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三江源区不同建植年限人工草地植物群落与土壤微生物生理类群的变化

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应用生态学报 2009年第11期20卷 2646-2651页

作者：王启兰王长庭刘伟曹广民龙瑞军中国科学院西北高原生物研究所西宁810001 兰州大学青藏高原生态系统管理国际中心兰州730020

通过对江河源区不同建植年限多年生人工草地植物群落的调查,分析了其土壤理化性状和土壤微生物数量的变化.结果表明:随着人工草地建植年限的增加,植物群落的数量特征多呈高-低-高、杂类草生物量低-高-底、莎草生物量增加的趋势;土壤养... 详细信息

通过对江河源区不同建植年限多年生人工草地植物群落的调查,分析了其土壤理化性状和土壤微生物数量的变化.结果表明:随着人工草地建植年限的增加,植物群落的数量特征多呈高-低-高、杂类草生物量低-高-底、莎草生物量增加的趋势;土壤养分变化为高-低-高、容重为低-高-底、pH呈下降趋势;土壤中多数微生物的数量及微生物生物量碳含量的变化为高-低-高,纤维素分解菌数量逐渐升高,而反硝化菌数量逐年下降,溶磷菌数量呈低-高-低的动态变化.土壤微生物数量与土壤理化性状存在明显的相关关系,各生理类群明显受不同土壤理化因素的直接控制和间接调节.说明人工草地的建植及其正向恢复演替改善了土壤的理化性状,使土壤环境有利于有益微生物菌群的定居繁殖,有害微生物菌群的增殖受到抑制.

关键词：江河源区人工草地土壤理化性状微生物生理类群

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川西北高原3种禾本科牧草根系特征比较研究

草业学报 2021年第3期30卷 41-53页

作者：刘斯莉王长庭张昌兵胡雷唐立涛潘攀西南民族大学青藏高原研究院四川成都610041 四川省草原科学研究院四川成都611731

探究3种栽培牧草根系特征的差异,对维系川西北退化高寒草地地下生态系统结构和功能意义重大。本研究采用微根管原位监测与室内分析相结合的方法对紫羊茅、垂穂披碱草及老芒麦单播人工草地的根系特征及其土壤环境进行比较分析。结果表明:... 详细信息

探究3种栽培牧草根系特征的差异,对维系川西北退化高寒草地地下生态系统结构和功能意义重大。本研究采用微根管原位监测与室内分析相结合的方法对紫羊茅、垂穂披碱草及老芒麦单播人工草地的根系特征及其土壤环境进行比较分析。结果表明:1)3种栽培牧草根系生长存在明显的季节节律,5-7月为生长高峰期,7-8月为现存高峰期,8-9月为死亡高峰期。2)3种栽培牧草根系现存量均随土层显著降低,其中老芒麦的根系现存量显著高于紫羊茅和垂穂披碱草(P<0.05);紫羊茅根系生产量和死亡量最高,根系净生长速率最低。3)紫羊茅的根系周转率显著高于老芒麦和垂穂披碱草,且随土层加深而显著增加(P<0.05)。4)结构方程模型(SEM)显示,牧草种类和土层深度不仅直接影响根系特征,而且通过改变土壤化学计量比和土壤理化性质,间接影响根尖数和根系动态特征,进而影响根系周转。综上所述,3种栽培牧草在根系生长与资源获取方面存在明显差异性。紫羊茅采取缩短根系寿命,加快根系周转的生长策略以保证营养吸收效率,而垂穂披碱草和老芒麦采取增加根系产量,以及延长根系寿命的策略减缓根系周转,并通过降低根系的碳消耗而增加了其碳汇功能以适应高寒环境。

关键词：人工草地草地恢复根系特征土壤理化性质微根管法

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高寒草地不同灌丛化梯度下土壤酶活性研究

草业学报 2023年第9期32卷 79-92页

作者：张东侯晨马文明王长庭邓增卓玛张婷西南民族大学青藏高原研究院四川成都610041

灌丛化是影响草地土壤物质循环的重要生态过程。为探究草地灌丛化梯度变化对土壤酶活性的影响,本研究以青藏高原东缘3种典型灌丛高山绣线菊、小叶锦鸡儿、金露梅和未灌丛化草地为研究对象,分析不同灌丛化梯度下(未灌丛化、轻度灌丛化和... 详细信息

