呼伦贝尔草甸草原不同退化程度羊草群落指标研究

本试验对放牧干扰下不同退化程度呼伦贝尔草甸草原羊草群落进行研究。结果发现,随着退化程度的增加,群落的平均高度、地上生物量及植物群落α多样性指数均表现出降低的趋势。各物种的重要值变化幅度很大,建群种羊草的重要值在重度退化区高于轻度退化区。随着退化程度的增加,羊草群落伴生种的重要值降低,一些耐践踏、适口性差的物种增加,一、二年生植物的重要值也呈现出增加的趋势。通过研究表明,可用群落的平均高度和地上生物量、物种α多样性指数和重要值作为放牧干扰下确定不同退化程度的植物群落学指标。     

黄土高原地区人工林营造——混交林模式生态效益研究

为探讨不同类型人工林对土壤理化性质的改良能力,以兰州市南北两山5种典型林分类型(侧柏林、新疆杨林、刺槐林、侧柏刺槐混交林、新疆杨刺槐混交林)为研究对象,对0～80 cm土层的土壤理化性质进行了研究。结果表明:(1)不同林分类型混交林土壤容重、持水量、孔隙度、土壤含水量、渗透速率均好于纯林;两种混交林和侧柏林土壤pH低于刺槐林和新疆杨林;混交林土壤有机质、全氮、无机氮、全磷大于纯林;全钾、速效钾在不同林分类型之间差异不显著。(2)在0～80 cm土层范围内,各林分类型随着土壤深度的增加,土壤容重逐渐增加;土壤持水量、孔隙度逐渐降低;土壤含水量、土壤pH均在土层间无显著差异;土壤有机质、全氮、无机氮、速效磷、速效钾随土壤深度的增加逐渐降低,有表聚效应;全磷和全钾在土层间差异不显著。(3)土壤理化性质相关性分析发现:土壤有机质与土壤全氮、无机氮、全磷、持水量、孔隙度均呈极显著正相关,与土壤容重呈极显著负相关;土壤容重与土壤持水量、孔隙度均呈极显著负相关。混交林较纯林在改善土壤理化性质方面有更好的效果,建议该区域在今后人工林营造中以混交林为主,在现有纯林的抚育管理中可考虑将其改造为混交林。     

锡林郭勒草原土壤有机碳分布特征及其影响因素

土壤有机碳是土壤养分评测和质量分析的重要指标之一,研究不同草原类型土壤有机碳的空间分布规律有利于草地的生态恢复和土地的合理利用。以锡林郭勒草原为研究对象,运用克里格插值法、相关性分析法、一元线性回归法和主成分分析法探讨土壤有机碳的空间分异规律,以期揭示不同影响因素对草原土壤有机碳的影响程度。结果表明:(1)在草甸草原中,土壤有机碳含量在0～10 cm、20～30 cm、40～50 cm土层的含量依次为23.28 g·kg-1、12.71 g·kg-1、9.28 g·kg~(-1);在典型草原中,含量变化依次为16.75 g·kg~(-1)、10.75 g·kg~(-1)、7.20 g·kg~(-1);在荒漠草原中,含量依次为1.62 g·kg-1、2.00 g·kg~(-1)、1.73 g·kg-1。表明草甸和典型草原土壤有机碳含量随土壤深度增加而逐渐降低,而荒漠草原不同土层间无显著性差异。(2)不同草原类型对土壤有机碳含量的影响程度不同,对于同一土层深度,基本表现为草甸草原典型草原荒漠草原。水平方向上有机碳含量与植被盖度分布相一致,呈由东南向西北逐渐递减的趋势。(3)在对影响因素的分析中,土壤有机碳与海拔、气温、pH均呈极显著负相关关系(P0.01),与降水、土壤含水量、速效氮、速效磷呈极显著正相关关系(P0.01),与坡度、坡向、速效钾无明显相关性关系(P0.05)。(4)影响土壤有机碳的主要因子为速效氮、降水量和气温,次要因子为土壤含水量和速效钾,因此,应注重对不同草原氮素的摄入以及水热条件的把控。     

