赖草草地叶片养分、碳组分和防御性化合物对氮添加的响应

本研究依托山西右玉黄土高原赖草(Leymus secalinus)草地2017年建立的氮(Nitrogen, N)添加梯度试验平台(0~32 g·m^(-2)·a^(-1)),探究N添加对优势植物赖草叶片养分[N、磷(Phosphorus, P)、钾(Potassium, K)]、非结构性碳水化合物、结构性碳水化合物和防御性化合物含量的影响。结果表明:N素输入显著提高叶片N,K含量和N∶K和N∶P比值,降低叶片P含量和P∶K比值;N素输入显著降低叶片非结构性碳水化合物和结构性碳水化合物含量;N素输入显著增加叶片总酚、单宁和黄酮类化合物含量;PCA分析表明低N(≤8 g·m^(-2)·a^(-1))和高N(>8 g·m^(-2)·a^(-1))输入下赖草叶片性状存在显著差异,土壤无机N含量、土壤有效N∶P和N∶K是其主要影响因子。以上结果表明N素输入改变了盐渍化草地赖草叶片养分-碳组分-防御性化合物的分配策略。

不同刈割强度对晋北赖草草地生态系统CO_(2)交换的影响

刈割是草地的主要利用方式,合理的刈割强度对维持草地生态系统碳平衡具有重要意义。本研究以山西省右玉县赖草(Leymus secalinus)草地生态系统为研究对象,动态监测2021年生长季不刈割、轻度刈割、中度刈割和重度刈割对草地生态系统净碳交换(Net ecosystem carbon exchange,NEE)、生态系统呼吸(Ecosystem respiration,ER)和生态系统总初级生产力(Gross ecosystem productivity,GEP)的影响,探究草地生态系统CO_(2)交换对不同刈割强度的响应。实验结果显示,刈割显著影响GEP,主要是由于GEP在中度刈割处理下较不刈割和重度刈割分别提高了21.4%和21.5%,NEE在中度刈割处理下较轻度刈割和重度刈割分别显著降低了54.4%和53.6%,但刈割对ER影响不显著。在不同刈割强度下,土壤温度和土壤无机氮含量是影响生态系统CO_(2)交换的重要因子。本研究结果表明中度刈割可以促进碳吸收而重度刈割会导致生态系统由碳汇转变为碳源,因此中度刈割为晋北赖草草地最适刈割强度。

晋北农牧交错带草地土壤总硝化速率对放牧强度的响应

为探究不同放牧强度对北方农牧交错带草地功能微生物参与的硝化过程影响机理。本研究以设置不放牧(0羊单位·hm^(-2)·生长季^(-1))、轻度(2.35羊单位·hm^(-2)·生长季^(-1))、中度(4.80羊单位·hm^(-2)·生长季^(-1))和重度(7.85羊单位·hm^(-2)·生长季^(-1))4个放牧强度的放牧实验平台为研究对象,通过同位素^(15)N库稀释法,测定土壤总硝化速率。结果表明:相比于对照,土壤总硝化速率在轻度、中度和重度放牧处理下分别提高了18.1%,6.2%,22.1%;氨氧化细菌基因AOB amoA丰度分别提高了10.72%,8.92%,42.01%,但在不同放牧强度之间无显著差异。土壤总硝化速率(6.72 mg·kg^(-1)·d^(-1))及AOB amoA拷贝数(1.12×10^(7)copies·g^(-1))最高值均出现在9月份,且整体高于其他月份。本研究表明,氨氧化细菌是参与晋北农牧交错带放牧草地土壤总硝化速率的主要微生物。此外,土壤含水量、铵态氮含量及土壤微生物生物量氮是影响土壤总硝化速率的关键因子。

北方农牧交错带典型草地土壤呼吸及其组分对刈割强度的响应

为探究草地土壤呼吸及其组分对不同刈割强度的响应,本试验以山西省右玉县农牧交错带典型草地生态系统为研究对象,于2016年按照留茬高度设置4个刈割强度(不刈割、轻度刈割(留茬10 cm)、中度刈割(留茬5 cm)和重度刈割(留茬2 cm)),用浅环和深环区分草地土壤的总呼吸和异养呼吸,分别在2017和2018年的5—9月利用Li-840静态箱法测定土壤呼吸速率。研究结果表明:土壤呼吸及其组分的速率受土壤温度的调控表现出明显的季节动态,峰值均出现在8月初;刈割主要通过影响土壤异养呼吸对土壤总呼吸产生影响;轻度刈割有降低土壤呼吸及其组分速率的趋势,在中度刈割下,土壤异养呼吸速率有增加趋势,而土壤自养呼吸速率有降低的趋势,土壤总呼吸速率没有明显变化,在重度刈割下,土壤总呼吸和异养呼吸的速率均有增加的趋势,而土壤自养呼吸的速率呈降低趋势。因此,中度刈割对土壤CO2的排放影响较小,建议中国北方农牧交错带典型草地割草利用留茬5 cm。

