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三江源区不同建植年限人工草地根系动态特征 总被引：1，自引：0，他引：1
根系动态特征能够反映人工草地植物利用土壤资源的效率和群落恢复演替的程度。本研究以三江源区不同建植年限（5、6、9和13年）人工草地植物根系为研究对象，利用“微根管”技术，连续两个生长季（2015年5-9月和2016年5-9月）探究了4个建植年限人工草地根系动态特征。结果表明：地上生物量和丰富度在建植5~9年呈下降趋势，建植9~13年显著上升；土壤理化性质呈“N”字型变化，不同建植年限间差异显著；随建植年限增加，根系寿命、累积生产量和累积死亡量均波动上升，根系的生长和死亡主要发生在0~10 cm土层；根系平均现存量随建植年限增加持续增加，建植6~9年趋于深层化；根系生产量、死亡量和现存量具有明显季节变化，6月为生长高峰期，7月为现存量高峰期，8月为死亡高峰期，建植9年人工草地根系正生长高峰期迟于其他建植年限；建植年限和土层深度直接影响根系寿命，其余环境因子通过影响土壤速效养分或地上生物量间接影响根系现存量。综上所述，建植人工草地能够增加地上生物量和丰富度，改善土壤质量，促进根系现存量的增加，建植6~9年人工草地的二次退化现象只是暂时性过渡阶段，可在此阶段制定合理的人工管理措施来保证土壤养分的稳定输入，加快群落正向演替的进程，从而提高人工草地的群落稳定性和恢复力。 相似文献
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探究3种栽培牧草根系特征的差异,对维系川西北退化高寒草地地下生态系统结构和功能意义重大。本研究采用微根管原位监测与室内分析相结合的方法对紫羊茅、垂穂披碱草及老芒麦单播人工草地的根系特征及其土壤环境进行比较分析。结果表明:1)3种栽培牧草根系生长存在明显的季节节律,5-7月为生长高峰期,7-8月为现存高峰期,8-9月为死亡高峰期。2)3种栽培牧草根系现存量均随土层显著降低,其中老芒麦的根系现存量显著高于紫羊茅和垂穂披碱草(P<0.05);紫羊茅根系生产量和死亡量最高,根系净生长速率最低。3)紫羊茅的根系周转率显著高于老芒麦和垂穂披碱草,且随土层加深而显著增加(P<0.05)。4)结构方程模型(SEM)显示,牧草种类和土层深度不仅直接影响根系特征,而且通过改变土壤化学计量比和土壤理化性质,间接影响根尖数和根系动态特征,进而影响根系周转。综上所述,3种栽培牧草在根系生长与资源获取方面存在明显差异性。紫羊茅采取缩短根系寿命,加快根系周转的生长策略以保证营养吸收效率,而垂穂披碱草和老芒麦采取增加根系产量,以及延长根系寿命的策略减缓根系周转,并通过降低根系的碳消耗而增加了其碳汇功能以适应高寒环境。 相似文献
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植被根系的分布特征是其适应和改变环境能力的体现,研究植被根系对草地生态系统的可持续发展有重要意义。本研究以怒江源区那曲流域不同海拔梯度的高寒草甸作为研究对象,采用微根管技术探讨根系的分布特征,并分析其与环境因子的关系。结果表明：高寒草甸根系对季节变化响应敏感,约有80%的根系分布在0～25 cm的土层,且分布较均匀,细根在土壤中所占比例随土壤深度增加而增大;进一步分析发现,海拔越高,根系越往土壤较浅层分布,特征参数呈现降低趋势。冗余分析表明,土壤温湿度呈正相关关系时,两者主要通过影响根径大于0.5 mm的根来影响根系参数;呈负相关关系时,根系在土壤表层对土壤温度的变化更为敏感。 相似文献
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不同建植期人工草地优势种植物根系活力、群落特征及其土壤环境的关系 总被引：2，自引：0，他引：2
