中国草地样带不同功能群植物叶片氮磷含量随水热因子的变化规律

中国草地样带贯穿我国主要草原区域,具有规律性的草地类型转换和气候条件变化,探究其不同功能群植物氮磷含量随水热因子(温度和降水)的变化规律,对于揭示区域植物N、P元素特征对气候变化的响应机制具有重要意义。本文以中国草地样带为平台,共设置132个样地,采集329份植物叶片样品,基于生态化学计量学理论,对中国草地样带青藏高原高寒区域和内蒙古温性草原区域植物群落功能群组成(豆科、禾本科、莎草科、杂类草)进行N、P元素组分分析,揭示青藏高原高寒区域和内蒙古温性草原区域植物N、P元素含量随温度和降水的变化规律。结果显示:1)青藏高原高寒区域的植物N、P元素含量显著高于内蒙古温性草原区域;2)豆科植物N、P元素含量最高,禾草类植物N、P元素含量最低;3)总体上,随年降水量和年均温度变化,不同功能群中仅杂类草与莎草科植物叶片N、P元素含量变化显著。研究表明,物种组成会影响到草地植被N、P元素生态化学计量学特征,不同功能群植物N、P元素含量对温度和降水变化的响应不同,杂类草和莎草科植物元素含量对中国草地样带植物整体水平N、P元素含量随水热因子的变化规律有重要贡献。     

羊草草原和大针茅草原氮素贮量及其分配

不同类型草原氮素贮量及其分配的研究,是草原生态系统物质循环研究的重要内容。它不仅有助于阐明草原生态系统物质循环的规律性,而且对于预测草原发育的方向和趋势,对于草原合理利用和提高草原生产力,都具有重要意义。在我国广大草原地区,草场退化日益严重的今天,研究生命的元素——氮素的循环,不仅有理论意义,而且有其重要现实意义。此项研究,在国际上作为IBP和MAB研究重要课题,受到普遍重视。在我国仅趋开始。本文是作者1979年对内蒙古锡林河流域羊车(Leymus chinensis)、小木草杂类草草原(简称羊草草原)和大针茅(Stipa grandis)草原氮素贮量及其分配研究的结果。     

西鄂尔多斯地区土壤与四合木微量元素含量特征分析

从西鄂尔多斯地区生境适宜性特征的角度,研究四合木(Tetraena mongolia)的生态适应性,探讨迁地保护不易成活的原因,对不同生境条件下四合木分布区土壤和植株微量元素含量的测定结果表明,四合木分布区土壤中Cu、Fe、Mn、Zn、B、Mo、Se、Co、CI9种微量元素中,除B的含量明显高于国内土壤平均含量水平和荒漠区土壤平均含量水平;其它元素都低于国内土壤的平均含量;迁地实验区土壤中除Cu的有效量略低于荒漠区土壤和四合木分布区土壤的含量外,Fe、Mn、Zn、B、Mo的有效量均略高于荒漠区土壤和四合木分布区土壤,四合木植株中Fe、Cu、Zn、B、Se、Co的含量远高于各种类型草原植物,而Mo含量高于植物体含量均值,但低于荒漠草原植物,仅为荒漠草原植物的50％,四合木分布区土壤与四合木成株、幼苗9种微量元素相关性不显著,而且植物体中9种元素含量远远大于土壤中的有效量,从四合木植株中各元素含量与各类型草原植物(包括荒漠草原植物)和土壤中含量比较表明,四合木在生长过程中对各种元素呈富集特征,可见土壤微量元素的含量不是四合木迁地种植的制约因子。     

