长江源区高寒草地土壤有机质和氮磷含量的分布特征

引用本文

高洋, 王根绪, 高永恒. 长江源区高寒草地土壤有机质和氮磷含量的分布特征. 草业科学, 2015,32(10):1548-1554
GAO Yang, WANG Gen-xu, GAO Yong-heng. Distribution characteristics of soil organic matter and nitrogen, phosphor content in alpine grassland ecosystem in upper Yangtze River. Pratacultural Science,2015,32(10): 1548-1554 复制到剪切板

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《草业科学》编辑部

长江源区高寒草地土壤有机质和氮磷含量的分布特征

高洋^1,², 王根绪¹, 高永恒¹

1.中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所山地表生过程与生态调控重点实验室,四川成都 610041

2.中国科学院大学,北京 100049

通讯作者:王根绪(1965-),男,甘肃甘谷人,研究员,博士,主要从事全球变化与高山生态系统响应、山地水碳循环及生态水文学方面的研究。E-mail:wanggx@imde.ac.cn

第一作者:高洋(1984-),女,黑龙江大庆人,博士, 主要从事冻土生态方面的研究。E-mail:35222461@qq.com

收稿日期: 2015-04-15

基金: 国家重点基金发展研究计划(973计划)(2013CBA01807); 国家自然科学基金(41271224)

摘要

土壤养分是高寒草地生态系统维系健康的基础。本研究分析了长江源区沼泽化草甸、典型草甸、草原化草甸和沙生草地的土壤养分特征,以期为高寒草地合理管理提供理论依据。研究表明,不同类型高寒草地的土壤有机质和全氮含量存在明显的差异,表现为沼泽化草甸>典型草甸>草原化草甸>沙生草地,土壤有机质和全氮含量在各个草地类型内均随着土层深度增加而显著降低( P<0.05);土壤速效氮含量为草原化草甸>典型草甸>沼泽化草甸>沙生草地,草原化草甸含量高达65.5 mg·kg^-1,而沙生草地含量仅为11.5 mg·kg^-1,除沙生草地外,其他草地类型土壤速效氮含量最大值出现在10-20 cm土层;土壤全磷和速效磷含量在高寒草甸不同退化演替阶段及其各土层中差异不显著( P>0.05);高寒草甸退化演替过程中,土壤养分各因素间相互影响,其中,土壤全氮、全磷、速效氮和速效磷与土壤有机质之间呈显著正相关关系,土壤速效氮与全氮和土壤速效磷与全磷之间亦呈显著正相关关系,而土壤pH值与土壤各养分之间的相关性均不显著。

关键词: 高寒草甸; 退化演替; 土壤养分特征

中图分类号:S812.2 文献标志码:A 文章编号:1001-0629(2015)10-1548-07 doi: 10.11829\j.issn.1001-0629.2015-0043

Distribution characteristics of soil organic matter and nitrogen, phosphor content in alpine grassland ecosystem in upper Yangtze River

GAO Yang^1,², WANG Gen-xu¹, GAO Yong-heng¹

1.The Key Laboratory of Mountain Environment Evolution and Regulation, Institute of Mountain Hazards and Environment Chinese Academy of Sciences, Chengdu 610041, China

2.University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China

Corresponding author: WANG Gen-xu E-mail:wanggx@imde.ac.cn

Abstract

Soil nutrient is the basis for maintaining alpine grassland ecosystem health. The distribution characteristics of soil nutrient for swamp meadows, typical meadow, steppe meadow and sandy grassland were studied to provide theoretical basis for reasonable management of alpine grassland. The results demonstrated that (1)obvious difference was detected for soil organic matter and total nitrogen content between different type alpine grassland ecosystems, and swamp meadows>typical meadow>steppe meadow>sandy grassland. Moreover, soil organic matter and total nitrogen content showed a significant decrease trend with the increase of soil depth in all the studied alpine grassland ecosystems. (2) The soil available nitrogen content in steppe meadow was as high as 65.5 mg·kg^-1, which was greater than those of the other three grassland ecosystems. In contrast, the soil available nitrogen content in sandy grassland was as low as 11.5 mg·kg^-1, which was the least one. The soil available nitrogen content in typical meadow was greater than that in swamp meadow. Furthermore, the maximum value of soil available nitrogen among different alpine grassland ecosystems appeared in 10―20 cm soil layer except for the sandy grassland. (3) No significant difference for soil total phosphorus and available phosphorus were detected between different degradation periods of alpine grassland ecosystems as well as different soil layers of the same alpine grassland ecosystems. (4) Different soil nutrients could influence each other in the degradation process of alpine grassland ecosystem. A significant positive correlation was found between soil organic content and soil total total nitrogen, total phosphorus, available nitrogen and available phosphorus, as well as between soil available nitrogen and total nitrogen. In addition, a significant positive correlation was detected between soil available phosphorus and total phosphorus. However, no significant correlation could be found for soil pH and soil nutrients.

Keyword: alpine meadow; degradation succession; soil nutrient characteristics

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长江源区位于青海省南部, 面积达15.9万km², 约占整个三江源区面积(36.3万km²)的43.8%, 是国家三江源自然保护区的重要组成部分^[1]。高寒生态系统是该区最大的陆地生态系统, 其健康状况事关长江水源补给、区域生态安全和畜牧业生产。土壤养分供给是高寒草地植物健康生长的基础, 然而不同高寒草地类型间土壤养分供给能力存在一定的差异, 主要是不同类型高寒草地内植物组分存在差异, 其生长过程中对土壤养分的消耗不同。虽然土壤养分含量能够随着有机质分解而得到补充, 但不同类型高寒草地生境的分异, 决定了不同高寒草地类型间土壤养分的补给能力存异。查清不同类型高寒草地内土壤养分的分异性, 就能够因草地类型而采取合理管理和利用草地资源的策略。

土壤有机质是土壤养分的主要来源, 因此土壤有机质含量预示着土壤养分潜力的变化, 而青藏高原地区对高寒植物生长起重要作用的矿质元素主要是土壤氮和磷, 其中全氮和全磷反映了土壤养分的基础, 而速效氮和速效磷则反映了土壤供给植物养分的真实能力^{[2, 3, 4, 5]}。长江源区高寒草地的类型主要包括沼泽化草甸、典型草甸、草原化草甸和沙生草地, 不同高寒草地植物组分随着土壤养分的变化而协同变化^{[6, 7, 8]}, 因此, 分析长江源区不同类型高寒草地间土壤有机质、土壤氮磷的变化特征, 对制定合理草地管理策略、维系草地持续利用具有重大的实践指导意义。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

研究区位于长江源区腹地, 通天河直门达水文站以上长江干支流的集水区域, 范围介于90° 43'-96° 45' E, 32° 30-35° 35' N。研究区平均海拔超过4 000 m^[4]。该地区地形地貌复杂多样, 生物资源丰富, 属于典型的高原大陆性气候, 气候基本特征表现为日温差大、年温差小、辐照时间长、辐射强度大, 冷暖两季较为漫长。年均气温在-1.7~5.5 ℃, 年均降水量在270~410 mm^[9]。土壤类型以高山草甸土为主^[10]。

