较长时间内~(15)N标记的氨态氮和硝态氮在小嵩草草甸中的运移规律(英文)

运用15N稳定性同位素技术,对15N标记的硝酸盐和铵盐在输入小嵩草(KobresiapygaeaC.B.Clarke)草甸11~13个月后的运移规律进行了研究。在经历11~13个月后,进入无机氮库中的15N很少,一般不超过所输入氮素的1%,而较多的15N为土壤有机质、土壤微生物和植物所固持。NO3--15N和NH4 -15N在小嵩草草甸中的运移规律差异很大。在11、12和13个月后,NO3--15N的总恢复率分别为92.83%、92.64%和79.96%;而NH4 -15N的则分别为49.6%、63.33%和66.22%。两者的差异在土壤有机质、土壤微生物和植物等库之间的分配中更加明显。输入NO3--15N时在11、12个月后植物所固持的15N最多,而土壤微生物和土壤有机质所固持的15N比较接近,而在13个月后,土壤有机质和植物所固持的15N接近,而土壤微生物所固持的15N下降许多;当输入NH4 -15N,土壤有机质所固持的15N比植物和土壤微生物所固持的都多,而且植物所固持的15N比较稳定,而土壤微生物所固持的15N则有较大变化。这表明在较长的时间内嵩草草甸对NO3-和NH4 的固持能力是不一样的。     

短期内15N标记的铵盐和硝酸盐在青藏高原高寒草甸中的运移规律

运用15N稳定性同位素示踪技术,对高寒草甸植物和土壤微生物固持沉降氮的能力及沉降氮在小嵩草(Kobresia pygaea)草甸中的运移规律进行了研究.施肥2周后,NO-3-15N和NH+4-15N的总恢复率分别为73.5%和78%.无论是NO-3-15N,还是NH+4-15N,植物所固持的15N总是比土壤有机质或者是土壤微生物固持的多.4周后,70.6%的NO-3-15N和57.4%的NH+4-15N被固持在土壤和植物中.其中,土壤有机质所固持的15N均下降了很多,而植物所固持的15N却变化很小.同前面的结果相比,较多的NO-3-15N为土壤微生物所固持.在施肥6周和8周后,NO-3-15N的总恢复率分别为58.4%和67%,而NH+4-15N的总恢复率分别为43.1%和49%.植物和土壤微生物所固持的NO-3-15N比NH+4-15N多.在整个实验期间,植物固持的NO-3N较多,而且比土壤微生物固持了较多的15N.由于无机氮的含量一直很低,无机氮库所固持的15N一般不超过1%.上述结果意味着短期内植物在高寒草甸中对沉降氮的去向起着决定作用.     

短期内^15N标记的铵盐和硝酸盐在青藏高原高寒草甸中的运移规律

运用^15N稳定性同位素示踪技术,对高寒草甸植物和土壤微生物固持沉降氮的能力及沉降氮在小嵩草（Kobresia pygaea)草甸中的运移规律进行了研究。施肥2周后,NO3^-－^15N和NH4^ －^15N的总恢复率分别为73．5％和78％。无论是NO3^-－^15N,还是NH4^ －^15N植物所固持的^15N总是比土壤有机质或者是土壤微生物固持的多。4周后,70．6％的NO3^-－^15N和57．4％的NH4^ －^15N被固持在土壤和植物中。其中,土壤微生物所固持。在施肥6周和8周后,NO3^-－^15N的总恢复率分别为58．4％和67％,而NH4^ －^15N的总恢复率分别为43．1％和49％。植物和土壤微生物所固持的NO3^-－^15N比NH4^ －^15N多。在整个实验期间,植物固持的NO3^-N较多,而且比土壤微生物固持了较多^15N。由于无机氮的含量一直很低,无机氮库所固持的^15N一般不超过1％。上述结果意味着短期内植物在高寒草甸中对沉降氮的去向起着决定作用。     

