高寒草地不同径级根形态对围封年限的响应

以根径级表征根系形态结构，可以反映植物资源利用和生物量分配状况。研究高寒草地不同径级根形态，对了解地下碳分配、水分和养分吸收及生产力具有重要意义。围封被认为是防治草地退化的最有效措施之一，但目前有关围封年限对不同径级根形态影响的研究还极度缺乏，以致无法确定有利于根生态效益，即资源吸收利用能力最大化的围封年限。以位于青海省海北台站围封5、13、22、39 a的高寒草地为研究对象，季节性放牧草地为对照，探讨围封年限对不同径级根形态(包括根长、根表面积和根尖数)的影响。结果表明：在0—15 cm土层中，径级小于0.5 mm时，围封13 a的根尖数显著高于围封5 a的草地，其对应的生物量也最大；径级小于0.6 mm时，围封13 a的根长和根表面积均显著高于围封5 a和放牧草地，且其对应的生物量也达最大；径级大于0.5 mm时，各草地之间的根尖数均无差异；径级大于0.6 mm时，围封39 a的根长和根表面积均显著高于放牧草地，且其对应的生物量最大。在15—30 cm土层中，各径级下，围封5 a的根长、根表面积和根尖数均显著大于围封39 a和放牧草地，但其对应的生物量在围封13 a时达最大。土壤硝...     

不同恢复类型植被细根分布及与土壤理化性质的耦合关系

针对陕北典型黄土丘陵区吴起县主要人工造林和自然封育植被恢复类型,确定5、15年和40年不同退耕年限下的沙棘、山杏及自然恢复草地样地,进行剖面采样,分析不同植被恢复类型下细根生物量、土壤理化性质,研究了不同恢复类型和不同年限植被细根生物量与土壤理化性质随时间的变异规律及耦合关系。结果表明,(1)总体上,主要造林树种和退耕自然封育草地细根生物量都随林龄和退耕年限的增长呈增加趋势,同年限人工造林树种细根生物量大于自然恢复的草地,不同植被群落细根生物量均表现出随着深度的增加呈指数递减规律。(2)自然封育的草地生态系统土壤含水量大于人工山杏林和沙棘林。人工造林和自然封育植被恢复下,土壤团聚体稳定性都随退耕年限的增加而增强,有机质、全氮、全磷含量也都呈增加趋势,土壤平均含水量则呈减小趋势。(3)细根生物量与土壤容重和团聚体稳定性显著相关,植物细根在土壤结构改善中起到了重要作用。     

降雨格局变化对白刺幼苗根系形态特征的影响

为探讨荒漠植物白刺幼苗根系形态对降雨格局变化的响应特征,设置3个降雨量梯度(W-、W、W+)和2个降雨间隔时间梯度(T、T+)进行人工模拟试验,结果表明,1)降雨量和降雨间隔时间对白刺幼苗根系形态有不同程度的影响,且降雨量的作用效应更大。2)降雨量相同时,延长降雨间隔时间均使白刺幼苗主根长、根系平均直径、根体积和根表面积减小,但总根长和根系生物量和总生物量却增加,在高降雨量条件下(W+)延长降雨间隔时间白刺幼苗比根长和比表面积分别增加了45.09%和20.20%,但差异均不显著。3)降雨间隔时间相同时,降雨量减少30%仅使主根长平均增加12.06%,总根长、根平均直径、根体积和根表面积等根系形态指标均显著减少,比根长和比表面积变化不大;降雨量增加30%仅使比表面积显著增加,其余各形态指标差异均不显著,低降雨量条件下(W-)主根长与根冠比达到最大,其他指标均在高降雨量条件下(W+)达到最大。4)对8个根系形态参数进行主成分分析,根系生物量、总根长、总根表面积、比根长、比表面积和根体积6个根系生态参数受降雨格局影响显著。     