1.2 样地设置

2008年8月中旬, 沿青藏公路沿线设置样地, 选择不同的草地类型设置样地时, 每个各样的海拔、坡向、地表情况一致。其中沼泽化草甸、典型草甸、草原化草甸和沙生草地分别设置样地4个、10个、12个和9个, 用GPS测定样地的经纬度和海拔。沼泽化草甸的建群种为藏嵩草(Kobresia tibetica), 由耐寒湿生和湿中生多年地面芽和地下芽植物组成, 以莎草科、禾本科和毛茛科植物为主, 总盖度90%以上。典型草甸建群种为矮嵩草(K. humilis)和线叶嵩草(K. capillifolia)等中生植物, 总盖度50%~70%。草原化草甸群落的优势植物为小嵩草(K. pygmaea), 湿生植物消失, 草原植物出现, 总盖度45%~55%。沙生草地中生草甸植物消失, 主要以耐旱植物为主, 紫花针茅(Stipa purpurea)和青藏苔草(Carex moorcroftii)占据绝对优势, 总盖度低于40%^[11]。

1.3 土壤采集与测定

在每个样地内, 随机设置1 m× 1 m的样方5个。收获地上植被后, 采用内径5 cm 土钻分3层(0-10, 10-20和20-40 cm)取土, 每个样方按“ V” 字型钻取5钻, 每个样地的每个土层共25钻, 然后将同一土层土样混合为一个土样, 形成75个土样, 编号后用透气的布袋带回实验室, 过2 mm土筛, 并仔细剔除细根等杂物后, 进行土壤理化性质测定。其中0-40 cm土层土壤参数依据郭正刚等^[11]采用平均值, 便于和其他地区相关土壤参数进行比较。土壤有机碳用磷酸浴— 重铬酸钾容量法, 全氮和速效氮采用凯氏法和康维皿法, 全磷采用钼锑抗比色法, 速效磷采用碳酸氢钠浸提-钼锑抗比色法, 土壤pH值用酸度计测定^[12]。

1.4 数据分析

用Excel 2013和SAS 9.3软件进行数据的统计分析, 数据用ANOVA方差分析, 差异显著性运用LSD检验法进行多重比较。利用Origin 8.0进行绘图。

2 结果

2.1 土壤有机质变化特征

不同高寒草地类型间土壤有机质含量存在显著差异(P< 0.05)(图1), 0-10、10-20和20-40 cm土层土壤中有机质含量均表现为沼泽化草甸> 典型草甸> 草原化草甸> 沙生草地, 且随土层深度加深, 典型草甸、草原化草甸与沙生草甸的土壤有机质含量均呈现降低的变化态势, 而沼泽化草甸却出现一定的分异, 随土层加深其土壤有机质含量先增加后降低, 在10-20 cm土层土壤中达到最大。

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	图1 不同高寒草地类型土壤有机质含量注:不同小写字母表示相同土层不同草地类型间差异显著(P< 0.05)。下同。Fig.1 The soil organic matter content of different alpine grassland Note: Different lower case letters for the same soil layer indicate significant difference among different alpine grasslands at 0.05 level. The same below.

2.2 土壤全氮和全磷含量变化特征

土壤全氮和全磷含量在不同高寒草地类型间均具有明显的差异(图 2), 具体表现为各土层全氮含量均呈沼泽化草甸> 典型草甸> 草原化草甸> 沙生草地, 且随土壤土层加深, 各高寒草地类型的土壤全氮含量均呈降低的变化趋势。土壤全磷含量在0-10 cm土层表现为沙生草地> 草原化草甸> 典型草甸> 沼泽化草甸, 10-20 cm土层表现为沙生草地> 草原化草甸> 沼泽化草甸> 典型草甸, 20-40 cm土层土壤全磷含量表现为沙生草地> 典型草甸> 沼泽化草甸> 草原化草甸, 但0-40 cm土层总体表现为沙生草地(0.54 g· kg^-1)> 草原化草甸(0.44 g· kg^-1)> 典型草甸(0.42 g· kg^-1)> 沼泽化草甸(0.40 g· kg^-1); 随土壤深度加深, 在沼泽化草甸和草原化草甸中, 土壤全磷含量逐渐降低, 而在典型草甸中土壤全磷含量表现为先降低后增加的变化趋势, 在10-20 cm土层中最少; 在沙生草地中随土壤深度加深土壤全磷含量呈先增加后降低的变化特征, 20-40 cm土层中最少。

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	图2 高寒草甸不同退化演替序列土壤全氮和全磷含量变化Fig. 2 Changes of total N and total P in the different degradation succession stages in the alpine meadow

2.3 土壤速效氮和速效磷含量变化特征

结果表明, 土壤速效氮和速效磷含量在不同高寒草地类型间明显不同(图 3), 0-10、10-20 cm土层和0-40 cm土层中, 土壤速效氮含量表现为草原化草甸> 典型草甸> 沼泽化草甸> 沙生草地, 而在20-40 cm土层土壤中, 速效氮含量却呈现典型草甸> 沼泽化草甸> 草原化草甸> 沙生草地的变化特征, 随土层深度的增加, 除沙生草地土壤速效氮表现为降低态势外, 其余各高寒草甸类型的土壤速效氮均随土层深度的增加呈现先增加后降低的变化趋势。4种草地类型各土层土壤速效磷含量的变化特征具体表现为:0-10 cm土层中, 沙生草地> 草原化草甸> 典型草甸> 沼泽化草甸; 10-20 cm土层中典型草甸> 草原化草甸> 沼泽化草甸> 沙生草地; 20-40 cm中, 沙生草地> 典型草甸> 沼泽化草甸> 草原化草甸; 0-40 cm土层总体上表现为, 沙生草地(7.8 mg· kg^-1)> 典型草甸(7.4 mg· kg^-1)> 草原化草甸(7.1 mg· kg^-1)> 沼泽化草甸最低(6.0 mg· kg^-1)。

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	图3 土壤速效氮和速效磷含量的变化Fig.3 Changes of soil available nutrient content matter content in the different degradation succession stages in the alpine meadow

土壤pH值是控制土壤养分循环的重要因子, 4种草地类型各土层土壤pH值(图4)为:0-10 cm, 沼泽化草甸> 草原化草甸> 典型草甸> 沙生草地; 10-20 cm, 典型草甸> 沼泽化草甸> 草原化草甸> 沙生草地; 20-40 cm, 典型草甸> 草原化草甸> 沼泽化草甸> 沙生草地。0-40 cm, 典型草甸(8.03)> 草原化草甸(7.92)> 沼泽化草甸(7.91)> 沙生草地(7.41)。

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	图4 高寒草甸不同退化演替序列土壤pH值的变化Fig.4 Changes of soil pH value in the different degradation succession stages in the alpine meadow

2.4 相关性

4种草地类型土壤有机质和全氮(r=0.978)、全磷(r=0.813)、速效氮(r=0.732)以及速效磷(r=0.738)含量均呈显著正相关(表1), 土壤速效氮与全氮(r=0.713)、土壤速效磷与全磷(r=0.987)之间亦呈显著正相关关系, 这说明有机质是决定草地土壤养分的关键因子, 土壤速效养分含量受土壤全量养分的调控。