高原鼠兔对小嵩草草甸的破坏及其防治

1997～2000 年在青海省果洛州达日县, 通过测定不同程度退化草地、人工草地和除杂草地中高原鼠兔种群数量的变化以及对草地的破坏程度, 分析了草地植物群落变化对高原鼠兔种群数量的影响。结果表明: 随草地退化程度的加重, 高原鼠兔种群数量相应升高, 重度退化草地中高原鼠兔种群数量降低, 是由食物资源不足引起。不同程度退化草地之间高原鼠兔种群数量差异极显著( t_{未退化与轻度}= 25.369 7 , t_{未退化与中度}= 25.55 ,t_{未退化与重度}= 36.406 0 , t_{轻度与中度}= 23.279 4 , t_{轻度与重度}= 14.343 9 , t_{中度与重度}= 20.178 5 , df = 3 , p < 0.001) 。高原鼠兔对草地的破坏面积与平均单坑面积呈显著的相关关系( F = 220146 , df = 3 , P < 0.001) 。在草地达到重度退化以前, 高原鼠兔的种群密度升高, 对草地的危害则加重。草地植物群落空间结构的变化直接影响高原鼠兔的种群数量, 当植物群落高度增加时, 其种群数量开始减少, 反之则增加。     

牦牛放牧率和放牧季节对小嵩草高寒草甸土壤养分的影响

经过两年牦牛放牧试验表明,夏季草场不同土壤层有机质、有机碳、全磷、全氮和速效磷的含量及0～20cm土壤层营养因子的平均含量与放牧率呈线性回归关系,速效氮含量与放牧率呈二次回归关系;冬季草场不同土壤层有机质、有机碳和全氮与放牧率呈线性回归关系,全磷、速效磷和速效氮的含量及0～20cm土壤层营养因子的平均含量与放牧率呈二次回归关系。随着放牧率的逐渐增加,夏季草场不同土壤深度速效氮含量也逐渐减小,当放牧率达到1.07、1.08和1.22头·hm-2时,0～5、5～10、10～20cm土壤速效氮含量依此达到最小;冬季草场不同土壤层全磷、速效磷和速效氮含量逐渐增加,当放牧率达到0.81、0.78和1.00头·hm-2,1.03、1.09和1.03头·hm-2,1.36、1.35和1.30头·hm-2时,0～5、5～10、10～20cm土壤层全磷、速效磷和速效氮含量分别依此达到最大。在夏季草场,0～20cm土壤层速效氮平均含量达到最小放牧率是1.07头·hm-2;冬季草场0～20cm土壤层全磷、速效磷和速效氮含量达到最大放牧率分别是0.90、0.83和1.21头·hm-2。     

高寒草甸不同植被土壤微生物数量及微生物生物量的特征

用稀释平板法和氯仿熏蒸法研究了藏嵩草草甸、小嵩草草甸、矮嵩草草甸、禾草草甸、杂类草草甸及金露梅灌丛土壤的微生物数量、生物量及有机质的变化特征.结果表明:0～40 cm土层细菌和放线菌数量、微生物生物量碳和土壤有机质含量均以藏嵩草草甸最高,其微生物生物量及土壤有机质显著高于其它5种植被;真菌数量以金露梅灌丛最高;由表层到深层,随着土壤深度的增加以上各项指标均呈下降趋势.通径分析表明:土壤各生物环境因子之间存在着不同程度的相关性;土壤微生物数量、生物量及土壤有机质含量均与土壤水分含量存在显著的相关关系,说明土壤水分是调节高寒草甸生态系统土壤微生物代谢及物质转化的关键因子.     

