不同放牧方式下的草场植被群落特征及其与土壤因子的关系——以新巴尔虎左旗为例

探究干旱半干旱草原不同放牧方式对退化草地生态系统恢复的影响,对退化草地植被恢复与重建及生态畜牧业可持续经营管理体系建设具有重要的科学意义。以呼伦贝尔市新巴尔虎左旗"七个一"生态家庭牧场为研究对象,对禁牧、休牧、轮牧和连续放牧4种放牧方式下的植被群落特征及与土壤因子间的关系进行研究。结果表明,(1)植被以多年生旱生、中旱生植物为主,轮牧区(45)和休牧区的物种数(42)大于禁牧区(37)和连续放牧区(34),禁牧区植被盖度(88.07%)和生物量(3 714.37 kg·hm~(-2))最高,连续放牧区植被盖度(61.33%)及生物量(1 029.83 kg·hm~(-2))最低。(2)4种放牧方式区的植被都以莎草科(Cyperaceae)和禾本科(Gramineae)植物为主,以寸草苔(Carex duriuscula)的重要值为最高,其中禁牧区最高(IV=38.30)。(3)休牧区和轮牧区的群落多样性指数较高,禁牧区的群落多样性指数最低(Ma=4.02,H=2.05,C=0.76,J_(sw)=0.72),且禁牧区与其他放牧方式区的物种分布及多样性指数均存在显著差异(P0.05)。(4)物种CCA排序结果显示,土壤容重、含水量和全磷是影响左旗植被分布的主要土壤因子。此外,群落多样性指数变化与容重、速效磷和含水量显著相关(P0.05)。研究认为,轮牧和休牧方式有利于保护草地生物多样性,禁牧对退化草地生态系统恢复有显著促进作用,但长期禁牧会导致群落多样性下降,连续放牧会降低草地生产力。建议减少连续放牧区放牧频率,在长期禁牧的牧场实施休牧、轮牧或适当的割草利用。     

不同干扰方式对呼伦贝尔典型草原生态系统特征的影响

近年来剧烈的人类活动和自然因素变化致使生态系统退化,表现为草地植被退化、生物种类单一、土壤物理性质变差等。为了探讨内蒙古典型草地生态系统的结构和功能变化,以呼伦贝尔典型草原退牧还草工程区为研究对象,采用成对取样方法(围栏内-围栏外)对退牧还草工程区禁牧和休牧两种干扰方式下植被恢复过程中物种多样性、地上生物量、土壤容重和水分等的变化特征进行了研究,以期为草地的合理利用和管理提供理论依据。结果表明:(1)不同干扰方式对草地物种多样性和地上生物量有明显影响,物种的多样性指数和丰富度指数在禁牧区分别为1.73和7.59,在休牧区为1.47和5.70,全部表现为禁牧区休牧区(P0.05)。地上生物量则相反,在禁牧区和休牧区分别为36.34 g?m~(-2)和42.83 g?m~(-2),表现为禁牧区休牧区;(2)不同干扰方式对草地土壤物理性状有明显影响,但不同指标对干扰方式的响应不同。禁牧有利于土壤含水量的积累,放牧导致土壤紧实、容重增加,同一土层深度土壤含水量表现为禁牧区休牧区,例如0~10 cm处土壤含水量在禁牧区和休牧区分别为4.57%和2.80%,禁牧区显著高于休牧区(P0.05);土壤容重则相反,表现为禁牧区休牧区。综上所述,不同的生态工程措施对草原生态系统有明显影响,禁牧有利于维持较高的物种多样性和维持较好的土壤物理性质,休牧可提高草原生产力,退牧还草工程对恢复草原生态功能起到了积极的作用。     

