藏北高寒草地土壤磷脂脂肪酸指纹特征及其与土壤化学性质的关系

微生物是土壤的重要组成部分,反映了土壤的生物活性,同时也是土壤有机质和养分转化与循环的动力。高寒草地是藏北高原分布面积最大的生态系统类型,不仅是亚洲中部高寒环境中最为典型的自然生态系统之一,而且在世界高寒地区亦具有代表性。为了解藏北不同类型高寒草地土壤微生物群落结构特征,比较了藏北5种高寒草地(高寒草甸、高寒草原、高寒草甸草原、高寒荒漠草原和高寒荒漠)的土壤磷脂脂肪酸(PLFA)指纹特征,并进一步分析其与土壤有机碳、总氮等土壤化学性质的关系。藏北5种高寒草地土壤PLFA中16:0和18:1w9c含量高,土壤PLFA主要包括直链饱和脂肪酸、直链单不饱和脂肪酸、支链饱和脂肪酸和环丙烷脂肪酸,其中直链单不饱和脂肪酸(27.77%~36.66%)和支链饱和脂肪酸(30.15%~36.61%)占比较高,环丙烷脂肪酸(3.48%~10.16%)仅占较少部分。高寒草甸土壤总PLFA含量、细菌、真菌、放线菌、革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌PLFA含量最高,其含量分别是其他4种草地类型土壤的2.00~6.45,2.01~8.88,1.82~3.52,1.61~5.37,2.01~9.17和2.06~10.94倍。大部分PLFA分子集中于高寒草甸、高寒草原和高寒草甸草原土壤中,另外两种高寒草地土壤仅含少量微生物;土壤微生物在5种类型草地中的样点基本分散,而在每种类型草地样点中基本集中,表明微生物群落结构在不同草地类型土壤中存在明显差异,而在同一类型草地土壤中相近。土壤总PLFA,细菌、真菌、放线菌、革兰氏阴性细菌和革兰氏阳性细菌PLFA含量与土壤有机碳、总氮、铵态氮和硝态氮之间存在极显著相关性(P0.01),表明土壤碳、氮含量与土壤微生物间存在极为显著的相互刺激关系。该研究通过量化藏北不同类型高寒草地土壤的PLFA指纹特征,并分析其与土壤化学性质的关系,为进一步研究高寒草地生态系统土壤微生物群落结构特征提供理论依据。     

三江源国家公园不同草地土壤微生物功能基因的差异性分析

土壤微生物在陆地生物地球化学循环过程中起着非常重要的作用。为了探索青藏高原高寒草地类型地上植被特性和地下土壤环境与土壤微生物功能基因之间关系,以三江源国家公园高寒草原、高寒沼泽化草甸及高寒草甸3种典型草地类型为研究对象,利用基因芯片(GeoChip 5.0)技术测定其微生物功能基因丰度,并分析它们之间的差异及影响因素。结果表明:(1)3种草地类型地上群落结构和地下土壤环境存在差异性,其中高寒草原物种多样性指数、pH值较高,沼泽化草甸中土壤含水量、微生物量碳、地上生物量、土壤速效氮含量较高,高寒草甸中则是土壤微生物量氮含量较高;(2)3种高寒草地类型的碳循环、氮循环、磷循环、有机修复的土壤微生物功能基因丰度存在显著差异,其中这些功能基因的丰度在高寒沼泽化草甸最高,高寒草甸、高寒草原次之;(3)地上植物物种多样性虽对功能基因丰度变化的解释率(r2)在57.1%-61.2%之间,但统计学上不显著(P>0.05),而微生物基因丰度随地上生物量的增加而增加,且解释率(r2)为77.5%-80.0%(P<0.05)。在pH、土壤含水量、土壤微生物量等地下土壤环境因子中,pH对功能基因丰度存在显著影响(P<0.01)解释率在83.4%-87.5%间,且土壤微生物功能基因丰度随土壤pH的增加而降低;土壤含水量、土壤微生物量对土壤微生物功能基因丰度的解释率分别为81.9%-83.1%(P<0.05)和76.8%-86.2%(P<0.05),微生物功能基因丰度随这两者含量的增加呈上升趋势。进一步运用RDA分析发现,pH、土壤微生物量、地上生物量是影响微生物功能基因丰度的主要因子,其中土壤微生物量是土壤有机质的重要组成部分,土壤有机质又是通过地上植被凋落物沉积所得到的。因此,地上植被特性的自上而下控制因子影响了土壤环境中自下而上的控制因子,间接的影响了微生物功能基因丰度。由此得出,地上植被特性和地下土壤环境因子共同作用控制了微生物功能基因丰度使其出现差异性。     

