中亚热带杉木人工老龄林林下植被叶片碳氮磷化学计量特征

以福建省三明市莘口教学林场小湖工区杉木人工老龄林林下87种植物为研究对象,比较不同功能群植物叶片碳氮磷化学计量特征,分析植物各叶片碳氮磷含量。结果显示:杉木人工老龄林林下87种植被叶片C、N、P的平均含量分别为447.45、18.14和0.71 mg·g-1,叶片C∶N、C∶P及N∶P比值分别为26.56、704.94和27.10,不同生活型植物的C、N、P含量均存在显著差异,C∶P和N∶P在不同生活型植物间不存在显著差异,相关分析表明植物的叶片C∶N、C∶P都与相应的N、P含量呈现极显著负相关性(P0.01),而叶片N含量与P含量的变化并不相关。以上研究结果表明,受外部环境的影响,中亚热带杉木人工植被植物对养分元素的利用效率显著低于全国陆地植物的平均水平,不同科和不同生活型功能群植物对环境的适应能力显著不同,表现出显著的养分适应策略差异性。     

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...     

胡杨(Populus euphratica)枝叶根化学计量特征

研究植物各器官营养元素含量及变化,对于揭示植物对营养元素的需要、不同器官营养的分配以及植物对环境的适应能力具有重要的意义。以新疆轮台县轮南镇5个林龄胡杨林(幼龄林、中龄林、近熟林、成熟林和过熟林)为对象,分析枝、叶及根的C、N、P含量及化学计量特征。结果表明:(1)不同器官间C、N含量差异显著,C含量枝(464.70g·kg~(-1))叶(443.35g·kg~(-1))根(420.31g·kg~(-1));N含量叶(13.56g·kg~(-1))枝(4.00g·kg~(-1))根(3.49g·kg~(-1));器官间P含量差异不显著,根(3.04g·kg~(-1))叶(2.84g·kg~(-1))枝(2.34g·kg~(-1))。林龄对胡杨叶的C含量有显著影响(P0.05)。(2)不同器官化学计量差异显著,C∶N比表现为根(123.67)枝(117.86)叶(33.28),C∶P比表现为枝(227.14)叶(178.49)根(154.23),N∶P比表现为叶(5.29)枝(1.90)根(1.29);林龄对枝的C∶P和N∶P影响显著(P0.05),而对其他器官的化学计量特征影响不显著。(3)胡杨叶的N∶P比为5.29,远远小于阀值(14),说明该地区胡杨生长发育过程中严重受全N影响。     

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...     

不同生境下三种荒漠植物叶片及土壤C、N、P的化学计量特征

以新疆地区三种典型荒漠植物梭梭、多枝柽柳和沙拐枣为研究对象,分别研究其不同生境(塔克拉玛干沙漠腹地塔中植物园—植物园,古尔班通古特沙漠明渠免灌林—免灌林,以及各自的原生生境—原始生境)下三种植物叶片和土壤的生态化学计量特征,每个处理5个重复。研究结果显示:土壤C、N、P含量在不同生境中的分布趋势相似,均表现为柽柳原生地和植物园较高,其他三者相对较低(P0.05)。然而C∶N和C∶P在柽柳原生地中最大,植物园、免灌林和梭梭原生地次之,而沙拐枣原生地最小。N∶P在不同生境中不存在显著差异(P0.05),这说明N和P含量在不同生境中的变化是一致的,即干旱区土壤保持了相对较为稳定的N∶P。三种植物叶片C含量存在一定差异,总体表现为沙拐枣最高,其次为柽柳,梭梭相对较小(P0.05),然而,植物叶片的N、P含量主要受物种影响,生境对植物叶片N、P含量影响不显著,叶片N∶P均值为15.91±0.68,介于14和16之间,说明该区三种植物生长受N和P共同限制,然而N∶P在不同生境及不同物种的协同作用下不存在显著差异(P0.05),说明干旱区的这三种植物叶片在不同生境中具有相对较为恒定的N∶P。这也进一步说明了这三种植物叶片的N∶P不随生境土壤N、P含量的变化而变化,即就是这三种漠植物具有相对较高的内稳性机制,进而使其具备了较强的适应极端环境(干旱,贫瘠,盐碱)的能力。     

