东北松嫩草原重度退化草地两种典型植被恢复处理方式间土壤螨类群落特征比较

于2005年5—10月在东北松嫩草原中南部十三泡草场,采用室内Tullgren法分离获取螨类,对土壤螨类进行采样,应用类群数、个体密度、多样性指数和MI指数等多个群落参数,研究植被恢复方式对重度碱化退化草地土壤螨类群落特征的影响。共捕获土壤螨类1104只,分别隶属于3亚目41属。结果表明,重度碱化退化草地土壤螨类稀少;围栏封育和种植碱茅两种植被恢复方式均能改善该类草地土壤螨类群落环境,提高了螨类的类群数、个体密度、群落多样性以及中气门螨类MI指数。但围栏封育和种植碱茅两种植被恢复方式之间也存在明显差异,种植碱茅较围栏封育更能显著提高土壤螨类个体密度;种植碱茅样地土壤螨类MI指数显著高于围栏封育样地,捕食性螨类K-选择类群比例更高,土壤螨类群落环境更好。对于松嫩草原重度碱化退化草地,选择种植碱茅方式可能更利于草地土壤螨类群落的恢复与重建。     

松嫩草原中度退化草地不同植被恢复方式下土壤线虫的群落特征

2005年5月～10月对松嫩草原中度退化草地不同植被恢复方式样地进行土壤线虫调查,淘洗-过筛-蔗糖离心法提取土壤线虫,应用类群属数、个体密度、多样性指数和功能类群指数等多个群落参数,研究中度退化草地不同植被恢复方式间土壤线虫群落特征的差异.研究共捕获线虫13 713条,分别隶属于线虫动物门2纲7目24科40属,个体密度平均113条/100g干土.研究结果表明,不同植被恢复方式间土壤线虫群落特征存在一定差异,围栏封育和种植苜蓿均能明显改善中度退化草地土壤线虫群落环境,但围栏封育较种植苜蓿更能显著提高土壤线虫的个体密度和群落多样性.土壤线虫个体密度垂直分布,围栏封育样地线虫表聚性最明显,种植苜蓿样地表聚性次之,过度放牧样地表聚性最差,其夏季和秋季土壤线虫向土壤下层移动明显.此外,研究结果还表明,功能类群指数能够指示中度退化草地植被恢复方式间的差异,其中∑MI指数和PPI指数对于不同植被恢复方式下土壤线虫群落变化反映最敏感,根据功能类群指数统计,与围栏封育相比,种植苜蓿和过度放牧显著改变了土壤线虫群落中r-和k-选择植物寄生线虫的比例.对于松嫩草原中度退化草地,选择围栏封育方式可能更利于草地土壤线虫群落的恢复与重建.     

松嫩草原中度退化草地不同植被恢复方式下土壤跳虫群落特征比较

依据 2005 年 5－10 月在松嫩草原中度退化草地不同植被恢复处理条件下采集的土壤跳虫群落数据,应用类群数、个体密度和多样性指数等多个群落参数,研究了不同植被恢复方式下松嫩草原中度退化草地土壤跳虫群落特征的差异。本研究共捕获跳虫 1 156只,隶属于 9 科 19 属。结果显示：与过度放牧相比,围栏封育和种植苜蓿都能改善土壤理化性质,且拥有较高的跳虫类群数、个体密度和群落多样性。围栏封育和种植苜蓿都能达到恢复与重建中度退化草地土壤跳虫群落的目的, 只是与围栏封育相比,种植苜蓿能够更显著地提高跳虫个体密度。此外,与过度放牧相比,围栏封育和种植苜蓿主要提高了跳虫群落等节跳虫科（Isotomidae）、长角跳虫科（ Entomobryidae）和圆跳虫科（Sminthuridae）个体密度和类群数,其中围栏封育样地拥有更高的长角跳虫科和圆跳虫科个体密度,其分别是过度放牧样地相应跳虫科的 5.14倍和 2.38倍;而种植苜蓿样地等节跳虫科个体密度最大,其大小是过度放牧样地等节跳虫科的 3.33倍。     

