氮添加对锡林郭勒灌丛草原羊草(Leymus chinensis)化学计量特征的影响

本研究以内蒙古锡林郭勒小叶锦鸡儿(Caragana microphylla)灌丛草原优势物种羊草(Leymus chinensis)为研究对象,研究氮添加对羊草碳、氮、磷元素含量及其化学计量特征的影响。结果表明氮添加对羊草茎叶N,P含量和叶片C∶N,C∶P影响显著;不同氮添加水平对灌丛下和灌丛间羊草C,N,P含量及其化学计量特征的影响存在分异;随氮添加的增加,灌丛间羊草茎叶C∶N和叶片C∶P呈降低趋势,灌丛下羊草茎叶化学计量特征变化不显著;灌丛下羊草茎叶C,N,P含量及其化学计量特征的变异系数均低于灌丛间羊草;氮添加显著影响灌丛间羊草茎叶N含量,C∶N和C∶P,但是,氮添加对灌丛下羊草茎叶化学计量特征影响不显著。小叶锦鸡儿灌丛化过程可能会削弱氮添加对草本植物叶片C,N,P含量及化学计量特征的影响,本研究结果为草原生态系统管理提供了新的视角和重要的理论依据。     

新疆不同草地类型植物物种特征与水热因子的关系研究

本文以新疆7种草地为研究对象,调查364个样地的物种名录,分析不同草地植物科属种的变化特征,探讨了植物物种丰富度(SR)对年平均温度(MAT)、降水(MAP)、海拔的响应。研究结果表明,新疆草地以禾本科、菊科为优势科,优势属为针茅属、绢蒿属;物种丰富度变化为:温性草甸草原(7.73)>温性草原(5.04)>高寒草原(4.36)>温性荒漠草原(3.99)>温性草原化荒漠(3.02)>温性荒漠(2.08)>低平地草甸(1.43);全部样地和温性草原的SR与MAP呈正相关,与MAT、海拔呈峰型关系;低平地草甸和高寒草原的SR与MAP呈正相关而与MAT呈负相关,与海拔呈先降低再增加的趋势;温性荒漠草原的SR与MAP呈正相关,与MAT、海拔无相关性;温性荒漠的SR与MAP呈正相关,与MAT呈负相关,与海拔呈峰型关系;温性草甸草原和温性草原化荒漠的SR与MAT、MAP均无相关性。不同草地类型对温度、降水响应的差异,是由于植被类型和温度、降水的空间分异性,对于海拔的分异,来源于海拔梯度范围和所研究地区大尺度的气候特征。     

浑善达克沙地3种灌木土壤分形特征与养分关系

以浑善达克沙地广泛分布的3种典型荒漠草原灌木柄扁桃、小叶锦鸡儿和狭叶锦鸡儿灌丛下土壤为研究对象,测定分析3种灌丛下0～60 cm土层深度的土壤颗粒机械组成、土壤体积分形维数和土壤养分含量的垂直分布特征,探讨草原灌丛化后土壤分形特征与土壤肥力的关系,揭示灌丛植被在荒漠草原的生存与扩散机制。结果表明,3种典型灌丛形态结构存在差异,拦截风沙流后沉积在灌丛下的土壤粒度特征不同,其中粘粉沙体积含量和分形维数在不同物种间差异显著(P0.05)。土壤分形维数表现为小叶锦鸡儿(2.346)狭叶锦鸡儿(2.259)柄扁桃(2.149)裸沙地(2.057);土壤分形维数主要由粒径小于0.25 mm的粘粉沙(0.05 mm)、极细沙(0.05～0.1 mm)和细沙(0.1～0.25 mm)体积百分含量决定,其中0.1 mm粒径是决定研究区灌丛下土壤分形维数的临界粒径,即小于该粒径的粘粉沙、极细沙含量越多,土壤分形维数越高。灌丛下土壤有机质和全氮含量与土壤分形维数存在极显著正相关关系(P0.01);土壤有机质含量随土层深度增加而递减,全氮和全磷含量随土层波动性较强,不同物种间土壤有机质和全氮含量差异显著(P0.05),而全磷含量差异不显著。灌丛覆盖的土壤结构和肥力均较裸沙地有明显改善,不同物种改良土壤的效果依次为小叶锦鸡儿狭叶锦鸡儿柄扁桃。     

