放牧对峰丛洼地植物-土壤C、N、P化学计量特征的影响

以西南典型岩溶峰丛洼地平果石漠化区为研究区,选取受放牧干扰和未受放牧干扰植被样地,开展放牧干扰对植物-土壤C、N、P元素生态化学计量学特征影响的研究。结果显示,（1）6种受放牧干扰样地土壤（0～20 cm）的C、N、P含量均值分别为6.27 %、0.57 %、0.088 %;植物根、茎、叶和凋落物C、N、P含量均值分别为442.15 g·kg-1、8.33 g·kg-1、0.73 g·kg-1。放牧干扰下,植物和土壤C、N、P含量减少,变异系数增大,容易导致石漠化发生和恶化;（2）6种典型样地土壤C∶N、C∶P、N∶P均值分别为10.76、73.94、6.76;植物根、茎、叶和凋落物C∶N、C∶P、N∶P分别为53.62、669.50、12.53。与无放牧干扰样地相比较,受放牧干扰的样地植物和土壤C∶N、C∶P、N∶P化学计量比呈下降趋势,放牧干扰在一定范围内能提高土壤P的有效性,但当N∶P比值减少到一定程度时,植物的生长受N限制。（3）恢复样地的土壤-植被C、N、P及其比值都优于干扰样地,放牧干扰能在短时间内造成环境迅速退化和石漠化的发生和加剧。禁牧后土壤和植物养分能在短时间内得到修复和改善,尤其是草本饲料类植物经短时间自然恢复后得以恢复正常生长发育。（4）在岩溶峰丛洼地石漠化区,土壤和植物的C、N、P、C∶N、C∶P、N∶P关系密切,相互之间具有促进或抑制的作用,共同影响植物的生长发育和石漠化演变方向。      

南亚热带不同菌根类型树种叶凋落物化学性质

文章以南亚热带24种木本植物(丛枝菌根、外生菌根和固氮树种各8种)叶凋落物为研究对象,探讨不同菌根类型树种叶凋落物化学性质的差异性。结果表明：叶凋落物在碳相关化学性质、养分含量以及化学计量比特征方面均表现出较大程度变异。不同菌根类型树种碳相关化学性质没有显著差异(P>0.05),而养分含量(N、P、Mg)和化学计量特征(C/P、N/P)差异显著(P<0.01)。固氮树种叶凋落物N含量(16.1 g·kg^-1)显著高于丛枝菌根树种(10.1 g·kg^-1)和外生菌根树种(10.7 g·kg^-1),但丛枝菌根树种叶凋落物P含量(0.4 g·kg^-1)要显著高于固氮树种(0.1 g·kg^-1)和外生菌根树种(0.08g·kg^-1),而外生菌根树种Mg含量(0.51 g·kg^-1)则显著高于丛枝菌根树种(0.19 g·kg^-1)和固氮树种(0.03g·kg^-1);此外,固氮树种C/P和N...     

桂西南喀斯特季节性雨林凋落叶分解速率和养分含量特征分析

森林凋落物是森林生态系统极其重要的组成部分, 了解凋落物分解过程有助于理解森林生态系统的物质循环和养分平衡的机理。本研究以桂西南喀斯特季节性雨林凋落叶为研究对象, 将2018年全年收集的凋落叶混合均匀后采用分解袋法进行原位分解实验, 探讨桂西南喀斯特季节性雨林凋落物的分解特征。结果发现: 凋落叶在分解过程中整体失重模式呈现先快后慢的变化趋势, 且不同生境类型下凋落叶失重率为: 洼地＞坡地＞峰顶; 分解过程中C含量呈波动状态, 但总体表现为下降趋势, 而N含量呈无规则波动; 失重率与海拔呈显著负相关, 并在分解初期和中后期与坡度呈显著负相关, C含量变化同海拔呈显著正相关, 而与其他环境因子的相关性则随分解时间的变化而变化。桂西南喀斯特季节性雨林凋落叶分解速率低于亚热带常绿落叶阔叶混交林, 但与同类型的喀斯特森林退化区相当; 喀斯特季节性雨林不同生境类型代表的微环境因子对凋落叶的分解具有重要影响, 其中海拔引起的温度和湿度的差异是影响喀斯特季节性雨林凋落叶分解速率和C、N含量变化的主要因素。     

