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...     

祁连山中段青海云杉林土壤养分特征

为揭示祁连山亚高寒山地森林植被建群种之一的青海云杉林地土壤养分的化学计量特征,采用野外取样与室内分析相结合的方法,对青海云杉林1 hm2样地进行土壤剖面取样,论述其有机碳、全氮、全磷和全钾含量及其化学计量特征。结果表明:1)0~60 cm土深有机碳、全氮、全磷和全钾含量的变化范围为42.81~88.15 g/kg、3.04~5.45 g/kg、0.54~0.73 g/kg和20.13~30.47 g/kg,均值大小分别为63.70 g/kg、3.80 g/kg、0.59 g/kg和23.99 g/kg,有机碳和全氮含量变异性较大,而全磷和全钾含量变异性较小。随土层深度增加,有机碳和全氮含量在30 cm土层以下含量趋于稳定,而全磷和全钾含量较稳定。2)0~60 cm的C/N、C/P、C/K、N/P、N/K和P/K分别为11.97~23.33、69.23~160.76、1.77~3.91、5.17~8.28、0.12~0.25和0.02~0.04,均值大小分别为17.03、109.63、2.67、6.46、0.16和0.02,C/N、C/P、C/K、N/P、N/K比都较稳定,P/K比很稳定。随土层深度增加,土壤C/P、C/K、N/P和N/K较C/N和P/K比变异明显,C/P与C/K比和N/P与N/K比主要受碳、氮元素含量的影响。3)全量养分有机碳、全氮和全磷彼此之间呈极显著正相关(P0.01),与全钾呈显著负相关(P0.05),除全磷与C/N比呈极显著负相关外(P0.01),有机碳、全氮、全磷与化学计量比均呈极显著正相关(P0.01),全钾与化学计量比无显著相关。     

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。     

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。     

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。     

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。     

秦岭山区沟渠植物和土壤CNP生态化学计量特征

探究山区城市沟渠湿地环境中植物与土壤中CNP生态化学计量特征,对于揭示植物对营养元素的吸收、净化以及植物对环境的适应与反馈能力,指导沟渠植被恢复重建和山区城市规划具有十分重要的意义。在秦岭山区的商洛市三条沟渠中测定了植物多样性及主要植物根、叶、土壤的C、N、P含量。结果显示:秦岭山区城市沟渠土壤C与全国平均水平相当,N含量高于而P元素含量远低于全国的平均水平,表现出沟渠土壤养分元素含量的不平衡。自然植被叶片C、N、P的平均含量分别为384.13(±19.35)、24.65(±7.64)和1.62(±0.53)mg/g,叶的元素含量显著高于根和土壤;C∶N、C∶P及N∶P分别为17.06(±7.20)、256.49(±78.59)、16.05(±5.85)。C∶N和C∶P之比低于全国平均水平,说明该地区城市沟渠自然植被固C效率低,沟渠植物的生长受到P限制。土壤与植物的N含量存在显著的正相关关系(P0.05),而C、P、C∶N、C∶P、N∶P间的相关性并不显著(P0.05),表明土壤的N含量影响植物体中的含量,同时土壤含量也受到植物凋落物的影响。植物对元素的吸收利用显著影响着土壤-植被间元素的相互作用和再分配模式。     

长汀强度水土流失区不同治理措施对土壤化学性质的影响

在福建省长汀县强度水土流失山地,探讨了草灌乔混交、补植乔灌和"老头松"改造等3种不同治理措施经10年演化后对土壤化学性质的影响。结果表明:不同治理措施下的土壤p H值均有所下降,以草灌乔混交措施pH值最低;土壤有机质、全N、速效N、全P、速效P、全K和速效K含量均以草灌乔混交措施最高,补植乔灌"老头松"改造措施次之。3种措施下土壤有机质、全N和速效N含量差异明显,而全P、速效P、全K和速效K含量差异较小,但补植乔灌措施下速效P和速效K含量均接近草灌乔混交措施。本研究显示在土壤改良中草灌乔混交措施优于补植乔灌和"老头松"改造措施,表明丰富植被结构在水土保持生态修复中具有重要作用。     

