锡林河流域羊草草原暗栗钙土矿质氮动态变化

通过野外采样,分析了内蒙古锡林河流域三个不同放牧强度羊草草原0～30cm表层土壤中矿质氮（NH₄⁺-N+NO₃^--N）的浓度特征,研究了它们在生长季期间的含量变化情况。结果表明:羊草草原暗栗钙土中矿质氮主要以NH₄⁺-N形式存在,矿质氮含量仅占土壤全氮的0.20%～0.92%;土壤矿质氮含量随草地放牧强度升高而降低,围封禁牧多年的羊草样地矿质氮含量高于轮牧地和自由放牧地;生长季期间0～10cm、10～20cm和20～30cm各层次土壤NH₄⁺-N和NO₃^--N含量随土壤温度、水分和植物生长吸收的变化而波动明显,不同深度土壤矿质氮的季节变化趋势基本一致,表层0～10cm土壤矿质氮含量波动幅度最大:在4月和7、8月份,NO₃^--N和NH₄⁺-N浓度分别出现峰值;NH₄⁺-N和NO₃^--N含量随采样深度增加而降低,各采样点0～30cm土壤中NH₄⁺-N含量均高于NO₃^--N。     

温度和水分对科尔沁沙质草地土壤氮矿化的影响北大核心CSCD

土壤氮矿化对陆地生态系统初级生产力起决定性作用,但其影响因素较多,其中温度和水分最为重要。研究沙质草地土壤氮矿化对温度和水分的响应,对预测全球变化对沙质草地生态系统结构和功能的影响具有重要作用。因此,通过开顶式气室（OTC）模拟增温和人工调控田间持水量的方法对科尔沁沙质草地的土壤进行原位培养,分析温度和水分对土壤氮矿化作用的影响。结果表明：无论温度如何变化,科尔沁沙质草地土壤氮净矿化/硝化速率随着田间持水量的增加而明显提高。净硝化速率和净矿化速率在田间持水量为9.5%时最大,田间持水量达到时12.5%明显下降。增温使沙质草地土壤氮矿化显著变化,但增温的效应与田间持水量存在一定的关联。在相对适宜的田间持水量条件下（田间持水量为6.5%~12.5%）,OTC增温可以使科尔沁沙质草地的土壤氮矿化/硝化速率显著提高;但是在田间持水量处于相对较低或者过高的状态下,该地区土壤的净氮净矿化/硝化速率对温度增加的响应不明显。     

温度和水分对科尔沁沙质草地土壤氮矿化的影响

土壤氮矿化对陆地生态系统初级生产力起决定性作用,但其影响因素较多,其中温度和水分最为重要。研究沙质草地土壤氮矿化对温度和水分的响应,对预测全球变化对沙质草地生态系统结构和功能的影响具有重要作用。因此,通过开顶式气室(OTC)模拟增温和人工调控田间持水量的方法对科尔沁沙质草地的土壤进行原位培养,分析温度和水分对土壤氮矿化作用的影响。结果表明:无论温度如何变化,科尔沁沙质草地土壤氮净矿化/硝化速率随着田间持水量的增加而明显提高。净硝化速率和净矿化速率在田间持水量为9.5%时最大,田间持水量达到时12.5%明显下降。增温使沙质草地土壤氮矿化显著变化,但增温的效应与田间持水量存在一定的关联。在相对适宜的田间持水量条件下(田间持水量为6.5%~12.5%),OTC增温可以使科尔沁沙质草地的土壤氮矿化/硝化速率显著提高;但是在田间持水量处于相对较低或者过高的状态下,该地区土壤的净氮净矿化/硝化速率对温度增加的响应不明显。     

青藏高原高寒草原区域碳估测

CASA(Carnegie-Ames-Stanford Biosphere)模型是一个表征陆地生态系统水、碳素和氮素通量随时间变化的生态系统过程模型。本研究采用MODIS遥感数据与CASA模型相结合的方法计算了青藏高原高寒草原生态系统植被净初级生产力(NPP)总量为20.57×10¹²g·a^-1的碳。同时根据五道梁实验点上得到的经验关系估算了青藏高原高寒草原生态系统区域上的土壤碳排放(Heterotrophic respiration)总量为8.07×10¹² g·a^-1,因此推算得高寒草原区域内净生态系统生产力(NEP)折算成碳为12.50×10¹² g·a^-1。     