南亚热带森林植被恢复演替中土壤有机碳组分及其稳定性

以鼎湖山森林植被恢复演替过程中的松林(初期)、混交林(中期)和季风林(后期)为研究对象,通过测定其土壤总有机碳(TOC)、易氧化有机碳(ROC)和不易氧化有机碳(NROC)及凋落物13C-NMR分析,以期阐明森林植被恢复演替过程中土壤有机碳组分变化规律及其原因。结果表明:(1)3个森林土壤ROC含量差异不显著;由松林向季风林演替过程中,ROC占TOC的比例下降。松林新鲜凋落物层的烷氧基碳含量(57.03%)高于季风林(49.10%)和混交林(54.50%)。(2)3个森林土壤NROC含量差异显著,大小顺序为:季风林混交林松林。混交林和季风林凋落物半分解层和已分解层的惰性指数明显高于松林。TOC趋势与NROC一致。南亚热带森林由松林向季风林恢复演替过程中,土壤有机碳的稳定性增加,惰性有机碳的持续积累可能是季风林和混交林土壤TOC积累的一个重要过程。     

生态化学计量学在陆地生态系统碳-氮-水耦合循环理论体系中作用初探

生态化学计量学(Ecological stoichiometry)是利用元素比率来研究生态过程和生态作用的学科,它通过化学计量关系将从分子至生态系统的各个层次有机联系起来,已成为联系微观与宏观生态学研究的有力工具。生态化学计量学的两个非常重要的假设是内稳性假说(Homeostatic hypothesis)和生长率假说(Growth rate hypothesis),已在不同的研究层次上得到了验证或应用。前者是指在生活环境(或资源)的化学元素组成发生变化的情况下,生物体具有的保持自身化学元素组成相对稳定的能力;后者是指生物体的C∶N∶P比率对其生长速率具有较强的调控作用,通常生长速率较高的组分会具有高的N∶C和P∶C比以及较低的N∶P比值。经过近20年的发展,生态化学计量学的研究已从化学计量内稳性较高的水生生态系统扩展到化学计量特征变化范围较大的陆地生态系统,研究对象已涉及酶、微生物、动物、植物、食物链和食物网等多个层次,并逐渐被应用于解决或预测区域甚至全球的生态环境问题。生态系统不同组分的C∶N∶P计量关系的内稳性以及其生长率与异速分配相适应的调节机理,是维持生态系统结构和功能的重要机制之一。然而,目前学术界还未对生态化学计量学在陆地生态系统碳-氮-水耦合循环理论体系中的作用给予关注,更缺乏相关的理论研究和系统性的论述。本文回顾了生态化学计量学研究的发展历程及其在不同领域的进展与应用;在此基础上,探讨了生态化学计量学在陆地生态系统碳-氮-水耦合循环理论体系中的潜在作用,并展望了生态化学计量学与生态系统碳-氮-水耦合循环理论整合研究的理论基础和重点发展方向,期望能推动相关研究领域的快速发展。     

云南岩溶断陷盆地植被演替土壤碳氮磷化学计量学特征

岩溶断陷盆地生态环境脆弱,石漠化严重,植被恢复是该地区生态重建、水土保持的有效措施。文章采用空间换时间的方法,以云南省泸西县岩溶断陷盆地5种不同演替阶段（玉米地、人工林、草地、灌木林、原始林）不同土层（0～10、10～20 cm）的土壤为研究对象,对比分析不同植被类型和不同深度条件下土壤C（碳）、N（氮）、P（磷）含量及化学计量比差异,旨在探明研究区土壤养分垂向分布及化学计量学特征,为该地区植被恢复管理及土地合理利用提供科学依据。结果表明：不同演替阶段、不同土壤深度土壤养分含量存在较大差异;随着演替年限的增长,土壤SOC（土壤有机碳）、TN（总氮）含量总体呈增长趋势且主要表现在0～10 cm深度土层上,而TP（总磷）含量存在波动,未表现出明显变化规律;各演替阶段0～10 cm土层的SOC、TN含量数值上均要高于10～20 cm土层,除原始林地以外,其余演替阶段不同土层间TP含量没有显著差异;在0～10 cm土层上,C/N、C/P、N/P均与土壤SOC含量呈显著正相关,C/P、N/P与土壤TN含量呈显著正相关,土壤TP含量与C/N、C/P和N/P无显著相关性;植被类型和土壤深度显著影响研...     