祁连山中部土壤颗粒组分有机质碳含量及其与海拔和植被的关系

调查分析了祁连山中段不同海拔土壤颗粒有机碳及其与植被的关系.结果显示,土壤颗粒组分比例在0～15 cm和15～35cm土层随海拔升高而呈现下降趋势(P>0.2);土壤颗粒有机碳比例在0～15 cm土层随海拔升高也呈现下降趋势(P≤0.001).土壤颗粒组分比例0～15 cm土层在阴坡3 000 m～3 500 m、15～35 cm土层在阴坡3 200 m和3 500 m及半阴坡2 200和2 800 m处较高;土壤颗粒有机碳比例0～15 cm土层在阴坡3 000 m和3 200 m、半阴坡2 200 m和2 800 m,以及15～35 cm土层在阴坡3 200 m和3 500 m、阳坡3 300 m和3 500 m处较高(P<0.05).土壤颗粒有机碳和颗粒组分碳含量随海拔升高变化不显著(P<0.9).土壤颗粒有机碳含量0～15cm土层在阴坡3 000 m～3 500 m、15～35 cm土层在阴坡3 000 m～3 500 m及阳坡3 300m处较高;土壤颗粒组分碳含量0～15 cm土层在阴坡3 000 m～3 400 m和阳坡3 300 m,以及15～35 cm土层在阴坡3 200 m和3 400 m及阳坡3 300 m处较高.土壤颗粒组分比例0～15 cm土层在森林和灌丛草甸中较高;15～35 cm土层在森林、灌丛草甸和干旱草原中较高(P<0.05).土壤颗粒有机碳比例0～15 cm土层在荒漠草原和干旱草原,以及15～30 cm土层在森林和灌丛草甸中较高(P<0.05).土壤颗粒组分碳含量0～15 cm和15～35 cm土层在森林和灌丛草甸中较高(P<0.05).土壤颗粒有机碳含量0～15cm和15～35cm土层在森林中最高(P<0.05).土壤颗粒组分碳含量和颗粒有机碳含量与土壤有机碳含量有显著的正相关性(P<0.001),土壤颗粒有机碳含量与颗粒组分碳含量也有显著的正相关性(P<0.001),土壤颗粒组分比例与有机碳含量相关性不显著(P=0.15),土壤颗粒有机碳含量与颗粒组分比例有显著正相关性(P<0.005).结果说明祁连山中部北坡土壤有机碳稳定性受植被和海拔共同影响,荒漠草原和干旱草原表层土壤有机碳稳定性较低,森林和灌丛草甸土壤中非保护性碳含量较高.     

不同封育年限荒漠草原土壤有机碳矿化及温度敏感性

为了解宁夏荒漠草原土壤有机碳矿化对气候变化和封育禁牧措施的响应,该研究选取未封育(FY0)、封育5年(FY5)、9年(FY9)和12年(FY12)的荒漠草原为研究对象,采用室内培养碱液吸收法,分别在5、15、25和35℃条件下对不同封育年限的荒漠草原0—20 cm土壤进行76 d的培养,探讨了不同温度条件下各封育年限荒漠草原土壤有机碳的矿化动态及其温度敏感性(Q_(10))。结果表明:不同封育年限荒漠草原土壤有机碳矿化速率在不同温度条件下随培养时间的增加变化趋势基本相同,均在活跃期(0—13 d)迅速达到峰值,随后急剧下降,至惰性期(14—76 d)趋于平稳;不同温度条件下,荒漠草原土壤有机碳累积矿化量随封育年限延长的变化趋势不尽相同,在5℃和35℃培养条件下以封育9年的荒漠草原最高,分别为5.875 mg·g-1和7.587 mg·g~(-1)(P0.05),15℃和25℃培养条件下各封育年限荒漠草原之间差异不显著;一级动力学方程可较好地拟合不同封育年限荒漠草原土壤有机碳矿化特征,其潜在矿化量在不同培养温度下的变化范围为4.105—8.834mg·g~(-1),以封育5年的荒漠草原25℃处理条件下土壤有机碳潜在矿化量最大;随培养温度的增加,不同封育年限荒漠草原土壤有机碳累积矿化量总体呈波动性变化;未封育荒漠草原土壤有机碳矿化对温度的变化最为敏感,温度敏感性系数Q_(10)值为1.998,显著高于其他封育年限荒漠草原(P0.05)。综上,禁牧封育可改变荒漠草原土壤有机碳的矿化动态,并减弱其对温度变化的敏感性,从土壤碳蓄积的角度考虑,宁夏荒漠草原以封育9年以上为宜。     