盐碱荒地开垦年限对表层土壤盐分的影响

 以典型荒漠区原生盐碱荒地及开垦农田为研究对象,通过对比研究,以阐明原生盐碱荒地开垦后不同管理措施下土壤可溶盐总量的变化规律,开垦后土壤剖面中可溶盐总量的垂直分布和季节变化规律。结果表明：开垦显著降低了0～50 cm土壤的可溶性盐含量,开垦达100 a以上老耕地的可溶性盐含量（2.31 g/kg）仅为原生盐碱荒地（26.62 g/kg）的11%;长期的耕作改变了土壤可溶性盐分在土层中的分布,原生荒漠土壤盐分具有鲜明的表聚特征,0～30 cm土层的盐分含量占整个土壤剖面的79%,开垦50 a后,土壤中的盐分分布趋于均匀,各离子浓度的垂直分布不再明显;开垦使土壤中的盐分离子组成也发生了变化,Cl^-、K⁺、Na⁺离子浓度降低,而SO₄^2-、Mg²⁺、Ca²⁺离子浓度增加,耕作层土壤由SO₄^-2-Cl^-1盐土转变为Cl^-1-SO₄^-2盐土;盐碱荒地土壤可溶盐浓度伴随着降水变化具有显著的季节变化特征,而季节对开垦耕地没有显著影响。总体而言,盐碱荒地经过多年开垦利用后,土壤可溶性盐分和pH值均显著降低。     

北京菜园潮土-小白菜系统中铬的毒性评价

通过盆栽实验,以北京潮土为供试材料,研究了土壤中添加0~50 mg·kg^-1铬 (VI)对小白菜(Brassica chinensis L.)生物量与铬含量、土壤微生物量碳含量、土壤微生物量氮含量以及土壤微生物呼吸速率的影响。结果表明,高铬浓度(添加量≥25 mg·kg^-1)处理下,小白菜植株中铬的总量相对于未添加铬的处理显著增加(P<0.01),且小白菜根部铬的含量要远大于叶片中的铬含量。相对于未添加铬的对照,小白菜叶片生物量在1 mg·kg^-1铬处理下显著增加,而高浓度铬(≥10 mg·kg^-1)显著地减少了小白菜叶片和根的生物量(P<0.01),减幅最高达到了78.2%,且50 mg·kg^-1铬处理下土壤微生物量碳、氮含量以及呼吸速率均要显著低于对照。小白菜叶片生物量与铬含量、土壤微生物量碳、土壤微生物量氮以及土壤微生物呼吸都能够作为生物指标来反映土壤铬污染程度。将这些指标与对应的土壤总铬含量拟合方程,按照作物减产、食品安全以及生态剂量概念可以计算得到北京潮土铬轻度污染临界浓度ED₁₀为70.8 mg·kg^-1,中度污染临界浓度ED₅₀为111.6 mg·kg^-1。     

鲁西北平原夏玉米产量与土壤硝态氮淋失

供水量和氮肥施用量是影响农田硝态氮淋失的主要因素。本文通过田间小区试验,研究了水分和氮肥用量对夏玉米产量和土壤硝态氮的影响。试验表明,高水处理（0～50cm平均含水量控制在85%FC,FC为田间持水量032）和低水处理（0～50cm平均含水量控制在70%FC）间产量差异不显著,施肥量（0、100、200、和300kgNha^-1）则具有显著影响,并且在200kgNha^-1左右时达到最高产量;高水条件下土壤水分硝态氮下渗强,运移深度大,所有施肥处理在200cm处的土壤水硝态氮浓度都要高于国家饮用地下水标准10mgNL-1;低水条件下水分下渗弱,运移深度小于高水处理,但是在200cm处,200、300kgNha^-1处理的土壤溶液硝态氮浓度依然高于10mgNL^-1。     

土壤盐分特征对内陆盐沼盐生植物群落的影响

为研究内陆盐沼植物群落的分布对土壤盐分的响应特征,选取鄂尔多斯盐湖盐沼区作为研究区,筛选了肉质耐盐植物群落,苔草植物群落和禾草植物群落3类典型植物群落,开展了土壤含水量、pH、电导率以及Na_⁺,K_⁺,Mg2_⁺,Ca_{^{2 +}},Cl_^-、SO_4^2-、CO_3^2-和HCO_3^-的测定,分析了区内典型植物群落对土壤水盐因子的响应规律。探讨了3类植物群落之间土壤因子含量的差异性;采用相关性分析和CCA分析,评价了3类植物群落多样性及物种分布随土壤因子的变化规律。结果表明,区内3类植物群落中,土壤盐分含量表现为肉质耐盐植物群落最高,苔草植物群落最低,禾草植物群落居中;植物多样性与土壤中含量最高的Na_⁺和SO_4^2-的相关性最显著;植物分布同时受到土壤盐分、水分和pH的显著影响。研究结果可为鄂尔多斯盐湖区土壤盐渍化改良和植被恢复提供理论支撑。     

