文：文盲诗仁

编辑：文盲诗仁

草地生态系统中，碳、氮、磷元素的良性循环以及它们之间的平衡关系对于维持植物的健康生长和生态系统的可持续性至关重要。

当外部条件发生变化时，会影响到植物和土壤微生物，为了应对这种影响，植物和土壤微生物会通过调节内部环境或调整生存策略等方式。

维持体内化学元素组成的相对稳定，这种调节方式被称为化学剂量内稳态调节。

植物多样性和生物量的变化受到草地植物、土壤以及土壤微生物养分元素变化的影响，进而影响草地生态系统的稳定性。

作为青藏高原的主要生态系统，高寒草甸具有重要的生态功能，如水源涵养、生物多样性保护和碳固定。

然而，近年来气候变暖干化和人类活动干扰导致高寒草甸生态系统严重退化，包括结构和功能退化。

尽管施肥是修复退化高寒草甸的一种常见方法，但其效果并不明显，在退化高寒草甸生态系统恢复过程中，涉及植物、土壤和微生物之间的碳、氮、磷生态化学计量关系的综合研究还不充分。

所以我们主要以黄河源区的斑块化退化高寒草甸为研究对象，设定了施肥和施肥加控鼠两种处理。

我们在研究区内选择了一个面积为500米×400米的高度退化的缓坡高寒草甸作为试验区。

该区域的植被盖度在51%到54%之间，鼠洞的总数为853±24个/2500平方米，有效鼠洞口数为49±2个/2500平方米。

我们设置了两种处理：施肥和施肥加控鼠，并选取一个面积为500米×200米且未经处理的草地作为对照样地。

在2020年8月上旬，在对照样地中随机选择了4个地形、土壤和植被特征相似的区域作为研究小区。

我们对这些样方进行了植被调查，记录了植被盖度、高度和频度特征，同时，我们采集了植物地上部分和0-20厘米深的植物根系样品。

这些样品经过清洗和处理后，在室内进行杀青和烘干至恒重。

然后，我们分别称量了地上生物量和根系生物量，并使用球磨仪将样品研磨并过筛，以便测定植物地上部分和地下根系部分的碳、氮和磷含量。

使用SPSS 26.0软件对数据进行统计分析，采用K-S法检验数据的正态分布性。

使用单因素方差分析来比较不同修复措施下植物、土壤和土壤微生物的碳、氮、磷含量以及其化学计量特征之间的差异。

草地植物土壤微生物碳氮磷的变化

施肥和施肥加控鼠处理在高寒草甸植被斑块化退化恢复过程中产生了显著影响，对植被的地上和地下部分的碳、氮含量以及地上部分的碳磷比变化均有明显影响。

施肥处理显著影响了植物的地上和地下部分的氮含量此外，施肥处理和施肥加控鼠处理还显著降低了植物地上部分的碳磷比（P < 0.05）。

施肥加控鼠处理对土壤的碳、氮含量以及碳氮比、碳磷比和氮磷比均有显著影响，施肥处理显著增加了土壤氮含量和氮磷比，分别比对照组增加了15.90%和16.15%。

施肥处理和施肥加控鼠处理对土壤微生物生物量碳、微生物生物量氮及其生态化学计量特征的影响趋势与土壤类似，但变化幅度较大。

施肥处理下，土壤土壤微生物生物量碳、微生物生物量氮/土壤微生物生物量碳与微生物生物量磷土壤微生物生物量碳显著增加，分别增加了173.55%和107.71%。

施肥加控鼠处理对草地土壤的土壤微生物生物量碳、微生物生物量氮、微生物生物量磷及其生态化学计量特征影响更显著。

表明在高寒草甸斑块化退化恢复过程中，控制高原鼠兔数量的重要性得到了进一步证明。

从以上来看，在斑块化退化高寒草甸的恢复过程中，植物的碳含量、碳磷比以及土壤的土壤微生物生物量碳。

土壤微生物生物量碳/微生物生物量氮对土壤环境的变化表现出敏感性，而土壤微生物对这些变化的敏感性高于植物。

草地植物的多样性和生物量与植物土壤微生物的碳氮磷生态化学计量特征之间存在相关性。

微生物生物量磷和土壤有机碳/土壤全磷之间达到了显著水平，植物多样性指数以及地上和地下生物量与微生物生物量氮。

植物地上部分碳磷比、氮磷比、植物地下部分碳含量、氮含量、碳磷比、氮磷比等因素呈负相关，仅植物地下部分碳磷比达到显著水平（P < 0.05，表3）。

这些结果表明草地植物、土壤和微生物的碳氮磷生物量及其生态化学计量比共同影响了草地群落的植物多样性和生物量变化。

结构方程模型的结果显示，施肥加控鼠处理能够直接促进植物多样性的维持，从而间接降低植物的生产力。

同时，该处理还可以通过直接促进土壤养分的有效性或降低微生物的化学计量比，从而改变地上植物的化学计量比，进而间接影响植物的多样性和生产力。

