生长季封育和氮添加对退化高寒沼泽湿地土壤水分状况的影响

doi:10.11733/j.issn.1007-0435.2021.11.018

草地学报 ›› 2021, Vol. 29 ›› Issue (11): 2523-2529.DOI: 10.11733/j.issn.1007-0435.2021.11.018

生长季封育和氮添加对退化高寒沼泽湿地土壤水分状况的影响

李宏林^1,2, 胡竞格¹, 肖锋³, 梁德飞¹, 周华坤²

1. 青海大学省部共建三江源生态与高原农牧业国家重点实验室, 青海西宁 810016;
2. 青海省寒区恢复生态学重点实验室, 中国科学院西北高原生物研究所, 青海西宁 810008;
3. 青海省林草局, 青海西宁 810002

收稿日期:2021-04-02 修回日期:2021-06-02 出版日期:2021-11-15 发布日期:2021-12-06
通讯作者: 李宏林,E-mail:honglinli@qhu.edu.cn
作者简介:李宏林(1986-),男,藏族,甘肃卓尼人,博士,副教授,主要从事植物生态学和恢复生态学研究,E-mail:honglinli@qhu.edu.cn
基金资助:
青海省科技厅自然科学基金（2018-ZJ-929Q）；国家自然科学基金（32060252）；青海省寒区恢复生态学重点实验室开放课题（2020-KF-10）资助

Responses of Soil Water Content of Degraded Alpine Wetland to Growing-Season Fencing and Nitrogen Addition

LI Hong-lin^1,2, HU Jing-ge¹, XIAO Feng³, LIANG De-fei¹, ZHOU Hua-kun²

1. State Key Laboratory of Plateau Ecology and Agriculture, Qinghai University, Xining, Qinghai Province 810016, China;
2. Qinghai Provincial Key Laboratory of Ecology Restoration in Cold Region, Northwest Institute of Plateau Biology, Chinese Academy of Sciences, Xining, Qinghai Province 810008, China;
3. Qinghai forestry and grassland administration, Xining, Qinghai Province 810002, China

Received:2021-04-02 Revised:2021-06-02 Online:2021-11-15 Published:2021-12-06

摘要/Abstract

摘要： 为探讨封育和氮添加对退化高寒湿地恢复的影响，本研究在青藏高原东部轻中度退化高寒湿地设置生长季禁牧和氮添加处理试验，并测定了群落结构和生产力、物种丰富度、土壤水分和氮、磷元素含量等指标。结果表明生长季禁牧能够显著提高退化湿地土壤水分含量、土壤速效氮含量和群落净初级生产力，提高禾草类物种在群落中的占比，而降低杂类草物种的占比；氮添加及二者的交互作用对退化湿地植物群落上述指标的影响不显著，但是氮添加处理有增加地上生物量和提高土壤含水量的趋势。本研究还提出了一个围栏封育和氮添加对退化高寒湿地恢复（以土壤水分含量为指标）影响的概念模型。生长季禁牧和氮添加有助于高寒退化湿地的恢复，因此在未来高寒湿地的保护和修复中应该考虑适度禁牧和养分添加。

关键词: 高寒湿地, 生长季禁牧, 氮添加, 土壤水分, 湿地恢复

Abstract: In order to understand the effects of fencing and nitrogen addition on restoration of alpine wetlands,we conducted an experiment in a moderate degraded alpine wetland,located at eastern part of Qinghai-Tibetan Plateau. The structure,species richness and productivity of community,as well as soil properties were measured. Our results showed that growing season fencing could significantly increase soil water content (SWC),soil available nitrogen (AN) content,community net primary productivity (NPP) and proportion of grass species,while decrease proportion of forbs. There were no significant effects of nitrogen addition and its interaction with fencing on these indices of soil and community,similar patterns were also found for effects of nitrogen addition on NPP and SWC. A simple framework model was proposed to explain how fencing and nitrogen addition directly or indirectly affected the restoration of degraded alpine wetland (indicated by SWC). Our finding suggested that both growing season fencing and nitrogen addition could promote restoration processes of degraded alpine wetland,implying that these management strategies should been considered for protection and restoration of alpine wetland in the context of future climatic and anthropogenic environment changes.

