20世纪末30 a里全球生态退化状况

 生态退化主要包括陆地生态系统和水域生态系统的退化。陆地生态系统包括农田、森林和草地,水域生态系统包括近海、河流和湖泊。生态系统退化的生态后果主要体现为生产力下降、生物多样性损失以及生态服务功能下降,直观地体现于土地退化、森林毁坏、物种濒危和绝灭以及淡水短缺。借助联合国相关网站上发布的报告,对20世纪末30 a里全球生态退化状况进行综述,旨在促进生态恢复。     

土壤氮磷供应变化条件下盐地碱蓬叶片碳、氮和磷的化学计量特征

于2015年5~9月,在黄河三角洲滨海湿地生态试验站设置的野外控制实验,分析土壤氮磷供应比例、氮磷供应量及生长阶段下,优势植物盐地碱蓬(Suaeda salsa)叶片碳、氮和磷的化学计量特征。研究结果表明,随着土壤氮磷供应量增大,盐地碱蓬叶片氮、磷含量都显著增加,碳氮比和碳磷比显著减小;在土壤氮磷低供应量条件下,叶片氮磷比显著低于中、高供应量条件下;随着土壤氮磷供应比例增大,叶片全氮含量、碳氮比和氮磷比显著增大,全磷含量减小,叶片碳磷比在土壤氮磷供应比例最大时才显著增大。在9倍土壤氮磷供应比例和供应量条件下,盐地碱蓬生长阶段是影响其叶片碳、氮和磷化学计量特征的重要因子。     

丛枝菌根在退化生态系统恢复和重建中的作用

丛枝菌根是绝大多数植物根系与土壤真菌形成的共生体。是自然生态系统中的重要组成部分。通过对丛枝菌根在退化生态系统中土壤和植被恢复和重建中的作用的探讨,指出丛枝菌根不仅能够促进土壤营养物质循环和利用,稳定和改良土壤结构。而且能够调节植物种间关系、影响群落的演替和结构以及维持物种多样性。同时。丛枝菌根真菌种类和数量以及生长状况的差异都能对生态系统巾南于自然或人类活动所引起土壤和植被的变化起指示作用。     

全球陆地生态系统与大气之间碳交换的模拟研究

利用陆面物理过程和植被生理生态过程完全动态耦合的大气植被相互作用模式 (AVIM) ,对全球陆地生态系统的净初级生产力进行模拟。全球陆地生态系统植被分为 1 3类 ,土壤质地分为 7类 ,确定了各种植被和土壤的模式参数。采用全球陆地 0 .5× 0 .5网格点气候平均资料 ;以 30分钟为步长进行积分。并用全球不同地区各种植被类型的 1 9个 NPP观测样点数据校准模型。AVIM模拟全球陆地生态系统 NPP的主要模拟结果如下 :全球陆地生态系统净初级生产力 (NPP)总量约为 60 .72 Gt Cyr- 1。分析了不同植被类型的 NPP分布 ,模式较好地模拟了全球陆地生态系统净初级生产力的纬向分布和区域分布的差异 ,模拟出中国植被生产力的分布特征。陆地生态系统净初级生产力与温度、降水和辐射等气候因素在不同地区有不同程度相关性 ,北方针叶林地区气候因子与 NPP的相关性明显 ,反映出植被对环境因子的不同响应及其物候特征。赤道热带雨林地区NPP与气候因子的相关性不明显。     

