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基于高通量测序的禁牧对土壤微生物群落结构的影响

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生态学报 2022年第17期42卷 7137-7146页

作者：朱怡吴永波安玉亭南京林业大学生物与环境学院南京210037 江苏省南方现代林业协同创新中心南京210037 盐城市麋鹿研究所盐城224136

麋鹿的采食、躺卧和践踏行为均会对栖息地土壤环境造成影响,进而影响土壤微生物群落结构。利用高通量测序技术,分析江苏大丰麋鹿国家级自然保护区禁牧点和补饲点土壤细菌和真菌群落结构差异,并结合土壤理化性质探究禁牧对土壤微生物群... 详细信息

麋鹿的采食、躺卧和践踏行为均会对栖息地土壤环境造成影响,进而影响土壤微生物群落结构。利用高通量测序技术,分析江苏大丰麋鹿国家级自然保护区禁牧点和补饲点土壤细菌和真菌群落结构差异,并结合土壤理化性质探究禁牧对土壤微生物群落结构的影响。结果表明细菌群落的优势菌门为变形菌门,真菌群落的优势菌门为子囊菌门。禁牧改变了土壤微生物群落结构,在门水平上提高了变形菌门、放线菌门和担子菌门的相对丰度,降低了绿弯菌门、厚壁菌门和子囊菌门的相对丰度,禁牧点与补饲点土壤微生物群落多样性的相似性较低。冗余分析中,细菌受土壤环境因子的影响大于真菌,其中土壤pH是影响细菌和真菌群落最大的土壤环境因子。研究揭示了禁牧对土壤微生物群落结构的影响,为保护区制定麋鹿生境恢复方案提供参考。

关键词：禁牧土壤微生物群落结构高通量测序

禁牧对内蒙古克氏针茅草原表层土壤细菌群落结构的影响

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草地学报 2023年第11期31卷 3376-3383页

作者：张晓馥白雪张起迪李淑芬韩冰赵鸿彬内蒙古农业大学生命科学学院内蒙古呼和浩特010010 麦类种质创新利用自治区高等学校重点实验室内蒙古呼和浩特010010 内蒙古自治区生物制造重点实验室内蒙古呼和浩特010010

为探究克氏针茅草原禁牧初期表层土壤细菌的变化情况,本文利用2018—2020年内蒙古克氏针茅草原的细菌高通量数据和土壤理化性质数据,对自然放牧向禁牧转变初期的表层细菌群落和土壤理化性质的变化及其相互关系进行分析。在自然放牧向禁... 详细信息

为探究克氏针茅草原禁牧初期表层土壤细菌的变化情况,本文利用2018—2020年内蒙古克氏针茅草原的细菌高通量数据和土壤理化性质数据,对自然放牧向禁牧转变初期的表层细菌群落和土壤理化性质的变化及其相互关系进行分析。在自然放牧向禁牧转变初期,细菌相对丰度发生较大变化,但优势菌种组成没有显著变化,其中,相较于2018年,2019年放线菌门和变形菌门相对丰度均增加,2020年变形菌门相对丰度超过了放线菌门。自然放牧条件下,细菌丰度、细菌多样性均与土壤体积含水量存在显著负相关关系,细菌丰度与土壤温度显著正相关;禁牧初期,细菌丰度与pH、土壤有机质、土壤温度显著正相关,与土壤体积含水量显著负相关。细菌丰度比细菌多样性更容易受到禁牧和土壤理化性质的影响。因此,本研究结果为进一步研究禁牧后表层土壤细菌群落变化提供了一定的理论依据。

关键词：克氏针茅草原禁牧表层土壤细菌群落高通量测序

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禁牧后伊犁绢蒿荒漠植被特征年际动态变化

中国草地学报 2022年第3期44卷 29-38页

作者：董楚珺董乙强安沙舟阿斯太肯·居力海提马春燕李生梅新疆农业大学草业学院新疆乌鲁木齐830052 新疆草地资源与生态重点实验室新疆乌鲁木齐830052 西部干旱荒漠区草地资源与生态教育部重点实验室新疆乌鲁木齐830052

