模拟践踏和降水对高寒草甸土壤理化性质和微生物数量的影响

发布时间：2020-04-08 06:08

【摘要】：放牧是对天然草地最直接最有效的利用方式。放牧过程中家畜主要通过践踏、采食和排泄作用于草地生态系统,相较于家畜的采食和排泄,践踏具有作用草地时间长、影响草地组分多和效果持久的特点,对草地的影响更为深刻。同时,由于全球气候的暖干化,草地生长季供水不足、蒸发量增加及降水的季节不均匀性和年际间变幅较大的特点,进一步加剧了草地生态系统的退化。而有关家畜的践踏和降水对青藏高原草地生态系统的影响,践踏和降水互作对土草系统的作用机制尚不明确。由此,本研究于天祝高寒草甸布设试验,通过模拟青藏高原主要畜种—牦牛、藏羊的践踏作用以及模拟不同降水水平,设置双因素控制实验,研究家畜践踏对不同水分状况下草地土壤物理、化学性质和微生物数量影响。以探明不同降水条件下家畜践踏对草地的作用机制,明晰牦牛和藏羊践踏对草地土壤的分异影响,旨在为天然草地的健康管理、草地放牧畜种的合理搭配及退化草地的修复提供新思路和科学依据。主要研究结果如下:1.随模拟践踏和模拟降水量的增加,0-15 cm土层土壤紧实度和容重均呈递增趋势,牦牛和藏羊重度践踏对表层(0-15 cm)土壤的压实作用显著大于其轻度践踏和CK处理。土壤含水量较高时,践踏作用对土壤的压实效应更显著,与缺水处理相比较,丰水处理践踏下的土壤紧实度显著增加。同时,践踏后土壤的压实导致草地的透水性降低,践踏和降水量的增加均与土壤饱和导水率呈显著负相关关系。同一放牧强度下,牦牛践踏试验后的土壤紧实度和容重均大于藏羊践踏,而饱和导水率小于藏羊践踏,牦牛践踏对草地土壤的压实作用大于藏羊践踏。2.模拟践踏和降水对草地土壤化学特性的影响不尽相同。土壤全氮和全磷含量随着模拟践踏的增加呈现藏羊轻度践踏藏羊中度践踏藏羊重度践踏,牦牛轻度践踏牦牛中度践踏牦牛重度践踏的变化规律。随土壤含水量的增加,草地土壤全氮和全磷含量呈先增加后减少的趋势,在平水条件下全氮和全磷含量最高;且主要影响0-20 cm土层土壤。随践踏强度的增加,土壤速效氮和速效钾呈递增趋势,速效磷呈递减趋势;土壤速效养分在缺水条件下达到最大值,土壤水分含量越高速效养分越小,降水降低了(0-30 cm)高寒草甸土壤速效养分含量。方差分析表明,降水对土壤养分的影响大于家畜践踏作用,且践踏和降水对0-20 cm土壤碱解氮含量存在交互作用。模拟践踏和降水对土壤全钾和有机质含量均无显著影响。3.践踏和降水影响0-10 cm土层土壤细菌和真菌,0-20 cm土层土壤放线菌菌落数。随践踏强度的增加,土壤细菌数呈先增加后减小的变化趋势,轻度践踏有利于土壤细菌的繁殖;而真菌和放线菌菌落数随践踏强度的增加而减小。3大微生物数量均随土壤含水量的增加而增加,丰水条件下的土壤微生物数量达最大值。同一放牧强度下,牦牛践踏区的微生物数量均少于藏羊践踏区,但差异不显著。微生物数量的减少在一定程度上影响着草地的呼吸作用,家畜践踏显著降低了草地土壤的呼吸作用,与CK相比,一个和两个生长季践踏后的土壤呼吸速率分别降低了37.54%~67.9%和22.90%~41.23%。土壤呼吸速率与土壤水分呈现显著正相关关系,丰水处理下的土壤呼吸速率显著大于缺水和平水处理。模拟践踏显著降低了草地土壤的微生物活性和透气性。综上,家畜践踏促使草地土壤紧实,降低土壤通气透水性和微生物活性。当土壤水分含量较高时,践踏对土壤的压实作用更显著;且牦牛践踏对草地土壤的负面影响大于藏羊践踏。因此,从草地生态系统的生态效益和草地生产方面考虑,应减少雨后或土壤过湿时放牧,以减轻高水分含量下家畜对土壤的压实效益及对土壤结构的破坏。此外,实施优化畜种结构,适当提高放牧藏羊比例和减少牦牛比例,以减轻草地放牧压力,以期草地得到休养生息,实现草地的可持续利用。
【学位授予单位】：甘肃农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S812.2

【参考文献】