蒋家沟干热河谷区灌草层植被与土壤的养分分布及生态化学计量特征

蒋家沟干热河谷区泥石流与滑坡灾害频发、植被枯败稀疏、土壤结构紊乱、生态环境脆弱,是金沙江上游生态严重退化的典型流域。植被和土壤在退化生态系统修复和治理中扮演着至关重要的角色。对该流域植被与土壤的研究,多侧重从单一物种或土壤酶活性等角度分析植被与土壤的养分耦合关系,缺少对灌草层植物体养分含量与土壤养分含量的耦合机制研究,即植被-土壤耦合机制机理尚不明确。本文选取蒋家沟干热河谷区典型灌草层植被,研究碳(C)、氮(N)、磷(P)、钾(K)元素在植被地上、根系和土壤的养分分布和生态化学计量特征及其相关性。结果显示：(1)与全国陆地植物平均水平相比,干热河谷区灌草层植被地上和根系表现出低C,高N、P、K的特点;土壤表现出低C高P的特点。(2)植被地上部分的C、N、P、K含量均显著高于根系,C、N、P含量均显著高于土壤;土壤K含量(56.05 g/kg)显著高于植被地上(18.43 g/kg)和根系(8.41 g/kg);除P∶K外(地上0.10>根系0.09>土壤0.01),其余5种化学计量比均表现为根系>地上>土壤。(3)灌草层植被地上、根系N、P、K含量及生态化学计量...     

东祁连山高寒草甸土壤理化性质对海拔和坡向的响应及其与植被特征的关系

为了探索高寒草甸土壤理化性质对海拔和坡向的响应及其与植被的关系,以东祁连山高寒草甸为研究对象,分析了7个海拔和2个坡向高寒草甸的土壤养分含量和生态化学计量比变化规律及其与植被的关系。结果表明：（1） 土壤含水量、电导率、有机碳、全氮、全钾、碱解氮、速效磷、速效钾含量、碳磷比（C/P）和氮磷比（N/P）随海拔的升高呈先升高后降低的趋势,土壤容重、全磷和碳氮比（C/N）呈先降低后升高的趋势。（2） 同一海拔,大部分海拔梯度阳坡的土壤土壤容重、速效钾、电导率和全磷高于阴坡,阳坡的土壤含水量、速效磷、C/P和N/P低于阴坡,海拔3200 m梯度以下阳坡的土壤有机碳、全氮、碱解氮和C/N低于阴坡。（3） 不同海拔和坡向的高寒草甸土壤C/N、C/P和N/P处于14.55~38.13、12.61~87.94和0.27~5.01之间。（4） 冗余分析（RDA）发现,土壤容重、全氮和速效磷是影响高寒草甸植被的关键土壤因子,聚类分析发现海拔3200~3400 m的阴坡和阳坡聚为一类。综上所述,东祁连山高寒草甸土壤养分和生态化学计量比随海拔和坡向的变化呈规律性变化,基于对N/P比的分析发现,该区域高寒草甸类草原的初级生产力主要受土壤氮限制且低海拔和高海拔区域尤为明显,基于聚类分析发现,海拔3000 m和3400 m是该区域草地植被和土壤特征发生变化的临界线。建议在高寒草甸类草原的管理过程中,应该充分考虑海拔和坡向的分异性特征。     

两种白刺叶片及沙堆土壤化学计量学特征的比较

在植物叶片氮、磷化学计量学研究中,氮磷比常作为判断土壤养分限制性的指标,其适用范围从海洋、湖泊等水生生态系统扩展到陆地生态系统。以生长在民勤绿洲的毛瓣白刺(Nitraria praevisa)和唐古特白刺(N. tangutorun)为研究对象,分别测定叶片N、P含量以及沙堆各层土壤有机质、N、P含量,以探讨两种白刺叶片及其沙堆土壤化学计量学特征的关系。研究结果表明:①白刺叶片的N、P含量之间存在显著的正相关关系;②两种白刺沙堆各项土壤养分指标差异极显著(P<0.01);③毛瓣白刺沙堆土壤的N含量在0～20 cm土层存在富集现象,唐古特白刺沙堆土壤的有机质、N、P含量在20～40 cm土层存在富集现象;④在水分为最主要的限制性因子的荒漠生态系统中,能否以叶片N∶P作为判定营养元素限制性的标准,值得进一步探讨。     

