均未检测到氨气的产生;EM处理组氨氮含量明显降低,且全氮含量明显升高,其中2％EM处理组与对照组及0．5％EM处理组差异显著（P〈0．05）;此外,2％EM处理组大肠杆菌含量显著低于对照组（P〈0．05）,乳酸茵含量则显著高于对照组和0．5％EM处理组（P〈0．05）。试验显示,EM制剂能降低牛粪中氨氮浓度及氮损失,调节微生态环境,从而减少氨的释放,改善畜舍空气质量。     

青海果洛黄河源区高寒草甸CO2释放速率研究

以青海果洛黄河源区高寒退化草甸生态系统为对象,应用静态密闭箱-气相色谱法对高寒退化草甸生态系统CO₂释放进行了初步研究。结果表明:所选4种不同退化程度高寒草甸,即未退化草甸(A)、轻度退化草甸(B)、中度退化草甸(C)和重度退化草甸(D),其CO₂释放速率有明显的日变化特征,日最大排放速率在15:00-17:00左右出现,最低值出现于清晨7:00-9:00左右,释放白天大于夜晚;(2)CO₂释放速率具有明显的季节性变化特征,生长期CO₂释放速率明显高于枯黄期,8月为CO₂释放高峰期,1月或2月为CO₂释放低谷期;(3)CO₂释放速率的日变化主要受地表温度和5cm地温制约,季节动态与5cm地温呈显著正相关关系(P<0.01),本研究为进一步进行高寒退化草甸生态系统源江效应的准确估测提供科学依据。     

东祁连山灌-草群落交错带土壤呼吸动态及影响因子分析

为探究高寒灌-草交错带土壤呼吸动态及影响因素,应用LI-8100A土壤呼吸自动测定系统,对东祁连山典型灌丛-草地交错带土壤呼吸动态及土壤因子进行测定,分析呼吸速率与土壤因子的相互关系。结果表明,整个交错带内土壤呼吸速率的均值介于2.3~7.2 μmol/(m²·s),各样地间土壤呼吸速率大小顺序为珠芽蓼草甸中心(S₁)>草甸-金露梅灌丛交错区(MSC₁)>金露梅灌丛中心(S₂)>金露梅-杜鹃灌丛交错区(MSC₂)>杜鹃灌丛中心(S₃),S₁和MSC₁样地的土壤呼吸日变化呈单峰型,峰值出现在14:00,S₂、MSC₂、S₃样地峰型不明显,且日变幅较小,仅为0.3~1.1 μmol/(m²·s);交错带内土壤物理性质和养分储量呈明显的垂直分异规律,土壤呼吸速率与土壤温度、全磷储量呈极显著的正相关(P<0.01),与土壤含水量极显著负相关(P<0.01),与0~20 cm土壤有机碳储量呈显著负相关(P<0.05);拟合分析显示,土壤温度、含水量和全磷储量是土壤呼吸速率的主要限制因子,土壤呼吸与土壤温度拟合系数最高,可解释土壤呼吸空间变异的79.9%。     

甘南草地土壤微生物与理化特性

在甘肃省甘南州境内,土壤微生物呼吸强度在不同草地类型草地上由大到小的顺序：0~15 cm深度为沼泽化草甸>高寒灌丛草甸>高寒草甸>亚高寒草甸>山地草原,15~30 cm深度为沼泽化草甸>亚高寒草甸>山地草原>高寒灌丛草甸>高寒草甸,30~60 cm深度为沼泽化草甸>山地草原>亚高寒草甸>高寒草甸>高寒灌丛草甸;微生物碳在不同草地类型草地上由大到小的顺序：0~15 cm与15~30 cm深度均为沼泽化草甸>高寒灌丛草甸>高寒草甸>亚高寒草甸>山地草原,30~60 cm深度为沼泽化草甸>亚高寒草甸>高寒灌丛草甸>高寒草甸>山地草原。同一草地类型的土壤呼吸强度、微生物碳都在各自土壤深度下随深度增加而减小,代谢熵的变化趋势刚好相反,微生物商的变化趋势不明显。土壤呼吸强度、微生物碳均分别与土壤含水量、有机碳、全氮呈极显著正相关（P<0.01）,而代谢熵与之呈极显著负相关（P<0.01）,微生物商与含水量、全氮呈极显著正相关（P<0.01）,而与有机碳呈极显著负相关（P<0.01）。     

江河源区退化高寒草地土壤微生物与地上植被及土壤环境的关系

对青藏高原江河源区退化高寒草地土壤微生物与地上植被、土壤环境的相关性进行分析。结果表明,退化高寒草地植物多样性、物种组成、地上植被盖度、草地生产力的变化引起土壤微生物数量发生变化,土壤微生物特别是细菌生理类群受土壤环境因子影响较大。江河源区退化高寒草地土壤中非有益性微生物功能群处于增加趋势,限制了土壤养分供给和转化能力,不利于草地土壤肥力维持和提高,给受损高寒草地,特别是“黑土滩”退化草地的生态恢复带来困难。因此,在修复受损高寒草地生态系统时,不仅要恢复地上部分的植被,而且要恢复地下部分的土壤微生物群落,重建土壤微生物生态系统。     