通过野外实地调查取样,于2017~2019年(禁牧2~4a)对新疆玛纳斯县和呼图壁县的禁牧区及放牧区的群落植被特征进行测定分析,探究不同禁牧年限下伊犁绢蒿荒漠草地植被特征年际动态变化。结果表明:(1)退化荒漠禁牧后一年生草本植物逐渐从群... 详细信息

通过野外实地调查取样,于2017~2019年(禁牧2~4a)对新疆玛纳斯县和呼图壁县的禁牧区及放牧区的群落植被特征进行测定分析,探究不同禁牧年限下伊犁绢蒿荒漠草地植被特征年际动态变化。结果表明:(1)退化荒漠禁牧后一年生草本植物逐渐从群落中消退,半灌木和多年生草本植物的重要值增加;(2)荒漠植被禁牧2~4a后,植被高度、盖度和地上生物量分别显著增加了15.42%~265.54%、21.76%~285.86%和106.78%~810.49%(P禁牧无明显响应;(3)荒漠植物多样性对禁牧的响应与地区差异有关。呼图壁县研究区植物多样性表现为围栏外>围栏内,其中Margalef丰富度指数、Simpson优势度指数和Shannon-Wiener多样性指数在禁牧2a后差异显著;而玛纳斯县研究区植物多样性表现为围栏内>围栏外,Simpson优势度指数、Shannon-Wiener多样性指数和Pielou均匀度指数在禁牧3a后差异显著。综上所述,短期禁牧改善了群落植被的生长状况,促进了伊犁绢蒿荒漠草地的恢复,但荒漠植物多样性对禁牧的响应与地区差异有关。

关键词：禁牧伊犁绢蒿荒漠草地植物群落数量特征植物多样性

禁牧对伊犁绢蒿种群数量特征及其构件生物量分配的影响

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西北植物学报 2023年第3期43卷 483-490页

作者：聂婷婷董乙强杨合龙安沙舟崔国盈张勇娟新疆农业大学草业学院乌鲁木齐830052 新疆草地资源与生态自治区重点实验室乌鲁木齐830052 西部干旱区草地资源与生态教育部重点实验室乌鲁木齐830052 乌鲁木齐市林业和草原局乌鲁木齐830092

该研究于2020年5月、7月和9月在天山北坡中段试验区的禁牧区(5a)和放牧区分别进行调查采样,测定分析不同月份禁牧区和放牧区伊犁绢蒿种群数量特征(高度、盖度、密度和生物量)及构件(茎、叶、根)生物量,以揭示植物种群特征和构件生物量... 详细信息

该研究于2020年5月、7月和9月在天山北坡中段试验区的禁牧区(5a)和放牧区分别进行调查采样,测定分析不同月份禁牧区和放牧区伊犁绢蒿种群数量特征(高度、盖度、密度和生物量)及构件(茎、叶、根)生物量,以揭示植物种群特征和构件生物量对禁牧的响应规律,为退化草地的修复治理以及合理利用提供依据。结果表明:(1)与放牧区相比,5月、7月、9月禁牧区的伊犁绢蒿种群的高度、盖度和生物量均显著增加(P禁牧区与放牧区伊犁绢蒿单株生物量、茎生物量和叶生物量均呈先降后增的变化趋势,而根生物量呈增加的趋势;禁牧改变了植株构件比例,与放牧区相比,禁牧区茎、叶的生物量所占单株生物量的比例在7月、9月均显著增加,而根生物量所占比例显著降低。研究认为,禁牧有利于地上植被的恢复,使其构件结构改变,是恢复退化荒漠草地植物的有效措施。

关键词：禁牧伊犁绢蒿构件生物量生物量分配

禁牧封育对祁连山南麓高寒草甸植被群落结构及土壤水分特征的影响

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中国草地学报 2023年第4期45卷 22-32页

作者：宋成刚张铭洋何琦王军邦王文颖杨永胜樊博周华坤青海师范大学地理科学学院青海西宁810008 青海省工程咨询中心有限公司青海西宁810001 中国科学院西北高原生物研究所/青海省寒区恢复生态学重点实验室/中国科学院高原生物适应与进化重点实验室青海西宁810001 长江大学园艺园林学院湖北荆州434025 中国科学院地理科学与资源研究所/中国科学院生态系统网络观测与模拟重点实验室北京100101 青海海北高寒草地生态系统国家野外科学观测研究站青海西宁810001