不同干扰方式对内蒙古典型草原土壤有机碳和全氮的影响

为准确把握草原生态保护与修复工程的实施效果,并为北方草地生态保护和优化管理提供有效的科学支持,选择内蒙古典型草原退牧还草工程区为研究对象,采用野外成对取样(围栏内-围栏外)与室内分析相结合的方法,研究了休牧、补播和自由放牧3种人为干扰方式对土壤容重、含水量、有机碳和全氮含量的影响。结果表明:在0~30 cm土层,随深度的增加,不同干扰方式对各指标的影响不同,但总体上草原土壤含水量、有机碳和全氮含量表现为补播﹥休牧﹥自由放牧(P0.05);土壤容重为自由放牧休牧补播(P0.05)。随土层深度增加,除土壤容重无显著变化外(P0.05),土壤有机碳和全氮含量均呈现显著下降(P0.05);土壤含水量则相反,其中,补播处理降幅最小,自由放牧处理降幅最大。0~30 cm各土层土壤容重与土壤含水量、土壤有机碳和全氮含量都成极显著负相关关系(P0.000 1),而土壤含水量、有机碳和全氮3项指标间相互成显著正相关关系(P0.000 1)。综上所述,不同干扰方式对草地土壤理化性状有明显影响,自由放牧加速了草地土壤有机碳和全氮的损失,而补播和休牧对遏制草地退化、恢复草地功能起到了积极的作用。     

内蒙古不同草地类型隐子草种群对放牧强度的响应

放牧胁迫使隐子草(Cleistogenes)种群成为退化草地的优势种,而继续加重放牧致使隐子草逐步衰退。由于在退化过程中隐子草作为退化指示种和重度退化的过渡种其种群格局将发生变化,故以内蒙古草甸草原、典型草原、荒漠草原为研究对象,设置轻度、中度、重度以及对照样地4个放牧强度,经过5年的连续野外试验和研究,对隐子草在不同放牧强度下的变化趋势进行分析,以期为草地管理提供理论基础。研究结果表明,(1)无论是草甸草原还是典型草原、荒漠草原,退化草地指示种隐子草都呈现明显的随放牧强度增加而先增加后减少的趋势,只是不同草地类型对于年度以及峰值出现的情况是有差异的。(2)草甸草原和典型草原都是以中度放牧强度显著最高,而荒漠草原只在降水相对较高的2008年以中度放牧最高,在降水较少的2006年、2007年则以轻度放牧显著最高。(3)不同草地类型双因素方差分析结果表明只在典型草原中,年度因素对无芒隐子草(Cleistogenes songorica)有显著影响。草地类型和放牧对隐子草有显著影响(P0.01),且草地类型、放牧和年度的两两交互作用对隐子草的影响显著(P0.01)。     

