高寒植物吸收土壤氮策略研究进展

高寒草甸是青藏高原广泛分布的主要植被类型之一,约占青藏高原可利用草地的50%。深入研究该类生态系统的结构、功能,保护和建设本地区的生态环境,实现区域社会经济可持续发展,不仅对青藏高原本身、而且对全国的可持续发展有重大战略意义。本文主要综述了国内外对植物吸收不同形态氮的研究进展,旨在为青藏高原高寒草甸退化草地的植被恢复提供参考。     

Characterization of expandable layer silicates in humic‐ferralic cambisols (umbrept) derived from biotite and hornblende

Samples from a paired soil type (humic ferralic cambisol) derived from biotite schist (soil group 1) and amphibolite bedrock (soil group 2) were investigated mineralogically and chemically. Soil smectites and vermiculites were analyzed by using the improved n‐alkylammonium method (Lp correction and curve fitting). The soils of group 1 contain small smectite concentrations. The source mineral is a low charged biotite of the silt fraction (2—6 μm) with a mean layer charge of ξ = 0.58 mol per O₁₀(OH)₂. The soil smectite of the clay fraction (< 2 μm) has a mean layer charge of ξ = 0.48 mol per O₁₀(OH)₂ with nearly 100% tetrahedral substitution. The soils of group 2 contain high smectite concentrations. The total charge of these smectites varies between 0.38 and 0.43 mol per O₁₀(OH)₂. The mean value lies between 0.39 and 0.40 mol per O₁₀(OH)2; 20% of the total charge originates from octahedral substitution. Thus, the tetrahedral charge amounts to 0.32 mol per O₁₀(OH)₂. These amphibolite derived smectites have low K selectivity (K_G values of about 5 (mol/l)^—1/2) and do not show an illitization tendency. The soils of group 1 have an extremely high K selectivity (K_G values ≫ 180 (mol/l)^—1/2) when the K‐saturation is < 1.5% of CEC. The increase of K saturation up to 8—15% in the system ”︁natural soil solution versus solid soil” results in a K_G decrease to around 10 (mol/l)^—1/2. This trend can be interpreted as illitization of highly charged smectites with 100% tetrahedral substitution developing to K bearing 1.0 nm minerals.     

东祁连山高寒灌丛草地土壤微生物生理功能群的动态分布研究

通过对2005和2006年东祁连山杜鹃灌丛、高山柳灌丛和金露梅灌丛土壤微生物生理功能群的时空动态进行研究.结果表明,1)各微生物生理类群的季节变化趋势在2005与2006年存在差异;2)从土壤剖面层次来看,0～10 cm土层微生物生理功能群的数量大于10～20 cm土层;3)土壤微生物生理功能群的数量大小顺序为:硝化细...     

Microsite differences in fungal hyphal length, glomalin, and soil aggregate stability in semiarid Mediterranean steppes

Glomalin is a recently discovered glypoproteinaceous substance produced by arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) that plays an important role in structuring soil. We quantified soil fungal hyphal length and glomalin content at vegetated and open microsites in Stipa tenacissima steppes of SE Spain. Soils underneath the canopy of S. tenacissima had higher glomalin pools compared to open microsites. We also found significant differences between sites, suggesting the presence of landscape level heterogeneity in glomalin concentration. Soil fungal hyphal length also differed significantly among the sites, but there was no significant effect of microsite. Water-stable aggregates (1-2 mm diameter; WSA_1-2 mm), however, while differing among sites, did not vary as a function of microsite. Furthermore, WSA_1-2 mm was negatively correlated with glomalin fractions, as well as soil organic C. Carbonates were likely the major binding agents in these carbonate-rich (average carbonate content: 71%) soils, and not organic C (including glomalin). AMF-mediated stabilization of soil aggregates did not contribute to the formation and maintenance of fertile islands underneath the canopy of S. tenacissima.     

木里露天煤矿水土流失量预测及防治对策

对青藏高原高山草甸区建设露天煤矿和开采过程中可能造成新的水土流失数量及危害进行了预测,并探索采用点、线、面相结合,重点防治与全面预防相结合的办法,合理配置各项水土保持综合防治措施,最大限度控制煤炭开采所引发的新增水土流失,加强对草地资源的保护,促进区域经济可持续发展。     

