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1.
宁夏典型天然草地土壤有机碳及其活性组分变化特征   总被引:1,自引:0,他引:1  
为探寻宁夏典型温性天然草地土壤有机碳及活性组分变异及储量特征,以宁夏4种典型的天然草地(温性草甸草原、温性草原、温性草原化荒漠和温性荒漠草原)为研究对象,采用野外调查和室内分析相结合的方法,对宁夏全区49个固定监测点,土壤有机碳及其活性有机碳组分(易氧化有机碳、微生物生物量碳和水溶性有机碳)进行采样和室内分析。结果表明:1)宁夏草甸草原、温性草原、草原化荒漠和荒漠草原4种天然草地,0~40 cm土层深度土壤有机碳含量分别为34.23、12.84、5.76和3.82 g·kg-1;单位面积土壤有机碳储量分别为:13.43、5.75、2.58和2.29 kg·m-2,且均表现为:草甸草原>温性草原>草原化荒漠>荒漠草原。2)4种典型天然草地土样易氧化有机碳含量为0.75~7.43 g·kg-1,土壤微生物生物量碳含量为102.52~554.77 mg·kg-1,土壤水溶性有机碳含量为69.66~89.61 mg·kg-1,均表现为:草甸草原>温性草原>草原化荒漠>荒漠草原。4种草地类型土壤易氧化有机碳储量分别为2.56、1.44、0.62和0.48 kg·m-2;土壤微生物生物量碳储量分别为:218.31、170.50、81.99和68.26 g·m-2,均为草甸草原显著高于其他3种草地类型(P<0.05);水溶性有机碳储量分别为34.36、35.21、37.22和43.14 g·m-2,表现为荒漠草原显著大于其他3种草地类型(P<0.05)。3)4种典型天然草地易氧化有机碳分配比为18.42%~29.72%,温性草原最高;微生物生物量碳分配比为1.54%~3.83%,草甸草原最低;水溶性有机碳分配比为0.23%~2.01%,表现为:荒漠草原>草原化荒漠>温性草原>草甸草原,且均存在显著性差异(P<0.05)。4)土壤有机碳储量与土壤易氧化有机碳储量、微生物生物量碳储量、全氮、全磷和全钾含量呈显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)正相关关系;与土壤水溶性有机碳储量、土壤容重及pH值呈显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)的负相关关系。因此可见,宁夏荒漠草原土壤有机碳稳定性最差,温性草原土壤有机碳活性大,土壤有机碳碳库的生物可利用性最高,宁夏温性天然草地土壤有机碳储量大,不应被低估。  相似文献   

2.
选取三江源区果洛州不同坡度退化程度相近的高寒草甸,进行氮添加试验,运用Miseq PE250测序技术对土壤细菌16s rDNA进行序列测定和分析,探讨3个氮添加水平低等量氮添加(LN, 2 g N·m-2)、中等量氮添加(MN, 5 g N·m-2)、高等量氮添加(HN, 10 g N·m-2)对不同坡度退化草地土壤细菌多样性的影响。结果表明:放线菌门(Actinobacteria)、变形菌门(Proteobacteria)是研究区草地土壤中最主要的两大类群。缓坡地与陡坡地土壤细菌个别丰度极低的门以及61.4%以上(包括未鉴定的细菌属)细菌属存在显著差异(P<0.05)。不同施氮水平对退化高寒草地各细菌门以及大部分细菌属影响不显著,对一些丰度较低的属的影响显著(P<0.05),且在不同坡度所响应的细菌属不同。无论是缓坡地还是陡坡地,氮添加对退化高寒草甸土壤细菌群落结构存在显著差异(P<0.05),土壤微生物丰富度和多样性整体上呈现出随着施氮量增加先减少后增加的趋势,中等量氮添加显著降低了土壤细菌丰富度和多样性,高水平氮添加显著抑制了土壤细菌的丰富度和多样性的下降(P<0.05),说明氮添加对细菌多样性的影响具有阈值限制性。  相似文献   

