高寒草甸根系分布特征及与土壤温湿度关系的研究

植被根系的分布特征是其适应和改变环境能力的体现,研究植被根系对草地生态系统的可持续发展有重要意义。本研究以怒江源区那曲流域不同海拔梯度的高寒草甸作为研究对象,采用微根管技术探讨根系的分布特征,并分析其与环境因子的关系。结果表明：高寒草甸根系对季节变化响应敏感,约有80%的根系分布在0～25 cm的土层,且分布较均匀,细根在土壤中所占比例随土壤深度增加而增大;进一步分析发现,海拔越高,根系越往土壤较浅层分布,特征参数呈现降低趋势。冗余分析表明,土壤温湿度呈正相关关系时,两者主要通过影响根径大于0.5 mm的根来影响根系参数;呈负相关关系时,根系在土壤表层对土壤温度的变化更为敏感。     

若尔盖高原典型草地灌丛化对植被特征和土壤养分的影响

本文以若尔盖高原高山绣线菊(Spiraea alpina)、管花忍冬(Lonicera tubuliflora)、高山柳(Salix cupularis)三类典型灌丛为研究对象,分析其林下灌丛斑块与邻近草地斑块植被特征和土壤养分差异。结果显示：相较于各自草地斑块,高山柳灌丛斑块内植被总盖度、生物量、丰富度指数、多样性指数、优势度指数均显著下降(P<0.05),土壤全量养分与速效养分含量上升;高山绣线菊灌丛斑块除丰富度指数外各项指数均上升,其中总盖度显著上升(P<0.05),土壤全量养分与速效钾含量均上升,而有效磷含量显著下降(P<0.05);管花忍冬灌丛斑块除丰富度指数外,其余植被特征指标均上升,且土壤全钾、全磷、碱解氮、有效磷、有机质含量同样上升,而土壤全氮与速效钾含量下降。本研究可为不同优势灌木的高寒草地灌丛化控制与利用提供参考。     

昭通南方草山退化及人工改造对土壤种子库的影响

土壤种子库在退化生态系统的恢复中发挥着重要作用。本研究选取了昭通南方草山的4类草地,采集土样后通过萌发实验揭示其土壤种子库特征。结果表明：4类样地的土壤样品中共萌发出45种植物,隶属于20科39属,种子库储量为3 087～18 553粒·m^-2,种子库密度随土层加深均在逐渐降低。与轻度放牧草地相比,过度放牧草地的土壤种子库密度下降,但物种数量和多样性增加;严重退化的稀草裸斑土地种子库密度则显著降低(P<0.05),物种数量和多样性减少;而人工改造后的草地种子库密度显著增高(P<0.05)、物种数量和多样性也达到最高。昭通南方草山种子库与地上植被的总相似性系数为0.22～0.45,过度放牧草地、稀草裸斑土地和人工改造草地种子库与地上植被的相似系数均高于轻度放牧草地。总之,昭通南方草山退化和人工改造对土壤种子库产生巨大影响,上述结果可为后期退化草地治理提供理论依据。     

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。     

放牧管理模式对高寒草甸生态系统有机碳、氮储量特征的影响

为探讨不同放牧管理模式高寒草甸生态系统有机碳、氮储量特征的变化,对青藏高原东缘禁牧(NG)、全生长季休牧(RG)、传统放牧(TG)和连续放牧(CG)4种放牧管理模式高寒草甸地上植被、地表凋落物、根系和土壤有机碳、氮储量进行测定和分析。结果表明,1)NG、RG和TG较CG显著提高了土壤、根系、植被和凋落物有机碳、氮储量。2)高寒草甸生态系统中,土壤有机碳储量所占比例最大(88.859%~98.242%),其次为根系(1.563%~8.742%),再次为植被(0.172%~1.430%),最小为凋落物(0.022%~0.969%);氮储量所占比例最大的是土壤(97.331%~99.633%),其次为根系(0.316%~2.071%),再次为植被(0.047%~0.442%),凋落物最小(0.003%~0.157%)。3)不同放牧管理模式土壤有机碳、氮储量具有明显的垂直分布特征,随土壤深度的增加土壤有机碳、氮储量明显降低。为期4年不同放牧模式仅对0~40 cm土层土壤有机碳、氮储量有影响。4)土壤有机碳、氮储量主要分布在0~40 cm土层,同时,放牧有使有机碳、氮向深层转移的趋势。5)NG、RG和TG显著提高了高寒草甸生态系统总有机碳、氮储量,而CG显著降低了总有机碳、氮储量,导致有机碳、氮的流失。禁牧和季节性休牧能有效增加青藏高原东缘高寒草甸生态系统有机碳、氮储量,实现碳、氮增汇的目的,是该区和类似区域草地放牧管理的重要模式。     

