祁连山排露沟流域青海云杉林天然更新质量评价

为研究祁连山青海云杉林的天然更新质量特征,本研究选择分布在祁连山排露沟流域的青海云杉纯林为研究对象,借助建立在该流域青海云杉林内的固定样地,进行样地内青海云杉林存活个体的调查和测定,研究青海云杉的更新苗和成树密度,并对其进行了天然更新质量评价。研究结果表明:青海云杉林内的I级幼苗、II级幼苗、III级幼树、IV级幼树和V级成树的平均密度大小依次为109株·hm^(-2)、253株·hm^(-2)、685株·hm^(-2)、353株·hm^(-2)和1427株·hm^(-2),更新幼苗的密度明显低于更新幼树和成树的密度;不同样地不同等级的更新苗存在明显的差异,其密度最大值为5650株·hm^(-2),密度最小值为1025株·hm^(-2),更新苗分布倾向聚集分布;另外,在15块样地中,更新等级为中等以上的样地占所有样地的86.7%,更新等级为不良的样地仅占所有样地的13.3%。建议对更新不良的林分尽可能避免大的人为干扰。

秸秆与不同水平氮素配施对陇中黄土高原旱作农田土壤氮素矿化的影响

为了探明秸秆配施氮素对陇中黄土高原旱作农田土壤氮素矿化的影响,采用Stanford间歇淋洗培养法,经过120d室内培养,测定分析小麦秸秆0t/hm^2+施纯氮0kg/hm^2(N0)、小麦秸秆4.5t/hm^2+施纯氮0kg/hm^2(SN0)、小麦秸秆4.5t/hm^2+施纯氮50kg/hm^2(SN50)、小麦秸秆4.5t/hm^2+施纯氮100kg/hm^2(SN100)4种施肥方式下陇中黄土高原旱作农田土壤氮素矿化的特征。研究发现:①秸秆配施氮素降低了土壤氨化速率和硝化速率;②与N0相比,SN0、SN50、SN100处理土壤氮素累积矿化量分别下降了19.14%、17.22%、13.47%;③土壤氮素累积矿化量的变化是硝态氮的变化引起的。表明秸秆配施氮素能够降低土壤氮素矿化水平。

不同氮素水平下生物质炭、秸秆添加对陇中黄土高原旱作农田土壤活性有机碳的影响

针对黄土高原旱地小麦产量和土壤肥力水平低的问题,为更好地提升土壤肥力,达到稳产增产的效果,通过布设在定西李家堡镇的长期定位试验,研究了3种氮素(N)水平下(不施氮,施氮50 kg/hm^2,施氮100 kg/hm^2)生物质炭(B)、秸秆(S)添加(共9个处理)对陇中黄土高原旱作农田土壤有机碳及活性有机碳的影响。结果表明:相比于不施氮肥(CNO),其余施肥方式均可显著提升土壤有机碳含量,且以BN100的效果最为显著,0-5,5-10,10-30 cm土层分别提升了84.7%,69.3%,47.8%,BN0、BN50、BN100对土壤有机碳含量的提升效果明显好于SN0、SN50、SN100、CN0、CN50、CN100;相比于土壤有机碳,各处理对土壤各活性有机碳(MBC、EOC、DOC、HWOC)的影响以SN100最为显著,且均显著高于CN0、CN50、CN100;各处理对土壤有机碳及其组分含量的影响均表现出随土层加深而降低的趋势;相比于只施氮肥,生物质炭、秸秆添加下土壤有机碳及其各组分之间的相关性更加显著。相比于只施氮肥,生物质炭、秸秆的添加对于农田土壤有机碳及其活性有机碳组分含量的提升效果更加显著,生物质炭的添加对土壤有机碳含量的提升效果较好,而秸秆添加对活性有机碳含量的提升效果较为显著。研究结果对于土壤微生物环境的改善、土壤肥力的提升、减少土壤养分淋失、作物产量的提高都具有重要意义。

