苏打盐渍土草原植被群落分布与土壤理化性质相互关系

对羊草、星星草、虎尾草和碱蓬4中植被类型及碱斑裸地下苏打盐渍土0～30 cm剖面的化学和物理性质进行了测定,分析了苏打盐渍土草原植被群落分布与土壤理化性质的相互关系。结果表明:按羊草、星星草、虎尾草、碱蓬和碱斑的排列顺序,苏打盐渍土理化性质不断恶化;0～10 cm剖面的土壤饱和浸提液电导率(EC e),碱化度(ESP)、pH和土壤容重是影响群落分布的决定性因素;植被群落分布情况可以定性反映土壤的盐渍化程度和物理性质;植被生长可以影响盐渍土的理化性质;植被生长改变了土壤剖面ECe和ESP的分布规律,在有植被群落分布的土壤上,ECe和ESP均随剖面深度的增加而升高,而在无植被生长的碱斑地,二者均随剖面深度的增加而降低;植物生长可在一定程度上改善土壤的结构系数和饱和导水率。     

不同改良方法对盐碱土壤氮素营养状况的影响

采用浅耕翻、施用磷石膏、施用糠醛渣、施用有机肥、建植星星草人工草地或星星草+羊草人工草地等不同改良方法对盐碱土壤氮素营养影响的研究结果表明,不同改良方法与浅耕翻相比能不同程度地提高土壤全氮含量、碱解氮含量、氨化强度、固氮强度、蛋白酶活性、脲酶活性、硝酸还原酶活性和亚硝酸还原酶活性。其中,浅耕+有机肥+星星草+羊草处理对所测定盐碱土壤氮素营养及相关酶活性指标增加明显,同时,盐碱土壤氮素营养各指标间存在着一定的相关关系。     

松嫩盐碱草地植物种群的土壤营养位季节动态

针对松嫩盐碱草地的特点,综合评价了18项土壤因子,以植物的相对地上生物量为土壤营养位效能,分析了松嫩盐碱草地植物种群的土壤营养位季节动态。伴随季节的更替,碱蓬等强耐盐碱植物的土壤营养位中心点逐渐向土壤盐碱程度严重的一侧移动,土壤营养位体积也逐月增加,土壤营养位宽度的扩大是土壤营养位体积增加的主要原因。虎尾草(Chloris virgata)和羊草(Aneurolepidium chinense)的土壤营养位中心点数值和土壤营养位体积7月份时最大。7月份时虎尾草的土壤营养位效能峰值明显高于其它月份的,使得虎尾草此月份的土壤营养位体积在整个生长季内最大,而羊草7月份的土壤营养位宽度和土壤营养位效能峰值都较大,共同决定了该月份羊草的土壤营养位体积最大。除上述植物外,其他轻度耐盐碱植物的土壤营养位中心点随季节更替的变化趋势与碱蓬等强耐盐碱植物的刚好相反,是向土壤盐碱程度越轻的方向。其他轻度耐盐碱植物的土壤营养位宽度8月份时最小,但因为此时土壤营养位效能峰值明显高于其它月份的,它们8月份的土壤营养位体积仍是整个生长季内最大的。松嫩盐碱草地植物种群土壤营养位重叠也存在着明显的季节变化。     

东北盐碱化羊草草地生物治理的研究

 盐碱草地的生物治理包括两种形式：一是人工建立枯草层,改变盐碱土的理化性质,直接种植羊草,恢复植被;二是种植耐盐碱植物,自然积累有机质,逐渐恢复植被。枯草层可改变盐碱土的理化性状,当枯草量达1.5kg·m-2时,与对照区相比,土壤容重由1.71g·cm-3减少 到1.10g·cm-3,土壤孔隙度和空气含量分别提高了41.7％和1.7倍,土壤含水量增加31.7％。土壤pH值由10.05下降到8.5,含盐量和电导率分别下降了34.1％和40％,碱化度由64.59％下降到35.75％。种植虎尾草改良盐碱化草地是一种有效的途径,4年后,光碱斑已全部被植被覆盖,群落产量达450g·m-2,羊草在群落中大量出现,约占总产量的45％以上。实验结果表明当枯草量达1.5g·m-2时,播种羊草即可在盐碱上壤上存活,4年后,羊草群落的产量可达600g·m-2,基本上恢复到了羊草草地。     