不同放牧制度草地径流中氮流失及模拟研究

为了探究不同放牧制度对草原地表径流和各形态氮流失特征的影响,以及氮流失过程中主要的影响因素,以呼伦贝尔砂质土壤草地为研究对象,分别在实行自由放牧、轮牧、休牧3种放牧制度的草地,调查采集主要植被及土壤特征数据,并进行25.2、44.4、64.8、90 mm·h~(-1)雨强的降雨模拟实验。结果表明:地表径流与降雨强度和载畜率存在显著正相关,与植被覆盖程度呈负相关。3种放牧草地中,自由放牧草地氮流失最多,轮牧草地次之,休牧草地流失最少。随降雨强度的增加,径流中氮流失量增加显著(P0.05),而径流中氮浓度增加不显著(P0.05)。不溶态氮是降雨径流中氮的主要流失形式,在同一放牧草地,高强度的降雨会引起溶解态氮流失比例下降,不溶态氮的流失比例上升。各形态氮流失量的主要影响因素为径流速率、径流量和产流时间。利用简化参数的有效混合深度模型对土壤氮迁移过程进行模拟,不完全混合模型模拟效果优于完全混合模型,模拟精度较高,误差不超过5%。因此,适当的将呼伦贝尔草原自由放牧草地向休牧和轮牧草地转变,将有利于减少土壤氮的损失,可以为放牧制度的选择和管理提供基础信息。     

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.     

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。     

不同放牧梯度下草甸草原土壤微生物和酶活性研究

通过小区控制放牧实验,研究呼伦贝尔草甸草原不同放牧强度下草地土壤微生物和酶活性的变化。结果表明：不同处理土壤微生物数量表现为细菌〉放线菌〉真菌。不同土层土壤微生物总数不放牧处理大于放牧处理,0～30 cm土层土壤微生物生物量碳、氮含量在轻牧区较高,在中牧区较低。土壤脲酶和过氧化氢酶活性轻度放牧和中度放牧高于不放牧和重度放牧。土壤微生物数量、生物量、土壤蛋白酶和过氧化氢酶活性均随土壤深度的增加呈递减趋势。相关分析表明,土壤微生物数量、微生物生物量以及土壤酶活性相互之间密切相关,土壤微生物量N与细菌达到极显著正相关（P〈0.01）,与真菌和放线菌呈显著相关（P〈0.05）。土壤微生物量C与真菌达到极显著负相关（P〈0.01）,与放线菌呈显著负相关（P〈0.05）。土壤微生物数量、土壤微生物量N与转化酶、蛋白酶、过氧化氢酶活性呈显著或极显著正相关。土壤微生物量C与转化酶、蛋白酶、过氧化氢酶呈显著负相关（P〈0.05）。     

不同返青休牧期土壤微生物碳代谢特征及其影响因素研究

返青期休牧可以有效保护草地生态环境,研究不同休牧期可对休牧措施进行可行性分析,尤其是在三江源区高寒草甸生态系统。土壤微生物碳代谢功能对不同返青休牧期的响应及其与土壤和微生物的作用机制研究,可为评估休牧措施及草地土壤环境提供科学依据。在返青期设置了放牧(CK)和4个休牧期(20、30、40、50 d)共5个试验处理,采用Biolog-Eco微平板的方法分析了不同返青休牧期下土壤碳代谢的变化,同时测定了土壤性质和土壤微生物生物量碳氮等指标。结果表明:不同返青期休牧下土壤微生物利用碳源能力有CK30 d40 d50 d20 d的趋势,但差异不显著。对不同种类碳源的利用能力依次为羧酸类氨基酸类糖类酯类醇类胺类,且不同返青期休牧处理下微生物对醇类的代谢差异显著(P=0.028),休牧20 d显著高于40 d和50 d。培养第1天在休牧20 d处理下Simpson(D)、Shannon(H)、McIntosh指数(U)都较其他处理高。培养第11天CK处理下,碳代谢功能多样性较高。土壤理化性质及微生物生物量碳氮解释了微生物群落碳代谢的91.1%的变异,其中土壤有机碳解释了8%的变异,且显著影响微生物群落碳代谢(P=0.038)。在试验初期,不同休牧期土壤碳代谢特征差异不显著,且放牧措施有提高碳源利用活性,仅醇类代谢差异显著。土壤有机碳是显著影响微生物群落碳代谢的因素。     