以祁连山南麓高寒草甸为研究对象,设置自然放牧(3.5羊单位/hm2)、封育4 a、封育11 a样地,分析不同禁牧年限下研究区植被群落结构和土壤水分特征的变化规律。结果表明:植被高度、盖度、地上生物量随禁牧年限延长呈先升高后降低趋势,地下... 详细信息

以祁连山南麓高寒草甸为研究对象,设置自然放牧(3.5羊单位/hm2)、封育4 a、封育11 a样地,分析不同禁牧年限下研究区植被群落结构和土壤水分特征的变化规律。结果表明:植被高度、盖度、地上生物量随禁牧年限延长呈先升高后降低趋势,地下生物量及总生物量呈先降低后升高趋势。封育4 a与自然放牧(对照)相比,植被高度、盖度显著升高(P禁牧封育年限的增加,植被群落物种数无明显变化,群落结构变化明显。与自然放牧(对照)相比,封育11 a样地植物多样性指数显著降低11.01%(P禁牧封育(封育4 a)对土壤最大持水量、毛管持水量、饱和导水率的影响主要集中在0~30 cm土层。随着封育年限的增加,0~30 cm土层土壤毛管孔隙度和总孔隙度均呈先增加后降低趋势,非毛管孔隙度无明显变化。综上所述,短期禁牧封育有利于研究区植被群落结构改善及土壤水分特征的恢复,禁牧年限过长不利于退化草地植被群落及水源涵养功能的可持续恢复。

关键词：禁牧植物群落结构土壤水分持水量孔隙度

禁牧对云雾山草地土壤微生物群落结构和功能的影响

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禁牧对云雾山草地土壤微生物群落结构和功能的影响

作者：高雅宁西北农林科技大学

学位级别：硕士

草地在畜牧业发展和控制水土流失方面发挥着重要作用,然而目前由于过度放牧,全国90%的天然草地严重退化。围栏禁牧是阻控草地退化,提高土壤质量的有效措施。微生物作为土壤生态系统的重要组成部分,是物质转化和能量流动的驱动者,其变化... 详细信息