表1 土壤养分之间的相关关系 Table 1 Correlation relationship between the soil nutrient content

3 讨论

土壤有机质不仅是土壤主要的养分指标, 也是形成土壤结构的重要因素, 能够直接影响土壤肥力、持水力以及抗侵蚀的能力^[13], 其主要来源于植物残体的凋落分解, 不同草地类型会导致土壤有机质含量的不同^[14]。研究结果表明, 土壤有机质含量呈沼泽化草甸> 典型草甸> 草原化草甸> 沙生草地的变化特征, 主要原因是不同高寒草地类型生产力不同, 植物残体有差异, 有机质输入出现一定的分异, 此外不同高寒草地类型分解有机质的速率也不同。王根绪等^[3] 研究发现长江源区4种草地类型植物生物量差异显著, 植物归还量依次是沼泽化草甸> 典型草甸> 草原化草甸> 沙生草地。另外, 在沼泽化草甸中, 多年冻土层保存完好, 它的存在能有效阻止土壤水分和地表水的下渗, 致使植被根系层土壤的水分含量较高, 增加了土壤的保水保肥能力, 加之沼泽化草甸土壤温度较替他演替阶段低, 微生物活动受限, 有机质分解受到抑制, 有机质在该类型草地中大量聚集。然而在高寒草地类型从典型草甸到草原化草甸再到沙生草地的变化过程中, 冻土活动层逐渐加深, 多年冻土上限逐渐下降, 使得植被根系层土壤的水分含量依次下降, 土壤保水保肥能力逐渐降低^[15]。同时, 随草地类型的变化(典型草甸→ 草原化草甸→ 沙生草地), 土壤温度逐渐升高, 微生物活性增加, 分解有机质的速率增加, 使土壤有机质含量不断下降^[16]。因此, 在高寒草地类型变化过程中, 土壤有机质含量表现为沼泽化草甸> 典型草甸> 草原化草甸> 沙生草地的特征。研究发现, 典型草甸、草原化草甸和沙生草地土壤有机质的含量有着明显的垂直分布规律:各土壤层有机质含量随土壤深度增加呈显著降低趋势。而沼泽化草甸土壤有机质含量的最大值却出现中层(10-20 cm), 该结果和王彦龙等^[17]的研究结果相似, 沼泽化草甸是大气CH₄的重要来源, 在水淹等缺氧环境下, 土壤上层储存的有机碳会在微生物的作用下发酵产生CH₄并释放到大气中, 造成有机碳损失^[18]。

土壤氮素主要以有机氮的形式存在于表层土壤中, 土壤有机碳含量能够显著影响土壤氮素矿化潜力^[19], 当可利用性碳源相对充足时, 氮的固定潜能高, 净氮矿化降低, 增加全氮含量; 相反, 当可利用性碳相对缺乏时, 氮的固定潜能低, 净氮矿化升高, 加速全氮分解^[20], 受土壤有机质含量的驱动, 土壤全氮含量的变化趋同于土壤有机碳含量的变化, 而土壤有机碳来源于土壤有机质, 且研究发现有机质是决定草地土壤养分的关键因子, 因此4种草地类型间土壤全氮含量的变化特征与有机质含量变化特征相一致。

土壤中的磷多是来自母岩矿物^[19], 而研究区土壤母岩矿物基本相同。因此各高寒草地类型土壤全磷含量与草地生产力密切相关。沼泽化草甸的生物量最高, 沙生草地生物量最低, 而典型草甸和草原化草甸生产力介于二者之间, 因此沼泽化草甸对磷素的需求较其草地类型高, 所以不同高寒草甸类型间土壤全磷含量变化趋势表现为沙生草地> 草原化草甸> 典型草甸> 沼泽化草甸。然而不同高寒草地类型土壤全磷含量垂直分布不明显, 各土层全磷在含量差异不明显, 说明草地类型对多年冻土区草地土壤全磷的影响相对较小。

土壤中的速效养分能够直接被植物利用, 对植物的生长具有迅速而直接的影响, 是高寒草地植物生长过程的主要限制因子^{[20, 21]}。土壤中的速效氮含量主要土壤氮矿化速率的影响。高寒草甸类型从沼泽化草甸→ 典型草甸→ 草原化草甸→ 沙生草地转变的过程中, 草甸下面冻土和地表给水逐渐减少, 土壤表层水含量逐渐下降, 土壤蒸散量逐渐减少, 从而使由于蒸散损失的热量减少, 土壤温度逐渐升高。而土壤温度的升高促进了土壤微生物的活动, 加速了土壤氮素的矿化作用。因此较低的土壤温度使沼泽化草甸土壤速效氮含量低的主要原因。然而由于沙生草地的植被覆盖度较低, 土壤中植物根系减少, 土粒松散, 土壤氮素大量流失^{[20, 21]}, 因此, 典型草甸和草原化草甸土壤速效氮含量显著高于沼泽化草甸, 而沙生草地速效氮含量显著低于其他类型草地。和沙生草地不同, 沼泽化草甸、典型草甸和草原化草甸土壤速效氮含量的最大值出现在土壤中层(10-20 cm), 主要原因是一方面这3类草地的植物主要是浅根系植物^[10], 在其生长过程中对上层土壤(0-10 cm)氮素的吸收能力较强, 另一方面高寒草地生态系统土壤速效氮组分主要以氨态氮为主, 由于土壤上层易受外界环境的影响, 氨的挥发损失最严重, 使其中相当数量的氮素被大大地浪费掉^[22]。

土壤速效磷在沙生草地最高, 典型草甸和草原化草甸次之, 沼泽化草甸最低, 这与植物生物量从沼泽化草甸、典型草甸和草原化草甸, 到沙生草地依次降低有关, 因为植物种类的减少降低了对土壤磷素的摄取。土壤速效磷含量受土壤全磷含量的约束, 因此, 不同高寒草地土壤速效磷含量和土壤全磷的变化特征趋同。

4 结论

长江源区不同高寒草地类型的土壤有机质和氮磷含量均存在明显差异, 其中土壤有机质和全氮含量表现为沼泽化草甸> 典型草甸> 草原化草甸> 沙生草地, 速效氮含量却表现为草原化草甸> 典型草甸> 沼泽化草甸> 沙生草地, 但土壤磷含量在不同高寒草地类型间差异不明显。因此高寒草地管理时应该充分考虑有机质输入量和氮素的有效性, 而磷元素的作用不是非常明显。

The authors have declared that no competing interests exist.

