摘要：为了解氮沉降和降雨变化对短花针茅荒漠草原土壤线虫的影响,试验设计采用主区为增雨30%(W)和减雨30%(R)、自然降雨(CK)3种水分处理,副区为0(N0)、30(N30)、50(N50)和100(N100)kg/(hm^(2)·a)4个氮素梯度共12个处理.结果表明:研究区共鉴定土壤线虫隶属41属,群落优势属为丽突属(Acrobeles)和拟丽突属(Acrobeloides),增雨较氮添加显著增加了线虫数量,且在10月份尤为明显,减雨下N50梯度更利于线虫数量增加;从功能类群来看,土壤0~10cm食细菌线虫数量最多(占总数41.00%~45.56%),并随季节动态呈上升趋势,捕杂食线虫数量最低,食细菌和食真菌线虫与氮梯度呈负相关关系;从生态指数来看,仅增雨抑制了土壤线虫多样性,单一氮添加没有改变线虫群落多样性和稳定性,但较低的氮添加会显著降低了线虫丰富度.不同季节动态处理下,土壤矿化途径受食微线虫的影响,有机质以真菌降解通道为主,减雨施氮下提高了土壤抗干扰能力;pH值、有机质、铵态氮含量是影响土壤线虫群落重要的环境因子,土壤氮含量增多及pH值降低增加了偏K策略者类群数量,降低R对策者类群数量,土壤线虫群落结构的变化,表明短花针茅荒漠草原生态系统地下食物网稳定性渐趋增强.

摘要：为了解模拟氮沉降和降雨变化对短花针茅荒漠草原中小型土壤动物的影响,本试验设计主区为自然降雨(CK)、增雨30%(W)和减雨30%(R)3个水分处理,副区为0(N0),30(N30),50(N50)和100(N100)kg/(hm^2?a)4个氮素处理共12个处理.研究表明:在相同的水分处理中随着氮浓度的不断增高,表层土壤中中小型土壤动物的个体密度呈先上升后下降趋势.W-N30处理下中小型土壤动物个体密度高于其他处理(P<0.05),类群数随着氮浓度升高呈下降趋势,减雨与过量施氮对表层土壤中中小型土壤动物个体密度具有抑制作用.短花针茅荒漠草原中小型土壤动物在土层中具有明显的表聚特性.另外,冗余分析(RDA)表明,研究区内中小型土壤动物的优势类群与常见类群受环境因子影响较显著,土壤pH值、温度、含水量、有机质和植物全C、全N、C/N对中小型土壤动物个体密度影响均较大,但短期内对类群数的影响不显著.当短花针茅荒漠草原面临全球变化时,随着氮沉降量逐渐增加,表层土壤中中小型土壤动物个体密度先逐渐增加,当达到不同水分条件下氮浓度阈值时,则对表层土壤中中小型土壤动物产生抑制作用.

摘要：为研究氮沉降和降水变化对土壤氨氧化细菌(AOB)群落的影响.以短花针茅荒漠草原为研究对象,采用裂区设计,主区为自然降雨(CK)、增雨30%(W)和减雨30%(R)3个水分梯度,副区为0(N0/CK),30(N30),50(N50)和100(N100)kg/(hm^(2)∙a)4个氮素梯度共12个处理,通过高通量测序分析土壤氨氧化细菌群落的多样性和组成.结果表明:荒漠草原土壤AOB主要来源于norank_d__Bacteria、unclassified_k__norank_d__Bacteria及亚硝基螺旋菌属.自然降雨下,随施氮量增加,土壤AOB-氨单加氧酶(amoA)基因拷贝数升高,减雨处理下AOB-amoA基因拷贝数在N50处理显著增高,而AOB-amoA基因拷贝数在N100处理显著下降,表明在短花针茅荒漠草原地区N50处理为土壤AOB数量的阈值.增雨促进了Alpha多样性增加,并且通过主坐标分析表明氮素添加后,土壤AOB群落结构在不同处理之间存在显著差异.RDA分析表明土壤含水量、硝态氮、铵态氮及全氮是驱动土壤AOB群落变化的主要环境因子.

摘要：为了解降水变化和氮沉降对荒漠草原植被群落结构和生物量的影响,在内蒙古四子王旗短花针茅荒漠草原进行水氮交互试验,采用裂区试验设计,主区为CK(自然降水)、W(增水30%)、R(减水30%),副区为0(N0)、30(N30)、50(N50)、100(N100)kg N·hm^-2·a^-1共12个处理。结果表明:1)水氮的介入导致植物群落组成、重要值发生了明显变化,R中群落物种数最低,提高了优势种在群落中的重要值,氮素添加导致群落物种数呈“抛物线”型,群落物种数先增多后减少。2)CK、W、R条件下随施氮量增加,物种丰富度、Shannon-wiener多样性指数和Pielou均匀度指数均先增大后减小,2016和2018年在CK-N30、W-N30、R-N50达到最大值,干旱年份(2017)分别在CK-N30、W-N50、R-N100达到最大值。水分主效应、氮素和水氮交互作用均对以上3个植物多样性指数有显著影响(P<0.05)。3)水分和氮素刺激了地上生物量的增加,短期氮素添加使多年生禾草生物量在地上总生物量中占比增加,多年生杂草生物量在地上总生物量中占比减小。水分、氮素、水氮交互均对地上生物量有显著影响(P<0.05)。