蒙古克氏针茅草原生物量围栏封育效应研究

以自由放牧为对照,采用收获法和土芯法研究了围栏禁牧对蒙古国退化克氏针茅草原地上、地下部生长的影响,结果表明:(1)与自由放牧相比,围栏禁牧提高了退化草原地上生物量,以及地带性草原群落优势种克氏针茅的地上生物量比例和重要值,促进了退化克氏针茅的正向恢复演替;(2)围栏禁牧区与自由放牧区草地地下生物量都随土层深度增加而降低、符合指数函数或幂函数减小规律,围栏禁牧区0~10 cm土层的根系生物量占地下生物量比例高于自由放牧区,10~20 cm土层的低于自由放牧区,根系有向上层土壤聚集的趋势,有利于在干旱地区对有限降水的有效利用;(3)围栏1~3 a禁牧区地下部累计生产力显著高于同期自由放牧区。围栏禁牧是蒙古国退化克氏针茅草原改良的一种措施,但其提高地下生产力和生物量的效应也不是无限制的。     

河滨湿地不同植物群落根系分布特征与土壤理化性状的关系——以黄河中游荥阳段为例

在黄河中游郑州荥阳段,选择了5种河滨湿地植物群落进行根系和土壤性状特征研究,以期阐明不同植物群落的根系分布规律与土壤性状的关系,为河滨湿地植物群落组成以及土壤质量恢复提供科学参考。结果表明(1)在0—40 cm土层,根生物量密度与根长密度的平均值均表现为：芦苇群落(Phragmites australis)和芦苇-狗牙根(Cynodon dactylon)群落均大于芦苇-拂子茅(Calamagrostis epigeios)-狗牙根群落、拂子茅-狗牙根群落、拂子茅-狗牙根-水莎草(Juncellus serotinus)群落。拂子茅-狗牙根、芦苇-拂子茅-狗牙根、拂子茅-水莎草-狗牙根三种植物群落类型下根生物量密度、根长密度在0—20 cm表层土壤较大,芦苇群落和芦苇-狗牙根群落的根生物量密度、根长密度在10—40 cm的土层较大。(2)黄河河滨湿地芦苇群落、芦苇-狗牙根群落的土壤以粉粒为主,拂子茅-狗牙根群落、芦苇-拂子茅-狗牙根群落、拂子茅-狗牙根-水莎草群落的土壤主要以砂粒为主。在0—40 cm土层,芦苇群落、芦苇-狗牙根群落的土壤含水率、土壤有机质、有效氮和有效磷含量均显著高于...     

封育对黄土高原草地深层土壤pH的影响

土壤酸碱度变化, 直接影响植被类型及植物对土壤养分的吸收效率, 同时在土壤有机碳和无机碳相互转化过程中起重要作用, 为明确草地封育过程中土壤酸碱度的变化特征。以黄土高原云雾山自然保护区放牧草地(封育0年)、封育15年草地、封育30年草地为研究对象, 采用空间代替时间方法, 研究封育过程中深层(0-500 cm)土壤酸碱度变化特征。结果表明: (1)3个封育年限草地土壤pH随着土层深度的增加而增加, 放牧草地土壤pH变化范围为8.54-9.26、封育15年草地土壤pH变化范围为8.56-8.97、封育30年草地土壤pH变化范围为8.12-8.74。(2)不同封育年限0-500cm土壤各粒级差异较大, 放牧草地在40-60 cm土层, 3-2 mm土壤团粒结构的土壤pH最低为8.38, 显著低于其它粒级(P˂0.05); 封育15年草地土壤pH各粒级差异较小; 封育30年草地土壤pH整体呈上升趋势, 0-20 cm各粒级土壤pH差异显著。(3) 在0-500 cm, 封育30年草地土壤pH显著低于放牧草地和封育15年草地(P˂0.05), 其平均值分别为8.50、8.94和8.87。因此, 长期封育显著降低土壤pH值。     

岷江上游4个栽培树种细根功能性状垂直分布的差异性

细根(直径≤2 mm)功能性状及垂直分布格局是反映植物对土壤资源吸收策略和影响森林地下生态过程的关键。本研究以岷江上游4个人工林树种连香树(Cercidiphyllum japonicum)、白桦(Betula platyphylla)、华山松(Pinus armandii)和油松(P.tabuliformis)为对象,调查不同海拔树木细根功能性状及其在不同土层间的垂直分布格局,并分析细根功能性状分布与构型之间的相关关系。结果表明:阔叶树种比针叶树种有更大的根长密度、生物量、比根长和比表面积,而直径反之;4个树种细根集中在0~20 cm土层,根长密度和生物量在较高海拔地段均显著大于较低海拔,且均随土壤深度增加而减少,但比根长、比表面积和直径无显著的海拔差异,随土层加深也无明显的垂直变化规律;针阔树种间的细根构型差异显著,但不受海拔差异的影响,阔叶树的细根分支强度与一级根数量显著大于针叶树种;一级根数和根尖密度与比根长以及分根比与根长密度和生物量均呈显著正相关,而分叉与几个细根功能参数均呈负相关;随着土层深度增加,细根总生长量明显减少,但细根资源利用效率和策略不变;5个细根功能性状的垂直分布格局差异明显,且受树种特性影响显著,细根分支构型对其垂直分布及资源获取策略具有显著影响。     