胶州湾芦苇潮滩土壤碳、氮和磷分布及生态化学计量学特征

为了解胶州湾芦苇(Phragmites australis)潮滩不同植物群落下土壤生态化学计量学特征,于2011年11月,对该区域的土壤有机碳含量、全氮含量、全磷含量、pH、盐度和含水量等进行了测定与分析。结果表明,随着土壤深度的增加,芦苇潮滩土壤有机碳、全氮和全磷含量总体上在波动减小,其水平分布存在差异;0~60 cm深度土壤的有机碳、全氮和全磷质量比分别为5.73~15.07 g/kg、0.46~0.84 g/kg和0.03~0.39 g/kg,其平均值分别为8.93 g/kg、0.61 g/kg和0.15 g/kg;土壤碳与氮元素含量显著正相关(p=0.0190.05),土壤碳与磷元素含量显著正相关(p=0.0020.01),而土壤氮与磷元素含量不相关(p0.05);0~60 cm深度土壤的C/N、C/P和N/P分别为11.50~29.05、80.19~506.22和4.44~38.24,其平均值分别为17.10、182.60和11.60。土壤C/N相对稳定,而C/P和N/P变化较大;淹水频率影响土壤C/N、C/P和N/P剖面变异性,淹水频率越小,变异性也越小;芦苇潮滩土壤C/N表现为芦苇群落最高,芦苇杂草混合群落最低;而土壤C/P和N/P则同时表现为芦苇杂草混合群落最高,杂草群落最低;土壤盐度是芦苇潮滩土壤生态化学计量比最主要的影响因子。     

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。     

不同海岸梯度下木麻黄防护林生态化学计量特征

以海坛岛沿海防护林主要树种木麻黄(Casuarina equisetifolia)为研究对象,对不同海岸梯度下木麻黄土壤与小枝C、N、P含量及其生态化学计量特征进行分析,结果表明:(1)木麻黄土壤全C、全N含量,N/P、C/P离海岸越远值越高,全P、C/N相对稳定;小枝的全N、全P整体呈现随海岸距离的增加含量减小的递变规律,全C呈现"V"字型变化趋势,在梯度4达到最小值,C/N、N/P、C/P比值整体从梯度1到梯度6呈现上升趋势。(2)木麻黄内稳性指数HC(90.91)HN(19.61)H_(C/N)(10.31)H_(N/P)(3.91)H_(C/P)(3.77)H_P(3.33),即内稳性CNC/NN/PC/PP;(3)土壤N/P、C/P与pH值、全盐存在极显著的负相关关系(P0.01),与土壤容重没有相关性(P0.05),C/N与土壤容重呈显著负相关关系(P0.05),pH值、全盐、土壤容重是生态化学计量的主要影响因子;磷是限制木麻黄生长的营养元素。     

中亚热带天然常绿阔叶林下不同母质的土壤质量性状

通过对发育于江西省中亚热带典型红壤地区泥质岩和花岗岩上天然常绿阔叶林下的土壤质量性状的研究,结果表明,天然常绿阔叶林植被下表层350kg/m^2土壤的土层深厚、容重小,有机质、全N和CEC水平高,但是土壤速率养分水平低。进一步比较发现,生态系统进化到常绿阔叶林这种生态系统的顶极状态,这两种母质类型上土壤表层350kg/m^2土层的总厚度、平均容重、总有机质含量、总N量和土壤pH具有趋同性;而母质性状的差异却使该土层中凋落物层干物质量及其P、K含量、矿质土层的容重与厚度、土壤BS和速效N、P、K含量表现出极显著的差异。     

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。     

阿拉善荒漠草地恢复初期植被与土壤环境的变化

对阿拉善荒漠草地恢复初期(1998-2001)植被特征和土壤养分的变化进行了研究。结果表明:草地恢复过程中,植被的盖度和生物量比封育前分别增加272%~536%和44.39%~305.3%。植被的恢复使土壤理化性质发生了变化,与封育前相比土壤中有机质、全N、速效K以及细砂、特别细砂和粘粒含量显著增加;速效N、速效P降低。土壤有机质、全N和全P的含量与土壤中<0.05 mm颗粒和速效K含量呈极显著正相关,并且前三者之间也呈极显著正相关(P<0.01)。     