围封对内蒙古典型草原与荒漠草原植被-土壤系统碳密度的影响

草地生态系统是巨大的碳库, 在全球碳循环中起着重要的作用。该研究以内蒙古中温带草地区典型草原和荒漠草原为研究对象, 测定了两种草原类型围封与放牧后地上生物量碳密度、地下生物量碳密度和土壤碳密度, 探讨围封对两种草原类型植被-土壤系统碳密度的影响。结果表明: (1)围封显著地增加了典型草原地上和地下生物量的碳密度, 对荒漠草原地上生物量碳密度增加影响显著, 对地下生物量碳密度增加影响不显著; (2)围封显著地增加了典型草原土壤碳密度, 使荒漠草原土壤碳密度有增加的趋势, 但影响不显著; (3)典型草原围封样地地下生物量和土壤碳密度的垂直分布显著高于放牧样地, 而荒漠草原围封样地地下生物量和土壤碳密度的垂直分布与放牧样地的差异不显著; (4)围封分别提高了典型草原和荒漠草原植被-土壤系统碳密度的2.2倍和1.6倍, 典型草原和荒漠草原分别有超过65%和89%的碳储存在土壤中, 两种草原类型的地下生物量碳库均占总生物量碳库的90%以上。研究结果表明围封能够有效地增加草原生态系统的碳储量。     

天山北坡植物土壤生态化学计量特征的垂直地带性

生态化学计量工作专注于植物与土壤的元素比例关系及其环境解释等问题上,还需要分析在连续环境梯度上元素比例关系的变化规律以进一步加深已有的认识。受水热梯度的影响,植被与土壤在天山北坡均存在明显的垂直地带性,这为探讨植物土壤生态化学计量特征的垂直带谱提供了有利条件。在天山中段北坡海拔1000—3840m范围内,按海拔梯度对植物和土壤分别采样,测定其C、N、P含量。结果表明:(1)随海拔的升高,植物C、N、P含量及其计量比变化规律各不相同,C含量随海拔变化保持不变,仅山地针叶林显著低于亚高山灌丛草甸、高山垫状植被和山前灌木(P0.05);N含量、C∶P、N∶P随海拔先升高后降低,山地针叶林和亚高山灌丛草甸显著高于山地荒漠草原、山地草原、高山垫状植被(P0.05);P含量、C∶N则是随海拔先降低后升高,高山垫状植被显著高于其他植被类型,山地荒漠草原、山前灌木和高山草甸显著高于山地草原、针叶林和亚高山灌丛草甸(P0.05)。(2)从生活型角度,乔木、灌木和草本C、N含量、C∶N差异不显著,灌木P含量、C∶P、N∶P显著高于草本(P0.05);乔木和灌木更受P限制,草本更受N限制。(3)随海拔的升高,土壤C、N、P含量、C∶P、N∶P均先升高后降低,其中山地针叶林和亚高山灌丛草甸均显著高于山地荒漠草原和山地草原(P0.05),土壤C∶N表现为一直降低,山地荒漠草原显著高于其他植被类型(P0.05)。(4)植物C、N、P及计量比与土壤相关性分析中,仅植物C∶P与土壤C∶P相关性显著,且植物C、N、P含量与土壤相关系数小于植物C∶P、N∶P与土壤相关系数。在垂直地带性上,土壤主要通过生态化学计量比影响植物的生长。     

青海省高寒草地土壤无机碳储量空间分异特征

以青海省主要高寒草地类型即温性草原、高寒草原、草甸草原以及高寒草甸为研究对象,进行其土壤无机碳(SIC)储量分异特征研究。结果表明,在取样剖面内四类草地SIC储量依次为温性草原高寒草原草甸草原高寒草甸,其值分别为16.51、16.48、3.37 kg C/m2和0.12 kg C/m2,温性草原与高寒草原土壤是高寒草地无机碳的主要储蓄库。温性草原与高寒草原50—100cm SIC储量分别占0—100cm总储量的60.2%和51.8%,而草甸草原与高寒草甸30—50cm SIC储量分别占0—50cm总储量的50.1%和55.8%,说明土体下部是高寒草地无机碳储蓄的主要场所。四类草地SIC含量随土层深度的变化过程各异,其碳酸钙富集层与野外剖面调查所得碳酸钙盐酸泡沫检验结果相吻合。SIC储量与土壤容重和土壤p H均呈显著正相关关系,与地下生物量呈显著负相关关系。     