海口城市草坪绿地土壤CO2通量时间变化及其环境解释——以海南师范大学南校区为例

利用LI-8100A土壤碳通量测量系统对热带城市草地土壤CO_2通量进行定点系统监测,阐明土壤CO_2通量时间变化特征及其对环境因子响应。结果表明,1)草坪绿地土壤CO_2通量日变化呈单峰曲线,最高值一般出现在09:00-16:00,不同月份、不同天气条件有所差异;土壤CO_2通量的日平均值6月份最大,为4.27μmol·(m~2·s)~(-1),12月份最小,为0.86μmol·(m~2·s)~(-1),年内变化趋势总体呈单峰曲线;2)草坪绿地土壤CO_2通量变化与气温、土壤温度呈显著的正相关关系(P0.05),而与土壤体积含水量之间的关系较为复杂,相关性不显著(P0.05)。3)较小强度降水对土壤CO_2通量变化影响较小,而强降雨对土壤CO_2通量变化产生明显的挤出作用。一次大的降水过程初期,随着降水量增加,土壤呼吸速率持续增大;而当土壤水分含量较高时,降雨则对土壤呼吸产生抑制作用。     

模拟践踏和降水对高寒草甸土壤物理特性和微生物数量的影响

为探讨牦牛和藏羊践踏对高寒草甸的影响分异,于甘肃天祝高寒草甸布设试验,研究了模拟践踏和降水对高寒草甸土壤物理特性和微生物数量的影响。研究结果表明,随着践踏强度和降水量的增大,0~10 cm土层土壤的紧实度和容重也随之增大,而土壤饱和导水率呈递减趋势。0~10 cm土层土壤呼吸速率随践踏强度的增大而降低,牦牛和藏羊重度践踏下的土壤呼吸速率较对照分别降低了37%和45%,而土壤呼吸速率随降水量的增加而显著增大(P<0.05)。随着践踏强度的增大,土壤表层的细菌菌落数呈现先增多后减少的趋势,而土壤中真菌和放线菌的菌落数均逐渐减少;三大类土壤微生物随降水量的增大均呈递增趋势;且随着土层的加深各微生物数量均呈递减趋势。10 cm以下土层土壤的物理性质受家畜践踏的影响不显著(P>0.05)。同一降水量下牦牛践踏对土壤的压实效应高于藏羊;藏羊践踏后土壤容重和紧实度较对照分别增加了20%和39%以上,牦牛践踏后的土壤容重和紧实度较对照增幅达23%和44%以上;且牦牛践踏下的土壤呼吸速率、饱和导水率、三大类微生物数量均小于同践踏强度下的藏羊处理。总体而言,随着家畜践踏强度和土壤含水量的增大,土壤物理性质和微生物数量受其影响越大;家畜的践踏对土壤物理特性的影响主要作用于0~10 cm土层,且牦牛对土壤的压实效应和对微生物分布的抑制作用均大于藏羊。     

翻耕短期内对草原土壤呼吸的影响

以呼伦贝尔草甸草原为研究对象,研究不同翻耕深度(10cm和20cm)对土壤呼吸的影响。结果表明:翻耕短期内明显加速土壤呼吸速率,且随着翻耕深度的增加而增加。在翻耕后15d内,翻耕10cm和翻耕20cm处理的土壤呼吸速率平均值分别为3.79μmol CO2/m2/s和4.78μmol CO2/m2/s,分别是天然草地的1.33和1.68倍,这种影响持续一段时间后趋于稳定。在翻耕30d后,不同处理的土壤呼吸速率间差距明显减小,天然草地、翻耕10cm和翻耕20cm处理的土壤呼吸速率,在翻耕后第30~47d内测定的平均值分别为2.23μmol CO2/m2/s、1.90μmol CO2/m2/s、2.14μmol CO2/m2/s。     

江河源区"黑土滩"退化草地特征、危害及治理思路探讨

从汀河源区“黑土滩”退化草地生物地球化学特征、生态和经济危害入手．对目前“黑土滩”退化草地治理的治理思路进行探讨。“黑土滩”退化草地治理不能仅仅局限于追求生态效果，应该看到“黑土滩”生态功能转型的作用。将江河源区按生态功能、经济功能划分为无干扰生态核心区和生态经济保障区。在生态经济保障区域推行“草地农业家庭牧场模式”。在极度退化不可自然恢复的“黑土滩”建植多年生人工草地，“变废为宝”使“黑土滩”成为高寒地区草地家畜草饲料补充基地。是实现生态建设和畜牧业经济发展双赢的对策。重视江河源区草地系统鼠害的威胁，实施“草地生态建设，防治鼠害先行”的策略是江河源区草地生态和经济建设的保障。强调国家向汀河源区持续性投资和持久性加强牧区人民的文化教育是我国江河源区生态和经济建设的重要保证。     

不同刈割频度对大针茅草原土壤呼吸及其土壤因子的影响

通过对大针茅草原土壤呼吸特性及影响因子的测定,研究3种不同刈割方式天然草地土壤呼吸特性及其影响因子,为典型草原刈割对碳收支研究提供基础理论依据。大针茅草原是亚洲中部草原亚区特有的一种草原类型。研究区设置在内蒙古锡林浩特市东部以大针茅建群的典型草原;在2009-2013年进行不同频度的刈割处理,一年两次、一年一次、两年一次(割一年休一年)、围封,在2013年8月采集测定土壤养分样品,在2013年生长季的6、7、8月进行土壤呼吸速率的测定及土壤微生物数量的测定。结果表明,围封处理下土壤含水量要高于其他刈割处理。6与8月时,围封处理下的细菌和微生物总数均显著高于刈割处理。不同频度刈割下群落的土壤呼吸速率有显著的差异,割一年休一年与围封处理显著高于其他刈割处理,且不同处理的土壤呼吸速率均在7月初为最低;土壤呼吸速率在内蒙古干旱半干旱地区与土壤含水量呈极显著正相关关系,受土壤含水量影响显著。结合生物多样性及生产利用的角度,割一年休一年为最合理的刈割频度。     

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。