我国90%以上的草地存在不同程度的退化，修复退化草原是当前“双碳”背景下提升草原碳储量的重要途径，探究不同草地修复措施对土壤碳排放的影响十分重要。因此，本研究在内蒙古四子王旗荒漠草原样地设4个处理：对照(CK)、生物炭基磷肥(CB)、补播(CP)和生物炭基磷肥加补播(CPB)，于2021年生长季(6月-10月)测量土壤呼吸速率，并测量0-20 cm的土壤物理性质(土壤温度和含水量)和土壤化学性质(土壤有机碳和速效磷含量)，同时调查植被地上生物量。结果表明：与对照相比，CP和CPB处理下土壤含水量和土壤呼吸速率分别增加了12%、15%和27%、30%，土壤温度降低了2.5%和4.6%,CB处理提高了土壤化学性质但并未对土壤呼吸产生影响。研究发现，补播和施肥+补播措施能够在短期内促进土壤呼吸。综合植被和土壤的变化情况，生物炭基磷肥对于荒漠草原的修复有促进作用，但施肥和补播措施时，早期要注意控制开沟的规模，尽可能减少对土壤的扰动。

采用动态密闭气室分析法,对荒漠草原4种典型植物群落(蒙古冰草群落、赖草群落、甘草群落、沙蒿群落)土壤呼吸进行了测定,运用数理统计的方法得到了枯落物输入对土壤呼吸的贡献量及其与环境因子的关系。结果表明:土壤呼吸日变化呈"单峰"曲线,有枯落物输入的土壤呼吸速率显著高于无枯落物输入的土壤呼吸;4种群落枯落物对土壤呼吸CO2的贡献量依次为:甘草群落(0.095g/(m2·h))>蒙古冰草群落(0.083g/(m2·h))>赖草群落(0.076g/(m2·h))>沙蒿群落(0.041g/(m2·h)),枯落物呼吸日贡献量与地表温度呈线性正相关。枯落物呼吸贡献量的季节变化规律呈"双峰"曲线,2次峰值分别出...

为探究宁夏东部荒漠草原灌丛引入过程中土壤呼吸响应特征,选取封育草地、放牧地及不同灌丛年限(22、12、3年)和间距(40、6、2 m)的柠条灌丛地(Caragana korshinskii),开展草原–放牧–灌丛引入中土壤呼吸、水分、碳氮、微生物及相关研究。结果表明:0–10 cm土层土壤水分具有明显季节变化,灌丛引入加剧深层土壤水分消耗。土壤呼吸响应表层土壤水分的季节变化,灌丛引入后土壤呼吸减弱,不同年限灌丛地与封育、放牧草地无显著差异(P>0.05),但随间距的缩小差异显著(P 0.05)。灌丛引入使各菌群数量显著增加(P <0.05)。

为了探讨气候变化对荒漠草原土壤真菌群落结构和多样性的影响,进而更有效地管理草原,在内蒙古短花针茅(Stipa breviflora)荒漠草原进行远红外线辐射器模拟增温和人工施肥模拟增氮试验。经过6年的连续模拟试验后,采用稀释平板涂布法结合18SrRNA分子鉴定技术,对试验地土壤可培养真菌群落的组成和多样性进行分析。结果表明,1)从内蒙古短花针茅荒漠草原土壤中共分离获得17个属的可培养真菌;2)模拟增氮不增温、增温增氮处理均使可培养真菌的菌落数显著增加(P0.05);3)增氮不增温、增温增氮处理的群落组成和

区分草原土壤呼吸的主要目的在于准确估算草原生态系统土壤碳蓄积和碳源、汇潜力,为预测气候变化提供科学依据。论文主要论述了稳定同位素13C在草原土壤呼吸区分方面的应用。主要在以下几个方面进行了阐述:①碳同位素区分土壤呼吸的两种主要标记方法——脉冲标记法和持续标记法,其中脉冲标记法包括单次脉冲标记法和重复脉冲标记法,持续标记法包括FACE实验标记法和13C自然丰度标记法,也介绍了利用核爆产生的14C标记;②应用碳稳定同位素区分土壤呼吸的理论依据和计算方法;③土壤呼吸稳定同位素组成的取样方法和测定,包括静态箱-Keeling Plot法、静态箱平衡状态法和动态箱连接红外分析仪法等;④指出了减小静态箱-...