小嵩草高寒草甸土壤营养因子及水分含量对牦牛放牧率的响应Ⅰ夏季草场土壤营养因子及水分含量的变化

两年的牦牛放牧试验结果表明随放牧率的增加, 夏季草场各土壤层有机质、有机碳、全氮和全磷的含量呈下降趋势,它们的含量与放牧率呈显著的线性回归关系, 速效氮的含量与放牧率呈二次回归关系, 各土壤营养因子平均含量与放牧率也有类似的关系.而且当放牧率分别达到1.07 heads/hm2、1.08 heads/hm2和1.22 heads/hm2时, 0～5 cm、 5～10 cm、 10～20 cm土壤速效氮含量依此达到最小,若放牧率继续增加,各土壤层速效氮的含量依此开始增加, 而速效氮的平均含量达到最小的放牧率是1.08 heads/hm2.在相同放牧率下, 有机质和有机碳的含量在各土壤层之间差异极显著(P<0.01),全磷差异显著(P<0.05),全氮和速效氮差异不显著(P>0.05),而且放牧率和土壤深度的交互作用对土壤各营养因子含量的影响极显著(P<0.01).放牧率对各土壤层的含水量有显著的影响(P<0.05),不同年度间同一土壤层含水量的差异不显著(P>0.05).     

牦牛放牧率对小嵩草高寒草甸暖季草场植物群落组成和植物多样性的影响

两年的牦牛放牧试验结果表明:在暖季草场,随着放牧率的提高,禾草和莎草类功能群的盖度、生物量及其组成与高度减小,它们与放牧率呈显著的负相关 P<0.05 可食杂草和毒杂草类功能群的盖度、生物量及其组成与高度增加,它们与放牧率呈显著的正相关 P<0.05 各功能群的盖度与生物量之间是显著的正相关关系 P<0.05 .对照草地由于没有牦牛的采食,群落由少数优势种植物所统治,群落结构趋于简单,物种组成贫乏,物种多样性和均匀度指数最小;轻度放牧牦牛选择采食对植物群落的影响较小,群落的物种丰富度指数、均匀度指数和多样性指数均不高;中度放牧提高了资源的利用效率,增加了群落结构的复杂性,草地的物种丰富度指数、均匀度指数和多样性指数均最高,该结果支持 中度干扰理论 ;重度放牧由于牦牛采食过于频繁,改变了植物的竞争能力,导致植物种的均匀度下降,多样性减少.不同放牧率草地群落的物种数 S 、丰富度指数 Ma 、多样性指数 Shan-non-Wiener指数H′和Simpson指数D 、均匀度指数 Pielow指数J′ 的排序为:对照<轻度放牧<重度放牧<中度放牧,优势度指数 Berger-Parke指数 的变化趋势则与之相反.     

甘南州不同退化程度高寒草甸植被及土壤特性的演化规律

为明确甘南州退化高寒草甸植被及土壤特性的演化规律,本研究以甘南藏族自治州碌曲县、夏河县和合作市不同退化程度高寒草甸为研究对象,调查其植被特征并采集土壤样品,测定土壤理化性质、酶活性及微生物数量。结果表明,随退化程度加深,莎草科、蔷薇科和毛茛科等科属毒杂草逐渐代替禾本科优质牧草优势位,植被高度、盖度、草产量、多样性指数降低,重度退化草地较轻度退化草地草产量降低了约2000 kg/hm²;土壤理化性质全氮、全磷、全钾、孔隙度、粉粒含量下降,pH值、全盐、容重及黏粒含量升高,由轻度至重度退化草地土壤全磷含量下降了0.67 g/kg,土壤全钾含量下降0.62 g/kg;土壤脲酶活性、蔗糖酶活性、碱性磷酸酶活性降低,蔗糖酶活性由轻度至重度退化草地降幅最大,可达0.45 mg/g/24h;土壤细菌和放线菌数量降低,真菌数量增加,重度退化草地较轻度而言细菌数量降低约5×10⁶ cfu/g,放线菌降低约5×10⁵ cfu/g,真菌增加约2×10³ cfu/g;相关性分析发现各因子与退化程度的相关性性强,相关系数在0.92以上,多为0.99甚至1。因此,甘南州高寒草甸随退化程度加深,总体呈现出草地优势种消失,植被高度、盖度、草产量、多样性下降,土壤养分及活性降低,并呈现向盐碱化、荒漠化演替的趋势。本研究为甘南州高寒草甸生态系统退化预测、管理、恢复等方案的制定提供理论依据。     