草地微生物生物量一方面可以直接促进植物的生产力，另一方面也可以通过增加土壤的化学计量比来间接促进植物的生产力。

然而，草地中的地上植物养分会直接降低植物的生产力，或者通过降低植物多样性来间接降低生产力。

地下植物养分则通过直接增加地上植物的化学计量比，从而间接促进植物的生产力和多样性，同时也可以通过直接降低地下植物的化学计量比来间接促进生产力。

植物土壤微生物碳氮磷的特征

在植物的生长和发育过程中，土壤中的养分供应起着不可替代的作用，当植物凋落时，一部分养分会在土壤微生物的作用下重新进入土壤。

因此，在草地生态系统中，元素循环的核心是植物和土壤之间碳、氮、磷等养分的相互转化和积累。

在高原鼠兔的干扰和人类活动的影响下，高寒草甸退化为分散的斑块。

为了修复这种退化，我们采取了施肥和鼠害控制等措施，通过影响土壤水分和养分有效性，改变了养分的利用方式，从而影响了植物的碳、氮、磷等化学计量特征。

经过以上方法，我们发现在草地恢复过程中，植物地上和地下部分的氮磷比远低于14，表明植物的生长主要受氮限制，这可能是因为在草地恢复过程中，土壤中的氮素持续被消耗。

通过施肥和鼠害控制等措施，除了减轻鼠害干扰，还通过直接增加氮养分，为退化草地的植被补充所需养分，从而迅速提高了草地的生产力。

随着植物吸收养分，部分养分会重新进入土壤，导致土壤中碳、氮、磷含量发生变化，进而改变土壤的生态化学计量比，这样的土壤环境变化使得土壤微生物比植物更加敏感。

不同处理措施对土壤中微生物碳、氮、磷含量及其化学计量特征的影响趋势类似，但其变化幅度大于土壤本身。

施肥和鼠害控制措施促进了退化草地植物的生长发育，提高了土壤有机碳含量，增加了土壤微生物的有效碳来源，增强了微生物的代谢活性和对碳来源的利用能力。

在草地恢复过程中，土壤中微生物碳、氮、磷含量及其化学计量特征的变化趋势与土壤类似，但变化幅度更大。

施肥和鼠害控制措施改善了土壤中可利用氮的含量，减轻了草地植物与土壤微生物之间的养分竞争，进而促进了土壤微生物生物量的增加。

在退化草地恢复过程中，植物地上部分的碳保持相对稳定，而地下部分的碳对土壤环境变化更为敏感。

植物地上部分的碳磷比表现出较弱的内稳定性，而地下部分的碳磷比则较为敏感，同时，土壤中的微生物碳含量及其与氮的比例也表现出较强的敏感性。

结果表明，在退化草地恢复过程中，植物碳、碳磷比以及土壤微生物碳、氮、磷对土壤环境变化反应敏感，且微生物的敏感性高于植物。

草地植物多样性和生产力的变化及影响因素

恢复受退化影响的高寒草甸植被生产力和生物多样性是修复过程中的首要目标，而这些要素与土壤养分以及土壤微生物之间存在着紧密的联系。

在本研究中，我们发现土壤中的有机碳含量与全磷含量，以及土壤微生物生物量碳与植物多样性指数和生物量之间存在显著的正相关关系。

草地生态系统中，土壤和植物之间不断进行物质交换，相互影响。植物群落的复杂程度可以用多样性指数来描述，而这个复杂程度与群落的复杂性相关。

在这项研究中，我们发现草地植物地下部分的碳和氮含量，以及它们之间的化学比例，与Shannon-Wiener指数呈负相关。

我们的研究结果表明，植物地下部分的碳磷比与植物多样性指数和生物量之间存在着显著的负相关关系。

在退化的高寒草甸土壤中，通常存在着氮限制，这会导致植物的生长和发育受到限制，因为缺乏足够的氮供应。

然而，通过适度的氮肥施用，可以增加土壤中的氮含量，从而弥补植物生长过程中氮的不足，进而促使植被得以良好地生长，同时植物多样性指数也会随之增加。

从以上来看退化的高寒草甸在恢复过程中，植物、土壤和微生物中的生物量碳、氮、磷含量以及它们之间的生态化学比例，共同影响着群落的植物多样性和生物量的变化。

尤其是地上部分植物的化学计量特征，是影响退化的高寒草甸中植物土壤微生物系统的多样性和生产力的主要因素。

结论

施肥和鼠控处理在恢复黄河源区斑块化退化高寒草甸时发挥了显著作用，可显著提升草地土壤的碳、氮含量以及土壤微生物生物量碳，氮和磷的含量（P<0.05）。

然而，在土壤磷含量方面的影响并不明显，在这片草地恢复的过程中，植物的生长主要受到氮的限制。

草地植物的碳含量、碳/磷比例以及土壤微生物生物量碳和碳/氮比例对土壤环境的变化表现出很强的敏感性。

在黄河源区的这片斑块化退化高寒草甸恢复过程中，地上植物的化学计量特征在影响植物多样性和生产力方面具有主导作用。