浑善达克沙地3种灌木土壤分形特征与养分关系

以浑善达克沙地广泛分布的3种典型荒漠草原灌木柄扁桃、小叶锦鸡儿和狭叶锦鸡儿灌丛下土壤为研究对象,测定分析3种灌丛下0~60 cm土层深度的土壤颗粒机械组成、土壤体积分形维数和土壤养分含量的垂直分布特征,探讨草原灌丛化后土壤分形特征与土壤肥力的关系,揭示灌丛植被在荒漠草原的生存与扩散机制。结果表明,3种典型灌丛形态结构存在差异,拦截风沙流后沉积在灌丛下的土壤粒度特征不同,其中粘粉沙体积含量和分形维数在不同物种间差异显著(P<0.05)。土壤分形维数表现为小叶锦鸡儿(2.346)>狭叶锦鸡儿(2.259)>柄扁桃(2.149)>裸沙地(2.057);土壤分形维数主要由粒径小于0.25 mm的粘粉沙(<0.05 mm)、极细沙(0.05~0.1 mm)和细沙(0.1~0.25 mm)体积百分含量决定,其中0.1 mm粒径是决定研究区灌丛下土壤分形维数的临界粒径,即小于该粒径的粘粉沙、极细沙含量越多,土壤分形维数越高。灌丛下土壤有机质和全氮含量与土壤分形维数存在极显著正相关关系(P<0.01);土壤有机质含量随土层深度增加而递减,全氮和全磷含量随土层波动性较强,不同物种间土壤有机质和全氮含量差异显著(P<0.05),而全磷含量差异不显著。灌丛覆盖的土壤结构和肥力均较裸沙地有明显改善,不同物种改良土壤的效果依次为小叶锦鸡儿>狭叶锦鸡儿>柄扁桃。     

小叶锦鸡儿灌丛对草地土壤固氮微生物群落的影响

草原灌丛化已成为全球干旱和半干旱地区的普遍现象,关于灌木扩张对草地土壤固氮微生物群落的影响及其机制尚不清楚。小叶锦鸡儿是广泛生长于内蒙古草原的豆科灌木,研究其对土壤固氮微生物群落的影响具有重要意义。本研究采用传统培养法结合分子生物学技术,比较了荒漠草原（干旱地区）和典型草原（半干旱地区）小叶锦鸡儿灌丛内外不同土壤深度固氮微生物群落的差异,并从灌丛对群落物种的选择性、灌丛沃岛效应、灌丛效应和干旱效应的相互关系等方面探讨引起这些差异的机制。结果表明：小叶锦鸡儿灌丛不仅增加了固氮微生物群落的物种丰富度和多度,而且改变了群落组成。群落组成的改变表现在37.50%～58.33%种属的多度发生显著变化、优势属及其优势地位改变、灌丛内外Jaccard相异性指数较大（0.40～0.76）和灌丛内外NMDS（非度量多维度尺度分析）群落组成排序图的分异;ANOSIM检验表明灌丛内外群落组成差异显著。灌丛对固氮微生物群落的效应随着土层深度增加而衰减,随着干旱增加而加强。灌丛对固氮微生物群落的影响大于气候干旱对其的影响。灌木小叶锦鸡儿对固氮微生物群落影响机理是：1）灌丛对固氮微生物物种具有选择性;2）灌丛通过...     