3.
为探究荒漠草原向灌丛地人为转变过程中土壤微生物及其酶活性的响应特征,选取宁夏东部荒漠草原近30年典型草地-灌丛地镶嵌体区域的荒漠草地、草地边缘、灌丛边缘、灌丛地为研究样地,开展各样地不同微生境(植丛和空斑)下的0~20 cm土层土壤理化性质、微生物数量、微生物生物量及其酶活性特征研究。结果显示:随转变过程各样地土壤水分、土壤有机碳、全碳、全氮以及全磷含量分别由6.84%、8.54 g·kg-1、22.67 g·kg-1、0.85 g·kg-1、0.32 g·kg-1显著下降至1.78%、5.85 g·kg-1、6.63 g·kg-1、0.16 g·kg-1、0.23 g·kg-1P<0.05),pH无明显变化。细菌数量呈先降后升变化,荒漠草地略高于灌丛地,真菌数量呈“下降-上升-再下降”非线性变化,灌丛地略高于荒漠草地,放线菌数量下降趋势明显。微生物生物量碳、氮含量分别由87.66、5.94 mg·kg-1显著下降至9.94、1.85 mg·kg-1P<0.05)。过氧化氢酶、碱性磷酸酶、蔗糖酶和脲酶活性呈显著波动或线性下降趋势,荒漠草地均显著大于灌丛地(P<0.05)。土壤微生物特性和酶活性在各样地不同微生境均表现为植丛显著大于空斑(P<0.05)。随着植被转变过程土壤水分、全碳、全氮与土壤微生物(放线菌、土壤微生物量碳氮、过氧化氢酶、脲酶、碱性磷酸酶)呈极显著正相关(P<0.01),土壤有机碳、全磷与土壤微生物量碳、脲酶呈显著正相关(P<0.05),pH与土壤微生物无显著关系(P>0.05);放线菌数量、过氧化氢酶、碱性磷酸酶和脲酶活性与微生物量碳、氮呈极显著正相关(P<0.01),细菌、真菌数量和蔗糖酶活性与微生物量碳、氮呈正相关(P>0.05)。荒漠草原向灌丛地过渡转变过程,虽各指标存在升高、降低或过渡边界效应,但当过渡到灌丛地均显著低于荒漠草地,表明该年限灌丛地土壤微生物活性显著降低。  相似文献   

4.
外源氮输入和割草是影响草地植被碳、氮库的两个重要因素,外源氮能否补充因割草带走的养分使得植被和土壤碳、氮库保持平衡尚不明确。为了解刈割和氮输入对植被碳、氮库的影响,本研究在内蒙古典型草原设置刈割和5水平氮添加交互试验。结果表明:刈割显著降低了植物生物量和碳、氮库(P < 0.05),氮添加可促进刈割后的生长补偿;氮添加显著提高了植物生物量及碳、氮库(P < 0.05),同时改变了地上、地下部分生物量和碳、氮库的分配;不同水平的氮添加影响植被碳、氮库,当氮添加水平为10 g·m-2·a-1时,植被碳、氮库最高。以上结果表明,刈割与10 g· m-2·a-1氮输入相结合可支持内蒙古典型草原的可持续利用。  相似文献   