保护性耕作对黄土高原玉米-小麦-大豆轮作系统产量及表层土壤碳管理指数的影响

在陇东黄土高原雨养农业区,以传统耕作(t)为对照,研究了3种保护性耕作:耕作+秸秆覆盖(ts)、免耕(nt)、免耕+秸秆覆盖(nts)对玉米-大豆-小麦轮作系统产量和土壤全氮、全碳、有机碳,易氧化有机碳及碳库管理指数的影响。结果表明,从2001至2007年,10茬作物的总产量在ts、nts处理下分别比t提高3.63和1.62 t/hm²,而nt处理则比t处理显著降低2.48 t/hm²。7年后,t、ts、nt和nts处理表层土壤全氮含量分别提高15.4%,30.2%, 16.2%和49.5%。总有机碳含量相应提高2.5%,18.7%,11.7%和74.0%,易氧化有机碳含量在ts,nt和nts处理下分别比t处理提高16.0%,16.2%和38.1%;土壤碳氮比在t、ts、nt和nts处理下较之7年前分别降低了11.41%,8.54%,3.91%和2.72%,ts、nt和nts处理下碳库管理指数分别比t处理提高12.6%,20.1%和46.6%,说明秸秆覆盖+免耕均有利于提高该轮作系统中土壤有机碳含量并改善碳库质量。     

丝茅入侵对高羊茅根系及土壤性状的影响

针对南方地区丝茅(Imperata koenigii (Retz.) P. Beauv.)入侵对冷季型草坪造成严重危害的实践生产问题,通过模拟高羊茅(Festuca arundiacea L.)草坪建植时丝茅入侵形成的混生群落,连续测定群落中根长密度、根干重密度和根体积密度等根系性状指标,土壤容重、土壤含水量及pH等土壤性状指标,分析丝茅入侵对高羊茅草坪根系及土壤性状影响的动态变化。结果表明:丝茅入侵对高羊茅草坪根长密度、根干重密度和根体积密度均有极显著影响(P<0.01);丝茅入侵60 d起影响根长密度,90 d起影响根干重密度,150 d起影响根体积密度;侵入持续时间对高羊茅根系指标影响排序为根体积密度>根干重密度>根长密度;丝茅对草坪分层土壤的含水量、容重和pH均有极显著影响(P<0.01);入侵60 d起首先影响高羊茅根系主要分布的10~20 cm层的土壤性状,影响逐渐向上、向下扩展;持续时间对土壤性状的影响排序为土壤含水量>容重>pH;丝茅入侵使高羊茅根系分生和更新能力下降,使其根系分布土壤层的含水量降低、透气性变差、酸度增高,从而降低高羊茅根系活性与吸收能力,使其竞争力降低而逐渐退化。本试验结果将为草坪中丝茅的防治提供基础数据。     

放牧强度对羊草草原的影响

研究放牧强度对羊草草原植物群落组成、数量特征、生物量及土壤特性等的影响.结果表明,随着放牧强度的增加,羊草草原的植被盖度和生物量随之降低,优势羊草群落将逐渐被盐生植物所替代,群落结构趋于简化,物种向旱生化和盐生化演替.同时土壤容重、含水量、有机质和氮、磷、钾、钙、镁等营养元素含量亦随着放牧强度的增加而逐渐降低.春季过度放牧对土壤表层的水分、有机质和钙、镁等元素造成的损失最为严重.因此,制定科学的草原管理措施,特别是春季限制放牧等措施对于维持草原的可持续发展具有重要意义.     

不同放牧制度对荒漠草原表层土壤氮素空间异质性的影响

以荒漠草原不同放牧制度下表层土壤氮素含量为研究对象,采用GS+软件和地统计学分析方法对其空间异质性分布进行了研究.结果显示,划区轮牧区表层士壤碱解氮含量显著低于对照区和自由放牧区,土壤全氮含量没有发生显著性变化.样点间土壤氮素含量差异表明,表层土壤氮素含量存在空间异质性.划区轮牧使得土壤碱解氮含量和土壤全氮含量空间分布受随机因素影响大,自由放牧使土壤全氮含量空间分布受随机因素影响大,围封状态的对照区土壤碱解氮含量和土壤全氮含量空间分布几乎不受随机因素影响.划区轮牧能够减小土壤氮素空间分布的异质性,自由放牧导致表层土壤碱解氮含量空间差异较大.在划区轮牧区,土壤碱解氮含量和土壤全氮含量空间分布都比较均匀,呈片状分布,自由轮牧区土壤碱解氮整体呈破碎斑块分布.     

基于时空变异的旱地土壤有机碳高效采样策略研究

土壤有机碳(SOC)空间分布具有时序差异性,明确样点数量对不同时期SOC预测精度影响是制定高效采样策略的基础.选取3.93×104 km2江苏北部旱地作为案例区,运用普通克里金插值方法,分析样点数量对不同时期SOC空间预测精度的影响.结果表明:不同数量样点数据集下1980年苏北旱地SOC预测值与实测值的相关系数r和均方...