宁夏盐池县荒漠草原区不同群落优势植物叶片-土壤生态化学计量特征

为分析宁夏荒漠草原区不同群落植物与土壤的碳（Carbon,C）、氮（Nitrogen,N）、磷（Phosphorus,P）含量及其比值特征,本研究以宁夏盐池县荒漠草原区8种群落的植被及土壤为对象,研究了不同群落优势植物与土壤生态化学计量特征及其相互关系。结果表明：与全球平均水平相比,研究区不同群落优势植物叶片与土壤的C,N,P含量均较低;不同群落优势植物叶片与土壤的生态化学计量特征不同;苦豆子（Sophora alopecuroides）群落、短花针茅（Stipa breviflora）群落、赖草（Leymus secalinus）群落与白刺（Nitraria tangutorum）群落的限制植物生长的元素主要是P,甘草（Glycrrhiza uralensis）群落、中亚白草（Pennisetum centrasiaticum）群落和油蒿（Artemisia ordosica）群落植物的生长限制元素主要是N,N与P元素共同限制牛枝子（Lespedeza potaninii）群落的植物生长;土壤总C含量与植物总C含量具有极显著的正相关关系（P<0.01）,与土壤全N和全P含量呈显著正相关（P<0.05）;植物总C含量与土壤全P含量呈显著正相关（P<0.05）。     

宁夏典型草原区不同退耕年限草地植物群落及 优势植物C、N、P化学计量特征

植物C、N、P化学计量特征和草原生态系统功能的正常发挥有直接关系。为了研究宁夏典型草原区不同退耕年限草地植物群落和优势植物化学计量特征的变化规律,以宁夏南部典型草原区不同退耕年限(21、16、11、9、5、3、2年)草地为研究对象,分别对披碱草(Elymus dahuricus)、长芒草(Stipa bungeana)、赖草(Leymus secalinus)、早熟禾(Poa annu)等优势植物及植物群落C、N、P化学计量特征进行分析。结果表明,随着退耕年限增加,植物群落地上部C含量总体呈现下降趋势,全N含量大体呈先减少后增加趋势,全P含量无明显变化规律,C∶N、C∶P、N∶P整体表现为21年退耕地最大,9年退耕地最小;优势植物C含量表现为地上部大于地下部,全P含量表现为地下部大于地上部;植物群落N∶P值和全N含量呈正相关关系,优势植物N∶P值和全N含量呈正相关关系,且N∶P均小于14。典型草原区植物群落和优势植物在整体水平上均受到N素的限制,植物生态化学计量特征对草原的退化和恢复具有指示作用。     

高寒草地灌丛化对土壤团聚体生态化学计量学及酶活性的影响

草地灌丛化是影响土壤有机碳库储量的驱动因子之一。本研究以川西高寒灌丛化和未灌丛化草地为对象,分析团聚体内有机碳、全氮、全磷、全钾含量、蔗糖酶、脲酶、磷酸酶、过氧化氢酶、蛋白酶和β-D葡萄糖苷酶活性及生态化学计量比特征。结果表明：1）有机碳、全氮和全磷主要富集在0.053~0.25 mm团聚体内,灌丛化降低了团聚体内生源物质含量。2）灌丛化后团聚体内C/N、C/P和N/P均呈增加趋势,且C/N最大值出现在>2 mm团聚体中,而C/P和N/P的最大值均出现在0.053~0.25 mm团聚体中,最小值分别出现在<0.002 mm和0.002~0.053 mm团聚体中（P>0.05）。3）灌丛化草地和未灌丛化草地土壤酶活性呈>0.25 mm团聚体内富集,灌丛化后土壤各粒径团聚体中蔗糖酶活性增加、而蛋白酶和磷酸酶活性降低。4）脲酶和β-D葡萄糖苷酶在灌丛化草地和未灌丛化草地中均与土壤有机碳和全氮含量呈正相关关系,蔗糖酶和过氧化氢酶与全钾含量呈正相关关系,蛋白酶和磷酸酶与全磷含量呈正相关关系。该区域土壤生源物质主要固存于大团聚体内,而大团聚体易被外界干扰破碎,可见灌丛化现象不利于该研究区有机碳的长期固存。     