5.
氮(N)是植物生长发育所需的基本元素,人为N添加已成为陆地生态系统N输入的主要形式。施N作为改善土壤养分条件的重要途径,可改变土壤理化性质,也会对植物叶片生态化学计量特征产生影响。本研究在2012年5月设置0(CK)、10(N10)、20(N20)、30(N30) g·m-2·a-1的N添加试验,并于2018年8月采集禾本科、莎草科、豆科和杂类草叶片,测定其碳(C)、N、磷(P)含量,分析不同水平N添加下植物叶片生态化学计量特征的差异,探索长期N添加下植物叶片生态化学计量特征变化的影响因素。结果表明:1)N添加显著提高了禾本科叶片碳(LC)含量而显著降低了豆科LC含量(P<0.05),莎草科和杂类草LC含量变化不显著(P>0.05)。随施N量增加,4种功能群叶片氮(LN)含量均显著增加(P<0.05),而叶片磷(LP)含量变化趋势不一致。2)N添加下4种功能群植物叶片碳氮比(LC/N)整体呈下降趋势,叶片氮磷比(LN/P)和叶片碳磷比(LC/P)呈上升趋势。3)土壤含水量(SMC)与植物叶片各项指标均显著相关(P<0.05),SMC对植物叶片生态化学计量特征变化的贡献率最高(10.28%,P<0.001)。4种功能群中,杂类草对SMC变化的响应最敏感,表现为杂类草LN、LN/P和LC/P随SMC增加显著降低而LC/N和LP显著升高。综上所述,4种功能群植物叶片生态化学计量特征对N添加的响应存在差异,N添加下影响植物叶片生态化学计量特征变化的重要因子是SMC。  相似文献   

6.
为研究青藏高原湿草甸土壤氮组分对氮添加程度的响应规律,分析氮素大量输入生态系统后可能产生的环境和生态问题,本研究以青藏高原东北边缘碌曲县尕海-则岔国家自然保护区境内的湿草甸土壤为研究对象,设置空白对照(CK,0 g·m-2)、低浓度(N5,5 g·m-2)、中浓度(N10,10 g·m-2)和高浓度(N15,15 g·m-2)4种处理,分析不同氮添加下的土壤氮组分含量(铵态氮、硝态氮、可溶性有机氮)的垂直和季节变化。结果表明:不同氮添加处理均能增加土壤氮组分含量,其增加程度依次为N5>N10>N15>CK;在土壤垂直剖面上,土壤氮组分含量随土层深度增加而降低;在植物生长季内,氮添加处理后的土壤氮组分含量较高值出现在植物生长末期。本研究表明氮添加对青藏高原湿草甸土壤有效氮的增加具有显著促进作用。  相似文献   

7.
为了探究放牧和氮添加对内蒙古荒漠草原植物—土壤碳、氮循环的影响,在禁牧(UG,0只羊单位·hm-2)和重度放牧(HG,1.74只羊单位·hm-2)样地进行氮添加处理,各处理水平为:对照(CK,0 g·m-2·a-1)、低氮(LN,5 g·m-2·a-1)、中氮(MN,10 g·m-2·a-1)和高氮(HN,20 g·m-2·a-1)。通过对短花针茅(Stipa breviflora)叶片和土壤全碳(Total carbon, TC)、全氮(Total nitrogen, TN)、稳定碳同位素(Stable carbon isotopes, δ13C)、稳定氮同位素(Stable nitrogen isotopes, δ15N)及土壤有机碳(Soil organic carbon, SOC)、速效氮(Available nitr...  相似文献   

8.
为揭示蒙古冰草对氮添加的响应机制,设置5个氮添加水平(0,0.8,1.6,2.4,4.0 g N·m-2·a-1)对蒙古冰草进行为期2个月处理后,测定根系、叶片中可溶性糖、淀粉、碳(C)、氮(N)、磷(P)的含量,分析氮添加对蒙古冰草叶片、根系非结构性碳水化合物(NSCs)与C、N、P含量及其化学计量特征关系的影响。结果表明:2.4 g N·m-2·a-1的氮素添加显著提高了蒙古冰草叶片、根系NSCs含量与C、N、P含量,且不同器官的响应有显著差异性(P<0.05)。叶片NSCs含量与叶片N、可溶性糖、淀粉含量、C/P及N/P呈显著正相关关系,与叶片P含量、C/N呈显著负相关关系(P<0.05);根系NSCs含量与根系C、N、C/P、N/P、可溶性糖和淀粉含量呈显著正相关(P<0.05)。叶片与根系N/P是影响蒙古冰草体内可溶性糖积累的主要因子;根系N含量与叶片P含量共同影响淀粉含量;叶片P含量、根系N含量及根系N/P综合影响NSCs含量。综上,适量的氮添加会缓解研究区蒙古冰草的N限制,促进NSCs合成,而大量氮添加会导致N、P比例失衡,加剧P限制。因此,未来气候变化背景下蒙古冰草人工草地种植或退化草地恢复管理过程中需要考虑优化氮肥施用量与适当的磷添加。  相似文献   