海南尖峰岭热带山地雨林土壤有机碳储量和垂直分布特征

2016-2018年连续3年研究了海南尖峰岭热带山地雨林(香蒲桃天然林Syzygium odoratum、南亚松天然林Pinus latteri、桉树人工林Eucalyptus robusta和橡胶人工林Hevea brasiliensis)土壤有机碳储量和垂直分布特征,为该区域山地土壤碳库储量的准确预测提供参考依据。结果表明,(1)在垂直方向,不同年份热带山地雨林土壤有机碳含量均随着土层深度的增加而逐渐降低,表现出明显的"表聚性",其中表层随着年份的增加其增加趋势较为明显,深层有机碳含量随年份的变化不明显。此外,2016-2018年不同土层深度热带山地雨林土壤有机碳含量均表现为香蒲桃天然林和南亚松天然林显著高于桉树人工林和橡胶人工林。(2)垂直方向土壤有机碳储量与土壤有机碳呈一致的变化规律,2016-2018年热带山地雨林土壤活性有机碳均随着土层深度的增加而逐渐降低,表现出明显的"表聚性",其中表层增加趋势较为明显,深层土壤活性有机碳随年份的变化不明显,不同年份土壤活性有机碳含量差异不显著(P0.05)。此外,2016-2018年不同土层深度热带山地雨林土壤活性有机碳均表现为香蒲桃天然林和南亚松天然林显著高于桉树人工林和橡胶人工林。(3)土壤有机碳和活性有机碳与pH值和砂粒含量呈显著的负相关关系(P0.05),与电导率、黏粉粒含量、全氮呈显著的正相关关系(P0.05),与全磷含量没有显著的相关性(P0.05),其中与全氮的相关系数最大,土壤活性有机碳的相关系数高于土壤有机碳。(4)交互分析结果表明:土壤深度和林型对土壤有机碳和活性有机碳具有显著的影响,其中林型和土层深度对有机碳含量具有显著的影响(P0.05);林型对有机碳储量具有显著的影响(P0.05);林型、土层深度、林型×土层深度对土壤活性有机碳具有显著的影响(P0.01)。研究表明,土壤活性有机碳对林型和土层深度的响应较为敏感,而林型和土层深度海南尖峰岭热带山地雨林土壤有机碳储量起着决定性作用。     

海南岛天然草地有机碳分布格局及碳储量估算

海南岛草地在全球碳循环中具有重要作用,但该区域的草地碳储量尚不明确。以海南岛主要的3种草地类型(低地盐化草甸、热性灌草丛、热性草丛)为研究对象,共设置26个1 hm2的大样地,采用收获法收集地上活体植物、凋落物样品,采用根钻和土钻分7层分别采集地下生物量和土壤样品,经室内样品测定,分析草地的地上活体、凋落物、根系生物量以及各生物量和土壤的碳密度,并结合海南岛草地分布图,研究海南岛草地的碳密度分布格局及碳储量现状。结果表明:3种草地类型地上活体、土壤及生态系统碳密度表现为热性灌草丛热性草丛低地盐化草甸;凋落物、根系碳密度表现为热性草丛热性灌草丛低地盐化草甸,其中,低地盐化草甸的土壤有机碳密度和生态系统碳密度显著低于其他两类草地(P0.05),3类草地其他指标差异不显著。植被碳密度为407.8-478.7 g·m~(-2),占生态系统碳密度的9.5%-13.2%,土壤有机碳密度对生态系统碳密度的贡献最大,为2694.8-4539.3 g·m~(-2),占86.9%-90.5%。估算海南岛2 333 km2草地面积的碳储量约为11.4 Tg。     

内蒙古草地生产力及载畜量变化分析

草地生产力和载畜量历来是草地生态系统研究的热点问题,但多年来的研究成果却未能有效地揭示草畜供求关系。以内蒙古3个植被类型(草甸草原、典型草原、荒漠草原)为研究对象,基于MODIS遥感数据,应用光能利用率模型(CASA模型)和连续3年(2011—2013年)大量成对(围栏和放牧)的野外样地调查数据,分析了不同类型草地净初级生产力(NPP)、牧草利用率及超载情况。结果表明:(1)2011—2013年内蒙古草甸草原、典型草原、荒漠草原NPP平均值分别为122、116.2和39.3 g?m~(-2)?a~(-1);(2)2011—2013年内蒙古草甸草原、典型草原、荒漠草原利用率分别为41.28%、40.38%、38.05%;(3)2011年3种类型草地均过度放牧,超载率分别为43.59%、44.95%和75.92%,2012年草甸草原和荒漠草原过度放牧,超载率为1.21%、57.53%,2013年荒漠草原过度放牧,超载率为57.38%,而2012年典型草原,2013年草甸草原和典型草原与理论载畜量相比尚有127.4、1 158.82、392.33万羊单位潜力,可持续放牧。因此,在内蒙古草原牧场放牧管理时,应结合不同类型草地和降水条件,在荒漠草原及干旱年份适当减少载畜量从而实现草畜动态平衡。研究结果可为草地放牧管理决策提供参考依据。     

