放牧对冷蒿根际微生物区系及土壤酶活性的影响
放牧对荒漠草原植物生物量及土壤养分的影响
型 草原之 间 的土 地类 型, 由于 生态 环境恶
劣, 生 态系统非 常脆弱, 存在极 大的荒 漠化 风 险。 围 封休 闲是退 化草 地修 复的 常见措 施, 其是指在一定时期内禁止退化草地的放
牧 与割草, 从而给 草地休养 生息的 时间, 为
便 物 对 于土壤 成 分也 有一 定 的影响 。 适 当放牧 有 助 于增加 生 物 多样性 , 从 而保护 草 原 生态环 境 的稳 定性 ;而过 度放 牧 则会 导致 生物 多样 性下 降 , 土壤 氮 磷 成 分增加 。 因此 , 文章 主要针 对放 牧 对荒 漠草 原植 物生 物量 及土壤 养 分 的影响 进行 分析 。 关键 词 荒 漠草原 ;植 物 生物 量 ;土壤 养分
指 数为 ( 1 . 7 4±0 . 2 1 ), 中度 、 重度 放牧 场 地的生物多样 性显著低于围封禁牧场地, 但
畜 的踩 踏而增加 , 通透性也就下 降, 对根 系 的生长发育造成影响, 使得草原土壤成 分发 生 巨大 变化 。 荒 漠草 原是介 于荒 漠与典
为3 0 0 ~ 3 5 0 a r m , 其 中绝 大多数的降 雨 日期集 中在 每年的 6 9 月, 每年降水量的波动幅度
在长期放牧的情况下, 土壤紧实度会 随着牲
与土壤养分之 间的关 系。
2结 果
1 . 1 研 究区域概括
本次 研 究选 取某 地荒 漠 草原 观测 站, 该地 区是 典型的中温 带大陆性气候, 是干旱 地 区与半 干旱 地 区的过 渡地 带, 年均 气温
为8 . 3 ℃, 年 均无霜 期为 1 7 5 d , 年降水 量仅
矫 境 控 利
《2024年内蒙古典型草原放牧强度对土壤微生物群落多样性的影响》范文
《内蒙古典型草原放牧强度对土壤微生物群落多样性的影响》篇一一、引言草原生态系统作为地球上重要的生态系统之一,对维护生态平衡和生物多样性具有重要作用。
在中国,内蒙古地区的典型草原是我国北方的重要生态系统。
近年来,随着畜牧业的发展,放牧强度对草原生态系统的负面影响逐渐凸显,其中对土壤微生物群落多样性的影响更是引起了广泛关注。
本文旨在探讨内蒙古典型草原放牧强度对土壤微生物群落多样性的影响。
二、研究区域与方法(一)研究区域本研究选取了内蒙古典型草原作为研究对象,该地区具有丰富的草原资源和典型的草原生态系统。
(二)研究方法1. 采样方法:在不同放牧强度下的草原地区设置样方,进行土壤样品的采集。
2. 实验室分析:对采集的土壤样品进行微生物群落多样性的分析,包括微生物种类、数量、丰度等指标。
3. 数据分析:运用统计学方法对实验数据进行处理和分析,探讨放牧强度对土壤微生物群落多样性的影响。
三、放牧强度对土壤微生物群落多样性的影响(一)放牧强度与土壤微生物种类实验结果显示,随着放牧强度的增加,土壤中某些微生物种类数量减少,而另一些微生物种类数量增加。
这表明放牧强度对土壤微生物的种类具有显著影响。
(二)放牧强度与土壤微生物数量及丰度放牧强度的增加会导致土壤中微生物数量和丰度的变化。
高强度的放牧会使土壤中的有益微生物数量减少,而一些耐受力较强的微生物种类则可能增加。
这表明放牧强度对土壤微生物的数量和丰度具有显著的调控作用。
(三)放牧强度与土壤微生物群落结构通过对土壤微生物群落结构的分析发现,不同放牧强度下的土壤微生物群落结构存在显著差异。
高强度的放牧会导致土壤微生物群落结构发生变化,使得某些有益的微生物种类在群落中的比例降低,而一些耐受力较强的微生物种类则可能占据优势地位。
四、讨论与结论(一)讨论放牧强度对土壤微生物群落多样性的影响是多方面的。
首先,高强度的放牧会改变土壤的物理和化学性质,从而影响土壤微生物的生存环境。
《放牧和割草对内蒙古羊草草原土壤呼吸及土壤微生物群落结构的影响》
《放牧和割草对内蒙古羊草草原土壤呼吸及土壤微生物群落结构的影响》篇一一、引言内蒙古羊草草原作为我国北方典型的草地生态系统,具有独特的生态功能和经济价值。
放牧和割草作为其主要的土地利用方式,对土壤环境及其生物活动产生了深远的影响。
本文旨在探讨放牧和割草对内蒙古羊草草原土壤呼吸及土壤微生物群落结构的影响,以期为草原生态保护和可持续发展提供科学依据。
二、研究区域与方法1. 研究区域本研究选取内蒙古典型羊草草原作为研究对象,分别设置放牧区和割草区,以未受干扰的草地作为对照。
2. 研究方法(1)土壤呼吸测定:采用LI-8100A土壤呼吸测定系统,定期测定各区域土壤呼吸速率。
(2)土壤微生物群落结构分析:利用高通量测序技术,对各区域土壤微生物群落结构进行分析。
(3)数据统计与分析:运用SPSS软件进行数据统计与分析,采用单因素方差分析(ANOVA)等方法比较各区域间的差异。
三、放牧对土壤呼吸及土壤微生物群落结构的影响放牧活动对内蒙古羊草草原土壤呼吸具有显著影响。
研究发现,放牧区域的土壤呼吸速率较割草区和未受干扰区更高。
这主要是由于放牧活动增加了草地植被的破碎化程度,促进了草地生态系统的异质性,从而提高了土壤呼吸速率。
此外,放牧活动还会影响土壤温度和湿度,进一步影响土壤呼吸。
在土壤微生物群落结构方面,放牧活动会导致群落结构的改变。
放牧区域土壤中细菌、真菌和放线菌等微生物的数量和种类均有所变化,与割草区和未受干扰区存在显著差异。
这可能是由于放牧活动改变了草地植被组成和土壤环境,从而影响了土壤微生物的生存和繁衍。
四、割草对土壤呼吸及土壤微生物群落结构的影响与放牧区域相比,割草对内蒙古羊草草原土壤呼吸的影响相对较小。
割草活动通过去除地面植被,减少了地表覆盖度,从而降低了土壤呼吸速率。
然而,割草活动也会改变土壤环境,如改变土壤温度、湿度和养分状况等,进而影响土壤微生物的活动。
在土壤微生物群落结构方面,割草活动同样会导致群落结构的改变。
放牧对内蒙古荒漠草原土壤理化性质和有机碳组分的影响
放牧对内蒙古荒漠草原土壤理化性质和有机碳组分的影响通乐嘎;赵斌;吴玲敏【摘要】为了揭示放牧扰动下荒漠草原土壤有机碳组分变化特征,通过野外调查与室内分析相结合的方法,以围封样地为对照(NG),选择轻度(LG)、中度(MG)、重度(HG)放牧退化草地,连续2年开展放牧强度对荒漠草原土壤有机碳组分的影响,为北方草地生态保护和优化管理提供有效的科学支持.结果表明:随着放牧强度的增加,荒漠草原丰富度指数(12.3~18.9)、均匀度指数(1.03~1.68)、多样性指数(0.35~0.79)呈先增加后降低趋势,大致表现为MG>LG>NG>HG,而优势度指数(2.56~4.23)呈相反的变化趋势.随着放牧强度增加,地上生物量(158.2~221.3 g·m-2)和地下生物量(126.9~152.3 g·m-2)均呈递减趋势,土壤容重随放牧强度的增加而增加,而总孔隙度随放牧强度的增加而减小.土壤微生物量碳(MBC)、易氧化有机碳(EOC)、颗粒有机碳(POC)、轻组有机碳(LFOC)和水溶性有机碳(WSOC)明显受放牧强度的的影响,呈现出一致性规律,大致表现为MG>LG>HG>NG.ω(EOC)/ω(SOC)比例和微生物商[ω(MBC)/ω(SOC)]随放牧强度的增加呈先增加后降低趋势,其中MG显著高于NG、LG和HG(P<0.05),NG、LG和HG差异不显著(P>0.05).相关分析表明,地下生物量与土壤活性有机碳组分呈显著正相关(P<0.05),其相关系数绝对值最大,是影响荒漠草原土壤活性有机碳组分变化的重要影响因素.【期刊名称】《生态环境学报》【年(卷),期】2018(027)009【总页数】8页(P1602-1609)【关键词】放牧强度;荒漠草原;土壤有机碳组分;土壤理化性质【作者】通乐嘎;赵斌;吴玲敏【作者单位】河套学院,内蒙古巴彦淖尔 015000;河套学院,内蒙古巴彦淖尔015000;河套学院,内蒙古巴彦淖尔 015000【正文语种】中文【中图分类】S812;X171.1草原是陆地生态系统中分布很广的植被类型之一,在生态系统碳循环中占据着重要地位(梁茂伟等,2016;周贵尧等,2016)。
不同放牧梯度下高寒小嵩草草甸植被根系和土壤理化特征的变化
第1 7 卷第 5 期
草业学报 2 0 0 8年
1 1
中物质与能量交换的重要场所 。 由于植物根系与土壤之间 具有极大的 接触 面 , 在土 壤和 植 物 之 间 进 行 频 繁 的 物 质交换 , 彼此强烈影响 , 因而土壤是植物的一个重要生态因子 , 通过控制土壤因素就可以影响植物的生长和产量 。 正是由于土壤养分的持续供给 、 土壤基质 — — — 这种 “ 载体 ” 量的多少影 响着 植物 群落 物 种 组 成 、 结 构、 功能和生态 系统的稳定性 。 不同放牧干扰下 , 高寒小嵩草草甸群落土壤根系 和蕴育 土壤 根系的 “ 载体 ” 量发生了明显的变化 ( 表1 ) 。 中度放牧条件下 0~1 重 牧条 件下 0~1 0c m 土层的根系量与土量的比例为 0. 1 6; 0c m 土层 根系 量与 土 量的比例最大为 0. 而轻牧条件下 0~1 ( 表1 ) 。 1 8; 0c m 土层的根系量与土量的比例最小为 0. 1 2 2. 2 高寒小嵩草草甸土壤环境特征 结果显示 ( 表2 ) , 随着放牧强度的增加 , 土壤湿度显著减 小 ( ; 土 壤 有 机 质、 土 壤 全 氮、 土 壤 硝 态 氮、 犘<0. 0 5) 土壤铵态氮和土壤速效钾含量均显著减少 ( ; 但 是 土 壤 容 重 逐 渐 增 加。 说 明 过 牧 干 扰 引 起 高 寒 小 嵩 草 犘<0. 0 5) 草甸植物群落草丛中结构 、 组成发生改变 , 草地植物群落发生退化演替 ( 逆向演替 ) , 随着植被的退化演替 , 土壤也 逐步贫瘠化 。 即放牧影响着草地群落结构及其土壤生境 。 生物量的变化 2. 3 高寒小嵩草草甸群落物种组成 、 结果显示 ( 表3 ) , 随着放牧强度的增加 , 物种多样性测度明显不同 。 中度放 牧条 件下 , 植物 群落 地上 生物 量 、 物种数 、 而 群 落 地 下 生 物 量 最 低; 重 度 放 牧 条 件 下, 植物群落地上生 S h a n n o n-W i e n e r指数和 P i e l o u 指数最高 , 物量 、 物种数 、 而群落 地上 生物 量最 高 。 表明 了任 何生 物的 能 量 均 有 S h a n n o n-W i e n e r指数和 P i e l o u 指数最低 , 其合理分配 , 并通过这种能量使用的调节来促进自身的生存和繁殖 , 但持 续的 过牧 能使 种 群 生 境 恶 化 , 群落的物 种组成多样性降低 , 结构简单化 , 地上生物量下降 。
地理专业本科毕业论文题目(精选)
地理专业本科毕业论文题目(精选)近现代以来,随着地理科学的快速发展,不再局限于自然地理现象的研究,而是逐步涵盖自然科学和社会科学的双重特征。
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穿光谱技术的土壤理化信息检测方法研究。
解析放牧对祁连山高寒金露梅灌丛草甸土壤微生物的影响
解析放牧对祁连山高寒金露梅灌丛草甸土壤微生物的影响摘要:将祁连山北支冷龙岭的东部南麓上干柴滩上夏季牧场作为对象,并且采取氯仿熏蒸法以及平板涂抹分离法这两个主要方法来对不同的放牧压力阶梯基础上土壤的微生物以及土壤微生物碳进行研究,这里所说的土壤微生物是指放线菌、真菌以及细菌等等,此外还要对微生物氮量进行研究,研究结果表明在不同的放牧压力梯度基础上,金露梅灌丛以及丛间的草地土壤微生物、细菌等占据着主要并且绝对的优势,而真菌以及放线菌比较少,其垂直分布十分明显。
当放牧压力的梯度增加以后,金露梅灌丛以及丛间草地的零厘米到二十五厘米之间的土层里面的微生物氮数量、微生物碳、真菌、放线菌以及细菌等等都有所下降。
其下降的程度也有所不同,本文中,笔者就对放牧对祁连山高寒金露梅灌丛草甸土壤微生物的影响进行解析。
关键词:祁连山;放牧;金露梅灌丛;丛间草地;土壤微生物碳;影响青藏高原一直都是我国十分重要的一个畜牧业基地,而金露梅灌丛草甸已经成为了我国青藏高寒草地自身生态系统十分重要的组成部分,金露梅灌丛草甸是我国青藏高原上最为主要的夏季牧场,高寒金露梅灌丛草甸全国的总面积已经达到了102469平方千米,高寒金露梅灌丛草甸已经广泛分布在青藏高原东部地区海拔三千二百米到四千五百米的潮湿滩地、半阳坡以及山地阴坡上面,也分布在青藏高原高海拔山地阳坡上面。
高寒金露梅灌丛草甸不仅仅是我国西南地区以及西北地区十分重要的一个水源涵养林,更加是我国诸多珍贵野生动物的一个栖居地,高寒金露梅灌丛草甸的存在以及高寒金露梅灌丛草甸系统自身是否稳定对于我国青藏高原以及其相邻的干旱地区热量以及水分能否平衡产生了至关重要生态学的意义。
一、放牧对祁连山高寒金露梅灌丛草甸微生物数量所产生的影响在土壤物质循环过程中,其调节者就是土壤微生物,土壤微生物自身也已经成为了活土壤重要的有机质部分,在我国青藏高原严寒的气候条件和气候环境所产生的影响下,土壤微生物的数量以及种类很少,这些种类主要包括放线菌、真菌以及细菌,放牧已经对植被层的生物量以及结构产生了影响,放牧在一定程度上改变了局部地区的微气候以及下垫面的情况,进而对土壤的微生物数量以及活动产生了比较大的影响。