9.
研究放牧对草地碳氮储量及固持的影响对草地科学管理具有重要意义。以宁夏荒漠草原为对象,研究了封育、自由放牧和暖季轮牧下0~40 cm土壤有机碳和全氮储量及碳氮固持特征。结果表明:1) 经过5年放牧,土壤碳氮含量暖季轮牧最高,分别为5.66±0.32 g·kg-1和0.32±0.01 g·kg-1,自由放牧最低。随土层的加深,有机碳含量在暖季轮牧处理中增加,封育和自由放牧变化不显著;氮含量3种处理垂直变化均不显著。自由放牧碳氮比最高,达到26.98±1.05,暖季轮牧最低。0~40 cm土壤碳氮储量表现为暖季轮牧>封育>自由放牧。2)以封育为对照,碳氮固持量和固持速率呈暖季轮牧>封育>自由放牧。3)Pearson相关性分析表明,土壤碳氮储量、固持与地上生物量呈显著相关性(P<0.05);与物种多样性呈极显著正相关(P<0.01,P<0.001)。研究认为,从土壤碳氮储量及固持考虑,暖季轮牧的草地利用方式更有利于研究区荒漠草原碳汇能力提升和草地持续发展。  相似文献   

10.
以宁夏盐池县退化荒漠草原为对象,实施深翻耕+补播(SR)、浅翻耕+补播(QR)和禁牧封育(F)恢复措施,同时以传统放牧为对照(CK),研究不同恢复措施草地 0~10 cm、10~20 cm、20~30 cm和30~40 cm土层土壤总有机碳(SOC)、全氮(TN)及颗粒有机碳(POC)、易氧化有机碳(ROC)、微生物量碳(MBC)、硝态氮(NO3--N)、铵态氮(NH4+-N)和微生物量氮(MBN)的变化特征,以探讨不同恢复措施对荒漠草原土壤碳氮及其组分的影响。结果表明:与其他处理相比,QR处理草地的土壤SOC含量(5.50~9.93 g·kg-1)、土壤TN含量(0.17~0.23 g·kg-1)、土壤ROC含量(0.53~0.99 g·kg-1)及土壤MBN含量(62.82~73.20 mg·kg-1)总体较高;土壤MBC含量(386.00~481.80 mg·kg-1)及碳、氮各组分占SOC和TN的比例总体以F处理的草地较高;不同恢复措施草地各土层土壤POC、NH4+-N和NO3--N含量较CK均有所下降。相关分析表明:SOC含量分别与TN、ROC含量呈极显著正相关(P<0.01),与MBC含量呈显著负相关(P<0.05)。基于土壤碳、氮固存,在所有的处理中,浅翻耕+补播是退化荒漠草原恢复较为有效的措施。  相似文献   