植被恢复方式对松嫩草原重度退化草地土壤线虫群落特征的影响

应用类群属数、个体密度、多样性指数和功能类群指数等群落参数,研究植被恢复方式对松嫩草原重度退化草地土壤线虫群落特征的影响．结果表明：围栏封育和种植碱茅均能明显改善重度退化草地土壤线虫群落环境,但种植碱茅较围栏封育更能显著提高土壤线虫的个体密度和群落多样性．各处理样地线虫个体密度和类群属数表聚性明显,其中碱茅样地个体密度表聚性更强．对功能类群指数的统计表明,种植碱茅和围栏封育均显著改变了土壤线虫群落中r-选择和k-选择植物寄生线虫的比例．与自由生活线虫相比,植物寄生线虫对重度退化草地植被恢复更敏感．种植碱茅更利于松嫩草原重度退化草地土壤线虫群落的恢复与重建．     

刈割活动对松嫩草原碱化羊草草地土壤线虫群落的影响

应用类群数、个体密度、多样性指数和功能类群指数等多个群落参数, 研究刈割活动对松嫩草原碱化羊草草地土壤线虫群落特征的影响。本研究共捕获土壤线虫8,335条, 分别隶属于线虫动物门2纲7目23科40属。结果表明, 与围栏封育样地相比, 刈割活动样地中线虫个体密度和类群数显著减少, 群落多样性指数(H′)、均匀度指数(J)和丰富度指数(SR)虽低于围栏封育样地, 但两类处理间差异不显著, 表明刈割活动尽管明显降低土壤线虫群落个体密度和类群数, 但对土壤线虫群落多样性的影响有限; 样地间PPI／MI值差异明显, 表明刈割活动在一定程度上确实改变了土壤线虫功能类群组成, 其中受影响的主要是非植物寄生线虫。     

围封对内蒙古退化典型草原大型土壤动物群落多样性的影响

为了探讨不同围封年限对内蒙古退化典型草原大型土壤动物群落多样性的影响,选取位于内蒙古草原生态系统定位站的退化围栏封育19和32年草地为研究样地,以围栏外自由放牧草地为对照,调查了0~10、10~20、20~30 cm不同土层大型土壤动物群落组成。共采集到大型土壤动物984只39类,隶属于2门、4纲、9目。各样地的优势类群不同,封育32年样地为步甲科、叶甲科幼虫、叶蝉科;封育19年样地为叶蝉科、步甲科、叩甲科幼虫;放牧样地为叩甲科幼虫、蚁形甲科。大型土壤动物丰富度、Shannon指数、均匀度指数、密度-类群指数、密度都表现为封育19年样地最高,封育32年样地次之,放牧样地最低,而优势度指数则呈现出相反变化趋势。垂直分布3样地均表现出明显的表聚现象,随着土壤深度增加,个体数和类群数均逐渐递减。围封后土壤含水量、土壤p H、土壤全磷和有机质含量均发生了显著变化(P0.05),而土壤容重、孔隙度和土壤全氮含量变化不显著(P0.05)。大型土壤动物密度、Shannon指数、均匀度指数与土壤含水量呈极显著正相关(P0.01)。研究表明,围封对内蒙古退化典型草原大型土壤动物群落水平和垂直分布具有显著的影响,围封样地大型土壤动物的个体数和类群数明显高于放牧样地。同时,围封有助于内蒙古退化典型草原土壤理化性质的改善。     

退化红壤植被恢复对土壤螨类群落结构的影响

对退化红壤地区的旱生性草坡、稀疏针叶林、针叶林、针阔混交林等4种植被恢复类型及裸地、顶级常绿阔叶林等2个对照样地的土壤螨类群落进行四季调查,共捕获4亚目53科,其中隐气门亚目27科（Cryptostigmata）,前气门亚目（Prostigmata）17科,中气门亚目（Mesostigmata）8科,无气门亚目（Astigmata）1科,优势类群为矮汉甲螨科（Nanhermanniidae）和单翼甲螨科（Haplozetidae）,常见类群包括若甲螨科（Oribatulidae）、盖头甲螨科（Tectocepheidae）等16科。应用个体密度、类群数、香农多样性、密度．类群DG指数、丰富度和均匀度、甲螨群落的MGP分析和捕食性螨类MI指数,研究其中螨类的群落结构特征。研究结果表明：不同植被类型土壤螨类群落差异显著,各项指标均以常绿阔叶林为最高,其次为稀疏针叶林,显著高于其它样地（P〈0．05）,针叶林和裸地处于最低水平。甲螨群落类群结构中,各植被类型中的甲螨群落均属于M型;甲螨个体密度结构类型中,裸地属于MP型,旱生性草坡属P型,常绿阔叶林属于O型,其它均属于M型。中气门螨类的MI指数在各植被类型没有明显的变化。DCA分析将6类型分为3类：裸地、常绿阔叶林各为一类,其余各类型归为一类,这显示了土壤螨类群落对植被恢复不同类型的响应。     