参考文献

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The Headstreams of the Three Rivers,the Yellow River,Changjiang River and Lan-cangjiang River,are of great ecological significance to Qinghai-Tibet Plateau.They range from31°39'N to36°16'N and89°24'E to102°23'E with elevation s of the headstream regions varying from3450m to6621m.In Qinghai province the headstreams cover an area of0.318million km 2 ,accounting for50.3%of the province total.The largest marshland of China is located here,and these regions are regarded as"China's water tower".There inhabit large quantities of rare wild animals,such as yaks,Tibetan wild donkeys,Tibetan antelopes,and dark-necked cranes etc.On the whole,some 271kinds of wild animals and about 1000species of plants are identi-fied in the headstream regions.In recent two decades,due to global climate change and human activities,the ecosystems of these regions are degrading.The acreage of water and soil erosion reaches34462km 2 ;the areas suffering from rat-caused damages accumulated to6.58million ha,accounting for11%of the whole region;and the desertified area increases to2.53million ha.Some of the glaciers here are shrinking,and the shrinking rate of the glaciers where the Dangqu river originates reach es be-tween8.25m/a and9.9m/a.The lakes here are diminishing with quick water level descending,and the descending level in Zhaling Lake and Eling Lake are over2m.The critical problems urge the authors to seek approaches of ecological alleviation in the three rivers' headstream regions.Thus,the following countermeasures are put forward:to work out scientific plan as quickly as possible to establish natural reserves in the headstream regions;to properly settle the immigrants from responsive regions;to establish scientific research bases for developing and spreading new-high applicable technologies to speed up the environmental re-construction;to lead to restoration of grassland eco-system by eliminating rat-caused damages;and to set up ecological compensative mechanism among areas of upper,middle and lower reaches of a watershed to promote environmental reconstruction.The ultimate intention of this paper is to contribute to ensure the social development towards an ecological sustainability in the three drainage basins.

Institute of Geographic Sciences and Natural Resources Research,CAS,Beijing100101,China

长江、黄河、澜沧江河源地区地处青藏高原腹地,是我国江河中、下游和周边地区生态环境安全和区域可持续发展的生态屏障。近年来,由于自然因素与不合理的人类活动影响,“三江源”地区生态环境不断恶化,不仅严重影响和制约了当地各民族生存与发展,而且还危及中下游地区的经济与社会的可持续发展。论文分析了三江源地区所处的生态环境地位,揭示了该区生态环境存在的问题与症结,提出了三江源地区生态环境保护与建设的对策建议:①三江源自然保护区的建设必须重视科学研究,制定高水平的科学规划;②必须采取有力措施妥善安置核心区的移民;③建立科学研究基地,依靠科技创新和高新适用技术的引进和推广应用,促进当地社会经济的发展和生态环境建设;④加强生态环境建设,走可持续发展的道路;⑤加强鼠害治理,促进草场生态系统的恢复;⑥建立上、中、下游利益补偿机制,促进江河源区生态环境事业的良性发展。

... 8%,是国家三江源自然保护区的重要组成部分^[1] ...

1997

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... 土壤有机质是土壤养分的主要来源,因此土壤有机质含量预示着土壤养分潜力的变化,而青藏高原地区对高寒植物生长起重要作用的矿质元素主要是土壤氮和磷,其中全氮和全磷反映了土壤养分的基础,而速效氮和速效磷则反映了土壤供给植物养分的真实能力^[2,3,4,5] ...

2001

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... 王根绪等^[3] 研究发现长江源区4种草地类型植物生物量差异显著,植物归还量依次是沼泽化草甸#cod#x0003E ...

2004

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杨建平, 丁永建, 陈仁升, 沈永平. 长江黄河源区多年冻土变化及其生态环境效应[J]. 山地学报, 2004, 22(3): 278-285.

应用江河源区五站1980-1998年0 cm、5 cm、10 cm、15 cm、20 cm、40cm浅层地温资料、钻孔深层地温资料以及勘探资料,详细分析了两大源区的冻土变化,结果表明:近20年来,受气候变暖影响,江河源区多年冻土总体上保存条件不利,区域上呈退化趋势.岛状多年冻土和季节冻土区年均地温升高约0.3～0.7℃,大片连续多年冻土区升幅较小,为0.1～0.4℃.多年冻土上限以2～10 cm/a的速度加深.在黄河源多年冻土的边缘地带,垂向上形成不衔接冻土和融化夹层,多年冻土分布下界上升50～70 m.冻土退化已对江河源寒区经济和生态环境产生了一系列重要影响.但是,冻土退缩及其对环境的影响还存在很大的不确定性.

... 研究区平均海拔超过4 000 m^[4] ...

2004

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郭正刚, 王根绪, 沈禹颖, 程国栋. 青藏高原北部多年冻土区草地植物多样性[J]. 生态学报, 2004, 24(1): 149-155.

The Qinghai-Tibetan Plateau is a key genetic resource region for plant flora and river resources in China, and has the largest and most species-rich alpine grassland ecosystem. Grassland plays a very important role in animal production, biodiversity and water conservation. Changes to grassland communities resulting from degradation of frozen soil and highway construction affect the processes of ecology. To gain insight into the contribution of biodiversity to the stability of this grassland ecosystem, there...

研究了青藏高原北部多年冻土区草地群落植物多样性的特征。研究表明 :草地群落间丰富度指数差异不显著 ,均匀度指数和多样性指数差异显著 (P<0 .0 5 )。均匀度指数表现为高山嵩草 (Kobresia pygmaea)草甸 <紫花针茅 (Stipa purpurea)草原 <矮嵩草 (K.humilis)草甸 <青藏苔草 (Carex moorcroftii)草甸 ,多样性指数表现为高山嵩草草甸 <矮嵩草草甸 <紫花针茅草原<青藏苔草草甸。修路时破坏的矮嵩草草甸在次生恢复过程中 ,离公路 10 0 m处群落的丰富度指数 ,均匀度指数和多样性指数大于原生群落 ,而原生群落的多样性又大于 30 m和 5 0 m处群落的多样性。地上草地群落植物多样性伴随地下冻土退化过程表现为 ,以 1m2样方统计时 ,各个演替群落间的丰富度指数差异不显著 ,而以 10 0 m2样条统计时 ,高寒草甸和草原化草甸的丰富度指数显著大于沼泽草甸和稀疏草原 (P<0 .0 5 ) ,但均匀度和多样性指数在两种统计面积时均表现为先增加后下降的变化趋势。

1999

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张庆费, 宋水昌, 由文辉. 浙江天童植物群落次生演替与土壤肥力的关系[J]. 生态学报, 1999, 19(2): 174-178.

... 长江源区高寒草地的类型主要包括沼泽化草甸、典型草甸、草原化草甸和沙生草地,不同高寒草地植物组分随着土壤养分的变化而协同变化^[6,7,8],因此,分析长江源区不同类型高寒草地间土壤有机质、土壤氮磷的变化特征,对制定合理草地管理策略、维系草地持续利用具有重大的实践指导意义 ...

2012

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王长庭, 王根绪, 刘伟, 王启兰, 向泽宇. 植被根系及其土壤理化特征在高寒小嵩草草甸退化演替过程中的变化[J]. 生态环境学报, 2012, 21(3): 409-416.