藏北高寒草原紫花针茅根系碳氮磷生态化学计量学特征

植物碳(C)、氮(N)和磷(P)元素平衡是当前生物地球化学循环和全球变化生态学研究的热点和焦点。以往关于植物营养元素的研究多集中于植物叶片水平,而对植物根系元素的研究较少。为此,沿藏北高寒草原安多-那曲-班戈-申扎-尼玛-改则-革吉-噶尔样带,在34个样点采集优势物种紫花针茅(Stipa purpurea)根系样品,分析其C、N和P元素含量及其相互比值与环境因子的关系。研究结果显示:紫花针茅根系C、N和P含量变化范围分别为357.17~458.99 mg/g,6.49~16.42 mg/g,和0.22~0.77 mg/g;紫花针茅根系N含量与全球植物根系平均值基本一致,但是其根系P含量低于全球平均值;紫花针茅根系C∶N∶P生态化学计量学特征受纬度、经度、生长季降水量、土壤磷含量的影响较为显著,而海拔、生长季均温和土壤氮含量对其影响则不显著。紫花针茅通过对高寒环境因子的长期适应,其根系C∶N∶P生态化学计量学特征已经形成了一定的空间分布格局。研究结果有助于揭示极端环境下植物对营养物质的分配和利用策略,为应对未来气候变化对高寒生态系统的影响提供参考。     

古尔班通古特沙漠典型灌木群落土壤化学计量特征及其影响因素

对古尔班通古特沙漠3种典型灌木群落77个样地的0～10 cm层土壤及环境因子进行调查取样,分析了土壤有机碳（C）、全氮（N）、全磷（P）及全钾（K）的化学计量特征及其影响因素。结果表明：土壤C、N、P、K含量均值分别为1.057、0.133、0.319、14.11 g·kg^-1,C∶N、C∶P、C∶K、N∶P、N∶K、P∶K值分别为8.124、3.486、0.099、0.434、0.013、0.034。本研究土壤C、N、P养分元素含量及其化学计量比均远低于全球及全国平均水平。C∶N和P含量具有较高的稳定性（CV=19.26%和22.46%）,而K、C∶K、N∶K和P∶K变异性较强（CV=52.17%～80.30%）。土壤化学计量特征在不同群落类型间、不同结皮类型间均有一定差异。C-N、C-K、P-K之间以及土壤养分与其化学计量比之间具有显著的非线性耦合关系,可用二次函数、幂函数或指数函数等非线性函数表征。相关性分析和CCA排序分析表明,除C∶N不受所调查环境因子影响外,土壤化学计量特征主要受经度、纬度、年降水量、生物结皮发育等级、电导率及海拔的影响。     

内蒙古赤峰市油松人工林植物和土壤C、N、P生态化学计量特征

基于野外实测数据和文献资料数据,对内蒙古赤峰市喀喇沁旗西南部的旺业甸实验林场进行了不同林龄油松人工林各组分的C、N、P生态化学计量特征分析,为油松人工林的可持续经营和固碳潜力的提升提供科学依据。结果表明:油松人工林叶C、N、P含量分别为511. 41 mg/g,10. 24 mg/g,1. 23 mg/g,总体表现出在幼龄林时C、N含量低,P含量高;随着林龄的增大P含量降低,C、N含量增高。在幼龄林时叶C∶N最大为61. 38,叶C∶P和N∶P最小分别为385. 78和6. 28;随着林龄增大C∶N先减小后增大,C∶P和N∶P先增大后减小,而所有N∶P均小于14,判断该地区油松人工林生长主要受N的限制。土壤C、N、P含量均随土层深度增加逐渐降低,土壤C、N、P的平均含量分别为4. 92 mg/g,0. 47 mg/g,0. 27 mg/g。土壤表层C含量在幼龄林时最小,随着林龄的增加逐渐增高并在近熟林时达到最大值,N、P含量在幼龄林时最大;随着林龄的增加逐渐减小。土壤C、N、P的供应量对叶C、N、P含量存在一定影响,土壤C、N、P含量在不同土层间的相关性较强。     