岩性和种植年限对火龙果地土壤碳、氮、磷生态化学计量特征的影响

以石漠化问题突出区域——广西平果县太平镇耶圩火龙果种植园不同岩性背景(白云岩、碎屑岩)和不同种植年限(1、3、5a)土壤为研究对象,采用相关性分析和冗余分析方法探讨了不同岩性背景和火龙果种植年限下土壤碳、氮、磷生态化学计量特征及其影响因素。结果表明：①白云岩区土壤全磷含量显著高于碎屑岩区,而土壤有机碳含量、生态化学计量比(C/N、C/P和N/P)显著低于碎屑岩区;且白云岩和碎屑岩背景下的生态化学计量比(5. 96、11. 78、1. 96和8. 71、19. 78、2. 28)均远低于全国水平。②随着火龙果种植年限的增加,土壤有机碳、全氮含量和C/N、C/P、N/P呈现出逐渐增加的趋势,而土壤有效氮、全磷和有效磷含量无显著变化规律。随着土层深度增加,土壤有机碳、全氮、有效氮含量和C/N、C/P、N/P均增加,而土壤全磷含量无明显变化规律。③土壤C/N和C/P与有机碳、有效氮均呈显著正相关(P<0. 01),而与土壤水分、容重呈显著负相关,土壤N/P与全磷呈显著负相关。④冗余分析表明不同岩性背景和火龙果种植年限下土壤有效氮含量是土壤碳、氮、磷及其生态化学计量比的重要影响因子,且呈显著正相关关系(P<0. 01)。白云岩背景下火龙果的生长受到氮元素的影响更大,长期火龙果种植有利于碳、氮元素固存,土壤有效氮含量是影响土壤碳、氮、磷及其生态化学计量比的关键因子。     

岩性和种植年限对火龙果地土壤碳、氮、磷生态化学计量特征的影响

以石漠化问题突出区域——广西平果县太平镇耶圩火龙果种植园不同岩性背景(白云岩、碎屑岩)和不同种植年限(1、3、5a)土壤为研究对象,采用相关性分析和冗余分析方法探讨了不同岩性背景和火龙果种植年限下土壤碳、氮、磷生态化学计量特征及其影响因素。结果表明：①白云岩区土壤全磷含量显著高于碎屑岩区,而土壤有机碳含量、生态化学计量比(C/N、C/P和N/P)显著低于碎屑岩区;且白云岩和碎屑岩背景下的生态化学计量比(5.96、11.78、1.96和8.71、19.78、2.28)均远低于全国水平。②随着火龙果种植年限的增加,土壤有机碳、全氮含量和C/N、C/P、N/P呈现出逐渐增加的趋势,而土壤有效氮、全磷和有效磷含量无显著变化规律。随着土层深度增加,土壤有机碳、全氮、有效氮含量和C/N、C/P、N/P均增加,而土壤全磷含量无明显变化规律。③土壤C/N和C/P与有机碳、有效氮均呈显著正相关(P<0.01),而与土壤水分、容重呈显著负相关,土壤N/P与全磷呈显著负相关。④冗余分析表明不同岩性背景和火龙果种植年限下土壤有效氮含量是土壤碳、氮、磷及其生态化学计量比的重要影响因子,且呈显著正相关关系(P<0.01)。白云岩背景下火龙果的生长受到氮元素的影响更大,长期火龙果种植有利于碳、氮元素固存,土壤有效氮含量是影响土壤碳、氮、磷及其生态化学计量比的关键因子。     

