不同放牧强度下土壤氨氧化和反硝化微生物的变化特征

土壤硝化及反硝化功能微生物在氮素可利用性、硝酸盐淋溶和氧化亚氮温室气体排放等方面起着关键作用,在指示不同放牧强度对生态系统的影响及预测草地生态系统退化状况等方面具有重要意义。以内蒙古干旱半干旱草原不同放牧强度(轻度、中度和重度)的长期试验样地为对象,应用定量PCR和限制性末端片段长度多态性(Terminal restriction fragment length polymorphism,T-RFLP)的方法,研究土壤氨氧化古菌(ammonia-oxidizing archaea,AOA)、氨氧化细菌(ammonia-oxidizing bacteria,AOB)和反硝化细菌的丰度、群落结构和多样性对不同放牧强度的响应。结果表明,土壤p H和铵态氮含量分别在7.90—8.18和6.37—35.92 mg/kg之间,中度放牧处理显著增高了土壤pH(P=0.03),而铵态氮含量在重度放牧处理中最高(P=0.02)。不同放牧强度下土壤异养呼吸相比未放牧处理均显著降低(P=0.02)。土壤AOA-amoA和AOB-amoA基因丰度范围分别为每克干土(4.94—7.60)×10~9个拷贝数和(0.68—3.75)×10~6个拷贝数,放牧处理对AOA-amoA基因丰度无显著影响,中度放牧处理显著降低了AOB-amoA基因丰度(P=0.04);反硝化微生物nosZ基因丰度随在轻度放牧处理中最低(P=0.03)。土壤铵态氮含量是影响AOA-amoA和AOB-amoA基因丰度的主要因子,而nosZ基因丰度主要受反硝化底物含量及土壤通气状况的影响。冗余分析表明由放牧所引起的可利用性氮含量的变化是导致氨氧化和反硝化微生物群落结构显著变化的主要因素。     

草原土壤微生物受放牧的影响及其季节变化

以内蒙古克什克腾旗西部的典型草原为对象,研究轻度放牧区(LG)、中度放牧区(MG)、重度放牧区(HG)土壤中的微生物数量、微生物生物量和土壤呼吸强度的季节变化以及放牧强度对它们的影响。结果表明,微生物数量、微生物生物量以及土壤的呼吸作用强度均有较明显的季节性变化,峰值均出现在8月份,而且三者之间具有极显著的正相关关系;轻度和中度放牧有利于土壤中的微生物数量、生物量的增加,而重度放牧则导致土壤中微生物数量和生物量的减少。     

中国蒿属沙生地理替代种亲缘关系的RAPD分析

运用随机扩增多态性DNA技术对中国蒿属沙生地理替代种共23个地理种群的遗传差异进行了检测,15个引物共获得303个位点。根据遗传距离的聚类分析结果显示：每个种的不同种群均各自聚到一起,反映出种间存在着一定的遗传分化。23个种群被分为三大支,白沙蒿与准噶尔沙蒿为一支,表明两者有着很近的亲缘关系。黑沙蒿、褐沙蒿、差不嘎蒿聚为一支,且遗传距离很小,反映出三个种有着最近的亲缘关系,乌丹蒿则自成一支,与其它种亲缘关系较远。结合形态与分布,提出褐沙蒿应作为黑沙蒿的地理亚种。     

双尾新小绥螨防治菜豆土耳其斯坦叶螨的释放技术研究

【目的】明确双尾新小绥螨Neoseiulus bicaudus防治菜豆上土耳其斯坦叶螨Tetranychus turkestani的最佳释放比例、释放时期和释放次数。【方法】在室内盆栽和田间菜豆植株上,通过不同害螨起始密度、不同益害比以及不同释放频次,定时定点调查土耳其斯坦叶螨的种群数量,比较不同处理下,双尾新小绥螨对土耳其斯坦叶螨的防效。【结果】室内盆栽试验中,益害比为1︰1与1︰5和1︰10之间的防效差异较小,防效在50%以上,益害比1︰15和1︰30的防效均在50%以下。田间试验中,益害比为1︰5释放双尾新小绥螨对菜豆土耳其斯坦叶螨的防效均在81.65%以上,在释放后第28天达到了95.16%。益害比为1︰10和1︰20的防效持续28 d保持在64.01%以上。1︰20在一次释放后第2天的防效为64.27%,经过二次释放,第4天后的防效均在91.72%以上。害螨起始高密度(60头/株)下释放双尾新小绥螨,防效均在26%以下,低密度(15头/株)和中密度(30头/株)的防效均在48.44%以上。【结论】双尾新小绥螨对菜豆上土耳其斯坦叶螨有很好的控制效果,推荐在土耳其斯坦叶螨危害较轻时,按益害比1︰10或者1︰20(二次)释放双尾新小绥螨,确保较高的防效和较少的双尾新小绥螨释放量。     

放牧对贝加尔针茅草原群落植物多样性和生产力的影响

研究了不同放牧强度对贝加尔针茅草原群落植物多样性和生产力的影响。结果表明,在牧压梯度上,不同的植物表现出不同的生态适应对策,贝加尔针茅种群随着牧压的增加,种群株丛破碎化、小型化,羊草耐牧性较强,在中牧阶段生产力最高。群落初级生产力随着放牧强度的增加逐渐下降。较大的放牧压力下,群落中适口性差、耐牧的杂类草植物渐趋增加。而在更大的放牧压力下,群落逐步被耐牧的小丛生禾草、旱生小苔草、小灌木和灌木所替代。草地群落的稳定性随着放牧强度增加逐渐降低。放牧干扰对群落植物多样性和生产力及其稳定性的影响是不同步的,不对称的。植物群落初级生产力对放牧干扰的响应更迅速,变化更剧烈。     