横断山区高山栎组灌木型植物C、N、P生态化学计量特征

为了解横断山区高山栎组[Quercus sect Heterobalanus(Oerst.) Menits.]灌木型植物不同器官碳(C)、氮(N)、磷(P)生态化学计量特征及分布格局,该文采用随机抽样方法布设18个高山栎组植物灌丛样地,采集高山栎组植物的根、茎、叶、枝器官样品,分析样品C、N、P含量。结果表明:(1)高山栎组植物C、N、P在各器官中分别表现为叶(477. 88 g·kg~(-1))枝(469. 29 g·kg~(-1))茎(445. 26 g·kg~(-1))根(431. 42 g·kg~(-1)),叶(13. 83 g·kg~(-1))茎(6. 08 g·kg~(-1))枝(5. 82 g·kg~(-1))根(4. 70 g·kg~(-1)),叶(1. 26 g·kg~(-1))枝(1. 21 g·kg~(-1))根(1. 16 g·kg~(-1))茎(0. 71 g·kg~(-1)),分配到叶中的营养元素相对较多;(2)各器官中C含量较N、P含量相对稳定,其中变异系数最大值发生在根部;(3)各器官C:N范围为36. 50～105. 33,最大值在根中,最小值在叶中,C:P范围为418. 15～768. 36,最大值在茎中,最小值在枝中,N:P范围为4. 89～11. 69,最大值在叶中,最小值在枝中;(4)各器官C与N、P间均呈负相关关系,N与P间均呈正相关关系,但相关关系是否显著在不同器官中不同;(5)各器官C、N、P含量受海拔的影响较小,仅叶片C含量、枝P含量与海拔间存在弱负相关关系。由此可见,高山栎组灌木型植物各器官营养元素的含量与其生长期及相应器官的功能结构密切相关。     

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。     

福建万木林12种优势植物叶热值与养分特征

本研究分析了福建万木林自然保护区中亚热带常绿阔叶林12种优势植物叶热值、灰分含量和C、N含量及其之间的相关性.结果表明:1)12种优势植物叶平均干重热值为乔木(20.95 kJ.g-1)灌木(20.50 kJ.g-1)草本(17.49 kJ.g-1),去灰分热值为灌木(21.78 kJ.g-1)乔木(21.73 kJ.g-1)草本(18.62 kJ.g-1),灰分含量为草本(5.94%)灌木(5.82%)乔木(3.57%);2)12种优势植物叶平均C含量为48.63%,N含量为1.92%.相关分析表明,12种优势植物叶干重热值和去灰分热值与C含量呈极显著正相关(P0.01),与N含量及C/N相关不显著;3)2个不同样地植物叶热值和C/N存在差异,其中样地I(米槠群落)为演替的顶级群落,植物叶去灰分热值与C/N呈极显著负相关(P0.01),样地II(浙江桂群落)处于演替中期阶段,与C/N无显著相关性,但同种植物对光能的捕获特性在不同样地中并未发生显著变化.     

哀牢山森林凋落物与腐殖质及土壤的生态化学计量特征

以哀牢山原生中山湿性常绿阔叶林及其受损后处于恢复演替中的滇南山杨林的凋落物、腐殖质和表层土壤(0~20 cm)作为研究对象,测定不同组分的C、N、P和土壤表层有效养分含量,结果为:C、N含量表现为凋落物腐殖质土壤,P含量则表现为腐殖质土壤凋落物;铵态氮、硝态氮、有效磷含量均为腐殖质表层土壤;凋落物的C与N呈负相关,N与P呈极显著正相关;从不同林型看:凋落物中的C、N、P含量为常绿阔叶林滇山杨林;土壤中的C、N、P含量为常绿阔叶林滇山杨林(p0.05);腐殖质与表层土中的铵态氮、有效磷含量均为常绿阔叶林滇山杨林;常绿阔叶林凋落物、腐殖质、土壤的C∶N∶P分别为615∶18∶1、159∶11∶1、84∶6∶1,滇山杨林凋落物、腐殖质、土壤的C∶N∶P分别为518∶16∶1、172∶11∶1、86∶6∶1。研究结果表明,富含P的腐殖质可能是哀牢山亚热带常绿阔叶林不存在P匮乏的主因,而两种林型各组分的C、N、P比值表明恢复演替中的滇山杨林地上、地下养分循环已经达到相对稳定的水平。     