锡林河中游草原生态系统中小型土壤动物与土壤有机质的关系

 本文讨论了草原生态系统中小型土壤动物与土壤生态因子的关系。主要结果为：1．中小型土壤动物,在草原生态系统的不同类型下的水平和垂直数量分布,不单纯受某一种生态因子的制约,而是由于诸生态因子综合作用的结果。2．中小型土壤动物与有机质含量之间的关系,在不同类型的生境中有不同的相关性。3．沙地羊茅草原的中小型土壤动物,在土壤中的数量垂直分布,可能主要制约于土壤温度的变化,因此出现本身的特异性规律。4．中小型土壤动物,对人为因素造成的草原生态系统生态因子不稳定性的反应是敏感的。     

内蒙古退化草原中与小叶锦鸡儿相关的小尺度土壤碳、氮资源异质性动态

小叶锦鸡儿在内蒙古典型草原中有着广泛分布,从而对小空间尺度土壤资源异质性产生强烈影响。退化草原中小叶锦鸡儿能够通过克隆生长形成灌丛斑块,不同大小斑块对应于其发育的不同阶段。因此,通过对与不同大小灌丛斑块相关的土壤有机碳（SOC）、全氮（STN）空间分布状况的分析,能够推断内蒙古退化草原中、与小叶锦鸡儿相关的小尺度SOC与STN异质性动态。结果表明：在内蒙古退化草原中,就0-5cm,5-10cm,10-20cm 3个土壤层次,小叶锦鸡儿均导致了与灌丛斑块相关小尺度上SOC与STN分布的空间异质性,且随着灌丛斑块的发育,这种异质性均不断增强,其中土壤表层0-5cm碳氮资源异质性的增强最为强烈,表现在灌丛斑块内部相对于外部（或边缘）对SOC与STN富集程度均显著增加。这表明内蒙古退化草原中,随着灌丛斑块自身的扩展,与小叶锦鸡儿相关小尺度上土壤碳氮资源空间异质性趋于增强。     

土壤剖面微生物数据可作为温带草原退化的特征指标

正我国温带草原分布广泛,是欧亚大陆温带草原植被类型的重要组成部分,具有重要的生态和经济价值[1],而其退化已成为我国草原牧业和生态可持续发展的主要瓶颈[2]。土壤微生物在土壤形成和演化过程中起着不可替代的作用,是土壤中物质转化和养分循环的驱动力。土壤微生物生物量和土壤微生物胞外酶活性则是土壤生态系统结构和功能演替的特征指示物[3]。目前,对草地退化的研究大部分集中于退化现状及其驱动力,植物群落结构及其稳定性,生物量变化及其土壤肥力水平,而相关的土壤微生物特     

大针茅草原地上最高生物量与土壤贮水量的相关分析

大针茅草原是内蒙古中部典型草原的主要类型。这里光热资源丰富,但水分不足。受天然降水的影响,土壤湿度有明显的季节性波动。群落地上生物量的形成与水分状况有密切的     

土壤微生物组与土壤健康

土壤健康在保障粮食安全和维持陆地生态系统功能方面起到举足轻重的作用,是农业可持续发展之本.土壤作为一个动态生命系统,其健康与土壤微生物组息息相关.土壤微生物组通过自身代谢参与元素循环和污染物降解等过程,同时在增强根际免疫,提高土壤肥力和作物产量方面扮演关键的角色,对土壤健康乃至人类健康具有重要意义.由于土壤生态系统的复杂性,目前对土壤微生物组与土壤健康关系的认知仍比较缺乏,不利于土壤健康的维持和提升.因此,本文围绕元素循环、污染消解和土传病害防控等三大土壤生态功能,系统梳理了土壤微生物组在维持和提升土壤健康中的重要作用,归纳了土壤微生物组作为评价土壤健康指标的研究进展,提出了利用土壤微生物组调控土壤健康的新途径.本文最后对土壤微生物组与土壤健康研究进行了展望,以期对维护土壤健康,改善土壤生态系统功能以及保障粮食安全提供科学依据.     