以三江源区重度退化草地(“黑土滩”)作为对照试验,研究了6 年人工草地和10 年人工草地优势种植物－垂穗披碱草根系活力、植物群落数量特征、土壤理化特征、6 种土壤酶活性,分析人工草地优势种植物根系活力、群落数量结构与土壤微环境的关系。研究结果表明,6 年人工草地的禾本科植物生物量最大、豆科植物开始入侵;10 年人工草地的禾本科植物较6 年人工草地生物量降低,杂类草生物量最大,豆科植物大量入侵,开始出现莎草科植物;人工草地根层土壤理化性质明显发生变化,土壤含水量、有机质、全氮、速效氮、全磷和速效磷的含量提高,土壤容重、温度、pH值降低;6 年和10 年人工草地的蔗糖酶、碱性磷酸酶、蛋白酶、脲酶的活性提高,多酚氧化酶活性降低,过氧化氢酶活性变化规律不明显。植物群落特征与土壤含水量、有机质、速效氮、全磷和水解酶类正相关,与土壤容重、pH值、多酚氧化酶负相关;垂穗披碱草根系活力与土壤含水量、pH值、蛋白酶、碱性磷酸酶和多酚氧化酶活性负相关;垂穗披碱草根系活力变化的趋势是6 年人工草地高于10 年人工草地,土壤微环境的改变使得植物间对于土壤资源利用竞争增大,植物根系活力随群落物种组成、生物量的分配而改变。 相似文献
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据《园艺学报》2014年第8期《不同砧木苹果树细根周转动态的研究》（作者罗飞雄等）报道,为了分析不同砧木苹果树细根的发生和周转动态,连续4年通过微根管技术研究不同砧木的5年生“富士”苹果砧穗组合细根中的活根根长密度与死根根长密度的动态变化．以及细根年周转率和季节周转率。 相似文献
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植物根系呼吸研究方法及影响因素研究进展 总被引：3，自引：0，他引：3
植物根系呼吸是土壤呼吸的主要组成部分,与陆地生态系统碳循环和气候变化密切相关。根呼吸的研究对生态系统碳收支及生物圈碳平衡有重要意义。植物根呼吸受环境及生物等多种因素影响,根呼吸速率及其对土壤总呼吸的贡献在不同生态系统有较大的差异性。根呼吸的测定主要通过离体根法、同位素法及PVC管气室法等直接方法和排根法、计算法等间接方法进行测定或估算。植物根呼吸主要受土壤温度、湿度、养分及根直径、根级、根生物量及菌根等因素影响。本文从根呼吸主要研究方法和影响根呼吸因素两方面对已有的研究进行简要的综述,旨在为植物根呼吸研究提供理论依据,并根据目前的研究现状,对相关内容进行展望。 相似文献
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沙地植物根系特征及其与土壤有机碳和总氮的关系 总被引：2，自引：0，他引：2
以位于风沙活动剧烈的科尔沁沙地为研究区,通过对不同恢复阶段的流动沙丘、半固定沙丘、固定沙丘和封育草地4种生境的植物特征和土壤总有机碳(SOC)和总氮(TN)含量进行调查,分析了沙地不同恢复阶段土壤碳氮特征与植物的关系。结果表明,1)植物地上和地下生物量的变化随沙地恢复过程呈现不同的特征,地上生物量随沙地恢复表现为先增加后减小的趋势,地下生物量则为指数增加的特征,封育草地植物的根冠比显著高于其他恢复阶段;2)与生物量类似,根系长度和根表面积均随沙地恢复逐渐增加,生境间差异极显著,而根体积虽存在生境间差异,但随沙地恢复梯度的规律性不明显;3)SOC和TN的含量与储量均随沙地恢复逐渐增加,0~10 cm层SOC和TN含量高于10~20 cm层,但随沙地恢复过程,10~20 cm层的增幅高于0~10 cm层;4)地上生物量和地下生物量均与SOC和TN储量呈显著的线性回归关系,地下生物量与SOC和TN储量的回归系数均高于地上生物量;5)根系长度和根表面积与土壤碳氮的回归系数均高于生物量和体积。本研究表明,在风沙活动剧烈的沙地生境,植物根系与土壤碳氮的关系较地上部分更为紧密,根系活动可能是影响土壤碳氮积累的重要因素之一。 相似文献
