纳帕海湖滨草甸湿地土壤氮动态对水文周期变化的响应

对滇西北高原纳帕海国际重要湿地湖滨草甸土壤氮动态进行了为期2 a的定位监测,分析了水文周期对草甸土壤氮转化过程的驱动规律.结果表明,湖滨草甸湿地表现出以土壤干湿交替为主的水文周期变化特征.水文周期对0~20 cm表层土壤全氮赋存有显著影响,表层土壤全氮含量变幅为0.96~1.30 g/kg,呈不规则"W"型变化模式,在雨季表层土壤全氮与水位波动趋势一致.旱季地下水位较低时,草甸土壤有机氮矿化作用强烈,土壤水解氮含量相对较高.在雨季草甸土壤水解氮含量与水位波动趋势相反,8月湖水退落土壤水解氮含量最高,0~20 cm和20~40 cm土层分别为222.19 mg/kg和47.41 mg/kg,湖水再次上涨土壤中水解氮含量下降幅度分别为42%和48%,表明雨季后期水位波动加速了土壤水解氮向湿地水体中的运移速率,增加了湿地水体氮营养负荷.     

模拟放牧改变了氮添加作用下高寒草甸生物量的分配模式

高寒草甸是氮素匮乏的生态系统,氮添加和放牧都会显著改变土壤养分的有效性及高寒植物对养分的利用方式,从而影响群落生产力。为了认识氮沉降和放牧干扰对青藏高原高寒草甸的影响,在西藏当雄县高山嵩草草甸开展了氮添加及模拟放牧实验。在模拟放牧样地(G+N)和不放牧样地(NG+N)分别设置4个氮添加处理:0、 10、 20和40 kg N·hm^-2·a^-1,在生长季采用原位封顶埋管法测定净氮矿化速率,同时分析群落生物量分配与植物氮利用的相互关系。研究表明:氮添加与模拟放牧对植物的分配模式有不同的影响。在无放牧压力下,氮添加主要刺激植物地上部分的生长;在放牧压力下,氮添加更倾向于促进植物地下部分的生长。虽然剪草移走了15%~20%的地上生物量,但由于氮添加促进了植物的补偿生长,模拟放牧与不放牧处理的总生物量无显著差异,甚至前者高于后者。高寒草甸植物生物量分配对氮添加和模拟放牧的响应也体现在土壤供氮潜力的作用模式上,土壤净氮矿化速率在NG+N样地与植物地上生物量呈显著负相关,而在G+N样地与植物地下生物量呈显著负相关。这表明高寒草甸植物可以通过改变自身光合产物的分配模式来响应土壤养分状况和放牧干扰,在有效养分匮乏的高寒草甸添加氮素能够促进植物的补偿性生长。     

五台山不同退化程度亚高山草甸土壤微生物群落分类与功能多样性特征

土壤微生物在草地生态系统功能中发挥着重要作用,但其多样性对草地退化的响应尚未得到充分研究.采用宏基因组测序技术对五台山亚高山草甸4个不同退化阶段[未退化(ND)、轻度退化(LD)、中度退化(MD)和重度退化(HD)]土壤微生物分类和功能多样性特征及其影响因素进行分析.结果表明,4个不同退化阶段亚高山草甸之间放线菌门、拟杆菌门、硝化螺旋菌门和Parcubacteria的相对丰度存在显著差异(P<0.05).与ND草甸相比,退化草甸增加了与碳代谢、氨基酸生物合成、丙酮酸代谢、柠檬酸循环、丙酸代谢、丁酸代谢和脂肪酸代谢相关的基因比例,表明亚高山草甸退化改变了土壤微生物群落能量代谢和营养循环的潜力.草地退化改变了土壤微生物分类和功能α多样性,特别是MD和HD草甸中微生物功能多样性显著降低.亚高山草甸退化过程中土壤微生物物种分类和功能组成均显著变化(P<0.05).土壤总氮、pH值和有机质含量对微生物群落分类和功能组成具有显著影响.植物群落β多样性与微生物群落分类和功能β多样性显著相关(P<0.05),具有强耦合性.研究结果揭示了草地退化过程中地下微生物分类和功能多样性的变化及...     

不同利用方式对草甸草原抗风蚀能力的影响

为了解不同利用方式对呼伦贝尔草甸草原抗风蚀能力的影响,采用植被凋查结合风洞实验的方法对不同利用方式条件下的草甸草原植被变化和草甸草原原状土的抗风蚀能力进行了研究.结果表明,草甸草原不同利用强度条件下临界风蚀风速(v)随植被盖度(Cover)的变化基本服从二次幂函数关系.随着利用强度的增加,植被盖度降低,在同样风速条件下(大于临界风蚀风速),风蚀率迅速增加.较轻的利用强度下,当植被盖度保持在63%时,在风速为25 m/s条件下风蚀率也很小,而当植被盖度<35%时,在风速为20～25 m/s条件下,风蚀率随植被盖度的下降迅速上升.草甸草原区的免耕农田由于完全失去植被的保护,每分钟狂风(25 m/s)造成的土壤风蚀量达到682.1 kg/hm2,接近1 a的土壤平均生成量(1 000 kg/hm2).     