青藏高原表土有机碳、全氮含量分布及其影响因素

青藏高原土壤生态系统碳氮库容量巨大,其有机碳库、全氮库及碳氮排放,对大气中CO2、CH4、N2O等温室气体浓度影响较大,进而影响全球气候变化。为揭示青藏高原地区不同植被类型、不同海拔的表土碳氮元素含量分布及其影响因素,于2013年7—8月在青藏高原公路沿线设置75个采样点,采集表土,并根据采样点植被覆盖情况将其划分为高寒草甸、高山草原、荒漠、灌丛、林地和盐碱地等6种类型。对青藏高原6种类型表土有机碳、全氮含量进行了测定,采用最小显著差异法比较了不同植被类型表土有机碳、全氮含量及碳氮比值差异的显著性,并通过Pearson相关和逐步回归分析方法对其影响因素进行了探讨。结果表明:青藏高原不同植被类型表土有机碳和全氮含量具有一定差异,其中以高寒草甸表土有机碳、全氮质量分数最高,平均质量分数分别为42.82 g?kg~(-1)、3.08 g?kg~(-1),荒漠最低,平均质量分数分别为1.38 g?kg~(-1)、0.23 g?kg~(-1)。就碳氮比值而言,除林地个别样点碳氮比值高于25.00以外,其他植被类型土壤碳氮比值均分布在4.00~25.00范围内,且研究区土壤碳氮比平均值均高于中国土壤碳氮比的平均水平。由逐步回归分析可知,青藏高原土壤碳氮含量受多种环境因子的协同影响,环境因子对土壤有机碳的重要性排序为土壤碱度pH值黏粒含量,影响土壤全氮的环境因子重要性排序为土壤碱度黏粒含量pH值,影响土壤碳氮比值的环境因子主要为月均气温。     

藏北3种高寒草地植物根系碳氮磷密度的非生长季和生长季差异

根系碳(C)氮(N)磷(P)密度影响植物与土壤间碳氮磷养分的循环过程,从而影响生态系统的地球化学循环。以申扎县高寒草原、高寒草甸草原和高寒草甸3种草地为对象,探究非生长季(4月)和生长季(8月)3种高寒草地根系C、N、P密度的分布规律及其差异。结果表明,(1)3种草地根系C、N、P密度在两个时期均呈现"T"字型空间分布,即3种草地根系C、N、P密度均随着土壤深度的增加而降低,且整体上高寒草甸的养分密度显著高于其他两种草地。3种草地根系C、N、P密度范围分别为57.287—1 130.753、1.457—38.243、0.090—3.217 g·m~(-2)。(2)3种草地的C、N、P密度具有显著的季节差异。生长季,高寒草原总地下C、N密度显著高于非生长季,分别高出非生长季47.822%和60.910%,而总地下P密度无显著差异;而生长季高寒草甸草原总的和每层的地下C、N、P密度显著低于非生长季。高寒草甸总地下C、N、P密度表现为生长季高于非生长季。高寒草原和高寒草甸增加的养分密度集中在0—10 cm深度。高寒草甸、高寒草原及高寒草甸草原的物种组成不同,土壤养分含量差异及土壤水分状况的不同可能是导致3种草地根系养分密度差异的原因。本研究可以为高寒草地根系养分密度季节变化提供基础资料,进一步认识草地根系在养分循环中的作用提供理论支持。     

不同恢复年限人工草地土壤碳氮磷含量及其生态化学计量特征

应用对比分析和空间代替时间的方法,以黄土高原丘陵沟壑区罗玉沟流域不同恢复年限的人工草地土壤为研究对象,分析土壤碳氮磷含量及其生态化学计量特征的变化,探讨它们与土壤理化性质之间的关系.结果表明,随着恢复年限的增加,人工草地土壤有机碳、全氮和全磷含量均增加,恢复至8年以后有机碳含量保持平稳.人工草地土壤C/N呈先增后减的趋势,变化范围为10.66-13.62,与全国土壤C/N平均水平持平;土壤C/P和N/P呈先增后减再增的趋势,变化范围分别为9.19-13.18和0.82-1.17,均低于全国水平.土壤有机碳、全氮和全磷与土壤含水率、容重、孔隙度和p H值之间呈显著的相关关系(P 0.01),土壤有机碳、全氮和全磷含量间具有显著的正相关性(P 0.01). C/N与全氮含量存在显著负相关关系,与有机碳含量不存在相关性,说明C/N受氮素影响较大;C/P与有机碳含量呈显著正相关(P 0.01),与全磷含量不相关,则说明C/P主要受碳素限制;而N/P与全氮、全磷含量均达到显著正相关(P 0.01),说明N/P由氮素、磷素共同决定.由此可知,氮和磷是该地区主要的限制营养元素;本研究结果可为当地通过合理利用草地恢复方式改善土壤质量和维护草地健康提供理论参考.     

