春季萌動(dòng)期典型草原生態(tài)系統(tǒng)啟動(dòng)機(jī)制研究.pdf

1、典型草原是我國(guó)地帶性草原植被的主體部分，而春季返青期是典型草原生態(tài)系統(tǒng)脆弱期，水、熱等環(huán)境因子變化最為劇烈，牧草也由休眠狀態(tài)進(jìn)入生理活躍狀態(tài)，返青期是草地生態(tài)系統(tǒng)的啟動(dòng)階段。本研究已2003-2005年在“河北沽源草地生態(tài)系統(tǒng)國(guó)家野外觀測(cè)研究站”深入研究了返青期典型草原土壤水、熱動(dòng)態(tài)變化規(guī)律，并著重探討了土壤水熱環(huán)境因子動(dòng)態(tài)變化對(duì)草地土壤微生物數(shù)量動(dòng)態(tài)和土壤酶活性的影響，以及牧草萌動(dòng)生長(zhǎng)對(duì)土壤環(huán)境水熱變化的響應(yīng)特點(diǎn)，結(jié)果表明：

2、返青早期，土壤溫度和含水量維持在較穩(wěn)定水平，土壤溫度均保持在0℃上下波動(dòng)，土壤有效含水量則維持在15％左右，且地表以下不同土壤深度差異不顯著。到了返青中期(4月中旬)，當(dāng)空氣平均溫度穩(wěn)定大于0℃時(shí)，土壤溫度急劇上升并持續(xù)到返青末期，土壤溫度躍變值為6℃，不同深度差異顯著，隨土壤深度的增加而降低；同樣，較深層土壤含水量也呈顯著上升的趨勢(shì)。 土壤微生物(細(xì)菌、酵母菌、放線菌和真菌)數(shù)量在整個(gè)返青期逐漸增加，尤其是返青早期，其增加趨勢(shì)

3、最為顯著。土壤酸性磷酸酶和堿性磷酸酶活性在返青期略有增加，但增加趨勢(shì)不顯著；返青前期土壤尿酶活性在始終處于較低水平，而到了返青中后期其活性顯著增加。 返青期牧草萌動(dòng)生長(zhǎng)過程中，各牧草芽?jī)?nèi)源激素IAA和GA以及可溶性糖含量均呈逐漸增加的趨勢(shì)，而ABA含量則逐漸降低。根莖類禾草羊草和賴草芽具有相對(duì)較高的GA含量和較低的ABA含量，以及根系豐富的可溶性糖含量使得其萌動(dòng)生長(zhǎng)早；各牧草芽ZR動(dòng)態(tài)變化規(guī)律與根系可溶性糖含量一致。羊草和賴草在

4、萌動(dòng)生長(zhǎng)過程中較其它牧草具有相對(duì)較高的硝酸還原酶活性，且各牧草硝酸還原酶活性均維持在較穩(wěn)定水平。 返青期土壤溫度始終是影響土壤微生物數(shù)量動(dòng)態(tài)和酶活性的主要環(huán)境因子。土壤溫度變化與土壤微生物數(shù)量動(dòng)態(tài)呈顯著正相關(guān)，各微生物數(shù)量隨土壤溫度的升高而增加；土壤溫度變化對(duì)土壤磷酸酶活性影響效果不顯著，但土壤溫度的升高則顯著促進(jìn)了土壤尿酶活性的提高。隨著土壤溫度的升高牧草芽?jī)?nèi)源激素IAA和GA含量顯著增加，而ABA則與土壤溫度變化呈顯著負(fù)相關(guān)

5、；土壤溫度僅與牧草芽可溶性糖含量動(dòng)態(tài)呈顯著正相關(guān)，而對(duì)根系可溶性糖含量作用效果不顯著；土壤溫度對(duì)牧草返青期芽硝酸還原酶活性影響效果不顯著。 返青期土壤水分也是影響土壤微生物數(shù)量動(dòng)態(tài)和土壤酶活性的重要因子。隨土壤有效水含量的增加微生物數(shù)量也增加，但其作用效果不顯著；土壤有效含水量的提高同樣促進(jìn)了土壤磷酸酶和尿酶活性的提高，但僅對(duì)尿酶活性與土壤含水量呈顯著相關(guān)。土壤水分變化對(duì)牧草芽?jī)?nèi)源激素含量影響效果不顯著，而顯著促進(jìn)了芽可溶性糖含