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草业学报 2024年第7期33卷 205-214页

作者：谭湘蛟董逵才张华唐川川杨燕中国科学院、水利部成都山地灾害与环境研究所四川成都610299 三江源国家公园管理局生态监测信息中心青海西宁810003 青海省大通县东峡林场青海大通810100 中国科学院大学北京100049

积雪增加引起土壤水热变化,进而可能改变草地生态系统土壤磷循环过程。本研究以青藏高原多年冻土区高寒草甸为研究对象,采用积雪栅栏诱导方式模拟积雪增加,分析测试了对照和积雪增加处理下土壤表层的水热特征、土壤理化性质和磷酸酶活... 详细信息

积雪增加引起土壤水热变化,进而可能改变草地生态系统土壤磷循环过程。本研究以青藏高原多年冻土区高寒草甸为研究对象,采用积雪栅栏诱导方式模拟积雪增加,分析测试了对照和积雪增加处理下土壤表层的水热特征、土壤理化性质和磷酸酶活性、土壤磷的有效性和组分特征。结果表明:1)积雪增加提高了生长季(5-9月)浅层(0~10 cm)土壤温度和湿度;2)积雪增加在0~10 cm、10~20 cm土层显著增加了土壤中全磷、有效磷、Al-P含量,降低了有机磷和Ca_(2)-P含量,Ca_(8)-P含量在0~10 cm土层降低,在10~20 cm土层增加;3)冗余分析表明,影响土壤磷形态的关键因子为土壤全氮、有机质和土壤水热状态。积雪增加通过改变土壤全氮含量、有机质含量和水热状态等土壤理化性质和土壤磷酸酶活性,提高土壤有机磷矿化速率,促进Ca_(8)-P和Al-P等缓效磷源释放更多的磷,提高土壤磷有效性。

关键词：青藏高原积雪增加高寒草甸磷有效性

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青藏高原多年冻土区高寒草甸对积雪增加的响应

青藏高原多年冻土区高寒草甸对积雪增加的响应

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作者：唐川川四川农业大学

学位级别：硕士

积雪在青藏高原分布范围广,在生态系统中起着重要的作用,显著影响着生态系统的结构和功能。为明确高寒草甸积雪变化下不同物候时期(返青期、旺盛期、枯黄期)的土壤水热和养分、植物功能性状、物候以及种群的变化,探明青藏高原多年冻土... 详细信息

积雪在青藏高原分布范围广,在生态系统中起着重要的作用,显著影响着生态系统的结构和功能。为明确高寒草甸积雪变化下不同物候时期(返青期、旺盛期、枯黄期)的土壤水热和养分、植物功能性状、物候以及种群的变化,探明青藏高原多年冻土区高寒草甸植被和土壤对积雪增加的响应特征,尤其是磷素在生态系统的积累和循环过程,本研究选择青藏高原多年冻土区高寒草甸为研究对象,采用雪栅栏诱导方式模拟积雪厚度增加,研究高寒草甸对积雪增加的响应特征,探索磷素在生态系统响应积雪增加的贡献和潜在的机制。结果如下:1.积雪增加对土壤水热状态的影响积雪增加使高寒草甸土壤温度和水分增加了0.47℃、3.90%,使非生长季节(2019年10月-2020年5月)0-10 cm土壤温度增加0.50℃,生长季节(2020年6月-2020年9月)内0-10 cm温度增加0.44℃;非生长季节0-10 cm土壤含水量增加2.75%,生长季节内0-10 cm土壤含水量5.05%。2.积雪增加对土壤磷素的影响积雪增加使高寒草甸旺盛期、枯黄期土层(0-10 cm、10-20 cm)全磷含量显著增加;使返青期、旺盛期土层(0-10 cm、10-20 cm)有效磷显著增加,而枯黄期没有变化;使返青期、枯黄期土层(0-10 cm、10-20 cm)的土壤有机磷显著降低;使返青期、旺盛期土层(0-10 cm、10-20 cm)Ca-P显著下降,枯黄期Ca-P没有变化;使返青期Ca-P在土层10-20 cm下降了17%,旺盛期土层0-10 cm下降了71%,枯黄期Ca-P没有变化;返青期、旺盛期AL-P在土层0-10 cm显著增加;Fe-P、O-P、Ca-P没有统计学变化;积雪使返青期、旺盛期土壤磷酸酶活性在表层土壤中(0-10 cm、10-20cm)显著增加,枯黄期土壤磷酸酶活性没有变化。土壤磷素的变化主要是在植物生长的返青期和旺盛期。3.积雪增加对植物功能性状的影响积雪使植物在177.67±0.52天进入返青期;对照179.67±0.52天进入返青期,积雪使返青期提前了2天;使植物266.50±0.54天进入枯黄期;对照263.67±0.52天进入枯黄期,积雪使枯黄期推迟了3天,积雪增加提前了植物的返青期,推迟了植物的枯黄期,使植物的生长季节增长,这有利于植物地下生物量的积累;返青期土层10-20 cm比表面积(SRA)显著降低;旺盛期土层(0-10 cm、10-20 cm)比根长(SRL)显著增加,土层10-20 cm比表面积显著增加;返青期、旺盛期、枯黄期根系C、N、P没有变化;小嵩草、早熟禾、棘豆比叶面积(SLA)没有变化;显著增加了地上植物C、N、P含量;使小嵩草、早熟禾和棘豆N含量显著增加,化学计量比没有变化。4.积雪增加对植物生物量、群落组成结构影响积雪增加使返青期、旺盛期地下(0-20 cm)生物量显著增加,分别增加了22.58%、30.53%,而枯黄期地下(0-20 cm)生物量显著减少了16.15%;返青期土层(0-10 cm、10-20 cm)地下生物量没有变化;旺盛期土层(0-10 cm、10-20 cm)地下生物量显著增加;枯黄期地下(0-10 cm)生物量显著减少了29.78%,地下(10-20 cm)生物量没有统计学变化;积雪增加使高寒草甸群落物种丰富度和群落盖度有增加趋势,显著增加了群落植被高度。

关键词：青藏高原积雪增加群落结构物候根系功能性状叶片特征

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