不同叶龄杉木人工林叶碳氮化学计量及其稳定同位的海拔梯度变化特点

以安徽省马鬃岭地区杉木(Cunninghamia lanceolata)人工林叶片为研究对象,测定不同海拔梯度下(750、850、1 000、1 150m)不同叶龄(当年生、1年生、2年生和3年生)杉木叶片碳氮同位素(δ~(13)C、δ~(15)N)以及碳氮磷养分含量,探讨海拔和叶龄对杉木叶片碳氮稳定同位素、叶片碳氮磷元素含量及其计量比的影响机制,从而为不同海拔梯度下杉木人工林的科学经营提供依据。结果表明,海拔对杉木当年生叶片δ~(13)C含量影响显著(P0.05),海拔1150m当年生叶片δ~(13)C含量(-29.40‰)显著高于750m海拔叶片δ~(13)C含量(-30.49‰),且随着海拔增加当年生叶片δ~(13)C含量逐渐升高,温度可能是导致这种变化的主要原因,其他叶龄叶片对海拔的响应无显著差异(P0.05);不同叶龄的叶片δ~(13)C含量差异不显著(P=0.388)。海拔对杉木叶片δ~(15)N含量无显著影响(P=0.092),但总体变化趋势与C/P和N/P保持一致;而叶龄对叶片δ~(15)N含量影响显著(P0.05),同一海拔不同叶龄叶片之间δ~(15)N含量均随着叶龄的增加而降低,这可能是氮元素在不同叶龄叶片间的富集效应不同导致的;此外,温度降水和土壤氮磷可能是影响叶片δ~(15)N含量的重要因素。马鬃岭不同海拔梯度下杉木林氮和磷的限制性不尽相同,海拔750m处的林分呈磷限制(N/P16),在850m和1150m林分呈现氮磷共同限制(14N/P16),而在海拔1 000 m则呈现氮限制(N/P 14),氮同位素对林分的养分限制响应可能比碳同位素更明显。     

不同海拔杉木人工林土壤碳氮磷生态化学计量特征

为探究不同海拔梯度上杉木(Cunninghamia lanceolata)人工林土壤化学计量特征,阐明其对海拔的响应规律,从而有效指导杉木人工林的生产。在安徽省金寨县天马国家自然保护区选取了4个海拔梯度(750、850、1 000、1 150 m),测定杉木人工林土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)含量,并分析化学计量特征。研究结果表明:土壤0—10 cm有机碳、全氮、全磷质量分数为42.15、2.51、0.92 g·kg~(-1),均高于我国平均土壤有机碳、全氮、全磷质量分数;土壤C/N比为17.01,高于全国土壤平均值,土壤C/P比为43.59,N/P比为2.63,两者均低于全国平均水平。随着海拔升高不同土层土壤有机碳、全氮均呈先降低后增加的趋势,而土壤全磷呈现先升高后减低的趋势;随海拔增加不同土层土壤碳氮比呈先升高后降低的趋势,碳磷比和氮磷比呈现先降低后升高的趋势;随着土壤深度的增加,不同海拔土壤有机碳、全氮、全磷、碳磷比和氮磷比均呈降低趋势,而土壤碳氮比在不同海拔间变化趋势不一致;土壤有机碳和全氮呈极显著正相关,有机碳和全磷、全氮和全磷显著负相关;土壤碳氮比、碳磷比和氮磷比与海拔不相关,与土壤pH、含水率、容重显著相关。     

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。     

不同恢复措施对若尔盖沙化退化草地恢复过程中土壤微生物生物量碳氮及土壤酶的影响

若尔盖高原是长江、黄河上游重要的水源地之一。近年来由于人类活动及气候变化等原因,其草地出现了严重的沙化退化现象。通常认为在返青季节对沙化退化草地进行补播后,完全围封有助其恢复,但在实践中发现,补播后对其进行放牧,恢复效果更理想。因此,选取若尔盖典型沙化退化草地,对比分析了合理放牧、围封禁牧与自然恢复3种恢复措施对土壤微生物生物量碳氮、土壤酶活(酸性土壤磷酸酶、多酚氧化酶、过氧化物酶、β-1,4-葡萄糖苷酶及β-1,4-N-乙酰葡萄糖苷酶)及土壤碳氮矿化速率的影响。结果显示,恢复6年后:与围封禁牧和自然恢复相比,合理放牧恢复草地土壤微生物生物量碳[C(101.27±22.14)mg·kg~(-1)]、生物量氮[N(67.45±18.02)mg·kg~(-1)]、土壤酸性磷酸酶活[(159.0±36.4)μg·g~(-1)·h-1]、β-1,4-葡萄糖苷酶活[(81.19±16.78)nmol·g~(-1)·h~(-1)]、碳矿化速率[C(25.19±5.79)g·kg~(-1)·d~(-1)]以及氮矿化速率[N(0.476±0.015)mg·kg~(-1)·d~(-1)]显著提高;围封禁牧恢复草地除土壤β-1,4-葡萄糖苷酶活[(29.91±14.39)nmol·g~(-1)·h~(-1)]及氮矿化速率[N(0.172±0.050)mg·kg~(-1)·d~(-1)]外,其余指标与自然恢复无显著差异;在相关性研究中,土壤氮矿化速率与微生物生物量碳氮、酸性磷酸酶活、β-1,4-葡萄糖苷酶活呈极显著相关(P0.01);微生物生物量碳氮与酸性磷酸酶活呈极显著相关(P0.01),与β-1,4-葡萄糖苷酶活呈显著相关(P0.05)。结果表明:在若尔盖沙化草地的恢复过程中,合理放牧是一种科学的沙化草地恢复措施。     

