阴山北麓农牧交错区不同弃耕演替时期土壤质量评价

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作者 乌云嘎 郑佳华 +7 位作者 李邵宇 邢佳庆 赵天启 乔荠瑢 张峰 张彬 王占海 赵萌莉 《草业科学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期548-560,共13页

本研究采用空间代替时间的方法,以天然草地作为对照,分析了内蒙古阴山北麓农牧交错带两种不同类型的草原(荒漠草原和典型草原)中的农田及3个不同恢复年限(5年、15年和20年)弃耕地的土壤理化性质,并采用主成分分析法对土壤质量进行综合... 本研究采用空间代替时间的方法,以天然草地作为对照,分析了内蒙古阴山北麓农牧交错带两种不同类型的草原(荒漠草原和典型草原)中的农田及3个不同恢复年限(5年、15年和20年)弃耕地的土壤理化性质,并采用主成分分析法对土壤质量进行综合评价。研究发现,弃耕后,土壤含水率、饱和导水率、毛管孔隙度、非毛管孔隙度、土壤有机碳、全磷、有效磷含量增加;土壤容重、硝态氮、铵态氮、全氮含量逐渐降低;土壤最大持水率指标在荒漠草原呈上升趋势,在典型草原下降;毛管持水率、田间持水率无显著变化(P>0.05);弃耕后,荒漠草原土壤pH降低,典型草原pH升高。基于统计分析的土壤质量得分表明,影响荒漠草原土壤质量的主要因素为土壤有机碳、非毛管孔隙度、容重、全氮,其土壤质量综合得分高低依次为天然草地>弃耕5年>弃耕20年>弃耕15年>农田,影响典型草原土壤质量的主要因子是pH、容重、饱和导水率、有机碳,其综合得分高低依次为天然草地>弃耕15年>弃耕20年>弃耕5年>农田。荒漠草原样地中,农田、弃耕地的土壤质量得分均低于平均水平,典型草原样地中弃耕15、弃耕20年、天然草地的土壤质量得分高于平均水平。由此可知,自发恢复有利于弃耕地的恢复。本研究结果表明,弃耕20年足以使典型草原弃耕地恢复至天然草地状态,但荒漠草原土壤尚未达到其最高土壤质量,需要使用更长的时间进行恢复,且针对荒漠草原与典型草原区需要制定不同的弃耕地土壤质量恢复策略。 展开更多

关键词 弃耕恢复 荒漠草原 典型草原 农田 土壤物理性质 土壤化学性质 土壤健康

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放牧强度对短花针茅荒漠草原生态系统多功能性的影响

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作者 雷蕾 张峰 +4 位作者 郑佳华 杨立山 王文琼 李邵宇 张彬 《草地学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期275-283,共9页

生物多样性与生态系统功能之间的关系备受关注,但是过去的研究很少关注生态系统的多功能性(Ecosystem multifunctionality, EMF)。因此,本研究以短花针茅(Stipa breviflora)荒漠草原为对象,在测定植物群落生物量、土壤有机碳和多种土壤... 生物多样性与生态系统功能之间的关系备受关注,但是过去的研究很少关注生态系统的多功能性(Ecosystem multifunctionality, EMF)。因此,本研究以短花针茅(Stipa breviflora)荒漠草原为对象,在测定植物群落生物量、土壤有机碳和多种土壤酶活性等11种生态系统功能的基础上量化EMF,并探究不同放牧强度(对照,No grazing, CK;轻度,Light grazing, LG;、中度,Moderate grazing, MG;和重度放牧,Heavy grazing, HG)对植物多样性与EMF的影响。结果表明:放牧导致植物多样性、单一生态系统功能和EMF显著降低(P<0.05),不同放牧强度下EMF分别是0.6,0.25,-0.18和-0.78。不同放牧强度下,大多数生态系统单一功能都与植物多样性显著正相关(P<0.05)。EMF与植物多样性指数线性正相关,香农维纳指数与EMF的拟合结果最好,是预测EMF变化的最佳指标。因此,为实现荒漠草原生物多样性保护和多种生态系统服务和功能的可持续性,在草地管理中可适当降低载畜率。 展开更多