土壤种子库特征及与地上植被的关系——以福建省三明市杉木人工林为例

以杉阔混交林和杉木人工纯林为研究对象,采用野外调查 取样和室内种子萌发法,研究土壤种子库的物种组成 密度 垂直分布特征及其与地上植被的关系.结果表明:混交林土壤种子库由24科30属的30种植物组成,纯林由20科24属的24种植物组成,种子密度分别为656.94±89.59粒/m2和486.11±77.66粒/m2,物种组成均以草本植物为主.两林分土壤种子库中的种子主要集中于0~2cm和2~5cm土层,占69.0%~75.2%.乔木种子主要分布于凋落物层中,灌木 草本和藤本植物的种子主要分布于0~2cm土壤层中.混交林和纯林土壤种子库与各自地上植被的相似性指数分别为0.40和0.33,整体相似程度较低.总体而言,杉木纯林和杉阔混交林林内种源充足,可满足林下植被更新的需求,混交林林下草本植被的更新潜力大于纯林.杉木种源不是其更新障碍的主要因素,林内较厚的凋落物以及林下较弱的光照可能是主要障碍因素,但尚需进一步研究.

老年人新型冠状病毒感染小分子抗病毒药物治疗建议

新型冠状病毒感染已流行三年之久,虽然病毒的不断变异使得其致病力减弱,但伴有基础病的老年患者仍是新冠病毒重症感染的高危人群。随着对新冠病毒分子结构和致病机制的不断认识,抗新冠病毒药物相继上市,这些药物可以有效降低老年患者的重症率及死亡率。该文就目前我国附条件批准上市的5种小分子抗病毒药物的作用机制、临床用药、药物相互作用、不良反应等多方面进行阐述,为老年人抗新冠病毒治疗的临床合理用药提供参考建议。

放牧对晋北农牧交错带赖草草地生态系统碳交换的影响

生态系统净碳交换(NEE)是评估碳循环及收支的重要指标,由生态系统总初级生产力(GEP)及生态系统呼吸(ER)共同决定。以晋北农牧交错带赖草草地为研究对象,利用LI-840a静态箱法,通过观测为期2年(2015-2016)围封和放牧管理下NEE、ER和GEP的日动态和季动态,分析其与气温、土壤温度(0~10 cm)、土壤含水量(0~10 cm),以及地上和地下生物量的相关性,旨在说明放牧对农牧交错带赖草草地生态系统碳交换的影响。结果表明:放牧显著降低了赖草草地地上、地下生物量;NEE、ER和GEP的日变化及季节变化特征明显,均呈现单峰型变化,在5、6、9月较低,在7-8月较高;生态系统碳交换的日变化主要受气温影响,而季节变化主要受表层土壤温度影响;同时NEE、ER和GEP与地上、地下生物量也存在极显著相关性;相比围封,放牧明显降低了该草地生物量和生态系统碳交换速率,但未改变日、季变化趋势。说明放牧通过破坏草地植被光合组织,降低了草地生态系统碳交换能力,减弱了草地生态系统碳汇功能。

短期放牧强度对半干旱草地植物群落多样性和生产力的影响

本文以晋北农牧交错带半干旱草地生态系统为研究对象,于2016年设置不放牧、轻度、中度和重度放牧4个不同放牧强度试验,研究短期放牧强度下羊对草地植物群落多样性与生产力的影响,以确定最佳放牧强度。研究结果表明,植物群落多度随放牧强度增加呈先升后降趋势,高度与盖度则随放牧强度的增加逐渐降低;物种多样性在中度放牧最高,重度放牧时最低;植物地上生物量随放牧强度增加呈抛物线形式变化,中度放牧时最高,分别为757.04g·m^(-2)和398.37g·m^(-2),植物地下生物量随放牧强度增加逐渐降低;草地土壤容重随放牧强度的增加逐渐增大。短期放牧下中度放牧的植物群落多度、物种多样性与地上生物量最高,轻度放牧植物群落高度、盖度和地下生物量最高,重度放牧的物种多样性与生产力较低,因此适度放牧有利于保持草地植物群落稳定。

