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植物群落多样性及稳定性对草地生态系统功能的稳定发挥至关重要。本研究以青藏高原高寒湿地草甸、高寒草甸、高寒草原和高寒荒漠草原为研究对象,基于480个野外样方调查及实验分析,运用显著性分析、回归分析和结构方程模型等方法,探究不同草地类型植物多样性与稳定性之间关系及其影响因素。结果表明：高寒草原植物多样性显著高于其他3种草地类型;高寒草甸群落稳定性最高。高寒草地中,不同的物种多样性指标与群落稳定性的关系不同,4种草地类型均匀度与群落稳定性显著负相关;高寒草甸和高寒荒漠草原中Shannon-Wiener多样性与群落稳定性显著负相关,在高寒湿地草甸和高寒草原中丰富度与稳定性显著正相关。降水量是影响高寒草地植物多样性和群落稳定性的主要因素,土壤有机碳、pH以及铵态氮含量也能通过影响植物多样性进而影响群落稳定性。综上,在高寒草地生态系统的管理过程中,需充分考虑气候和土壤因子的变化,根据草地类型制定不同的管理措施。 相似文献
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天然草地是陆地最大的植物生产层,在维持全球碳、氮平衡和水循环中具有重要作用。碳、氮、磷元素的可利用性是草原生态系统生产力动态变化的关键决定因素,其在土壤与植被间的循环对生态系统的平衡和稳定具有重要作用。本文阐述了碳、氮、磷库在天然草地植被-土壤系统中的动态变化,对草原的合理利用和提高草原生产力具有重要意义,同时,对预测草原发育的方向和趋势以及物种多样性的保护和退化草地的恢复提供理论依据和科学指导。 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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外源养分输入提高生产力是否同时促进了氮转化过程，尤其在农牧交错带脆弱草地生态系统的研究鲜见报道。为探究土壤氮转化关键过程对外源养分添加的响应，本研究依托山西右玉黄土高原草地生态系统国家定位观测研究站2017年建立的全球变化联网试验养分平台，采用原位顶盖PVC埋管法，测定了土壤氮转化速率，以及相关生物和非生物指标。结果表明：氮添加显著提高了土壤无机氮含量、土壤氮转化速率；氮磷同时添加显著提高了地上生产力。综上，氮添加促进了晋北农牧交错带草地土壤氮转化速率，但是没有显著提高生产力；氮磷同时添加对氮转化速率没有显著影响，但是显著提高了草地生产力，因此推测，单独氮添加后，植物生长受磷限制，同时添加氮磷，虽然对净氮矿化速率没有显著影响，但是能显著提升生产力，因此未来晋北农牧交错带草地管理应该考虑氮磷双重限制。 相似文献
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人类活动及化石燃料应用的加剧增加了大气中的氮沉降，对陆地生态系统氮素循环过程造成了显著影响，从而影响生态系统生产力及稳定性。草地作为陆地生态系统的重要组成部分，常因为人们的过度利用及保护意识不强，造成资源损失、养分失衡，严重限制了畜牧业的发展。探究氮沉降对草地生态系统氮循环的影响对提高草地生产力，合理开发与利用草地资源具有重要意义。通过追踪国内外已有的研究成果发现，大部分氮添加抑制了生物固氮过程，促进了土壤的硝化作用、反硝化作用和矿化作用，并抑制了固氮微生物活性，增加了硝化功能微生物氨氧化细菌（AOB）、反硝化微生物功能基因nirK、nirS、narG、nosZ的丰度。但是因为草地本底氮营养差异及施氮措施的不同导致少数研究中土壤氮循环对氮沉降的响应出现不同结果。通过总结已有研究发现：1）土壤本底营养及氮吸收阈值的不同造成氮沉降对氮循环的影响存在差异；2）微生物作为土壤氮素循环的重要参与者，对不同施氮时间、频率、数量等的响应存在差异；3）土壤中氮循环的各环节紧密耦联，相互影响，但现有的研究大多只针对某一环节开展，研究结果不具有全面性。因此，在未来的研究中，应针对不同营养水平的草地，加强氮控制条件下土壤氮循环微生物变化的研究，关注多环节的耦联关系，对于提高草地生态系统功能，并减轻氮素损失对环境造成的威胁意义重大。 相似文献
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草地是重要的生态系统类型,也是对气候变化最敏感的生态系统类型之一,气候变化深刻地影响草地生态系统。由于在群落中的高优势度,植物优势种对草地群落组成和结构、群落生物多样性及动态、生态系统生产力、生态过程和功能均有重要影响,是生态学研究中空间尺度推绎的关键。从优势种的定义入手,通过解析优势机制,阐述了植物优势种的研究意义;综述了气温升高、降水变化等气候变化驱动因素及其联合作用对草地植物优势种的影响;以羊草为例,总结了气候变化对中国北方草原植物优势种的影响;提出应加强不同研究方法的综合,加强自然和人为双重长期干扰对优势种的影响及其级联效应对生态系统功能和服务的影响方面的研究。 相似文献