关键词 荒漠草原 放牧 生态系统多功能性 植物多样性

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典型草原区不同年限弃耕地植物群落生物量权衡及其影响因素

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作者 杨立山 李邵宇 +5 位作者 郑佳华 何江峰 王文琼 乌云嘎 邢佳庆 赵萌莉 《中国草地学报》 CSCD 北大核心 2024年第4期33-42,共10页

通过对植被地上、地下生物量的分析比较,可以反映出植物应对环境胁迫的不同适应策略。由于不合理利用和开垦天然草原导致大面积草地退化,因此我国启动了退耕还林还草生态修复工程,旨在恢复退化的草地生态系统。本研究以内蒙古典型草原... 通过对植被地上、地下生物量的分析比较,可以反映出植物应对环境胁迫的不同适应策略。由于不合理利用和开垦天然草原导致大面积草地退化,因此我国启动了退耕还林还草生态修复工程,旨在恢复退化的草地生态系统。本研究以内蒙古典型草原区自然恢复的不同年限弃耕地为研究对象,通过对不同年限(5年、15年、20年)弃耕地及天然草地(对照)群落地上与地下生物量、物种组成及其相对生物量、植物丰富度指数和多样性指数以及土壤理化性质进行分析,探究典型草原区不同年限弃耕地群落生物量权衡(Trade-off)及其影响因素。结果表明:随着弃耕年限的增加,群落结构由一二年生植物占主导逐渐转化为多年生植物占主导,且植物物种多样性逐渐增加;不同年限弃耕地生物量均向地上权衡,随弃耕年限增加,向地上权衡幅度越来越小,天然草地则向地下权衡;土壤水分和一二年生植物的地上生物量是驱动生物量权衡的关键因素。 展开更多

关键词 典型草原 生物量权衡 群落结构 土壤理化性质

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典型草原区弃耕恢复过程中土壤细菌群落结构变化及其驱动因素

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作者 李邵宇 张彬 +3 位作者 陈大岭 赵天启 郑佳华 赵萌莉 《中国草地学报》 CSCD 北大核心 2023年第6期83-91,共9页

采用空间代替时间的方法,以天然草地为对照,在内蒙古典型草原区域选取不同恢复年限(5年、15年、20年)的弃耕地,通过野外群落调查、植被和土壤取样,结合高通量测序探究弃耕地恢复过程中土壤细菌的演替格局及其主要驱动因素。结果表明:随... 采用空间代替时间的方法,以天然草地为对照,在内蒙古典型草原区域选取不同恢复年限(5年、15年、20年)的弃耕地,通过野外群落调查、植被和土壤取样,结合高通量测序探究弃耕地恢复过程中土壤细菌的演替格局及其主要驱动因素。结果表明:随弃耕年限的增加,植物群落地上和地下生物量、物种丰富度和多样性以及土壤有机碳、pH值、碳氮比和含水量均呈增加趋势;土壤氮磷比、铵态氮和硝态氮含量呈降低趋势,土壤速效磷和全磷无显著变化。土壤细菌物种丰富度与Chao1指数在弃耕5年时最高。土壤细菌在门水平上主要以放线菌门、变形菌门、酸杆菌门和拟杆菌门为主,随弃耕演替进行,放线菌门相对丰度呈先增加后降低趋势,变形菌门相对丰度呈增加趋势;在属水平上主要以鞘氨醇单胞菌属、不明酸杆菌、假单胞菌属和马赛菌属为主,随着弃耕时间的延长,不动杆菌属相对丰度呈先降低后增加趋势,而鞘氨醇单胞菌属的相对丰度逐渐增加。冗余分析表明,土壤有机碳、地上生物量、植物物种丰富度是影响土壤细菌群落的主要因子。综合表明,植被与土壤的变化共同驱动了弃耕地恢复过程中土壤细菌演替格局。 展开更多

关键词 典型草原 弃耕地 土壤养分 土壤细菌

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不同施肥策略对阴山北麓旱作燕麦人工草地N_(2)O排放的影响 被引量：3

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作者 邢佳庆 刘刚 +9 位作者 孙宇 曾媛韬 郑佳华 李邵宇 乌云嘎 王赟博 张彬 史世斌 王占海 赵萌莉 《草地学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期827-833,共7页