放牧对荒漠草原优势植物叶片养分含量和化学计量特征的影响

[目的] 阐明荒漠草原优势植物叶片养分含量对不同放牧强度的响应。[方法] 在内蒙古短花针茅荒漠草原的放牧样地上设置4个不同放牧强度的处理：对照（CK）、轻度放牧（LG）、中度放牧（MG）和重度放牧（HG）,载畜率分别为0、0.91、1.82、2.71只羊/hm²。于2020年对荒漠草原优势植物短花针茅（Stipa breviflora）、无芒隐子草（Cleistogenes songorica）、银灰旋花（Convolvulus ammannii）和冷蒿（Artemisia frigida）在不同放牧强度下叶片中的C、N、P浓度进行测定,并对其化学计量特征进行计算。[结果] 与对照区（CK）相比,重度放牧显著（P<0.05）降低了短花针茅和银灰旋花叶片的C浓度;放牧对短花针茅、无芒隐子草、银灰旋花和冷蒿叶片N含量无显著（P>0.05）影响;中度放牧显著（P<0.05）增加了短花针茅和银灰旋花叶片的P浓度,并显著（P<0.05）降低了冷蒿的P浓度;重度放牧显著（P<0.05）降低了银灰旋花的C∶N,短花针茅、银灰旋花和冷蒿的C∶P,以及短花针茅的N∶P。[结论] 放牧改变植物对养分的利用状况,不同植物对相同生境有不同的适应策略。放牧降低荒漠草原优势植物固C能力。长期中度放牧有利于荒漠草原优势植物对N、P的吸收。     

放牧对小叶锦鸡儿种群数量特征的影响

本研究通过测定禁牧(CK)、轻度放牧(LG)、中度放牧(MG)和重度放牧(HG)下小叶锦鸡儿(Caragana microphylla)种群总盖度、密度、高度和总生物量,旨在掌握放牧对小叶锦鸡儿种群数量特征的影响。结果表明:随着放牧强度的增加,小叶锦鸡儿灌丛密度呈现先增加后减少的趋势,但各处理间无显著差异(P=0.11)。这说明中度放牧在一定程度上有利于小叶锦鸡儿的繁殖。灌丛盖度、高度和总生物量随着放牧强度的增加而显著降低(P0.05),这说明放牧对灌木种群有明显的负作用。综合考虑小叶锦鸡儿种群的数量特征和生产力,在荒漠草原上适宜的载畜率应为中度放牧。     

内蒙古典型草原小叶锦鸡儿灌丛地上净初级生产力和种群结构对火烧的响应

针对全球范围内由于长期过度放牧引起的草原群落灌丛化问题,本研究以内蒙古锡林河流域小叶锦鸡儿灌丛化的羊草草原为研究对象,通过连续2年的人为控制火烧实验,从株丛和群落2个组织水平研究了火烧对小叶锦鸡儿的影响。结果表明,1)在内蒙古锡林河流域的退化恢复草原群落中,小叶锦鸡儿种群属于增长型的种群,中、小株丛所占的比例较大。实验区内所调查的6588个株丛中,冠幅为0～50cm的株丛占30%,50～150cm的株丛占49%,>150cm的株丛仅占21%;2)在群落水平上,一年火烧和连续2年火烧对小叶锦鸡儿株丛的生长均具有显著的抑制作用,其地上净初级生产力比火烧前分别减少了27%和66%;3)火烧显著地增加了小叶锦鸡儿的枝条密度和茎的生物量分配,减少了叶的生物量分配,使茎叶比由1∶4.4升高为1∶1.1;4)同50～150和>150cm2个冠幅组的大株丛相比,火烧对0～50cm小灌丛影响最为明显,一年火烧和连续2年火烧使其地上净生物量分别下降了57%和60%。实验结果表明,火烧显著地削弱了小叶锦鸡儿的生活力,有效地抑制了其小株丛的生长,对控制灌丛的进一步扩张具有明显的作用。     