短期不同水平氮添加对华北盐渍化草地土壤磷组分的影响

为了解氮添加对盐渍化草地土壤磷组分的影响,本研究以山西省右玉县盐渍化草地为研究对象,2017年开始添加不同水平氮素(0,1,2,4,8,16,24和32 g N·m^(-2)·a^(-1))后于2018-2020年每年8月份测定土壤全磷(Total phosphorus,TP)、有效磷(Available phosphorus,AP)以及微生物生物量磷(Microbial biomass phosphorus,MBP)含量,同时分析土壤磷组分与磷活化系数(Phosphorus activation coefficient,PAC)、pH值、微生物生物量碳(Microbial biomass carbon,MBC)含量、土壤含水量(Soil moisture content,SM)、土壤温度(Soil temperature,ST)以及CO_(3)^(2-),HCO_(3)^(-)和Cl^(-)含量之间的关系。结果表明:3年短期不同水平氮添加对土壤磷组分含量无显著影响;高氮添加(>16 g N·m^(-2)·a^(-1))显著降低土壤pH值,但对土壤微生物生物量碳及土壤阴离子含量无显著影响;土壤磷转化主要受土壤微生物生物量碳含量及土壤中阴离子含量的调控。综上,盐渍化草地土壤微生物较高的稳定性导致磷组分在氮添加处理下未发生显著改变。

氮添加和刈割对内蒙古典型草原植被碳氮库的影响

外源氮输入和割草是影响草地植被碳、氮库的两个重要因素,外源氮能否补充因割草带走的养分使得植被和土壤碳、氮库保持平衡尚不明确。为了解刈割和氮输入对植被碳、氮库的影响,本研究在内蒙古典型草原设置刈割和5水平氮添加交互试验。结果表明:刈割显著降低了植物生物量和碳、氮库(P<0.05),氮添加可促进刈割后的生长补偿;氮添加显著提高了植物生物量及碳、氮库(P<0.05),同时改变了地上、地下部分生物量和碳、氮库的分配;不同水平的氮添加影响植被碳、氮库,当氮添加水平为10 g·m^(-2)·a^(-1)时,植被碳、氮库最高。以上结果表明,刈割与10 g·m^(-2)·a^(-1)氮输入相结合可支持内蒙古典型草原的可持续利用。

农牧交错带半干旱草地生态系统土壤呼吸对短期不同放牧强度的响应

放牧对生态脆弱区的半干旱草地生态系统的群落结构以及生产力的改变更加敏感。通过研究土壤呼吸各组分在不同放牧强度下的变化,得到最适宜的放牧强度的固碳效应。本研究以位于山西省右玉县农牧交错带的半干旱草地生态系统为研究对象,探究短期不同放牧强度对土壤呼吸的影响。2017-2018年每年5月开始进行不同强度的放牧实验,共设置了4个放牧强度:不放牧(对照)、轻度放牧、中度放牧和重度放牧(分别表示为G0_,G_1,G_2和G_3)。采用静态箱法测定不同处理的土壤总呼吸(Soil total respiration,SR_(tot))和土壤异养呼吸(Soil heterotrophic respiration,SR_h),同时监测10cm表层土壤温度和含水量。实验结果表明:短期不同放牧强度对农牧交错带半干旱草地SR_(tot)、SR_h和土壤自养呼吸(Soil autotrophic respiration,SR_a)在生长季均呈单峰型变化趋势,各放牧强度均使SR_(tot)和SR_h有所降低。土壤温度(10cm)与SR_(tot)和SR_h呈显著正相关(r^2>0.1,P<0.05)。

放牧强度对半干旱草地优势植物赖草功能性状的影响

放牧是草原生态系统中草地利用的主要方式,研究草地植物功能性状对长期放牧干扰的响应策略具有重要意义。本文以晋北农牧交错带半干旱草地为例,研究优势植物赖草(Leymus secalinus)功能性状在不同放牧强度下的变化,结果表明:放牧显著降低了赖草株高等形态结构性状以及茎叶比等生产力性状(P<0.05),中度放牧与不放牧的差异最小;整株干重(地上部分)的变异系数(52.92%)和可塑性指数(93.17%)最大;生产力性状、光合生理性状和化学计量3类性状内部指标之间的相关性均为极显著正相关(P<0.01);茎氮磷比等性状是赖草响应放牧干扰的主要功能性状。本研究表明,中度放牧下,赖草具有补偿性生长的能力,矮化型变特征和非对称性响应机制是赖草在放牧干扰下的主要适应方式。