草地在畜牧业发展和控制水土流失方面发挥着重要作用,然而目前由于过度放牧,全国90%的天然草地严重退化。围栏禁牧是阻控草地退化,提高土壤质量的有效措施。微生物作为土壤生态系统的重要组成部分,是物质转化和能量流动的驱动者,其变化在一定程度上能够反映土壤质量状况。近年来,针对退化草地禁牧过程中植物、土壤养分的演变过程开展了大量研究,然而对土壤微生物群落结构及其功能影响的研究相对缺乏。本研究以黄土高原云雾山禁牧草地为研究对象,采用高通量测序技术,系统研究禁牧0年、10年、15年、27年和35年土壤微生物群落结构及功能的演变特征,阐明土壤微生物群落变化的驱动因素,为半干旱区退化草地的恢复治理提供理论依据。主要结果如下:(1)随着禁牧年限的增加,植被盖度、地上和根系生物量呈现递增趋势,并在禁牧27年达到峰值,分别增加了1.83、8.70、3.94倍,表明禁牧能够促进植被群落恢复,但长期禁牧会抑制植被群落的恢复。禁牧提高土壤养分含量,土壤有机碳、硝态氮、铵态氮分别提高了1.68、1.86、1.85倍,土壤有机碳、硝态氮、铵态氮、速效磷和碳氮比基本表现为递增趋势,在禁牧27年达到峰值后降低。信息熵维数D、关联维数D、容量维数D随禁牧年限递增;信息熵维数D、关联维数D在禁牧前期样地随土层深度递增、在禁牧35年草地均随土层深度递减,D/D则呈现递减趋势。土壤容重、有机碳与土壤粒径分布呈现正相关关系。以上结果表明,禁牧能够促进土壤肥力,改善土壤结构,但长期禁牧不利于退化草地植被和土壤的恢复。(2)土壤微生物群落多样性(包括OTUs、Shannon指数和Chao1估计值)随着禁牧年限呈递增趋势,说明禁牧能够提高土壤微生物多样性,但细菌群落多样性峰值位于禁牧27年,真菌在禁牧35年,说明细菌、真菌群落的演替模式不同。土壤细菌的优势菌门为放线菌门(Actinobacteria)、变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)和浮霉菌门(Planctomycetes),群落组成基本稳定;随土层深度的增加,在0-40cm土层中放线菌门、变形菌门的相对丰度呈递减趋势,表明不同类群的细菌对土层深度环境偏好不同。土壤真菌功能类群主要为植物病原体、动物病原体、粪腐生菌、木质腐生菌和丛枝菌根真菌,随着禁牧年限的增加,动物病原体和粪腐生菌丰度递减,植物病原体、木质腐生菌和丛枝菌根真菌丰度则呈递增趋势。以上结果表明禁牧改变了微生物的群落组成,能够提高土壤微生物群落多样性。(3)随着禁牧年限的增加,土壤微生物总氮循环功能基因丰度、chi A、nif H、amo A-AOA、amo A-AOB、nir S和nir K的基因丰度均逐渐增加,其中总氮功能基因丰度提高了1.28倍;在垂直方向上,chi A、nif H、amo A-AOB的基因丰度随着土层深度的增加,但amo A-AOA、nir S和nir K的基因丰度变化趋势相反。以上结果表明,禁牧在提高土壤氮储存潜力的同时也增加了土壤氮的释放潜能。随着禁牧年限的增加,腐生菌、植物病原菌和丛枝菌根真菌的多样性增加,但植物病原菌和丛枝菌根真菌的多样性在禁牧27年时达到峰值后降低;动物病原菌和粪腐生菌的多样性随禁牧年限增加而减小。禁牧对真菌功能群在土壤垂直方向上的分布无显著影响。(4)植物多样性、土壤有机碳和硝态氮是细菌和真菌群落变化的主要驱动因素。土壤养分、容重和根系生物量是影响氮循环功能基因的主要因素;集成推进树分析表明真菌功能群落组成在0-20cm土层主要受植物多样性、地上生物量、根系生物量、土壤有机碳、硝态氮和土壤含水量影响,而在20-60cm受容重是影响最大。以上结果表明禁牧通过改善地上植被和土壤养分状况,进而影响微生物群落结构和功能。综上所述,结果表明禁牧能够增加土壤养分,提高微生物群落多样性,有利于土壤微生物群落结构及功能的恢复,但长期禁牧会不利于退化草地植物、土壤性质和微生物群落的恢复。

关键词：禁牧植被恢复土壤微生物群落结构黄土高原

禁牧对退化山地草甸植物多样性及土壤有机碳储量的影响

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新疆农业大学学报 2023年第2期46卷 117-124页

作者：王瑞田琳涵董乙强姜安静阿斯太肯·居力海提聂婷婷周时杰汪洋新疆农业大学草业学院乌鲁木齐830052 新疆草地资源与生态重点实验室乌鲁木齐830052 西部干旱荒漠区草地资源与生态教育部重点实验室乌鲁木齐830052

为明确轻度退化山地草甸植物群落特征和土壤养分对禁牧的响应规律,采用野外实地调查取样与室内分析相结合的方法,对禁牧区10年和自由放牧区(载畜量1.5~2.0羊单位/hm^(2))赛里木湖山地草甸植物数量特征、植物多样性和土壤有机碳碳储量等... 详细信息