摘要：凋落物分解是陆地生态系统养分循环的重要过程,在生物地球化学循环过程中发挥着重要作用。全球变化是影响凋落物分解的重要因子,其对生态系统养分循环的影响存在诸多不确定性。研究荒漠草原凋落物分解对氮沉降和降水变化及其二者交互作用的响应,是揭示这些不确定性、保护草原生态系统结构和功能的科学基础。以内蒙古四子王旗短花针茅荒漠草原为研究对象,选取建群种短花针茅和优势种无芒隐子草两种植物凋落物,开展为期4年的长期分解实验,探究两种植物凋落物分解特征及养分释放规律。实验采用裂区设计,主区为自然降水(C)、增雨30%(W)和减雨30%(R)3个水分梯度,副区为0(N0)、30(N30)、50(N50)和100(N100) kg hm^(-2)a^(-1)4个氮素梯度。结果表明:(1)增雨和氮沉降促进荒漠草原凋落物分解,减雨反之,降水对两种凋落物影响具有差异,而氮沉降的作用不依赖于物种;(2)氮沉降缩短凋落物分解周期5.12%—14.82%,增雨与氮沉降交互缩短凋落物分解周期3.69%—28.75%;(3)降水始终有利于凋落物中碳、纤维素和木质素释放,而分解后期氮沉降对其影响不显著,凋落物分解后期主要受木质素分解速率控制。综上所述,影响荒漠草原凋落物分解的主要因素为降水,其次是氮素,二者对凋落物分解具有协同作用。

摘要：土壤动物是凋落物分解、养分转化过程的重要调节者,全球变化驱动的氮沉降与降雨变化通过改变其分解环境和土壤动物群落结构,进而影响凋落物分解进程。为了探究中小型土壤动物对凋落物分解的贡献受氮沉降和降雨变化的影响,本研究利用不同网孔(2 mm和0.01 mm)的凋落物分解网袋法,以建群种短花针茅为研究对象进行野外分解试验。试验采用裂区设计,主区为自然降雨(CK)、增雨30%(W)和减雨30%(R)3个水分处理,副区为0(N_(0))、30(N_(30))、50(N_(50))和100(N_(100))kg·kg·hm^(-2)·a^(-1)4个氮素处理。结果表明:1)降雨变化显著影响了凋落物的分解速率,增雨处理中凋落物的分解速率加快,且随着氮添加浓度的升高,凋落物重量残留率逐渐降低,100 kg·hm^(-2)·a^(-1)时分解速度最快;在减雨处理与对自然降雨处理中凋落物的分解速率则呈先降低后升高的趋势,在50 kg·kg·hm^(-2)·a^(-1)时分解速度最快。氮沉降和降雨变化对凋落物分解无显著的交互作用。2)在整个分解过程中,共捕获中小型土壤动物1577只,隶属于1门3纲13目(含亚目)49科,优势类群为蜱螨目、鞘翅目幼虫和弹尾目;增雨施氮提升了中小型土壤动物群落的类群数和个体数。3)凋落物重量残留率与中小型土壤动物类群数、个体数均呈极显著负相关,增雨处理整体提高了中小型土壤动物对凋落物分解的贡献率。综上,荒漠草原上中小型土壤动物对凋落物的分解具有积极作用,且水分和氮素输入的增加提高了中小型土壤动物的类群数及个体数,增加了其对凋落物分解的贡献;在水分不足时,过量的氮素会抑制中小型土壤动物群落的发展,导致中小型土壤动物对凋落物分解的贡献降低。

摘要：全球变化导致氮沉降增加和降雨格局发生变化,从而影响短花针茅荒漠草原植物根系分解过程.为了解水氮变化对荒漠草原根系凋落物分解的影响,采用凋落物分解网袋法,以建群种短花针茅(Stipa breviflora)和优势种冷蒿(Artemisia frigida)、无芒隐子草(Cleistogenes songorica)3种植物混合根系为研究对象,分析其分解动态变化.试验采用裂区设计,主区为自然降雨(CK)、增雨30%(W)和减雨30%(R)3个水分处理,副区为0(N0)、30(N30)、50(N50)和100(N100)kg hm-2 a-1 4个氮素处理共12个处理.结果显示:分解630 d后,增雨显著降低根系质量残留率,3个水分处理分别在CK-N50、W-N50、R-N30处理下质量残留率最低,分别为63.13%、60.33%、69.90%,W-N50处理根系质量残留率显著低于其余11个处理(P <0.05).适量的氮输入可以促进根系分解,但过量氮会对根系分解产生抑制作用.本研究表明荒漠草原影响根系质量残留率的主要因素为水分,次要因素为氮素.水氮变化首先会影响根系的基质质量,从而进一步影响根系分解质量残留率,碳含量、氮含量、纤维素、木质素均是根系分解过程中的决定性因素.(图3表4参36)