南矶湿地土壤碳、氮、磷化学计量比沿水位梯度的分布

2013年11月,在鄱阳湖南矶湿地国家级自然保护区,沿水位梯度测定了岗地、天然堤、洲滩和水域7种植物群丛下的土壤有机碳、全氮和全磷含量,研究了土壤碳、氮、磷化学计量特征及其对水位梯度与植物群丛变化的响应,探讨了碳与养分比对土壤碳储量的指示作用。结果表明,0~30 cm深度土层的平均有机碳、全氮和全磷质量比分别为(16.27±4.18)mg/g、(1.28±0.24)mg/g和(0.77±0.14)mg/g;碳氮比、碳磷比和氮磷比的变化范围分别为4.35~30.86、3.61~52.19和0.52~4.31,其平均值分别为(12.60±5.40)、(19.73±13.28)和(1.58±0.90);随着水位梯度与群落类型的变化,土壤碳、氮、磷化学计量比发生显著变化,且土壤碳氮比和碳磷比的变化主要取决于有机碳含量,氮磷比的变化主要受控于全氮含量;岗地、天然堤、洲滩和水域0~30 cm深度土壤有机碳储量分别为4 103.57 g/m2、8 248.01 g/m2、5 143.58 g/m2和2 225.57 g/m2;随着碳氮比的增大,有机碳储量总体上呈增加趋势。     

土壤增温及降雨隔离对杉木幼林林下植被生物量的影响

据IPCC（2007）预计到21世纪末,全球平均温度将增加1.1-6.4℃,气候变暖导致陆地生态系统干旱频繁,强降雨增多,降雨量、降雨强度和降雨格局改变,高纬度地区降雨增加而亚热带地区降雨将减少。温度和水分是驱动生态系统过程最关键的2个因素,全球变暖及降雨格局的改变将显著影响陆地生态系统的结构与功能。森林生态系统作为陆地生态系统的一个重要组成部分,其林下植被在维持森林生态系统多样性、生态功能稳定性、森林生态系统营养元素的积累和循环、水土涵养、持续生态系统生产力以及森林演替和发展、森林碳汇储量等方面具有独特的功能和作用.     

草地生态系统土壤微生物量及其影响因子研究进展

草地作为陆地生态系统的主体类型之一,受到人类活动和全球变化的广泛影响.这些因素在直接影响草地生态系统地上植被生长和群落动态的同时,还直接或间接地影响着草地生态系统的各种地下生态过程.土壤微生物是指示草地生态系统各地下生态与生物地球化学过程对外部干扰响应的良好指标,其中微生物量是土壤微生物活性和大小度量的重要参数,是土壤有机质巾最活跃的组分之一,能够敏感地反映土壤生态系统水平的微小变化,在各种土壤生化过程研究中具有非常重要的意义.研究综述了自然因子(土壤温度、土壤湿度、pH值)、人为干扰(放牧、开垦、施肥)和全球变化(大气CO2浓度升高、气候变暖)对草地生态系统土壤微生物量影响的研究进展,并指出目前的研究由于基础薄弱、研究样地间的差异以及各研究处理问的差异,土壤微生物量对各种干扰的响应仍存在很大的不确定性,在今后的研究中应加强长期性的野外定位试验研究、多因子的综合控制实验研究以及N输入对微生物量影响的研究等,并进一步完善和发展测量微生物量的新技术和新方法.     

草地改良对陆地生态系统养分的影响--以福建省建瓯市牛坑龙草地生态系统试验站为例

Both land use/land cover change (LUCC) and the effects of nutrients cycles on terrestrial ecosystems and biodiversity are key environmental problems in the 21st century (Yang etal., 2002; Li, 1996; Bai and Bai, 1998). Land cover change is the accumulated result of land use, which includes three types, i.e., deterioration, transition and amelioration of land cover (Cai, 2001). The nutrient cycle is the main functional process to maintain stability and production of an ecosystem. Land cover …     

Effects of grassland amelioration on terrestrial ecosystem nutrients:a case study in Jianou Niukenglong Grassland Ecosystem Experimental Station, Fujian Province