不同林龄华北落叶松人工林根系特征和氮磷养分研究

采用野外调查取样和实验室分析相结合的方法,以陕西太白和甘肃小陇山5年(5a),10年(10a),20年(20a)生华北落叶松为试验材料,分析林下土壤全氮、全磷含量,林木根、茎、叶的生物量和全氮、全磷含量,根系形态特征,以及它们之间的相关性。结果显示:(1)不同林龄华北落叶松土壤全氮含量随土层深度的增加而降低,而土壤全磷含量并未表现出均一规律,0~60cm土层中的全氮、全磷含量之间呈显著正相关关系。(2)叶中的氮磷含量最高,且叶和细根中的氮磷含量显著高于粗根和茎中的含量,各器官内氮磷含量存在显著正相关关系。(3)各器官生物量和氮磷积累量随着林龄的增加而显著增加,茎的生物量最大,叶中氮磷积累量最高。(4)表层土壤(0~20cm)氮含量和细根氮、磷含量均与细根比根长存在显著正相关关系。(5)粗根总长、侧根平均长、最大径向距离和最大根深随林龄的增加而增加;粗根氮、磷含量分别与粗根总长、粗根最大径向距离呈显著负相关关系。研究表明:土壤氮含量的适当提高,可以增加细根比根长,当粗根氮磷含量下降时,华北落叶松通过拓展根系吸收氮磷养分的范围来满足自身生长的需要。     

内蒙古草原3种针茅属植物不同组织水平的生物量生殖分配

植物资源的生殖分配是链接进化生态学和功能生态学的纽带。该文从4个组织水平上研究了针茅属(Stipa) 3种植物克氏针茅(S. krylovii)、大针茅(S. grandis)和贝加尔针茅(S. baicalensis)的生物量生殖分配以及株丛和种群水平上可育散布体的数量和生物量。结果表明: 1) 3种针茅属植物在不同组织水平上的生物量生殖分配呈现明显分异。在株丛水平上, 克氏针茅和大针茅的株丛生物量分配到生殖枝的比例分别为44.3%和47.9%, 均显著高于贝加尔针茅的35.7%。在生殖枝水平, 克氏针茅的生殖枝生物量分配到穗器官的比例为30.3%, 显著低于大针茅的42.9%和贝加尔针茅的48.4%。在穗器官水平, 大针茅穗生物量分配到散布体的比例(63.9%)最高, 克氏针茅(49.9%)次之, 贝加尔针茅(39.1%)最低。在散布体水平, 贝加尔针茅的可育散布体生物量占散布体总生物量的比例为92.3%, 显著高于克氏针茅的67.2%和大针茅的71.3%。2) 尽管3种针茅属植物在不同组织水平上的生物量生殖分配存在显著差异, 但从最终可育散布体占株丛生物量的比例看, 克氏针茅为6.1%, 贝加尔针茅为6.3%, 大针茅为9.5%; 三者在生物量生殖分配上表现出明显的趋同效应。3) 3种针茅属植物生物量生殖分配的限制性环节存在显著差异。生殖枝向穗的生物量分配是克氏针茅和大针茅生殖分配的限制性环节, 株丛向生殖枝的生物量分配或穗器官向散布体的分配是贝加尔针茅生物量生殖分配的限制性环节。从可育散布体的数量和个体生物量看, 克氏针茅采取了倾向于拓展空间的增加散布体数量的策略, 而大针茅和贝加尔针茅逐步进化出了趋向于提高个体竞争能力的增加散布体个体生物量的策略。     