本研究以内蒙古武川县燕麦(Avena sativa)人工草地为研究对象,采用静态箱法,通过无氮施肥为对照(CK),设置常规施氮(NN),控释施氮(CN)2个施肥处理,研究旱作燕麦人工草地N_(2)O排放规律,探讨N_(2)O排放对不同施肥种类的响应。结果表明:与... 本研究以内蒙古武川县燕麦(Avena sativa)人工草地为研究对象,采用静态箱法,通过无氮施肥为对照(CK),设置常规施氮(NN),控释施氮(CN)2个施肥处理,研究旱作燕麦人工草地N_(2)O排放规律,探讨N_(2)O排放对不同施肥种类的响应。结果表明:与无氮施肥相比,常规施氮的地上生物量显著提高37.8%,控释施氮的地上生物量显著提高64.5%(P<0.05);与常规施肥相比控释肥氮素利用率显著提升了71.0%(P<0.05);不同施肥处理下,燕麦人工草地生长季的N_(2)O排放通量均表现为先增加后降低的趋势,并在苗期和拔节期出现峰值;与无氮施肥相比,常规施氮的N_(2)O排放量(0.85 kg·hm^(-2))显著提高44.1%,控释施氮的单位产量N_(2)O排放量(0.86×10^(-4)g·g^(-1))显著降低37.2%(P<0.05)。本研究发现相较于常规施肥,控释氮肥提高了燕麦产量且降低了N_(2)O的排放。 展开更多

关键词 施肥种类 燕麦 地上生物量 N_(2)O排放 阴山北麓

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不同载畜率下荒漠草原N_(2)O通量的研究

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作者 李雅男 李梦然 +3 位作者 乔荠瑢 李邵宇 张彬 赵萌莉 《中国草地学报》 CSCD 北大核心 2023年第9期143-150,共8页

气候变化是目前人类面临的重要环境问题,N_(2)O是重要的温室气体之一。为探究不同载畜率对短花针茅荒漠草原N_(2)O通量的影响,于2019年6~9月,在内蒙古四子王旗短花针茅荒漠草原长期放牧平台(2004年开始),设置不放牧(CK)、轻度放牧(LG)... 气候变化是目前人类面临的重要环境问题,N_(2)O是重要的温室气体之一。为探究不同载畜率对短花针茅荒漠草原N_(2)O通量的影响,于2019年6~9月,在内蒙古四子王旗短花针茅荒漠草原长期放牧平台(2004年开始),设置不放牧(CK)、轻度放牧(LG)、中度放牧(MG)和重度放牧(HG)4个载畜率水平载畜率分别为0、0.91、1.82、2.71羊单位/(hm^(2)·半年),测定土壤温度、土壤含水量、土壤pH值、土壤紧实度及N_(2)O通量。结果表明:不同载畜率处理下N_(2)O通量的月动态不同;取样时间对土壤温度、土壤含水量和硝态氮含量影响显著(P<0.05);放牧显著降低土壤含水量(P<0.05),增加土壤紧实度(P<0.05),但放牧对土壤温度和pH值的影响不显著;LG处理下N_(2)O通量显著低于CK、MG和HG处理(P<0.05),MG和HG处理N_(2)O通量与CK差异不显著;N_(2)O通量与土壤含水量呈显著负相关(P<0.05),与土壤温度呈显著正相关(P<0.05),与土壤紧实度呈负相关。 展开更多

关键词 载畜率 荒漠草原 土壤理化性质 N_(2)O通量

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青藏高原不同退化梯度草地土壤酶活性特征 被引量：16

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作者 李邵宇 孙建 +2 位作者 王毅 秦小静 叶冲冲 《草业科学》 CAS CSCD 2020年第12期2389-2402,共14页