三江源区土地利用方式对土壤氮素特征的影响

以三江源区曲麻莱县高寒草甸草原、退化高寒草甸草原、退化高寒草原和人工草地4种土地利用方式为研究对象,研究了不同土地利用方式的土壤全氮、有效氮、铵态氮、硝态氮、无机氮总量及比例,结果表明:4种利用方式土壤的氮素含量均处于较低水平,在0~10 cm土层,土壤全氮与有效氮含量表现出相似的规律性,人工草地最高,退化高寒草甸草原最低。与高寒草甸草原相比,退化高寒草甸草原0~10 cm土层全氮和有效氮含量分别降低了52.4%和76.2%,而10~40 cm土层的全氮和有效氮含量却明显增加。对土壤铵态氮和硝态氮含量的研究结果进一步表明,研究区域土壤中无机氮以硝态氮为主,退化导致0~10 cm土层的铵态氮和硝态氮含量降低,退化和人工种植均导致0~10 cm土层硝态氮含量明显降低,而10~20 cm和20~40 cm土层的硝态氮含量明显升高,且这两个土层之间差异不显著,40~60 cm土层又明显降低。因此,退化和人工种植均导致土壤硝态氮沿土壤剖面淋溶下移,并且淋溶主要发生在0~40 cm深度的土壤中。土壤无机氮总量与硝态氮表现出相似的规律性,对土壤无机氮总量和比例的研究也表明退化加剧了土壤氮素的矿化过程。     

保护性耕作对黄土高原春玉米田土壤理化特性的影响

为了探索黄土高原春玉米区保护性耕作农田土壤理化特性变化,测定分析了保护性耕作处理第二年春玉米生长不同时期农田土壤容重、水分和养分变化.结果表明,保护性耕作处理在玉米生长前期0～10 cm土壤容重呈下降趋势且小于传统耕作,但后期增加幅度较大;与传统耕作相比保护性耕作能显著增加玉米生长前期表层0～60 cm和后期100～200 cm土壤含水量 ,有较好保水、蓄水作用;保护性耕作下表层0～20 cm土壤养分指标除全磷外,均表现为稳定升高趋势,且能有效提高土壤全钾和速效钾含量;土壤有机质、全氮、速效氮、速效磷含量低于传统耕作,但变异系数较小.     

小飞蓬入侵对伊犁河谷草原土壤有机碳的影响

为探讨小飞蓬入侵对伊犁河谷草原生态系统的影响,揭示小飞蓬的入侵机制,对不同入侵程度(轻度、中度、重度)小飞蓬及本地植物猪毛蒿根际土壤有机碳(SOC)、土壤容重和土壤含水量的变化规律进行研究。结果表明:随着小飞蓬入侵程度的加深,土壤SOC含量上升:小飞蓬重度、中度、轻度入侵和猪毛蒿群落土壤有机碳含量平均值分别为16.70、11.31、9.56 g·kg~(-1)和8.23 g·kg~(-1),表明小飞蓬入侵增加了伊犁河谷草原土壤SOC的含量,随着入侵程度的加深,土壤SOC含量提高更加明显,同时增加了伊犁河谷草原土壤的碳汇功能。从垂直分布剖面上看,4个群落土壤SOC含量变化一致:随着土壤深度的增加而SOC含量减少,且最大土壤SOC含量均出现在0～20 cm土层,小飞蓬重度、中度、轻度入侵和猪毛蒿群落最大土壤SOC含量分别为:20.3、15.0、13.2 g·kg~(-1)和11.5 g·kg~(-1)。小飞蓬重度、中度、轻度入侵和猪毛蒿群落土壤容重平均值分别为5.02、4.94、4.85 g·kg~(-1)和5.09 g·kg~(-1),土壤含水量平均值分别为1.22%、1.20%、1.19%和1.24%,表明小飞蓬的入侵改变了伊犁河谷土壤物理性质,随着小飞蓬入侵程度的加深不断降低土壤容重与含水量,土壤含水量与土壤容重存在极显著的正相关性(P0.01),结合土壤SOC进行分析,发现土壤容重与含水量对土壤SOC的影响一致,均呈现极其显著的负相关性(P0.01)。     

弃耕地植被恢复过程中土壤理化性质演变趋势研究

通过对安塞纸坊沟流域14块不同弃耕年限的草地土壤理化性质的研究表明:随着弃耕地植被的恢复,土壤容重降低、孔隙度增大、质地改善;土壤有机质含量、CEC、全氮含量、全钾含量、水解氮及速效钾含量逐步提高,土壤盐分含量、土壤pH值有逐步降低的趋势,说明随着植被的恢复,土壤理化性质在不断优化.另外植被生物量与土壤有机质、CEC、全钾、速效钾、全氮及水解氮均呈极显著正相关,与土壤pH值与土壤容重呈极显著负相关,说明土壤与植被具有互动效应.     