长春市不同土地利用生境土壤螨类群落结构特征

2003年7月和9月对长春市郊区天然次生林、农田、防护林和市区公园绿地等典型土地利用生境进行土壤螨类调查,Tullgren法提取土壤螨类,应用个体密度、类群数量、群落多样性、丰富度和均匀度、甲螨群落MGP分析和捕食性螨类MI等指数,研究土壤螨类的群落生态结构特征,了解土地利用差异对土壤螨类群落结构的影响。研究区共捕获土壤螨类3亚目92属8703只,其中隐气门亚目（Cryptostigmata）54属5091只,前气门亚目（Prostigmata）17属1582只,中气门亚目21属2030只。研究结果表明：长春市土地利用差异对土壤螨类群落结构特征影响明显,其中地表凋落物的移除和耕作活动是影响螨类群落结构的主要因素,地表凋落物的移除显著减少螨类群落的类群数、个体密度、群落多样性和丰富度,耕作活动促进螨类个体向土壤剖面下层移动,而地表植物群落类型对土壤螨类群落生态结构特征影响差异不显著。     

干旱风沙区灌丛林地地面节肢动物群落对放牧管理的响应

在干旱风沙区宁夏盐池县,选择典型放牧柠条锦鸡儿灌丛林地为研究样地,以邻近长期围栏封育灌丛林地为对照,调查了春季、夏季和秋季放牧和封育2种类型样地的地表植被、土壤性状和地面节肢动物分布特征,分析了灌丛林地地面节肢动物群落组成及多样性对放牧管理的响应规律.结果表明:1)放牧导致植被高度、土壤细砂粒含量和土壤电导率显著降低,而土壤容重和粗砂粒含量显著升高.2)调查共获得地面节肢动物13目40科,其中优势类群为蚁科和拟步甲科,其个体数占总个体数的68.75%;常见类群4类,其个体数占总个体数的20.82%;其余34类为稀有类群,其个体数占总个体数的10.44%.在春季、夏季和秋季,放牧和封育样地间地面节肢动物群落组成均差别较大,反映了地面节肢动物对包括放牧管理和季节变化双重作用下环境变化的敏感性和适应性.3)放牧导致地面节肢动物多度显著升高.但放牧样地和封育样地间地面节肢动物类群数、Shannon指数、均匀度指数和优势度指数在3个季节中均无显著差异.4)相关分析表明,地面节肢动物多度、均匀度指数、优势度指数均与植被高度、植物多度、土壤水分、土壤pH值和电导率存在相关性,而地面节肢动物Shannon指数与植被高度、土壤水分和土壤细砂粒存在相关性.偏冗余分析(RDA)表明,土壤pH值、植物多度、土壤含水量和温度是影响地面节肢动物群落个体数分布的关键驱动因子.研究表明,放牧管理条件下植被高度、土壤pH、土壤水分和土壤温度差异导致不同地面节肢动物类群表现出了不同的响应模式.灌丛对地面节肢动物多样性的保育效应能够削弱放牧干扰的负向影响.但放牧干扰下春季灌丛林地植食性地面节肢动物多度增加,需注重放牧易导致灌丛林病虫害发生和进行防控.     