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研究了天然草地、恢复草地和人工燕麦3种不同草地利用方式植被生物量与土壤氮矿化的变化。结果表明：3种土地利用方式,地上生物量大小依次为恢复草地〉燕麦〉天然草地,分别为424.02,381.72和307.26g/m^2,地下生物量主要集中在0-10cm土层,为天然草地〉恢复草地〉燕麦,总生物量地下地上比的大小也是天然草地〉恢复草地〉燕麦;植物种类及扰动大小是3种草地利用方式生物量差异的主要原因。随草地利用方式变化,植被构成、生物量发生变化,土壤氮素矿化作用也随之改变。3种草地利用方式,土壤净氮矿化速率大小为恢复草地〉天然草地〉燕麦。土壤氮矿化以硝化作用为主,硝态氮是形成生物量的有效氮素。天然草地的地下生物量最大,与其土壤净硝化速率最高有关,燕麦的土壤净氮矿化速率为负值,为植物生长提供的氮素较少,使其生物量最小。 相似文献
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以棉花和紫花苜蓿为研究对象,以现存量、生长速率(G, cm/cm3·d)、死亡速率(M, cm/cm3·d)和生死之比(R)为基本参数,采用微根管技术对棉花和苜蓿细根的生长、死亡以及周转进行动态研究。结果表明,在生长季内,棉花平均细根现存生物量为8.025 mm/cm3,2011年苜蓿为14.830 mm/cm3,高于2012年苜蓿(8.026 mm/cm3),棉花细根G和M分别为0.056和0.011 mm/(cm3·d),2011年苜蓿分别为0.026和0.007 mm/(cm3·d),2012年分别为0.041和0.028 mm/(cm3·d)。棉花G变化趋势为5月底-7月中旬迅速下降,7月中旬到9月初上升,此后下降,2011和2012年苜蓿G变化趋势一致,分别在6月中旬-7月中旬和8月初-9月初形成峰值。棉花和苜蓿M相似,均是在6月中旬到7月中旬降低,此后开始增加,在生长季末达到最大。R在生长季呈逐渐减少的趋势,但棉花在生长季末R>1,苜蓿则是R<1。用最大细根现存量和平均细根现存量估算得到细根周转率不同,以平均细根现存量得到细根周转率比以最大细根现存量增加了22%。通过对棉花和苜蓿细根比较研究,棉花和苜蓿在不同季节细根现存生物量和生长动态不同,棉花呈单峰曲线,苜蓿呈双峰曲线,而棉花和苜蓿死亡动态则是随着季节变化持续升高,同时棉花以较高的周转速率满足了植物对水分和养分的需求。 相似文献
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该文系统综述了氮、磷添加对天然草原生产力、植物多样性以及氮利用策略、根系周转等有关生态过程的影响。多数研究表明氮添加提高了温性草原的生产力、降低了其物种多样性,但氮添加对高寒草甸生产力的影响不尽相同。单独磷添加对物种生产力和丰富度无显著性影响;氮、磷同时添加对于提高生产力存在互作效应。另外,同一功能群植物在不同生态系统中对氮、磷添加响应也不同。当土壤氮含量发生变化时,不同植物对氮的利用形态存在明显的生态位分离,进而影响生产力和物种组成。典型草原和高寒草甸植物叶片氮、磷含量以及回收量对氮、磷添加的响应结果并不一致。氮添加能够提高细根的寿命,磷添加能够提高地下根系的生物量,而氮、磷同时添加对生产力尤其是细根形态的变化和周转产生显著影响。但目前的研究多以野外观测为主,缺乏长期生态过程和机理的研究,尤其是关于地下生态过程的研究。另外磷添加如何影响主要植物和群落对氮利用形态的生态位分离等过程和机理的研究有待进一步加强。 相似文献