灌丛化是影响草地土壤物质循环的重要生态过程。为探究草地灌丛化梯度变化对土壤酶活性的影响,本研究以青藏高原东缘3种典型灌丛高山绣线菊、小叶锦鸡儿、金露梅和未灌丛化草地为研究对象,分析不同灌丛化梯度下(未灌丛化、轻度灌丛化和重度灌丛化),0~10 cm、10~20 cm、20~40 cm、40~60 cm和60~80 cm土壤理化性质及蔗糖酶(sucrase)、脲酶(urease)、多酚氧化酶(polyphenol oxidase)、葡萄糖苷酶(glucosidase)、蛋白酶(protease)和纤维素酶(cellulase)活性。结果表明:灌丛化草地土壤0~20 cm土层中,pH和土壤有机碳(SOC)含量显著高于未灌丛化草地,土壤含水率(SWC)和全氮(TN)显著低于未灌丛化草地(P0.05),但SWC仍是影响6种酶活性的主要因子,其可直接正向影响该6种酶活性,也可通过负向影响土壤pH或正向影响SOC进一步影响TN,从而影响酶活性。因此,研究区草地灌木侵入导致土壤酶活性降低利于土壤有机碳固存。

关键词：青藏高原高寒草地灌丛化灌丛化梯度土壤酶活性结构方程模型

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青海省森林乔木层碳储量现状及固碳潜力

植物生态学报 2018年第8期42卷 831-840页

作者：陈科宇字洪标阿的鲁骥胡雷王根绪王长庭西南民族大学青藏高原研究院成都610041 中国科学院成都山地灾害与环境研究所中国科学院山地表生过程与生态调控重点实验室成都610041

为阐明青海省森林生态系统乔木层植被碳储量现状及其分布特征,该研究利用240个标准样地实测的乔木数据,估算出青海省森林生态系统不同林型处于不同龄级阶段的平均碳密度,并结合青海省森林资源清查资料所提供的不同龄级的各林型面积,估... 详细信息

为阐明青海省森林生态系统乔木层植被碳储量现状及其分布特征,该研究利用240个标准样地实测的乔木数据,估算出青海省森林生态系统不同林型处于不同龄级阶段的平均碳密度,并结合青海省森林资源清查资料所提供的不同龄级的各林型面积,估算了青海省森林生态系统乔木层的固碳现状、速率和潜力。结果表明:1)2011年青海省森林乔木层平均碳密度为76.54Mg·hm^-2,总碳储量为27.38Tg。云杉(Picea spp.)林、柏木(Cupressus funebris)林、桦木(Betula spp.)林、杨树(Populus spp.)林是青海地区的主要林型,占青海省森林面积的96.23%,占青海省乔木层碳储量的86.67%,其中云杉林的碳储量(14.78Tg)和碳密度(106.93Mg·hm^-2)最高。按龄级划分,乔木层碳储量表现为过熟林>中龄林>成熟林>近熟林>幼龄林。2)青海省乔木层总碳储量从2003年的23.30Tg增加到2011年的27.38Tg,年平均碳增量为0.51Tg·a^-1。乔木层固碳速率为1.06Mg·hm^-2·a^-1,其中柏木林的固碳速率最大(0.44Mg·hm^-2·a^-1);桦木林的固碳速率为负值(-1.06Mg·hm^-2·a^-1)。3)青海省乔木层植被固碳潜力为8.50Tg,其中云杉林固碳潜力最高(3.40Tg)。该研究结果表明青海省乔木层具有较大的固碳潜力,若对现有森林资源进行合理管理和利用,将会增加青海省森林的碳固存能力。

关键词：碳储量固碳速率固碳潜力乔木层青海省

高寒草甸植物生态化学计量特征的空间格局及其影响因素

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生态学报 2024年第9期44卷 3660-3675页

作者：毛军其曼古丽·帕拉提乔福生胡雷刘丹王长庭西南民族大学青藏高原研究院成都610225

植物碳(C)、氮(N)、磷(P)含量及其生态化学计量比反映了植物对环境变化的适应。然而,目前关于不同植物功能群如何调节C、N、P含量及其生态化学计量比以适应海拔梯度的变化还不清楚。在青藏高原东南缘高寒草甸选取了60个样点,对不同功能... 详细信息

