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学校草学团队在退化草地植被和土壤特征方面取得重要进展

时间:2021-11-03 来源:动物科技学院草业学院

近日,亚博网站登陆草学团队在探索退化草地植被和土壤特征方面取得重要进展,相关研究成果发表在Catena(中科院1区,TOP期刊,IF:5.198)期刊上,课题组杨超副教授和研究生李康佳为论文共同第一作者,孙娟教授为论文通讯作者,亚博网站登陆为第一完成单位。

天然草原是陆地生态系统中的重要“碳汇”,过度放牧会导致草地植被盖度的降低会使得草原逐渐丧失“碳汇”功能,尤其是以芨芨草 (Achnatherum splendens) 为优势物种的退化草地中。芨芨草为多年生禾本科芨芨草属草本植物,幼嫩时为家畜良好的饲草,生长多年以后,茎叶粗糙且韧性较大,质量不高,家畜采食困难,出现外围生长中间枯黄烂根的现象,草地的质量和产量均降低。因此,高龄芨芨草滩成为天然草地改良的重要区域。

团队通过调研亚博网站登陆内蒙古赤峰市克什克腾旗基地、河北和青海三个地区的芨芨草退化草地的植被和土壤微生物特征,发现低龄级的芨芨草(直径20-60cm)生长年限短,单位面积地上生物量较高,植物营养品质较高;相反,高龄级芨芨草(直径大于60cm)生长年限长,单位面积地上生物量较低,植物营养品质较低,降低了草地生态系统的总体“碳汇”能力(见文章表1)。进一步对根系相关微生物分析发现,随着芨芨草龄级的增加,厚壁菌(Firmicutes)和芽单胞菌(Gemmatimonadetes)的相对丰度显著降低,且克什克腾旗基地芨芨草根系细菌特征与青海相似,与河北有较大差异(图1)。植物C/N比、植物生物量和土壤pH值对三种生境之间的细菌β-多样性有积极影响,但对芨芨草根系土壤中细菌的α-多样性有负面影响。本研究结果发现,随着直径的增加,芨芨草不仅降低了植物的生产力,而且改变了土壤的微生物特征(图2)。因此,对芨芨草的时空防治,特别是对高龄级的控制,对于提升我国芨芨草退化草地的生产力,恢复草原的“碳汇”功能具有重要生态学意义。

上述研究工作得到了亚博网站登陆内蒙古赤峰市克什克腾旗基地,国家牧草产业技术体系毒杂草防控岗位,山东省“草学一流学科”计划项目,山东省自然科学基金项目,亚博网站登陆高层次引进人才项目和国家牧草产业技术体系张家口综合试验站的支持与资助。

  

图1 芨芨草根系土壤细菌结构特征及其空间特异性。

图2 不同地区及龄级芨芨草株丛对土壤细菌结构的影响。

论文链接:https://doi.org/10.1016/j.catena.2021.105828

编辑:曲天泽    阅读:0
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