藏北高寒草地土壤有机质化学组成对土壤蛋白酶和脲酶活性的影响

土壤酶作为生态系统的生物催化剂, 是土壤有机体的代谢驱动力, 在土壤物质循环和能量转化过程中起着重要作用。该研究以藏北5种不同类型高寒草地(高寒草甸、高寒草原、高寒草甸草原、高寒荒漠草原和高寒荒漠)为研究对象, 利用热裂解气质联用技术(Py-GC/MS)分析不同类型草地土壤有机质化学组成, 并建立其与土壤蛋白酶和脲酶活性之间的相互关系。结果表明, 5种高寒草地土壤(0-15 cm)的酶活性表现出一定差异性, 高寒荒漠草原土壤的脲酶活性显著高于蛋白酶活性, 而其余类型高寒草地的脲酶和蛋白酶活性之间的差异未达到显著水平; 蛋白酶活性在5种高寒草地土壤之间的差异显著, 而脲酶活性在5种草地土壤之间的差异未达到显著水平。相关分析发现, 土壤蛋白酶活性与土壤有机质烷烃、烯烃和芳香烃的相对丰度和糠醛:吡咯的值密切相关, 土壤脲酶活性与土壤有机质化学组成之间相关性未达到显著水平。综上所述, 高寒草地类型和土壤有机质化学组成是影响高寒草地土壤蛋白酶活性的重要因素, 而对土壤脲酶活性的影响均未达到显著水平, 其影响因素有待进一步深入的研究。     

贡嘎山土壤中一些元素的背景值

贡嘎山位于青藏高原和四川盆地的过渡带。我们对这个地区土壤中B、Ni、Cr、Ti、Mn、Co、V、Zn、Cu 9种元素的背景值进行了研究,其结果列于表3和表4中。由这些资料我们得出以下结论: 1.东、西两坡土壤背景值是有差异的,差异的性质和程度因不同元素而异。概括而论,每种元素在西坡的平均值分别高于其东坡平均值,而西坡的背景范围分别窄于东坡的背景范围。 2.土壤类型对各元素背景值的影响是明显的,漂灰土带9种元素的背景值都最低。 3.未发现植被对土壤背景值有确定的直接影响。     

内蒙古半干旱草原灌丛化过程中小叶锦鸡儿引起的土壤碳、氮资源空间异质性分布

过度放牧下内蒙古半干旱草原,由于小叶锦鸡儿多度增加导致植被灌丛化,这已经成为该地草原退化时的普遍现象。草原灌丛化过程中,灌丛内凋落物的累积使得养分循环区域化,草原土壤有机碳(SOC)、土壤全氮(STN)空间异质性增强,导致灌丛沃岛形成。半干旱草原灌丛化过程机制的假说认为:灌丛斑块扩展与其引起的土壤空间异质性的增强之间存在着正反馈作用,正是这种反馈作用促使草地向灌丛地的转变。小叶锦鸡儿通过克隆生长形成不同大小的斑块,它们对应于其发育的不同阶段。因此,将不同大小的灌丛沃岛划分为小灌丛组与大灌丛组,它们代表着灌丛沃岛发育的早期与晚期两个阶段。结果表明:内蒙古半干旱草原灌丛化过程中,小叶锦鸡儿灌丛斑块引起了土壤有机碳(SOC)与土壤全氮(STN)的空间异质性,表现在水平方向上,对于0～5cm,5～10cm,10～20cm3个土壤层次,由灌丛斑块内部向外部SOC与STN均趋于降低;而在垂直方向上,对于灌丛斑块内部、边缘和外部3个位置,由0～10cm到10～20cm再到20～30cm,随着土壤深度增加SOC与STN均趋于降低。随着小叶锦鸡儿灌丛斑块扩展,SOC与STN空间异质性的分布不断增强,表现在灌丛斑块内部相对于外部(或边缘)对SOC与STN富集程度均显著增加。草原灌丛化过程SOC与STN空间异质性变化在0～5cm,5～10cm,10～20cm3个土壤层次中,以表层0～5cm的表现最为强烈。表层0～5cm土壤空间异质性的形成与灌丛自身凋落物的生产以及对灌丛外凋落物的截留有关。由此推断:退化草原灌丛化的过程中,小叶锦鸡儿灌丛斑块引起SOC与STN空间异质性的变化是一个自我增强过程,灌丛斑块扩展与其导致的SOC与STN空间异质性增强之间存在着正反馈作用。因此,以上关于半干旱草原灌丛化机制的假说对我国内蒙古半干旱草原灌丛化也是适用的。     