黄土高原半干旱区不同种植年限紫花苜蓿人工草地土壤微生物和线虫群落特征

建植紫花苜蓿人工草地是黄土高原植被恢复的重要措施之一。土壤微生物和线虫群落特征是评价和调控植被恢复的生态环境效应的重要依据。本研究在宁夏南部山区选取不同种植年限(1、2、6和12年)的紫花苜蓿人工草地为研究样地,以农田和天然草地作为对照,探索黄土高原人工草地植被恢复过程中土壤微生物和线虫群落的演变规律及其影响因素。结果表明: 1)种植苜蓿显著提高了土壤细菌群落的Chao1、ACE和Shannon多样性指数,并在种植苜蓿后第6年达到最高,但在种植6年和12年后真菌群落多样性降低;随着苜蓿种植年限的增加,真菌群落组成从农田逐渐向天然草地方向演变;2)土壤线虫数量与细菌群落多样性的变化趋势相同,在种植苜蓿后第6年出现峰值,该时期线虫群落结构组成与农田较相似,苜蓿12年样地则更接近天然草地;随着苜蓿种植年限的增加,食细菌线虫、植食性线虫比例总体呈上升趋势,食真菌线虫、杂食/捕食线虫比例呈下降趋势,土壤成熟度指数(MI)逐渐减小,植物寄生线虫指数(PPI)和线虫通路指数(NCR)则不断增大;3)在苜蓿人工草地植被恢复过程中,土壤有机碳、全氮和速效磷对土壤微生物群落结构影响较大,并进一步影响线虫群落结构;细菌和真菌群落优势类群和多样性与线虫的不同营养类群及生态指数之间存在密切联系,表明微生物群落结构与多样性对线虫群落具有显著影响;在不同种植年限苜蓿草地中,植物的生物量与多样性的变化可能通过影响土壤微生物与线虫食物资源状况从而引起其群落特征的改变。     

藏北古露高寒草地生态系统对短期围封的响应

过度放牧导致高寒草地生态系统退化,围封是生态保护和恢复的管理手段。以青藏高原那曲县古露镇过牧退化高寒草地为对象,系统分析了高寒草地生态系统的植被特征及土壤理化特性、土壤酶活性、土壤微生物生物量和群落结构对围封的响应。结果表明,短期围封后,(1)植被平均高度、盖度和地上生物量均有极显著增加(P0.01),而生物多样性指数则显著降低(P0.01);(2)土壤的水溶性有机碳含量、土壤物理结构(沙土与粉土的比例)及pH有显著变化(P0.05);(3)土壤酶活性没有明显改善;(4)土壤微生物生物量(细菌、放线菌、真菌)均呈显著增加(P0.05);(5)土壤中细菌的多样性有增加的趋势,其群落组成在门水平上也发生了变化;(6)Manteltest分析显示与土壤细菌群落结构的呈正相关性的环境因子主要为土壤有机碳含量(TOC)、总氮含量(TN)、碳磷比(C/P)与氮磷比(N/P)(P0.05)。这表明围栏封育有利于藏北草地植被、土壤理化特性的恢复,还能维持土壤微生物多样性,促进高寒草地生态系统的可持续发展。     

东祁连山退化高寒草地土壤细菌群落与土壤环境因子间的相互关系

为探究东祁连山不同退化高寒草地细菌群落分布特征与土壤环境因子间的相互关系,采用高通量测序技术对轻度、中度和重度退化草地的土壤细菌群落结构变化及其多样性进行分析,运用CANOCO 4.5软件对土壤细菌群落与土壤环境因子间关系进行冗余分析(RDA).结果表明:不同退化高寒草地土壤理化性质间均差异显著,高通量测序共得到257125条有效序列,180826条优质序列,4790个OTUs.细菌群落Chao1指数依次为轻度>中度>重度;Shannon指数依次为轻度>重度>中度.系统发育分析表明,各样地土壤细菌类群分属于33个门,其中放线菌门、变形菌门和厚壁菌门是3种不同退化草地土壤中的优势类群.对不同退化草地土壤细菌各门所占比例分析发现,放线菌门、酸杆菌门和变形菌门随着退化程度加剧先减少后增加,厚壁菌门反之.RDA分析结果显示,细菌优势类群与蔗糖酶、纤维素酶和磷酸酶呈极显著相关,与pH、电导率、速效氮、速效钾呈显著相关.说明东祁连山不同退化高寒草地土壤细菌群落间差异明显,土壤环境因子是影响土壤细菌群落分布的重要因素.     

Effects of different fencing regimes on community structure of degraded desert grasslands on Mu Us desert,China

Grazing is one of the major anthropogenic driving factors influencing community structure and ecological function of grasslands. Fencing has been proved to be one of the main measures for rehabilitating degraded grasslands in northwestern China. However, data from combined empirical studies on the effects of different management regimes in desert grasslands are lacking. So we selected long‐term fencing (fenced since 1991), mid‐term fencing and seasonal fencing (fenced since 2002), and adjacent free‐grazing grasslands to investigate vegetation and soil properties on southwest Mu Us desert. Our results showed that fencing increased plant cover, height, aboveground biomass (AGB) of different plant life‐form groups, Shannon–Wiener diversity index, Evenness index, Simpson index, total soil nitrogen, total soil phosphorus, and soil organic matter, but decreased plant density, species richness, Richness index, soil bulk density, water content, and pH. However, 22–24 years of long‐term complete fencing might cause redegradation of vegetation and soil nutrients, characterized by the reduction of some vegetation properties, biodiversity, total AGB, and some soil properties. Seasonal fencing with 11–13 year was more beneficial to vegetation restoration than that with completely fencing measures. Our study suggests that appropriate artificial disturbances, such as seasonal fencing (winter grazing and summer fencing), should be used after long‐term fencing in order to maintain grassland productivity and biodiversity. These findings will help to provide theoretical support for vegetation restoration and sustainable management in grassland under grazing prohibition at Mu Us desert.     