土壤酶是土壤生态系统物质循环和能量流动的重要参与者,也是草地生态系统代谢的重要动力之一,其活性大小对土壤养分储量和生化反应过程有明显指示作用。本研究以青藏高原高寒草甸和高寒草原为研究对象,通过对土壤理化性质和土壤酶化学... 土壤酶是土壤生态系统物质循环和能量流动的重要参与者,也是草地生态系统代谢的重要动力之一,其活性大小对土壤养分储量和生化反应过程有明显指示作用。本研究以青藏高原高寒草甸和高寒草原为研究对象,通过对土壤理化性质和土壤酶化学计量特征进行分析,探究不同退化梯度下土壤酶特征及作用机理。结果表明:1)随着退化程度加剧,两种草地类型土壤全氮、全碳、全磷、有机碳、紧实度、含水量、N-乙酰-β-D-葡萄糖苷酶、亮氨酸氨基肽酶和β-葡萄糖苷酶均呈降低趋势,土壤温度和pH呈增加趋势;2)高寒草甸土壤pH与β-葡萄糖苷酶活性和木质素过氧化物酶呈负相关关系,有机碳、全碳与β-葡萄糖苷酶、木质素过氧化酶呈正相关关系;高寒草原含水量和紧实度与亮氨酸氨基肽酶、碱性磷酸酶、脲酶和N-乙酰-β-D-葡萄糖苷酶呈正相关关系。本研究为探索青藏高原不同草地类型退化过程中土壤理化性质和酶活性变化机理以及草地生态系统修复提供了理论依据。 展开更多

关键词 土壤酶 退化梯度 化学计量 高寒草原 高寒草甸

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内蒙古荒漠草原4种优势植物生物量分配对不同放牧强度的响应 被引量：4

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作者 张彬 李邵宇 +5 位作者 古琛 赵萌莉 邹俊明 段红梅 刘浩杰 李建国 《草地学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第12期3355-3363,共9页

放牧是荒漠草原主要利用方式之一,生物量是生态系统获取能量能力的主要体现。目前对荒漠草原优势植物生物量分配及权衡研究相对缺乏。本研究以内蒙古荒漠草原为研究对象,设置3个不同放牧梯度(轻度放牧,中度放牧,重度放牧),并以不放牧作... 放牧是荒漠草原主要利用方式之一,生物量是生态系统获取能量能力的主要体现。目前对荒漠草原优势植物生物量分配及权衡研究相对缺乏。本研究以内蒙古荒漠草原为研究对象,设置3个不同放牧梯度(轻度放牧,中度放牧,重度放牧),并以不放牧作为对照,通过对群落特征和4种优势植物短花针茅(Stipa breviflora)、无芒隐子草(Cleistogenes songorica)、冷蒿(Artemisia frigida)、银灰旋花(Convolvulus ammannii)生物量进行分析,揭示不同放牧梯度下优势植物生物量分配特征及生物量权衡机制。结果表明:随着放牧强度增加,荒漠草原群落地上、地下生物量、凋落物、盖度、4种优势植物地上地下生物量呈降低趋势;4种优势植物生物量均表现出向地下权衡,且随着放牧强度增加,权衡值变大;4种优势植物地上地下生物量均与群落盖度和凋落物含量呈显著正相关关系,冷蒿和银灰旋花根冠比均与群落盖度和凋落物含量呈显著负相关关系。本研究为理解地上地下生物量分配提供了一个新的视角和方法。 展开更多

关键词 荒漠草原 短花针茅 地上生物量 地下生物量 生物量权衡 生物量分配

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荒漠草原不同放牧强度下土壤酶化学计量特征的研究 被引量：5

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作者 李雅男 李邵宇 +4 位作者 史世斌 王占海 张彬 陈恒 赵萌莉 《草地学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第9期2239-2248,共10页

为探讨不同放牧强度对土壤酶活性及其化学计量比的影响,本研究依托于内蒙古农牧科学研究院长期放牧平台(2004年开始放牧),每个区组内设置4个不同放牧强度:重度(Heavy grazing,HG)、中度(Moderate grazing,MG)、轻度放牧区(Light grazing... 为探讨不同放牧强度对土壤酶活性及其化学计量比的影响,本研究依托于内蒙古农牧科学研究院长期放牧平台(2004年开始放牧),每个区组内设置4个不同放牧强度:重度(Heavy grazing,HG)、中度(Moderate grazing,MG)、轻度放牧区(Light grazing,LG)和对照区(Contral,CK),各小区放牧羊的数量分别为12,8,4,0只,于2021年5月利用土钻法进行野外取样,室内分析土壤理化性质、土壤微生物生物量、土壤酶活性及其化学计量特征。结果表明:随放牧强度增加,土壤理化性质,养分含量及其化学计量特征发生显著变化(P<0.05)。土壤微生物养分含量及与C(αG、βG)、N(NAG、LAP)、P(ALP)相关的5种酶活性均随放牧强度增加而降低。随放牧轻度增加,向量长度(Vectoe Lengh)和向量夹角(Vectoe Angle)均显著增加,与C、N、P循环相关的5种土壤酶活性及其化学计量比显著降低(P<0.05)。荒漠草原受C、N限制,且放牧强度越大限制越严重。 展开更多