祁连山作为我国西部重要的生态区,分布有大量草地,探明祁连山不同草地类型土壤微生物群落组成及其影响因子,对该地区深入研究土壤生态系统结构和维持草地健康具有参考价值。本研究采用Illumina MiSeq高通量测序和OTU分析法比较了位于祁连山东缘青海省刚察县高寒草甸和河西走廊临泽县平山湖荒漠草原0–10 cm土层中土壤细菌群落结构的差异,同时测定土壤理化性质,探讨了土壤细菌群落结构与土壤环境因子之间的关系。结果表明:高寒草甸和荒漠草原土壤细菌的β多样性和细菌群落组成存在显著差异;在门水平上,两种草地类型土壤细菌均以放线菌门(Actinobacteria)、变形菌门(Proteobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)和酸杆菌门(Acidobacteria)为主要类群,相对丰度分别占总数的84%和89%;放线菌门为两地优势类群,相对丰度分别为57%和29%。在门水平上,两种草地类型主要细菌类群相对丰度有差异,其中高寒草甸土壤放线菌门和绿弯菌门的相对丰度显著低于荒漠草原(P 0.05)。主要类群与环境因子的Pearson相关性及PCA主成分分析表明:土壤放线菌门和绿弯菌门相对丰度与土壤养分(全氮、全碳、有机碳、含水量和碳氮比)之间呈显著负相关关系(P <0.05)。土壤全碳、全氮、pH、有机碳、含水量、容重和碳氮比是影响两种草地类型土壤细菌菌群分布的重要原因。

【目的】研究燕麦/箭筈豌豆混播及燕麦单播草地产量和水分利用对施肥的响应,以探明混播及施肥影响人工草地水分利用的效应及机理,并提出青藏高原荒漠草原区水分高效利用的栽培草地播种和施肥模式。【方法】大田试验于2017年和2018年在青海省乌兰县金泰牧场开展,试验设置2个种植方式,分别为燕麦/箭筈豌豆混播和燕麦单播,设置2个施肥水平,分别为高肥(120 kg N·hm~(-2), 103 kg P_2O_5·hm~(-2))和低肥(60 kg N·hm~(-2), 51.5 kg P_2O_5·hm~(-2)),共4个试验处理,完全随机区组设计。所有处理在春季播种前进行灌溉,生育期无灌溉。试验测定指标包括主要生育时期人工草地地上生物量、植株氮含量、土壤体积含水量等,计算指标包括牧草生育期内耗水量、干物质水分利用效率和粗蛋白水分利用效率。【结果】通过混播和施肥均可大幅提高草地产量,2017年和2018年高肥处理干物质产量比低肥处理分别提高34.7%和9.7%,粗蛋白产量分别提高41.3%和20.4%,混播处理干物质产量比单播处理分别提高14.4%和9.2%,粗蛋白产量分别提高74.7%和62.9%。混播高肥处理产量为所有处理中最高,2017年收获期干物质和粗蛋白产量分别为10 251.7和827.2 kg·hm~(-2),2018年分别为7 589.3和570.2 kg·hm~(-2)。通过增施化肥增加了草地的水分消耗,同时大幅度提高了草地水分利用效率。2017和2018年两个生长季中高肥处理牧草耗水量分别比低肥处理增加6.2%和4.3%,干物质水分利用效率提高了21.0%和4.9%,粗蛋白水分利用效率提高了30.1%和17.4%。通过混播也增加了草地的耗水量,对草地的干物质水分利用效率影响不显著,但大幅提高了蛋白质水分利用效率。2017和2018年混播草地耗水量分别比单播处增加17.9%和9.2%,干物质水分利用效率比单播处理提高-5.9%和0.5%,粗蛋白水分利用效率比单播处理提高46.7%和51.3%。【结论】通过混播和合理施肥能够减少土壤水分无效蒸发、促进土壤贮水有效利用,提高栽培草地产量、品质及水分利用效率,推荐在高寒荒漠草原区有春季灌溉条件的草地使用。研究可为我国高寒干旱、半干旱区栽培草地建设和优良饲草生产提供一定的借鉴。

为了探讨乡土牧草补播对退化草地植被恢复的作用,在宁夏盐池县设置了以放牧地(FM)为对照,以蒙古冰草(Agropyron mongolicum)单播(M)、牛枝子(Lespedeza potaninii)单播(N)、蒙古冰草+牛枝子混播(MN)、蒙古冰草+沙打旺(Astragalus adsurgens)混播(MS)和蒙古冰草+草木樨状黄芪(Astragalus melilotoides)混播(MX)为补播模式,研究不同补播措施对荒漠草地土壤持水性及地上地下生物量的影响。结果表明:1)不同处理间土壤持水性的综合排序为M> MS> MN> MX> N> FM。2)所有补播处理的地下生物量均高于放牧草地,且单播牧草的地下生物量M高于N;而处理间地上生物量表现为MS> MX、M、MN> N> FM的趋势。3)冗余分析(RDA)结果表明,植被地下、地上生物量和表征土壤持水性的指标间显著相关(P <0.05)。本研究结果表明蒙古冰草由于具有较高的地下生物量,单播或与豆科混播均可以显著改善土壤持水性,进而利于植被的恢复,故而在未来草地补播中应因地制宜采用根系生物量大的牧草进行单播或与其他牧草混播。