平茬年限和林龄对沙冬青叶片功能性状及土壤化学计量特征的影响

为阐明平茬年限和林龄对沙冬青叶片功能性状及灌丛下土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)化学计量特征的影响,采用方差及相关性分析方法研究沙冬青被平茬后更新恢复生长的机理和策略,探讨C、N、P化学计量特征对沙冬青种群生长及恢复的指示意义,从而更好地解释平茬复壮后植物补偿性生长机理与持续年限,以期在理论与技术上解决孑遗植物种质资源的保存与修复,为天然沙冬青种群在生态系统中演变特征进行预测和评估提供基础资料。结果表明:1)沙冬青经平茬处理后,叶片面积显著增大(P<0.05)。平茬恢复生长1年的沙冬青比叶面积、叶片N含量、叶片P含量显著升高(P<0.05),且随平茬年限和林龄的增加呈下降趋势,叶片干物质含量变化趋势与比叶面积相反,叶片碳含量在不同平茬年限和林龄下无显著差异(P>0.05)。叶片N含量与叶片P含量、比叶面积呈极显著正相关,叶片干物质含量与比叶面积呈极显著负相关,且与叶片N含量、叶片P含量呈显著负相关。2)叶片与土壤中的C、N、P化学计量特征对平茬年限和林龄变化的响应不完全一致。平茬年限和林龄对沙冬青灌丛下土壤有机碳含量产生显著影响(P<0.05),但对土壤P含量无显著影响(P>0.05),仅林龄对土壤全N含量影响显著(P<0.05)。随着平茬年限和林龄的增加,土壤C、N含量呈上升趋势,土壤P含量呈下降趋势。3)在叶片C、N、P化学计量特征中,叶片P与C:P对平茬年限和林龄变化反应最为敏感,对于沙冬青更新恢复生长及种群动态变化规律具有指示意义。平茬恢复1、3和8年的沙冬青叶片N:P平均值分别为14.79、15.77、17.81,幼龄林、中龄林和成熟林沙冬青叶片N:P平均值分别为15.32、18.23、21.76,可见随着平茬年限和林龄的增加,沙冬青生长由N、P共同限制逐渐转向更受P的限制。     

平茬对内蒙古典型草原小叶锦鸡儿群落植物的影响

为了了解平茬对灌丛群落草本植物的影响,本文以内蒙古典型草原小叶锦鸡儿（Caragana microphylla Lam）群落为研究对象,设置了不平茬、一年平茬1次和一年平茬2次共3种处理,分析了平茬前后群落特征与植被化学计量特征的变化。结果表明：与未平茬相比,两种平茬处理下群落内禾本科植物密度均显著增加,平茬第二年禾本科生物量显著高于未平茬处理;平茬后两年内草地群落物种多样性指数随平茬次数增加均有增加趋势,且一年平茬2次处理时,Margalef丰富度指数显著高于未平茬处理;草本群落总生物量随平茬次数增加呈现先下降后增加的变化趋势;平茬后植被C、N含量、C/N比无显著变化,但植被N/P比显著增加。可见,平茬处理改变了小叶锦鸡儿群落的结构特征,提高了群落物种多样性及禾本科植物的密度,有助于典型草原的植被恢复。     

宁夏荒漠草原蒙古冰草资源分配特征

为了解不同群落生境蒙古冰草(Agropyron mongolicum)资源权衡策略及种群维持机制,在宁夏荒漠草原选取以蒙古冰草为优势种或亚优势种的群落为研究对象,研究了不同群落蒙古冰草资源分配特征。结果表明：(1)蒙古冰草个体生物量及根冠比在不同群落之间差异显著(P<0.05),构件生物量分配均表现为根>茎>叶>穗;(2)不同群落蒙古冰草各构件C,N,P含量均以根部最低,C/N,C/P以茎部最高,N/P以叶部为高,比值范围为18～23;不同群落之间则表现为C/N和C/P总体以M2群落较高,地上部各构件N/P以M3群落较高(P<0.05);(3)蒙古冰草地下生物量与土壤含水量呈显著负相关,与各构件N,P元素含量呈显著正相关;各构件P元素含量与其生物量分配比及地上地下生物量之间存在显著相关关系(P<0.05)。综上,蒙古冰草可通过调整自身构件分配格局和养分利用策略保证其在不同群落生境的生长发育和繁殖。     