典型黑土区小流域浅沟侵蚀季节差异分析

通过2005年对黑龙江鹤山农场两个小流域进行定位观测,研究了典型黑土区浅沟侵蚀特征及其季节差异,并对作物类型和耕作措施对浅沟侵蚀的影响进行了分析。结果表明,两流域年浅沟侵蚀量达285.9 m³ km^-2和290.8 m³ km^-2,仅浅沟侵蚀量就超过了黑土区的土壤允许侵蚀量。浅沟侵蚀量呈现出沿坡面波动的变化,沿坡面向下存在浅沟侵蚀的强弱交替带。春夏浅沟侵蚀在侵蚀强度、浅沟形态及主要影响因素3个方面存在差异,春季浅沟侵蚀受融雪、冻融影响显著,侵蚀较夏季严重;与春季相比,夏季浅沟长度变短、宽度变大、深度变浅,浅沟体积与长度的相关性较春季差,这与夏季暴雨历时短、雨强大以及植被盖度大有关。耕作措施和作物类型影响浅沟侵蚀深度和浅沟分布,尤其在夏季比较明显。     

温度对生物土壤结皮斑块土壤氮矿化作用的影响

以腾格里沙漠东南缘天然植被区藓类结皮、藻地衣结皮斑块荒漠土壤为研究对象,采用原状土培养法,在人工气候箱中设置不同温度（-10、5、15、25、35、40 ℃）培养14 d,测定土壤样品在培养前后NH+4-N和NO-3-N含量,分析两种生物土壤结皮斑块土壤净硝化和净矿化速率对温度的响应。结果表明：①低温培养条件下（-10~15 ℃）土壤氮转化以固持态为主,随着温度升高,尤其当温度超过25 ℃后,藓类结皮、藻地衣结皮斑块土壤净硝化和净氮矿化速率显著提高（p<0.05）;②同一温度培养下,以藓类结皮发育为主的土壤氮转化水平较高,净硝化速率和净氮矿化速率以及无机氮的积累明显大于以藻地衣结皮发育为主的土壤;③两种生物土壤结皮斑块土壤净氮转换速率（硝化和矿化）Q10值在2.46~3.33间波动,其中藓类结皮斑块土壤氮转换对温度的敏感性较高。此外,在土壤氮总矿化过程中,硝化过程具有较强的温度敏感性。高温促进了土壤净氮矿化水平,增加土壤氮有效性,因此可能会对荒漠生态系统的初级生产力产生正向影响作用。     

不同湿度条件下模拟增温对科尔沁沙质草地土壤氮矿化的影响

氮矿化作用是影响沙质草地植物群落物种组成和初级生产力的重要因素之一。温度和水分被认为是影响土壤氮矿化/硝化作用的两个关键环境因子,认识沙质草地土壤氮矿化作用对温度和水分的响应,对于预测全球变化对沙质草地生态系统结构和功能的影响具有重要作用。本文通过测定开顶式生长室（OTC）内不同湿度条件下增温时沙质草地净氨化速率、净硝化速率和净矿化速率的变化,分析增温和湿度变化对土壤氮矿化作用的影响。结果表明:不论增温与否,沙质草地土壤净氨化速率、净硝化速率和净矿化速率随着土壤湿度增加而明显提高。土壤净氨化速率在土壤湿度为15.2%时最大,但是净硝化速率和净矿化速率在土壤湿度为11.8%时最大,土壤湿度达到时15.2%表现下降趋势。增温使沙质草地土壤氮矿化作用发生显著变化,但增温的效应与土壤湿度存在一定的关联。土壤湿度为3.4%、5.1%、8.5%时,增温处理使土壤净氨化速率较对照明显提高;但是土壤湿度为11.8%、15.2%时,增温处理时土壤净氨化速率较对照显著降低;土壤湿度为8.5%和11.8%时,增温使土壤净硝化速率和净矿化速率显著升高（p<0.05）,在湿度为1.7%、3.4%、5.1%以及15.2%时,增温处理和对照之间的净硝化速率、净矿化速率无显著差异。这说明只有在适宜的土壤湿度条件下,增温才显著影响沙质草地土壤矿化作用,当土壤湿度处于相对干旱或过度湿润的状态下,增温对沙质草地土壤矿化作用没有显著影响。     