Key words: Alpine wetland, Growing-season fencing, Nitrogen addition, Soil water content, Wetland restoration

中图分类号:

S152.7

李宏林, 胡竞格, 肖锋, 梁德飞, 周华坤. 生长季封育和氮添加对退化高寒沼泽湿地土壤水分状况的影响[J]. 草地学报, 2021, 29(11): 2523-2529.

LI Hong-lin, HU Jing-ge, XIAO Feng, LIANG De-fei, ZHOU Hua-kun. Responses of Soil Water Content of Degraded Alpine Wetland to Growing-Season Fencing and Nitrogen Addition[J]. Acta Agrestia Sinica, 2021, 29(11): 2523-2529.

0
/ / 推荐

导出引用管理器 EndNote|Ris|BibTeX

链接本文: https://manu40.magtech.com.cn/Jweb_cdxb/CN/10.11733/j.issn.1007-0435.2021.11.018

https://manu40.magtech.com.cn/Jweb_cdxb/CN/Y2021/V29/I11/2523

参考文献

[1] 宋长春. 湿地生态系统对气候变化的响应[J]. 湿地科学,2003,1(2):122-127
[2] 白军红,欧阳华,徐惠风,等. 青藏高原湿地研究进展[J]. 地理科学进展,2004,23(4):1-9
[3] 赵志龙,张镱锂,刘林山,等. 青藏高原湿地研究进展[J]. 地理科学进展,2014,33(9):1218-1230
[4] 孙鸿烈,郑度,姚檀栋,等. 青藏高原国家生态安全屏障保护与建设[J]. 地理学报,2012,67(1):3-12
[5] 王根绪,李元寿,王一博,等. 近40年来青藏高原典型高寒湿地系统的动态变化[J]. 地理学报,2007,62(5):481-491
[6] 李宏林,徐当会,杜国祯. 青藏高原高寒沼泽湿地在退化梯度上植物群落组成的改变对湿地水分状况的影响[J]. 植物生态学报,2012,36(5):403-410
[7] 王婷,张永超,赵之重. 青藏高原退化高寒湿地植被群落结构和土壤养分变化特征[J]. 草业学报,2020,29(4):9-18
[8] 李飞,刘振恒,贾甜华,等. 高寒湿地和草甸退化及恢复对土壤微生物碳代谢功能多样性的影响[J]. 生态学报,2018,38(17):6006-6015
[9] 侯蒙京,高金龙,葛静,等. 青藏高原东部高寒沼泽湿地动态变化及其驱动因素研究[J]. 草业学报,2020,29(1):13-27
[10] KEDDY P,FRASER L H. Four general principles for the management and conservation of wetlands in large lakes:the role of water levels,nutrients,competitive hierarchies and centrifugal organization[J]. Lakes and Reservoirs:Research and Management,2000,5:177-185
[11] KEDDY P A. Wetland Ecology Principles and Conservation[M]. Cambridge:Cambridge University Press,2010:20-120
[12] 宋艳宇,宋长春. 国家重点研发计划项目"中高纬度湿地系统对气候变化的响应研究"(2016YFA0602300)简介[J]. 湿地科学,2016,14(5):750-754
[13] 张明祥,刘国强,唐小平. 湿地恢复的技术与方法研究[J]. 湿地科学与管理,2009,5(3):12-15
[14] WAGNER K I,GALLAGHER S K,HAYES M,et al. Wetland restoration in the new millennium:Do research efforts match opportunities[J]. Restoration Ecology,2008,16(3):367-372
[15] 杨薇,裴俊,李晓晓,等. 黄河三角洲退化湿地生态修复效果的系统评估及对策[J]. 北京师范大学学报(自然科学版),2018,54(1):98-103
[16] 朱耀军,马牧源,赵娜娜. 若尔盖高寒泥炭地修复技术进展与展望[J]. 生态学杂志,2020,39(12):4185-4192
[17] 苏晓虾,毛旭锋,魏晓燕,等. 基于生物-环境-服务功能模型的三江源高寒草甸湿地不同恢复措施效果评价[J]. 地理科学,2020,40(8):1377-1384
[18] 尹新卫,姜志翔,纪书华,等. 利用土壤种子库的湿地植物恢复研究概述[J]. 湿地科学,2019,17(6):697-704
[19] 赵志刚,史小明. 青藏高原高寒湿地生态系统演变、修复与保护[J]. 科技导报,2020,38(17):33-41
[20] FAN D D,KONG W D,WANG F,et al. Fencing decreases microbial diversity but increases abundance in grassland soils on the Tibetan Plateau[J]. Land Degradation & Development,2020,31(17):2577-2590