漓江水陆交错带典型立地根系分布与土壤性质的关系

研究根系与土壤关系是发掘河岸带生态退化等问题内在原因的重要途径。在漓江流域水陆交错带选取缓坡、陡坡、江心洲、人工岸坡4种典型立地类型,对不同土层深度的根长密度、根系生物量、比根长,以及根系特征与土壤有机质、全氮、有效磷的关系进行了研究,旨在为漓江流域生态修复过程中植被恢复、植被配置、快速绿化材料选取提供科学依据。结果表明:(1)同一立地类型0—10 cm土层和10—20 cm土层比根长差异性不显著。0—10 cm到10—20 cm土层,各立地类型根长密度和根系生物量密度均减小,但不同立地类型根长密度和根系生物量密度的差异程度逐渐缩小,表明地形、地表植物类型及生长状况对根长密度分布的影响也随土层深度的增加而逐渐减小。细根根长和生物量随着土壤深度的增加而减小。(2)土壤有机质含量差异性显著,分布规律为人工岸坡陡坡江心洲缓坡;土壤全氮含量从大到小依次是人工岸坡、陡坡、缓坡、江心洲,其值分别为:3.12、2.33、1.56、1.32 g/kg;土壤全氮与土壤有机质呈显著正相关。江心洲和缓坡有效磷含量远远大于人工岸坡和陡坡,原因是漓江水长期受人为洗漱影响,导致受江水干扰大的立地类型有效磷含量高。(3)根长密度、比根长、根系生物量与有机质、全氮含量呈正相关,与有效磷含量呈负相关,说明土壤根系越丰富,越有利于增加土壤有机质和全氮含量,但遏制了土壤有效磷。细根长度、生物量与根长密度在0.01水平(双侧)上显著正相关,与根系生物量密度呈负相关。     

温带草原7种针茅植物根系特征及其对环境因子变化的适应

为比较针茅（Stipa）植物适应策略,以大尺度梯度下（>1600 km）温带草原主要针茅植物为对象,系统研究了8个样点7种针茅根系生物量、根冠比、解剖结构和生理调节物质的差异及其对环境因子的适应。在由东北至西南的区域上,随降水量下降针茅植物根系的抗旱特征增强或适应策略趋于复杂,不同针茅植物根系对水分变化（或旱季和雨季）有着不同的适应策略。综合分析表明贝加尔针茅（S. baicalensis）、大针茅（S.grandis）及克氏针茅（S.krylovii）（多伦样点）的生长受干旱制约,对降水高度敏感,雨季降水促进其生物量快速积累。沙生针茅（S.glareosa）、短花针茅（S.breviflora）、戈壁针茅（S.gobica）、本氏针茅（S.bungeana）等通过增大根冠比和渗透调节物质累积等途径提高根系吸水和保水能力,抵御干旱胁迫。偏相关分析显示实验区域针茅植物根系性状与降水量和海拔高度存在显著的相关性。     

禁牧对伊犁绢蒿种群数量特征及其构件生物量分配的影响

该研究于2020年5月、7月和9月在天山北坡中段试验区的禁牧区(5a)和放牧区分别进行调查采样,测定分析不同月份禁牧区和放牧区伊犁绢蒿种群数量特征(高度、盖度、密度和生物量)及构件(茎、叶、根)生物量,以揭示植物种群特征和构件生物量对禁牧的响应规律,为退化草地的修复治理以及合理利用提供依据。结果表明：(1)与放牧区相比,5月、7月、9月禁牧区的伊犁绢蒿种群的高度、盖度和生物量均显著增加(P<0.05),其中高度增幅为69.90%～95.53%,盖度增幅为186.53%～297.82%,生物量增幅为86.24%～631.83%。(2)随着月份的推移,禁牧区与放牧区伊犁绢蒿单株生物量、茎生物量和叶生物量均呈先降后增的变化趋势,而根生物量呈增加的趋势;禁牧改变了植株构件比例,与放牧区相比,禁牧区茎、叶的生物量所占单株生物量的比例在7月、9月均显著增加,而根生物量所占比例显著降低。研究认为,禁牧有利于地上植被的恢复,使其构件结构改变,是恢复退化荒漠草地植物的有效措施。     

Capture and allocation of nitrogen byQuercus douglasii seedlings in competition with annual and perennial grasses