摘要：全球气候变化背景下,大气氮沉降和降水变化日益显著,其对荒漠草原凋落物分解的影响存在很大的不确定性.采用裂区设计,设置主区为自然降雨、增雨30%和减雨30%3个水分处理,副区为0(N_0)、30(N_(30))、50(N_(50))和100 kg·hm^(-2)·a^(-1)(N_(100)) 4个氮素水平,经过21个月(2016年1月—2017年10月)水氮处理,研究水氮共同作用对荒漠草原常见物种猪毛菜、短花针茅和木地肤3种植物凋落物分解的影响.结果表明:3种凋落物干物质残留率随时间增加而减少,用Olson负指数衰减模型拟合效果较好,凋落物分解系数(k)大小为猪毛菜!短花针茅!木地肤.增雨30%N_(100)处理分解系数最高,为0.028.单因素处理下,增雨30%和N_(50)的凋落物分解最快.水氮共同作用下,增雨30%N_(100)处理凋落物分解最快.3种凋落物初始化学全氮含量大小为猪毛菜!短花针茅!木地肤,猪毛菜和短花针茅k值与全氮含量呈显著正相关;全碳含量、纤维素含量、木质素含量、C/N、木质素/N和纤维素/N大小为木地肤!短花针茅!猪毛菜,猪毛菜k值与各指标均呈显著负相关,短花针茅和木地肤k值与C/N、木质素/N和纤维素/N均呈显著负相关.猪毛菜分解最快,木地肤分解最慢.适量的水、氮添加有利于荒漠草原凋落物的分解,可以促进土壤养分循环,对荒漠草原可持续发展及生态平衡有积极作用.

摘要：为解析养分添加对贝加尔针茅草甸草原中小型土壤动物群落的影响,于2010年在内蒙古呼伦贝尔市鄂温克旗贝加尔针茅草甸草原设计氮磷添加试验,研究施N、P和NP混合施入(其中N和P的施入量均为100 kg hm-2a-1)对土壤动物群落结构和多样性的变化及其与环境因子之间的关系.土壤动物于2019年牧草返青期(5月)、生长期(8月)和枯黄期(9月末)进行采集.结果显示,与对照相比,N和NP添加使土壤动物个体数显著增加了1.38倍和1.15倍,类群数显著增加28.57%和21.43%,P处理土壤动物个体数和类群数高于对照,但未达到显著水平;(2)试验区植被生长期(8月)良好的水热条件更适合土壤动物群落的发展;(3)冗余分析(RDA)的结果进一步表明,土壤动物的群落组成主要受pH和植物均匀度影响,且pH是控制中小型土壤动物群落变化的主要因子.本研究揭示长期的养分添加通过改变植物均匀度与土壤pH对中小型土壤节肢动物群落产生积极影响,且土壤pH比植物均匀度的贡献更大.(图6表3参37)

摘要：为明确降水变化和氮沉降对土壤细菌及酶活性的互作效应,本研究以短花针茅荒漠草原为研究对象,试验设计采用裂区设计,主区为自然降雨(CK)、增雨30%(W)和减雨30%(R)3个水分梯度,副区为0、30、50、100 kg∙hm^(-2)∙a^(-1)4个氮素梯度(分别记为N0、N30、N50、N100),共12个处理。结果表明:降水变化和氮沉降改变了土壤细菌群落组成,但未显著改变土壤细菌Alpha多样性;降水变化和氮沉降对土壤酶活性有显著影响。土壤过氧化氢酶活性在R-N100中最低(1.63 mg·g^(-1)·d^(-1)),与CK-N0相比显著降低了7.4%;土壤蔗糖酶活性在W-N0中最高(2.20 mg·g^(-1)·d^(-1)),与CK-N0相比显著增加了14.6%,在R-N100中最低(1.52 mg·g^(-1)·d^(-1)),与CK-N0相比显著降低了20.8%;土壤脲酶活性在W-N0中最高(17.66 mg·g^(-1)·d^(-1)),与CK-N0相比显著增加了16.7%,在CK-N100中最低(9.27 mg·g^(-1)·d^(-1)),与CK-N0相比显著降低了38.7%。土壤过氧化氢酶与细菌丰富度指数呈显著正相关,蔗糖酶与细菌多样性指数呈显著正相关,与细菌丰富度指数呈极显著正相关;结构方程模型结果进一步表明,土壤细菌群落多样性及pH值是土壤酶活性变化的驱动因子,而土壤硝态氮含量是驱使土壤细菌群落多样性变化的主要环境因素。综合分析表明,降水变化和氮沉降通过改变土壤理化性质影响土壤细菌群落结构及酶活性,细菌群落多样性及土壤pH值是土壤酶活性变化的主控因子,土壤pH值降低抑制土壤酶活性,细菌群落多样性增加有利于增强土壤酶活性。