大兴安岭不同森林群落植被多样性对土壤有机碳密度的影响

区域碳循环是全球变化研究中的核心内容,大兴安岭森林生态系统是对全球温度变化最敏感的植被类型之一,其植被多样性对土壤有机碳密度和碳循环具有重要影响,深入理解该区土壤有机碳密度分布特征对于未来区域生态环境的可持续发展具有重要的科学意义。采用野外调查和室内测试分析相结合的手段,研究了大兴安岭4种主要森林类型(针叶混交林、针阔混交林、阔叶混交林、落叶林)的植被多样性和土壤有机碳密度分布特征,并采用多因素方差分析确定植被类型和土层深度对土壤有机碳密度的交叉影响。结果表明,大兴安岭4种林型Margalef丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数和Mclntosh均匀度指数表现为落叶林针阔混交林阔叶混交林针叶混交林;Simpson优势度指数则表现为针叶混交林阔叶混交林针阔混交林落叶林;Cody指数表现为落叶林针阔混交林针阔混交林针叶混交林;Sorenson指数表现为针叶混交林阔叶混交林针阔混交林落叶林。土壤有机碳含量和有机碳密度均呈一致的变化规律,其中以表层土壤最高,随土壤深度的增加逐渐降低;随剖面深度的增加,土壤有机碳密度逐渐降低,以表层土壤(0~20 cm)有机碳密度最高,针叶混交林、针阔混交林、阔叶混交林、落叶林土壤有机碳密度分别占土壤剖面总有机碳密度的35.24%、31.61%、31.70%、32.39%。相关性分析表明,4种林型Margalef丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数、Cody指数和Sorenson指数与有机碳含量和有机碳密度呈显著或极显著的正相关;从相关系数绝对值来看,多样性指数与有机碳含量的相关系数高于有机碳密度的相关系数。双因素分析表明,林型对有机碳含量和有机碳密度具有显著的影响(P0.05),林型×深度的交互作用对有机碳含量具有显著的影响(P0.05);林型和林型×深度的交互作用对Margalef丰富度指数和Shannon-Wiener多样性指数具有显著的影响(P0.05);林型对Cody指数和Sorenson指数具有显著的影响(P0.05)。综合分析表明,大兴安岭林型和土壤深度对土壤有机碳密度的影响存在一定的交互作用。     

农牧交错带草地植被土壤氮磷比季节动态及相关分析

近年来,典型草原面临严重的退化和沙化,草地生产力低下。了解典型草原植被土壤养分季节动态,尤其是植被土壤N:P的季节变化,有助于指示植被缺素状态。因此,以北方农牧交错带典型草原为研究对象,探讨植物-土壤N:P比季节变化,并分析植物土壤N:P比之间的关系,调查草地群落地上生物量的月动态变化,为合理利用与科学管理草原提供理论依据。结果表明,随着生长季温度的升高和降雨量的增加,草地植物群落地上生物量也不断增加,在8月份达到峰值后开始下降。植物N、P质量分数随生长季的推进而显著降低(P0.01),且与月份呈极显著负相关(P0.01),而N:P与月份呈极显著正相关(P0.01)。土壤N、P质量分数和N:P的变化情况与植物相似,表现为土壤总N、P质量分数随生长季的推进而显著降低(P0.01),且与月份呈极显著负相关(P0.01),而总N:P与月份呈极显著正相关(P=0.0008)。就土壤有效N、P质量分数和N:P的动态变化来看,土壤有效N质量分数随生长季的推进显著下降(P0.01),而有效P也具有下降趋势,但差异不显著(P0.05);但有效N、P质量分数及其N:P均与月份呈极显著负相关(P0.01)。植物N:P与土壤总N:P呈显著正相关关系(r~2=0.42,P=0.026),而与土壤有效N:P呈极显著负相关关系(r~2=0.62,P0.01),且与有效N:P的相关性更高。综上所述,土壤总N:P和有效N:P均可反映植物N:P的情况,土壤有效N:P能更好地反映植物的缺素状态。     