不同氮水平下秸秆、生物质炭添加对旱作农田土壤酸解有机氮组分的影响

为探明不同氮水平下秸秆、生物质炭添加对陇中黄土高原旱作农田土壤酸解有机氮组分的影响,2014年在定西市安定区李家堡镇布设的不同氮水平下秸秆、生物质炭添加定位试验(共9个处理),利用Bremner分级法,对该试验2018年收获后的土壤有机氮组分进行测定与分析。结果表明:在0~30 cm土层(0~5、5~10、10~30 cm土层),各处理酸解总有机氮、酸解氨态氮、酸解氨基酸态氮、酸解未知态氮含量均随土层的加深而降低,酸解氨基糖态氮含量随土层的加深而增加;较之无炭处理(CN0、CN50、CN100处理的均值),生物质炭添加(BN0、BN50、BN100处理的均值)处理可提升酸解总有机氮含量10.12%、9.14%、7.61%(土层由上至下),提升酸解氨态氮含量15.02%、16.25%、17.19%(土层由上至下),提升酸解氨基酸态氮含量13.31%、11.84%、8.74%(土层由上至下),其中BN100处理下对其提升效应最显著;较之无炭处理(CN0、CN50、CN100处理的均值),秸秆添加处理(SN0、SN50、SN100处理的均值)可提升酸解氨基糖态氮含量26.46%、26.51%、25.78%(土层由上至下),其中SN100处理下对其提升效应最显著;不同处理下,有机氮各形态的分布趋势为酸解氨基酸态氮>酸解氨态氮>酸解未知态氮>酸解氨基糖态氮。总之,BN100处理对酸解氨基酸态氮、酸解氨态氮提升效应最显著,进而增加土壤供氮潜力,可筛选为该区春小麦栽培的合理施肥方式。

秸秆和生物质炭添加对陇中黄土高原旱作农田土壤氮素矿化的影响

通过采集2014年设置于甘肃省定西市李家堡镇的不同碳源配施氮素田间定位试验土壤进行120天的室内培养试验,利用Stanford间歇淋洗培养法研究了无碳素和氮素添加(N0)、只施氮素(N100)、秸秆配施氮素(SN100)和生物质炭配施氮素(BN100)4种施肥方式对陇中黄土高原旱作农田土壤氮素矿化的影响。结果表明:秸秆和生物质炭配施氮素提升了表层土壤氮素矿化量,分别比只施氮素显著提升16.5%和15.4%;土壤氮素矿化呈现先快速增加而后迅速下降,降速逐渐转为慢速直至稳定的趋势,硝化速率,氨化速率分别在7,15天时达到最大,45,30天时趋于稳定。秸秆和生物质炭配施氮素均可显著提升上层土壤氮素矿化速率,硝化速率和氨化速率则处于一种相对平衡的状态。土壤各有机氮组分在培养前后的变化量与土壤氮素矿化量之间的冗余分析结果表明,对土壤可矿化氮贡献最大的是氨基酸态氮,酸解未知氮次之;矿质态氮与未酸解氮呈负相关,与各酸解有机氮组分均呈正相关。此外,相比于不施氮,在施氮条件下添加秸秆和生物质炭增加了表层土壤各有机氮组分的变化量,说明添加秸秆和生物质炭可通过改变各有机氮组分占全氮的比例来增加易矿化氮的含量,从而促进有机氮组分的矿化,以提升土壤供氮潜力。

祁连山典型灌丛群落结构特征及其多样性研究

灌丛群落作为祁连山森林生态系统的重要组成部分,在维护西北地区生态安全方面扮演着不可或缺的角色。系统地研究祁连山地区灌丛群落结构特征对阐明灌丛群落的更新、演替和稳定具有十分重要的意义,可为祁连山区森林生态系统的保护、恢复与重建提供基础数据和科学依据。选择分布在祁连山大野口流域的甘青锦鸡儿(Caragana tangutica)、鲜黄小檗(Berberis diapha⁃na)、金露梅(Potentilla fruticosa)、鬼箭锦鸡儿(Caragana jubata)和吉拉柳(Salix gilashanica)5种典型灌丛群落为研究对象,通过野外调查取样和室内分析,主要研究了5种典型灌丛群落的物种组成、生活型组成和物种多样性的变化规律。结果表明:(1)祁连山大野口流域灌丛群落组成较为简单,只出现了48种植物,隶属于26科,38属,以蔷薇科、禾本科、菊科和豆科等西北干旱区优势科的数量居多。(2)生活型谱均以地面芽植物所占比例最大,为37.09%,地上芽植物所占比例最少,为4.00%。(3)整体上看,灌丛群落的Shannon-Wiener多样性指数(H)变化范围为1.12~2.26,Simpson多样性指数(D)变化范围为0.60~0.74,其物种多样性指数较低,物种组成较为简单,其中不同灌丛群落H多样性指数表现为金露梅>鬼箭锦鸡儿>鲜黄小檗>甘青锦鸡儿>吉拉柳,D多样性指数表现为金露梅>鬼箭锦鸡儿>吉拉柳>鲜黄小檗>甘青锦鸡儿。(4)不同的生境条件导致群落多样性层间结构存在差异,除鬼箭锦鸡儿群落,多样性指数均为草本层>灌木层,而鬼箭锦鸡儿群落中灌木层和草本层的物种多样性指数较为接近,物种组成灌草均一。