植被重建对黑土滩草地植被及微生物群落特征的影响

为明确人为干扰对黑土滩草地植被及微生物群落特征的影响,以黑土滩退化草地和未退化嵩草草甸为对照,于2017年对果洛2015年、2012年、2009年、2006年建植的人工草地植被特征,土壤微生物碳、氮、磷含量,土壤微生物群落多样性和功能结构变化规律进行了研究。结果表明,(1)人工草地随建植年限增加地上生物量呈现先减少后持平的变化趋势,地下生物量则相反。(2)各草地土壤微生物碳、氮、磷均表现为0—10 cm显著高于10—20 cm的土层(P0.05),0—20 cm土层中人工草地土壤微生物碳、氮、磷随建植年限呈现先增加后持平的趋势,其中2012年与2015、2009年人工草地差异显著(P0.05)。(3)土壤微生物平均颜色变化率(AWCD)、H指数、D指数表现为0—10 cm显著高于10—20 cm(P0.05)。培养2—5 d(AWCD)增长迅速,5 d后增长速率变缓;培养1 d H和D增长迅速,2 d后趋于平缓。(4)土壤微生物对6大类碳源利用情况显示,在0—10 cm土层中,微生物对脂类和羧酸类碳源的利用在不同草地间差异显著。人工草地随着建植年限的增加,对6类碳源的利用除醇类呈现无规律变化外,其余均呈"N"型变化趋势;在10—20 cm土层中,羧酸类、氨基酸类碳源利用在各草地间差异显著;人工草地随种植年限的增加除氨基酸类和胺类"N"型变化,其他草地均呈无规律的变化;Anosim分析显示,各草地土壤微生物群落功能结构有小差异,不同草地土壤微生物对31种碳源的利用种类及利用率存在差异。综上,建植5年后人工草地植被和土壤微生物趋于二次黑土滩退化,土壤微生物较草地植被能更早地作出指示,应采取持续合理的管护措施以维持人工草地的持久性。     

南亚热带中幼龄针阔混交林生态化学计量特征

为了解南亚热带中幼龄针阔混交林植物、凋落物和土壤生态化学计量特征,本研究以10-11 a、7-9 a和3-5 a林龄人工针阔混交林为研究对象,通过对植物叶片（乔木、灌木和草本）、凋落物及土壤的碳（C）、氮（N）和磷（P）含量及计量比分析,探讨了中幼龄针阔混交林生态化学计量特征、相互关系及其N、P养分限制。结果表明,1）针阔混交林乔木、灌木和草本叶片碳含量均值分别为502.88、472.18和438.31 mg·g-1,其叶片碳含量表现为乔木〉灌木〉草本;叶片全氮含量均值分别为15.87、19.61和15.72 mg·g-1,叶片全磷含量均值为1-09、1.24和0.91 mg·g-1,其叶片氮和磷含量均表现为灌木〉乔木〉草本;凋落物碳、氮和磷含量均值分别为497-07、11-36和0.45 mg·g-1,凋落物氮和磷含量均低于植物。2）针阔混交林乔木叶片C/N、C/P和N/P均值分别为34.43、517-06和15.63,灌木和草本叶片C/N、C/P和N/P均值分别为26.60和28.55、438.77和507.59、16.52和17.95,而凋落物C/N、C/P和N/P为46.50、1193.26和26.17;不同林龄杉木叶片N/P均低于14,表明杉木生长受N限制;10-11 a林龄阔叶树生长受N的限制,7-9 a和3-5 a林龄阔叶树生长受P的限制,灌木和草本生长基本受P限制。3）植物叶片全氮和全磷含量呈极显著正相关（P〈0.01）,C/N与C/P呈极显著正相关（P〈0.01）,而全磷含量与C/N、C/P、N/P呈极显著和显著负相关（P〈0.01,P〈0-05）;土壤有机碳含量与土壤全氮含量、C/P、N/P呈极显著和显著正相关（P〈0.01,P〈0-05）。本研究为中幼龄人工林抚育及可持续经营提供科学参考。     