松嫩平原草原5种耐盐牧草体内K+, Na+ 的分布与积累的研究

 本文对松嫩平原盐碱化草地生长的5种耐盐牧草羊草(Aneurolepidium chinense)、星星草(Puccinelia tenuiflora)、虎尾草(Chloris virgata)、獐茅(Aeluropus littoralis var. sinensis)和碱蓬(Suaeda glauca)体内K+、Na+的积累与分布动态进行研究。结果表明,植物体内含量Na+μmol／克干重,碱蓬最高为5419—5668,其次是獐毛为225—326和星星草为177—216,虎尾草和羊草变化较大,分别为20—699和11—217。体内Na+含量受土壤中Na+水平的影响。Na+／K+以碱蓬最大为10.47—25.74。随着土壤盐含量(x1)、pH(x2)的增加,羊草和虎尾草体内Na+μmol／克干重(Y)积累动态符合公式：Y=Ym/[1+e(a+b1x1+b2x2)],碱蓬、星星草獐毛符合公式Y=a+b1x1+b2x2。植物体内Na+的积累率依次为：虎尾章>羊草>星星草、獐毛和碱蓬。K+主要分布在代谢旺盛的幼嫩组织中。茎叶是Na+的主要积累部位。虎尾草各部位Na+的积累率均呈显著增大,同时K+均降低,碱蓬各部位K+积累率均随Na+积累而增大。     

种植星星草对盐碱草地土壤养分状况的改良作用

对人工种植在碱斑草地上的星星草在不同年份相同生育期的土壤养分状况进行研究, 并与天然状况的星星草地在各个生育期的土壤养分相比较。种植星星草后, 随着星星草种植年限的增加, 0~10cm 土壤中:有机质含量和土壤全氮含量呈上升趋势, 土壤全磷含量略有增加, 土壤全钾含量变化不明显;而土壤全钠含量、全钙含量以及土壤全镁含量都有不同程度的降低。     

放牧影响下羊草草地主要植物种群生态位宽度与生态位重叠的研究

本文采用Shannon—Wiener和Pianka公式,在土壤水分、土壤含盐量和土壤有机质含量三维生态因子梯度上测定了松嫩草原碱化羊草草地放牧演替系列12种主要植物种群的生态位宽度和生态位重叠。结果表明,植物种群长期适应由放牧引起的群落和土壤环境因子梯度变化是种群生态位分化的主要原因。优势种羊草种群生态位宽度最大,三维上生态位宽度分别为0.910、0.869和0.930。五脉山黧豆和湿生植物生态位宽度均很窄。增加种表现出较强的适应环境能力,生态位宽度都较大。在放牧演替的先锋植物中,只有虎尾草生态位宽度较大(三维上平均0.707),角碱蓬和星星草种群生态位宽度均很窄。生态位宽度较大的物种与其它种群间生态位重叠较大。分布于相同或相邻放牧阶段及具有相同或相似环境要求的物种间生态位重叠较大。放牧条件下,羊草群落的演替过程也就是种群生态位分化的过程。     

松嫩盐碱退化草地羊草叶氮、磷化学计量与土壤因子关系研究

顶级群落建群种的N、P化学计量特征对退化草地群落稳定性和生产力维持具有重要意义。本文以松嫩草地顶级群落建群种羊草(Leymus chinensis)为研究对象,分析盐碱退化对羊草N、P化学计量特征的影响。结果表明:松嫩盐碱退化草地羊草相比较于中国北方草地羊草和草地植物具有较低的叶P含量(1.32 g·kg~(-1))、中等的叶N含量(18.90 g·kg~(-1))和略高的N/P(15.83)。叶N含量和N/P与土壤全氮、土壤碱解氮显著正相关;叶P含量与土壤全氮、土壤碱解氮显著负相关,其它因子与叶N、P和N/P相关性不明显。叶P含量与土壤氮的显著相关性和与土壤P含量的背离显示松嫩盐碱退化草地羊草可能存在一定的P限制。     