广南县幅岩溶区与非岩溶区土壤碳氮磷生态化学计量比空间变异分析

借助1∶25万云南省广南县幅土壤地球化学调查数据,并利用单因素方差分析、多重比较法以及地统计学方法,对岩溶区和非岩溶区土壤碳氮磷生态化学计量特征及其空间分布进行了对比分析。结果显示:广南县幅岩溶区土壤中有机碳（SOC）、全氮（TN）、全磷（TP）含量显著高于非岩溶区,而碳氮比（C∶N）、碳磷比（C∶P）、氮磷比（N∶P）显著低于非岩溶区;无论是岩溶区还是非岩溶区,表层（0～20 cm）SOC、TN、C∶N、C∶P、N∶P均显著高于深层（＞100 cm）。克里格空间插值结果表明,研究区表层土壤中SOC、TN、TP含量具有东高西低的特征,而C∶N、C∶P、N∶P具有低值区集中于东部、高值区散布在西部的空间分布格局。成土母质和土壤类型等自然因素严重制约了研究区土壤碳氮磷的空间变异,同时土地利用变化等人为因素也起到了不可忽视的作用。      

石漠化区植被恢复过程凋落叶分解特征及其对土壤有机碳/氮的影响——以重庆中梁山为例

运用凋落物分解袋及样品室内分析的方法,研究了石漠化脆弱生态区植被恢复不同阶段主要建群种凋落叶分解及有机碳、氮释放动态及其与土壤团聚体有机碳、氮之间的关系。结果表明:(1)各植被恢复阶段凋落叶分解系数介于0.73～1.33之间,不同阶段之间表现为,草地<灌丛<乔木林<灌乔林,人工樟树林介于乔木林与灌乔林之间。(2)各植被恢复阶段凋落叶有机碳、氮净释放率介于58.5%～72.9%与21.2%～63.9%之间,有机碳在分解期间表现为净释放,有机碳、氮释放率随植被恢复年限的延长呈增加的趋势。(3)凋落叶分解与养分释放对土壤有机碳、氮含量的提高有促进作用。其中,凋落叶分解系数与0.25～1 mm、<0.25 mm粒径团聚体轻组有机碳、氮之间关系密切。在植被恢复过程中,凋落叶分解速率及有机碳、氮释放率随恢复年限延长而呈增加趋势,凋落叶分解对土壤有机碳、氮有重要影响,轻组有机碳、氮优先向小粒径团聚体输入,小粒径团聚体在土壤有机碳、氮积累中有重要作用。凋落叶分解一方面能为植物生长提供养分,同时也促进土壤有机质的形成与积累,植被恢复过程中应加强水土保持、提高土壤层的养分保蓄与抗水土流失能力。      

青藏高原高寒沼泽化草甸群落生物量及地下CNP对积雪增加的响应

以青藏高原多年冻土区高寒沼泽化草甸为研究对象,采用雪栅栏诱导方式模拟积雪厚度增加,结合植物地上、地下根系以及土壤养分变化,分析了高寒沼泽化草甸对积雪厚度增加的响应。结果表明：积雪厚度增加后,0~20 cm浅层土壤温度和水分含量增加;植物群落高度和土壤表层0~10 cm根系生物量显著增加,植物群落组成和地上生物量没有变化;地下0~20 cm土壤碳（C）、氮（N）、磷（P）总储量降低,根系中C、N、P储量增加;土壤表层0~10 cm总N∶P比显著增加,但是有效磷含量在0~10 cm和10~20 cm土层均显著增加。可见,积雪厚度增加并不影响沼泽化草甸植物群落的组成和地上生物量,仅增加植被高度;增加土壤表层总N∶P比意味着积雪厚度增加可能会减轻沼泽化草甸土壤中氮限制,从而减缓沼泽化草甸的氮匮乏状况。结论可为高寒生态系统响应积雪变化研究提供样地尺度的观测数据,并为冰冻圈生态系统应对未来气候变化的模型估算提供数据支撑。     

贵州石灰岩和砂岩地区C4和C3植物营养元素的化学计量对N/P比值波动的影响

陆地生态系统植物的生长受到营养元素氮(N)和磷(P)的可利用性的限制。已有的证据表明营养元素的相对丰度将控制生态系统的营养元素循环和能量流动的速度。文章提出如下假设:为了适应环境的变化,植物具有可伸缩性地调整营养元素含量的能力,也就是营养元素化学计量比值变化的能力,植物N/P比值波动的影响不仅来源于N对P的相对可利用性的变化,也来源于其他营养元素化学计量的变化,尤其是与Ca的化学计量的变化。为了验证上述假设,本研究利用3种C₄植物和11种C₃植物,研究了植物N/P化学计量比值的波动随N与Ca和P与Ca化学计量的变化模式:对C₄植物来说,N/P比值的波动主要受生物量P与Ca化学计量变化的影响;而对C₃植物来说,则同时受N与Ca和P与Ca化学计量变化的控制,它们之间的相对控制能力的大小将决定植物N/P比值波动的变化梯度,C₄植物和C₃植物的N/P比值的波动都要受土壤pH值的影响。本研究对了解物种丰度和N对P的相对可利用性、N与Ca,以及P与Ca的化学计量之间关系具有重要意义。     