伏牛山南麓山茱萸人工林土壤碳氮磷及化学计量特征

分析人工林土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)及其化学计量特征,对于了解森林土壤养分丰缺和养分平衡从而制定科学合理的经营管理策略具有重要意义.以伏牛山南麓西峡县2个林龄(26年和38年)各自4种林分密度(725、900、1 031、1 250株/hm~2)的山茱萸(Cornus officinalis)人工林为研究对象,测定0-30 cm土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)和全磷(TP)含量,计算C:N、C:P和N:P,分析林龄、林分密度对土壤SOC、TN、TP含量及其化学计量特征的影响,探索土壤SOC、TN、TP含量及其化学计量比相互间的关系.结果表明,山茱萸人工林整体土壤SOC和TN含量丰富,TP含量匮乏;C:P和N:P较高,元素比例严重失衡,P有效性低.林龄38年的土壤SOC、TN、TP含量及C:N、C:P、N:P均高于林龄26年,除C:N外,其他差异均达显著水平(P 0.05).林分密度对山茱萸人工林土壤SOC、TN、TP含量及其计量比均存在极显著(P 0.001)影响,林龄26年和38年的土壤C:P和N:P均以密度1 031株/hm~2的最高,表明该密度下土壤的C、P和N、P比例失衡严重.山茱萸人工林整体土壤TN与TP、C:N与C:P的最优关系可用二次函数表示,前者达极显著水平(P0.01),后者不显著(P 0.05),其他土壤C、N、P及计量比相互间呈显著或极显著线性关系;从关系强度来看,C:N和N:P主要受TN含量影响,C:P主要受TP含量影响.由此可见,在山茱萸人工林经营管理中,针对土壤P元素的不足应适量补充施加,调节各元素之间的计量比,进一步促进群落发展.(图2表4参40)     

放牧强度对环青海湖地区高寒草原土壤微生物群落碳代谢特征的影响

为了解青藏高原环青海湖地区放牧对土壤微生物群落碳代谢特征的影响,于2010年在青海省刚察县(N37°21′10″,E100°4′49″)高寒草原,设置围栏封育的禁牧对照组(CK)和牧草利用率分别为30%(G3)、40%(G4)、50%(G5)、60%(G6)和70%(G7)的5个放牧强度控制处理实验,于2014年7月采集土壤样品,运用Biolog-ECO微平板技术分析环湖地区土壤微生物群落碳源代谢特征的分布特征和变化规律.结果显示:(1)研究区域的土壤微生物主要利用碳源类型为氨基酸类和碳水化合物类;(2)放牧处理下土壤微生物群落主要碳源利用类型与利用率相似,与禁牧组显著不同;(3)禁牧和G4处理下土壤微生物的Shannon-Wiener指数、Simpson指数和Mc Intosh指数显著高于G3和G6、G7草原,与土壤有机碳和全氮含量变化规律相似.以上研究结果表明,放牧活动能显著影响环青海湖地区高寒草原土壤微生物群落代谢特征,禁牧和中度放牧(G4)有利于维持较高的土壤微生物群落多样性.     

晋西吕梁山区3种森林碳氮磷生态化学计量特征

以吕梁山区3种人工林(山杨林、落叶松林和油松林)为研究对象,采用标准样地的实测数据,探索植物叶片、枯落物及表层(0-20 cm)土壤的碳(C)、氮(N)、磷(P)生态化学计量特征,并进行相关性分析.结果显示,不同森林类型同一组分C、N、P含量差异显著,叶片、枯落物、土壤的C、N含量均为山杨林大于落叶松林和油松林,P含量为落叶松林大于山杨林和油松林.3种森林C、N、P含量均为叶片枯落物土壤,且叶片与枯落物C、N、P含量显著高于土壤;C:N、C:P均表现为枯落物叶片土壤,N:P则表现为叶片土壤枯落物.山杨林枯落物N:P与土壤N:P呈现显著正相关;落叶松林叶片C:N与枯落物N:P呈现显著负相关,叶片C:P与土壤N:P呈现显著正相关;油松林叶片N:P与土壤N:P呈现显著正相关.以3种森林类型总体来说,叶片与土壤N含量呈现显著正相关,而枯落物与土壤C、N、P之间均无显著相关.上述研究表明,环境因素对土壤C、N、P计量特征的影响较大,尤其是纬度和海拔对土壤C、N、P及C:N、C:P的影响最为显著,且均为显著正相关;结果可为进一步研究该地区不同树种的养分利用和循环特征提供科学依据.     