北方农牧交错带赖草草地土壤氮矿化对不同放牧强度的响应

北方农牧交错带的草地是我国重要的畜牧业基地,但长期不合理的放牧使其土壤氮素的供应能力发生变化,草地生态和生产功能受到影响。因此,为探究不同放牧强度对土壤氮矿化的影响,本试验于2016年设置4个放牧强度,分别为不放牧(No Grazing,NG)、轻度放牧(2.35 Sheep Unit(SU)hm-2·生长季;Light Grazing,LG)、中度放牧(4.80 SU hm-2·生长季;Medium Grazing,MG)和重度放牧(7.35 SU hm-2·生长季;Heavy Grazing,HG),分别在2017年和2018年采用顶盖埋管培养法测定土壤净氮矿化速率。结果表明:不同放牧强度对土壤无机氮含量有显著影响(P<0.05),生长季不同月份土壤无机氮含量存在极显著差异(P<0.01);重度放牧的净氮矿化速率最大,轻度放牧最低;放牧主要通过影响土壤温度和水分的变化进而影响土壤净氮矿化速率。可见,短期内重度放牧会使土壤无机氮累积,提高植被可利用氮含量,显著提高土壤的净氮矿化速率,但造成地上生物量减少,地表裸露,草地有退化的风险,因此,为更好地维持北方农牧交错带草地生态系统的稳定,还需进行长期的试验监测来确定适宜的放牧强度。

土壤有效养分和微生物特征对短期不同放牧强度的响应

为了探究放牧持续时间和强度对草地的可利用养分和微生物特征的影响。本研究于2016年8月在山西省右玉县境内的农牧交错带草地设置了不放牧(0羊单位·hm^(-2)·生长季^(-1))、轻度(2.35羊单位·hm^(^(-2))·生长季^(-1))、中度(4.80羊单位·hm^(-2)·生长季^(-1))和重度(7.85羊单位·hm^(-2)·生长季^(-1))4个放牧强度的试验。在连续4个生长季放牧处理后,于2020年的5—9月测定表层0~10 cm的土壤可溶性有机碳(Dissolved organic carbon,DOC)、可溶性氮(Dissolved nitrogen,DN)、微生物生物量碳(Microbial biomass carbon,MBC)、微生物生物量氮(Microbial biomass nitrogen,MBN)及细菌和真菌的丰度。结果表明:4年不同强度的放牧处理对土壤可利用养分和微生物特征都没有产生显著影响,但是土壤有效养分与土壤微生物特征受生长季降水和温度的影响显著(P<0.05),具有明显的季节动态,说明短期不同的放牧强度尚未对农牧交错带天然草地养分循环产生显著影响,需要继续进行长期试验监测来观察放牧对草地生态系统结构与功能的影响。

盐渍化草地根际土壤理化性质对降水改变和氮添加的响应

为揭示盐渍化草地根际效应及其对降水改变和氮添加的响应,对增水、减水和氮添加及其交互处理下晋北盐渍化草地根际和非根际土壤理化性质进行分析。研究发现:与对照相比,减水及减水+氮添加显著提高了土壤交换性Na^(+)含量,氮添加提高了非根际土壤208.1%的硝态氮和105.3%的无机氮含量(P<0.05);增减降水与氮添加交互对根际和非根际土壤理化性质均无显著影响;根际土壤pH值比非根际低0.25个单位,铵态氮、硝态氮、有机酸、氨基酸、全碳和全氮含量分别比非根际高412.0%,81.4%,37.5%,22.4%,37.3%和43.6%(P<0.05);主成分分析发现根际和非根际土壤理化性质对水、氮交互处理的响应具有明显差异。表明盐渍化草地植物具有较强的根际效应,但其对增加降水及水、氮交互的响应不敏感,结果可为预测未来降水变化和大气氮沉降增加情境下盐渍化草地根际效应和土壤理化性质变化提供理论依据。

农牧交错带半干旱草地生态系统CO_2交换对短期不同水平氮添加的响应

本研究以位于山西省右玉县农牧交错带的半干旱草地生态系统为研究对象,探究短期内不同水平的氮添加对半干旱草地生态系统CO_2交换的影响。试验设置8个梯度0、1、2、4、8、16、24和32 g N·m^(-2)(分别表示为N_0、N_1、N_2、N_4、N_8、N_(16)、N_(24)和N_(32))。采用静态箱法对草地净生态系统CO_2交换量(NEE)、生态系统呼吸(ER)进行测定,同时监测10 cm表层土壤温度和含水量。试验结果表明:短期氮添加(N_(32)除外)显著增加农牧交错带半干旱草地生态系统净碳交换,NEE、ER和生态系统总初级生产力(GEP)在整个生长季均随氮素添加水平的上升呈单峰型变化趋势,在N_(16)和N_(24)处理下的生态系统CO_2交换达到最高,而N_(32)显著降低了NEE;不同氮添加水平下,ER和GEP相对NEE更为敏感;表层(0～10 cm)土壤温度与含水量影响生态系统CO_2交换,表现为:土壤温度(10 cm)与ER呈显著正相关(R^2>0.1,P<0.05),表层(0～10 cm)土壤含水量与NEE和GEP分别呈显著正相关和显著负相关(R^2>0.1,P<0.05)。因此,短期不同水平氮添加增加了农牧交错带半干旱草地生态系统净碳吸收,对该地区草地生态系统碳的源/汇功能具有一定的参考意义。