放牧强度对内蒙古荒漠草原土壤有机碳及其空间异质性的影响

放牧是内蒙古荒漠草原主要利用方式之一,研究不同放牧强度下土壤有机碳分布规律对退化草原恢复以及推广精准放牧技术具有重要的指导意义。基于不同放牧强度长期放牧样地（0、0.93、1.82、2.71羊单位hm^-2（a/2）^-1）,采用高样本数量的取样设计并结合地统计学分析方法,研究荒漠草原土壤有机碳及其空间异质性。结果表明：中度放牧会显著降低0-30 cm土层全氮含量（P<0.05）,全磷含量随放牧强度增强出现先降低后升高趋势;放牧样地土壤有机碳含量均显著低于对照样地（P<0.05）,不同放牧强度处理土壤有机碳含量没有显著差异;土壤有机碳密度受放牧影响在0-20 cm土层出现显著下降（P<0.05）,变化趋势同有机碳含量相似,碳氮比在重度放牧区0-10 cm土层显著降低（P<0.05）。土壤有机碳空间异质性和异质性斑块的破碎程度随放牧强度增加而增大;土壤有机碳含量与海拔高度在对照、轻度放牧和中度放牧区均呈极显著负相关（P<0.01）,在重度放牧区土壤有机碳含量和海拔无显著相关性;土壤有机碳含量与土壤全氮、全磷含量均呈极显著正相关（P<0.01）。综上所述,放牧降低土壤有机碳含量,提高土壤有机碳空间异质性,土壤有机碳含量的空间变异受海拔和土壤养分含量等因素的共同影响。     

载畜率对短花针茅荒漠草原灌木及其邻近土壤养分含量的影响

草地灌丛化现象在草地生态系统上广泛发生。放牧是人类利用草原的重要方式,通过分析不同载畜率下荒漠草原灌木种群及其邻近土壤养分含量的变化,可研究放牧干扰下不同灌木种群的耐牧特性,对深入了解荒漠草原植物群落演替机制具有重要意义。以荒漠草原灌木小叶锦鸡儿(Caragana microphylla)、半灌木驼绒藜(Ceratoides latens)及小半灌木冷蒿(Artemisia frigida)和木地肤(Kochia prostrata)(下称为“灌木”)为研究对象,探究不同载畜率下各个灌木种群的密度、高度、盖度及地上生物量(下称为“数量特征值”)及其邻近土壤养分含量。结果表明:冷蒿的数量特征值均随着载畜率的增加而降低,其他植物种群的数量特征值均在CK或LG区出现最大值,且不同灌木邻近土壤养分含量随着土壤深度的增加而下降(P < 0.05)。不同灌木邻近土壤全氮含量随着载畜率增加而下降;冷蒿邻近有机碳含量在CK区最高,小叶锦鸡儿邻近速效磷含量在HG区最高,其余灌木邻近有机碳、速效磷含量在LG区最高。灌木种群数量特征与土壤养分的关系为:土壤有机碳与冷蒿和驼绒藜的高度、盖度、地上生物量呈正相关,土壤速效磷与木地肤高度、地上生物量呈显著负相关。因此,载畜率均会对灌木植物种群的数量特征值及其邻近土壤养分含量产生影响。     

不同放牧强度下短花针茅荒漠草原植被的空间异质性

分析不同放牧强度下植物群落中物种的空间分布特征, 有助于阐明群落在放牧胁迫下的演替规律。该研究基于幂函数法则, 探讨了不同放牧强度下短花针茅(Stipa breviflora)荒漠草原群落植物的频率和空间异质性。结果表明: 不同放牧强度下物种空间分布与幂函数法则能很好地吻合; 不同物种空间异质性具有特异性, 随着放牧强度的增加, 提高群落空间异质性的物种分别由无芒隐子草(Cleistogenes songorica)、冷蒿(Artemisia frigida)、短花针茅、银灰旋花(Convolvulus ammannii)等多个物种逐渐转变为以无芒隐子草、短花针茅为主的少数物种, 同时, 物种空间异质性大于群落空间异质性的物种数逐渐减少。     

天然草地合理利用的判别模型研究

天然草地具有资源和生境的双重功能 ,合理利用与否直接关系着资源的可持续性及生态环境的优劣。在短花针茅荒漠草原群落 ,实地观测研究了建群种短花针茅、优势种无芒隐子草和碱韭的枝条密度、单枝重及株丛枝条数目对不同放牧制度的响应 ,初步建立了草地合理利用的判别模型。不同放牧制度下植物的枝条密度、单枝重存在差异 ,轮牧区植物的单枝重高于自由放牧区 ,枝条生长也较优越。株丛单枝重与枝条数目之间负相关 ,单枝重随枝条数目的增加最终出现负增长。绝对不利用会造成草地资源的浪费 ,并且对植物的生长不利。轮牧实现了草地资源的合理利用 ,同时加强了草地的生态功能