植物碳(C)、氮(N)、磷(P)含量及其生态化学计量比反映了植物对环境变化的适应。然而,目前关于不同植物功能群如何调节C、N、P含量及其生态化学计量比以适应海拔梯度的变化还不清楚。在青藏高原东南缘高寒草甸选取了60个样点,对不同功能群(禾本科、莎草科、豆科和杂类草)C、N、P含量及其生态化学计量比(质量比)沿着海拔梯度(3300—3500 m、3500—3700 m、3700—3900 m、3900—4100 m和4100—4300 m)的变化规律及其关键驱动因子进行研究。结果表明:1)不同植物功能群具有一定的生态化学计量学内稳性,各功能群C含量,莎草科和豆科N含量,禾本科、莎草科和杂类草P含量,以及除莎草科C∶P之外的不同功能群C∶P和N∶P随海拔升高变化不显著(P>0.05)。2)禾本科和杂类草植物通过增加N含量适应高海拔环境,即海拔3900—4100和4100—4300 m它们的N含量显著高于其他海拔。4100—4300 m豆科植物P含量显著低于3700—3900 m(P<0.05)是由年平均降水量下降引起的。3)4个功能群C∶N整体上随着海拔增加而下降,表明海拔升高引起植物N素利用效率下降;同时,各植物功能群N∶P均大于16,植物生长受P限制。4)与非豆科植物相比,豆科植物N含量和N∶P高,而C含量和C∶N低。5)冗余分析(RDA)和结构方程模型(SEM)表明,海拔和纬度共同驱动的年平均气温和降水量变化是调控不同植物功能群C、N、P含量及其生态化学计量比的关键因子。综上,海拔梯度上,植物具有增加、降低或保持自身C、N、P含量及其生态化学计量比稳定的生态适应性策略,这种差异因植物功能群的不同而异,因此在构建植物C、N、P生物地球化学模型中应考虑海拔梯度上植物生态适应性策略的差异。

关键词：不同海拔梯度生态化学计量植物功能群高寒草甸空间格局

青藏高原高寒草甸植物群落物种组成和生物量沿环境梯度的变化

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中国科学（C辑） 2007年第5期37卷 585-592页

作者：王长庭曹广民王启兰景增春丁路明龙瑞军中国科学院西北高原生物研究所兰州大学草地农业科技学院兰州730070

　生物多样性与生态系统功能的关系及其机制是生态学领域的重大科学问题．人们越来越关注环境因子对多样性-生产力关系的影响．植物群落组成、物种丰富度、物种特征、生物量的分布结构和植物枯枝落叶对高寒草甸物种多样性和生产力有着... 详细信息

　生物多样性与生态系统功能的关系及其机制是生态学领域的重大科学问题．人们越来越关注环境因子对多样性-生产力关系的影响．植物群落组成、物种丰富度、物种特征、生物量的分布结构和植物枯枝落叶对高寒草甸物种多样性和生产力有着重要的影响．因此，我们利用2001～2004年中国科学院海北生态系统定位站高寒草甸群落的实测资料，研究了不同环境梯度（土壤含水量和营养）下，植物群落生物量，物种丰富度及组成的变化．结果表明，植物群落物种组成的不同反应在生物量的分布上，以藏嵩草为优势种的藏嵩草沼泽化草甸群落总生物量（地上、地下）最高（13196．96±719．69g／m^2），次之是以杂类草和莎草科为主的小嵩草草甸（2869．58±147．52g／m^2），以禾本科和杂类草为主的矮嵩草草甸最低（2153．08±141．95g／m^2）．藏嵩草沼泽化草甸中，草本植物枯枝落叶显著高于小嵩草、矮嵩草草甸，土壤含水量对草本植物枯枝落叶有较大的影响．不同类型草甸群落中，地上生物量与土壤有机质、全氮和群落盖度之间均呈显著正相关（P〈0．05）；藏嵩草沼泽化草甸中，总生物量与物种丰富度呈负相关（rs=-0．907，P〈0．05）、地下生物量与土壤含水量呈正相关（rs=-0．900，P〈0．05）；而在小嵩草和矮嵩草草甸中它们之间均没有达到显著水平，说明不同类型高寒草甸群落生产力除受物种多样性、功能群内物种密度和均匀度的影响，同时也受物种本身特征和外部环境资源的影响．不同类型草甸群落生物量的分布与土壤含水量和土壤养分的变化相一致．

关键词：物种丰富度枯枝落叶地上生物量地下生物量土壤含水量高寒草甸

高寒草地灌丛化对土壤团聚体稳定性及其胶结物质的影响

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土壤学报 2023年第1期60卷 151-163页

作者：陈红马文明王长庭邓增卓玛唐思洪侯晨西南民族大学青藏高原研究院成都610041

团聚体是土壤有机碳重要的存储单元,其稳定性直接影响有机碳的固存。为探明草地灌丛化是否影响土壤团聚体稳定性及其胶结物质,本文以青藏高原东缘4种典型灌丛化草地(高山绣线菊Spiraea alpina、窄叶鲜卑花Sibiraea angustata、小叶锦鸡... 详细信息