[21] SUN J,LIU M,FU B J,et al. Reconsidering the efficiency of grazing exclusion using fences on the Tibetan Plateau[J]. Science Bulletin,2020,65(16):1405-1414
[22] WANG D J,ZHOU H K,YAO B Q,et al. Effects of nutrient addition on degraded alpine grasslands of the Qinghai-Tibetan Plateau:A meta-analysis[J]. Agriculture,Ecosystems & Environment,2020(301):106970
[23] 周华坤,姚步青,于龙,等. 三江源区高寒草地退化演替与生态恢复[M]. 北京:科学出版社,2016:10-30
[24] SU J,FU B J,ZHAO W W,et al. Optimizing grazing exclusion practices to achieve Goal 15 of the Sustainable Development Goals in the Tibetan Plateau[J]. Science Bulletin,2021,66(15):1493-1496
[25] 王超,王晓丽,施建军,等. 返青期休牧对玛多高寒草原植物群落特征的影响[J]. 草地学报,2021,29(4):763-771
[26] NIU K C,ZHANG S T,LECHOWICZ M J. Harsh environmental regimes increase the functional significance of intraspecific variation in plant communities[J]. Functional Ecology,2020,34(8):1666-1677
[27] MA M J,ZHOU X H,DU G Z. Soil seed bank dynamics in alpine wetland succession on the Tibetan Plateau[J]. Plant and Soil,2011,346:19-28
[28] 鲍士旦. 土壤农化分析[M]. 北京:中国农业出版社,2008:45-119
[29] 后源,郭正刚,龙瑞军. 黄河首曲湿地退化过程中植物群落组分及物种多样性的变化[J]. 应用生态学报,2009,20(1):27-32
[30] 田应兵,熊明标,宋光煜. 若尔盖高原湿地土壤的恢复演替及其水分与养分变化[J]. 生态学杂志,2005,24(1):21-25
[31] 米琦,王毅,秦小静,等. 青藏高原高寒草甸不同围栏年限土壤酶化学计量特征. 草地学报,2021,29(1):33-41
[32] 张骁栋,王金枝,颜亮,等. 水位和施氮对若尔盖高寒湿地土壤非共生固氮的影响[J].生态学报,2020,40(21):7630-7637
[33] 刘济明,唐子燕,李佳,等. 氮沉降对米槁凋落叶分解过程中土壤养分的影响[J]. 甘肃农业大学学报,2021,56(1):102-108
[34] 杨乃瑞,李智,余颖,等. 草地土壤C:N:P化学计量及微生物呼吸对氮沉降响应的meta分析[J]. 草业学报,2020,29(5):1-12
[35] 李琳,刘吉平. 不同恢复年限向海香蒲湿地土壤全磷含量研究[J]. 湿地科学与管理,2020,16(4):45-48
[36] 程雨婷. 围栏封育后我国草地植被与土壤恢复的Meta分析研究[D]. 上海:华东师范大学,2020:1-10
[37] 水宏伟,干珠扎布,吴红宝,等. 禁牧对藏北高原狼毒型退化草地群落特征及生产力的影响[J]. 草业学报,2020,29(10):14-21
[38] 赵娜娜,王贺年,张贝贝,等. 若尔盖湿地流域径流变化及其对气候变化的响应[J]. 水资源保护,2019,35(5):40-47
[39] MIEHE G,SCHLEUSS P M,SEEBER E,et al. The Kobresia pygmaea ecosystem of the Tibetan highlands-Origin,functioning and degradation of the world's largest pastoral alpine ecosystem:Kobresia pastures of Tibet[J]. Science of the Total Environment,2019(648):754-771
[40] XU D H,LI H L,FANG X W,et al. Responses of plant community composition and eco-physiological characteristics of dominant species to different soil hydrologic regimes in Alpine marsh wetlands on Qinghai-Tibetan plateau,China[J]. Wetlands,2015,35(2):381-390
[41] GEBAUER A D,BROWN R,SCHWAB S,et al. Effects of an invasive grass (Phalaris Arundinacea) on water availability in semi-arid riparian zones[J]. Wetlands,2016,36(1):59-72
[42] 任青吉,李宏林,卜海燕.玛曲高寒沼泽化草甸51种植物光合生理和叶片形态特征的比较[J]. 植物生态学报,2015,39(6):593-603