为明确轻度退化山地草甸植物群落特征和土壤养分对禁牧的响应规律,采用野外实地调查取样与室内分析相结合的方法,对禁牧区10年和自由放牧区(载畜量1.5~2.0羊单位/hm^(2))赛里木湖山地草甸植物数量特征、植物多样性和土壤有机碳碳储量等进行测定分析。结果表明,禁牧后退化山地草甸植物平均高度显著增加41.36%(P0.05);禁牧后土壤有机碳在土层0~30 cm显著降低70.03%~76.05%(P禁牧对退化山地草甸植物群落特征和土壤物理性质的效果不明显,10年的禁牧年限对土壤有机碳固持效果不明显,仍需更长的禁牧年限来观测土壤有机碳储量的变化。

关键词：禁牧植物数量特征植物多样性土壤有机碳

禁牧政策对草场质量的影响研究——基于牧户尺度的分析

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北京大学学报（自然科学版） 2013年第2期49卷 288-296页

作者：谷宇辰李文军北京大学环境科学与工程学院北京100871

为更加全面准确地分析禁牧政策对于草场的恢复效果,采用MODIS卫星提供的遥感影像解译合成植被归一化指数(NDVI)数据,通过对新巴尔虎右旗156户禁牧与非禁牧草场连续8年的数据进行差异性检验,分析在控制降水气温因素的情况下禁牧对草场生... 详细信息

为更加全面准确地分析禁牧政策对于草场的恢复效果,采用MODIS卫星提供的遥感影像解译合成植被归一化指数(NDVI)数据,通过对新巴尔虎右旗156户禁牧与非禁牧草场连续8年的数据进行差异性检验,分析在控制降水气温因素的情况下禁牧对草场生物量的影响。同时通过对研究样地牧民的入户访谈调查,分析牧民对于禁牧效果的感知作为补充。研究表明,虽然禁牧草场与自由放牧草场的生物量在禁牧前后出现差异,使得草场状况在一定程度上有所恢复,但相较于当前的退化水平,由禁牧带来的植被恢复对于草场的整体状况改善并不能起到决定性的作用。同时,并非禁牧时间越长草场恢复得越好,禁牧后4年中的遥感影像分析表明,草场的生物量呈现年际波动的特征。而禁牧时间过长,由于打破了原有草地生态系统中"草–畜"的关联关系,反而有可能不利于草场的健康恢复。

关键词：禁牧草场恢复归一化植被指数牧民感知

禁牧政策影响下的农村劳动力转移机制分析——以宁夏盐池县为例

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资源科学 2007年第4期29卷 40-45页

作者：刘艳华宋乃平陶燕格王磊宁夏大学西北退化生态系统恢复与重建省部共建教育部重点实验室

文章以2002年实施全境禁牧的盐池县为例,通过对农户调查资料及统计数据的分析,总结了盐池县禁牧前后劳动力转移的特点。系统构建了劳动力转移机制,对促使转移动力和转移动机产生的受禁牧影响较大的因素进行了详细论证和深入分析。发现... 详细信息

文章以2002年实施全境禁牧的盐池县为例,通过对农户调查资料及统计数据的分析,总结了盐池县禁牧前后劳动力转移的特点。系统构建了劳动力转移机制,对促使转移动力和转移动机产生的受禁牧影响较大的因素进行了详细论证和深入分析。发现受禁牧政策的影响,养殖数量平均减幅57.09%,农村剩余劳动力进一步增加;饲草成本翻了一番,畜牧养殖收益降低44.3%,城乡收入差距进一步拉大。在农村产业结构单一、剩余劳动力就业出路少等因素的推动下,大量剩余劳动力在先出去务工者的带动下以及政策的引导下克服来自于自身、城市的转移阻力,调整家庭能够支配的资源-劳动力-在城乡之间、不同部门之间的配置,通过劳动力转移来增加收益,但限于城市生活门槛较高、自身文化技术水平低、户籍制度、非农产业部门工作的不稳定性、农户的社会保障制度不健全等因素,劳动力转移行业主要集中在劳动密集型、生产一线以及低层次的商业服务业领域,其从事的行业、分布区域以及务工周期长短具有明显的不确定性和间隔性,收益增加缓慢,诸多问题有待解决。

关键词：禁牧剩余劳动力转移机制盐池县