不同改良方法对盐碱土壤磷素营养的影响

采用浅耕翻、施用磷石膏、施用糠醛渣、施用有机肥、建植星星草人工草地或星星草+羊草人工草地等不同改良方法对盐碱土壤磷素营养影响的研究结果表明, 不同改良方法能不同程度的提高土壤全磷、速效磷、有机磷、无机磷含量和磷酸酶活性, 其中浅耕+有机肥+星星草+羊草处理与浅耕相比土壤磷素各指标增加显著, 盐碱土壤磷素营养各指标间存在着一定的相关关系。     

松嫩平原羊草草地植被退化与土壤盐渍化的关系

本文以羊草在群落中的重要值(Importance Value,Ⅳ)。相对盖度(C′)和相对地上生物量(W′)为植被退化程度指标,以土壤电导率(E1ectrical Conductivity,EC)和碱化度(Exchangeable Sodium percentage,ESP)为土壤盐渍度指标,探讨了它们之间的相互关系。结果表明,重要值(Ⅳ)与电导率(EC)及碱化度(ESP)的函数关系式分别为：Ⅳ＝60.1×0.69EC和Ⅳ＝64.03×0.97ESP。相对盖度(C′)与电导率(EC)及碱化度(ESP)的函数关系式分别为：C′＝96.2×0.56EC和C′=95.48×0.95ESP。随着土壤电导率(EC)和碱化度(ESP)的增大,羊草重要值(Ⅳ)和相对盖度(C′)呈指数曲线形式下降。并讨论了羊草生物量对土壤有机质(OM)和水解氮(N)含量的影响。羊草相对地上生物量(W′)与土壤有机质及水解氮含量均呈直线正相关。相关系数分别为： rOM=0.6486**(和rN=0.8809**。 均达极显著相关水准。随着土壤有机质含量的增加,羊草生物量(W′)呈直线上升。而土壤电导率(EC)和碱化度(ESP)则呈指数曲线形式迅速下降。它们之间的函数关系可用：EC=8.84×0.85OM和ESP=38.93×0.96OM来表示。研究结果证明,提高土壤肥力,恢复植被,改善植物生长状况,增加草地生物量积累和土壤有机质含量,是松嫩平原盐渍土改良治理的有效途径。     

松嫩碱化草甸土壤种子库格局、动态研究进展

草地退化是全球干旱和半干旱草地生态系统的共同特征,由于土壤种子库在植被恢复和生物多样性维持等方面的重要作用,已成为研究热点。作为重要的脆弱生态系统,松嫩碱化草甸在人类活动和全球变化影响下发生了明显退化。松嫩碱化草甸土壤种子库研究始于20世纪90年代,主要集中在对虎尾草群落、星星草群落、碱蓬群落、羊草群落等不同演替阶段土壤种子库物种种类、密度、季节变化研究;该地区土壤种子库的物种数目随着恢复演替由初级向高级阶段而呈现逐渐增加的趋势,但物种数目均相对较少,且多以1年生为主。另外对种子雨和某些物种种子散布动态也有零星报道,主要是从群落水平进行的研究,种子雨的空间异质性表现在其组成和大小因群落而异。今后需要加强对松嫩碱化草甸土壤种子库格局与关键生境要素的耦合特征、种子库分布格局的形成机制等研究,研究方法上,引入稳定同位素标记和分子遗传学等研究方法和手段,开展持久种子库的长期定位监测研究,为盐碱地植被恢复提供理论依据。     

羊草草原土壤动物特征的研究

对东北羊草草原土壤动物特征的研究表明i,土壤动物共有4门6纲14目。其水平分布规律是杂类草群落>羊草群落>拂子茅群落>榆树疏林>碱茅群落>碱蓬群落。土壤动物的数量和生物量的季节变化趋势相似,最大值均出现在8月份。随着土层的加深其数量逐渐减少,0-10cm上层中土壤动物数量约占总数的50%以上。     