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火烧和施氮对内蒙古半干旱草原土壤微生物群落碳源利用潜力的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
火烧是草原生态系统中最常见的一种自然现象,而氮素通常被认为是干旱、半干旱地区的主要限制因子。在中国北方草原生态系统相对干旱、长期处于氮素限制条件下,对火干扰和氮沉降非常敏感。通过在内蒙古多伦县半干旱草原地区进行火烧和施氮的野外控制试验,采用BIOLOG微孔板技术探讨火烧与施氮对土壤微生物量及其碳源利用的影响。结果表明：火烧和施氮处理显著降低生长季初期土壤微生物量;但是施氮显著促进了土壤细菌类群对多聚物、糖类、酚类和胺类碳源的利用,及真菌类群对胺类碳源的利用;而且火烧与施氮处理在影响土壤细菌碳源利用上表现出明显的交互效应,火烧削弱了施氮对细菌碳源利用的促进作用。火烧与施氮对生长季初期土壤微生物的这些影响,可能通过影响有效养分的释放而影响后期植物生长,但由于火烧与施氮处理在影响土壤微生物过程中表现出来的复杂性,这种对植物后期生长的影响可能存在较大的不确定性。 相似文献
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青藏高原是我国重要的生态安全屏障,探究地下微生物驱动土壤生化过程,生物量碳氮含量特征及其控制要素,对高寒生态系统功能维持具有重要意义。本研究通过对青藏高原高寒草甸和高寒草原两种草地类型样带调查和研究,探讨了不同高寒草地生态系统类型土壤微生物量碳（MBC）和土壤微生物量氮（MBN）含量特征及其与气候、植物群落和土壤理化性质的关系。结果表明,高寒草甸比高寒草原具有更高的土壤MBC和MBN含量;生长季降水量（GSP）与两种草地类型的MBC和MBN含量呈显著正相关（P<0.01）;而生长季均温（GST）仅与高寒草原MBN含量呈显著负相关（P<0.01）。结构方程模型显示,在生长季降水量的影响下,土壤全氮是影响高寒草甸土壤MBC和MBN的主导因子,土壤有机碳是影响高寒草原MBC和MBN的主导因子。研究结果可为高寒草地生态系统可持续管理提供理论参考。 相似文献
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《草业学报》2021,(1)
物种多样性和生产力是草地生态系统的核心指标,是实现草地生态系统服务与功能的根本所在。宁夏温性草原位于干旱与半干旱的过渡区,针茅属植物是其优势种群,对水热变化敏感;因此,在全球气候变化背景下,探讨宁夏草原针茅属植物群落物种多样性与生产力的格局,在宏观尺度揭示其影响因素,不仅在生态学理论研究中具有重大价值,而且对宁夏天然草地生产与管理也具有指导意义。本研究以宁夏温性草原针茅属植物群落为对象,沿着环境梯度设置15个野外观测样地,调查了植物群落特征,测定土壤养分指标,结合各个样地的气候因子、土壤养分和空间数据,探讨了植物群落多样性和生产力空间分布格局及其对生态因子的响应,阐明植物群落物种多样性与生产力的关系。结果显示:1)宁夏针茅属群落生产力与纬度呈显著正相关,与海拔和经度显著负相关;物种多样性与纬度显著负相关,与海拔显著正相关,而与经度关系不显著;2)冗余分析(RDA)结果显示:土壤速效氮(SAN)、年均温度(MAT)、土壤有机碳(SOC)、土壤全氮(TN)、年均辐射(Ssrad)、土壤水分(SWC)、土壤容重(BD)、土壤全磷(TP)、年均降水量(MAP)、生长季月均降水量(GSP)、干旱季月均降水量(PDA)是影响物种多样性和生产力的主要因素;土壤因子对生产力、多样性及整体解释量分别为15. 6%、17. 8%、19. 8%,水热因子对生产力、多样性及整体解释量分别为13. 8%、37. 9%、25. 2%,共同解释量分别为68. 7%、39. 6%、50. 6%。总体而言,水热及土壤因子是宁夏针茅属草原生产力及多样性格局的驱动因素,但对多样性和生产力解释比例不同,具有一定的倾向性;群落多样性与生产力呈正相关趋势,但不显著。本研究结果能为宁夏天然草原的生产与管理提供理论依据。 相似文献
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草地生态系统土壤氮转化过程研究进展 总被引：2，自引：1，他引：2
针对草地生态系统土壤氮的转化过程中氮的矿化和固定、硝化和反硝化的研究进展进行综述，总结了不同草地利用方式、主要环境因素变化对氮转化过程的影响，并对草地生态系统土壤氮转化研究的前沿进行了展望。 相似文献