The effects of three years of fencing enclosure on soil seed banks and the relationship with above-ground vegetation of degraded alpine grasslands of the Tibetan plateau

Background and Aims

Fenced enclosures have become an important method for re-establishing degraded grassland on the Tibetan plateau, and examination of soil seed banks may provide useful insights to understanding the effects and mechanisms of fencing enclosure on the restoration.

Methods

An investigation was conducted into the effects of enclosure for 3 years on the soil seed banks of degraded natural and sown grasslands at eight study sites. Species composition, soil seed bank density and the relationships with above-ground vegetation were analysed based on 4800 soil core samples and counting of seeds extracted from soil samples.

Results

After 3 years of fencing enclosure, soil seed banks differed between the different communities across the study sites. Species numbers and seed density in soil seed banks decreased from natural grassland to sown grassland, with most seeds occurring in the upper 5 cm soil layer. In these alpine grasslands, relatively few species produced high numbers of seeds, although their occurrence across the eight study sites was variable. Total vegetation cover increased with enclosure due to the colonization capacity of the vegetation rather than soil seed banks.

Conclusions

This study provided evidence that soil seed banks do not play an important role in the restoration of degraded alpine grassland when using fencing enclosures. Further studies conducted over longer periods are needed to address this subject.     

三江源地区不同退化程度草地的土壤放线菌区系

用不同分离方法,对三江源地区不同退化程度草地土壤放线菌的数量和多样性进行了比较.从5份土样中共分离放线茵178株,根据表型特征和16S rRNA基因序列分析,分别归入7个已知属:小单孢菌属(Micromonospora)、原小单孢菌属(Promicromonospora)、诺卡氏菌属(Nocardia)、假诺卡氏菌属(Pseudonocardia)、游动放线菌属(Actinoplanes)、韩国生工茵属(Kribbella)和链霉菌属(Streptomyces).其中链霉菌属分离菌株可归入7个表型类群.发现轻度退化高寒草原的土壤放线菌数量,丰度和多样性高于重度退化高寒草原;针茅高寒草原的土壤放线菌数量和多样性高于蒿草高寒草甸,而其中链霉菌的种类低于后者.表明高寒草地的退化程度与其中土壤放线茵的数量和多样性呈负相关.     

围封对不同退化程度荒漠草原植物群落和土壤的影响

围封是退化草原生态系统恢复的有效措施之一,已在中国北方草原地区实施多年并取得良好的效果。由于不同退化草原生态系统具有完全不同的植被和土壤条件,围封对不同退化草原植物群落和土壤的恢复是否具有一致的影响,目前仍不清楚。对内蒙古地区轻度、中度和重度退化荒漠草原分别设置6年围封后,对植物群落特征和土壤理化性质进行了调查和测定。研究结果发现,围封显著提高了3种退化荒漠草原短花针茅（Stipa breviflora）和无芒隐子草（Cleistogenes songorica）种群以及群落的高度、盖度和地上生物量（P<0.05）,表明围封从多组织层次使退化草原植物群落得到有效的恢复。围封总体提高了轻度和中度退化荒漠草原植物多样性,但降低重度退化荒漠草原的植物多样性。重度退化荒漠草原在围封后群落高度、盖度和地上生物量恢复效率显著高于轻度和中度退化的（P<0.05）,表明围封对重度退化荒漠草原植被恢复更加有效。除轻度退化外,围封显著降低中度和重度退化荒漠草原土壤全碳、全氮、全磷、有效氮和速效磷含量（P<0.05）,但对3种退化荒漠草原的土壤水分含量无显著影响,表明围封对不同退化荒漠草原土壤的影响具有滞后性。研究为荒漠草原围封成效评估提供理论指导和退化荒漠草原生态系统科学合理实施围封政策提供科学依据。