以野外样地调查和室内分析法研究了不同退化演替阶段高寒小嵩草草甸的植被根系空间变化和土壤环境因子间的关系.结果表明,不同退化演替阶段高寒小嵩草草甸群落植被根系和蕴育植被根系的土壤量发生了明显的变化.特别是 0～10 cm土层的植被根系在重度退化阶段显著高于其它退化演替阶段(P＜0.05),而蕴育植被根系的“载体”量在重度退化阶段显著低于其它退化演替阶段 (P＜0.05),根土比(根和土的重量比)明显高于其它退化演替阶段(P＜0.05)；随着退化演替阶段的进行,高寒小嵩草草甸群落物种数、地上部分、植被根系锐减,群落结构和功能明显发生变化；不同退化演替阶段,植被根系(0～40 cm)的垂直分布、根土比与土壤容重、土壤含水量以及土壤中N、P含量存在一定的相关性；不同退化演替阶段高寒小嵩草草甸土壤理化特性的变化影响草地群落地上部分和植被根系；土壤的稳定性是草地生产稳定和恢复的重要因素,在评价与改良退化草地时,要充分了解土壤的退化程度.在高寒草甸地下根系取样方法难以统一,而且土壤表层根系和土壤很难难以分离,加之根系采样破坏性大、工作量大,根土比可能是指示高寒草甸退化程度相对可靠的量化指标.

2004

0.0

贺金生, 王政权, 方精云. 全球变化下的地下生态学: 问题与展望[J]. 科学通报, 2004, 49(13): 1226-1233.

生态学100多年的探索和发展主要集中在地上部分.然而,当今的生态学家已经越来越强烈地认识到,鲜为人知的地下部分已成为生态系统结构、功能与过程研究中最不确定的因素,因而严重制约着生态系统与全球变化研究的理论拓展.自1990年代后期以来,伴随着全球生态学研究的深入,一个新兴的生态学领域——地下生态学 (belowgroundecology)开始形成,并得到了快速发展.地下生态学从不同学科层次探索地下部分的结构、功能、过程以及与地上部分的关系, 并特别关注其对全球变化的响应.它的研究对象包括植物根系、地下动物和土壤微生物.分析了生态系统地上和地下部分的关联、根系生态、根系生物地理,以及地下生物多样性等方面的主要研究进展和亟待解决的问题,着重评述地下过程对全球变化响应的若干理论问题,指出地下生态学将是21世纪生态学的重要发展方向.

2003

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燕华云, 贾绍凤. 近50a来青海水文要素变化特征分析[J]. 冰川冻土, 2003, 25(2): 193-197.

By use of gauged data series of representative stations, the evolution characteristics of precipitation, runoff and evaporation of Qinghai Province in past 50 years are analyzed and following conclusions are reached: 1) Precipitation in the area to the north of Kunlun Mountain, Bayan Har Mountain and Daban Mountain obtained presents an increased trend, precipitation on the west of A’Nyêmaqên Mountains and Riyue Mountain with Qiadam Basin have the greatest increase, and the result show the changes of precipitation have not the clear trend in other regions except Huanghe Basin which experienced a minute trend of decrease in precipitation; 2) Runoff in the south of Qiadam Basin present a trend of increase, runoff in Qinghai Lake Basin and Huanghe Basin except one of its branch Datong River present a trend of decrease, and no clear trend in other area; 3) Water surface evaporation, besides one station (Qiaotou Station) in Huanghe Basin, almost all increased everywhere in past 50 years; 4) Because of the lack of gauge stations in mountain areas and the violent spatial variance of water balance factors, we should set more gauge stations in mountain areas to get more detail information and make the change characteristic of water balance factors more clear.

对青海省境内降水、径流、水面蒸发站观测资料的分析,结果显示年降水量在昆仑山、巴颜喀拉山、达板山以北,阿尼玛卿山、日月山以西的地区呈增加的趋势,且以柴达木盆地增幅较大,以东的黄河流域降水略有减少;以南的长江流域变化趋势不明显.年径流量在柴达木盆地南部、昆仑山北麓呈较明显增加的趋势,盆地北部诸河、长江流域、大通河变化趋势不明显,其它地区包括青海湖、黄河及其支流(不含大通河)呈减少的趋势.水面蒸发量除个别站点外,呈明显下降的态势,而且减幅较大,下降的幅度西部地区大于东部地区.与此对应是全省的干旱指数明显变小,湿润程度有所增加.

... 5 ℃,年均降水量在270~410 mm^[9] ...

2012

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王学霞, 董世魁, 李媛媛, 李小艳, 温璐, 吴娱. 三江源区草地退化与人工恢复对土壤理化性状的影响[J]. 水土保持学报, 2012, 26(4): 114-122.

以三江源区不同退化程度的天然草地及不同恢复年限的人工草地为研究对象,系统分析土壤理化性质随取样深度的动态变化。结果表明:(1)人工草地土壤含水量及全氮、全钾、全磷、速效钾、速效磷的含量随恢复年限均表现出先减小后增大的"V"形变化趋势;(2)随着退化程度增加,退化草地土壤中含水量逐渐降低,全氮、全钾、有机质、速效钾含量未表现出逐渐降低趋势,而草地的裸斑面积、土壤及养分的流失量逐渐增加;(3)人工草地及退化草地土壤中全氮、速效钾、有机质含量均随着取样深度增加而逐渐降低,草地恢复年限和退化程度基本不影响养分在土壤中的空间分布;(4)人工草地建设使退化草地有机质、全氮、全钾的含量增加,尤其有利于0-4cm 的土壤养分增加。因而,人工草地建设可以作为三江源区退化草地土壤恢复的措施之一。

... 土壤类型以高山草甸土为主^[10] ...

... 和沙生草地不同,沼泽化草甸、典型草甸和草原化草甸土壤速效氮含量的最大值出现在土壤中层(10-20 cm),主要原因是一方面这3类草地的植物主要是浅根系植物^[10],在其生长过程中对上层土壤(0-10 cm)氮素的吸收能力较强,另一方面高寒草地生态系统土壤速效氮组分主要以氨态氮为主,由于土壤上层易受外界环境的影响,氨的挥发损失最严重,使其中相当数量的氮素被大大地浪费掉^[22] ...

2007

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郭正刚, 牛富俊, 湛虎, 吴青柏. 青藏高原北部多年冻土退化过程中生态系统的变化特征[J]. 生态学报, 2007, 27(8): 3294-3301.