氮添加对高寒草甸土壤微生物呼吸及其温度敏感性的影响

土壤氮素的可利用性是控制土壤微生物呼吸的重要因素之一,大量研究已经表明增加土壤活性氮的含量可以降低微生物呼吸,但是土壤氮输入对土壤微生物呼吸温度敏感性的影响还不清楚。以青藏高原高寒草甸为研究对象,通过野外施氮试验和室内控制试验相结合的方式,在5℃、15℃和25℃条件下对3种施氮水平的土壤(对照,0g N m~(-2)a~(-1);低氮,5g N m~(-2)a~(-1);高氮,15g N m~(-2)a~(-1))进行培养,探讨土壤微生物呼吸及其温度敏感性对不同氮添加水平的响应情况。结果表明:(1)3个温度培养下的土壤微生物呼吸速率和累积碳释放量均随施氮量的增加而显著降低(P0.05);(2)氮添加对5℃和15℃培养条件下的微生物呼吸温度敏感性没有显著影响,但显著地增加了15℃和25℃培养条件下的微生物呼吸温度敏感性(P0.05);(3)线性相关分析表明,土壤累积碳释放量与土壤有机碳的难降解性显著负相关(P0.05),而15℃和25℃培养条件下的微生物呼吸温度敏感性与土壤有机碳的难降解性显著正相关(P0.05)。结果表明,在全球气候变暖的背景下,土壤氮输入将增加预测青藏高原高寒草甸地区土壤碳排放的不确定性。     

高寒草甸麻花艽和美丽风毛菊的光合速率午间降低现象

在中国科学院海北高寒草甸生态系统定位研究站地区,用便携式光合蒸腾测定仪(CI-301PS)和液相极谱氧电极(SP-2)观测到,全晴天2种高山植物麻花艽和美丽风毛菊叶片的净光合速率(Pn)、光合放氧速率和表观量子效率(AQY)有明显的午间降低现象.遮光实验表明,这种现象是由高原地区当地太阳正午时前后较强的太阳辐射造成的.     

海北高寒草甸土壤有机碳同位素组成及C3/C4碳源的变化

通过对高寒嵩草草甸土壤剖面不同深度(0～5cm,5～15cm,15～25cm,25～35cm,35～50cm,50～65cm)有机碳稳定性碳同位素的测定发现,土壤有机碳稳定性同位素(δ^13C)随土壤深度的增加而变大。表层土壤(0～5cm,定义为现代土壤)的δ^13C值最小,基本上接近现代植被的碳同位素特征。在土层5～10cm深度以下(粗略地定为古土壤),土壤有机碳稳定性同位素骤然上升,与表层土壤的同位素特征明显不同。考虑到影响土壤碳同位素的诸多因素,通过稳定性碳同位素的质量平衡模型计算,得出初步结果：来自C4(或CAM)植物的碳源随土壤深度的增加而增大。进一步推测,该地区植被可能经历由C4植物占优势的群落向C3植物占优势的群溶演化的过程。在这个过程中,大气碳同位素的变化和土壤有机质的形成过程(有机质淋溶过程)等也会引起土壤碳同位素的升高,因此质量平衡模型可能会过多地估算C4组分,而低估C3组分。     