莆田优质枇杷产地生态地球化学特征

福建省莆田优质枇杷产地的表层土壤中有益、营养元素N、P、K等的含量适宜;有害元素As、Hg等的含量符合无公害水果产地环境要求.在土壤-枇杷生态系统中,有益、营养元素的全量与有效量从深部到表层(或表层到深部)的变化规律具有相似性.枇杷各器官(根→枝→叶→果)中有害元素含量大多在根部,少量在茎部较高,有益、营养元素多数趋向于叶中含量最高;而在果中含量明显下降.成土母质以花岗岩及中酸性火山岩发育而成的红壤较适宜,尤以花岗岩为母质的土壤更好.     

三江源高寒草甸土壤化学计量特征及酶活性对不同退化程度的响应

土壤化学计量特征及酶活性是反映植物生长速率和养分限制的重要因子。为探究三江源高寒草甸退化过程中土壤化学计量特征及酶活性的变化特征及相互作用关系,本研究采用野外采样与室内分析相结合的方法,分析了不同退化程度(原生植被、轻度退化、中度退化、重度退化)对三江源高寒草甸的土壤有机碳(SOC)、全碳(TC)、全氮(TN)、全磷(TP)、全钾(TK)含量、pH值、土壤化学计量比、酶活性的影响及相互作用关系。结果表明：(1)随退化程度的加剧,不同土层土壤中的SOC和TN含量整体呈降低趋势,TK含量呈递增趋势,不同土层差异不显著。TP含量表现为轻度退化最高,不同土层TP含量均大于0.7 g·kg^-1,pH值随退化程度加剧变化不明显。(2)土壤C、N、P、K化学计量比整体随着退化程度的加剧呈降低趋势,其中碳氮比值变化较为稳定。(3)β-1,4-木糖苷酶(BX)、β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶(NAG)、酸性磷酸酶(AP)、β-纤维二糖苷酶(BCE)、β-葡萄糖苷酶(BG)五种酶活性在不同土层中均表现为轻度退化显著高于其他退化程度(P<0.05)。(4)土壤SOC、TN、TP含量及...     

桂林毛村岩溶区与碎屑岩区檵木和马尾松凋落叶分解研究

为探究岩溶生态环境对凋落叶分解的影响,选用碎屑岩区相同树种作为对比,运用凋落物分解网袋法研究其凋落物分解初期动态,研究结果表明:（1）岩溶区檵木和马尾松凋落叶分解速率总体上均小于碎屑岩区相同树种凋落叶分解速率;（2）凋落叶分解速率k与凋落叶初始养分碳含量呈显著负相关（P<0.05）,与木质素含量呈极显著负相关（P<0.01）;（3）在凋落叶分解过程中,各养分释放规律具有一定的差异,凋落叶养分元素碳在分解过程中呈现出净释放;（4）岩溶区树种的碳释放速率比碎屑岩区慢,说明岩溶区两树种的凋落在一定程度上延长了C的循环周期      

生长速率假说及其在浮游动物营养动力学中的研究进展

生物体由元素组成,其生长、繁殖以及代谢过程均涉及营养元素的吸收、利用与储存。有机体的P含量决定了RNA的形成,并作用于核糖体,进而对蛋白质和生长速率产生影响。浮游动物体内P含量增加,以及C∶P和N∶P的降低,主要反映了不同生长速率下,富P的核糖体RNA含量的改变。关于生长速率假说（Growth Rate Hypothesis,GRH）的研究表明,在低C∶P、高P含量的饵料条件下,浮游动物C∶P和N∶P的稳态性特征发生改变,将获取的P分配至RNA中,增加蛋白质合成,提高生长速率;反之,浮游动物的次级生产力将会降低,C的同化效率和传递效率下降,进而对生态系统的C收支产生影响。加强浮游动物GRH的研究,有助于增强对生态系统C收支以及未来变化过程的认识。     