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氨氧化细菌（Ammonia-oxidizing bacteria,AOB）和氨氧化古菌（Ammonia-oxidizing archaea,AOA）是参与土壤硝化过程的关键微生物。本文以内蒙古3种草地类型（荒漠草原、典型草原和草甸草原）表层土壤为研究对象,利用qPCR技术测定土壤AOA,AOB的丰度,研究其与不同类型草地生物和环境因子之间的关系。结果表明：不同草地类型间AOA的丰度存在显著差异,典型草原>荒漠草原>草甸草原;但是AOB的丰度在不同草地类型间差异不显著。同一类型草地土壤AOA的丰度是AOB丰度的31~147倍。AOA丰度与海拔高度、土壤总有机碳含量、植物地下生物量、细菌和真菌的丰度呈显著正相关关系,与年均温、土壤容重和土壤pH值呈显著负相关关系;AOB丰度与细菌和真菌丰度、土壤总有机碳、微生物生物量碳/氮呈显著正相关关系,与年均温、土壤pH值呈显著负相关关系。AOA的丰度在不同空间尺度存在较大差异,而AOB丰度的差异较小。本研究结果有助于解释不同草地类型生产力差异的原因,为全球气候变化背景下草地土壤氮循环模型的完善提供数据支持。 相似文献
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为了探究过度放牧对不同草原生态系统氮（N）素的影响,选取内蒙古3种主要类型草原（草甸草原、典型草原和荒漠草原）为研究对象,分析了连续多年过度放牧对植物生物量与叶片、根系和土壤中总氮（TN）和稳定氮同位素（δ15N）值的影响。研究结果表明：过度放牧显著降低草原植被地上、地下生物量（P<0.05）;无牧条件下,3种主要类型草原植物叶片、根系和土壤的TN、δ15N值自东向西呈现下降趋势,并且所有植物叶片（R2=0.73, P<0.001）、根系（R2=0.86, P<0.001）的TN和δ15N表现出显著正相关;过度放牧降低了3种草原植物叶片、根系和土壤中TN、δ15N的值。综上所述,过度放牧对3种草地生态系统N循环造成不同程度的影响,因此我们应采取多样化的管理方式,使草原生态系统可持续发展。 相似文献
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青藏高原草地生态系统碳循环研究进展 总被引：7，自引：0，他引：7
青藏高原属于气候变化的敏感区和生态脆弱带,对气候变化和人类活动扰动十分敏感,在未来全球碳循环调控中发挥着重要的作用。为增进对青藏高原高寒草地生态系统碳循环的理解,综述了近10年来气候变化、氮沉降和人类活动干扰下青藏高原温室气体排放、土壤碳库变化以及模型模拟应用等方面的最新研究进展。概括出高寒草地生态系统碳循环研究的草地类型主要包括高寒草原、高寒草甸、灌丛草甸草原、沼泽化草甸以及高寒湿地等。阐述了温室气体产生的机理、青藏高原高寒草地碳循环的源汇关系,指出温度升高、放牧、氮沉降是影响青藏高原温室气体排放、土壤碳库变化最重要的外界扰动,但是温室气体排放、土壤碳库对这3个因子之间协同作用的响应目前还不清楚。现有的高寒草地生态系统碳循环模型,主要以植被类型为基础,大多只考虑了水热因子,很少包含土壤因子和生物因子及其协同作用的影响。在此基础上,指出未来拟加强的研究重点: 1)冻融交替过程土壤温室气体排放研究; 2)非生长季土壤呼吸作用研究; 3)碳循环和植物物候耦合研究; 4)高寒草地生态系统碳循环模型的开发。 相似文献
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氮素是蛋白质、核酸、叶绿素等物质的主要组成成分,是限制生态系统功能的主要因子;氮循环作为土壤生态系统元素循环的核心之一,将草地生态系统与社会、环境联系起来,尤其是氮的投入对于草地生产力的高低至关重要.但是,土壤氮素的损失会降低环境质量、影响人类生活.因此,研究草地土壤氮循环对维持草地生态系统的结构和功能、促进人与自然和谐共生具有重要意义.本文基于Citespace软件,对Web of Science核心合集数据库2010?2020年草地土壤氮循环方面文献进行计量分析.结果表明,国内外在氮循环方面的研究呈不断上升趋势,国内外研究需进一步加强合作以提高文章质量.此外,本文系统综述了生物因子(植物、微生物)、人类活动(放牧、火烧、开垦、刈割等)和非生物因子(大气氮沉降、增温与CO2浓度升高、降水)对草地土壤氮循环过程的影响.基于上述背景,对未来亟待研究的问题进行探讨和展望,提出要注重全球变化因子耦合作用下,对草地土壤氮循环区域尺度上的长期研究,完善氮循环模型,实现草地的可持续发展. 相似文献