Effect of permafrost degradation on grassland ecosystem has aroused interests in the scientists due to influence the processes of ecology in the permafrost regions of Qinghai-Tibetan Plateau. To gain insight into the contribution of permafrost degradation to the stability of grassland ecosystem, there is an urgent need to study the properties of grassland ecosystem in the succession stages due to degradation of frozen soil. A survey of plant vegetation was undertaken during 2003 and 2004 along the Qinghai-Tibetan Highway from Kunlunshan (94°04′ 46 ″E, 35 38′ 51″ N) to the southern Tanggulashan Pass (33°07.120′E,91°52.670′N), to study the properties of grassland ecosystem in the successional stages from marsh meadow, alpine meadow and steppe meadow to desert steppe due to permafrost degradation. Fifty-five spots were selected in the successional community series. Each plots were arranged with three replicates. In each subplot, all plant species present were counted, and coverage, height (50 plants) and frequency were recorded. Biomass was measured by harvesting and drying. The species diversity of the plant communities was calculated using the Shannon-Wiener (diversity) index ( H ), the Pielou (evenness ) index ( J ), and richness index (species number) ( S ). Three soil samplings at 0-20 cm layer were collected to analysis the soil organic matter content. Soil water and temperate were measured. Accompanying by permafrost degradation, plant species in communities transferred from wet plants in marsh meadow to drought plants in desert steppe, and height and coverage of plant communities decreased, and the richness species index ( S ) was not significantly different among the successional communities series, whereas evenness index ( J ) and diversity index ( H ) were significantly different ( P

多年冻土的发育是青藏高原冻土区生态系统稳定的基础，而多年冻土退化效应是目前青藏高原研究的热点。研究了青藏高原北部多年冻土退化过程中生态系统的变化特征。结果表明：在多年冻土退化的过程中，土壤温度逐渐升高，土壤含水量下降，有机质含量降低，植被类型表现为从沼泽化草甸演替为典型草甸，草原化草甸，最终成为沙化草地，群落植物组成从湿生或中湿生逐渐向中生、中旱生乃至旱生转变，草层高度变矮，植被盖度下降，α和β多样性均表现为先增加后减小，在草原化草甸阶段达到最大；草地植物生物量和载畜能力总体表现为降低趋势，但在典型草甸和草原化草甸之间差异不显著。植被经济类群的变化趋势表现为优良的莎草科和禾本科牧草比例下降，而毒杂草比例显著增加，牧草品质下降，饲用价值降低。

... 沙生草地中生草甸植物消失,主要以耐旱植物为主,紫花针茅(Stipa purpurea)和青藏苔草(Carex moorcroftii)占据绝对优势,总盖度低于40%^[11] ...

... 其中0-40 cm土层土壤参数依据郭正刚等^[11]采用平均值,便于和其他地区相关土壤参数进行比较 ...

2001

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... 重铬酸钾容量法,全氮和速效氮采用凯氏法和康维皿法,全磷采用钼锑抗比色法,速效磷采用碳酸氢钠浸提-钼锑抗比色法,土壤pH值用酸度计测定^[12] ...

2010

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王向涛, 张世虎, 陈懂懂, 谈嫣蓉, 孙大帅, 杜国祯. 不同放牧强度下高寒草甸植被特征和土壤养分变化研究[J]. 草地学报, 2010, 18(4): 510-516.

Grazing is significant factor impacting the ecological processes of grassland ecosystems.This study was conducted to investigate the effects of natural grazing intensity on plant community and soil nutrients in alpine meadow.Using comparative experiments,research was initiated under different grazing intensities to provide a theoretical basis for defining the reasonable stocking rate of alpine meadow.Our results showed that: Both above-ground biomass and species richness of plant community were the highest in fencing than that in light and moderate grazing,and the least in heavy grazing treatment;Shannon-Wiener diversity index was not significantly different among fencing,light and moderate grazing;the above-ground biomass and cover of palatable herbages(grasses and sedges) was reduced with grazing intensity increasing,while the forbs in heavy grazing treatment had higher above-ground biomass than that in fencing,light and moderate grazing;over three growing stages,soil moisture decreased with grazing intensity enhancing in May,but increased in July and September;the soil bulk density in moderate grazing was significantly lower than that in other three grazing treatment( P <0.05);the pH value was the highest(pH 7.31) in heavy grazing and was not significantly different among fencing,light and moderate grazing treatment;soil organic carbon was reduced with increasing grazing intensity in plant growing stages;soil total nitrogen was not significant different among light,moderate and heavy grazing treatment.However,soil ammonium-N and nitrate-N increased along the increasing of grazing intensities over the whole plant growing stages;soil available phosphorus shared the same trend as total phosphorus that they had the highest value under moderate grazing.Our result suggested that the moderate grazing was effective way to protect biodiversity and improve grassland productivity,while fencing is beneficial for recovering of the degraded alpine meadow.

放牧作为最主要的生物干扰因子之一,影响着草地生态系统植被和土壤的生态进程。在自然放牧条件下,通过不同放牧强度的比较试验,对高寒草甸土壤营养成分及地上群落特征进行分析,为制定合理的放牧强度提供理论依据。结果表明:随着放牧强度加大,地上总生物量、物种丰富度在封育样地最高,在重牧样地最低,而封育、轻牧、中牧样地香浓-威纳多样性指数并没有显著的差异;禾草和莎草的地上生物量和总盖度在中牧条件下最高。与轻牧、中牧和封育样地相比,重牧样地的杂草有较高的地上生物量和总盖度;5月份土壤含水量随放牧强度增加而减少,7月份、9月份则相反;封育、轻牧、重牧样地的土壤容重显著低于中牧样地( P P <0.05);土壤的全氮含量在各放牧样地里并没有显著变化,而土壤氨态氮、硝态氮则在植物整个生长季节随着放牧强度的加大而增加;在整个生长季节里全磷含量最大值都出现在中牧样地里,速效磷含量表现出了和全磷一致的结果。因此,适度放牧是保护生物多样性,维持土壤养分以及提高草地生产力的有效途径;当高寒草甸由于退化导致生物量锐减,生物多样性丧失等严重后果时,围栏可以作为有效的恢复手段。

... 3 讨论土壤有机质不仅是土壤主要的养分指标, 也是形成土壤结构的重要因素,能够直接影响土壤肥力、持水力以及抗侵蚀的能力^[13],其主要来源于植物残体的凋落分解,不同草地类型会导致土壤有机质含量的不同^[14] ...

2012

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顾振宽, 杜国祯, 朱炜歆, 索南吉, 张世虎. 青藏高原东部不同草地类型土壤养分的分布规律[J]. 草业科学, 2012, 29(4): 123-131.

The vertical distributions of carbon, nitrogen and phosphorous in the soil profiles in 7 grassland types in the eastern Tibetan Plateau were investigated. These grassland types were: alpine meadow, alpine shrub meadow, subalpine meadow, swamp meadow, desertified steppe, interforest grassland and salinealkaline meadow. Our results showed that soil organic carbon decreased with soil depth in the 7 different grassland types, and that the cumulative amount of soil organic carbon at 0-15 cm depth in the 7 types was decreased in the following order: interforest grassland>alpine shrub meadow>alpine meadow>swamp meadow>salinealkaline meadow>subalpine meadow>desertified steppe (P interforest grassland>alpine shrub meadow>testalpine meadow>swamp meadow>salinealkaline meadow>desertified steppe>subalpine meadow (P swamp meadow>alpine meadow>salinealkaline meadow>subalpine meadow>desertified steppe>interforest grassland (P

调查分析了青藏高原东部高寒草甸、高寒灌丛草甸、亚高寒草甸、沼泽化草甸、荒漠化草原、林间草地、盐渍化沼泽土壤碳氮磷含量垂直分布特征。结果表明，7种草地类型中，土壤有机碳含量大体随着土层的深入而降低，0~15 cm土层土壤有机碳的累积量从高到低依次为林间草地>高寒灌丛草甸>高寒草甸>沼泽化草甸>盐渍化沼泽>亚高寒草甸>荒漠化草甸(P 林间草地>高寒灌丛草甸>高寒草甸>盐渍化沼泽>荒漠化草原>亚高寒草甸(P 沼泽化草甸>高寒草甸>盐渍化沼泽>亚高寒草甸>荒漠化草原>林间草地(P

2000

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王根绪, 沈永平, 程国栋. 黄河源区生态环境变化与成因分析[J]. 冰川冻土, 2000, 22(3): 200-205.

