在微生物的代谢活动下,土壤中有机态碳氮化合物矿化分解释放矿质养分和二氧化碳,深刻影响着自然生态系统土壤碳、氮等元素的循环转化、土壤的养分供应和有机质的更新,并对地上植被的演替和分布有极为重要的意义。青藏高原灌丛面积分布广...在微生物的代谢活动下,土壤中有机态碳氮化合物矿化分解释放矿质养分和二氧化碳,深刻影响着自然生态系统土壤碳、氮等元素的循环转化、土壤的养分供应和有机质的更新,并对地上植被的演替和分布有极为重要的意义。青藏高原灌丛面积分布广泛,地形和气候条件复杂,但目前对灌丛分布地区土壤碳氮含量、矿化作用强度及其影响因素等的认识较少。研究结合土壤理化分析和高通量定量PCR(quantitative microbial element cycling,QMEC)技术研究了青藏高原喜马拉雅山-冈底斯山地区不同类型灌丛土壤碳氮含量、碳氮矿化速率和相关功能基因的分布特征及其与植被、气候和土壤因子间的耦联关系。结果表明,不同类型灌丛土壤的有机碳、全氮含量、CO_(2)释放速率、净氮矿化速率、碳氮矿化基因的丰度有显著差异。其中,位于青藏高原东南部的雪层杜鹃和香柏灌丛分布区土壤有机碳和全氮含量、CO_(2)释放速率、净氮矿化速率显著高于位于中西部的变色锦鸡儿、金露梅和砂生槐灌丛地区,并与年平均降雨量显著正相关。然而,碳、氮矿化基因丰度分布趋势与之相反,在雪层杜鹃和香柏灌丛分布区丰度显著低于中西部的三类灌丛,且与年平均降雨量呈显著负相关,但与土壤pH呈显著正相关。同时pH与年平均降水量、湿润指数和土壤含水率均为显著负相关。这些结果表明降水可通过增加盐基离子淋溶,使土壤盐基饱和度下降、氢饱和度增加,引起土壤酸化,进而影响碳氮循环过程,导致不同类型灌丛土壤碳氮元素的赋存及其周转速率差异。同时,碳、氮矿化相关功能基因丰度各类群间呈现显著的正相关关系,表明土壤碳氮循环过程间紧密的耦联关系。这些结果为准确评估青藏高原土壤碳、氮库及其动态平衡提供了重要信息和参考依据。展开更多
围栏是一种广泛使用的草地管理措施。磷是植物生长发育不可或缺的营养元素,研究围栏管理对土壤磷含量的影响和驱动,对高寒草地生态系统修复和适应性管理具有重要意义。然而,目前缺乏系统的围栏管理对土壤磷含量的影响研究。本文基于Web ...围栏是一种广泛使用的草地管理措施。磷是植物生长发育不可或缺的营养元素,研究围栏管理对土壤磷含量的影响和驱动,对高寒草地生态系统修复和适应性管理具有重要意义。然而,目前缺乏系统的围栏管理对土壤磷含量的影响研究。本文基于Web of Science核心数据库和中国知网(CNKI)检索平台,筛选了101篇文献开展Meta分析,探究不同高寒草地土壤全磷(STP)与速效磷(SAP)含量对围栏管理措施及围栏年限(短期1~4年,中期5~8年和长期9~30年)的响应。结果表明:1)总体而言,围栏显著提升了STP、SAP、全氮(STN)、有机碳(SOC)、速效氮(SAN)和含水量(SM)(P<0.001),却导致了pH和容重显著降低(P<0.01)。2)围栏对高寒草原STP和SAP的正效应显著高于其对高寒草甸磷含量的影响(P<0.001)。3)针对围栏年限,发现中长期围栏对草甸STP具有极显著的正效应(P<0.001),同时短期围栏能够极显著促进草原STP(P<0.001),中长期围栏则会导致草原STP降低;围栏始终有利于提升SAP,且中期围栏对草原SAP的效应最大。4)围栏管理下STP、STN和SOC的效应值存在协同变化规律,且围栏对STP的效应值随气温的升高而显著增加,但土壤pH的降低促进了围栏对STP的效应值的显著增加。此外,围栏对STN与SAP的效应值呈显著正相关关系。本研究揭示了合理的围栏管理有利于提高高寒草地生态系统的土壤磷含量,结果可为高寒草地管理提供理论参考。展开更多