Summary The spatial overlap of woody plant root systems and that of annual or perennial grasses promotes competition for soil-derived resources. In this study we examined competition for soil nitrogen between blue oak seedlings and either the annual grassBromus mollis or the perennial grassStipa pulchra under controlled outdoor conditions. Short-term nitrogen competition was quantified by injecting¹⁵N at 30 cm depth in a plane horizontal to oak seedling roots and that of their neighbors, and calculating¹⁵N uptake rates, pool sizes and¹⁵N allocation patterns 24 h after labelling. Simultaneously, integrative nitrogen competition was quantified by examining total nitrogen capture, total nitrogen pools and total nitrogen allocation.Stipa neighbors reduced inorganic soil nitrogen content to a greater extent than didBromus plants. Blue oak seedlings responded to lower soil nitrogen content by allocating lower amounts of nitrogen per unit of biomass producing higher root length densities and reducing the nitrogen content of root tissue. In addition, blue oak seedlings growing with the perennial grass exhibited greater rates of¹⁵N uptake, on a root mass basis, compensating for higher soil nitrogen competition inStipa neighborhoods. Our findings suggest that while oak seedlings have lower rates of nitrogen capture than herbaceous neighbors, oak seedlings exhibit significant changes in nitrogen allocation and nitrogen uptake rates which may offset the competitive effect annual or perennial grasses have on soil nitrogen content.     

氮水添加对放牧背景下荒漠草原生产力的影响

水分与氮素作为干旱和半干旱草原生产力的共同限制性因子在退化草原的生态快速修复过程中备受关注。以不同放牧强度背景下的短花针茅荒漠草原为研究对象,开展围封模拟放牧利用实验,同时添加氮素和水分。通过分析历史放牧强度与年份对生产力的影响,以及添加氮素和水分对不同功能群植物生物量的作用,探讨放牧强度对短花针茅草原生产力的内在作用机制,以及如何实现荒漠草原资源合理开发和可持续利用。研究结果显示,降雨量与放牧强度决定着短花针茅草原的植物群落结构。氮素和水分添加可分别提升11%-29%和12%-32%的群落地上生物量,且二者存在显著的交互作用。不同功能群植物的地上生物量对氮素与水分添加的响应存在差异,多年生丛生禾草对氮素和水分添加响应最敏感。氮素与水分添加可显著提高多年生丛生禾草的地上生物量,但与自然降水量相关。氮素添加对地上生物量的影响在正常降雨和稍旱年份作用显著,而水分添加在干旱年份作用显著。在正常降雨年份,以半灌木植物为优势种的轻度放牧背景以添加水分对提升生产力最宜,以多年生丛生禾草和半灌木为共优种的中度放牧背景和以多年生丛生禾草为优势种的重度放牧以同时添加水分和氮素对提升生产力最为宜;在干旱年份不同放牧强度背景下均以同时添加水分和氮素对提升生产力最为宜。我们的结果表明了养分与资源的改善有利于退化短花针茅草原的快速恢复和可持续生产。     

克氏针茅草原土壤生态化学计量特征对放牧强度的响应

生态化学计量学是研究生态系统中各元素间平衡的科学,对于探究土壤有机碳（C）、全氮（N）、全磷（P）元素循环以及土壤养分限制状况具有重要意义。为了解克氏针茅（Stipa kirschnii）草原土壤生态化学计量特征,以内蒙古克氏针茅草原区为研究对象,在不同放牧强度草场进行采样分析。结果表明：随着放牧强度的增加,C、P含量先降低后升高,N含量先升高后降低;土壤C/N先降低后升高、C/P逐渐升高、N/P先升高后降低。C/N随着放牧强度的增加与有机碳相关性逐渐增大、与全氮的相关性逐渐减小;轻牧区的C/P受有机碳作用有所增强;中牧区N/P受全氮作用增强。C/N主要限制因素是有机碳含量,C/P和N/P主要限制因素是全磷含量。不同放牧强度会影响土壤化学计量比与其他物质的关系,也会改变土壤化学计量比各制约因素的强度。     