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黄土丘陵区草地根系生物量对踩踏干扰生物结皮的响应 总被引：2，自引：0，他引：2
为明确干扰生物结皮对高等维管束植物的影响,本研究以黄土丘陵区退耕封禁20年左右的草地为对象,通过野外调查与室内分析相结合,研究了踩踏干扰对退耕地生物结皮及植物根系生物量的影响。结果表明：干扰降低了生物结皮盖度,增加了植物盖度;干扰显著增加植物根系总生物量,37%干扰度组较不干扰组增加104.55%,其中0~10 cm土层较不干扰组增加204.59%;干扰增加了0~10 cm土壤含水量,48%干扰度组较不干扰组增加22.37%;干扰生物结皮降低了夏季午后土壤温度,37%干扰度组较不干扰组降低5.85℃;干扰增加了生物结皮下层土壤全氮含量,影响了土壤养分循环以及水文、温度的重新分配,促进了与之镶嵌分布的植物根系的生长,并促使草地根系浅层化。 相似文献
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为探讨不同氮磷配施条件下紫花苜蓿细根周转及不同土层分布动态特征,分析苜蓿细根周转各指标之间的关系。采用双因素随机区组设计进行田间试验,设置4个施磷水平[0(P0)、50(P1)、100(P2)和150 kg·hm-2(P3)]和两个氮水平[0(N0)和120 kg·hm-2(N1)],共计8个处理,通过微根管根系监测0～60 cm的土层细根周转特征。结果表明:在相同施氮条件下,随着施磷量的增加,紫花苜蓿细根总现存量、细根表面积密度、细根生产量和死亡量呈先增加后降低的趋势,在P2条件下达到最大值,且P1、P2处理显著大于P0处理(P<0.05),在相同施磷条件下,N1处理显著大于N0处理。在不同土层中,在相同施氮条件下,随着施磷量的增加,苜蓿细根现存量在0～30 cm土层中呈先增... 相似文献
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了解根际土壤养分碳、氮和磷的转化和循环利用是解决草地农业生态系统可持续利用性和提高草地生产力的根本问题。草地根际过程能够反映土壤碳、氮和磷等养分的周转速率,影响植物、土壤微生物对养分的竞争和捕获,维持根际微环境中各组分的养分平衡,同时与作物相比,草地土壤中养分元素碳、氮和磷的耦合性更强。因此,根际微生态系统结构与功能在维持养分转化和循环等方面具有重要作用。大量文献报道,调控根际微环境改变的关键因素是植物与土壤进行物质交换和信息传递的关键物质-根际分泌物,同时根际分泌物也是介导根际微生物和根际酶活性的关键物质。当草地环境发生改变时,该区域的根际分泌物、根际酶活性和根际土壤的微生物的组成和多样性也将发生根本性改变,从而导致该区域土壤养分的供应量和有效性发生改变,最终影响草地生产力和养分的有效利用效率。因此,深入探究草地根际过程对养分循环的调控机理,对于揭示草地植物与微生物间养分物质的分配利用和养分收益方面具有重要指导意义。综述了根际分泌物、根际酶和根际微生物参与养分循环的机制和互作机理,总结草地根际过程参与养分循环的机制,并对草学领域未来在根际微域的研究进行了一定的展望。 相似文献