This paper studies the effects of land cover changes on distributions and circulations of nutrients in a terrestrial ecosystem, taking Jianou Niukenglong Grassland Ecosystem Experimental Station as a case study. During a two year experiment from 1994 to 1996, the land cover types were changed from desert slopeland to grasslands, in particular, Chamaecrista rotundifolia(pers) green + Pasalum thunbergii and Glycine max var. + Pasalum thunbergii. In order to study land cover change effects on nutrients in the terrestrial ecosystem, we selected organic materials (OMs), nitrogen (N), phosphorus (P), potassium (K) and aluminum (Al) to study their changes in total soil nutrient concentrations, nutrient reserves in soil, distributions and reservations of nutrients in distinct grassland communities and overall nutrient contents reserved in terrestrial ecosystem, and their circulation with land cover change. The experimental results indicate that with the increase of vegetation coverage, the total concentrations of N, P and K grow rapidly in the soil, but that of Al decreases markedly. The increases of the total concentrations of N, P and K were mainly the consequences of changes of the factors that affect soil evolution, e.g., soil moisture, and changes of soil evolution processes, e.g., weathering rate and the decrease of soil erosion. These changes were caused by land coverage growth from desert slopeland to grassland. With the change of the land cover types and the increase of land coverage, the activity of Al accelerated as well, and the vertical penetration and lateral penetration of Al have been increased. Therefore, the loss of Al within the experimental terrestrial ecosystem was inevitable, and the total concentration and reserve of Al in soil have become smaller and smaller, in spite of the growth of grass absorbing some amounts of Al. The Al reserve has increased in vegetation, but it has declined in total terrestrial ecosystem. Land cover change also affects the circulations of nutrients in the terrestrial ecosystem and for the purpose of study on nutrient circulations, we choose to study plant absorption, litter and reservation of nutrients to establish an index to indicate the situations of nutrient circulations within terrestrial ecosystems. The results indicate that in the two land cover types (two grassland ecosystems), the sequence of nutrient circulation indices are N > K > P > Al in Chamaecrista rotundifolia(pers) green + Pasalum thunbergii and P > N > K > Al in Glycine max var. + Pasalum thunbergii. On the basis of the study, we can conclude that land cover change affects both distributions and circulations in the terrestrial ecosystem, and that different changes have distinct influences on distributions and circulations. Some nutrients were affected differently in some contents.     

草地改良对陆地生态系统养分的影响——以福建省建瓯市牛坑龙草地生态系统试验站为例

以福建省建瓯市牛坑龙草地生态系统试验站为例,研究了土地覆被类型从荒坡地到人工草地的转变所引起的陆地生态系统养分含量和营养元素循环系数的变化。结果表明,随着土地覆被类型由荒坡地到人工草地的转变,陆地生态系统土壤中N、P、K的含量增加,而Al的含量逐渐降低;植被中的养分也经历了从无到有的历程,整个陆地生态系统养分贮存量的变化中N、P、K总量增加,而Al的总量减少。在陆地生态系统的两个群落中,所有元素的循环系数都发生了相应变化,这种变化是陆地生态系统对土地覆被类型变化的一种响应。     

黄河北岸兰州段丘陵区土壤生态化学计量与空间变异北大核心CSCD

为探究黄河北岸兰州段丘陵区土壤碳、氮、磷含量及化学计量比的空间变异特征,基于12个样地数据,采集1 m剖面内不同发生层土壤进行土壤含水率(SWC)、pH、有机碳(SOC)、全氮(STN)和全磷(STP)的测定。分析了研究区土壤碳、氮、磷含量及其生态化学计量特征在植被和土层上的差异及空间变异特征。结果表明:(1)研究区SOC、STN、STP均值分别为4.53、0.74、0.13 g·kg^(-1),C∶N、C∶P、N∶P均值分别为7.85、55.17、8.40;(2)研究区SOC、STN、C∶N和N∶P的块基比C_(0)/(C_(0)+C)<0.25,主要受气候、植被、地形等自然因素影响;STP、C∶P则C/(C+C)>0.75,主要受退耕还草等人为因素影响;(3)研究区土壤整体受到氮限制,与此同时有机碳更为匮乏,磷则在短期内不会成为限制因子。在黄河流域兰州段北岸丘陵区北岸的生态治理与恢复中,应重视有机肥和氮肥的配置与施加,同时需减少人为干扰,这对于植被的快速恢复与养分的固定具有重要意义。     

中国荒漠植物-土壤系统生态化学计量学研究进展

荒漠生态系统是中国陆地生态系统的重要组成部分,具有独特的结构和功能.生态化学计量学重点关注C、N、P元素比例及权衡关系,已成为揭示生态系统养分循环及其限制等生态过程的有力工具.植物自身体现出对养分元素的调控能力和对环境变化的响应及适应性,土壤C∶N∶P可表征土壤养分供应能力和储量变化,植物-土壤系统中N、P的养分循环关...     