放牧对高寒嵩草草甸土壤微生物量碳的影响及其与土壤环境的关系
本研 究 于 2 0 0 5年 在 中 国科 学 院海北 高寒 草 甸生 态 系统研 究 站 进行 。此站 位 于青 藏 高 原 东北 隅 的祁 连 山南
坡谷 地 , 72 3 。5 , 0 。2~ 1 12 海拔 29 0 35 0m, 高原 大 陆性气 候 , 明显 四季 之分 , 有 N 3 。9~ 74 E 1 11 0 。3 , 0  ̄ 0 属 无 仅
的关 联 度 ; 壤有 机 质 、 效 磷 、 壤 容 重 和 根 土 比对 微 生 物 量 碳 的 形 成 有 较 强 的 直 接 作 用 , 效 氮 表 现 出 较 强 的 土 有 土 有 间 接 效 应 ; 土 比一有 效 磷 、 机 质 一 土 壤 容 重 、 效 氮 一 土 壤 容 重 之 间互 相 调 节 , 相 制 约 , 接 调 控 着 微 生 物 量 根 有 有 互 间 碳 形 成 。过 度 放 牧 使 土 壤 系 统 的 微 环 境 恶 化 , 速效 养 分 的 供 给 能 力 及 有 机 物 质 的 转 化 能 力 降 低 , 而 导 致 了植 被 从
微 生 物量碳 对环 境变 化极 敏感 , 够较 早地 指示 生 态 系统 的功 能 变 化[ ] 可 作 为土壤 质 量 和土 壤 总有 机 质 变化 能 5 , 的早 期预测 指标 [ 。 7 。 叫。 国 内外 学 者对不 同地利 用 方式 下 的土壤 有机 碳 及微 生物 量做 了大 量 的研 究 [ ] 1 。结 果表 明 , 卜¨ 土地 利 用状 况 明显影 响 了土壤微 生 物量碳 和 有机 碳 的含 量 与分 布 [ 1 , 与未 放 牧 样 地相 比 , 牧 样 地 的微 生物 量 碳 氮 均有 放
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研究放牧对土壤微生物群落和养分循环过程的影响
研究放牧对土壤微生物群落和养分循环过程的影响放牧是一种常见的草地管理方式,它对土壤微生物群落和养分循环过程有着深远的影响。
在这篇文章中,我们将探讨放牧对土壤微生物群落和养分循环过程的影响,并分析其原因。
首先,让我们来了解一下土壤微生物群落和养分循环过程的基本知识。
土壤微生物群落是指土壤中生长繁殖的微生物总称,包括细菌、真菌、放线菌、原生动物等。
它们在土壤中起着至关重要的作用,如分解有机物、固氮、解磷等。
而养分循环过程则是指土壤中养分的循环利用过程,包括碳、氮、磷等元素的转化和循环利用。
放牧对土壤微生物群落和养分循环过程有着显著的影响。
首先,放牧会改变草地植被的结构和组成,从而影响土壤微生物群落的种类和数量。
研究表明,放牧会导致土壤微生物群落的多样性降低,细菌数量增加,真菌数量减少。
这是因为放牧会破坏草地植被,使得土壤中的有机质含量降低,导致真菌数量减少。
此外,放牧还会使得土壤中氮、磷等元素的含量增加,从而导致细菌数量增加。
其次,放牧对养分循环过程也有着重要的影响。
放牧会使得草地植被的根系受到破坏,从而影响土壤中氮、磷等元素的循环利用。
研究表明,放牧会使得土壤中氮、磷等元素的含量增加,但同时也会使得这些元素的利用效率降低。
这是因为放牧会使得草地植被的根系受到破坏,从而导致土壤中微生物群落的代谢活动受到限制,进而影响氮、磷等元素的循环利用。
最后,让我们来探讨一下如何减轻放牧对土壤微生物群落和养分循环过程的影响。
首先,可以采取合理的放牧管理方式,如控制放牧强度、轮换放牧等,从而减轻草地植被受到的破坏程度。
其次,可以采取合理的肥料施用方式,如施用有机肥、控制化肥使用量等,从而促进土壤微生物群落的发展和养分循环过程的进行。
总之,放牧对土壤微生物群落和养分循环过程有着深远的影响。
通过合理的管理方式和肥料施用方式,可以减轻其影响,并促进草地生态系统的健康发展。
《冷蒿种群对放牧干扰响应的研究》范文
《冷蒿种群对放牧干扰响应的研究》篇一一、引言随着人类活动的不断增加,放牧作为其中一种重要的农业活动,对生态环境和生物种群的影响愈发明显。
冷蒿作为一种典型的草地植物,其在草地生态系统中的地位十分重要。
本研究以冷蒿种群为研究对象,分析其对于放牧干扰的响应,旨在探讨放牧活动对冷蒿种群的影响及其生态学意义。
二、研究区域与方法(一)研究区域本研究选取了具有代表性的草原区域,该区域具有丰富的冷蒿种群资源,且放牧活动频繁。
(二)研究方法1. 野外调查:对研究区域的冷蒿种群进行实地调查,记录其分布、密度、生长状况等数据。
2. 实验设计:设置不同强度的放牧干扰实验组和对照组,观察并记录冷蒿种群在不同放牧强度下的响应。
3. 数据收集与分析:收集实验数据,运用统计分析方法,分析放牧干扰对冷蒿种群的影响。
三、实验结果与分析(一)冷蒿种群对放牧干扰的响应实验结果表明,随着放牧强度的增加,冷蒿种群的密度和生物量呈现先增加后减少的趋势。
在适度放牧的情况下,冷蒿种群能够通过调整生长策略,如增加分株数量和生物量,以适应放牧干扰。
然而,在过度放牧的情况下,冷蒿种群受到严重破坏,生长受到抑制,甚至出现种群衰退的现象。
(二)放牧干扰对冷蒿种群的影响机制分析表明,放牧干扰主要通过改变土壤环境、植被结构和食物链关系来影响冷蒿种群。
适度放牧能够改善土壤环境,提高土壤肥力和水分含量,有利于冷蒿的生长。
然而,过度放牧会导致土壤贫瘠、植被退化,进而影响冷蒿的生长和繁殖。
此外,放牧活动还会改变食物链关系,如草食动物对冷蒿的采食和传播种子等行为,也会对冷蒿种群产生影响。
四、讨论本研究表明,冷蒿种群对放牧干扰具有一定的适应性,但过度放牧会对冷蒿种群造成严重破坏。
因此,在草原管理中应合理控制放牧强度,保护好冷蒿等草地植物资源。
同时,还应关注放牧活动对土壤环境和食物链关系的影响,综合施策,实现草原生态系统的可持续发展。
此外,未来研究可进一步探讨冷蒿种群对气候变化的响应及适应策略,以及不同草种间的相互作用关系。
《2024年内蒙古典型草原放牧强度对土壤微生物群落多样性的影响》范文
《内蒙古典型草原放牧强度对土壤微生物群落多样性的影响》篇一一、引言草原生态系统作为地球上重要的生态系统之一,对维护生态平衡和生物多样性具有重要作用。
内蒙古作为我国典型的草原区,其草原生态系统对区域乃至全球的气候和环境有着深远的影响。
近年来,随着放牧活动的加剧,草原生态系统的健康与稳定性受到了挑战。
本篇论文旨在探讨内蒙古典型草原放牧强度对土壤微生物群落多样性的影响,以期为草原的可持续管理提供理论依据。
二、研究区域与放牧概况研究区域位于内蒙古的典型草原区,该地区拥有丰富的草原资源,是重要的畜牧业生产基地。
放牧强度在该地区呈现出明显的差异,这主要受到季节、气候、饲养管理等因素的影响。
本研究所关注的放牧强度主要包括轻度放牧、中度放牧和重度放牧三种类型。
三、研究方法本研究采用野外调查与室内分析相结合的方法。
首先,选择不同放牧强度的典型草原区进行样地设置,收集土壤样品。
然后,通过分子生物学技术对土壤微生物群落进行分析,包括PCR扩增、高通量测序等。
最后,利用生物信息学方法对测序数据进行处理和分析,以评估放牧强度对土壤微生物群落多样性的影响。
四、结果与分析1. 土壤微生物群落组成研究发现,不同放牧强度的草原区,其土壤微生物群落组成存在明显差异。
其中,细菌和真菌是土壤微生物的主要组成部分。
轻度放牧区的细菌和真菌种类较为丰富,而重度放牧区则相对较少。
2. 放牧强度对土壤微生物多样性的影响本研究发现,随着放牧强度的增加,土壤微生物多样性呈现出先增加后降低的趋势。
在轻度到中度放牧阶段,土壤微生物多样性有所增加,这可能是由于适度的放牧活动有利于土壤养分的循环和微生物的生长繁殖。
然而,在重度放牧阶段,土壤微生物多样性显著降低,这可能是由于过度放牧导致的土壤环境恶化,不利于微生物的生长和繁殖。
3. 土壤微生物与草原生产力的关系研究还发现,土壤微生物多样性与草原生产力之间存在正相关关系。
适度的放牧活动有助于提高草原生产力,从而促进土壤微生物多样性的增加。
《放牧和割草对内蒙古羊草草原土壤呼吸及土壤微生物群落结构的影响》范文
《放牧和割草对内蒙古羊草草原土壤呼吸及土壤微生物群落结构的影响》篇一一、引言内蒙古羊草草原是我国重要的草地资源之一,其生态系统的健康与稳定对区域生态环境及畜牧业发展具有重要影响。
放牧和割草作为草原管理的主要方式,对土壤呼吸及土壤微生物群落结构具有显著影响。
本文旨在探讨放牧和割草对内蒙古羊草草原土壤呼吸及土壤微生物群落结构的影响,以期为草原生态保护与合理利用提供科学依据。
二、研究方法1. 研究区域与样地设置本研究选取内蒙古典型羊草草原区域,设置放牧区、割草区和未受干扰区作为样地,每个样地设立三个平行样方。
2. 土壤呼吸测定采用LI-8100型土壤呼吸仪进行土壤呼吸测定,每个样方内选取五个测点,测定不同处理下的土壤呼吸速率。
3. 土壤微生物群落结构分析采用PCR-DGGE(变性梯度凝胶电泳)技术对土壤微生物群落结构进行分析,比较不同处理下的微生物群落差异。
三、结果与分析1. 放牧对土壤呼吸的影响放牧区土壤呼吸速率显著高于未受干扰区,这可能是由于放牧活动增加了土壤温度和湿度,同时提高了土壤中有机质的含量,从而促进了土壤呼吸。
然而,过度放牧可能导致土壤压实,降低土壤通透性,进而抑制土壤呼吸。
因此,适度放牧对维持草原生态系统的健康具有积极作用。
2. 割草对土壤呼吸的影响割草后,短期内土壤呼吸速率有所下降,但随着割草后植被的恢复,土壤呼吸速率逐渐回升。
这表明割草能够控制草原植被的高度和密度,有利于植被的更新与恢复,从而促进土壤呼吸。
但长期频繁的割草可能会对土壤造成不利影响,需要配合合理的轮割制度。
3. 土壤微生物群落结构的变化放牧和割草处理使土壤微生物群落结构发生了一定程度的改变。
PCR-DGGE图谱显示,放牧区与割草区微生物种群多样性较未受干扰区有所降低,但同时也引入了一些新的微生物种类。
这可能是由于放牧和割草活动改变了土壤环境条件,从而影响了微生物的生存与繁殖。
四、结论放牧和割草对内蒙古羊草草原土壤呼吸及土壤微生物群落结构具有显著影响。
《2024年放牧和割草对内蒙古羊草草原土壤呼吸及土壤微生物群落结构的影响》范文
《放牧和割草对内蒙古羊草草原土壤呼吸及土壤微生物群落结构的影响》篇一摘要:本文通过对内蒙古羊草草原的实地调查和实验研究,探讨了放牧和割草活动对土壤呼吸及土壤微生物群落结构的影响。
通过对比分析,揭示了不同管理措施下土壤生态系统的变化规律,为草原生态保护和合理利用提供科学依据。
一、引言内蒙古作为我国重要的草原资源区,其羊草草原生态系统对维护区域生态平衡和生物多样性具有重要意义。
近年来,随着人类活动的增加,放牧和割草等管理措施对草原生态系统的影响逐渐显现。
为了深入了解这些影响,本文以内蒙古羊草草原为研究对象,探讨放牧和割草活动对土壤呼吸及土壤微生物群落结构的影响。
二、研究方法与材料1. 研究区域与样地选择选择内蒙古典型羊草草原区域,设立放牧区、割草区和未受干扰的自然对照区。
在每个区域设置多个样地,进行土壤呼吸和土壤微生物群落结构的监测。
2. 实验方法(1)土壤呼吸测定:采用LI-8100土壤呼吸测定系统,定期测定各样地的土壤呼吸速率。
(2)土壤微生物群落结构分析:采用PCR扩增、高通量测序等技术,分析各样地土壤微生物的种类、数量及群落结构。
3. 数据处理与分析对收集的数据进行整理和分析,采用SPSS软件进行统计分析,探讨放牧和割草对土壤呼吸及土壤微生物群落结构的影响。
三、结果与分析1. 放牧对土壤呼吸的影响实验结果显示,放牧区土壤呼吸速率高于自然对照区,表明放牧活动能够促进土壤呼吸。
这可能是由于放牧活动增加了土壤的通气性和温度,有利于微生物的活动。
然而,过度放牧可能导致土壤压实,抑制土壤呼吸。
2. 割草对土壤呼吸的影响割草后,短期内土壤呼吸速率有所下降,但随着草本植物的生长和恢复,土壤呼吸速率逐渐回升。
这表明适度的割草活动有利于土壤微生物的繁殖和生长,但过度割草可能破坏植被覆盖,导致土壤裸露和侵蚀。
3. 放牧和割草对土壤微生物群落结构的影响放牧和割草活动均能改变土壤微生物的种类和数量。
放牧区以耐牧性强的细菌为主,而割草区则有利于某些特殊菌群的生长。
《2024年冷蒿种群对放牧干扰响应的研究》范文
《冷蒿种群对放牧干扰响应的研究》篇一一、引言随着人类活动的不断增加,放牧作为其中一种重要的农业活动,对自然生态系统的影响日益显著。
冷蒿作为一种典型的草原植物,其种群动态和分布对放牧活动的响应机制研究显得尤为重要。
本文旨在探讨冷蒿种群对放牧干扰的响应,以期为草原生态保护和合理利用提供科学依据。
二、研究区域与方法本研究选取了具有代表性的草原区域,对冷蒿种群进行调查。
采用的方法包括文献综述、实地调查、种群生态学分析和统计分析等。
实地调查主要采用样方法,设置不同放牧强度和放牧年限的样地,收集冷蒿种群的相关数据。
三、冷蒿种群的基本特征冷蒿是一种多年生草本植物,具有较强的适应性和抗逆性。