晋西北黄土丘陵区不同植被恢复下的土壤碳氮累积特征

探讨黄土丘陵区土壤碳氮特征及其蓄积速率对植被恢复的响应规律,不仅对于精确评估黄土高原生态恢复工程的土壤碳氮效应具有重要意义,同时也是国家积极推进碳中和战略和生态文明建设的科学基础。以晋西北黄土丘陵区—右玉县典型生态恢复区为研究对象,以相邻农田为对照,分析了不同植被类型在不同恢复年限下的土壤碳氮特征和固碳(氮)效应。结果表明:以20 a和50 a为界,植被恢复的土壤固碳(氮)效应可分为短期、中期和长期3个阶段。从短期(20 a)来看,退耕还林(草)的土壤固碳(氮)效应不明显,甚至导致了土壤表层(0—20 cm)SOC和STN含量和储量的降低,而退耕还灌的土壤碳氮增汇效应较为显著;从中期(21—50 a)来看,随着恢复年限的增加,3种植被的土壤碳氮增汇效应显著,其中草地在恢复21—35 a后,土壤固碳(氮)达到最高值,之后其SOC、STN含量和储量开始降低,而林地和灌木地的土壤碳(氮)汇效应表现显著;从长期来看(50 a),林地表层土壤碳(氮)增汇效应仍持续增强,而灌木地和草地SOC、STN含量和储量,均低于对照农田。总体来看,退耕还林在中期和长期的土壤碳氮蓄积效应相当可观,退耕还灌在短期和中期的土壤碳氮蓄积效应表现显著;对于草地,仅在退耕中期(21—35 a)表现出一定的土壤碳氮增汇效应。从表层土壤的碳氮平均蓄积速率来看,林地在退耕中期和长期,均表现出较高的平均碳氮蓄积速率,而灌木地在退耕早期(20 a),其表层土壤平均碳氮蓄积速率最快,之后,随恢复年限的增加,逐步降低,最终转变为负值(50 a);而草地仅在退耕21—35 a,土壤碳氮蓄积速率表现为正值,其余阶段均为负值。退耕还林(草)后的表层SOC含量与STN含量、C/N和土壤含水量呈明显的正相关,与土壤容重之间呈显著的负相关。土壤C/N受SOC的影响较大;土壤水分条件的改善可促进SOC和STN的积累,其对表层STN的影响程度甚至高于SOC。随着表层SOC含量的增加,会改变土壤颗粒的胶结状况,从而导致土壤容重的降低。     

围封和放牧对科尔沁沙质草地植被和土壤的影响

选择科尔沁沙地自由放牧和围封10年的沙质草地为研究对象,通过野外调查与室内分析相结合,分析了围封和放牧对沙质草地群落土壤和植被的影响,旨在为退化沙地恢复与重建提供科学依据。结果表明,(1)围封和放牧草地盖度、密度、地上生物量、高度存在显著差异(P0.01),围封使群落盖度、密度、地上生物量和高度分别增加了67%、79%、71%和44%。(2)放牧草地物种数为15种,围封草地为21种,放牧草地物种数增加了40%,大果虫实、狗尾草、差巴嘎蒿是放牧草地群落的优势物种,其重要值占71%;达乌里胡枝子、狗尾草、画眉草、猪毛菜和虎尾草是围封草地群落的优势物种,其重要值占60%。放牧草地处于一年生杂类草+差巴嘎蒿的沙地退化演替阶段,围封草地处于达乌里胡枝子+一年生禾草+一年生杂类草的沙地恢复演替阶段。(3)围封草地的Shannon-Wiener指数、Simpson指数、Margalef指数、Pielow均匀度指数均大于放牧草地,说明围封提高了群落的物种多样性。(4)围封和放牧草地群落0~20 cm和20~40 cm的土壤水分、土壤机械存在极显著差异(P0.01),围封使沙质草地群落土壤水分、土壤黏粉粒和细砂粒增加。除速效氮外,围封和放牧草地群落土壤的化学性质差异显著(P0.001)。围封与放牧草地相比,总磷、总氮、速效磷和有机质均呈上升趋势,增幅分别为72%、152%、15%和272%。(5)0~20 cm的土壤理化因子:土壤水分、粗砂粒、细砂粒、粉黏粒、有机质、全氮与植被特征因子显著相关(P0.01),表明群落植被与土壤之间相互影响较强。     