青藏高原高寒草甸植物群落结构和功能对氮、磷、钾添加的短期响应

对中国科学院海北高寒草甸生态系统定位站的矮嵩草草甸水肥样地进行了氮、磷、钾及其组合的施肥处理,研究了施肥对植物群落结构和功能的影响。结果表明:(1)施肥使矮嵩草草甸植物群落物种丰富度减少,不同施肥处理下物种丰富度大小分别为:对照钾磷氮氮磷磷钾氮钾氮磷钾。(2)在氮磷配合施肥处理下,矮嵩草草甸植物群落Shannon-Wiener指数显著高于对照,而其它施肥处理对Shannon-Wiener指数影响不显著。(3)在同一施肥处理下,禾草类和莎草类的重要值明显高于豆科和杂类草功能群,不同施肥处理使禾草、莎草、豆科植物的重要值增加,而杂类草重要值减少。(4)与对照相比,不同施肥(除钾外)处理可不同程度的增加植物群落的高度。(5)除钾、磷钾养分添加对矮嵩草草甸地上生物量的影响与对照差异不显著外,其它养分及其组合添加都极显著增加了群落地上生物量,且大小顺序依次为氮磷氮磷钾磷氮钾氮磷钾钾对照。(6)施用不同种类的肥料后,矮嵩草草甸各功能群地上生物量的比例变化明显,禾草和莎草的比例均增加,杂类草的比例减少,而豆科植物无规律性。(7)熵值法综合评价短期施肥处理对矮嵩草草甸群落的影响表明,氮磷、氮磷钾配合施肥是青藏高原高寒草甸最佳施肥选择。     

围封与放牧管理对高寒草甸植物功能性状和功能多样性的影响

植物功能性状能够响应生存环境的变化并直接决定着生态系统功能。为了揭示围封与放牧管理对物种共存和驱动群落构建的影响机理,该研究以青藏高原东缘高寒草甸为对象,分析了围封与放牧处理对植物功能性状和功能多样性的影响。结果显示:(1)在群落水平,放牧显著降低了比叶面积和植物高度;在物种水平,放牧群落中多数杂类草比叶面积减小,而莎草类和禾草类的比叶面积在处理间无显著差异。(2)叶干物质含量与比叶面积在围封和放牧处理中均呈显著负相关关系,在放牧处理中,叶干物质含量与植物高度呈显著的二次函数关系,即随着叶干物质含量的增大,植物高度先减小后增大;在同等比叶面积的情况下,与围封相比,放牧降低了叶干物质含量;在相同叶干物质含量的情况下,与围封相比,放牧降低了植物高度。(3)放牧在总体上降低了种间性状的平均差异,植物性状表现出趋同响应,具体表现为放牧减小了叶干物质含量和植物高度的种间差异;与围封相比,放牧显著提高了功能均匀度,减小了功能分离度。研究表明,不同植物种对放牧的响应模式存在差异,放牧降低了种间对光资源的竞争,可能增加了对土壤养分的竞争,放牧驱动群落构建的过程中,土壤养分是非常重要的作用因子,说明放牧影响物种共存依赖于对多种资源的竞争。     

稻鸭共作对稻田氮素变化及土壤微生物的影响

通过田间试验研究稻鸭共作生态系统中土壤与田面水全N、无机N的动态变化及水稻吸N的规律和土壤微生物数量的变化规律.结果表明,(1)与常规稻作相比,稻鸭共作稻田土壤、田面水全N含量略有提高,土壤、田面水NH 4含量和水稻含N量显著提高,而土壤、田面水NO-3含量无明显变化;(2)稻鸭共作极显著提高了水稻总吸N量,高于常规稻作17.8%;相关分析显示,水稻吸N量与NH 4含量呈一元二次方程式关系,达到显著或极显著相关.(3)与常规稻作相比,稻鸭共作能显著提高土壤微生物数量,其中细菌数最多,放线菌次之,真菌最少.     

Growth and Major Nutrient Concentrations in Brassica campestris Supplied with Different NH4+/NO3- Ratios

In the present study, we investigated whether growth and main nutrient ion concentrations of cabbage (Brassica campestris L.) could be increased when plants were subjected to different NH4+/NO3- ratios. Cabbage seedlings The results showed that cabbage growth was reduced by 87% when the proportion of NH4+-N in the nutrient solution was more than 75% compared with a ratio NH4+/NO3- of 0.5:0.5 35 d after transplanting, suggesting a possible toxicity seedling weight, root length, and H2PO4- (P), K+, Ca2+, and Mg2+ concentrations were all higher than those in plants 0.5 NH4+/NO3-. The present results indicate that an appropriate NH4+/NO3- ratio improves the absorption of other nutrients and maintains a suitable proportion of N assimilation and storage that should benefit plant growth and the quality of cabbage as a vegetable.