中国东部南北样带森林生态系统WUE和NUE空间格局及驱动因子(英文)

From July 2008 to August 2008, 72 leaf samples from 22 species and 81 soil samples in the nine natural forest ecosystems were collected, from north to south along the North-South Transect of Eastern China (NSTEC). Based on these samples, we studied the geographical distribution patterns of vegetable water use efficiency (WUE) and nitrogen use efficiency (NUE), and analyzed their relationship with environmental factors. The vegetable WUE and NUE were calculated through the measurement of foliar δ 13C and C/N of predominant species, respectively. The results showed: (1) vegetable WUE, ranging from 2.13 to 28.67 mg C g-1 H2O, increased linearly from south to north in the representative forest ecosystems along the NSTEC, while vegetable NUE showed an opposite trend, increasing from north to south, ranging from 12.92 to 29.60 g C g-1 N. (2) Vegetable WUE and NUE were dominantly driven by climate and significantly affected by soil nutrient factors. Based on multiple stepwise regression analysis, mean annual temperature, soil phosphorus concentration, and soil nitrogen concentration were responding for 75.5% of the variations of WUE (p<0.001). While, mean annual precipitation and soil phosphorus concentration could explain 65.7% of the change in vegetable NUE (p<0.001). Moreover, vegetable WUE and NUE would also be seriously influenced by atmospheric nitrogen deposition in nitrogen saturated ecosystems. (3) There was a significant trade-off relationship between vegetable WUE and NUE in the typical forest ecosystems along the NSTEC (p<0.001), indicating a balanced strategy for vegetation in resource utilization in natural forest ecosystems along the NSTEC. This study suggests that global change would impact the resource use efficiency of forest ecosystems. However, vegetation could adapt to those changes by increasing the use efficiency of shortage resource while decreasing the relatively ample one. But extreme impacts, such as heavy nitrogen deposition, would break this trade-off mechanism and give a dramatic disturbance to the ecosystem biogeochemical cycle.     

黄土丘陵区典型退耕恢复植被土壤生态化学计量特征

为探究不同植被土壤碳（C）、氮（N）、磷（P）化学计量特征及其影响因素,以黄土丘陵区油松、刺槐、沙棘和草地4种典型退耕恢复植被0~100 cm土壤为研究对象,分析不同植被土壤有机碳（SOC）、全氮（STN）、全磷（STP）含量及其化学计量特征。结果表明：（1） 不同恢复植被对土壤养分含量有显著影响,刺槐的SOC、STN最高,油松的SOC、STN最低,STP表现为草地>刺槐>油松>沙棘。（2） 不同恢复植被土壤养分具有“表聚性”,随土层深度增加,SOC和STN含量呈下降趋势,而STP的变异性较弱。特别是刺槐的SOC和STN在60~100 cm呈增加趋势。（3） 不同恢复植被土壤SOC:STN（C:N）、SOC:STP（C:P）差异不显著（P>0.05）,刺槐的土壤STN:STP（N:P）显著高于其他植被类型（P<0.05）,土壤C:N、C:P、N:P均低于全球及全国平均水平,研究区有机质的分解速率较快,P的有效性高,植被生长主要受N元素限制。（4） 研究区土壤C:N、C:P和N:P主要受SOC和STN影响;土壤养分与土壤含水量（SWC）和土壤容重（BD）呈负相关,与土壤粉粒（slit）和黏粒（clay）含量呈正相关,STP对土壤细颗粒的响应强度大于SOC和STN。研究区土壤化学计量在不同退耕恢复植被间差异显著,其中刺槐的土壤养分含量较其他植被类型更好,可为该地区植被恢复工作进一步开展提供参考。