在草原生态系统中,冷蒿种群具有明显的空间分布特征,其种群密度、生物量和盖度等指标受到多种因素的影响。
在适宜的环境条件下,冷蒿种群能够迅速繁殖和扩张,成为草原生态系统中的重要组成部分。
四、放牧干扰对冷蒿种群的影响放牧活动对冷蒿种群的影响主要表现在以下几个方面:1. 密度和分布:放牧活动会改变冷蒿种群的密度和分布。
在轻度放牧下,冷蒿种群密度有所增加,而在重度放牧下,种群密度则可能降低。
这主要是由于过度放牧导致土壤贫瘠、植被破坏,不利于冷蒿的生长和繁殖。
2. 生物量:放牧活动对冷蒿种群的生物量有显著影响。
轻度放牧可以刺激冷蒿的生长,增加生物量;而重度放牧则会导致生物量减少。
这可能是由于过度放牧破坏了土壤结构和植被结构,影响了冷蒿的光照、水分和养分等资源获取。
3. 盖度和物种多样性:放牧活动还会影响冷蒿种群的盖度和物种多样性。
在轻度放牧下,冷蒿的盖度有所增加,物种多样性也可能有所提高;而在重度放牧下,盖度和物种多样性均可能降低。
这主要是因为过度放牧破坏了植被结构,使得其他物种的生存空间受到挤压。
五、研究结果分析通过对实地调查数据的分析,我们发现冷蒿种群对放牧干扰的响应具有一定的规律性。
在轻度放牧下,冷蒿种群能够适应并利用这种环境变化,表现出较好的生长和繁殖能力;而在重度放牧下,冷蒿种群则可能受到较大的压力和威胁。
《2024年冷蒿种群对放牧干扰响应的研究》范文
《冷蒿种群对放牧干扰响应的研究》篇一一、引言冷蒿作为常见的草原植物,具有耐旱、耐寒、耐贫瘠等特性,是草原生态系统中的重要组成部分。
然而,随着人类活动的不断增加,放牧干扰成为影响冷蒿种群生长和分布的重要因素之一。
因此,研究冷蒿种群对放牧干扰的响应机制,对于保护和恢复草原生态系统具有重要意义。
本文以冷蒿种群为研究对象,探讨其受放牧干扰的影响及其响应机制。
二、研究方法本研究采用野外调查与室内分析相结合的方法。
首先,选取不同放牧强度的草原地区作为研究区域,采集冷蒿种群样本。
其次,通过测量冷蒿种群的生长指标(如株高、生物量等),分析其受放牧干扰的影响。
同时,结合室内分析,研究冷蒿种群的生理生化响应机制。
三、研究结果(一)冷蒿种群生长指标的变化通过对不同放牧强度下的冷蒿种群进行调查,发现随着放牧强度的增加,冷蒿种群的株高和生物量呈现先升高后降低的趋势。
在适度放牧条件下,冷蒿种群能够得到一定的养分补充和空间资源,从而促进其生长;而在过度放牧条件下,由于草地的过度消耗和土壤养分的流失,导致冷蒿种群的生长受到抑制。
(二)冷蒿种群的生理生化响应在受到放牧干扰时,冷蒿种群通过调节自身的生理生化反应来应对环境变化。
例如,通过提高抗氧化酶的活性,减少活性氧的产生和积累,从而减轻放牧干扰对细胞的损伤;同时,通过调节光合作用和呼吸作用的平衡,保证植物的正常生长和能量代谢。
这些生理生化反应有助于冷蒿种群在受到放牧干扰时保持其生存和繁衍的能力。
四、讨论本研究表明,冷蒿种群对放牧干扰具有一定的适应能力。
在适度放牧条件下,冷蒿种群能够通过调节自身的生长和生理生化反应来应对环境变化,保持其生存和繁衍的能力。
然而,过度放牧会导致草地生态系统的破坏和冷蒿种群生长的抑制。
因此,为了保护和恢复草原生态系统,需要合理控制放牧强度,避免过度放牧对草地生态系统的破坏。
此外,冷蒿种群的适应机制还与其自身的生物学特性有关。
例如,冷蒿具有强大的根系和地下茎的繁殖能力,能够在草地退化后迅速恢复。
《2024年放牧和割草对内蒙古羊草草原土壤呼吸及土壤微生物群落结构的影响》范文
《放牧和割草对内蒙古羊草草原土壤呼吸及土壤微生物群落结构的影响》篇一摘要:本文旨在研究放牧和割草两种不同的管理措施对内蒙古羊草草原的土壤呼吸以及土壤微生物群落结构的影响。
通过对样地的调查、采样、测定与分析,本报告探讨了放牧和割草对土壤碳循环及微生物多样性的潜在影响,以期为草原生态系统的健康管理与可持续发展提供科学依据。
一、引言内蒙古羊草草原作为我国重要的草原生态系统之一,对于维护生态平衡和保护环境具有重要意义。
然而,随着人类活动的不断增加,过度放牧和割草等管理活动对草原生态系统的稳定性和健康造成了严重威胁。
因此,研究放牧和割草对土壤呼吸及土壤微生物群落结构的影响,对于理解草原生态系统的碳循环过程和生物多样性保护具有重要意义。
二、研究方法本研究选取了内蒙古地区典型的羊草草原作为研究对象,设置了放牧区和割草区作为实验区域,进行了为期一年的跟踪观测和采样分析。
主要采用了土壤呼吸测定、土壤微生物群落结构分析等方法。
三、放牧对土壤呼吸及微生物群落的影响1. 对土壤呼吸的影响:放牧活动会导致羊群踩踏草原,改变土壤紧实度,进而影响土壤通气性和水分保持能力。
实验结果显示,放牧区域的土壤呼吸速率在雨季和旱季表现出显著差异,且总体上高于无放牧区域。
这可能是由于放牧活动增加了土壤温度和湿度变化幅度,从而促进了土壤微生物的活性。
2. 对微生物群落的影响:放牧活动改变了草原的植被组成和结构,进而影响了土壤微生物群落的结构和多样性。
通过分析发现,放牧区域土壤中的细菌和真菌种类更加丰富,但某些特定种类的微生物数量会减少。
这可能是由于不同种类的植物为微生物提供了不同的营养来源。
四、割草对土壤呼吸及微生物群落的影响1. 对土壤呼吸的影响:割草活动通过去除地上部分植被,改变了草原的植被结构和光合作用能力。
在短期内,割草可以降低土壤呼吸速率,因为减少了有机物的输入和分解速率。
然而,长期来看,割草可能通过改变土壤环境条件(如水分保持和通气性)来影响土壤呼吸。
放牧强度对高寒草地土壤微生物胞外酶化学计量的影响
第31卷 第6期V o l .31 No .6草 地 学 报A C T A A G R E S T I A S I N I C A2023年 6月J u n . 2023d o i :10.11733/j.i s s n .1007-0435.2023.06.021引用格式:潘 森,卜嘉玮,甘安琪,等.放牧强度对高寒草地土壤-微生物-胞外酶化学计量的影响[J ].草地学报,2023,31(6):1780-1787P A NS e n ,B UJ i a -w e i ,G A N A n -q i ,e t a l .E f f e c t o fG r a z i n g I n t e n s i t i e s o nE x t r a c e l l u l a rE n z y m e S t o i c h i o m e t r y o f S o i l M i c r o o r g a n i s m s i nA l p i n eG r a s s l a n d [J ].A c t aA g r e s t i aS i n i c a ,2023,31(6):1780-1787放牧强度对高寒草地土壤微生物胞外酶化学计量的影响潘 森1,卜嘉玮1,甘安琪1,尚振艳1,郭 丁1,杨晓霞2,董全民2,牛得草1*(1.兰州大学草种创新与草地农业生态系统全国重点实验室,兰州大学农业农村部草牧业创新重点实验室,兰州大学草地农业教育部工程研究中心,兰州大学草地农业科技学院,甘肃兰州730020;2.青海大学畜牧兽医科学院/青海省畜牧兽医学院,青海省高寒草地适应性管理重点实验室,青海西宁810016)收稿日期:2022-12-04;修回日期:2023-01-26基金项目:青海省自然基金创新团队项目(2021-Z J -901);国家自然科学基金面上项目(41671106,32171867);高等学校学科创新引智计划(B 12002)资助作者简介:潘森(1998-),男,汉族,四川内江人,硕士研究生,主要从事草原生态化学研究,E -m a i l :pa n 5e n @126.c o m ;*通信作者A u t h o r f o r c o r r e s po n d e n c e ,E -m a i l :x i a o c a o 0373@163.c o m 摘要:土壤微生物是土壤养分释放或固持的重要调节者㊂本实验以青藏高原高寒草原为研究对象,以藏羊放牧强度控制实验为平台(对照(C K ,0),轻度放牧(L G ,2s h e e p ㊃h m -2),中度放牧(MG ,4s h e e p㊃h m -2),重度放牧(H G ,6s h e e p ㊃h m -2)),开展不同放牧强度下高寒草地土壤和微生物养分变化特征及其对土壤微生物养分代谢的影响研究㊂结果显示:总体上,土壤碳氮磷含量在放牧干扰下呈减少趋势,而微生物碳氮磷含量及其化学计量的变化幅度较小;重牧的碳获取酶(β-葡萄糖苷酶)活性及化学计量显著高于其余处理㊂此外,中牧和重牧的CʒP 不平衡和NʒP 不平衡高于C K ,而C ʒN 不平衡低于C K ,这表示在中度或重度放牧下高寒草地主要受到碳㊁磷的限制㊂当面对自身与资源之间的养分不匹配时,高寒草地土壤微生物主要通过增加碳获取酶的分泌,来缓解在重牧下的养分限制㊂关键词:放牧强度;土壤养分;土壤微生物生物量;土壤酶活性;生态化学计量学中图分类号:S 812 文献标识码:A 文章编号:1007-0435(2023)06-1780-08E f f e c t o fG r a z i n g I n t e n s i t i e s o nE x t r a c e l l u l a rE n z y m e S t o i c h i o m e t r y of S o i l M i c r o o rg a n i s m s i nA l pi n eG r a s s l a n d P A NS e n 1,B UJ i a -w e i 1,G A N A n -q i 1,S H A N GZ h e n -y a n 1,G U O D i n g 1,Y A N G X i a o -x i a 2,D O N G Q u a n -m i n 2,N I U D e -c a o1*(1.S t a t eK e y L a b o r a t o r y o fH e r b a g e I m p r o v e m e n t a n dG r a s s l a n dA g r o -e c o s y s t e m s ;K e y L a b o r a t o r y o fG r a s s l a n dL i v e s t o c k I n d u s t r y I n n o v a t i o n ,M i n i s t r y o fA g r i c u l t u r e a n dR u r a lA f f a i r s ;E n g i n e e r i n g R e s e a r c hC e n t e r o fG r a s s l a n d I n d u s t r y ,M i n i s t r y ofE d u c a t i o n ;C o l l e g e o f P a s t o r a lA g r i c u l t u r eS c i e n c e a n dT e c h n o l o g y ,L a n z h o uU n i v e r s i t y ,L a n z h o u ,G a n s uP r o v i n c e 730020,C h i n a ;2.Q i n gh a i P r o v i n c i a lK e y L a b o r a t o r y o fA d a p t i v eM a n a g e m e n t o nA l p i n eG r a s s l a n d ,Q i n g h a iA c a d e m y o fA n i m a l S c i e n c e a n dV e t e r i n a r y Me d i c i n e ,Q i n g h a iU n i v e r s i t y ,X i n i n g ,Q i n gh a i P r o v i n c e 810016,C h i n a )A b s t r a c t :S o i lm i c r o o r g a n i s m sa r e i m p o r t a n t r e gu l a t o r so f s o i ln u t r i e n t r e l e a s ea n dr e t e n t i o n .T h ed i f f e r -e n c e s i ns o i l p h y s i c o c h e m i c a l p r o p e r t i e sa n ds o i lm i c r o o r g a n i s m su n d e r f o u r g r a z i n g i n t e n s i t i e so fs h e e pg r a z i n g (c o n t r o l b l a n kC K :0,l i g h t g r a z i n g L G :2s h e e p ㊃h m -2,m o d e r a t e g r a z i n g MG :4s h e e p ㊃hm -2,h e a v yg r a z i n g H G :6s h e e p ㊃h m -2)w e r e i n v e s t i g a t e d ,a n d t h e e f f e c t s o f d i f f e r e n t g r a z i n gi n t e n s i t i e s o n s o i l m i c r o b i a l n u t r i e n tm e t a b o l i s m w e r e a n a l yz e d .T h e r e s u l t s s h o w e d t h a t :i n g e n e r a l ,t h e s o i l c a r b o n (C ),n i -t r o g e n (N )a n d p h o s p h o r u s (P )c o n t e n t s d e c r e a s e d u n d e r g r a z i n gi n t e r f e r e n c e ,w h i l e t h em i c r o b i a l C ,Na n d Pc o n t e n t s a n d t h e i r s t o i c h i o m e t r y c h a n g e da l i t t l e .T h e a c t i v i t y a n ds t o i c h i o m e t r y o fC -a c q u i r i n g e n z y m e (β-g l u c o s i d a s e )i nh e a v yg r a z i n g t r e a t m e n tw e r e s i g n i f i c a n t l y h i g h e r t h a n t h o s e i no t h e r t r e a t m e n t s .I n a d -d i t i o n ,t h eC ʒP i m b a l a n c e a n dNʒP i m b a l a n c e i n t h em o d e r a t e a n dh e a v yg r a z i n g w e r eh i gh e r t h a n t h o s e Copyright ©博看网. All Rights Reserved.第6期潘森等:放牧强度对高寒草地土壤-微生物-胞外酶化学计量的影响o fC K,w h i l e t h eCʒNi m b a l a n c ew a s l o w e r t h a n t h a t o f C K,i n d i c a t i n g t h a tm o d e r a t e o r h e a v yg r a z i n g c a n l e a d t o a l p i n e g r a s s l a n db e r e l a t i v e l y l i m i t e db y c a r b o na n d p h o s p h o r u s.T h es o i lm i c r o o r g a n i s m sm a i n l y b a l a n c e d t h en u t r i e n t sm i s m a t c hb e t w e e nt h e m s e l v e sa n dr e s o u r c e sb y i n c r e a s i n g t h eC-a c q u i r i n g e n z y m e s e c r e t i o nu n d e r h e a v yg r a z i n g i na l p i n e g r a s s l a n d.K e y w o r d s:G r a z i n g i n t e n s i t y;S o i l n u t r i e n t;S o i lm i c r o b i a l b i o m a s s;S o i l e n z y m e a c t i v i t y;E c o l o g i c a l s t o i c h i-o m e t r y青藏高原高寒草地因其独特的地理条件成为地球上最为脆弱的生态系统之一[1-2],对气候变化和人为干扰的响应敏感[3]㊂放牧是草地生态系统最为关键的人为干扰因子[4],不合理的放牧管理方式和气候变化的综合影响,已造成全国近90%草地出现不同程度退化[5-6]㊂过度放牧不仅造成地上生物量减少㊁裸地增加[7-8],还影响草地土壤微生物群落结构㊁功能及土壤理化性质[9-10],严重削弱了草地固碳㊁水土保持等生态系统服务功能㊂土壤微生物作为生物地球化学循环的主要驱动因素之一,推动着土壤养分在土壤和大气圈之间的双向循环和转化[11],在调节营养物质循环和有机质降解等生态功能方面发挥着重要作用㊂因此,探讨放牧强度对高寒草地土壤养分及其对土壤微生物养分代谢的影响规律,对于维持高寒草地生态功能和健康具有重要意义㊂土壤中养分资源的变化往往驱动微生物代谢过程发生相应变化[12]㊂同时,土壤微生物作为土壤生态系统的重要组成部分,相较于土壤理化性质,对于草地利用方式和强度的响应更加敏感,是指示土壤生态系统变化的敏感指标[13]㊂马源等[14]研究表明,在高寒草甸生态系统中,随草地退化程度加大,土壤微生物生物量碳氮磷含量均显著下降㊂此外,由土壤微生物代谢产生的土壤胞外酶,可以把土壤中复杂的有机化合物降解成为简单的无机化合物,再由植物根系和土壤微生物重新吸收并加以利用,是土壤中生化反应的催化剂,参与土壤养分的循环代谢过程,是推断土壤微生物养分限制的有力指标[15-17]㊂牲畜的行为[18]㊁放牧强度[19]和放牧方式(自由放牧㊁轮牧和休牧)[20]对土壤微生物的生物量和土壤酶活性以及土壤养分含量均有不同程度的影响㊂同时,土壤酶活性发生变化标志着土壤生态系统受到外界扰动影响,且土壤的生物功能多样性与土壤酶功能的多样性往往是密不可分的[21]㊂土壤微生物通过分泌多种土壤酶降解土壤有机质,驱动了陆地生态系统养分循环[22]㊂此外,土壤酶计量比亦可反映土壤微生物养分利用能力,即潜在的养分限制性[23]㊂尽管国内外对草地土壤养分㊁微生物群落特征㊁土壤酶和放牧干扰之间关系的研究取得了一定进展[24],但是研究结果主要以牦牛所开展的实验为主,藏羊和牦牛均是当地牧民喜欢饲养的本地牲畜,但关于青藏高原藏羊放牧的土壤养分特征与微生物养分代谢之间相互关系的研究较少,不同的牲畜的选择性采食和行为习性同样影响着草地生态系统的结构与功能[25]㊂本实验立足于青藏高原青海湖东岸建立的控制放牧实验样地,研究藏羊不同放牧强度下高寒草原土壤理化性质㊁土壤微生物养分特征㊁土壤酶活性及其计量比的变化,分析放牧活动对土壤及微生物养分代谢的影响,加深放牧影响土壤微生物驱动养分循环过程的认识㊂1材料与方法1.1研究区概况本研究的放牧实验区位于青海省海北州海晏县西海镇(36ʎ55'10''N,100ʎ56'9''E,海拔3000~ 3100m),属山地高原气候㊂非生长季节从当年10月持续到次年4月,漫长而寒冷,而生长季从5月持续到9月,仅五个月,短暂而凉爽㊂年均温为1.5ħ左右,年平均降水量约为400m m,降水多集中在5 9月,约占全年降水量的80%以上㊂研究区草地类型为高寒草甸化草原,土壤类型为粘壤土,植被群落以矮嵩草(K o b r e s i a h u m i l i s S e r g i e v)㊁赖草(L e y-m u s s e c a l i n u s T z v e l.)㊁垂穗披碱草(E l y m u s n u t a n s G r i s e b.)㊁干生薹草(C a r e xa r i d u l a V.K r e c z.)和星毛委陵菜(P o t e n t i l l a a c a u l i s L.)为主㊂1.2实验设计本研究采用随机区组设计,设有1个对照(C o n t r o l b l a n k,C K)和3个放牧处理,共计4个处理,每个处理3个重复,共12个实验小区㊂3个放牧处理设置轻度放牧(L i g h t g r a z i n g,L G)㊁中度放牧(M o d e r a t e g r a z i n g,MG)和重度放牧(H e a v y g r a z i n g;H G),牧草采食率分别为30%~35%左右, 50%~55%左右和65%~70%左右㊂放牧家畜为青藏高原特有家畜藏羊(O v i s a r i e s),每只藏羊为1个羊单位,C K不放牧,面积为0.05h m2;轻度放牧1871Copyright©博看网. All Rights Reserved.草地学报第31卷强度为2s h e e p㊃h m-2,面积为2h m2;中度放牧强度为4s h e e p㊃h m-2,面积为1h m2;重度放牧强度为6s h e e p㊃h m-2,面积为0.67h m2㊂实验中使用的藏羊重约30k g㊂根据牲畜在实验前的每日摄入量为每只藏羊每天(1.2ʃ0.2)k g干物质㊂放牧实验始于2018年,放牧时间为每年6月初到10月底㊂为尽可能模拟自然放牧条件,牲畜除自然采食外不进行补充喂养㊂土壤样品采集在2021年8月进行㊂每个实验小区内沿对角线选取5个代表性的取样点,用土钻(内径60m m)采集0~10c m的土壤样品,每个小区采集的土样混合成1个样品,共12份混合土壤样品㊂所有混合土壤样品过2m m筛后储存于4ħ恒温箱运回实验室㊂1.3测定项目与方法1.3.1土壤理化性质、微生物养分及土壤胞外酶活性的测定用p H计(p H S-3C,上海)测定土壤p H 值;烘干法测定土壤含水量(S o i lw a t e rc o n t e n t, S W C);用重铬酸钾容量法(外加热法)测定土壤有机碳(S o i lo r g a n i cc a r b o n,S O C)和溶解性有机碳(D i s s o l v e do r g a n i cc a r b o n,D O C)含量;土壤全氮(T o t a ln i t r o g e n,T N)㊁全磷(T o t a l p h o s p h o r u s, T P)㊁溶解性总氮(T o t a l d i s s o l v e dn i t r o g e n,T D N)和溶解性总磷(T o t a l d i s s o l v e d p h o s p h o r u s,T D P)含量用F I A s t a r5000流动注射分析仪(F O S S,S w e-d e n)测定;用钼锑抗比色法[26]测定速效磷(A v a i l a-b l e p h o s p h o r u s,A P)含量;铵态氮(N H+4-N)和硝态氮(N O-3-N)含量分别采用改良靛蓝法和G r i e s s试剂法测定[27];溶解性有机氮(D i s s o l v e do r g a n i cn i t r o-g e n,D O N)含量为T D N与土壤无机氮(I n o r g a n i cn i-t r o g e n,I N)含量的差值,溶解性有机磷(D i s s o l v e do r-g a n i c p h o s p h o r u s,D O P)含量为T D P与A P含量的差值[23];用氯仿熏蒸浸提法测定土壤微生物生物量碳(S o i lm i c r o b i a l b i o m a s s c a r b o n,M B C)㊁生物量氮(S o i l m i c r o b i a l b i o m a s s n i t r o g e n,M B N)㊁生物量磷(S o i lm i-c r o b i a l b i o m a s s p h o s p h o r u s,M B P)含量[28];4种土壤胞外酶(β-葡萄糖苷酶,B G;N-乙酰-β-D-氨基葡萄糖苷酶,N A G;亮氨酸氨基肽酶,L A P;酸性磷酸酶,A P)的活性采用对硝基苯酚(p a r a-n i t r o p h e n o l,ρN P)底物比色法测定[29],以每小时每克干物质产生底物的摩尔数(μm o l㊃g-1㊃h-1)来表示㊂1.3.2化学计量不平衡的量化本研究使用土壤溶解性有机养分计量比来量化土壤微生物与其资源间的化学计量不平衡特征,原因是与土壤全量养分相比,溶解性有机养分可被微生物直接吸收利用,并作用于其自身生长和代谢活性[30]㊂化学计量不平衡的计算公式[30]如下:CʒX不平衡=D O CʒX(资源)/M B CʒX(微生物养分)式中,D O CʒX是土壤溶解性有机养分CʒNʒP 