青藏高原高寒草甸常见毒草黄帚橐吾促进土壤氮素转化的机理

Ligularia virgaurea , a toxic perennial weed, has exploded and spread in the heavily-grazed alpine meadows of the Qinghai-Tibetan Plateau over recent decades, which endanger the sustainable development of graziery, seriously.In this study, we will investigate changes in soil biochemical properties, nutrient cycling and soil microbial community associated with L. virgaurea. Our purpose is to explore: (1) the intrinsic mechanism of L.virgaurea promote nitrogen mineralization in the rhizosphere soil. (2) the influence of L.virgaurea on soil microbial community structure in the rhizosphere soil. (3) the feedback effect of soil microbial community on plant community. This study not only enrich the plant - soil feedback theory, but also provide important theoretical basis for ecosystem restoring and poisonous weed controlling in the alpine meadows.

近几十年，黄帚橐吾（毒草）在青藏高原高寒草甸过度放牧地区爆发、蔓延，危及青藏高原地区畜牧业可持续发展。我们前期的研究表明，黄帚橐吾具有促进土壤氮素转化的作用，但其过程与机理尚不清楚。本项目以黄帚橐吾根区土壤为研究对象，深入研究黄帚橐吾在自然状态下和人工种植条件下对土壤理化性质、土壤氮素转化，以及氮素转化功能菌的影响，探索黄帚橐吾促进土壤氮素矿化的内在机理，探讨黄帚橐吾与土壤氮素转化功能菌间的相互关系，以及土壤微生物群落对植物群落的反馈作用。本项研究不仅可以补充植物-土壤间反馈机制理论，而且还可以为高寒草甸退化草地生态系统的恢复与重建，以及毒草控制提供重要的理论依据。

近些年，由于过度放牧黄帚橐吾（Ligularia virgaurea）已成为青藏高原高寒草甸退化草地中的优势毒草。目前有关黄帚橐吾研究主要集中在其生活史对策及其与地上植被的相互关系方面。本项目从黄帚橐吾与地下土壤生态系统相互关系入手，系统研究了黄帚橐吾对土壤氮素转化的影响。结果表明：自然状态下，黄帚橐吾对土壤氮素的氨化和硝化具有抑制作用；黄帚橐吾显著影响了土壤生物（土壤微生物、土壤线虫）的数量、群落组成和结构，这可能与黄帚橐吾根区土壤氮素转化速率受抑制有关；土壤养分水平对黄帚橐吾的生长有显著正效应，而对克隆繁殖有显著的负效应。上述研究结果有助于我们系统认识高寒草甸毒、杂草爆发机制，为高寒草甸毒杂草控制和退化草地的恢复提供理论依据。