放牧对内蒙古不同类型草原植物和土壤总氮与稳定氮同位素的影响

doi:10.11686/cyxb2020149

摘要/Abstract

摘要：

为了探究过度放牧对不同草原生态系统氮（N）素的影响，选取内蒙古3种主要类型草原（草甸草原、典型草原和荒漠草原）为研究对象，分析了连续多年过度放牧对植物生物量与叶片、根系和土壤中总氮（TN）和稳定氮同位素（δ¹⁵N）值的影响。研究结果表明：过度放牧显著降低草原植被地上、地下生物量（P<0.05）；无牧条件下，3种主要类型草原植物叶片、根系和土壤的TN、δ¹⁵N值自东向西呈现下降趋势，并且所有植物叶片（R²=0.73， P<0.001）、根系（R²=0.86， P<0.001）的TN和δ¹⁵N表现出显著正相关；过度放牧降低了3种草原植物叶片、根系和土壤中TN、δ¹⁵N的值。综上所述，过度放牧对3种草地生态系统N循环造成不同程度的影响，因此我们应采取多样化的管理方式，使草原生态系统可持续发展。

关键词: 草原类型, 过度放牧, 植被生物量, 总氮, 稳定氮同位素

Abstract:

In order to explore the effect of overgrazing on nitrogen （N） cycling in different grassland ecosystems， we selected three main types of grassland （meadow grassland， typical grassland and desert grassland） in Inner Mongolia， northern China， and analyzed the effects of long-term overgrazing on plant biomass， total nitrogen （TN） and stable nitrogen isotope （δ¹⁵N） values in plant leaves， roots and soil. The results showed that overgrazing significantly reduced the aboveground and underground biomass of grassland vegetation （P<0.05）. Under zero grazing conditions， the TN and δ¹⁵N values of leaves， roots and soil samples from the three main types of grassland showed a downward trend from east to west， and the TN and δ¹⁵N of plant leaves （R²=0.73， P<0.001） and roots （R²=0.86， P<0.001） showed significant positive correlation in all cases. Overgrazing reduced the values of TN and δ¹⁵N in the plant leaves， roots and soil of the three grassland types. In summary， overgrazing has caused substantive impact on N cycling in all three grassland types studied， so we recommend adoption of diversified management methods to ensure sustainable grassland ecosystem development.

Key words: grassland type, overgrazing, vegetation biomass, total nitrogen, stable nitrogen isotope

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图/表 7

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指标 Index	荒漠草原Desert steppe		典型草原Typical steppe		草甸草原Meadow steppe
指标 Index	无牧NG	重度放牧HG	无牧NG	重度放牧HG	无牧NG	重度放牧HG
全氮TN (%)	2.45±0.24a	2.40±0.25a	1.83±0.44a	1.47±0.07a	3.59±0.27a	1.33±0.60b
稳定氮同位素δ¹⁵N (‰)	0.77±0.44a	0.34±0.24a	-0.85±0.19a	-1.14±0.24a	3.72±0.79a	-1.98±0.59b

指标 Index	荒漠草原Desert steppe		典型草原Typical steppe		草甸草原Meadow steppe
指标 Index	无牧NG	重度放牧HG	无牧NG	重度放牧HG	无牧NG	重度放牧HG
全氮TN (%)	2.45±0.24a	2.40±0.25a	1.83±0.44a	1.47±0.07a	3.59±0.27a	1.33±0.60b
稳定氮同位素δ¹⁵N (‰)	0.77±0.44a	0.34±0.24a	-0.85±0.19a	-1.14±0.24a	3.72±0.79a	-1.98±0.59b

指标 Index	荒漠草原Desert steppe		典型草原Typical steppe		草甸草原Meadow steppe
指标 Index	无牧NG	重度放牧HG	无牧NG	重度放牧HG	无牧NG	重度放牧HG
全氮TN (%)	0.15±0.01a	0.14±0.01a	0.19±0.03a	0.18±0.02a	0.31±0.04a	0.13±0.01b
稳定氮同位素 δ¹⁵N (‰)	3.48±0.24a	3.27±0.22a	4.38±0.34a	3.23±0.19b	4.31±0.22a	3.32±0.46b

指标 Index	荒漠草原Desert steppe		典型草原Typical steppe		草甸草原Meadow steppe
指标 Index	无牧NG	重度放牧HG	无牧NG	重度放牧HG	无牧NG	重度放牧HG
全氮TN (%)	0.15±0.01a	0.14±0.01a	0.19±0.03a	0.18±0.02a	0.31±0.04a	0.13±0.01b
稳定氮同位素 δ¹⁵N (‰)	3.48±0.24a	3.27±0.22a	4.38±0.34a	3.23±0.19b	4.31±0.22a	3.32±0.46b