青海省芨芨草草原的群落特征及其分布规律

芨芨草(Achnatherum splendens)是一种旱生植物,广泛分布于欧亚草原和荒漠地区。它是一种生态可塑性很强的植物,可分布于草原、荒漠草原等植被带内。以其为优势种可以形成盐生草甸、草原、荒漠草原等多种植被类型。青海省共和盆地、青海湖盆地和柴达木盆地东部等地大面积分布有芨芨草群落,并和本区分布的其他草原类型形成基带植被。无论是其生境条件、生物生态学特性、群落的组成及分布规律均具有草原性质,应划归草原植被类型较为合适。     

镍污染对土壤微生物的生态效应

镍是高等植物和某些微生物必需的微量营养元素之一,在它们的生命活动中起着重要作用;但浓度较高时,也是一种极毒元素。大量的研究表明,镍污染土壤中微生物的生长、代谢、群落结构和种群多样性会受到不同程度的影响;微生物在长期受重金属威迫的环境中形成其适应性。利用微生物形成的这种适应机制,采用微生物技术治理重金属污染的土壤是可能的。本文还对镍污染土壤的微生物评价指标体系、土壤环境容量、微生物技术开发和综合治理技术开发等的进一步研究作了展望。     

工业运输活动对周边荒漠草原植物多样性与土壤性状的影响

研究工业运输活动释放出的重金属元素对周边荒漠草原植被群落特征和土壤性状的关系，为工业活动影响下的荒漠草原植被恢复和重建提供科学依据。以宁夏盐池县高沙窝工业集中区邻近的荒漠草原为研究对象，结合前期土壤和降尘的重金属含量，根据内梅罗污染指数划分了五个污染梯度(梯度Ⅰ、梯度Ⅱ、梯度Ⅲ、梯度Ⅳ和梯度Ⅴ),采用野外调查和室内分析的方法，对比分析了不同污染梯度下的植被群落特征与土壤性状的关系。结果显示：在前三个污染梯度下物种组成相对较多，禾本科(Gramineae)、藜科(Chenopodiaceae)、豆科(Leguminosae)和菊科(Compositae)为优势科。其中，牛枝子(Lespedeza potaninii)和短花针茅(Stipa breviflora)的重要值分别为59.41和44.26,是研究区工业生产和交通运输影响下的主要物种。随着污染梯度的升高，植物群落均匀度指数显著下降(P<0.05),工业交通运输活动造成研究区荒漠草原植被组成单一，群落结构不稳定。表层土壤养分受重金属影响波动较大，土壤全氮和有机质是影响物种多样性指数的主要土壤因子，随着污染梯度的升高显著降低(P...     