高寒草地植物群落关键种对不同放牧家畜组合放牧的响应

如何通过合理的利用方式提高高寒草地管理水平,实现其可持续利用一直是草地生态学领域的研究热点。为明确不同放牧家畜组合下高寒草地植物群落关键种的演替规律及其驱动因素,基于中等放牧强度设置了不同放牧家畜组合放牧样地（牦牛单牧、藏羊单牧、牦牛藏羊1 ： 2混牧、牦牛藏羊1 ： 4混牧、牦牛藏羊1 ： 6混牧）以及围封样地,并在连续放牧处理7年后系统分析了不同放牧家畜组合下植物群落特征与土壤理化性质变化,以期确定最优放牧组合。结果表明：（1）不同放牧家畜组合均会显著降低高寒草地植物盖度,但对其物种丰富度与多样性指数的影响并不显著。（2）牦牛藏羊1 ： 2混牧下植物群落特征与禁牧处理下植物群落特征较为相似,且牦牛藏羊1 ： 2混牧下的植物群落稳定性最强、组织水平最高。（3）牦牛单牧与1 ： 2混牧下关键种为矮生嵩草;藏羊单牧下关键种为天山针茅;1 ： 4混牧下关键种为星毛委陵菜;1 ： 6混牧与围封下关键种为赖草。（4）围封能够显著降低土壤容重,藏羊单牧则会显著增加土壤容重与土壤速效氮、磷含量。（5）土壤速效氮、容重与含水量是驱动不同放牧家畜组合下植物群落关键种演替的重要理化因子。综上所述,中等放牧强度下,牦牛藏羊1 ： 2混牧是青藏高原高寒草地较为理想的利用方式。此外,相较于单纯增加草地物种丰富度或多样性,建立植物群落物种之间的有效关联是提高青藏高原高寒草地管理水平的另一关键途径。     

黄土高原半干旱区退化草地恢复与利用过程研究

草地退化表现为土壤和植被遭到彻底破坏,草地演替过程受到强烈抑制.实验采用长期(30年)封禁措施,定位监测退化草地从次生半裸地演变为近似原生植被(进展演替)的变化过程.结果表明,随着封禁时间的变化,退化草地恢复演替经历了4个阶段,群落盖度、植株密度、物种丰富度和多样性指数、地上生物量和地下生物量在草地群落恢复过程中逐渐增加,其特征变化出现的峰值均在封禁第20年(地下生物量峰值在第15年),其中地上生物量最高达520.5 g/m2;直到封禁的第20~25年,以本氏针茅为建群种的草原群落衰败退化现象明显,而大针茅种群密度剧增;在封禁的第26年以上以大针茅为优势的群落生长较为稳定,从目前群落演替进程看,大针茅有替代本氏针茅的趋势.另外,在草原沟道两侧以斑块状聚集分布有中旱生灌木,群落的演替进入了一个新的阶段.随着封禁时间的延续,退化草地从自然封禁恢复的0~26年,通过侵入-竞争-扩散-定居的几个演替阶段,目前形成以大针茅为建群种相对稳定的"亚顶级".虽然草地生物量有一定下降,但草地质量提高,物种多样性丰富,促进草地的进展演替.草地植物群落主要由禾本科、豆科和菊科组成;多年生植物、C3和旱生物种可以作为草地演替过程和植被恢复的指示物种.长期封育对草地物种更新和生态系统稳定性有负面影响,因此,合理的封育时间是草地生态恢复中非常重要的一个因素.本研究提出,在黄土区退化草地封育10~15年后可以开始进行合理的利用,例如通过两年一次刈割和轻度放牧(2只羊/hm2).本研究可为干旱区、半干旱区相似的退化草地恢复提供理论依据.     

The impact of grazing intensity on soil characteristics of Stipa grandis and Stipa bungeana steppe in northern China (autonomous region of Ningxia)