氮可利用性对东北不同类型湿地土壤有机碳矿化的影响

2010年6~10月,在中国东北连续多年冻土区,岛状多年冻土区和季节性冻土区采集典型湿地土壤,通过室内分析和模拟试验研究了不同冻土区湿地土壤有机碳矿化及其微生物活性对不同氮可利用性的响应特征。试验设置4个氮处理水平,分别为0 mg/g(N0),0.1 mg/g(N1),0.2 mg/g(N2),0.5 mg/g(N3)。结果表明,培养结束后3种土壤在N0处理下的有机碳累计矿化量分别为5 646 mg/kg,2 103 mg/kg和1 287 mg/kg,与初始土壤有机碳含量、全氮含量和微生物量碳(MBC)呈显著正相关。3种土壤在氮输入后的有机碳矿化速率和累积矿化量都明显低于N0处理,表明氮输入对有机碳矿化产生抑制作用。随着氮输入量的增大,氮输入对不同土壤有机碳矿化的抑制作用有所差异,表现为:不同氮输入对连续多年冻土区土壤累积矿化量影响无显著差异;岛状多年冻土区土壤在N1和N2处理下的有机碳累积矿化量明显高于N3处理;季节性冻土区土壤在N2和N3处理下的累积矿化量明显低于N1处理。培养结束后,3种土壤微生物量氮(MBN)含量随氮输入量增加而降低,MBC/MBN随氮输入量增加而增加;季节性冻土区草甸沼泽土培养结束后的MBN和MBC/MBN都与累积矿化量存在显著相关关系,表明季节性冻土区草甸沼泽土氮可利用性增加可能改变了微生物的组成或结构,进而对有机碳矿化产生影响。     

沙坡头地区生物土壤结皮-土壤系统生长季氮矿化动态

以腾格里沙漠东南缘沙坡头天然植被区藻地衣混生结皮和无结皮土壤为对象,采用野外原状土柱封顶埋管法,研究土壤硝态氮、无机氮、净硝化速率和净氮矿化速率的季节动态特征。结果表明:藻地衣混生结皮和无结皮土壤有效氮含量和净氮转化速率存在明显的季节动态,表现为生长季高峰期 > 生长季初期,夏季7月和8月土壤有效氮和净氮转化速率最大;两个样地土壤在生长季不同时期有效氮和净氮转化速率也存在差异。生长季初期,藻地衣混生结皮和无结皮土壤硝态氮和无机氮含量无显著差异,且温度是影响土壤氮素转化的关键环境因子。生长季高峰期,两个样地土壤有效氮含量和净硝化速率均表现为无结皮 > 藻地衣混生结皮,且水分和温度分别是影响土壤氮硝化和矿化过程的关键环境因子。由此可见,藻地衣结皮的繁衍在一定程度上抑制了土壤氮的硝化过程,因而可以减少养分的散失,是养分贮存的重要机制。     

基质矿化特性与生化性状协同效应的研究

研究不同配方基质矿化特性与生化性状协同效应,探索其养分释放规律,以期合理高效利用,为戈壁非耕地合理使用基质提供可靠的理论依据。实验以初选的三种不同配方基质为试材（T1：草炭+秸秆+牛粪+蛭石=2∶2∶4∶2;T2：草炭+秸秆+鸡粪+蛭石=5∶2∶2∶1;T3：草炭+秸秆+羊粪+蛭石=3∶2∶3∶2）,按一定温/湿度,采用室内培养法,测定养分指标和生化特性变化。结果表明,不同基质碳、氮、磷的矿化量、矿化率、残留率及生物化学性状等指标在不同培养期动态变化存在明显差异,其中,培养末期,T3有机碳矿化率最大、残留率最小,其净矿化量分别较T1和T2高41.9%和22.2%;T3在整个培养期氮矿化率和矿质氮含量最大,而残留率最小,其氮净矿化量分别较T1和T2高25.8%和71.8%;T1有机磷矿化率、净矿化量和残留率最大,T3则相反。T3多酚氧化酶、脲酶、碱性磷酸酶、蛋白酶在整个培养期内变幅最大,T1最小。基质配料和比例不同,其矿化特性和生物性状不同。T3更能充分发挥物料组合的促进效应,为微生物活动提供更加丰富的碳源和生长物质,是适合非耕地使用的基质配方。     

内蒙古半干旱草原的氨气挥发研究(英文)