宁夏典型天然草地土壤团聚体稳定性及其有机碳分布特征

土壤团聚体作为土壤结构的基本单元和土壤有机碳存在的重要场所,对维系土壤质量和生态环境可持续发展具有重要作用。为探究宁夏天然草地土壤团聚体稳定性及其有机碳分布特征,以宁夏4种典型的天然草地（草甸草原、温性草原、草原化荒漠和荒漠草原）为研究对象,系统开展研究。结果表明：草甸草原、温性草原和草原化荒漠各粒级机械团聚体和水稳性团聚体含量均呈现随粒径减小而先减小后增大趋势,荒漠草原机械团聚体含量呈现随粒径减小而先减小后增大的趋势,水稳性团聚体含量呈现随粒径减小逐渐增大的趋势;且草甸草原和温性草原机械稳定性和水稳性团聚体在0-10 cm、10-20 cm和20-40 cm 3个土层均以>0.25 mm大团聚体为主,草原化荒漠和荒漠草原水稳性团聚体均以<0.25 mm的微团聚体为主。4种草地类型机械团聚体和水稳性团聚体MWD和GMD,以及各粒级土壤团聚体有机碳含量均表现为草甸草原和温性草原显著高于草原化荒漠和荒漠草原。草甸草原和温性草原在3个土层深度均以>0.25 mm的大团聚体对有机碳的贡献率最高,分别达到43.86%、59.26%、58.89%和58.02%、54.03%、57.15%;草原化荒漠和荒漠草原在3个土层深度,均以<0.25 mm的微团聚体贡献率高,分别达到了60.37%、55.86%、54.33%和75.61%、78.34%、78.74%。结果表明：草甸草原和温性草原较草原化荒漠和荒漠草原土壤团聚体稳定性更高,更有利于土壤有机碳累积。     

内蒙古不同类型草原土壤团聚体含量的分配及其稳定性

土壤团聚体是土壤结构的重要组成部分,是土壤保护其有机碳的一种重要物理与生物机制,但迄今为止对其空间格局分布的研究较少。该文研究了我国内蒙古3种草原类型(草甸草原、典型草原、荒漠草原)不同土层深度的土壤团聚体质量百分比及其稳定性的分布规律。结果显示:土壤团聚体的质量百分比在3种草原类型各个土层深度的分布均呈现草甸草原典型草原=荒漠草原的趋势,而沿土层深度3种草原类型的土壤团聚体的质量百分比含量并未呈现显著规律。各层的土壤团聚体质量百分比均与年降水量呈显著正相关关系;除70–100 cm土层外,其与年平均气温均呈负相关关系。对土壤团聚体稳定性而言,在0–10 cm和10–20 cm两个土层深度,草甸草原土壤团聚体的平均质量直径与几何平均直径显著大于典型草原和荒漠草原,而在其他土层,3种草原类型间无显著差异。随着土层深度的增加,草甸草原和典型草原土壤团聚体的平均质量直径与几何平均直径均呈现逐渐降低的趋势。该文对于理解内蒙古不同类型草原土壤有机碳的稳定性和保护机制具有重要意义。     

锡林河流域两类植物群落土壤呼吸特征的比较

采用碱液吸收法对锡林河流域一个半干旱典型草原群落的土壤呼吸进行了5个月的野外测定,并对其与气候因子和生物量之间的关系进行了分析.另选择了锡林河岸边的一个沼泽化草甸群落作为对比来研究土壤湿度和植被类型对土壤呼吸的影响.主要结果包括:1)两个群落土壤呼吸的季节动态基本一致,均出现了两个峰值,其中草原群落和草甸群落土壤呼吸速率的变化范围分别为312.8～1 738.9mgC@m-2@d-1和354.6～2 235.6 mg C@m -2@d-1.草甸群落的土壤呼吸速率明显高于草原群落,它们的日平均土壤呼吸速率分别为1 349.6 mg C@m-2@d-1和785.9mg C@m-2@d1;2)在草原群落中,土壤呼吸速率与土壤湿度的相关性比其与温度的关系更加显著,而在草甸群落正好相反,反映出这两种气候因子在不同生境中起着不同的作用.根据土壤呼吸与气温之间的同归关系外推出2001年生长季草原群落和草甸群落的土壤呼吸量分别为142.4 g C/m2和236.1 g C/m2;3)在草甸群落中,地上总生物量与土壤呼吸速率之间没有显著的相关关系,而地上部活体生物量与土壤呼吸速率之间则存有很显著的幂函数关系.在草原群落中,土壤呼吸速率与地上活体生物量或地上总生物量的相关性均很弱.