11.
氮添加对退化高寒草地土壤微生物量碳氮的影响   总被引:1,自引:0,他引:1  
若尔盖高寒草地生态系统脆弱,对环境因子的改变响应敏感。本试验以若尔盖高寒退化草地为研究对象,在2015-2016年每年返青期,以尿素作为氮源在野外开展控制试验,4个氮处理分别为CK(0g·m^-2·a^-1)、N5(5g·m^-2·a^-1)、N10(10g·m^-2·a^-1)、N20(20g·m^-2·a^-1),分析了氮添加下4个不同退化程度的高寒草地土壤微生物量碳氮以及土壤理化性质的变化规律,探讨若尔盖高寒草地对氮添加的响应机制,旨在为脆弱生境草地的治理与恢复提供参考。结果表明,不同退化草地的土壤微生物量碳氮对氮添加的敏感性随退化程度加剧而逐渐降低。氮浓度20g·m^-2·a^-1处理下土壤微生物量碳氮含量变化趋势发生显著变化:轻度退化草地>未退化草地>中度草地>重度退化草地。相关分析表明,土壤微生物量碳氮与速效磷、硝态氮、全氮、全磷、有机碳具有显著正相关,可在一定程度上表征土壤养分状况。氮添加下,土壤微生物量碳氮与土壤理化性质的相关关系发生变化,尤其在N20处理下土壤微生物量碳、氮与其他理化因子间无显著相关关系,需要进一步从土壤微生物对土壤养分的吸收利用方面解释其原因。氮浓度变化显著改变土壤微生物C/N:CK重度退化草地的土壤微生物量碳氮比显著高于其他3个退化样地。N5和N10条件下不同退化草地土壤微生物C/N无显著差异,而N20处理下未退化草地土壤微生物C/N与CK比显著提高33.7%,而重度退化草地与CK比下降了62.5%,说明氮添加在一定程度上对土壤微生物的组成和群落结构产生了影响。  相似文献   

12.
氮磷添加对高寒草甸植物群落根系特征的影响   总被引:1,自引:0,他引:1  
全球变化背景下,持续的氮沉降加速了陆地生态系统的磷循环,进而引发了生态系统中潜在的磷限制,因此研究氮磷耦合对于植物应对环境变化导致的养分限制至关重要。以川西北高寒草甸为研究对象,通过微根管原位监测与室内分析相结合的方法探讨了青藏高原高寒草甸植物根系动态变化特征对不同梯度氮磷添加的响应机制及其与土壤理化特性间的相互关系。结果显示:氮磷(NP)添加增加了表层(0~10 cm)土壤全磷、速效磷以及速效氮含量,整体上降低了土壤pH和C∶P,但对土壤全氮和有机碳含量影响微弱;氮磷添加不仅延长了根系寿命,还使得表层根系现存量提高了8.79(NP20)和13.21 mm·cm-3(NP30),生产量、死亡量分别提高了3.17(NP30)和2.92 mm·cm-3(NP30),但深层(10~20 cm)根系现存量降低了8.85(NP10)和5.37 mm·cm-3(NP30),生产量降低了1.63(NP10)和1.43 mm·cm-3(NP20),死亡量降低了2.14(NP10)和1.78 mm·cm-3(NP30);另外,根系生产量、死亡量及现存量与土壤速效养分的相关性总体上达到了极显著水平(P<0.01)。综上可知,氮磷添加通过改变土壤可利用性氮磷含量,不仅使得植物根系分布浅层化,而且以延长根系寿命的方式减缓了根系周转,进而减少了根系对碳的消耗,增强了其碳汇功能,从而改变了高寒草甸生态系统的碳分配格局。  相似文献   

13.
This research explored the nitrogen (N) uptake preference of Buchloe dactyloides, in order to improve the management of this species over the whole growth cycle. The experiment included two cultivars of B. dactyloides (‘Sundancer’ and ‘Texoka’) and four different N regimes (N0: No N as the control, N1: Urea, N2: Nitrate N, N3: Ammonium N and N4: a 1:1 mixture of nitrate N and ammonium N). The rate of N applied was 500 mg N·kg soil–1 in each case. It was found that total N content, root nitrate reductase (NR) activity, glutamine synthetase (GS) activity and shoot glutamate synthase (GOGAT) activity of B. dactyloides were significantly improved by adding mixed N (P<0.05). Shoot nitrate N content of B. dactyloides was significantly improved by adding nitrate N (P<0.05). Root nitrate N and ammonium N contents of B. dactyloides were significantly improved by adding urea (P<0.05). The shoot ammonium N content and NR activity of B. dactyloides were significantly improved by adding ammonium N (P<0.05). Shoot GS activity of B. dactyloides was significantly reduced by adding ammonium N (P<0.05). Root GOGAT activity of B. dactyloides was significantly reduced by adding nitrate N (P<0.05). Mixed N can better improve the physiological activity and promote the growth of B. dactyloides, but single nitrogen source will inhibit some nitrogen assimilase activity. Based on these results, it is recommended that 1:1 mixed nitrogen should be used as the nitrogen source in the production of B. dactyloides. Where the ammonium:nitrate is not 1:1, urea should be used as the nitrogen source. © 2022 Editorial Office of Acta Prataculturae Sinica. All rights reserved.  相似文献   

