放牧对荒漠草原植物群落特征和土壤氮素总硝化—反硝化速率的影响
发布时间：2021-08-06 19:09
放牧是天然草地最重要的利用方式。草场超载、过度放牧是引起草地退化的主要原因之一。氮素是影响内蒙古草原植物生长的主要限制性因素之一,仅次于水分。硝化-反硝化作用是土壤氮素转化的重要过程,也是研究土壤氮循环的关键步骤。近年来,草地受到不同程度的全球气候变化及人类活动的影响,故本研究对放牧条件下植物群落特征和土壤氮素硝化-反硝化作用进行了相应的研究,试图揭示放牧对草地土壤硝化-反硝化的影响程度及其限制因子。研究以内蒙古希拉穆仁草原为研究对象,设置围封（CK）及重度放牧（HG）两个处理,于2017-2018年对植物群落特征、氮素总硝化（GN）和反硝化（DN）速率及土壤理化性质（土壤pH、容重、土壤含水率、土壤温度、土壤碳氮含量）进行测定。旨在探究土壤硝化-反硝化速率的变化规律及其与植被和土壤理化性质的关系,为分析合理利用草地和草地恢复提供一定参考。结果如下:1.放牧对植物群落特征的影响:与CK相比,放牧造成群落高度降低26.62%,优势种优势度降低22.06%,总产草量降低16.35%,为轻中度退化。CK区,羊草、克氏针茅、细叶葱、冰草和无芒隐子草重要值较大,为优势种;HG区的优势种有克氏针茅...
【文章来源】：内蒙古农业大学内蒙古自治区
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１?土壤氮素转化的基本过程??Ｆｉｇ．?１?Ｔｈｅ?ｂａｓｉｃ?ｐｒｏｃｅｓｓ?ｏｆ?ｓｏｉｌ?ｎｉｔｒｏｇｅｎ?ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ??
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ｎ?放牧对荒漠草原植物群落特征和土壤氮素总硝化一反硝化速率的影响??２材料与方法??２．１研究区概况??试验区（图６）位于内蒙古包头市达尔罕茂明安联合旗希拉穆仁镇南５００ｍ??（４１°４７’Ｎ，?１１１°５３Ｅ），属于荒漠草原，平均海拔约１６００ｍ，地势起伏较小，处于??低山丘陵草原区，有明显风蚀作用，为中温带半干旱大陆性季风气候，昼夜温差大，??春季干旱多风、降水量小，夏季降水集中且较充沛，冬季漫长而寒冷。年均气温??３．４０Ｃ，无霜期８３ｄ左右，２１０°Ｃ年有效积温１９８５？２８００°Ｃ；年均降水量约２８７ｍｍ，??蒸发量约为２３０５ｍｍ，降水多集中在７月到９月份；年均风速约４．５ｍ／ｓ。??研究区优势种为克氏针茅冲ａ?Ａｔｊ／ｏｖ／ｚ’）、短花针茅（Ｓｒｉｐａ?Ｚ＾ｅｗｙＺｏｒａ）、无芒??隐子草（６７６／仇讲，７６５？？／尽０咖＜３），常见种有冷蒿（＾４阶，７治／〇．斤妨而）、羊草（／＾３＾？５??ｃ／７ｚｉｅ／ｗｅ）、沙生冰草等。土壤为淡栗耗土，主要成分表现??为缺氮少磷，土壤贫瘠、风蚀严重。??Ｓｕｈｏｎ｛：ｉｕ?ｖ？－＾??ＶｒＯ?／｝?ＩＮＮＥＲ?ＭＯＮＧＯＬＩＡ??０２５０?５００??ｋｍ??图６试验地的地理位置??Ｆｉｇ．６?Ｌｏｃａｔｉｏｎ?ｍａｐ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ?ｓｉｔｅ??２．２试验设计??样地于２０１２年建立了长期放牧试验研究平台（图７）。放牧处理有重度放牧??（Ｈｅａｖｙ?Ｇｒａｚｉｎｇ，?ＨＧ）、轻度放牧和对照区（无牧，ＣＫ），放牧区载畜率分别为１．０５??羊单位／公顷／年（５匹马），０．６３羊单位／公顷／年（３匹马）。每个处理设三个重复小??区，小区面
【参考文献】：
期刊论文
[1]放牧对草地土壤氮素循环关键过程的影响与机制研究进展[J]. 王芳芳,徐欢,李婷,伍星. 应用生态学报. 2019(10)
[2]盐生荒漠植物群落土壤氮素含量及其组分特征[J]. 张仰,龚雪伟,吕光辉,张雪梅,蒋腊梅,郄亚栋. 土壤. 2019(05)
[3]地膜覆盖和秸秆还田对半干旱区玉米地土壤氮素矿化的影响[J]. 刘小娥,苏世平,吴玉山,魏星星,张帅杰. 甘肃农业大学学报. 2019(04)
[4]沼泽湿地生态系统氮素循环研究综述[J]. 杨蕾,邹玉和,杨靖宇,余凌帆,陈德朝,鄢武先. 四川林业科技. 2019(02)