荒漠草原是内蒙古草地生态系统的重要组成部分，由于气候条件恶劣和长期不合理人为干扰，导致荒漠草原退化严重。微生物熵是反映微生物利用碳氮磷养分的关键因子，土壤酶是生态系统物质循环的重要动力，在土壤养分转化中扮演着重要的角色。目前，各生态系统关于在不同放牧梯度下微生物熵和土壤酶耦合关系的研究较少。本研究以内蒙古短花针茅荒漠草原为研究对象，通过对土壤理化性质和土壤微生物熵进行分析。为探究不同放牧梯度下，土壤碳氮磷获取酶、土壤微生物熵特征及影响因子。结果表明：1）随放牧强度增加，土壤微生物熵碳氮磷含量及β-葡萄糖苷酶、纤维二糖水解酶、β-N-乙酰基氨基葡萄糖苷酶、亮氨酸氨基肽、碱性磷酸酶活性均呈降低趋势。2）土壤碳氮磷获取酶与土壤微生物熵碳氮磷均呈极显著正相关关系（P<0.05）。3）冗余分析结果表明，土壤微生物熵磷、土壤最大持水量和微生物熵碳是土壤酶活性的关键驱动因子。本研究为探索内蒙古短花针茅荒漠草原长期放牧养分循环机理以及草地生态系统修复提供了理论依据。

【目的】研究宁夏东部荒漠草原优势植物细根分解对土壤碳矿化与土壤养分的影响，进一步分析优势植物细根分解动态与养分返还过程。【方法】以宁夏东部荒漠草原优势植物短花针茅（Stipa breviflora）与蒙古冰草（Agropyron mongolicum）细根为研究对象，设置对照（CK）、添加短花针茅细根（Sb）与添加蒙古冰草细根（Am）3种处理，采用室内培养法研究细根分解特征及其对土壤碳矿化与土壤养分的影响。【结果】连续培养61 d后，添加短花针茅和蒙古冰草细根显著增加土壤24 h CO_(2)释放总量、分解初期（前14 d）土壤碳矿化速率与累积CO_(2)释放量（P<0.01）。添加短花针茅与蒙古冰草细根使土壤激发效应显著提高（P<0.01），增幅为40.50%与35.28%。与CK相比，添加短花针茅和蒙古冰草细根显著增加土壤硝态氮含量（P<0.01），对土壤速效磷无显著影响。细根纤维素含量、C:N与24 h CO_(2)释放总量呈显著负相关；细根碳含量、木质素含量、m（木质素）:m（N）与24 h CO_(2)释放总量呈显著正相关（P<0.05）。细根木质素含量、m（木质素）:m（N）与累积CO_(2)释放量呈显著正相关（P<0.05）。细根碳含量、氮含量、纤维素含量、m（N）:m（P）与细根损失率呈显著正相关；细根木质素含量、m（木质素）:m（N）与细根损失率呈显著负相关（P<0.05）。【结论】植物细根初始化学性质是影响荒漠草原土壤有机碳矿化与养分循环的重要因素之一

为了探讨荒漠植物群体光合作用和干旱荒漠区碳源汇特征,联合利用改进同化箱和LI-8100土壤CO2通量自动测量系统,选择高温强光和适宜环境期,连续2年进行了观测研究。结果表明:沙拐枣群体光合速率(CAP)在不同年份、不同月份差异较大,土壤水分改善可显著提高群体光合能力,高温强光期和适宜环境期日平均(08:00—18:00)CAP分别为1.82和2.89μmol/(m2·s);用同化枝水平光合速率(Pn)计算群体水平光合速率时,高温强光期和适宜环境期分别用公式CAP=0.12Pn+0.39(r=0.86,P<0.0001)。沙拐枣生...