以７０年代、８０年代和９０年代３个时期的卫星影像资料为基础，结合野外调查，对７０年代以来黄河源区生态环境演变过程及趋势进行了对比分析，并依据相同时期的气候变化、人为活动强度分析，对该区域生态环境变化的产生原因进行了探讨．研究结果表明，与７０年代相比，８０年代和９０年代以高寒沼泽草甸、高寒草甸和高山草原化草甸为代表的主要生态体系均呈现明显退化，尤其是９０年代中期以来，高寒草原与高寒草甸植被退化剧烈，荒漠化发展迅速，其主要原因在于区域气候干暖化及其引起的多年冻土退化

... 然而在高寒草地类型从典型草甸到草原化草甸再到沙生草地的变化过程中,冻土活动层逐渐加深,多年冻土上限逐渐下降,使得植被根系层土壤的水分含量依次下降,土壤保水保肥能力逐渐降低^[15] ...

1997

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王绍令, 赵秀锋. 青藏公路南段岛状冻土区内冻土环境变化[J]. 冰川冻土, 1997, 19(3): 231-239.

Comparing the ground temperature and other investigation data in the 1990’s with those in the 1970’s, it is found that the permafrost degradation and the eco-environmental change is significant in the patchy permafrost zone in the south section of the Qinghai-Tibet Highway The southern limit of permafrost moved northwards about 12 km The area of patchy permafrost decreased 7% The area of swamp land decreased about one third The swamp meadow gradually changes into grassy meadow, and the aquatic plants in lakes and low wet lands were replaced by moderate hygrophilous plants Along with serious degradation of grassland, some lands were desertificated and movable sand dune formed The eco-environment becomes worse gradually

将90年代的勘探、钻孔测温和地面综合调查等实测资料与70年代对比,发现青藏公路南段岛状多年冻土区内的冻土退化和生态环境变化相当明显。表现为岛状多年冻土南界北移12km,多年冻土岛总面积减少7%.沼泽化湿地面积缩小约三分之一,沼泽化草甸向草原化草甸逐步转化,湖塘和洼地中的水生植物群落向湿、中生植物群落演替。草场退化严重,少数地段土地沙化,形成活动性砂丘,目前区内的生态环境正向劣势方面发展。

... 沙生草地),土壤温度逐渐升高,微生物活性增加,分解有机质的速率增加,使土壤有机质含量不断下降^[16] ...

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王彦龙, 马玉寿, 施建军, 董全民, 吴海艳, 盛利, 杨时海, 李世雄. 黄河源区高寒草甸不同植被生物量及土壤养分状况研究[J]. 草地学报, 2011(1): 1-6.

The purpose of this research was to provide the theoretical basis for grassland management and restoration for degraded land in Yellow River Source.The plant species diversity,biomass and soil nutrition were studied among alpine meadow communities( Kobresia pygmaea meadow alpine meadow, K.tibetica swamp alpine meadow and Salix oritrepha shrub alpine meadow) in Maqin connty,Qinghai province of China.Results show that Shannon-wienner index,abundance index,evenness index and Simpson index are all presented with the same patterns in three communities.They are ranked as Salix oritrepha shrub meadow> Kobresia pygmaea meadow> K.tibetica swamp meadow.There is significant difference in biomass between three communities.Total biomass of above-ground and under-ground in these treatments are ranked as K.tibetica swamp meadow> Salix oritrepha shrub meadow> K.pygmaea meadow( P K.tibetica swamp meadow are significantly higher than the other two alpine meadows.Soil nutrition content is decreased,and pH valve increased with soil depth increasing for K.pygmaea meadow and Salix oritrepha shrub meadow,while K.tibetica swamp meadow shows an opposite trend.

为了给黄河源区原生草地植被的科学管理及退化草地的治理提供理论依据,对青海省玛沁县藏嵩草( Kobresia tibetica )沼泽化草甸,山生柳( Salix oritrepha )灌丛草甸及小嵩草( Kobresia pygmaea )草甸物种多样性、生物量及土壤养分状况进行比较研究。结果表明:不同植被类型植物群落多样性指数、物种丰富度指数、均匀度指数、生态优势度指数均为山生柳灌丛草甸>小嵩草草甸>藏嵩草沼泽化草甸。各群落生物量差异明显,地上、地下总生物量均为藏嵩草沼泽化草甸>山生柳灌丛草甸>小嵩草草甸( P <0.05)。藏嵩草沼泽化草甸土壤养分含量最高。小嵩草草甸和山生柳灌丛草甸各土壤层养分含量随土壤深度的增加呈下降趋势,pH值呈上升趋势,而藏嵩草沼泽化草甸却表现出相反的趋势,即随土壤深度的增加各层养分含量呈上升趋势,pH值呈下降趋势。

... 而沼泽化草甸土壤有机质含量的最大值却出现中层(10-20 cm),该结果和王彦龙等^[17]的研究结果相似,沼泽化草甸是大气CH₄的重要来源,在水淹等缺氧环境下,土壤上层储存的有机碳会在微生物的作用下发酵产生CH₄并释放到大气中,造成有机碳损失^[18] ...

2013

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赵拥华, 赵林, 岳广阳, 刘广岳, 杜二计. 青藏高原多年冻土区沼泽草甸土壤CH₄氧化速率研究[J]. 冰川冻土, 2013, 35(5): 1126-1132.

On the Tibetan Plateau, global warming causes more permafrost thawing out. How permafrost degradation impacts on methane emission from wetlands in permafrost regions and thus regulates the feedback effects of wetlands to global warming are mostly unknown. This study was designed to examine soil methane oxidation rate in swamp meadows of permafrost regions on the Tibetan Plateau under various temperature scenarios using an anaerobic incubation technique. The results show that there is significant exponential correlation between methane oxidation rate and incubation temperature. The methane oxidation rate under -5, 0, 5, 10 and 18 ℃ are 1.3, 26.5, 390.5, 1 644.7 and 4 926.4 times of that at -10 ℃. At 0, 5, 10 and 18 ℃, the distribution of methane production rates from various soil layers takes a "U" shape;it is higher at the depths of 0-20 and 20-80 cm, while the lowest methane oxidation rate presents at the depth between 20 and 80 cm. However, no obvious traits are observed at incubation temperatures of -10 and -5 ℃. The methane oxidation rates are significantly correlated with incubation time at temperatures of 0, 5, 10 and 18 ℃ ( n =6, R 2 =0.91; n =6, R 2 =0.8; n =6, R 2 =0.88; n =6, R 2 =0.81), but the ranges of the average methane oxidation rates at different depths at all incubation temperatures during the entire 72 hours have obvious difference. The ranges of 0, 5, 10 and 18 ℃ are 0.019-0.097, 0.61-1.06, 4.01-9.78 and 7.4-13.25 ng·g -1 ·h -1 , and the variation rates are 510%, 173%, 244% and 179%. In this study, the methane oxidation rate is not significantly correlated with soil organic carbon contents, but those from different soil layers are significantly correlated with soil pH-value at 0, 5, 10 and 18 ℃. At the same time, the results show that the methane oxidation rates are significantly correlated with grain distribution of soils.