锡林河流域草原生物量对环境因子的响应

锡林河流域是内蒙古典型草原最具代表性的区域,了解植被群落生物量特征及其与环境因子的关系,对于合理利用草地资源,科学制定合理的放牧政策具有重要的指导意义。以锡林河流域草原为研究对象,基于样方调查和实验数据,运用相关分析、通径分析、决策系数分析研究了环境因子对地上生物量、地下生物量以及根冠比的直接与间接影响。结果表明,(1)流域地上生物量、地下生物量、根冠比均值分别为117.60 g?m~(-2)、1 548.69 g?m~(-2)、14.55;变异系数均在50%左右,属于中等变异程度。(2)影响草地地上生物量、地下生物量以及根冠比的环境因子不尽相同,相关分析表明,地上生物量与海拔、生长季降水、生长季平均气温具有显著相关关系(P0.05);地下生物量与海拔、生长季降水、生长季平均气温、年均温、0℃积温、有机碳含量、全氮含量、饱和含水率、田间持水率、干容重呈显著相关关系(P0.05);根冠比与土壤有机碳与全氮含量、0~10 cm层土壤饱和含水率和田间持水率均达到显著相关水平(P0.05)。(3)海拔和4—7月降水对地上生物量具有间接影响,而4—7月平均气温则对其具有直接影响,4—7月平均气温为主要决策变量。(4)4—7月降水量、年平均气温、土壤有机碳含量对地下生物量主要产生直接影响,是控制地下生物量的主要环境因子。     

高原鼠兔不同干扰强度对高山嵩草草甸土壤有机碳和全氮含量及其贮量的影响

利用高原鼠兔(Ochotona curzoniae)有效洞口数密度划分高原鼠兔干扰强度的方法,研究不同高原鼠兔干扰强度对高山嵩草(Kobresia pygmaea)草甸土壤有机碳和全氮含量及其贮量的影响,以期阐明高原鼠兔对土壤养分供给能力的影响.结果表明,随高原鼠兔干扰强度增加,高山嵩草草甸土壤有机碳和全氮含量以及其贮量均表现为先增加后降低的变化趋势,在干扰强度Ⅱ时最大(对应的有效洞口数密度为224个/hm2)(P<0.01).高原鼠兔干扰条件下,0-10 cm土层的有机碳和全氮含量显著大于10-20 cm土层的有机碳和全氮含量(P<0.01),而有机碳和全氮贮量在0-10cm和10-20 cm土层间差异不显著.因此,从高山嵩草草甸土壤养分调控角度看,适量的高原鼠兔干扰能够提高高山嵩草草甸土壤有机碳和全氮的固持潜力.     

封育方式对荒漠草原群落特征及土壤理化性质的影响

近年来中国大部分草地正发生不同程度退化,如何恢复退化草地已成为亟待解决的环境问题。围栏封育作为西北地区退化草地的主要恢复措施之一,其生态过程一直是生态学者的研究重点。为研究不同封育方式对退化荒漠草原生态系统的影响,以宁夏荒漠草原11年和22年完全封育、11年生长季封育、和自由放牧草地为研究对象,采用野外样方法和室内分析相结合的方法,分析研究其植被群落特征及土壤理化性质变化。研究结果表明:(1)封育能增加群落地上生物量和Shannon-wiener多样性指数,并增强群落稳定性,但不能显著改善群落Simpson指数(P0.05),并降低了群落丰富度指数R;(2)22—24年完全封育草地多年生植物及总地上生物量显著低于(P0.05),且其Shannon-wiener和Simpson指数低于11—13年的生长季封育草地,2014及2015年一年生、多年生植物及总地上生物量均高于2013年;(3)群落的各α多样性指数与稳定性指数的关系较复杂,两者之间相关性不显著(P0.05);(4)封育能显著增加(P0.05)土壤有机质、全氮、全磷等物质含量,但降低了土壤含水量。该研究指出封育年限及管理方式是影响群落结构和土壤性状的主要因素,研究结果可为干旱、半干旱草原地区植被恢复及可持续经营与管理理论提供支持与指导。     