The effects of grazing intensity on selected soil characteristics in the feather-grass steppes of the autonomous region of Ningxia (northern China) were investigated by a comparison of non-grazed areas (grazing intensity 0), slightly grazed areas (grazing intensity I), moderately grazed areas (II), intensively grazed areas (III) and over-grazed areas (IV). Even in areas used only minimally for grazing activities (I), a serious increase (doubling) in soil hardness was apparent in the upper soil layer. A continual decrease in organic matter in the surface soil can be correlated directly to soil compaction. The content of organic matter in soil of degree IV amounts to only a third of the organic matter found in non-grazed areas. This decrease can be attributed partly to the poor living conditions for soil organisms in compacted soils, but also to a significant reduction in litter. This is because intensive grazing causes reduced vegetation cover leading to litter being blown away by wind or washed away by heavy rainfall. Thus in level III hardly any plant litter remained to be incorporated into the soil as humus. Likewise root density also suffered its largest decrease in areas with a grazing intensity level III. With regard to the content of nitrogen and phosphorous (total and available) hardly any difference between soils of grazing intensity 0 and I was observed, whereas a noticeable decrease was apparent between levels I and II. Available Potassium was similar for all grazing levels. The pH-value of the soil solution is not significantly affected by grazing. We did not observe differences in the soils of the two main types of steppe vegetation (Stipa grandis and Stipa bungeana steppe) in response to grazing. Only the amount of litter in the S. grandis-steppe in non-grazed or slightly grazed areas is noticeably higher than in the S. bungeana steppe.     

Asymmetric effects of grazing intensity on macroelements and microelements in grassland soil and plants in Inner Mongolia Grazing alters nutrient dynamics of grasslands

Grazing is a traditional grassland management technique and greatly alters ecosystem nutrient cycling. The effects of grazing intensity on the nutrient dynamics of soil and plants in grassland ecosystems remain uncertain, especially among microelements. A 2‐year field grazing experiment was conducted in a typical grassland with four grazing intensities (ungrazed control, light, moderate, and heavy grazing) in Inner Mongolia, China. Nutrient concentration was assessed in soil and three dominant plant species (Stipa krylovii, Leymus chinensis, and Cleistogenes squarrosa). Assessed quantities included four macroelements (carbon (C), nitrogen (N), phosphorus (P), and magnesium (Mg)) and four microelements (copper (Cu), iron (Fe), manganese (Mn), and zinc (Zn)). Soil total C, total N, total P, available N, and available P concentrations significantly increased with grazing intensity but soil Mg, Cu, Fe, Mn, Zn concentrations had no significant response. Plant C concentration decreased but plant N, P, Mg, Cu, Fe, Mn, and Zn concentrations significantly increased with grazing intensity. In soil, macroelement dynamics (i.e., C, N, and P) exhibited higher sensitivity with grazing intensity, conversely in plants, microelements were more sensitive. This result indicates macroelements and microelements in soil and plants had asymmetric responses with grazing intensity. The slopes of nutrient linear regression in C. squarrosa were higher than that of S. krylovii and L. chinensis, indicating that C. squarrosa had higher nutrient acquisition capacity and responded more rapidly to heavy grazing. These findings indicate that short‐term heavy grazing accelerates nutrient cycling of the soil–plant system in grassland ecosystems, elucidate the multiple nutrient dynamics of soil and plants with grazing intensity, and emphasize the important function of microelements in plant adaptation in grazing management.     

Effects of Grazing Regimes on Plant Traits and Soil Nutrients in an Alpine Steppe,Northern Tibetan Plateau

Understanding the impact of grazing intensity on grassland production and soil fertility is of fundamental importance for grassland conservation and management. We thus compared three types of alpine steppe management by studying vegetation traits and soil properties in response to three levels of grazing pressure: permanent grazing (M1), seasonal grazing (M2), and grazing exclusion (M3) in the alpine steppe in Xainza County, Tibetan Plateau. The results showed that community biomass allocation did not support the isometric hypothesis under different grassland management types. Plants in M1 had less aboveground biomass but more belowground biomass in the top soil layer than those in M2 and M3, which was largely due to that root/shoot ratios of dominant plants in M1 were far greater than those in M2 and M3. The interramet distance and the tiller size of the dominant clonal plants were greater in M3 than in M1 and M2, while the resprouting from rhizome buds did not differ significantly among the three greezing regimes. Both soil bulk density and soil available nitrogen in M3 were greater than in M1 at the 15–30 cm soil depth (P = 0.05). Soil organic carbon and soil total nitrogen were greater in M3 than in M1 and M2 (P = 0.05). We conclude that the isometric hypothesis is not supported in this study and fencing is a helpful grassland management in terms of plant growth and soil nutrient retention in alpine steppe. The extreme cold, scarce precipitation and short growing period may be the causation of the unique plant and soil responses to different management regimes.