生长季封育和氮添加对退化高寒沼泽湿地土壤水分状况的影响

Responses of Soil Water Content of Degraded Alpine Wetland to Growing-Season Fencing and Nitrogen Addition

PDF

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价

[1]	陈国茜, 祝存兄, 李素雲, 周秉荣, 李甫, 曹晓云, 周华坤. 三江源地区土壤水分的地理分区遥感模型构建及时空变化[J]. 草地学报, 2021, 29(S1): 199-207.
[2]	张博, 程杰, 王淑红, 刘晶, 杨雪, 晏昕辉, 李伟. 氮添加和放牧对云雾山草原优势种异速生长模式的影响[J]. 草地学报, 2021, 29(9): 1983-1991.
[3]	张玉琪, 马源, 文铜, 吴玉鑫, 肖海龙, 张德罡, 陈建纲. 祁连山东缘高寒草甸植物及各部位对氮素添加的响应[J]. 草地学报, 2021, 29(8): 1628-1636.
[4]	林春英, 李希来, 孙海松, 孙华方, 马程彪, 韩辉邦, 张宇鹏, 李成一. 黄河源高寒湿地有机碳组分对不同退化程度的响应[J]. 草地学报, 2021, 29(7): 1540-1548.
[5]	魏星星, 吴江琪, 李广, 王海燕, 刘帅楠, 张世康, 张娟. 青藏高原湿草甸土壤氮组分对氮添加浓度的响应[J]. 草地学报, 2021, 29(4): 677-683.
[6]	孙一梅, 田青, 郭爱霞, 张森溪, 吕朋, 左小安. 放牧和氮添加对半干旱沙质草地优势种糙隐子草及群落功能性状的影响[J]. 草地学报, 2021, 29(3): 563-571.
[7]	李成一, 李希来, 孙华方, 李得琴, 张锋, 林春英, 张静, 马程彪. 高寒湿地旱化过程及其对CO₂交换的影响[J]. 草地学报, 2020, 28(3): 750-758.
[8]	段鹏, 张永超, 王金贵, 王婷, 赵之重. 青藏高原高寒湿地退化过程中土壤微生物群落功能多样性特征[J]. 草地学报, 2020, 28(3): 759-767.
[9]	陈晓鹏, 王根绪, 孙菊英, 张涛, 毛天旭. 增温和氮添加对长江源区高寒沼泽草甸生态系统呼吸的影响[J]. 草地学报, 2020, 28(1): 193-199.
[10]	林春英, 李希来, 李红梅, 孙海松, 韩辉邦, 王启花, 金立群, 孙华方. 不同退化高寒沼泽湿地土壤碳氮和贮量分布特征[J]. 草地学报, 2019, 27(4): 805-816.
[11]	苏莹, 陈林, 李月飞, 孟文婷, 祝忠有, 袁闯, 王诗雅, 朱林. 荒漠草原猪毛蒿的生长特征与稳定碳同位素间的关系[J]. 草地学报, 2019, 27(4): 859-866.
[12]	耿元波, 王子腾, 李茹霞. δ¹³C值在羊草草原植物体中的差异和变化及其影响因素分析[J]. 草地学报, 2019, 27(1): 153-162.
[13]	姚静, 薛超玉, 焦峰. 基于Landsat8 OLI遥感影像的延河流域土壤水分反演研究[J]. 草地学报, 2018, 26(5): 1109-1117.
[14]	侯东杰, 乔鲜果, 高趁光, 赵海卫, 赵利清, 郭柯. 内蒙古典型草原枯落物的生态水文效应[J]. 草地学报, 2018, 26(3): 559-565.
[15]	白岗栓, 郑锁林, 邹超煜, 杜社妮. 陇东旱塬果园生草对土壤水分及苹果树生长的影响[J]. 草地学报, 2018, 26(1): 173-183.