黄帚橐吾对退化高寒草地植物、土壤养分及微生物量的影响北大核心CSCD

黄帚橐吾作为指示高寒草甸植被退化的重要物种,研究其对草地生态系统植被、土壤以及微生物养分循环的影响,对揭示其入侵机制具有重要意义。本研究以黄帚橐吾危害区为研究对象,用化学药剂去除黄帚橐吾的竞争优势,分析黄帚橐吾危害后植被功能群养分、土壤养分以及土壤微生物量的变化。结果表明:黄帚橐吾危害后,提高了莎草科体内碳(C)含量,禾本科和豆科氮(N)含量显著升高,豆科磷(P)含量显著升高,而莎草科P含量显著降低(P<0。05),且黄帚橐吾体内C含量显著高于其他功能群(P<0。05);各功能群C/N表现为莎草科显著高于豆科和杂类草(P<0。05),C/P为莎草科显著高于其他功能群(P<0。05),同时,植物C含量与N含量、P含量负相关,N含量与P含量正相关。黄帚橐吾危害后土壤全氮含量显著升高,速效氮、全钾和速效钾含量显著降低,C/N显著降低,N/P显著升高(P<0。05)。黄帚橐吾引起土壤微生物量(MBC、MBN和MBP)的升高,使土壤微生物活性上升,MBC/MBN和MBC/MBP在危害区也高于防除区,MBN/MBP略低于防除区,说明黄帚橐吾对N的需求大于对P的需求。植物C、N、P含量及化学计量比与土壤养分和土壤微生物量及化学计量比具有一定的相关性,冗余分析(RDA)结果得到在黄帚橐吾危害区黄帚橐吾C、N、P含量与土壤养分和微生物量具有较大的相关性,且植物的P含量与土壤养分和微生物量显著相关(P<0。05),而在防除对照区内每个功能群植物对养分的需求均匀分布,可见黄帚橐吾危害后影响了草地养分的分配格局。     

宁夏草原植物叶片氮磷化学计量特征及其驱动因素

N、P循环控制着草地生态系统植物生长发育及群落结构和功能。为揭示宁夏草原植物N、P化学计量变化规律及其主要驱动因素,测定111个样地中的优势种植物409个样本叶片N、P含量,分析N、P化学计量特征、空间格局及其与气候因子(年均温度、年均降水量)的关系。结果表明,宁夏草原植物N、P含量的算数平均值分别为22.47和1.83 mg·g^-1,N/P为14.24,宁夏天然草地生长同时受N、P的限制;宁夏天然草地植物叶片N含量和N/P随纬度、年均温升高而增大,随海拔、年均降水量降低而增大,而叶片P含量随年均降水量升高而升高,N、P含量随经度升高而增大;空间分布和水热条件能够解释N、P含量及N/P方差的70.83%,这表明水热是宁夏天然草地植物叶片N、P化学计量特征的主要驱动因素,研究结果可为宁夏草原的管理和生产力的提升提供理论依据。     

荒漠草原优势种功能性状对不同放牧强度的响应

放牧是草地最主要的利用方式之一,植物功能性状能够客观的表达植物应对放牧的适应性,为了研究植物功能性状在不同放牧强度下的避牧策略和进一步阐明合理放牧的重要性,本研究依托15年的长期放牧平台,探讨在不同放牧强度下荒漠草原两大优势物种短花针茅(Stipa breviflora)和无芒隐子草(Cleistogenes songorica)的15个功能性状变化以及其之间联系。结果表明：短花针茅的叶长和株高随放牧强度的增大而显著降低(P<0.05);由于植物的补偿性生长轻度放牧增加了无芒隐子草的株高和株丛径,但是中度和重度放牧对无芒隐子草功能性状均产生了消极的作用(P<0.05);短花针茅和无芒隐子草的地上生物量与株高、丛幅径以及茎叶干重均呈极显著正相关关系(P<0.01)。由此可见,荒漠草原两种优势种对放牧干扰有着不同的响应机制,这为深入了解荒漠草原提供了重要的科学依据。