不同草原植被碱化草甸土的酶活性

在羊草草原不同植物群落土壤中,脲酶、磷酸酶和纤维素酶活性的变化是羊草群 落＞拂子茅群落＞碱茅群落＞虎尾草群落＞碱蓬群落＞光碱斑．脱氢酶是拂子茅群落＞ 羊草群落＞虎尾草群落＞碱茅群落＞碱蓬群落＞光碱斑．脲酶、磷酸酶和纤维素酶的时间 变化曲线呈抛物线型,最大值均出现在８月,最小值出现在６月或１０月．脱氢酶变化的最 大值出现在６月,然后逐渐减弱,１０月出现最低值．关联分析表明各土壤因子对脲酶作用 大小的关联序为全 Ｎ＞有机质＞土壤容重＞全 Ｐ＞ ＰＨ ;磷酸酶为全 Ｐ＞有机质＞ ｐＨ＞全 Ｎ＞土壤容重;脱氢酶为全Ｎ＞有机质＞全Ｐ＞土壤容重＞ｐＨ;纤维素酶为全Ｎ＞有机质 ＞全 Ｐ＞ｐＨ＞土壤容重．脲酶、磷酸酶和纤维素酶活性与微生物生物量关系随着微生物生 物量的增加酶活性逐渐增强．脱氢酶与微生物生物量的关系不明显．     

模拟氮沉降对土壤酶活性和微生物组成的影响

氮沉降改变了草地生态系统的氮(N)素循环过程,由此带来的生态学效应已成为当前研究的热点。以乌鲁木齐周边短期围封草地为研究对象,通过模拟氮沉降实验,分析了自由放牧地和围封草地土壤酶活性和微生物组成,结合土壤养分及化学计量特征,探讨了氮沉降对短期围封草地土壤微生物组成及酶活性的影响,为该地区放牧草地的保护、恢复及管理提供理论依据。结果表明:(1)土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)含量随围封年限的增加总体呈升高趋势,表明围封有利于提高土壤养分含量。与中国草地平均值相比,该草地土壤碳氮比(C/N)相对较高,碳磷比(C/P)、氮磷比(N/P)相对较低,表明该草地土壤有机质分解良好,有利于土壤碳(C)、磷(P)的释放,而土壤N素较为缺乏。(2)就不同围封年限而言,围封3年草地5-20cm层土壤真菌数量高于其它样地;围封3年草地表层土壤蔗糖酶与过氧化氢酶活性最高;围封7年草地放线菌数量最多,说明围封能够促进土壤微生物生长及酶活性的提高。(3)氮素添加对土壤真菌具有抑制作用,N5(4.6gN m^-2 a^-1)、N10(9.8gN m^-2 a^-1)处理显著增加了各样地土壤细菌数量,氮素添加对围封7年草地0-10cm层土壤放线菌无显著影响,而氮沉降显著增加了其它样地5-20cm层土壤放线菌数量,其中N5、N10处理下促进作用最明显;氮素添加对该草地土壤脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶均具有促进作用,N5、N10处理促进作用最明显。综合分析表明,氮沉降可直接或间接影响土壤微生物及酶活性,短期围封作为一种草地管理手段,对退化草地生态系统的修复具有一定作用,并可通过改善土壤理化性质、调节养分含量及其化学计量比来加速退化草地的恢复。     