科尔沁沙地退化植被恢复过程中碳氮化学计量特征的变化

为研究沙地退化植被恢复过程中碳氮化学计量特征的变化,分别于2011年、2013年和2015年8月中旬对流动、半固定、固定沙丘和草地进行植被调查,并测定植被—土壤系统的碳氮化学计量特征。结果表明：（1） 随着沙地退化植被的恢复,地上植物、凋落物和根系的C、N含量及C/N比波动变化,土壤（0～10 cm）C和N含量及C/N比显著增加（P <0.05）。（2）沙地4种生境上的地上植物、凋落物、根系、土壤的C、N含量及C/N比年际间变化显著（P <0.05）。（3） 沙地退化植被恢复过程中地上植物、凋落物、土壤的C/N比与物种丰富度呈正线性关系（P <0.01）。沙地退化植被恢复过程中优势植物演替导致植被—土壤系统中C、N化学计量特征的变化,植被恢复过程中植物的氮素利用效率也在逐渐增强,而封育时间的增加能够促进沙地土壤中N的积累。     

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...     

荒漠植物霸王(Zygophyllum xanthoxylum)不同大小叶片C、N、P化学计量特征

对荒漠植物霸王(Zygophyllum xanthoxylum)不同大小叶片的碳(C)、氮(N)、磷(P)化学计量比特征进行了研究.结果表明:随着单叶重量(ILM)、单叶面积(ILA)和比叶面积重量(LMA)的增加,叶片C、N、P含量迅速降低后趋于稳定,叶片C∶N和C∶P值均逐渐增大,而叶片N∶P值则先升高后逐渐趋于稳定.本研究采集叶片单叶重量变异系数为55.44％,而叶片C、N、P含量及C∶N、C∶P和N∶P值变异系数均小于25％,其大小排序为:P(22.6％)＞N(15.21％)＞N∶ P(14.67％)＞C∶ P(13.30％)＞C(12.18％)＞C∶ N(8.81％).     

5种荒漠短命植物养分再吸收对水氮添加的响应

人类活动和全球气候变化导致的大气N沉降升高和降水格局的变化,将会影响植物-土壤系统的养分循环。研究了5种荒漠优势短命植物在N添加和增加降水处理下,叶片N、P含量变化及叶片N、P的再吸收特征。结果表明:自然情况下,荒漠植物叶N、P含量相对较高(平均值分别为30.1 mg·g^-1、3.6 mg·g^-1),而叶片N:P很低(6.8~10.5);荒漠短命植物叶N再吸收率(NRE,34.08%)低于P再吸收率(PRE,73.03%);叶片养分含量和再吸收率在物种间的差异极显著;N添加对NRE和PRE没有显著影响;N添加使尖喙牻牛儿苗(Erodium oxyrrhynchum)、条叶庭荠(Alyssum linifolium)和卷果涩荠(Malcolmia scorpioides)N再吸收度(NRP)减小,使丝叶芥(Leptaleum filifolium)和齿稃草(Schismus arabicus)的NRP增加,对P再吸收度(PRP)影响很小。不同含量N添加处理对NRE没有显著影响,但对PRE具有显著影响;增加降水对NRE具有显著影响,使NRE增加(丝叶芥除外),对PRE、NRP和PRP没有显著影响,但PRE和NRP增加,PRP变化很小;N添加和增加降水对NRE没有显著交互作用,对PRE具有显著交互作用,但其变化因物种而异。总之,N输入增加和降水格局的变化,显著改变了荒漠短命植物养分状态及再吸收特征,这将对短命植物群落组成及所处荒漠生态系统养分循环产生重要影响。     

荒漠生态系统C、N、P生态化学计量研究进展

生态化学计量学是通过研究生物有机体主要元素含量及其比值的变化关系,揭示生态系统各组分间元素循环规律的一门学科,生态化学计量也是荒漠生态系统研究的重要内容。因此,综合掌握水分和养分限制环境下C、N、P生态化学计量的关系对揭示荒漠生态系统植物的限制性元素、土壤营养的供给能力、养分的有效性等都具有重要的意义。基于此,回顾和分析了国内外荒漠生态系统C、N、P生态化学计量最新研究和动态,分别从植物、凋落物、土壤、土壤微生物、土壤酶进行较为系统的评述,讨论了植物-土壤-微生物-酶四者的关系,提出了荒漠生态系统C、N、P生态化学计量的未来研究方向,期望为全面理解固沙植被的演变过程、稳定性维持机制及其科学管理提供理论指导。     