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为了揭示模拟放牧对天山北坡草甸草原有机碳储量的影响,在2012-2013年采用刈割模拟放牧方式设置休牧、轻牧、中牧、重牧4个处理,研究了不同放牧强度下地上活体植物、凋落物、根系和土壤的有机碳储量的变化。研究表明,随着放牧强度的增大,地上植被生物量碳储量、凋落物碳储量和总碳储量均表现为休牧轻牧中牧重牧;根系碳储量呈轻牧休牧中牧重牧,与轻牧相比,中牧和重牧分别下降了42.25%和72.41%;土壤碳储量表现为休牧中牧轻牧重牧。随着土壤深度的增加,根系碳储量逐渐减小;土壤有机碳密度随土壤深度增加则呈现不同的变化,总体呈现下降趋势;根系和土壤碳储量表层化趋势显著,0-20cm土层约占总碳密度的40%。碳储量的含量表现为土壤根系地上生物量,土壤有机碳密度最多,占85%以上;凋落物碳储量最少。 相似文献
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在横穿内蒙古和青藏高原长达4000 km的中国草地样带中,设置了132个采样样地,采集到120个植物根系样品,对样品进行了化学元素测定。在此基础上,分析了植物根系N、P元素的基本特征,空间分布格局以及其与气候因子的关系。研究结果表明,草地植物根系P元素含量的变异系数大于N元素,而青藏高原地区植物根系N、P含量的变异系数均高于内蒙古地区。植物根系N和P元素含量之间的相关性明显,同时,P与N/P的相关关系比N与N/P的相关关系更为明显。在草地类型上,高寒草甸类植物根系的N含量最低,而温性草原最高。在与生境因子的关系上,草地植物根系N含量具有随着海拔增加而降低,随年均温的增加而增加,随年均降水量的增加而降低的趋势,但其相关程度都较弱,这说明植物根系的元素含量可能受到植被组成、环境因素等多方面的综合影响。对草地植物根系元素化学计量学特征的研究,有助于为全球气候变化条件下草地的C、N、P元素循环研究以及草地生态系统对全球气候变化的响应和适应研究提供依据,同时也可为相关生态模型提供基础数据。 相似文献
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细根分解过程中的营养元素释放是低覆盖度植被区土壤物质循环的关键环节,菌根在该过程中的作用目前尚不明确。本研究以退化沙质草地植被恢复过程中的先锋灌木差不嘎蒿为对象,采用内生芯法,分别研究了活细根+菌根、菌根以及无根（对照）处理下其细根分解过程中的营养元素（氮、磷、钾）释放动态。结果表明：菌根对差不嘎蒿细根分解过程中营养元素含量的影响主要发生在分解后期（1 a以后）。当分解超过1 a,菌根的存在显著降低了细根氮含量,这种效应不受活的细根的影响,菌根+活细根以及菌根处理下的氮含量分别较对照低15.3%和9.5%;而对于磷和钾,菌根处理下的含量均显著低于对照（P<0.05）,但该效应受活根的影响,活细根+菌根处理下的差不嘎蒿磷含量与钾含量均与对照无显著差异（P>0.05）;从营养元素的物质残留动态分析发现,菌根显著促进了分解细根中氮素的释放（P<0.05）,这种促进效应主要发生在分解的中期;而对于磷和钾主要发生在分解的后期,且受活细根干扰。研究结果表明,菌根是影响根系分解过程中营养元素释放的关键要素,在植物根系分解及其与土壤物质周转关系的研究中应当重点关注。 相似文献
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该研究于2018年牧草返青期以刈割模拟家畜采食行为,对祁连山区黑土滩人工草地进行了放牧强度(刈割率)为0、30%、50%、70%、90%的5级模拟放牧试验研究。结果表明,春季休牧(未刈割)和放牧强度(刈割率)为30%时,对黑土滩人工草地垂穗披碱草的后期生长发育没有影响,而随着放牧强度(刈割率)加大,垂穗披碱草的后期生长发育将会受到严重制约,当放牧强度(刈割率)达到90%时,垂穗披碱草的盖度、高度、牧草产量和种子产量分别较休牧降低了41.0%、73.0%、87.4%和88.9%,研究结果认为返青期过度放牧利用会引起黑土滩人工草地的快速退化。 相似文献