林窗大小和位置对丽江云杉自然更新幼苗存活和生长的影响

通过 1997～ 2 0 0 0年对 32个林窗的连续观测调查 ,研究了滇西北玉龙雪山自然保护区云杉坪亚高山丽江云杉林林窗大小和林窗位置对自然更新幼苗存活和生长的影响 .4个生长季节的观测结果表明 :林窗与林下非林窗内的幼苗大小和幼苗存活数量差异明显 .林窗由小到大 ,单位面积内的自然更新苗木数量逐渐减少 ,小林窗中更新苗为大林窗的 5倍左右 ,而林下的更新苗很少 ,0 .2ind .10m-2 .中等林窗和小林窗内的幼苗数量在从南到中心到北的位置上几乎没有明显的差异 ;大林窗中存在由南到北的位置差异 ,更新幼苗数量逐渐减少 .从更新幼苗的生长来看 ,中等林窗内的幼苗 ,高度最大、生长最快 ,定居阶段的平均年高生长为 (7.1± 0 .5 )cma-1,小林窗次之 ,大林窗和林下幼苗个体最小 ,生长最慢 .进一步从林窗位置来看 ,中、小林窗幼苗大小几无位置差异 ,大林窗则由南到北 ,幼苗由大变小 .从幼苗存活数量和大小来看 ,中等林窗大小是丽江云杉幼苗更新的适宜面积 ,对该类型退化亚高山针叶林恢复提供了一定的参考 .图 4表 2参 2 3     

五台山亚高山草甸小格局分析

用种毗连法和种小区法对五台山２４００２８００ｍ的亚高山草甸的小格局分析．结果表明：在小格局中，大部分种与优势种苔草呈正关联；小格局规模都较小，各个种趋于交错分布；不同规模的格局应用不同的分析方法，小格局不能用中格局分析方法进行研究；种小区法和种毗连法都是有效的小格局分析方法，从本文结果看前者优于后者．     

冻融交替对高寒草甸土壤微生物量氮和有机氮组分的影响

采用Bremner氮素分级方法,研究冻融交替对高寒草甸土壤微生物量氮和有机氮组分的影响.结果表明:随着冻融时间的变化,微生物量氮含量先减少后增加,在冻融1 d后达到最小值,4℃、-4℃、-4～4℃和-20～4℃处理下分别下降了50.37%、57.47%、37.79%和37.51%;氨基酸氮和氨基糖氮变化趋势相同,先增加后减少,均在冻融1 d后达到最大值,各处理氨基酸氮含量分别为处理前的1.6倍、1.47倍、1.44倍和1.5倍,氨基糖分别为处理前的1.66倍、1.58倍、1.65倍和1.91倍;氨态氮含量先增加后减少,-20～4℃处理在冻融1 d后为处理前的1.25倍,其余3个处理在冻融3 d后达到最大值;各处理酸解未知氮的变化趋势大体相同,在冻融25 d后达到最小值.研究表明冻融时间对微生物量氮和有机氮组分影响显著,微生物量氮含量是有机氮组分变化的主要原因.     

亚高山草甸土壤呼吸的空间异质性研究

运用传统和地统计学的方法,对山西云顶山亚高山草甸的土壤呼吸、土壤温度、土壤水分和土壤有机碳的空间异质性以及它们的关系进行了分析.传统统计分析表明,土壤呼吸及环境因子均呈正态分布,变异系数在12%~24%之间,属于中等变异;土壤呼吸和土壤有机碳的相关系数(r=0.61)大于和温度(r=0.27)、水分(r=0.26)的相关系数,表明土壤有机碳对土壤呼吸空间分布的影响要远大于土壤温度和水分的影响.地统计学分析结果表明,线性模型能很好地反映土壤呼吸以及环境因子的空间结构特征.土壤呼吸、土壤温度、土壤水分及土壤有机碳的C0/(C0+C)值分别为41%、3%、77%、57%,表明土壤温度具有高度的空间自相关性,土壤呼吸和土壤有机碳具有中等程度的空间自相关性,土壤水分表现出较弱的空间自相关性,结构因素对土壤温度和土壤呼吸的空间分布起着主导作用,而随机因素对土壤水分和土壤有机碳的空间变异则起着主导作用;土壤呼吸、温度和水分的变程均为53.2 m,有机碳的变程为52.1 m;土壤呼吸和土壤温度具有较好的分形特征,存在尺度上的依赖性.分维数从大到小依次为:土壤水分(1.96)>土壤有机碳(1.95)>土壤呼吸(1.85)>土壤温度(1.60),表明土壤水分依赖于尺度的变异最小,空间分布结构最复杂,而土壤温度的空间分布格局最简单;土壤呼吸的空间分布表现出与土壤水分和有机碳相似的特点,并表现出自己的规律性.随着置信水平和估计精度的降低,土壤呼吸及其影响因子所要求的采样数量均出现较大幅度的下降.     

不同干扰类型对呼伦贝尔草甸草原群落结构及物种多样性影响的比较

采用样方法,对比研究了2009—2011年刈割和围封干扰对呼伦贝尔草甸草原植物群落结构和物种多样性的影响. 结果表明:2009—2011年,围封干扰下建群种种群相对重要值分别为15.67%、17.73%、17.60%;而刈割干扰下建群种种群相对重要值分别为16.86%、14.84%、12.36%,呈明显下降趋势;表明围封干扰可促进建群种种群生长,而刈割则有一定的抑制作用. 2种干扰类型导致的植物群落生态类型变化趋势差异尚不显著. 2009—2011年,刈割干扰下,Margalef物种丰富度指数分别为6.05、4.58、4.27,Shannon-Wiener多样性指数分别为3.13、2.89、2.79,Pielou均匀度指数分别为0.90、0.91、0.90;围封干扰下,Margalef物种丰富度指数分别为6.46、6.03、5.32,Shannon-Wiener多样性指数分别为3.26、3.18、2.98,Pielou均匀度指数分别为0.87、0.87、0.85. 可见,在相同年份,刈割干扰下Margalef物种丰富度指数和Shannon-Wiener多样性指数均低于围封干扰,Pielou均匀度指数均高于围封干扰. 说明围封干扰有利于植物物种多样性的维持,而适度的刈割干扰则有利于植物群落的均一化.