齿肋赤藓（Syntrichia caninervis）氮磷计量特征对降水量的响应

荒漠藓类植物是典型的变水植物,对水分能够快速做出反应,恢复光合、呼吸等生理活性,且荒漠藓类植物对水分的敏感性显著高于维管束植物。藓类植物的生态化学计量特征易受到微环境影响,对于藓类植物生态化学计量特征是否受荒漠降水梯度的影响并不清楚。为深入了解荒漠藓类结皮氮（N）、磷（P）化学计量特征对荒漠年降水的响应特征,以齿肋赤藓（Syntrichia caninervis）作为研究对象,测定3个年降水量下齿肋赤藓植物地上、地下部分N、P元素含量,分析不同降水梯度下齿肋赤藓植物N、P元素化学计量特征。结果表明：（1）齿肋赤藓植物地上部分N、P含量显著高于地下部分,地下部分N、P元素的变异系数比地上部分高,齿肋赤藓植物地上部分氮磷比（N∶P）值为10.17～12.03,生长可能受到氮限制;（2）随年降水量的增加,齿肋赤藓植物地上部分N、P含量呈下降趋势,N∶P比均呈升高趋势;（3）齿肋赤藓植物N、P含量显著正相关,且随年降水量的增加,齿肋赤藓植物地上、地下部分的N-P幂关系指数无显著变化。古尔班通古特沙漠齿肋赤藓植物在N、P养分分配上具有较高的稳定性,且能够通过调节地上与地下部分N、P元素化学计量特...     

中国北方典型风沙区土壤碳氮磷化学计量特征

研究区域尺度土壤碳（C）、氮（N）、磷（P）化学计量特征与分布格局对于认识陆地生态系统空间格局变化规律及其对全球变化与人类活动的响应具有重要意义。通过文献收集和野外调查,对中国北方典型风沙区表层土壤有机C、全N、全P化学计量特征及其沿经度和纬度的分布格局进行了研究。结果表明：（1）北方典型风沙区表层土壤有机C、全N、全P含量及C：N、C：P和N：P的平均值分别为12.2、1.2、0.8 g·kg^-1及10.1、15.7、1.63,与全国水平相比,具有较低的有机C含量、全N含量、C：P、N：P及较高的全P含量;（2）农田表层土壤有机C、全N、全P含量及C：P显著高于草地表层土壤,C：N和N：P在农田和草地之间无显著差异;（3）北方典型风沙区表层土壤有机C、全N、全P元素间具有一定的耦合关系,但这种耦合关系在草地和农田间存在差异性;（4）北方风沙区草地和农田土壤有机C、全N、全P化学计量特征随纬度的增加呈逐渐增加趋势,除草地全P含量和N：P外,其余指标均与纬度呈线性关系;草地和农田土壤有机C、全N、全P化学计量特征随经度的增加呈先减小后增加的趋势,与经度呈二阶多项式分布关系。     

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。     

雪岭云杉林叶片碳氮化学计量特征及其与土壤理化因子的关系

碳（C）、氮（N）对于植物生长和生理调节机能意义重大。研究雪岭云杉林叶片C、N化学计量特征随土壤理化因子的变化特征,对于认识森林生态系统的分布格局和未来变化趋势具有重要意义,为进一步探讨全球变化对植物的影响提供科学依据。以雪岭云杉林叶片为研究对象,利用统计分析探究叶片C、N化学计量的变化特征,并利用冗余分析（Redundancy analysis,RDA）技术对叶片C、N化学计量特征与土壤理化因子的关系进行研究。研究结果表明,叶片C含量的平均值为465.28 g·kg^-1,变异系数为14%;叶片N含量的平均值为6.54 g·kg^-1,变异系数为42%;土壤C/N的平均值为90.63,变异系数为82%。冗余分析的结果表明,在0~30 cm层中,叶片C、N化学计量特征主要受到土壤含水量和pH的驱动,土壤含水量与叶片C/N之间呈正相关关系,与叶片C、N含量之间呈负相关关系;pH与叶片C、N含量成正比,与C/N成反比;在30~80 cm层中,土壤含水量和土壤粘粒含量是影响叶片C、N化学计量特征的主要因素,土壤含水量和叶片C/N之间呈正比,土壤粘粒含量与C、N含量之间呈正比,与叶片C/N之间呈反比;pH、土壤C、N含量对叶片C、N化学计量特征的影响不显著。     

土地利用方式对西藏东部河谷山地土壤肥力性质的影响

通过现场调查取样和室内理化分析,研究了西藏东部主要河谷地区不同土地利用方式下土壤肥力性质及其随土地利用方式变化的机制。结果表明:不同土地利用方式下土壤理化性质有明显的差异,耕地和裸地土壤砂粒含量高于其他利用方式,本区域土壤砂质特征明显;受有机质积累影响,乔木林地、灌丛地土壤具有相对较高N素养分;受施肥等因素影响,农耕地土壤具有相对较高P、K养分;在所有利用方式中,裸地土壤尽管具有相对较高的粉粒含量,但所有养分指标均最低,显著低于林地土壤。总之,对于西藏脆弱生境而言,耕作使得有机质更易于消耗。由于有机质与植被之间存在明显互相促进的作用,因此维持土壤有机质平衡对于恢复植被、保护青藏高原东缘生态屏障具有重要的意义。     

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...