14.
李鑫  魏雪  王长庭  任晓  吴鹏飞 《草业学报》2022,31(4):155-164
为了查明外源性养分添加对高寒草甸土壤动物群落的影响,2012年5月在川西北的高寒草甸上用随机区组方式设置添加氮(N)、磷(P)和氮磷混加(NP)3种处理试验样地,每种添加处理均设置10、20和30 g·m-2三个处理梯度,以未添加养分的高寒草甸为对照样地(CK)。于2017和2020年的8月先后两次对各样地内的土壤节肢动物和土壤理化性质进行调查。结果表明:1)N、P和NP添加均能增加高寒草甸土壤节肢动物的密度和多样性,以梯度为20 g·m-2和NP混加处理效果最明显;2)N、P添加土壤节肢动物群落的密度、类群数和Shannon多样性指数均表现为2020年显著高于2017年(P<0.05),而NP混加土壤节肢动物群落的密度和类群数则表现为2020年显著低于2017年(P<0.05),但Shannon多样性指数表现为无显著差异(P>0.05);3)N、P添加显著提高长角?目密度(P<0.05),NP混加显著提高甲螨亚目和中气门亚目密度(P<0.05);4)多元回归分析和典范对应分析表明,影响土壤节肢动物群落组成结构和多样性的主要环境因素是土壤全N、全P、土壤有机质、pH、地上生物量和植物群落盖度。研究结果表明,土壤节肢动物群落对添加不同的外源性养分及添加量处理存在差异;高寒草甸上连续8年添加外源性氮、磷养分能提高土壤节肢动物多样性,而氮磷混加则起抑制作用。建议对高寒草甸进行外源性氮磷混加控制在每年20 g·m-2,且连续添加年限不宜超过8年。  相似文献   

15.
大气氮沉降增加作为全球气候变化的重要现象, 其对草原生态系统的影响成为生态学研究热点之一。掌握氮沉降对草原土壤团聚体碳(C)、氮(N)和磷(P)生态化学计量学特征的影响,可为全面分析和评估氮沉降对草原生态系统的影响提供基础资料。自2010年起,在内蒙古贝加尔针茅草原典型地段设置N0 (0 kg N·hm-2·yr-1)、N15 (15 kg N·hm-2·yr-1)、N30 (30 kg N·hm-2·yr-1)、N50 (50 kg N·hm-2·yr-1)、N100 (100 kg N·hm-2·yr-1)、N150 (150 kg N·hm-2·yr-1) 6个氮素添加处理模拟氮沉降野外控制试验。结果表明:氮素添加极显著提高了土壤团聚体的稳定性和>2 mm团聚体比例(P<0.01);各氮素添加处理中0.25~2 mm团聚体有机碳、全氮含量均显著高于其他粒径(P<0.05),全磷含量在各粒径团聚体中差异不显著;与对照相比,氮素添加显著提高了>0.25 mm土壤大团聚体有机碳和全氮含量(P<0.05),对全磷无显著影响;氮素添加导致>0.25 mm土壤大团聚体C/N降低,0.25~2 mm土壤团聚体 C/P、N/P升高(P<0.05)。综合分析,氮添加在一定程度上促进了土壤的固碳潜力,提高了土壤团聚体有机质的矿化速率,随着氮素添加水平的提高,土壤团聚体中P元素成为限制草原植物生长的主要限制因子。  相似文献   

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