关键词 荒漠草原 放牧强度 土壤酶活性 养分限制

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阴山北麓不同恢复年限弃耕地植物群落生物量与土壤养分变化 被引量：4

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作者 贺启珅 陈大岭 +6 位作者 李邵宇 张峰 孙宇 郑佳华 乔荠瑢 张彬 赵萌莉 《中国草地学报》 CSCD 北大核心 2022年第10期30-37,共8页

以阴山北麓不同自然恢复年限(5年、15年、20年)弃耕地为对象,以天然草地为对照,测定群落地上和地下生物量以及土壤全氮、全磷、有机碳含量等指标,探究弃耕地演替过程中植物群落、土壤养分的变化以及相互影响。结果表明:随弃耕年限的增加... 以阴山北麓不同自然恢复年限(5年、15年、20年)弃耕地为对象,以天然草地为对照,测定群落地上和地下生物量以及土壤全氮、全磷、有机碳含量等指标,探究弃耕地演替过程中植物群落、土壤养分的变化以及相互影响。结果表明:随弃耕年限的增加,多年生禾本科植物种类不断增加;弃耕地自然恢复过程中,地上生物量在弃耕第5年最高,其次是弃耕20年,弃耕15年最低;地下生物量随弃耕年限的增加而显著增加(P<0.05);总生物量随弃耕年限增加呈上升趋势,但均低于天然草地;土壤有机碳和全氮含量逐渐增加,有机碳含量在弃耕20年后仍显著低于天然草地(P<0.05),土壤全氮在弃耕20年显著高于天然草地(P<0.05),土壤全磷仅在弃耕5年高于天然草地且有显著差异(P<0.05)。弃耕过程中,植被演替促进了土壤养分的积累,植物群落生物量变化受土壤养分的影响较小。 展开更多

关键词 弃耕地 生物量 土壤有机碳 土壤全氮 土壤全磷

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荒漠草原土壤酶活性及化学计量特征对不同载畜率的响应

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作者 李雅男 李邵宇 +4 位作者 孙宇 胡雪峰 贺启珅 张彬 赵萌莉 《草地学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第8期2019-2026,共8页

为探究土壤酶活性及其化学计量特征对荒漠草原不同载畜率的响应,本研究于2021年5月于内蒙古四子王旗荒漠草原长期放牧平台进行(2004年开始),设置不放牧(CK)、轻度(LG)、中度(MG)和重度放牧(HG)4个载畜率水平(分别放牧0,4,8和12只羊),分... 为探究土壤酶活性及其化学计量特征对荒漠草原不同载畜率的响应,本研究于2021年5月于内蒙古四子王旗荒漠草原长期放牧平台进行(2004年开始),设置不放牧(CK)、轻度(LG)、中度(MG)和重度放牧(HG)4个载畜率水平(分别放牧0,4,8和12只羊),分析土壤理化性质、土壤酶活性及其化学计量特征,结果表明:随载畜率增加,土壤毛管持水量(Capillary water holding capacity,CC)、土壤有机碳(Soil organic carbon,SOC)、土壤全氮(Soil nitrogen,TN)、土壤全磷(Soil phosphorus,TP)呈降低趋势,土壤容重(Soil bulk density,BD)、土壤pH值呈增加趋势(P<0.05);α-葡萄糖苷酶(αCG)、β-葡萄糖苷酶(βCG)、β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶(NAG)、亮氨酸氨基肽酶(LAP)和碱性磷酸酶(ALP)5种土壤酶活性均随载畜率增加而降低(P<0.05);与碳(C)、氮(N)、磷(P)相关的酶化学计量比均随载畜率增加而降低;BD与CC,pH与TN呈负相关关系(P<0.05),CC与TN,LAP与αCG,βCG,NAG,TN,TP,βCG与NAG,αCG,TN,NAG与αCG,TN,αCG与TN,TP,ALP,TN与TP,ALP,TP与ALP均呈正相关关系(P<0.05)。 展开更多

关键词 载畜率 荒漠草原 土壤理化性质 土壤酶活性 化学计量比

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