不同有机/无机氮添加对草原土壤氮素分配和转化特征的影响

氮沉降增加已成为全球变化的重要现象之一,已显著影响草地土壤氮素循环。以内蒙古额尔古纳草甸草原为研究对象,进行了6年不同形式氮添加试验,设置无机氮和有机氮比例分别为：10∶0 （N₁）,7∶3 （N₂）,5∶5 （N₃）,3∶7 （N₄）,0∶10 （N₅）和对照处理0∶0 （CK）。通过土壤有机质物理分组及室内矿化培养的方法,从氮素形态、氮素组分及氮素潜在矿化三方面研究不同比例有机、无机氮添加对草原土壤氮素分配和转化特征的影响。结果表明,土壤全氮含量未受氮素添加形式的影响;氮添加显著提高了0~20 cm土层矿质氮含量,尤其是土壤硝态氮,其中N₄（无机氮∶有机氮=3∶7）混合氮肥处理下硝态氮含量增幅最大,较对照处理增加1332%。不同形式氮添加没有影响氮素在土壤颗粒态有机氮（轻组）及矿物结合态有机氮（重组）中的占比;N₁（无机氮∶有机氮=10∶0）处理显著提高了0~10 cm土层颗粒态有机氮（轻组）及0~20 cm土层矿物结合态有机氮（重组）中的氮素相对含量,较对照分别增加了91%和44%。氮添加增加了10~20 cm次表层土壤硝化速率的同时降低了氨化速率,但土壤净氮矿化速率不受氮添加形式的影响。因此,有机/无机氮添加比例变化对草原土壤氮素形态和周转的影响也更加复杂。     

短期氮素添加和模拟放牧对青藏高原高寒草甸生态系统呼吸的影响

氮沉降和放牧是影响草地碳循环过程的重要环境因子,但很少有研究探讨这些因子交互作用对生态系统呼吸的影响。在西藏高原高寒草甸地区开展了外源氮素添加与刈割模拟放牧实验,测定了其对植物生物量分配、土壤微生物碳氮和生态系统呼吸的影响。结果表明:氮素添加显著促进生态系统呼吸,而模拟放牧对其无显著影响,且降低了氮素添加的刺激作用。氮素添加通过提高微生物氮含量和土壤微生物代谢活性,促进植物地上生产,从而增加生态系统的碳排放;而模拟放牧降低了微生物碳含量,且降低了氮素添加的作用,促进根系的补偿性生长,降低了氮素添加对生态系统碳排放的刺激作用。这表明,放牧压力的存在会抑制氮沉降对高寒草甸生态系统碳排放的促进作用,同时外源氮输入也会缓解放牧压力对高寒草甸生态系统生产的负面影响。     

短花针茅荒漠草原土壤呼吸及其对施肥的响应

2011～2014年,在内蒙古短花针茅荒漠草原设置了氮、磷和氮磷配施等3种施肥处理以及单施氮肥的3个不同添加梯度处理,并以未施肥为对照,采用LI-8100土壤碳通量测量系统测定了各处理样地土壤呼吸速率季节变化,结合土壤养分、地下生物量和环境因子,分析了不同施肥处理下土壤呼吸的变化规律及其与各影响因子之间的关系。结果表明:1)土壤呼吸季节变化规律不受施肥的影响,呈单峰型,最高值出现在每年8月。2)土壤呼吸与气温和降雨量呈指数相关关系,其年际变化受降雨量的影响较大。3)单施N肥、单施P肥和NP配施均促进生长季土壤呼吸,但其作用程度受降雨量多少而不同,降雨量越高对土壤呼吸的影响越明显。4)随着N肥添加量的增加,土壤呼吸速率呈增强趋势,但土壤呼吸与环境因子间的相关性减弱;单施P处理生长季平均土壤呼吸速率最高,NP配施处理稍低,二者随气温和降雨量的变化幅度大于单施N肥处理。     

西藏高寒牧区燕麦作物系数的推求及验证

运用FAO-56推荐的单作物系数法和双作物系数法推求充分灌溉条件下西藏高寒牧区燕麦的作物系数,并通过灌溉试验数据验证所求作物系数的可靠性以及这2种方法在海拔4 000m以上地区的适用性。结果表明,基于单作物系数法,2011年和2012年作物系数Kcini、Kcmid、Kcend分别为1.06、1.18、0.28和1.09、1.17、0.28。2011年和2012年双作物系数法与单作物系数法计算的ETc拟合相关系数分别为0.743和0.894。理论计算的作物需水量与实测值接近,该2种作物系数法均适用于西藏高寒牧区。     

草原红牛微卫星DNA多态性的研究

为了更好地培育和改良肉用草原红牛，利用草原红牛、夏洛莱牛、西门塔尔牛、利木赞牛、蒙古牛基因组DNA，用8对微卫星引物进行PCR扩增，并将扩增产物置于1．5％琼脂糖电泳进行观察，如有所需的带则转入8％聚丙烯酰胺变性凝胶(PAGE)中电泳分离，绘制指纹图谱。结果表明微卫星标记方法是一种理想的研究方法。