【目的】研究宁夏东部荒漠草原灌丛转变土壤含水量和植被地上生物量的空间特征，探求荒漠草原植被承载的适宜土壤水分生态阈值，以期为优化荒漠草原植被恢复模式提供理论依据。【方法】利用GIS和地统计学方法，对该地区43个典型的荒漠草原-灌丛镶嵌体区域分别进行草地和相邻灌丛0～200 cm土层土壤含水量及植被地上生物量的空间异质性分析。【结果】经典统计分析表明：0～200 cm土层的平均土壤含水量表现为草地(6.23%)大于灌丛(5.47%),在80～200 cm土层尤为明显，草地和灌丛土壤含水量分别为1.37%～25.36%和1.5%～19.58%;草地和灌丛的0～200 cm土层土壤含水量变异系数为28.94%～62.30%,均属中等变异，且灌丛土壤含水量的变异系数较高；草地和灌丛地上生物量分别为0.06和0.56 kg·m~(-2),两者的变异系数均为中等变异。地统计分析表明：0～200 cm土层土壤含水量的结构方差比[C/(C_0+C)]表现为草地(0.75)大于灌丛(0.64),且均随土层加深而逐渐减小；土壤含水量的变程(A_0)表现为灌丛(45.84 km)显著大于草地(18.56 km)(P

以西藏当雄县草原化小嵩草草甸生态系统为研究为对象,利用Li6400-09对生长季土壤微生物异养呼吸进行了测定。土壤异养呼吸R(h)动态与土壤温度T()变化趋势一致,尤其与5cm地温相关性最强,说明5cm地温是土壤微生物异养呼吸的主要限制因子。在生长季中土壤异养呼吸与5cm土壤温度呈现不同的函数关系:在降水比较集中的雨季(6～8月),函数关系是Rh=0.106exp0.133T;在降水相对较少的旱季(5月,9～10月),函数关系是Rh=0.18exp0.0833T。在生长季中,雨季土壤日异养呼吸量为2.4g CO2.m-2,雨季异养呼吸总量为219.6g CO2.m-2,Q 10为3.8;旱季日...

以内蒙古荒漠草原为研究对象,分析一个生长季内不同放牧强度下荒漠草原植被和土壤养分变化状况。试验设置禁牧CK)、轻度放牧(LG)、中度放牧(MG)和重度放牧(HG)4个放牧梯度。结果表明,随着放牧强度的增加,草地植被地上生物量减少,且生长旺季(8月),轻度放牧、中度放牧和重度放牧比禁牧分别降低了7.47%、41.96%和51.75%;草地植被群落生物多样性变化不显著(P>0.05);植被物种丰富度随着放牧强度增加而下降;放牧强度对土壤有机质和土壤全氮无显著影响;植被群落生物多样性与表层土壤有机质呈负相关关系。

本研究在宁夏荒漠草地设计了3种补播处理，即蒙古冰草(Agropyron mongolicum)补播、牛枝子(Lespedeza potaninii)补播和蒙古冰草+牛枝子混合补播，以不补播放牧草地为对照，分析微生物群落结构的变化及其与土壤理化性质间的关系。结果表明：与放牧草地相比，3种补播处理对原核微生物群落物种组成有明显影响，可以显著提高0-20 cm土层土壤的优势细菌变形菌门的相对丰度(P <0.05)。与放牧草地相比，3种补播模式对真菌群落物种组成无明显影响，但牛枝子补播的土壤优势群落真菌子囊菌门相对丰度在0-20 cm土层显著低于蒙古冰草+牛枝子混合补播处理，在20-40 cm土层，显著低于蒙古冰草补播和蒙古冰草+牛枝子混播处理(P <0.05)。Pearson相关分析显示，在所有补播处理中变形菌门和子囊菌门的相对丰度与土壤活性有机碳呈显著正相关关系(P <0.05)。与放牧地相比，牛枝子补播处理下土壤原核微生物和真菌α多样性总体上表现出增加趋势，且土壤原核微生物α多样性与土壤全氮呈负相关关系，土壤真菌α多样性与土壤碳组分含量呈负相关关系。β多样性分析表明，蒙古冰草补播和蒙古冰草+牛枝子混合补播均显著改变了0-20 cm土层的原核微生物群落结构(P <0.05)，牛枝子补播显著改变了20-40 cm土层的原核微生物群落结构(P <0.05)，和放牧草地相比，3种补播处理均显著改变了0-40 cm土层真菌的群落结构(P <0.05)。RDA分析显示，土壤有机碳和全氮是影响原核微生物和真菌群落结构的关键因子。可见，补播乡土牧草可能会通过改变土壤微生物群落结构来影响退化荒漠草地的生态系统功能(如碳氮的循环)，这在未来的草地恢复和管理工作中应予以重视。