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文檔簡介
1、全球變化背景下,開展草原生態(tài)系統(tǒng)土壤氮庫、氮礦化作用、凋落物分解的動(dòng)態(tài)變化規(guī)律及其對環(huán)境變化和人類活動(dòng)干擾的響應(yīng)與適應(yīng)機(jī)制的研究,有助于我們深入了解和掌握草地生態(tài)系統(tǒng)的退化機(jī)理,為合理利用草地資源和草地生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展提供理論依據(jù)。本研究依托內(nèi)蒙古錫林河流域中國科學(xué)院內(nèi)蒙古草原生態(tài)系統(tǒng)定位研究站的大型放牧控制試驗(yàn)平臺(tái),研究了不同放牧強(qiáng)度和草地利用方式下土壤氮庫、氮礦化速率和凋落物分解過程中氮素儲(chǔ)量的季節(jié)動(dòng)態(tài)變化及其與生態(tài)系統(tǒng)功能的關(guān)
2、系。該放牧試驗(yàn)開始于2005年,試驗(yàn)設(shè)置有2種放牧制度(傳統(tǒng)放牧和混合利用)和7個(gè)放牧強(qiáng)度(0、1.5、3.0、4.5、6.0、7.5 and9.0sheep hm-2),采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì),共計(jì)56個(gè)試驗(yàn)小區(qū)。在混合利用方式下,放牧區(qū)和割草區(qū)每年輪換一次,即第一年為放牧處理,第二年轉(zhuǎn)為割草處理,反之亦然。在傳統(tǒng)利用方式下,放牧區(qū)和割草區(qū)不輪換,即放牧區(qū)一直進(jìn)行放牧處理,割草區(qū)一直進(jìn)行割草處理。放牧?xí)r間為每年的6月初至9月中旬,持續(xù)100
3、d左右,晚上不歸牧;打草時(shí)間為每年的8月中旬。
2008年10月至2009年9月,研究了土壤無機(jī)氮庫和凈氮礦化速率的季節(jié)動(dòng)態(tài)變化規(guī)律及其與生態(tài)系統(tǒng)功能的關(guān)系。結(jié)果表明,在非生長季和生長季旺期,放牧區(qū)的土壤凈氮礦化速率都有不同程度的減少,且在非生長季,所有的放牧區(qū)都出現(xiàn)了氮固持現(xiàn)象。在生長季初期,放牧促進(jìn)了凈氮礦化并增加了累積氮礦化量。放牧對土壤無機(jī)氮庫和凈氮礦化速率季節(jié)動(dòng)態(tài)的影響主要是受土壤溫度和濕度的調(diào)控,在生長季旺期土壤濕
4、度起主要作用。放牧可以通過改變植物的凈初級(jí)生產(chǎn)力、生物量氮含量以及氮素的利用效率進(jìn)而影響土壤無機(jī)氮含量和氮礦化。從季節(jié)變化而言,土壤無機(jī)氮庫和凈氮礦化作用主要受放牧強(qiáng)度、土壤溫度、濕度以及它們之間交互作用的影響。
2009年6月至2010年9月,研究了施尿和施糞對土壤不同層次無機(jī)氮含量和植物功能性狀的影響。結(jié)果表明,土壤無機(jī)氮含量對施尿和施糞的響應(yīng)隨取樣時(shí)間和土壤層次不同而差異顯著。施尿處理后1周時(shí)間,土壤無機(jī)氮含量急劇增加,
5、而在16周后影響效果減弱;施尿?qū)χ参锏厣仙锪俊⒅仓旮叨群椭仓耆康挠绊懢哂忻黠@的正效應(yīng),對植株全碳含量有明顯的負(fù)效應(yīng)。施糞對土壤和植物的影響較緩慢,對0~5cm土層無機(jī)氮含量的影響強(qiáng)于5~10cm土層;隨施糞量水平的增加,植株高度和地上生物量增加,中度施糞量水平下植物的養(yǎng)分含量較高。
2009年6至9月,研究了不同放牧強(qiáng)度(0、3.0、6.0和9.0sheep hm-2)與打草交替利用方式下土壤無機(jī)氮含量、土壤含水量和溫
6、度的變化及其相關(guān)性。結(jié)果表明,土壤溫度整體呈先增加后降低的趨勢,土壤含水量與之相反;土壤銨態(tài)氮含量與溫度之間的相關(guān)性不明顯,與含水量呈負(fù)相關(guān);硝態(tài)氮含量與溫度呈顯著負(fù)相關(guān),與含水量間呈極顯著正相關(guān);中度放牧強(qiáng)度下,總無機(jī)氮含量與溫度呈顯著負(fù)相關(guān),與含水量間呈顯著正相關(guān)。綜合分析,中度放牧強(qiáng)度與打草交替利用方式較有利于土壤氮素的轉(zhuǎn)化以及無機(jī)氮含量的增加。
2009年5至9月,研究了不同放牧強(qiáng)度和草地利用方式下,群落水平凋落物的分
7、解速率、失重率及其碳、氮損失率的變化規(guī)律。結(jié)果表明,經(jīng)過一個(gè)生長季的分解,傳統(tǒng)放牧和混合利用方式下,放牧都不同程度地加速了群落凋落物的分解和失重。在傳統(tǒng)放牧平地和混合利用坡地系統(tǒng)中,重度放牧小區(qū)群落凋落物的分解速率和失重率分別顯著高于對照區(qū)的45%和40%;在混合利用平地系統(tǒng)中,中度放牧小區(qū)群落凋落物的分解速率顯著高于對照區(qū)的35%。群落凋落物碳和氮損失率在傳統(tǒng)放牧系統(tǒng)和混合利用系統(tǒng)中,呈現(xiàn)出相反的變化趨勢,但是總體表現(xiàn)為增加放牧強(qiáng)度可
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