Cryosphere Research Station on the Qinghai-Tibet Plateau, State Key Laboratory of Cryospheric Sciences, Cold and Arid Regions Environmental and Engineering Research Institute, Chinese Academy of Sciences, Lanzhou Gansu 730000, China

CH 4 氧化是影响CH 4 排放通量的主要过程之一, 对CH 4 源汇效应起着重要作用.用实验室培养法对青藏高原多年冻土区沼泽草甸土壤在-10、-5、0、5、10和18 ℃等6个温度条件下1~72 h内CH 4 氧化速率进行研究. 结果表明: 正温条件下, 各层土壤CH 4 氧化速率呈现"U"型分布特征, 0~20 cm高、20~80 cm低、80~100 cm高;负温条件下, 各土层CH 4 氧化速率相对较低且无明显差异. -5、0、5、10和18 ℃时的CH 4 氧化速率分别是-10 ℃时的1.3、26.5、390.5、1 644.7和4 926.4倍, CH 4 氧化速率与温度之间呈现显著的指数关系. 正温条件下, 各深度平均的CH 4 氧化速率与时间呈现极显著的线性正相关关系;但CH 4 氧化速率变化范围存在着差异, 在0、5、10和18 ℃条件下, 各土层平均CH 4 氧化速率变异率为510%、173%、244%和179%, 0 ℃条件下的CH 4 氧化速率变异性最大. 在正温条件下, CH 4 氧化速率与土壤pH值存在负相关关系;冻土冻结时, CH 4 氧化速率与土壤pH值没有明显的相关性.

1999

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曹广民, 张金霞, 鲍新奎, 周党卫. 高寒草甸生态系统磷素循环[J]. 生态学报, 1999, 19(4): 514-518.

This study was carried out at Haibei Research Station of Alpine Meadow Ecoystem and the experiment plot was set on winter spring pasture.Using a compartment model.we divided the ecosystem into four compartments,they are atmosphere,soil,vegetation and grazing animal compartments.We measured the P storage in each of the compartments,and studied the direction and the amounts of P flowing among these compartments,and its' supply requirement state in the ecosystem.the P cycling process in the Alpine Meadow Eco...

试验在中国科学院海北高寒草甸生态系统定位站进行，实验样地设置在冬春草场上。应用分室模型，将高寒草甸生态系统分为大气、土壤、植物、食草动物４个分室，主要讨论了磷素在各分室内的贮量、流动方向、流通数量及其系统磷素的供需状况。高寒草甸生态系统磷素的循环过程是：大气分室通过降水输入土壤库磷量为０３６ｋｇ／ｈｍ２·ａ；植物从土壤库摄取速效磷７０６ｋｇ／ｈｍ２·ａ，这些磷素一部分（０５７ｋｇ／ｈｍ２·ａ）以动物产品如骨、肉、奶、皮、毛等的形式永久迁出生态系统，另一部分（１３７ｋｇ／ｈｍ２·ａ）成为植物有机态，其余部分通过土壤微生物分解归还于土壤。经过一个生长季，土壤净损耗磷素１５８ｋｇ／ｈｍ２，土壤速效磷素的缺乏，已经成为限制草场生产力提高和引起草场退化的重要营养限制因子之一。

... 土壤氮素主要以有机氮的形式存在于表层土壤中,土壤有机碳含量能够显著影响土壤氮素矿化潜力^[19],当可利用性碳源相对充足时,氮的固定潜能高,净氮矿化降低,增加全氮含量 ...

... 土壤中的磷多是来自母岩矿物^[19],而研究区土壤母岩矿物基本相同 ...

2003

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朱连奇, 许叔明, 陈沛云. 山区土地利用/覆被变化对土壤侵蚀的影响[J]. 地理研究, 2003, 22(4): 432-438.

本文以福建省山区为例,在对福建省水土保持实验站、建瓯市牛坑龙水土保持试验站长期观测、实验资料深入分析对比的基础之上,探讨了土地利用/土地覆被变化对土壤侵蚀的影响规律.分析结果表明,土地利用/土地覆被变化对径流的产生和土壤侵蚀有重要影响,植被的覆盖度的变化直接影响着径流系数和土壤侵蚀模数;植被的覆盖度和径流系数呈负线性关系,随着覆盖度的增加径流系数逐渐减小;植被覆盖度和土壤侵蚀模数为负指数关系,随着植被覆盖度的增大,土壤侵蚀模数急剧下降.

... 相反,当可利用性碳相对缺乏时,氮的固定潜能低,净氮矿化升高,加速全氮分解^[20],受土壤有机质含量的驱动,土壤全氮含量的变化趋同于土壤有机碳含量的变化,而土壤有机碳来源于土壤有机质,且研究发现有机质是决定草地土壤养分的关键因子,因此4种草地类型间土壤全氮含量的变化特征与有机质含量变化特征相一致 ...

... 土壤中的速效养分能够直接被植物利用,对植物的生长具有迅速而直接的影响,是高寒草地植物生长过程的主要限制因子^[20,21] ...

... 然而由于沙生草地的植被覆盖度较低,土壤中植物根系减少,土粒松散,土壤氮素大量流失^[20,21],因此,典型草甸和草原化草甸土壤速效氮含量显著高于沼泽化草甸,而沙生草地速效氮含量显著低于其他类型草地 ...

2000

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张兴昌, 刘国彬, 付会芳. 不同植被覆盖度对流域氮素径流流失的影响[J]. 环境科学, 2000, 21(6): 16-19.

以8.27km2纸坊沟流域1:400比例模型为研究对象,在人工控制条件下,模拟天然降雨(降雨强度2mm/min,历时30min),研究不同植被覆盖度对流域氮素流失的影响,揭示小流域土壤氮素随径流流失规律. 研究表明:当流域植被覆盖度分别为60%、40%、20%和0%时,土壤铵态氮流失量分别为87.08、44.31、25.16和 13.71kg/km2;硝态氮流失量分别为85.50、74.05、63.95和56.23kg/km2;而流域有机质流失量为15.67、 24.02、44.68和164.87;全氮流失量为0.81、1.18、1.98和7.51t/km2.产流过程中径流及泥沙中氮素含量随产流时间的延长呈下降趋势,而流失累积量呈逐渐增大趋势.植被覆盖虽能有效地减少土壤侵蚀和全氮的流失,却能增加土壤矿质氮的流失.

... 土壤中的速效养分能够直接被植物利用,对植物的生长具有迅速而直接的影响,是高寒草地植物生长过程的主要限制因子^[20,21] ...

1988

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