[5]稳定同位素13C标记富勒醇结构的探索[J]. 李红亮,汪称龙,杨胜韬,常雪灵. 科学通报. 2017(16)
[6]施肥对羊草草原土壤氮素转化的影响[J]. 秦燕,何峰,仝宗永,谢开云,王栋,Gammal,权国玲,宋谦,王虎,张威震,李向林. 草业学报. 2016(10)
[7]土壤水分和氮添加对3种质地紫色土氮矿化及土壤pH的影响[J]. 田冬,高明,徐畅. 水土保持学报. 2016(01)
[8]载畜率对荒漠草原群落及植物功能群生物量的影响[J]. 古琛,杜宇凡,乌力吉,陈万杰,薛文杰,赵萌莉. 生态环境学报. 2015(12)
[9]放牧对草地土壤微生物的影响[J]. 苟燕妮,南志标. 草业学报. 2015(10)
[10]水热条件对华西雨屏区柳杉人工林土壤氮矿化的影响[J]. 石薇,王景燕,魏有波,吕向楠,龚伟. 土壤通报. 2014(06)
博士论文
[1]基于宏基因组学的草原土壤微生物对增温响应的研究[D]. 高莹.清华大学 2016
硕士论文
[1]放牧对草原生态系统碳、氮循环的影响：整合分析[D]. 周贵尧.江苏大学 2016
[2]干旱荒漠区典型土壤硝酸盐分布特征及硝化反硝化作用研究[D]. 付素静.兰州大学 2012
[3]库布齐沙漠植物氮储量与土壤氮循环的研究[D]. 贺寅月.内蒙古师范大学 2012
[4]上海城郊土壤硝化、反硝化作用及其影响因素研究[D]. 施振香.上海师范大学 2010
[5]应用BaPS系统研究旱地土壤硝化—反硝化过程和呼吸作用[D]. 刘巧辉.南京农业大学 2005
本文编号：3326322
【文章来源】：内蒙古农业大学内蒙古自治区
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１?土壤氮素转化的基本过程??Ｆｉｇ．?１?Ｔｈｅ?ｂａｓｉｃ?ｐｒｏｃｅｓｓ?ｏｆ?ｓｏｉｌ?ｎｉｔｒｏｇｅｎ?ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ??
Ｕ％?Ａｎａｅｒｏｍｙｘｏ－??ｋ?／Ｎ〇ｒ?／、ｂａｃｔｅｒｓｐｐ．??＾?＾?Ｏｒｇａｎｉｃ?Ｃ?０?Ｎｉｔｒｏｂａｃｔｅｒ?ｓｐｐ．?＾?Ｎ?〇??＾＼ｇ＇，Ｎｉｔｒｏｓｐｉｎａ?ｓｐｐ．?ＮＨ?＊??｜?＇?＇Ｓ＇Ｓ＞Ｓ＇Ｓｓｓ＿?ＮｊＰ２?Ｄｅｌｔａｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ？??，?Ｇａｍｍａｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ？ｊ?＇‘??Ｎ〇３＂?■■?，?？■—．１?■■?，■■■?■?■?．?■?＞?（?）Ａｌｐｈａｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ？??图４不同微生物参与的土壤氮转化过程（引自文献［４Ｗ）??Ｆｉｇ．４?Ｓｏｉｌ?ｎｉｔｒｏｇｅｎ?ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ?ｐｒｏｃｅｓｓ?ｉｎｖｏｌｖｉｎｇ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｍｉｃｒｏｏｒｇａｎｉｓｍｓ??１．２．３．２放牧对于草原土壤氮素反硝化作用的影响??土壤中的反硝化作用（图５）包括生物反硝化和化学反硝化，以生物反硝化为??主；此过程为氮素损失和Ｎ２０的主要来源。生物反硝化是指在氧气受限的条件下，??微生物将Ｎ０３？还原成＞１２的过程。土壤反硝化作用的条件是：（１）具反硝化能力的??细菌，反硝化细菌现已知有３３个属，多数是异养型，也有几种是化学自养型，但??在多数农田都不重要；（２）合适的电子供体，如有机Ｃ化合物、还原性硫化合物或??分子态氢，有效态氮的影响最大；（３）厌氧条件，与田间持水量大小密切相关，嫌??气状态〇２＜５％或土壤溶液中［〇２］＜４ｘｌ（Ｔ６Ｍ?Ｅｈ＜３４４ｍｖ（ｐＨ＝５时）；（４）有硝态氮存在；??（５）?７＜ｐＨ＜８．２、５．２＜ｐＨ＜５．８?或?８．２＜ｐＨ＜９?时，反硝化作用减弱。??
