不同放牧强度和管理方式下短花针茅荒漠草原土壤的氮矿化作用

《不同放牧强度和管理方式下短花针茅荒漠草原土壤的氮矿化作用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、····内蒙古农业大学硕士学位论文11引言草地作为一种可再生的自然资源，对人类生存和畜牧业的发展起着举足轻重作用，也对生态的健康与稳定起着关键性作用。中国草地资源广阔，约占农用土地资源的50%，其中内蒙古草原是欧亚大陆草原的重要组成部分。随着气候变化、放牧和人类干扰等因素影响，草原出现了严重的退化现象，这种现象受到国内外许多学者的关注。放牧是草原的主要利用方式，许多专家和学者从不同角度对放牧条件下草原的响应进行了研究[1-4]。土壤氮素既是植物生长所必需的重要营养元素之一，也是植物从土壤中吸收量最大的养分元素[5]。草原土壤中氮元素主要以二种形式存在，一种形式为无机氮，另外一种形式为有机氮，

2、土壤中无机氮的含量很低，一般占土壤全氮的1%~5%[1]，土壤中无机氮化合物主要包括硝态氮（NO3--N）和铵态氮（NH4+-N），土壤有机氮需要经过矿化转变成无机氮，才能够被植物吸收利用。了解氮素在草原生态系统中的转化过程，有助于充分认识草原的退化机理，为合理利用荒漠草原提供一定的理论依据。1.1放牧对草地生态系统土壤的影响放牧对土壤理化性状的影响主要集中在表层土壤[6]。贾树海等研究人员对内蒙古草原0~20cm土壤进行了研究，表明放牧强度对土壤容重的影响仅限于0~10cm，其中以0~5cm最显著。对土壤容重的影响表现为夏季放牧对于土壤的压实作用最轻，春季居中，秋季最重[7]。一般情况下，

3、由于家畜的践踏，土壤容重和硬度增大。刘红梅等人在内蒙古荒漠草原研究发现，随着放牧强度的增大，土壤表层容重与硬度增大，渗透性降低，土壤质地变粗，表层土含水量下降[8]。目前，放牧对土壤有机质的影响还没有形成统一的结论。一些学者研究认为，由于土壤有机质的总量取决于生物量的生产与分解的平衡状态，以及土壤储存有机质的能力[9]。在高寒草甸植被下，随着放牧强度的增加，土壤有机质减少，由不放牧的11.2%减少到重度放牧的8.6%。而随着草场放牧强度的加重，家畜啃食牧草严重，草地的生物量损失严重，草地的生物量的生产与分解的平衡状态被破坏，归还给土壤的有机质含量减少，从而导致土壤有机质含量及质量的下降[10

4、]。部分研究人员认为，天然草地生态系统对放牧干扰具有一定的调节作用，因此放牧对有机质没有影响[11]。另外，其他一些学者研究认为，随着放牧强度的增加，土壤有机质增加。放牧使草地生态系统的植物组成发生了较大的变化，导致产草量降低，促使植物的根系扩大生长，因而增加了养分向地下输送的比例[12]，并且随着放牧强度的增加，地上凋落物更容易破碎并与土壤充分接触，有助于凋落物的分解和使养分元素转移到土壤中[13]。放牧是荒漠草原的主要利用方式之一，放牧通过家畜的采食、家畜对营养物质的转化以及排泄物归还等影响营养物质的循环。许多研究者得出结论，放牧会增加净氮···2不同放牧强度和管理方式下短花针茅荒漠草原

5、土壤的氮矿化作用矿化量和加速氮素的循环[14]；也有学者研究认为，放牧会减缓营养物质的循环。而放牧是增加还是减缓氮素养分循环，主要是通过碳的有效性控制[15]。当土壤中可利用性碳相对于氮充足时，微生物对氮的需求高，氮的固定潜能高。相反，当可利用性碳相对于氮缺乏时，氮的固定潜能低，氮的净矿化可能升高。许多研究表明，放牧会影响土壤其他养分元素的变化。全氮、全磷、全钾等养分元素随着放牧强度的增加，含量减少。高雪峰等人研究放牧对典型草原土壤中几种生态因子影响得出结论，适度放牧有利于全磷的增加，而过度放牧则导致全磷、全氮的显著降低[16]。王玉辉等人对吉林省长岭种马场全年自由放牧的天然羊草草原进行研究

6、，由于牲畜的践踏和采食造成植物种类组成发生变化，植株高度和盖度降低、生物量下降，土壤裸露面积增大，土壤环境趋于干旱化、板结和盐碱化。随着放牧强度的增加，土壤中氮、磷、钾、钙、镁等营养元素随之降低，其中重度放牧区表土层0~10cm的氮、磷、钾、钙、镁等元素的含量仅为轻牧区的0.64、0.60、0.55、0.34及0.39倍。结果表明，放牧不仅会造成土壤主要营养元素的降低，并且对土壤中含量较少的钙、镁等元素造成的损失更为严重[29]。土壤微生物作为土壤质量高低的评定指标之一，是有机质和养分循环的主要动力。许多研究发现，适度放牧会增加土壤中微生物数量。高雪峰等人在内蒙古典型草原的试验发现，放牧对草

7、原土壤中微生物数量的影响很显著，围栏和轻度放牧有利于保持或提高土壤中各类微生物数量，过度放牧则使土壤中的微生物数量显著降低[16]。而陈海军在内蒙古贝加尔针茅草甸草原对不同强度放牧地段上土壤微生物进行相关分析，发现土壤微生物数量在非放牧段最多，在其余各放牧段随着放牧强度增加，微生物数量在增加[17]。也有研究者认为，中度放牧会使草原土壤微生物量碳、氮显著增加，而过度放牧使土壤微生物量碳占全碳的比例下降[18]