Repression of nitrification in soils under a climax grassland vegetation

Abstract Two hypotheses on repression of nitrification in climax vegetations (i.e. nitrogen immobilization and allelopathy) were investigated. In this study the potential nitrification activities and numbers of ammonium-oxidizing bacteria were established in a nature reserve with a series of natural grasslands with vegetational different stages of succession of plants species. The pastures had not been fertilized for 3, 7, 20 and 46 years, respectively, and the gradual decrease in availability of nutrients had led to pastures dominated by different grass species. In each field soil parameters, potential nitrification activities (PNA) and numbers of ammonium-oxidizing bacteria were determined in the root zone of Holcus lanatus as well as in that of a grass species characteristic of the stage of succession. In the rhizosphere of H. lanatus decreasing PNA and numbers of ammonium-oxidizing bacteria were observed as the period of non fertilization increased. Within each field no significant differences in PNA were observed between the root zones of H. lanatus and those of the dominant grass species. From these results it is concluded that, in these fields, decreasing nitrification was related only to decreasing ammonium availability and not to species composition. No indications were obtained that allelochemicals were involved in the flow nitrification potentials of late stages of succession. The optimum pH of the ammonium-oxidizing community, measured as PNA, decreased as the period of non fertilization increased. It is suggested that impoverishment of the grassland soil with respect to nitrogen availability selects against ammonium-oxidizing bacteria with a relatively high pH optimum.     

松嫩平原南部植物群落的分类和排序

 松嫩平原南部的气候具有温带半湿润大陆性的特点。地带性植被为草甸草原。由于小地形起伏,土壤盐碱和水分含量有差异,影响植物的分布和组合,形成不同的群落。本文采用定性和定量相结合的方法,对该地区的植物群落进行了分类和排序,划分了11个群落类型,归为5类生态组合。通过样地和群落的排序说明植被既是连续的,又是间断的,同时明显看出植物群落随着土壤盐碱和水分含量的变化。     

基于主成分分析的大渡河中游干暖河谷草地土壤质量评价

草地在大渡河干暖河谷植被恢复及植物群落演替中具有重要作用，而植被恢复的关键在于土壤质量。将大渡河干暖河谷泸定至汉源段，依据坡向划分为8个方位（北、东北、东、东南、南、西南、西、西北），分析了不同坡向和植被盖度草地的土壤理化性质，采用主成分分析法（Principal component analysis，PCA）对河谷区草地土壤质量进行了评价。结果表明：（1）影响河谷草地土壤质量的最小数据集（Minimum data set，MDS）指标包括非毛管孔隙度、土壤容重、有机质和碳氮比；（2）河谷从东北坡过渡到西南坡土壤质量逐渐降低，与南坡热而干旱的微气候使土壤矿化作用剧烈，而北坡适宜的光热和水热条件更有利于土壤中钾和磷的释放有关；（3）植被盖度与土壤质量呈正相关关系，随着草地植被盖度减少土壤质量逐渐降低。高植被盖度（>70%）土壤质量主要受非毛管空隙度影响，而低高盖度草地（<30%）主要受土壤容重影响；（4）河谷区草地土壤质量指数中间值分布较多，土壤肥力属于2-4级中等水平。大渡河干暖河谷区草地土壤质量较好，潜在肥力水平较高，有利于植物生长和植物群落正向演替，是植被人工恢复的重点区域。     

半干旱黄土高原苜蓿草地撂荒过程土壤水分变化特征

土壤水分是黄土高原植被恢复和生态建设的主要限制因子,明确土壤水分随植被演替的变化规律是阐明黄土高原植被与水分相互作用机制的重要基础。以半干旱黄土高原小流域苜蓿草地撂荒过程为研究对象,通过对2016-2018年生长季苜蓿群落、苜蓿+赖草群落、赖草群落和长芒草群落四种草地群落0-1.8 m土壤水分进行动态监测以及0-5 m深度土壤水分测定,分析不同演替阶段苜蓿草地土壤水分的动态特征,探讨土壤水分对苜蓿草地撂荒过程的响应。结果表明：（1）在苜蓿草地撂荒演替过程中,土壤水分随群落恢复时间的延长呈先增加后降低的变化,降水的年际动态显著影响不同演替群落的土壤水分响应;（2）0-0.4 m土壤水分主要受降水影响,使得各草地群落在这一层次没有显著差异（P>0.05）,而1 m以下的土壤水分含量则主要受植被类型的影响,各草地群落之间存在显著差异（P<0.05）;（3）0-5 m深层土壤水分随群落的演替,1 m以下各土层土壤水分含量逐渐增加,表明撂荒过程中使土壤水分得到了一定程度的恢复。研究结果揭示了苜蓿草地撂荒过程土壤水分的变化规律,可为黄土高原生态恢复提供理论依据。