ｎ?放牧对荒漠草原植物群落特征和土壤氮素总硝化一反硝化速率的影响??２材料与方法??２．１研究区概况??试验区（图６）位于内蒙古包头市达尔罕茂明安联合旗希拉穆仁镇南５００ｍ??（４１°４７’Ｎ，?１１１°５３Ｅ），属于荒漠草原，平均海拔约１６００ｍ，地势起伏较小，处于??低山丘陵草原区，有明显风蚀作用，为中温带半干旱大陆性季风气候，昼夜温差大，??春季干旱多风、降水量小，夏季降水集中且较充沛，冬季漫长而寒冷。年均气温??３．４０Ｃ，无霜期８３ｄ左右，２１０°Ｃ年有效积温１９８５？２８００°Ｃ；年均降水量约２８７ｍｍ，??蒸发量约为２３０５ｍｍ，降水多集中在７月到９月份；年均风速约４．５ｍ／ｓ。??研究区优势种为克氏针茅冲ａ?Ａｔｊ／ｏｖ／ｚ’）、短花针茅（Ｓｒｉｐａ?Ｚ＾ｅｗｙＺｏｒａ）、无芒??隐子草（６７６／仇讲，７６５？？／尽０咖＜３），常见种有冷蒿（＾４阶，７治／〇．斤妨而）、羊草（／＾３＾？５??ｃ／７ｚｉｅ／ｗｅ）、沙生冰草等。土壤为淡栗耗土，主要成分表现??为缺氮少磷，土壤贫瘠、风蚀严重。??Ｓｕｈｏｎ｛：ｉｕ?ｖ？－＾??ＶｒＯ?／｝?ＩＮＮＥＲ?ＭＯＮＧＯＬＩＡ??０２５０?５００??ｋｍ??图６试验地的地理位置??Ｆｉｇ．６?Ｌｏｃａｔｉｏｎ?ｍａｐ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ?ｓｉｔｅ??２．２试验设计??样地于２０１２年建立了长期放牧试验研究平台（图７）。放牧处理有重度放牧??（Ｈｅａｖｙ?Ｇｒａｚｉｎｇ，?ＨＧ）、轻度放牧和对照区（无牧，ＣＫ），放牧区载畜率分别为１．０５??羊单位／公顷／年（５匹马），０．６３羊单位／公顷／年（３匹马）。每个处理设三个重复小??区，小区面
【参考文献】：
期刊论文
[1]放牧对草地土壤氮素循环关键过程的影响与机制研究进展[J]. 王芳芳,徐欢,李婷,伍星. 应用生态学报. 2019(10)
[2]盐生荒漠植物群落土壤氮素含量及其组分特征[J]. 张仰,龚雪伟,吕光辉,张雪梅,蒋腊梅,郄亚栋. 土壤. 2019(05)
[3]地膜覆盖和秸秆还田对半干旱区玉米地土壤氮素矿化的影响[J]. 刘小娥,苏世平,吴玉山,魏星星,张帅杰. 甘肃农业大学学报. 2019(04)
[4]沼泽湿地生态系统氮素循环研究综述[J]. 杨蕾,邹玉和,杨靖宇,余凌帆,陈德朝,鄢武先. 四川林业科技. 2019(02)
[5]稳定同位素13C标记富勒醇结构的探索[J]. 李红亮,汪称龙,杨胜韬,常雪灵. 科学通报. 2017(16)
[6]施肥对羊草草原土壤氮素转化的影响[J]. 秦燕,何峰,仝宗永,谢开云,王栋,Gammal,权国玲,宋谦,王虎,张威震,李向林. 草业学报. 2016(10)
[7]土壤水分和氮添加对3种质地紫色土氮矿化及土壤pH的影响[J]. 田冬,高明,徐畅. 水土保持学报. 2016(01)
[8]载畜率对荒漠草原群落及植物功能群生物量的影响[J]. 古琛,杜宇凡,乌力吉,陈万杰,薛文杰,赵萌莉. 生态环境学报. 2015(12)
[9]放牧对草地土壤微生物的影响[J]. 苟燕妮,南志标. 草业学报. 2015(10)
[10]水热条件对华西雨屏区柳杉人工林土壤氮矿化的影响[J]. 石薇,王景燕,魏有波,吕向楠,龚伟. 土壤通报. 2014(06)
博士论文
[1]基于宏基因组学的草原土壤微生物对增温响应的研究[D]. 高莹.清华大学 2016
硕士论文
[1]放牧对草原生态系统碳、氮循环的影响：整合分析[D]. 周贵尧.江苏大学 2016
[2]干旱荒漠区典型土壤硝酸盐分布特征及硝化反硝化作用研究[D]. 付素静.兰州大学 2012
[3]库布齐沙漠植物氮储量与土壤氮循环的研究[D]. 贺寅月.内蒙古师范大学 2012
[4]上海城郊土壤硝化、反硝化作用及其影响因素研究[D]. 施振香.上海师范大学 2010
[5]应用BaPS系统研究旱地土壤硝化—反硝化过程和呼吸作用[D]. 刘巧辉.南京农业大学 2005
本文编号：3326322
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