草原植被-土壤的关系及对干扰响应差异研究

草原土壤跟植被有密切的关系,它们之间的关系对草地的退化和恢复机制研究十分重要。通过对内蒙古草原区(主要是典型草原)具有不同群落特征的14个样点进行植被与土壤调查,分析植被群落数量特征与土壤理化指标之间的相关关系,探讨围封与放牧作用下植被、土壤响应差异。结果表明:群落地下生物量、群落盖度、单位面积物种数与土壤有机碳、全氮含量均呈显著正相关关系(p<0.05),与土壤容重呈显著负相关关系(p<0.05)。土壤全磷含量与群落地下生物量和群落盖度存在显著正相关关系(p<0.05),而与单位面积物种数相关不显著。由于地上现存生物量受随机放牧和围封的影响较大,与土壤各项指标之间相关不显著。在围封26年、7年、2年和自由放牧4个样地中,土壤各指标除表层容重变化显著外,土壤粒径组成和有机碳、全氮、全磷含量变化均不明显(P>0.05),但4个样地在群落盖度、高度、生物量、群落物种数量、丰富度指数、多样性指数等群落数量特征上均呈现显著差异(P<0.05)。基于上述研究结果讨论了植被与土壤之间的关系,并提出了人为驱动力作用下草原植被-土壤响应差异的概念模型。     

干草原区车辆碾压对土壤理化性质的影响

文中以干草原区不同程度车辆碾压的道路为研究对象,测定不同碾压程度道路的土壤容重、土壤含水量及土壤养分的变化,探讨不同程度车辆碾压对土壤理化性质的影响。结果表明:车辆碾压导致土壤容重增加,碾压后有植被区域含水量增加、无植被区域含水量减少;碾压区域土壤容重及含水量纵向规律发生改变;碾压道路表层土壤有机质及土壤全氮含量减少;但底层土壤有机质及土壤全氮含量受碾压影响不大。     

生物炭一次性施入对灌耕风沙土土壤性质及玉米产量的影响

以新疆主要低产土壤灌耕风沙土为研究对象,通过2015—2018年的田间定位试验,研究了生物炭不同添加量(0、22.5、67.5、112.5、225.0 t·hm~(-2))对土壤性质及玉米产量的影响。结果表明:生物炭于2011年一次性施入后,可明显降低土壤的容重,与初始土壤容重1.48 g·cm~(-3)相比,8 a后土壤容重降低至1.18～1.24 g·cm~(-3);施用生物炭后可以明显增加土壤中全氮、有机质及速效钾的含量,对土壤碱解氮的含量影响不明显,与对照相比,8 a后全氮、有机质及速效钾含量分别增加了14.42%～49.43%、22.02%～74.25%、1.27%～18.64%;随着定位试验的延续,一次性施用生物炭6 a后,土壤增碳、钾效应达到最大,随后逐年减弱,67.5 t·hm~(-2)的生物炭施用量最适宜;施用生物炭可以明显提高玉米产量,提高了9.4%～35.5%。     

新疆盐渍化区土壤养分的空间结构和分布特征

结合地理信息系统(GIS),在面积约为2000km2的新疆典型盐渍化区渭干河流域布设了土壤取样点43个,测定了土壤表层(0~30cm)养分(全氮、全磷、全钾、碱解氮、速效磷、速效钾)的空间变异规律。结果表明:七种养分元素中除了碱解氮、速效磷的含量服从对数正态分布,其它养分元素均符合正态分布;半方差分析得出各项目都能很好的用模型来拟合,全氮、全磷、速效钾符合指数模型,碱解氮、速效磷、全磷符合球状模型。只有有机质是符合高斯模型;全氮和碱解氮的系统空间相关性很弱,而其余养分元素均表现出中等强度的空间相关性,变程在14.3km~67.0km之间,相差比较大;用Kriging插值法对未测点的养分元素进行最优估计,绘制含量分布图,从而可以更直观的反映研究区土壤养分的空间结构和分布特征。     