为了了解草原生态系统氨气挥发情况、历史放牧的影响及其影响机制,2005和2006年生长季期间,在长达17年放牧处理的样地上测定了5个放牧强度下的氨气挥发量。结果表明:氨气挥发随季节变化波动很大,春季和初秋高,晚秋和夏季低,变化范围为0.88-3.52 gN ha~(-1)d~(-1)。土壤pH值、NH_4~+-N浓度、湿度以及容重对氨气挥发控制作用较强。但是容重的影响与其他3个因子的影响作用相反,而容重的大小直接受不同放牧强度影响。虽然不同的放牧强度对氨气释放的影响在统计学上来说并不显著,但是,相对不放牧的情况而言,氨气挥发量在放牧情况下更大。而土壤氮浓度、植物生物量却在放牧的情况下更低。这些都意味着放牧草地生态系统比不放牧草地生态系统恢复起来会更慢。这种关于草原生态系统氨气挥发的研究意义重大,因为它有助于加强了解氮素丢失对草原各进程的抑制作用,同时对制订适宜的放牧及施肥措施从而达到合理利用资源的目的也具有重要的参考价值。     

土地利用方式对内蒙古典型草地生态系统碳氮固持的影响(英文)

To explore the optimal land-use for soil carbon(C) sequestration in Inner Mongolian grasslands,we investigated C and nitrogen(N) storage in soil and soil fractions in 8 floristically and topographically similar sites which subjected to different land-use types(free-grazing,grazing exclusion,mowing,winter grazing,and reclamation).Compared with free-grazing grasslands,C and N storage in the 0-50 cm layer increased by 18.3%(15.5 Mg C ha-1) and 9.3%(0.8 Mg N ha-1) after 10-yr of grazing exclusion,respectively,and 21.9%(18.5 Mg C ha-1) and 11.5%(0.9 Mg N ha-1) after 30-yr grazing exclusion,respectively.Similarly,soil C and N storage increased by 15.3%(12.9 Mg C ha-1) and 10.2%(0.8 Mg N ha-1) after 10-yr mowing,respectively,and 19.2%(16.2 Mg C ha-1) and 7.1%(0.6 Mg N ha-1) after 26-yr mowing,respectively.In contrast,soil C and N storage declined by 10.6%(9.0 Mg C ha-1) and 11.4%(0.9 Mg N ha-1) after 49-yr reclamation,respectively.Moreover,increases in C and N storage mainly occurred in sand and silt fractions in the 0-10 cm soil layer with grazing exclusion and mowing.Our findings provided evidence that Inner Mongolian grasslands have the capacity to sequester C and N in soil with improved management practices,which were in the order:grazing exclusion > mowing > winter grazing > reclamation.     

贺兰山西坡不同海拔梯度上土壤氮素矿化作用的研究

采用封顶埋管法对贺兰山西坡不同海拔梯度上土壤铵态氮(NH+4-N)和硝态氮(NO-3-N)以及Ｎ净矿化速率进行了研究。结果表明：①在海拔1 370～2 940 m的范围内,土壤铵态氮和硝态氮含量随海拔高度的降低而降低。②土壤N净矿化速率随海拔高度的降低呈现出明显的“V”字型变化规律,在海拔2 940 m 处最高（平均为0.272 mg·kg-1·d-1）,在海拔2 100 m处最低（平均为0.001 mg·kg-1·d-1）,之后又随海拔高度的降低而上升,在海拔1 370 m处达到0.136 mg·kg-１·d-１的水平。③回归分析显示,土壤矿化氮含量（NH+4-N +NO-3-N）与土壤含水量、全氮、有机质、群落中植物密度、地上生物量呈极显著正相关,与土壤容重、pH值呈极显著负相关。但土壤N净矿化速率与土壤含水量、全氮、有机质、容重、pH值之间却没有相关性。     

Impacts of insect biological control on soil N transformations in Tamarix-invaded ecosystems in the Great Basin,USA

We investigated impacts of biocontrol of Tamarix spp. by Diorhabda carinulata on soil nitrogen (N) transformations by surveying organic and mineral soils from three sites. Potential net N mineralization was assayed using laboratory incubations. Results partially supported our hypothesis that herbivory would result in stimulated net N mineralization rates after one year of herbivory exposure, and did not support our hypothesis that herbivory would result in a sustained increase in rates after several years of exposure. Short-term effects differed by site, likely influenced by differences in prevailing soil N status, with net mineralization stimulated at a low fertility site but not at a high fertility site. In the longer-term, there was no impact on overall net N mineralization rates, even though there was a trend towards greater N immobilization in mineral soil. This may result from declining organic matter inputs to soil due to progressive growth limitations from herbivore-induced stress. Results suggest soil N availability will increase in the short-term and eventually decrease in the longer-term at low fertility sites, while soil N availability will not be impacted by herbivory at high fertility sites. Widespread management implications will require further research at sites spanning a range of edaphic characteristics.