华南典型侵蚀区土壤有机碳流失机制模拟研究

土壤侵蚀条件下的碳流失问题是目前全球碳循环研究中的新点,也是土壤侵蚀基础性研究中的弱点。目前对于土壤侵蚀的研究多侧重于侵蚀造成养分流失及土地退化方面,关于土壤侵蚀对碳循环的影响研究较少。针对华南红壤侵蚀区的碳流失问题,采用室内人工模拟降雨的方法,探讨了华南典型侵蚀区两种土壤类型(林地、弃耕荒地)的有机碳流失过程,主要取得以下一些成果,(1)土壤有机碳的流失主要以侵蚀泥沙为载体,两种土壤(林地、弃耕荒地)坡面的泥沙有机碳含量均表现出随降雨历时逐渐减小的趋势,但雨强和坡度对侵蚀泥沙中有机碳含量的影响没有明显规律;林地土壤坡面的侵蚀泥沙中有机碳含量明显高于弃耕荒地土壤坡面的侵蚀泥沙中有机碳含量。(2)林地土壤的泥沙有机碳富集比大于弃耕荒地的泥沙有机碳富集比,林地土壤有机碳富集比变化范围为0.99~1.65,而弃耕荒地土壤有机碳富集比变化范围为0.86~1.07;林地土壤的有机碳流失率大于弃耕荒地的有机碳流失率。林地土壤的有机碳流失率变化范围为1.6%~18.9%,弃耕荒地土壤的为2.2%~10.4%。土壤有机碳流失率随降雨雨强的增加而增大,坡度对土壤有机碳流失率的影响不显著。(3)土壤有机碳流失强度与侵蚀强度呈明显的线性正相关关系,试验条件下(不同地类土壤、雨强、坡度)土壤有机碳流失强度与侵蚀强度间的函数关系可表达为:y(SOC)=5.104x(Erosion)+0.036(r2=0.984)。     

丘陵区坡面土壤有机碳及颗粒有机碳分布特征

测定了紫色丘陵区疏林地、荒草地和坡耕地三种土地利用方式下土壤有机碳和颗粒有机碳含量,探讨不同利用方式与坡位下土壤有机碳和土壤颗粒有机碳的分布特征.结果表明:不同土地利用方式下上坡位和中坡位土壤有机碳和颗粒有机碳含量均为疏林地＞坡耕地＞荒草地,而在下坡位两者含量变化差异较大;不同土地利用方式下各坡位土壤剖面有机碳含量均是在0～5 cm层富集,颗粒有机碳的含量也表现出一定在剖面分异性;不同土地利用方式土壤颗粒有机碳分配比例为(0.74±0.01)～(0.34±0.02),不同土地利用方式之间土壤颗粒有机碳分配比例差异较小.相关分析表明,不同利用方式下土壤有机碳、全氮和颗粒有机碳含量之间均呈显著的相关性.     

放牧对内蒙古荒漠草原土壤理化性质和有机碳组分的影响

为了揭示放牧扰动下荒漠草原土壤有机碳组分变化特征,通过野外调查与室内分析相结合的方法,以围封样地为对照(NG),选择轻度(LG)、中度(MG)、重度(HG)放牧退化草地,连续2年开展放牧强度对荒漠草原土壤有机碳组分的影响,为北方草地生态保护和优化管理提供有效的科学支持。结果表明:随着放牧强度的增加,荒漠草原丰富度指数(12.3~18.9)、均匀度指数(1.03~1.68)、多样性指数(0.35~0.79)呈先增加后降低趋势,大致表现为MGLGNGHG,而优势度指数(2.56~4.23)呈相反的变化趋势。随着放牧强度增加,地上生物量(158.2~221.3 g·m~(-2))和地下生物量(126.9~152.3g·m~(-2))均呈递减趋势,土壤容重随放牧强度的增加而增加,而总孔隙度随放牧强度的增加而减小。土壤微生物量碳(MBC)、易氧化有机碳(EOC)、颗粒有机碳(POC)、轻组有机碳(LFOC)和水溶性有机碳(WSOC)明显受放牧强度的的影响,呈现出一致性规律,大致表现为MGLGHGNG。ω(EOC)/ω(SOC)比例和微生物商[ω(MBC)/ω(SOC)]随放牧强度的增加呈先增加后降低趋势,其中MG显著高于NG、LG和HG(P0.05),NG、LG和HG差异不显著(P0.05)。相关分析表明,地下生物量与土壤活性有机碳组分呈显著正相关(P0.05),其相关系数绝对值最大,是影响荒漠草原土壤活性有机碳组分变化的重要影响因素。