文摘在微生物的代谢活动下,土壤中有机态碳氮化合物矿化分解释放矿质养分和二氧化碳,深刻影响着自然生态系统土壤碳、氮等元素的循环转化、土壤的养分供应和有机质的更新,并对地上植被的演替和分布有极为重要的意义。青藏高原灌丛面积分布广泛,地形和气候条件复杂,但目前对灌丛分布地区土壤碳氮含量、矿化作用强度及其影响因素等的认识较少。研究结合土壤理化分析和高通量定量PCR(quantitative microbial element cycling,QMEC)技术研究了青藏高原喜马拉雅山-冈底斯山地区不同类型灌丛土壤碳氮含量、碳氮矿化速率和相关功能基因的分布特征及其与植被、气候和土壤因子间的耦联关系。结果表明,不同类型灌丛土壤的有机碳、全氮含量、CO_(2)释放速率、净氮矿化速率、碳氮矿化基因的丰度有显著差异。其中,位于青藏高原东南部的雪层杜鹃和香柏灌丛分布区土壤有机碳和全氮含量、CO_(2)释放速率、净氮矿化速率显著高于位于中西部的变色锦鸡儿、金露梅和砂生槐灌丛地区,并与年平均降雨量显著正相关。然而,碳、氮矿化基因丰度分布趋势与之相反,在雪层杜鹃和香柏灌丛分布区丰度显著低于中西部的三类灌丛,且与年平均降雨量呈显著负相关,但与土壤pH呈显著正相关。同时pH与年平均降水量、湿润指数和土壤含水率均为显著负相关。这些结果表明降水可通过增加盐基离子淋溶,使土壤盐基饱和度下降、氢饱和度增加,引起土壤酸化,进而影响碳氮循环过程,导致不同类型灌丛土壤碳氮元素的赋存及其周转速率差异。同时,碳、氮矿化相关功能基因丰度各类群间呈现显著的正相关关系,表明土壤碳氮循环过程间紧密的耦联关系。这些结果为准确评估青藏高原土壤碳、氮库及其动态平衡提供了重要信息和参考依据。
文摘围栏是一种广泛使用的草地管理措施。磷是植物生长发育不可或缺的营养元素,研究围栏管理对土壤磷含量的影响和驱动,对高寒草地生态系统修复和适应性管理具有重要意义。然而,目前缺乏系统的围栏管理对土壤磷含量的影响研究。本文基于Web of Science核心数据库和中国知网(CNKI)检索平台,筛选了101篇文献开展Meta分析,探究不同高寒草地土壤全磷(STP)与速效磷(SAP)含量对围栏管理措施及围栏年限(短期1~4年,中期5~8年和长期9~30年)的响应。结果表明:1)总体而言,围栏显著提升了STP、SAP、全氮(STN)、有机碳(SOC)、速效氮(SAN)和含水量(SM)(P<0.001),却导致了pH和容重显著降低(P<0.01)。2)围栏对高寒草原STP和SAP的正效应显著高于其对高寒草甸磷含量的影响(P<0.001)。3)针对围栏年限,发现中长期围栏对草甸STP具有极显著的正效应(P<0.001),同时短期围栏能够极显著促进草原STP(P<0.001),中长期围栏则会导致草原STP降低;围栏始终有利于提升SAP,且中期围栏对草原SAP的效应最大。4)围栏管理下STP、STN和SOC的效应值存在协同变化规律,且围栏对STP的效应值随气温的升高而显著增加,但土壤pH的降低促进了围栏对STP的效应值的显著增加。此外,围栏对STN与SAP的效应值呈显著正相关关系。本研究揭示了合理的围栏管理有利于提高高寒草地生态系统的土壤磷含量,结果可为高寒草地管理提供理论参考。