滇中亚高山5种林型土壤碳氮磷生态化学计量特征

探究不同森林类型林地土壤C、N、P含量及其化学计量特征的垂直分布情况对评价森林生态系统养分循环具有重要意义。本研究以滇中亚高山地区5种森林类型(常绿阔叶林(Evergreen broad-leaf forest)、高山栎林(Quercus semicarpifolia forest)、华山松林(Pinus armandii forest)、云南松林(Pinus yunnanensis forest)、滇油杉林(Keteleeria evelyniana forest))林地土壤为研究对象,对不同土层土壤有机碳(C)、全氮(N)、全磷(P)及其生态化学计量比的垂直分布特征进行分析。结果表明,不同林型、不同土层深度土壤养分含量及其化学计量比存在显著差异,5种林型各层土壤中C、N、P的变化范围分别为2.09-15.07、0.34-0.97和0.23-0.32 mg·g~(-1),各土层土壤C含量均表现为阔叶林针叶林;各土层土壤N含量除30-40cm外均表现为阔叶林针叶林;土壤P含量无显著差异。5种林型各层土壤C/N、C/P、N/P的变化范围分别为5.35-16.42、6.69-43.97和1.16-2.84,各土层土壤C/N均表现为云南松林和滇油杉林显著低于其他3种林型,C/P均表现为常绿阔叶林最高,N/P均表现为阔叶林针叶林。5种林型土壤C、N、P三者间存在显著正相关,阔叶林土壤C、N、P三者间存在极显著正相关,而针叶林土壤C、N间存在极显著正相关,土壤P与C、N之间相关性则未达显著水平。     

祁连山北坡亚高山草地退耕还林草混合植被对土壤碳氮磷的影响

土壤有机碳、氮素和磷素是生态系统中极其重要的生态因子,土地利用变化将会引起土壤中碳、氮、磷等元素含量的变化。以祁连山北坡亚高山草地区域内三种利用方式（自由放牧天然草地、开垦20年的燕麦（Avena nuda）耕地、退耕8年的还林草混合植被）的土壤为研究对象,通过采集0~30 cm的土壤,分析土壤的理化性质得到土壤碳、氮、磷的含量,再将其转换为土壤碳、氮、磷储量,分析三种利用方式下土壤碳、氮、磷储量的差异以及影响土壤碳、氮、磷生态化学计量比的因子,旨在探讨退耕还林草工程对该地区土壤养分的影响。结果表明,3个样地的土壤碳、氮、磷储量差异显著（P〈0.05）,天然草地的有机碳、全氮储量（72.17、6.80 t·hm-2）显著高于退耕还林草地的（66.75、4.96 t·hm-2）和燕麦耕地的（36.61、3.61 t·hm-2）。这是因为,其一,比较而言天然草地受干扰小。其二,对于退耕还林草地和燕麦耕地来说,由于刈割获取地上部分,可能使得从土壤中获取的有机碳和氮素大于归还的。全磷储量则表现为燕麦耕地的（2.51 t·hm-2）显著高于天然草地的（2.17 t·hm-2）和退耕还林草地的（1.96 t·hm-2）。这是因为燕麦耕地中化肥的施用使得磷元素富集起来,所以其储量较高。与天然草地相比,耕种20年的燕麦地0-30 cm的有机碳和全氮储量分别低了35.56、3.19 t·hm-2,年平均减少速率分别为1.78、0.16 t·hm-2·a-1。与燕麦耕地相比,退耕8年的还林草地土壤有机碳和全氮储量显著升高了30.14、1.35 t·hm-2,年平均增加速率分别为3.77、0.17 t·hm-2·a-1。退耕8年的还林草地轻组有机碳比例（10.93%）显著高于天然草地（9.72%）和燕麦耕地（8.61%）。土壤含水量、容重和微生物量碳氮是影响土壤碳、氮、磷生态化学计量的重要因子。总结认为,退耕还林草混合植被对土壤碳、氮、磷库具有重要?