不同径级杉木根参数与离体根呼吸

以16年生杉木人工林为对象,用根系图像分析软件(Win RHIZO TRON 2005a)和CN元素分析仪(Elementar Vario EL Ⅲ)测定4个径级(0～2 mm、2～5 mm、5～10 mm、10～20 mm)根的形态参数和C、N含量,用土壤呼吸测定系统LI-8100(LI-COR,USA)测定各径级离体根呼吸速率,分析不同径级根参数特点及其与根呼吸的相关性,并对根系离体后呼吸速率变化和测定时间选择进行了探讨.研究结果表明:不同径级之间的根参数存在显著性的差异,根参数之间存在显著的相关性;细根(<2 mm径级)的呼吸速率和>2 mm径级根的平均呼吸速率分别为1.145±0.249 nmolCO2 gDM-1 s-1和0.350±0.040 nmolCO2 gDM-1 s-1,前者显著大于后者;离体根呼吸速率与根N含量呈显著线性正相关,与根C含量、C/N呈显著负相关,与比根长呈极显著正相关.细根离体后呼吸速率应立即测定,而 > 2 mm的根测定时间可以适当延后.     

珠江河口新、老围垦区湿地土壤全磷含量分布特征

在珠江河口新、老围垦区内,在沟渠、滨河湿地和围垦湿地中,采集0~40 cm深度的土壤样品,测定其全磷和金属铁、铝、钙、镁、镉的含量,分析了土壤全磷含量的分布特征,以及土壤金属对全磷含量的影响。结果表明,各类型湿地表层土壤(0~10 cm)全磷含量(335.8 mg/kg~1 190.1 mg/kg)总体高于全国土壤全磷含量平均水平。老垦区沟渠表层土壤全磷含量显著高于新垦区(n=39,p0.05),而新垦区滨河湿表层土壤全磷含量高于老垦区(n=45,p0.05)。老垦区内,沟渠表层土壤全磷含量显著高于滨河湿地(n=57,p0.05)。除滨河湿地以外,新垦区和老垦区的沟渠和围垦湿地的土壤全磷含量差异不显著。除新垦区围垦湿地以外,其他湿地土壤全磷含量总体上随着土壤深度的增加而降低。相关分析结果表明,新垦区(n=20)和老垦区(n=32)沟渠和老垦区滨河湿地(n=16)土壤中全磷含量与铁、铝、镁的含量显著正相关(p0.01)。钙的含量只与新垦区围垦湿地土壤全磷含量显著负相关(n=16,p0.05)。除老垦区滨河湿地和新垦区围垦湿地以外,其他湿地土壤全磷含量与镉含量显著正相关(p0.05)。     

荒漠河岸林胡杨养分状况研究

对荒漠河岸林胡杨叶片有机碳(C)、全氮(N)、全磷(P)和全钾(K)等化学组分在生长季不同月份和不同微生境间的变化以及它们彼此间的相关性进行了研究。结果表明,胡杨叶片C,N,P和K的变化范围分别为39.08%～46.16%,0.28%～2.81%,0.05%～0.18%和0.35%～2.03%,平均值依次为43.51%,1.49%,0.102%和1.17%。叶片C/N,C/P和N/P的变化范围分别为16.26～146.61,258.08～908.67和2.89～26.67,平均值依次是37.24,466.27和15.14。叶片平均N含量显著低于全国落叶树平均N含量,P含量与全国落叶树的平均P含量较为接近。胡杨叶片C/N明显高于全球陆生植物的C/N比值;N/P比值说明胡杨生长受到氮和磷元素的共同限制。在生长季,胡杨叶片C、N、P和K含量总体表现为下降趋势,最高值出现在5月,最低值出现在9月;微生境间,C,N,K含量和N/P比值从河岸低地,河岸平地,河岸沙堆,戈壁到沙丘间逐渐升高;C/N趋势恰好相反,P含量没有太明显的变化。叶片C含量与N、K含量均呈极显著正相关,与P含量呈弱正相关,N-K和P-K均呈显著正相关。