计量比,即D O CʒD O N,D O CʒD O P和D O NʒD O P;M B CʒX是土壤微生物养分CʒNʒP计量比,即M B CʒM B N,M B CʒM B P和M B NʒM B P㊂1.4数据处理采用E x c e l2016和S P S S26.0软件进行数据整理分析,E x c e l2016进行绘图㊂采用单因素方差分析(O n e-W a y A N O V A),探究不同放牧强度处理对土壤理化性质㊁微生物养分特征㊁土壤酶活性及其化学计量比的影响,并用T u r k e y检验进行各处理之间的多重比较,显著性水平设为P<0.05,后利用P e a r s o n相关分析法分析土壤养分㊁溶解性有机养分㊁微生物养分和土壤胞外酶的计量比之间的关系㊂图表中数据为平均值ʃ标准误㊂2结果与分析2.1土壤理化性质在本研究中,不同放牧处理间土壤p H值, S W C,I N和A P含量无明显差异(表1)㊂S O C含量仅在H G处理下显著增加(P<0.05);T N含量在MG处理下显著降低(P<0.05),而在H G处理下显著增加(P<0.05);T P含量在L G和H G处理下均显著低于C K处理(P<0.05);而D O C含量在3个放牧处理下均显著低于对照组(P<0.05);L G处理的土壤D O N含量显著低于MG和C K对照(P<0.05);放牧减少了土壤D O P含量,在MG和H G处理中变化显著㊂MG处理的S O C ʒT N显著高于其他处理(P<0.05),但S O CʒT P 和T NʒT P均为所有处理中的最低值,分别为58.57和4.38㊂放牧处理对土壤溶解性养分计量比D O CʒD O N,D O CʒD O P和D O NʒD O P影响极显著(P<0.01),其中,C K和L G处理的D O CʒD O N显著高于MG和H G处理(P<0.05),而MG处理的D O CʒD O P显著高于C K和L G处理(P<0.05),D O NʒD O P的显著高于其余处理组(P<0.05),同时H G处理的D O NʒD O P也显著高于对照C K(P<0.05)㊂2871Copyright©博看网. All Rights Reserved.第6期潘森等:放牧强度对高寒草地土壤-微生物-胞外酶化学计量的影响表1放牧强度对土壤理化性质的影响T a b l e1 E f f e c t s o f g r a z i n g i n t e n s i t y o n s o i l p h y s i c o c h e m i c a l p r o p e r t i e s 指标I n d e x放牧强度处理G r a z i n g i n t e n s i t y t r e a t m e n tC K L G MG H GP值P v a l u ep H8.22ʃ0.02a8.21ʃ0.02a8.22ʃ0.01a8.19ʃ0.01a0.61土壤含水量S W C/%27.28ʃ1.69a28.09ʃ0.73a28.76ʃ1.45a28.00ʃ0.33a0.85土壤有机碳S O C/g㊃k g-134.33ʃ1.15b33.62ʃ0.52b32.61ʃ0.13b37.94ʃ1.10a0.01全氮T N/g㊃k g-12.88ʃ0.09b2.72ʃ0.01b2.44ʃ0.01c3.39ʃ0.10a<0.01全氮T P/g㊃k g-10.55ʃ0.00a0.44ʃ0.00c0.56ʃ0.00a0.49ʃ0.01b<0.01无机氮I N/m g㊃k g-130.99ʃ6.37a23.61ʃ1.94a25.05ʃ3.48a26.83ʃ2.99a0.62速效磷A P/m g㊃k g-12.75ʃ0.07a2.68ʃ0.28a2.98ʃ0.05a2.55ʃ0.31a0.58溶解性有机碳D O C/m g㊃k g-1331.26ʃ3.76a248.88ʃ1.23b181.56ʃ4.29d212.62ʃ7.34c<0.01溶解性有机氮D O N/m g㊃k g-174.16ʃ4.61a55.14ʃ2.53b75.99ʃ1.91a65.01ʃ3.09a b0.01溶解性有机磷D O P/m g㊃k g-113.23ʃ1.06a8.93ʃ0.87a3.50ʃ0.46b5.40ʃ0.64b<0.01 S O CʒT N11.93ʃ0.21b c12.35ʃ0.15b13.36ʃ0.09a11.22ʃ0.41c<0.01S O CʒT P62.59ʃ2.41b77.24ʃ1.48a58.57ʃ0.25b77.02ʃ3.42a<0.01T NʒT P5.25ʃ0.19b6.25ʃ0.04a4.38ʃ0.01c6.88ʃ0.34a<0.01D O CʒD O N4.51ʃ0.33a4.53ʃ0.23a2.39ʃ0.08b3.28ʃ0.13b<0.01D O CʒD O P25.38ʃ2.20b28.37ʃ2.53b53.84ʃ7.73a40.36ʃ4.21a b0.01D O NʒD O P5.62ʃ0.13c6.34ʃ0.82b c22.37ʃ2.61a12.27ʃ0.92b<0.01注:同行不同字母表示差异显著(P<0.05),下同N o t e:D i f f e r e n t l e t t e r s i n t h e s a m e r o w i n d i c a t e a s i g n i f i c a n t d i f f e r e n c e b e t w e e n d i f f e r e n t g r a z i n g i n t e n s i t i e s a t t h e0.05l e v e l.T h e s a m e a s b e l o w2.2土壤微生物养分特征及其计量比放牧处理对M B C和M B P含量及M B CʒM B N,M B CʒM B P和M B NʒM B P无显著影响(表2),仅M B N含量在MG处理下较对照(C K)显著减少25.0%(P<0.05),而其他放牧处理之间并无显著差异㊂表2放牧强度对微生物养分特征的影响T a b l e2 E f f e c t s o f g r a z i n g i n t e n s i t y o nm i c r o b i a l n u t r i e n t c h a r a c t e r i s t i c s指标I n d e x放牧强度处理G r a z i n g i n t e n s i t y t r e a t m e n tC K L G M G H GP值P v a l u e土壤微生物生物量碳M B C/m g㊃k g-11024.00ʃ17.00a1066.00ʃ64.00a913.45ʃ24.00a1054.00ʃ59.00a0.15土壤微生物生物量氮M B N/m g㊃k g-1328.00ʃ7.00a287.00ʃ20.00a b246.00ʃ21.00b297.00ʃ17.00a b0.06土壤微生物生物量磷M B P/m g㊃k g-121.22ʃ4.12a24.31ʃ3.33a27.28ʃ1.74a30.89ʃ2.47a0.22 M B CʒM B N3.12ʃ0.12a3.73ʃ0.21a3.74ʃ0.24a3.55ʃ0.09a0.12 M B CʒM B P52.93ʃ12.08a45.66ʃ6.80a33.86ʃ2.98a34.50ʃ2.97a0.26 M B NʒM B P16.98ʃ3.93a12.11ʃ1.14a9.22ʃ1.43a9.70ʃ0.65a0.122.3土壤微生物与其资源间的养分化学计量不平衡度不同放牧强度对化学计量不平衡产生了显著影响(图1,P<0.05)㊂MG处理的CʒN不平衡显著低于C K和L G处理(P<0.05),H G处理的CʒN 不平衡显著低于C K(P<0.05)㊂CʒP不平衡和N ʒP不平衡在MG处理达到最高,显著高于C K和L G处理(P<0.05),分别为1.65和2.6㊂2.4土壤酶活性及其计量比放牧处理显著改变了土壤碳氮磷获取酶活性及其计量比(图2,P<0.05)㊂随放牧强度增加,B G, B Gʒ(N A G+L A P),B GʒA P的计量比在H G处理显著高于其他处理(P<0.05),而MG处理的A P 和(N A G+L A P)的活性显著低于对照C K(P< 0.05),分别为6.07μm o l㊃g-1㊃h-1和10.43μm o l㊃g-1㊃h-1㊂不过,不同处理间A P和(N A G +L A P)ʒA P的计量比无显著差异㊂2.5土壤各组分碳氮磷计量比之间的相关分析由表3可知,T NʒP与T CʒN呈极显著负相关关系(P<0.01),而与T CʒP呈极显著正相关关系(P< 0.01),当T NʒT P减少时,S O CʒT N上升, S O CʒT P减少㊂D O CʒN与D O CʒP,D O NʒP呈极显著负相关关系(P<0.01),D O CʒP和D O NʒP呈极显著正相关关系(P<0.01)㊂M B CʒP和M B NʒP均与D O CʒP呈显著负相关关系(P<0.05),随着D O CʒD O P的增大,M B CʒM B P和M B NʒM B P将会减少㊂此外,仅E A CʒP与T CʒN呈显著负相关关系(P <0.05),总体上土壤酶计量比与其余组分的化学计量比没有相关性㊂3871Copyright©博看网. All Rights Reserved.草地学报第31卷图1放牧强度对化学计量不平衡的影响F i g.1 E f f e c t o f g r a z i n g i n t e n s i t y o n s t o i c h i o m e t r i c i m b a l a n c e s图2放牧强度对土壤酶活性及其计量比的影响F i g.2 E f f e c t s o f g r a z i n g i n t e n s i t y o n s o i l e n z y m e a c t i v i t y a n d q u a n t i t a t i v e r a t i o s注:B G表示β-葡萄糖苷酶,N A G表示N-乙酰β-D-氨基葡萄糖苷酶,L A P表示亮氨酸氨基肽酶,A P表示酸性磷酸酶N o t e:B Gr e p r e s e n t s t h eβ-g l u c o s i d a s e,N A Gt h eN-a c e t y l-β-D-g l u c o s a m i n i d a s e,L A P t h e l e u c i n e a m i n o p e p t i d a s e,A Pt h e a c i d p h o s p h a t a s e 表3土壤养分㊁溶解性有机养分㊁微生物养分和酶活性的计量比之间的相关分析T a b l e3 T h e c o r r e l a t i o na n a l y s i s o n t h e q u a n t i f i a b l e r a t i o s o f s o i l n u t r i e n t s,d i s s o l v e do r g a n i cn u t r i e n t s,m i c r o b i a l n u t r i e n t s a n de n z y m e a c t i v i t i e s相关系数R e l a t e d c o e f f i c i e n t T CʒN T CʒP T NʒP D O CʒN D O CʒP D O NʒP M B CʒN M B CʒP M B NʒP E A CʒN E A CʒP T CʒP-0.51T NʒP-0.78**0.93**D O CʒN-0.330.360.34D O CʒP0.42-0.25-0.30-0.76**D O NʒP0.52-0.42-0.47-0.88**0.96**M B CʒN0.190.130.04-0.250.470.43M B CʒP-0.25-0.010.070.42-0.63*-0.55-0.18M B NʒP-0.26-0.090.010.40-0.66*-0.57-0.450.95**E A CʒN-0.450.450.54-0.370.180.120.08-0.43-0.40E A CʒP-0.67*0.350.56-0.340.060.05-0.05-0.29-0.250.87**E A NʒP-0.16-0.36-0.200.17-0.17-0.09-0.150.360.35-0.55-0.09注:T CʒX为土壤养分计量比,即S O CʒT N,S O CʒT P和T NʒT P;D O CʒX为土壤溶解性有机养分计量比,即D O CʒD O N,D O CʒD O P和D O NʒD O P;M B CʒX为土壤微生物养分计量比,即M B CʒM B N,M B CʒM B P和M B NʒM B P;E A CʒX为土壤酶活性计量比,即B Gʒ(N A G+ L A P),B GʒA P和(N A G+L A P)ʒA P;*,P<0.05;**,P<0.01N o t e:T CʒX m e a n s t h e s o i ln u t r i e n t s q u a n t i f i a b l er a t i o,i.e.S O CʒT N,S O CʒT Pa n dT NʒT P;D O CʒX t h ed i s s o l v e do r g a n i cn u t r i e n t s q u a n t i f i a b l e r a t i o,i.e.D O CʒD O N,D O CʒD O Pa n dD O NʒD O P;M B CʒX t h em i c r o b i a l n u t r i e n t s q u a n t i f i a b l e r a t i o,i.e.M B CʒM B N,M B CʒM B Pa n d M B NʒM B P;E A CʒX t h e s o i l e n z y m e a c t i v i t i e s q u a n t i f i a b l e r a t i o,i.e.B Gʒ(N A G+L A P),B GʒA Pa n d(N A G+L A P)ʒA P 4871Copyright©博看网. All Rights Reserved.