一年生和多年生豆禾混播草地超产与多样性效应的比较

为了测度一年生和多年生豆禾混播草地的超产效应与植物多样性效应的关系, 明确一年生和多年生混播草地的高产优势, 探索豆禾混播草地多样性效应和超产效应对其生态功能的响应机制, 于2013-2015年在新疆伊犁地区昭苏盆地开展了3年的牧草产量观测试验。该试验设置3种牧草混播种类和混播比例, 分别为一年生豆禾混播草地(2种牧草混播, AM2)和多年生豆禾混播草地(2种牧草混播, PM2; 4种牧草混播, PM4; 6种牧草混播, PM6), 豆禾混播比例分别为6:4、5:5和4:6。结果表明: 1) 2013、2014年和3年平均值AM2的超产幅度小于PM2和PM6, 2015年AM2的超产幅度大于PM2、PM4和PM6; 混播群落生产力与群落组分中生产力最高产物种单产以及各组分种平均单产的差值表现出相似的规律。2) 2013、2014年和3年平均值AM2的互补效应大于PM2、PM4和PM6, AM2的选择效应则远小于互补效应, PM2、PM4和PM6的互补效应则比较稳定。3)物种丰富度和物种均匀度与牧草产量(群落生产力)大部分情况下呈单峰的“饱和上升型”模式, 分别在4种牧草混播和豆禾混播比例为5:5时, 具有较高生产力。4)多年生豆禾混播草地的互补效应、选择效应和多样性净效应均随生长年限的延长而呈下降趋势, 也导致了超产幅度、超产效应及其稳定性的下降。由此可见, 在建植初期, 互补效应和选择效应共同主导了多年生豆禾混播草地的超产效应, 而随着生长年限的延长, 选择效应则成为主要影响因素; 一年生豆禾混播草地的超产效应则一直受互补效应的影响。     

昭苏山地草甸4种典型土地利用方式下的土壤呼吸特征

为探讨不同土地利用方式对新疆昭苏天山北坡山地草甸土壤呼吸速率的影响, 于2015年和2016年的4月底至9月初, 用土壤呼吸测量仪对补播草地(RG)、豆禾混播草地(LG)、围封草地(NG)和农田(CR)的土壤呼吸进行测定, 并分析了影响土壤呼吸速率的土壤生物和水热因子。结果表明: 1)土壤呼吸速率在2015年NG和CR呈现双峰值, RG和LG呈现单峰曲线, 各处理均在8月达到最大值。2016年各处理峰值出现的时间不同, RG和LG在6月底达到最大值, NG和CR在7月底达到最大值; 监测期内平均土壤呼吸速率由大到小依次为: NG > RG > CR > LG。2)各样地土壤呼吸速率与土壤温度呈指数正相关关系; 土壤含水量与土壤呼吸的关系可能由于此地段常年湿润, 土壤含水量较高, 从而抑制土壤呼吸, 土壤呼吸与土壤体积含水量呈线性负相关关系; 土壤呼吸的温度敏感指数(Q₁₀)大小为NG > CR > RG > LG。3)不同处理的土壤微生物以细菌为主, 放线菌次之, 真菌居第三, 各样地总微生物生物量为: NG > RG > CR > LG, 与各样地平均土壤呼吸速率大小一致, 拟合分析显示RG土壤呼吸与放线菌呈显著的线性相关关系, LG土壤呼吸与细菌和放线菌呈显著线性相关关系。不同处理微生物生物量碳平均含量为CR > NG > LG > RG, 拟合分析显示RG与CR的土壤呼吸速率与微生物生物量碳呈显著线性相关关系, 其中CR的土壤呼吸速率与微生物生物量碳极显著相关; 4)各样地酶活性与土壤呼吸的相关关系分析显示, 只有蛋白酶和蔗糖酶与土壤呼吸有相关关系, 而蔗糖酶对土壤呼吸的影响更大。豆禾混播草地和补播草地相对于围封草地和农田, 土壤呼吸速率显著降低, 草地土壤的固碳能力显著提高。