团聚体是土壤有机碳重要的存储单元,其稳定性直接影响有机碳的固存。为探明草地灌丛化是否影响土壤团聚体稳定性及其胶结物质,本文以青藏高原东缘4种典型灌丛化草地(高山绣线菊Spiraea alpina、窄叶鲜卑花Sibiraea angustata、小叶锦鸡儿Caragana microphylla、金露梅Potentilla fruticosa)为研究对象,分析土壤团聚体稳定性大于0.25 mm团聚体含量、平均重量直径(MWD)和分形维数及其胶结物质(团聚体有机碳、铁铝氧化物、钙键和铁铝键结合的有机碳)的含量,并分析各胶结物质对团聚体稳定性的影响。结果表明,(1)小叶锦鸡儿灌丛化显著降低2~0.25 mm和小于0.002 mm团聚体含量和团聚体稳定性(P0.05)。(2)小叶锦鸡儿灌丛化和窄叶鲜卑花灌丛化改变了团聚体胶结物质的含量。(3)团聚体胶结物质与MWD的增强回归树分析结果显示,高山绣线菊灌丛化草地土壤团聚体稳定性的主要贡献胶结物质为络合态铁(Fe_(p))和无定形态铁铝(Fe_(o)、Al_(o)),而其他3种灌丛化样地和未灌丛化草地主要贡献因子则为团聚体有机碳(SAOC)和游离态铁(Fe_(d))。灌丛化虽增加了小叶锦鸡儿样地主要胶结物质中小于0.053 mm粒径SAOC的含量,但降低了大团聚体、黏粒以及Fe_(d)的含量,从而降低了团聚体稳定性,这可能不利于其有机碳的固存。本研究可为该区域团聚体稳定性和有机碳库的动态变化提供理论知识。

关键词：高寒灌丛草地土壤团聚体稳定性团聚体有机碳铁铝氧化物结合态有机碳

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青藏高原青南地区植物群落生态梯度分析

兰州大学学报（自然科学版） 2004年第3期40卷 60-65页

作者：王文颖王春燕王启基王刚王长庭史惠兰兰州大学干旱与草地农业生态教育部重点实验室甘肃兰州730000 青海师范大学生物系青海西宁810008 兰州大学学报编辑部甘肃兰州730000 中国科学院西北高原生物研究所青海西宁810001

依据对青藏高原青南地区26个群落的样地调查和环境因子原始数据,用主分量分析(PCA)排序技术和回归模型,定量分析植物群落在空间的分布格局,以及群落结构特征和环境梯度之间的关系.结果表明:植物群落的类型分布主要决定于地理位置驱动下... 详细信息

依据对青藏高原青南地区26个群落的样地调查和环境因子原始数据,用主分量分析(PCA)排序技术和回归模型,定量分析植物群落在空间的分布格局,以及群落结构特征和环境梯度之间的关系.结果表明:植物群落的类型分布主要决定于地理位置驱动下的水热条件,其次还受制于土壤养分.代表植物群落结构特征的生物多样性和丰富度分别与环境梯度有显著的相关性,随年均温和年降水量减少,群落物种多样性和丰富度有降低的趋势.

关键词：青南地区植物群落 PCA技术生态梯度分析

高寒草甸不同群落类型土壤碳分布与物种多样性、生物量关系

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资源科学 2010年第10期32卷 2022-2029页

作者：王长庭龙瑞军刘伟王启兰张莉吴鹏飞西南民族大学生命科学与技术学院成都610041 中国科学院西北高原生物研究所西宁810001 兰州大学草地农业科技学院兰州730070 中国科学院研究生院北京100049

利用2003年-2005年中国科学院海北站不同群落类型草地和土壤的实测资料,研究了高寒草甸不同群落类型土壤有机碳、微生物量碳的分布特征与物种多样性、生物量的关系。结果显示:不同群落类型物种多样性随土壤有机碳、微生物量碳的增加而降... 详细信息

利用2003年-2005年中国科学院海北站不同群落类型草地和土壤的实测资料,研究了高寒草甸不同群落类型土壤有机碳、微生物量碳的分布特征与物种多样性、生物量的关系。结果显示:不同群落类型物种多样性随土壤有机碳、微生物量碳的增加而降低;群落生物量随着土壤有机碳、微生物量碳含量的增加而增加;不同类型草地土壤中,藏嵩草沼泽化草甸不同土层土壤微生物量碳和土壤有机全碳均显著高于其它三个类型草地各层的土壤微生物量碳、土壤有机全碳(P<0.01),4种群落类型土壤剖面上土壤有机碳和微生物量碳随土层深度的增加而降低,同一土层、不同群落类型土壤有机碳和微生物量碳存在明显差异;相关分析表明,土壤有机碳和土壤微生物量碳与有机质、全氮呈显著相关,土壤有机碳和土壤微生物量碳含量可作为衡量土壤肥力和土壤质量变化的重要指标。不同类型草地其最初的植物群落物种组成、生产力水平和土壤养分条件影响着土壤微生物生物量、组成和活性。

关键词：高寒草甸植物多样性生物量土壤有机碳微生物生物量碳