第6期潘森等:放牧强度对高寒草地土壤-微生物-胞外酶化学计量的影响3讨论3.1放牧强度对土壤理化性质和微生物养分特征的影响碳㊁氮和磷是土壤养分中最重要的3种元素,其含量大小和分布范围直接影响草地生态系统功能的有效发挥[31]㊂土壤养分主要受放牧家畜的采食㊁践踏和排泄物影响[32]㊂本研究结果显示,随放牧强度增加,S O C和T N含量均呈现先减后增的趋势㊂在放牧强度较低时,藏羊适度采食,促进了植物补偿性生长和植物对土壤养分的吸收,导致流向土壤中的碳㊁氮减少,土壤S O C和T N含量随之降低,且S O C ʒT N在中牧处理中达到最大值㊂在放牧强度较大时,植物补偿性生长受到抑制,S O C和T N含量增加可能是由于家畜的践踏和排泄等行为所引起的营养回归占据主导,因此增加了土壤碳和氮的积累㊂磷素是一种沉积型循环元素,在土壤中较碳和氮元素含量低,且易受固定[33-34],同时磷素在动物体内的富集率高㊂放牧减少了土壤T P含量,表明T P含量对放牧干扰的响应强烈,可能是由于家畜体内的养分富集,导致了土壤磷平衡失调,这与李岚[35]的研究结果相一致㊂溶解性有机养分是土壤微生物从环境中获取物质和能量的有效形态[36]㊂K a i s e r等[37]研究表明,土壤溶解性有机养分的计量比可以直观地反映土壤微生物生长的化学计量限制性,而非受土壤全量养分的影响㊂在本研究中,放牧减少了土壤D O C和D O P含量,而对土壤D O N含量无明显影响,从而使得不同放牧强度下的D O CʒD O N的比值总体减少,D O CʒD O P和D O NʒD O P的比值总体上升㊂通常来说,当土壤资源环境中的CʒN比降低时,土壤微生物的生长往往会受到碳素限制[38]㊂在本研究中,中牧和重牧处理组的D O CʒD O N均显著低于对照组,表明藏羊放牧可能会使高寒草地土壤微生物的生长受碳限制的程度增强㊂土壤微生物是陆地生态系统中最活跃的成分,其生物量CʒNʒP计量比能反映其对养分的相对需求程度[39]㊂放牧活动通常会对土壤理化环境产生强烈影响,尤其是改变土壤可利用养分含量水平,这直接或间接改变了土壤微生物与资源间的养分供求平衡关系,导致其资源的化学计量比不能满足土壤微生物的生长需求㊂为此,土壤微生物将主要从以下四方面进行适应性调整[40]:一是通过提高特定类群的活性,如固氮细菌和腐生真菌可以增加土壤中氮和磷等养分输入;二是通过提高限制元素获取酶的产量以增加限制元素的获取;三是通过吸收并贮存过量元素,使其生物量的化学计量比向资源不断趋近;四是通过保留限制元素或是释放自身体内的过量元素,维持其生物量计量比的相对稳定㊂本研究中,不同放牧强度对土壤M B C,M B N,M B P含量及其计量比均没有显著影响,可能是由于放牧强度控制平台建立年限较短的缘故,说明土壤微生物量对短期放牧干扰没有明显响应,这与L i n等[41]对温带典型草原的研究结果相同㊂同时,这也表明在放牧作用的强烈干扰下,土壤发生的变化相比微生物量碳氮磷含量变化更显著[42],高寒草地土壤微生物CʒNʒP计量比存在较强的内稳性,也进一步表示高寒草地土壤微生物并没有从环境中获取过量的限制元素贮存于体内,而是通过其余途径来应对其环境资源有限与微生物自身生长所需之间的化学计量不平衡问题㊂此外,中牧和重牧处理中CʒN不平衡低于对照组,且CʒP不平衡和NʒP不平衡高于对照组,这也证明了在较大的放牧强度下,高寒草地主要受碳和磷的共同限制㊂3.2放牧强度对土壤酶活性及其计量比的影响土壤胞外酶主要来自于土壤微生物[43],其活性强弱可表征生态系统中土壤碳㊁氮㊁磷的循环情况,是催化分解和养分矿化的关键一环[44]㊂M o o s h a m-m e r等[45]研究表明,当土壤微生物受到某一元素限制时,土壤微生物可以通过贮存过量元素来适应有限的环境资源胁迫;或是提高相关的获取酶活性,使获取限制元素的效率增加,进而维持自身化学计量的相对平衡㊂本研究选择了与微生物养分代谢关系密切的四种水解酶(B G,L A P,N A G和A P),它们直接参与土壤碳氮磷的转化过程,可以催化产生生物可利用的末端单体[46]㊂目前,往往用土壤胞外酶活性及其计量比来表征土壤微生物生长的相对养分需求[16]㊂例如,B Gʒ(N A G+L A P),B GʒA P和(N A G+L A P)ʒA P越小分别表明土壤中的氮和磷的可利用性越低,土壤微生物生长可能受到氮或磷的相对限制[47]㊂本研究结果显示,重牧处理使土壤B G酶活性显著增加,从而导致B Gʒ(N A G+L A P)和B GʒA P的比值显著上升,土壤微生物生长主要受碳限制㊂这表明在重度放牧下,相对于氮获取酶(N A G+L A P)和磷获取酶(A P),高寒草地土壤微生物会选择通过提高碳获取酶(B G)的活性,使B G 的产量增多,以获取更多的碳,进而缓解其生长受碳5871Copyright©博看网. All Rights Reserved.草地学报第31卷限制的程度㊂通过对土壤各组分碳氮磷计量比进行相关性分析,发现土壤酶化学计量特征不受土壤资源计量比和微生物养分计量比的调控(表3),对土壤微生物胞外酶合成和分泌的影响机制还有待进一步研究㊂4结论在本研究中,中度放牧和重度放牧减少了土壤溶解性有机碳和溶解性有机磷含量,而对溶解性有机氮含量无明显影响,进而使土壤溶解性有机碳氮比随之下降,这导致高寒草地微生物生长可能受到碳和磷的共同限制㊂同时,微生物生物量碳氮磷含量对放牧干扰无明显响应,并且高寒草地土壤微生物通常会通过不同途径来维持其自身化学计量比的相对稳定㊂面对重度放牧引起的化学计量不平衡问题,高寒草地土壤微生物主要通过提高碳获取酶B G的产量,以维持其自身与环境资源之间化学计量的相对平衡㊂参考文献[1]龙瑞军.青藏高原草地生态系统之服务功能[J].科技导报,2007,25(9):26-28[2]姚檀栋,朱立平.青藏高原环境变化对全球变化的响应及其适应对策[J].地球科学进展,2006,21(5):459-464[3]吴建国,吕佳佳.气候变化对青藏高原高寒草甸适宜气候分布范围的潜在影响[J].草地学报,2009,17(6):699-705 [4] S C HWA B E D I S S E NSG,L O H S E K A,R E E DSC,e t a l.N i-t r o g e n a s ea c t i v i t y b y b i o l o g i c a ls o i lc r u s t si nc o l ds a g e b r u s h s t e p p e e c o s y s t e m s[J].B i o g e o c h e m i s t r y,2017,134:57-76 [5]尚占环,董全民,施建军,等.青藏高原 黑土滩 退化草地及其生态恢复近10年研究进展 兼论三江源生态恢复问题[J].草地学报,2018,26(1):1-21[6] M I E H EG,M I E H ES,B H N E RJ,e t a l.H o wo l d i s t h e h u m a nf o o t p r i n t i n t h ew o r l d's l a rg e s t a l p i n ee c o s 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All Rights Reserved.第6期潘森等:放牧强度对高寒草地土壤-微生物-胞外酶化学计量的影响T o t a lD i s s o l v e dN i t r o g e n i nS o i l[J].S o i l S c i e n c e S o c i e t y o fA-m e r i c a J o u r n a l,2010,74:1018-1027[28]B R O O K E SP C,L A N D MA N A,P R U D E N G,e ta l.C h l o r o-f o r mf u m ig a t i o na n d th e r e l e a s e o f s oi l n i t r o g e n:Ar a p i dd i r e c te x t r a c t i o n m e t h o dt o m e a s u r e m i c r o b i a lb i o m a s sn i t r o g e ni ns o i l[J].S o i l B i o l o g y a n dB i o c h e m i s t r y,1985,17:837-842 [29]V E R C H O TL V,B O R E L L IT.A p p l i c a t i o no f p a r a-n i t r o p h e-n o l(ρN P)e n z y m ea s s a y s i nd e g r a d e dt r o p i c a l s o i l s[J].S o i lB i o l o g y a n dB i o c h e m i s t r y,2005,37:625-633[30]K A I S E RC,F R A N K L I N O,D I E C KMA N N U,e t a l.M i c r o b i a lc o m m u n i t yd y n a m i c s a l le v i a t e s t o i c h i o m e t r i c c o n s t r a i n t s d u r i n gl i t t e r d e c a y[J].E c o l o g y L e t t e r s,2014,17:680-690 [31]何贵永,孙浩智,史小明,等.青藏高原高寒湿地不同季节土壤理化性质对放牧模式的响应[J].草业学报,2015,24(4):12-20[32]李文,曹文侠,李小龙,等.放牧管理模式对高寒草甸草原土壤养分特征的影响[J].草原与草坪,2016(2):8-13,20 [33]L I U S,Z AMA N I A N K,S C H L E U S SP M,e t a l.D e g r a d a t i o no fT i b e t a n g r a s s l a n d s:C o n s e q u e n c e sf o rc a r b o na n dn u t r i e n tc y c l e s[J].A g r i c u l t u r e,E c o s y s t e m sa nd E n v i r o n me n t,2018,252:93-104[34]昝看卓,阿山江㊃伊米尼江,刘丛,等.不同秋眠类型紫花苜蓿根际与非根际土壤理化性质及化学计量特征[J].草地学报, 2022,30(4):957-965[35]李岚.滩羊放牧对典型草原生态化学计量特征和多功能性的影响[D].兰州:兰州大学,2021:15-24[36]陈安强,付斌,鲁耀,等.有机物料输入稻田提高土壤微生物碳氮及可溶性有机碳氮[J].