短期不同水平氮添加对农牧交错带草地植物群落多样性和生产力的影响

以晋北农牧交错带半干旱草地生态系统为研究对象,设置8个不同氮添加水平,研究物种多样性和生产力对短期氮添加的响应。结果表明:在不同氮添加水平中,植物群落多度、高度与盖度在添加16gN/m^2时均表现为最高,在32gN/m^2水平下最低;对于物种多样性,16gN/m^2水平下8月的物种多样性最高;随着氮添加水平上升,地上生物量呈抛物线型变化,添加16gN/m^2地上生物量最高,不添加氮时最低;在0~10cm土层中,地下生物量在16gN/m^2添加量水平下最高。表明16gN/m^2氮添加水平是区域饱和氮添加水平,超过这个添加量,地上、地下生产力以及物种多样性开始下降,生态系统的稳定性和初级生产力均降低。

不同氮化合物添加对农牧交错带草地土壤净氮矿化速率的影响

为研究不同氮化合物在土壤中对氮转化过程的影响是否存在差异,本研究依托山西右玉黄土高原草地生态系统国家定位观测研究站2017年建立的不同形态氮化合物添加试验平台,通过顶盖埋管法监测5种不同氮化合物(硝酸铵(NH_(4)NO_(3),AN)、硫酸铵((NH_(4))_(2)SO_(4),AS)、碳酸氢铵(NH_(4)HCO_(3),AC)、尿素(CO(NH_(2))_(2),UN)、缓释尿素(RUN))添加对农牧交错带草地土壤净氮矿化速率的影响。结果发现:添加硝酸铵、硫酸铵、碳酸氢铵、尿素与缓释尿素对硝化细菌的基因丰度均有不同程度提升;添加硝酸铵及缓释尿素会更有效地提高净氮矿化速率,不同氮化合物均是通过直接或间接影响土壤微生物实现对净氮矿化速率的调控。

盐碱化草地生态系统土壤呼吸对不同氮添加水平的短期响应

为了探讨氮沉降对北方农牧交错带盐碱化草地生态系统土壤呼吸(Rs)的影响,于2017年4月在我国北方农牧交错带(山西省右玉县)盐碱化草地生态系统设置8个不同水平氮添加处理实验(0、1、2、4、8、16、24和32 g N/m^2/y),2017~2018年生长季(5~9月)测定了土壤呼吸的季节变化并分析了土壤呼吸与环境因子的关系。结果表明:(1)土壤呼吸的季节变化呈先升高后降低的趋势,峰值出现在6月底7月初;(2)2017年N8处理下土壤呼吸平均速率显著高于其他处理(P<0.05),2018年N8和N24处理的土壤呼吸速率均显著高于对照和N2处理(P<0.05),其余处理间差异不显著;(3)不同水平氮添加处理下,呼吸速率更多的受土壤温度的影响,土壤含水量次之。因此,在未来全球增温背景下的氮沉降增加会促进农牧交错带盐碱化草地土壤碳的排放,这对全面理解盐碱化草地的重要性和预测全球变化对草地生态系统的潜在影响具有重要意义。

养分添加和浅耕翻对晋北赖草草地土壤呼吸的影响

为了探究外源养分输入和人为干扰及其交互作用对农牧交错带草地土壤呼吸的影响,本研究以晋北农牧交错带草地为研究对象,设置对照、养分添加(氮磷钾NPK)、浅耕翻(15 cm)和养分添加+浅耕翻4个处理进行探究。结果表明:养分添加使土壤呼吸提高了39.0%,而浅耕翻对其无显著影响;浅耕翻和养分添加的交互作用对土壤呼吸的影响与年际降水有关,在湿润年份(2020),浅耕翻增强了养分添加对土壤呼吸的正效应,干旱年份(2021)削弱;结构方程模型的结果表明,土壤呼吸的变化与地下生物量有关;浅耕翻和养分添加处理对土壤呼吸温度敏感性无显著影响,养分添加+浅耕翻处理对土壤呼吸的温度敏感性无显著影响但存在明显的年际差异。综上所述,探究农牧交错带草地养分管理及人为干扰对土壤碳通量的影响应考虑年际降水的变化。