高寒草甸退化对土壤电导率变化影响的研究

土壤电导率是表征土壤水溶性盐的一个重要指标,可反映土壤盐渍化程度。为了研究高寒草甸退化对土壤电导率的影响,以三江源区未退化高寒草甸和退化高寒草甸为研究对象,系统分析了退化高寒草甸的植被特征和土壤特征与土壤电导率的相互关系。结果表明:高寒草甸退化会对土壤电导率产生显著负影响,且土壤电导率与评价高寒草甸的退化指标植被盖度、地上生物量、土壤有机质、土壤全氮含量表现出一致的变化趋势。因而,认为高寒草甸的退化是会引起土壤电导率的变化,土壤电导率作为土壤盐渍化程度的衡量指标,亦可作为评价草甸退化的客观指标之一。     

施肥对新建日光温室番茄产量及土壤养分含量的影响

在陕西杨凌选择3个新建大棚,采用田间试验方法研究了不同施肥处理(常规施肥、配方施肥1和配方施肥2)对番茄产量,及番茄种植前和收获后土壤有机质、全氮、速效氮、有效磷、速效钾和电导率等基本性质的影响。与农户常规施肥相比,配方施肥1和2处理氮、磷及钾肥用量分别减少9%～40%、26%～46%和18%～47%时,番茄产量并未显著变化,说明常规施肥处理存在肥料过量施用问题;与种植前相比,种植一季番茄后耕层(0～20 cm)土壤有机质、全氮、有效磷及速效钾含量均有不同程度增加,其中有机质和有效磷含量均达显著水平,增加幅度分别为25%和460%;0～100 cm土层电导率也有不同程度的增加;0～100 cm土层矿质氮含量显著增加,平均增加幅度为182%;0～200 cm土层硝态氮累积量平均达727 kg/hm2。新建日光温室存在过量施肥现象,由此带来的硝态氮及有效磷在土壤中的大量累积问题值得关注。     

宁夏引黄灌区盐化土壤微生物区系及其指示意义

为了有效防治土壤盐渍化的进一步发展,采用平板稀释法和常规土壤化学性质测定方法,对宁夏惠农不同程度盐渍化土壤微生物区系及其动态变化,土壤化学性质、养分含量及其与土壤微生物的相关关系进行了研究。结果表明：在盐渍化土壤区域,随着盐渍化程度的增加,土壤pH和碱化度以轻度盐渍化土壤最高,且20～40 cm土层高于0～20 cm。不同程度盐渍化土壤养分含量、细菌、真菌和放线菌数量均表现为随着盐渍化程度的加重,而呈现逐渐降低的趋势,即轻度＞中度＞重度,且0～20 cm土层显著高于20～40 cm。细菌、真菌和放线菌数量在不同采样时间上表现为6月＞8月＞9月。土壤微生物区系与土壤养分含量之间相关关系明显,细菌、真菌、放线菌数量除与土壤全钾含量之间没有达到显著水平外,与土壤有机质、全氮、全磷、碱解氮、有效磷、速效钾含量之间均达到显著或极显著正相关关系（P<0.05或P<0.01）。因此,土壤微生物区系可以作为评价盐化土壤质量恢复及演变过程的生物指标。     

Degradation leads to dramatic decrease in topsoil but not subsoil root biomass in an alpine meadow on the Tibetan Plateau,China

Understanding the effects of degradation on belowground biomass (BGB) is essential for assessment of carbon budget of the alpine meadow ecosystem on the Tibetan Plateau, China. This ecosystem has been undergoing serious degradation owing to climate change and anthropogenic activities. This study examined the response of the vertical distribution of plant BGB to degradation and explored the underlying mechanisms in an alpine meadow on the Tibetan Plateau. A field survey was conducted in an alpine meadow with seven sequential degrees of degradation in the Zoige Plateau on the Tibetan Plateau during the peak growing season of 2018. We measured aboveground biomass (AGB), BGB, soil water content (SWC), soil bulk density (SBD), soil compaction (SCOM), soil organic carbon (SOC), soil total nitrogen (STN), soil total phosphorus (STP), soil available nitrogen (SAN), and soil available phosphorus (STP) in the 0-30 cm soil layers. Our results show that degradation dramatically decreased the BGB in the 0-10 cm soil layer (BGB_0-10) but slightly increased the subsoil BGB. The main reason may be that the physical-chemical properties of surface soil were more sensitive to degradation than those of subsoil, as indicated by the remarked positive associations of the trade-off value of BGB_0-10 with SWC, SCOM, SOC, STN, SAN, and STP, as well as the negative correlation between the trade-off value of BGB_0-10 and SBD in the soil layer of 0-10 cm. In addition, an increase in the proportion of forbs with increasing degradation degree directly affected the BGB vertical distribution. The findings suggest that the decrease in the trade-off value of BGB_0-10 in response to degradation might be an adaptive strategy for the degradation-induced drought and infertile soil conditions. This study can provide theoretical support for assessing the effects of degradation on the carbon budget and sustainable development in the alpine meadow ecosystem on the Tibetan Plateau as well as other similar ecosystems in the world.     