祁连山典型灌丛植物根系化学计量特征及其与土壤理化因子的关系

为了揭示植物根系养分含量及其化学计量特征与土壤因子之间的关系,选择祁连山大野口流域的甘青锦鸡儿(Caragana tangutica)、鲜黄小檗(Berberis diaphana)、金露梅(Potentilla fruticosa)、鬼箭锦鸡儿(Caragana jubata)和吉拉柳(Salix gilashanica)等5种典型灌丛为研究对象,研究了植物粗根、细根化学计量特征及其与土壤理化因子之间的关系。结果表明,粗根碳、氮、磷平均含量分别为569.55、7.86、1.02 g/kg,细根分别为541.38、8.61、1.10 g/kg,其中磷变异系数较高,碳变异系数最小;粗根C/N、C/P、N/P均值分别为86.63、729.78、9.77,细根分别为71.34、527.61、8.11;碳、磷含量高于中国植物根系平均水平,粗根氮含量高于中国植物粗根的平均水平,但细根氮含量低于中国植物细根的平均水平。土壤有效磷含量和质量含水量是影响粗根生态化学计量特征的主要因子,土壤有效磷含量和pH是影响细根生态化学计量特征的主要因子。

祁连山大野口流域典型灌丛土壤有机碳含量分布特征

【目的】探究不同灌丛土壤有机碳含量分布特征,为改善该地生态系统碳汇管理提供理论参考依据。【方法】以祁连山大野口流域的5种典型灌丛土壤有机碳为研究对象,通过测定不同深度土壤有机碳含量和土壤pH值、土壤密度、含水量和总孔隙度,并采用灰色关联法,分析5种典型灌丛0~60 cm土壤有机碳含量分布特征及其影响因素。【结果】1)5种典型灌丛土壤有机碳含量均值由大到小表现为吉拉柳(74.93 g·kg^(-1))>金露梅(62.05 g·kg^(-1))>鬼箭锦鸡儿(41.02 g·kg^(-1))>鲜黄小檗(34.71 g·kg^(-1))>甘青锦鸡儿(13.74 g·kg^(-1));2)5种典型灌丛土壤有机碳含量最高值均出现在0~10 cm,表现出表层富集现象,其中金露梅灌丛和吉拉柳灌丛表层富集现象更加明显,并随土层深度加深逐渐减小;3)pH值与鲜黄小檗灌丛、鬼箭锦鸡儿灌丛、吉拉柳灌丛为较高关联度,土壤密度与甘青锦鸡儿灌丛为较高关联度,含水量与鲜黄小檗灌丛为较高关联度,总孔隙度与金露梅灌丛为较高关联度。【结论】5种典型灌丛不同土壤理化因子与土壤有机碳含量具有中等或以上的关联度。因此,在研究祁连山排露沟流域灌丛土壤有机碳环境变化时,也应将不同植被类型和土壤理化因子作为影响土壤有机碳含量的主要因素进行测定和分析。

祁连山排露沟流域吉拉柳灌丛群落特征

灌丛群落是祁连山森林生态系统的主要组成部分,根据野外样地调查,从物种组成、数量特征、生活型组成以及物种多样性等方面对祁连山排露沟流域吉拉柳(Salix gilashanica)灌丛群落结构进行了分析,为祁连山区吉拉柳灌丛群落的保护、利用及恢复提供理论依据。结果表明:该地区吉拉柳群落中有11种植物,隶属于11个科11个属,其中有1种乔木,2种灌木,8种草本,菊科、豆科、蓼科、伞形科等西北干旱区的表征科均有出现;吉拉柳灌丛群落中重要值最大的灌木是吉拉柳(1.02),重要值最大的草本是苔草(0.34);吉拉柳群落中以隐芽植物为主,占比为36.36%,其次为高位芽植物,占比为27.27%,群落中没有地上芽植物;吉拉柳灌木群落的D、H、M、C、J;分别为0.67、1.12、0.96、0.33和0.53,是单优势种群,物种多样性水平较低,且呈片状分布。