高寒植被生态系统变化对土壤物理化学性状的影响

在黄河源区选择典型样地,对土壤有机质(SOM)、全氮(N)等化学性状及土壤机械组成、容重和土壤导水率等物理特性进行分析.结果表明,植被退化导致土壤物理化学性状显著退化.灌丛草甸草地土壤表层有机质(SOM)从179.58 g·kg^-1降到49.48 g·kg^-1,表层碱解N流失率为30%,退化嵩草草甸表层有机质SOM减少53%,碱解N损失率为28.4%.沼泽地有机质SOM减少了15.11 g·kg^-1.退化后的土壤土层厚度变薄,土壤颗粒变粗,土壤水分分布和含量出现变化,土壤出现沙化,土壤容重增大,土壤导水率与植被盖度有很好的相关性.研究表明,高寒植被生态系统的变化引起了土壤理化特性的强烈变化,高寒土壤环境出现退化.     

盐碱胁迫下羊草生态化学计量特征研究

以羊草生态化学计量学特征为研究对象,基于盆栽实验,对不同盐碱胁迫条件下(分别控制培养基质pH、施肥条件及胁迫时间间隔)羊草的生态化学计量特征进行研究。结果表明:施加磷处理液时,羊草中全磷含量明显增加。在其他控制条件稳定的前提下,羊草地上部分的全氮含量及全磷含量的最高值均出现在培养基质pH=8. 4时;此外,在N3(c(N)=8 mmol/L,c(P)=1 mmol/L)或P3(c(P)=1. 2 mmol/L,c(N)=14 mmol/L)条件下,N∶P的波动较小,变化平缓,表明此条件下的N∶P培养基质pH变化的影响减弱,即在培养基质pH适宜的前提下,N3或P3的施肥条件为所有实验条件下的羊草生长最佳营养背景。因此说明,在土壤pH适宜的前提下,通过施加一定浓度的氮肥或磷肥,可优化羊草生长的土壤环境,有利于羊草的生长发育。     

云南喀斯特断陷盆地典型群落植物生态化学计量学特征

喀斯特地区地质化学、气候和人类活动强烈影响植物群落组成、植物元素含量和化学计量特征。本文以云南省蒙自市断陷盆地区天然林、灌丛和草地群落植物为对象,研究了植物叶片12种元素含量和生态化学计量特征。结果显示:研究区内植物元素含量存在较大差异,各元素含量从高到低的顺序依次是C>Ca>N>K>Mg>P>Fe>Al>Zn>Mn>Na>Cu,三种群落植物N、K、Ca、Mg、Al、Cu、Zn、Mn含量存在显著差异。天然林与灌丛群落植物生长受到P含量的限制,而草地群落植物生长受到N与P单独或共同的影响。草地群落植物C:N、C:Ca、C:Mg显著高于天然林与灌丛植物,N:P则呈现相反格局。三种群落间植物C:Ca比例显著不同,表现为草地＞天然林＞灌丛。在研究区内,有27对元素含量呈现显著相关,占总元素对的40.9%。这些结果表明,云南喀斯特断陷盆地植物为适应环境,形成了独特的化学计量特征和适应策略。      

退化森林生态系统恢复过程的碳同位素示踪

本文以鼎湖山自然保护区和鹤山丘陵综合试验站为对象,开展不同地区、不同森林类型的土壤有机碳(SOC)同位素示踪研究,探讨退化生态系统恢复过程中碳同位素的示踪作用.庆云寺和仓下剖面代表自然林,SOC的δ13C平均值分别为-24.63‰和-23.76‰;坑口和马占林剖面代表草坡上植树造林恢复的人工林,SOC的δ13C平均值分别为-21.22‰和-22.73‰;剖面底界SOC的14C表观年龄前者分别为8 750aB.P.和10 315aB.P.,后者分别为2 880aB.P.和4113aB.P..在SOC的14C表观年龄老的丘陵草坡上进行退化生态系统重建,有利于人工森林群落向地带性森林群落演替.