农业工程学报,2015,31(21):160-167[37]K A I S E RC,F R A N K L I N O,D I E C KMA N N U,e t a l.M i c r o b i a lc o m m u n i t yd y n a m i c s a l le v i a t e s t o i c h i o m e t r i c c o n s t r a i n t s d u r i n gl i t t e r d e c a y[J].E c o l o g y L e t t e r s,2014,17:680-690[38]HU Y G E N SD,DÍA ZS,U R C E L A Y C,e t a l.M i c r o b i a l r e c y-c l i n g o fd i s s o l ve d o r g a n i cm a t t e r c o nf i n e s p l a n t n i t r og e nu p t a k et o i n o r g a n i c f o r m s i nas e m i-a r i de c o s y s t e m[J].S o i lB i o l o g ya n dB i o c h e m i s t r y,2016,101:142-151[39]Z E C HM E I S T E R-B O L T E N S T E R N S,K E I B L I N G E R K M,M O O S HAMM E R M,e t a l.T h e a p p l i c a t i o no f e c o l o g i c a l s t o i-c h i o m e t r y t o p l a n t-m i c r o b i a l-s o i lo r g a n i c m a t t e rt r a n s f o r m a-t i o n s[J].E c o l o g i c a lM o n o g r a p h s,2015,85:133-155 [40]袁晓波.氮沉降对黄土高原典型草原植物群落稳定性及土壤微生物养分利用过程的影响[D].兰州:兰州大学,2020:16 [41]L I NB,Z H A O X,Z H E N G Y,e t a l.E f f e c t o f g r a z i n g i n t e n s i t yo n p r o t o z o a n c o m m u n i t y,m i c r o b i a l b i o m a s s,a n d e n z y m e a c t i v i-t y i na na l p i n em e a d o wo n t h eT i b e t a nP l a t e a u[J].J o u r n a l o f S o i l s a n dS e d i m e n t s,2017,17:2752-2762[42]阚海明,庞卓,陈超,等.北京西北浅山区退化草地植被恢复对土壤微生物群落多样性的影响[J].草地学报,2022,30(6): 1350-1358[43]文都日乐,张静妮,李刚,等.放牧干扰对贝加尔针茅草原土壤微生物与土壤酶活性的影响[J].草地学报,2010,18(4):517-522[44]T H E U E R L S,B U S C O T F.L a c c a s e s:t o w a r d d i s e n t a n g l i n gt h e i r d i v e r s i t y a n df u n c t i o n s i nr e l a t i o nt os o i lo r g a n i cm a t t e rc y c l i n g[J].B i o l o g y a n dF e r t i l i t y o f S o i l s,2010,46:215-225[45]M O O S H AMM E R M,WA N E K W,Z E C HM E I S T E R-B O L T-E N S T E R NS,e t a l.S t o i c h i o m e t r i c i m b a l a n c e s b e t w e e n t e r r e s-t r i a l d e c o m p o s e r c o m m u n i t i e s a n d t h e i r r e s o u r c e s:m e c h a n i s m sa n d i m p l i c a t i o n s o fm i c r ob i a l a d a p t a t i o n s t o t h e i r r e s o u rc e s[J].F r o n t i e r s i n M i c r o b i o l o g y,2014,5:1-10[46]Z U OYP,L I J P,Z E N G H,e t a l.V e r t i c a l p a t t e r n a n d i t s d r i v-i n g f a c t o r s i ns o i l e x t r a c e l l u l a r e n z y m ea c t i v i t y a n ds t o i c h i o m-e t r y a l o n g m o u n t a i n g r a s s l a n d b e l t s[J].B i o g e o c h e m i s t r y,2018,141:23-39[47]WA R I N GBG,W E I N T R A U BSR,S I N S A B A U G H RL.E c o-e n z y m a t i cs t o i c h i o m e t r y of m i c r o b i a ln u t r i e n ta c q u i s i t i o ni nt r o p i c a l s o i l s[J].B i o g e o c h e m i s t r y,2014,117:101-113(责任编辑闵芝智)7871Copyright©博看网. 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放牧对蒿类荒漠草地植物群落和土壤理化性质的影响
放牧对蒿类荒漠草地植物群落和土壤理化性质的影响朱昊;柯梅;李学森;任玉平;侯钰荣;魏鹏;贠静【摘要】通过对不同放牧梯度下蒿类荒漠草地地上植物的高度、盖度、密度和生物量及地下土壤容重、全氮、全磷、全钾和有机质等指标的测定和分析,旨在为此类草地恢复和合理放牧制度的确立提供科学依据.结果表明:(1)不同放牧梯度下放牧后的草地植物的地上生物量下降十分为明显,放牧前、适度放牧后及重度放牧后分别为:161.98,105.11和73.17 g/m2,草地植物生物量在不同牧压间的变化差异极显著(P<0.01);(2)适度放牧下,0~10、10~20及20~30 cm的土壤容重在放牧前后均差异不显著(P>0.05).重度放牧下,10~20 cm土壤容重放牧后比放牧前增加,差异显著(P<0.05);(3)10~20和20~30 cm土层,全钾在适度放牧后和重度放牧后均表现为增加、有机质均有所减少,其放牧前后均差异显著(P<0.05).%The effect of grazing intensities on plant communities and soil physical and chemical properties of artemisia desert grassland was studied by the measurement of plant height,coverage,density and biomass and soil bulk density,total nitrogen,total phosphorus,total potassium and organic matter in order to provide a scientific basis for the establishment of reasonable grazing system.Results showed that (1) the plant biomass obviously decreased after grazing under different grazing intensities,and it was 161.98 g/m2,105.11 g/m2 and 73.17 g/m2 for zero grazing,moderate grazing and heavy grazing respectively.The biomass difference among grazing intensities was significant (P<0.01).(2) Under moderate grazing,the differences of soil bulk density in 0~10 cm,10~20 cm and 20~30 cm layers were not significant before and after grazing (P>0.05).Under heavygrazing,the soil bulk density in 10~20 cm layer significantly increased after grazing (P<0.05).(3) Within 10~20 cm and 20~30 cm layers,the total potassium content increased and organic matter content decreased after grazing in moderate grazing and heavy grazing treatments (P<0.05).【期刊名称】《草原与草坪》【年(卷),期】2017(037)004【总页数】6页(P68-73)【关键词】不同放牧;蒿类荒漠草地;植物群落;地上生物量;土壤容重,土壤养分【作者】朱昊;柯梅;李学森;任玉平;侯钰荣;魏鹏;贠静【作者单位】新疆畜牧科学院草业研究所,新疆乌鲁木齐830000;新疆畜牧科学院草业研究所,新疆乌鲁木齐830000;新疆畜牧科学院草业研究所,新疆乌鲁木齐830000;新疆畜牧科学院草业研究所,新疆乌鲁木齐830000;新疆畜牧科学院草业研究所,新疆乌鲁木齐830000;新疆畜牧科学院草业研究所,新疆乌鲁木齐830000;新疆畜牧科学院草业研究所,新疆乌鲁木齐830000【正文语种】中文【中图分类】S812新疆拥有天然草地5 725.88万hm2,其中荒漠草地2 688.8万hm2,占全疆草地面积的46.93%,多作为春秋利用[1]。
国人作品:放牧诱导的微生物组的改变推动了草甸草原土壤有机碳转换和生产力
国人作品:放牧诱导的微生物组的改变推动了草甸草原土壤有机碳转换和生产力南京农业大学张瑞福课题组与中国农业科学院辛晓平课题组等团队于2018年9月20日在《Microbiome》上发表题目为《Grazing-induced microbiome alterations drive soil organic carbon turnover and productivity in meadow steppe》的文章。
该研究揭示了放牧对土壤微生物群落,土壤有机碳周转和土壤生产力的影响,并表明土壤微生物α多样性在指导草甸草原生态系统功能中具有重要的积极作用。
关键词:温带草原、牛放牧、微生物组成、土壤培养、SOC分解酶活性、土壤生产力研究摘要放牧是草原生物多样性和生产力的主要调节因素。
但放牧对地下的菌群,过程和土壤生产力的变化的了解还是比较少的。
在这里,我们使用长期封闭的放牧草甸草原,研究了放牧对土壤有机碳(SOC)周转,微生物群落组成,季节变化下的抗性和活性以及微生物对土壤生产力的贡献的影响。
结果表明:(1)放牧对草甸草原土壤微生物群落和生态系统功能有显著影响。
(2)在轻度放牧强度下土壤微生物α-多样性最高,而在中度放牧强度下土壤微生物β-多样性最高。
(3)放牧改变了微生物组成,从主要的真菌到主要的细菌,从慢生长到快速生长,从而导致从主要利用稳定的SOC的真菌为主的食物网转变为主要利用不稳定的SOC的细菌为主的食物网。
(4)在真菌和细菌为主的菌群群落中分别观察到较高的真菌对稳定的SOC分解活性和细菌对不稳定的SOC分解活性。
(5)值得注意的是,细菌群落的稳健性和细菌活性的稳定性与α-多样性有关,而真菌群落及其相关活性的稳健性并非如此。
(6)我们观察到微生物α多样性而不是SOC周转率可以预测土壤生产力。
该研究结果表明放牧对土壤微生物群落,土壤有机碳周转和土壤生产力的强烈影响,并且土壤微生物α多样性在指导草甸草原生态系统功能中具有重要的积极作用。
放牧对武功山草甸土壤微生物生物量及酶活性的影响