棉粕腐植酸肥对土壤团聚体、酶及养分的影响

采用田间试验方法,以小麦新春38号作为供试品种,设置3个处理:空白对照、等养分复合肥和等养分棉粕腐植酸复合肥,研究了棉粕开发的腐植酸水溶性肥料对土壤团聚体、酶和养分的影响。结果表明:与不施肥处理相比较,腐植酸肥处理使土壤团聚体含量向2~0.25 mm和2 mm粒级有显著转移;土壤脲酶活性、过氧化氢酶和碱性磷酸酶活性显著提高,对蔗糖酶活性差异不明显;可显著提高碱解氮、速效钾和有效磷含量,腐植酸肥处理能平均提高全生育期0~20 cm土层碱解氮37.27%、速效磷42.24%、速效钾37.02%,20~40 cm土层碱解氮提高15.55%、速效磷提高61.52%、速效钾提高57.36%。与等养分复合肥处理相比,腐植酸肥处理使不同土层土壤团聚体百分含量向2~0.25 mm和2 mm粒级均有转移;前期抑制土壤脲酶活性,后期提高壤脲酶活性,提高过氧化氢酶和碱性磷酸酶活性,蔗糖酶活性差异不明显;可提高土壤中碱解氮含量,显著提高速效钾和速效磷含量,腐植酸肥处理可平均提高全生育期0~20 cm土层碱解氮5.92%、速效磷8.8%、速效钾4.29%,20~40 cm土层碱解氮提高1.9%、速效磷提高15.39%、速效钾提高8%。     

二甲基二硫的生物活性评价及对土壤养分的影响

采用室内生物活性测定方法,评价二甲基二硫(dimethyl disulfide,DMDS)对土壤病原线虫和土传病原菌的毒力,比较不同浓度药剂处理对土壤理化性质和土壤呼吸的影响,为探究DMDS作为新型土壤熏蒸剂提供切实可行性的依据。结果表明:DMDS熏蒸对土传病原线虫和镰刀菌属的LD_(50)分别为4.743 mg/kg和1.513 mg/kg,可见DMDS对病原线虫和镰刀菌有良好的生物活性。对土壤理化性质进行数据分析发现:DMDS能显著增加土壤铵态氮含量,抑制硝化作用过程,减少NO~-_3-N的产生,提高植物可吸收态氮素水平。DMDS处理的土壤有机质含量和电导率均显著高于对照土壤,而土壤pH和速效钾含量较对照均有降低。此外,熏蒸土壤中有效磷含量较对照减少,但两者无显著差异。对DMDS熏蒸后土壤进行底物诱导呼吸试验,表明DMDS能够在试验初期抑制土壤微生物生物量。本试验结果可为指导DMDS的科学使用提供理论依据及对土壤微生物活性的影响作出科学评价。     

黄土高原丘陵沟壑区不同土地利用的土壤养分特征

以黄土高原丘陵沟壑区第3副区典型流域为研究区,采用实地调查、土壤采样分析和数理统计相结合的方法,基于33个样点的土壤养分数据,研究了林地、草地、果园、梯田、坡耕地5种土地利用的土壤养分特征。结果表明：土地利用方式对黄土高原丘陵沟壑区典型流域土壤有机质、全N和速效P含量的影响达到显著水平,对其他养分指标影响不明显。土壤有机质和全N含量从高到低依次为：林地＞坡耕地≈梯田＞果园＞草地,林地明显高于其他土地利用类型,而草地土壤养分最差。速效P含量从高到低依次为：果园、坡耕地、梯田、林地和草地,农业耕作植被下的速效P含量明显高于自然生态植被。研究表明：梯田作为传统的水土保持措施,在研究区具有良好的土壤保肥作用,而分布于陡坡的草地,养分保持效果在5种土地利用中最差。