放牧对武功山草甸土壤微生物生物量及酶活性的影响徐晓凤;牛德奎;郭晓敏;邓邦良;周桂香;王书丽;朱丛飞;罗汉东【期刊名称】《草业科学》【年(卷),期】2018(035)007【摘要】以武功山山地草句为研究对象,通过分析不同放牧强度对土壤微生物生物量碳氮以及酶活性的影响,旨在为退化草句修复提供理论依据.结果表明:1)不同土壤微生物生物量碳氮含量表现为0-20 cm土层>20-40 cm土层,除20-40 cm土层轻牧和中牧的土壤微生物生物量氮无显著差异外(P>0.05),随放牧强度增加,土壤微生物生物量碳氮含量均显著降低(P<0.05);2)可溶性碳氮含量在0 20和20-40 cm 土层间无显著差异(P>0.05),均表现为在0-20 cm土层轻牧显著大于中牧和重牧(P <0.05);3)碱解氮和易氧化碳含量表现为在不同土层,轻牧和中牧含量均显著高于重牧(P<0.05);4)土壤β-葡萄糖甘酶、p-N-乙酰氨基葡萄糖甘酶和脲酶活性表现为在不同土层下,轻度和中牧均显著高于重牧(P<0.05);5)相关性分析表明,不同放牧强度土壤β-葡萄糖甘酶、β-N-乙酰氨基葡萄糖甘酶和脲酶活性与微生物生物量碳氮均呈显著性正相关(P<0.05)或极显著正相关(P<0.01).【总页数】7页(P1634-1640)【作者】徐晓凤;牛德奎;郭晓敏;邓邦良;周桂香;王书丽;朱丛飞;罗汉东【作者单位】江西省森林培育重点实验室江西农业大学林学院,江西南昌330045;江西省森林培育重点实验室江西农业大学林学院,江西南昌330045;江西省森林培育重点实验室江西农业大学林学院,江西南昌330045;江西省森林培育重点实验室江西农业大学林学院,江西南昌330045;中国科学院南京土壤研究所,江苏南京210000;江西省森林培育重点实验室江西农业大学林学院,江西南昌330045;江西省森林培育重点实验室江西农业大学林学院,江西南昌330045;江西省森林培育重点实验室江西农业大学林学院,江西南昌330045【正文语种】中文【中图分类】S812.8;S812.2【相关文献】1.武功山高山草甸土壤微生物生物量碳及其影响因素 [J], 曹裕松;胡文杰;周兵;周升团;宋勇生;2.武功山高山草甸土壤微生物生物量碳及其影响因素 [J], 曹裕松;胡文杰;周兵;周升团;宋勇生3.放牧对青藏高原东缘高寒草甸土壤酶活性及土壤养分的影响 [J], 谈嫣蓉;杜国祯;陈懂懂;孙大帅;张世虎;王向涛4.放牧对小嵩草草甸土壤酶活性及土壤环境因素的影响 [J], 王启兰;曹广民;王长庭5.滇西北亚高山草甸土壤养分及酶活性对放牧和封育的响应 [J], 单贵莲;初晓辉;陈功;谢勇;袁福锦;尹海燕因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
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浙江农林大学学报,2017, 34(4): 679-686Journal of Zhejiang A & F Universitydoi:10.11833/j.issn.2095-0756.2017.04.014放牧对冷蒿根际微生物区系及土壤酶活性的影响张洪芹\臧晓琳\蔡宙霏\程路芸\马元丹\宝音陶格涛2!张汝民\高岩1(1.浙江农林大学省部共建亚热带森林培育国家重点实验室,浙江临安311300; 2.内蒙古大学生命科学学院,内蒙古呼和浩特010021)摘要:为了揭示放牧对退化草原冷蒿Artemisia_/rigi8a群落阻击草场进一步退化的机制,以小区控制放牧试验(不放 牧、轻度放牧、重度放牧)冷蒿根际与非根际土壤为对象,研究了不同程度放牧干扰对冷蒿根际土壤微生物数量、类群和酶活性的影响及其相互关系。
结果表明:各放牧区土壤微生物数量均表现为细菌>放线菌>真菌;各处理 之间冷蒿根际土壤微生物细菌、放线菌、真菌数量均显著高于非冷蒿根际土壤(9<0.05)。
冷蒿根际土壤氨化细菌 和好氧纤维素分解菌数量高于非冷蒿根际土壤;轻度放牧区冷蒿根际土壤氨化细菌和好氧纤维素分解菌数量显著增加(9<0.05)。
冷蒿根际土壤轻度放牧后碱性磷酸酶、脱氢酶、淀粉酶、转化酶、脲酶、硝酸还原酶活性明显高 于对照和重度放牧;各放牧区冷蒿根际土壤7种酶活性显著高于非冷蒿根际土壤(9<0.05)。
相关分析表明,氨化 细菌与碱性磷酸酶、脱氢酶、淀粉酶、转化酶、硝酸还原酶活性存在极显著正相关关系(9<0.01),好氧纤维素分 解菌与酶活性存在正相关(9<0.05)。
重度放牧后土壤中微生物数量减少,酶活性降低,轻度放牧使冷蒿根际土壤 微生物数量和酶活性显著增加,改善土壤微生态环境。
合理放牧有助于冷蒿阻击草原进一步退化。
图1表3参33 关键词:土壤学;放牧;冷蒿;根际微生物;土壤酶活性中图分类号:S154 文献标志码:A 文章编号:2095-0756(2017)04-0679-08Effects of grazing intensity on soil microbial flora and soil enzymeactivities in the Artemisia f rigida rhizosphereZHANG Hongqin1, ZANG Xiaolin1, CAI Zhoufei1, CHENG Luyun1, MA Yuandan1,Baoyintaogetao2, ZHANG Rumin1, GAO Yan1(1. State Key Laboratory of Subtropical Silviculture, Zhejiang A [ F University, Lin’an 311300, Zhejiang, China; 2.College of Life Science, Inner Mongolia University, Hohhot 010021, Inner Mongolia, China)Abstract:To reveal how Artemisia frigida growing in degraded grasslands resisted further degradation, the effects of grazing disturbance at varying degrees (no grazing, the control; light grazing; and heavy grazing) to microorganism quantity, physiological groups, and enzyme activities of soil microbes in the A. frigida rhizosphere, along with the interrelationships among them, were studied. Results showed that the number of microorganisms in different grazing areas was: bacteria >actinomyces >fungus. The counts of bacteria, actinomyces, and fungi in the A. frigida rhizosphere were significantly higher than in the non-rhizosphere (P<0.05). The count of ammonifying bacteria and aerobic cellulose decomposers in the rhizosphere were also significantly higher (P<0.05) than that in non-rhizosphere; under light grazing, ammonifying bacteria and aerobic cellulose decomposers in the rhizosphere were significantly higher (P<0.05). Compared to the control and the heavy grazing treatment, activities of soil alkaline phosphatase, dehydrogenase amylase, invertase, urease, and nitrate reductase in the rhizosphere with the light grazing treatment were higher (P<0.05). In each grazing area, sev-收稿日期&2016-03-02;修回日期&2016-05-24基金项目&国家自然科学基金资助项目(31270756, 31470704);(十二五”国家科技支撑计划项目(2011BAC07B01);国家重点基础研究发展计划(“973”计划)项目(2014CB138805)作者简介:张洪芹,从事森林生态学研究。
E-mail:893097171@。
通信作者:高岩,教授,博士,从事 植物化学和植物发育生理学等研究。
E-mail: gaoyan1960@680浙江农林大学学报2017年8月20日en kinds of soil enzyme activities in the rhizosphere of A.frigida were significantly higher than those in thenon-rhizosphere(X0.05). The correlation analysis indicated a highly significant positive correlation between ammonifying bacteria and activities of soil alkaline phosphatase,dehydrogenase,amylase,invertase,and nitrate reductase(X0.01);aerobic cellulose decomposers also had a positive correlation with soil enzyme activities (X0.05). A fter heavy grazing,the number of microorganisms in the soil decreased,and soil enzyme activities decreased both in the A.frigida rhizosphere and non-rhizosphere.Thus,the number of soil microorganisms and soil enzyme activities in the A.frigida rhizosphere increased with light grazing and improved the soil ecological environment meaning reasonable grazing could help the A.frigida population in degraded grasslands to further resist degradation.[Ch, 1fig. 3 tab. 33 ref.]Key w o rd s:soil science;grazing;A rtem isia frigida;rhizosphere microbe;soil enzyme activity放牧是草地利用的主要方式之一。
过度放牧会导致草地发生不同程度的退化[1]。
土壤微环境的退化 伴随着不同程度的土壤微生物数量的减少和酶活性的下降[2]。
土壤微生物和酶是土壤养分转化和循环的 动力,参与有机质分解和腐殖质的形成等各个生化过程,能敏感地反映土壤中各种微环境的变化[3_5]。
根际是植物根系、土壤、微生物形成的动态微域。
植被的生长能有效维持土壤生态系统的动态平衡[6_7]。
研究表明:根际土壤微生物数量普遍高于非根际土壤[8]。
随放牧强度的増加,土壤中纤维素酶、多酚氧 化酶、脲酶、蛋白酶、碱性磷酸酶和蔗糖酶活性逐渐降低[9];土壤微生物量碳、氮等与脲酶活性呈负相 关,与蔗糖酶和碱性磷酸酶活性呈正相关[10];目前,关于放牧对根际土壤微生物及酶活性的影响研究较 少,多集中在放牧对土壤养分、土壤微生物功能及遗传多样性的影响等方面[11_12]。
内蒙古典型草原是中 国西北地区重要的生态屏障,其功能的正常发挥对维持全球及区域性生态系统平衡具有极其重要的作用。
由于长期过度放牧和刈割等人类活动的强烈干扰,草原生态环境恶化,退化现象日趋严重[13]。
冷蒿 A rtem isia/H gida是菊科Asteraceae蒿属A rte m isia多年生草本植物,广布于草原带或荒漠草原带,具有耐 旱耐寒、耐践踏、耐土壤贫瘠,生根萌蘖的再生生长能力强等特性[14"15],特别在重度放牧时,即使经过 家畜强烈啃食后,仍然能够继续更新繁殖使植株丛扩大,保持一定的生产力水平[16],是过度放牧引起草 原退化的指示植物,伴随着草原退化演替的各个阶段。