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...     

中国半干旱区农田土壤碳、氮、磷含量对玉米生产的影响

中国干旱半干旱区占据陆地大片区域,主体位于内蒙古高原、黄土高原、新疆及青藏高原。半干旱区处于季风和非季风的边缘,降水稀少,生态环境脆弱,对气候变化敏感。探究半干旱区农田生态系统有机碳对作物生产和碳储存的影响机制及固碳潜力,对提高区域作物生产水平和生态安全具有重要意义。本研究区位于中国宁夏南部典型半干旱区,基于2017—2019年主要粮食作物玉米生产对土壤有机碳以及氮磷的响应,运用农田生态系统调查取样的方法,开展耕层土壤有机碳（SOC）、全氮（STN）、全磷（STP）及碳氮比（C/N）对玉米生产水平及有机碳储存的影响研究,分析农田SOC的合理贮存范围。结果表明：（1）SOC、STN、STP含量对玉米产量影响差异显著。一定阈值内SOC、STN、STP含量及土壤C/N对玉米产量表现出积极的正效应,而当SOC、STN、STP以及C/N分别超出10.00 g·kg^-1、1.00 g·kg^-1、0.85 g·kg^-1、8.50的阈值后,玉米产量的增长出现减缓,甚至下降趋势;（2）研究区域SOC含量从3.00 g·kg^-1增加至13.00 g·kg^-1的阈值,对籽粒有机碳、蛋白质、淀粉、粗脂肪、可溶性糖等含量的提升呈现积极的正效应,分别增长43.47%、77.13%、52.16%、56.92%、116.71%,均呈先快速增长,后逐渐趋于平缓趋势。而SOC对籽粒全氮和全磷呈现倒U型变化趋势。STN、STP对玉米品质的影响相对较弱;（3）研究区作物耕层SOC、STN、STP含量与生态系统固碳潜力具有较强的正相关性,而SOC、STN、STP含量过高,作物固碳潜力基本保持稳定。研究结果较好反映了研究时间段内SOC、STN、STP含量与作物生产水平及提高SOC储存的关系。本研究认为宁夏南部半干旱区,农田SOC、STN、STP、C/N的合理阈值分别为10.00—12.00 g·kg^-1、0.80—1.10 g·kg^-1、0.70—0.85 g·kg^-1、8.00—9.00。     

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...     

灾害干扰受损森林土壤的碳、氮、磷初期恢复特征与变异性

2010年6月福建省南平市特大洪水诱发大面积滑坡,造成区域内森林严重受损。本文选取特大洪灾中受损的次生阔叶林和杉木林为研究对象,测定不同样地(受损区、未受损区、受损恢复区)表层土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)和全磷(TP)含量,分析受损森林恢复初期SOC、TN、TP的恢复率以及变异性特征。研究结果表明:(1)灾害造成次生阔叶林与杉木林严重受损,各样地SOC、TN、TP含量整体上随着植被盖度的降低而下降,呈现"未受损区受损恢复区受损区"的变化趋势,受损森林经过7年自然恢复尚未恢复至受灾前水平;(2)次生阔叶林仅TP含量表现为受损恢复区显著高于受损区,而杉木林受损恢复区SOC、TP含量均显著高于受损区,且其养分恢复率高于次生阔叶林,说明杉木林前期施肥工作对土壤养分的自然恢复具有积极的促进作用;(3)受损森林C∶P主要受到SOC的影响,C∶N、N:P值主要受到TN的影响。仅C∶P在杉木林表现为受损恢复区显著高于受损区;(4)受损森林土壤养分变异性表现为TNSOCTP,恢复率则相反,说明灾害对受损森林TN的影响最大。上述研究表明灾害严重破坏土壤养分,土壤养分自然恢复进程较慢且效果较差,后期应对受损森林尤其是次生阔叶林进行适当的人工干预以促进其恢复。该研究结果可为该区受损森林的演替过程与机制预测、土壤侵蚀控制和恢复措施优化等提供科学依据。     

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。     

无灌溉人工固沙区土壤有机碳及氮含量变异的初步结论

对降水量小于200mm的沙坡头无灌溉条件下人工植被固沙区土壤有机碳和全氮含量变异进行研究。结果表明, 流沙在固定过程中, 人工植被固沙体系的营建改善了成土环境, 促进了生物地球化学循环, 使土壤碳、氮的含量和分布规律发生了变化: ①固沙区土壤有机碳和全氮含量及C/N均高于流沙区, 随土层深度增加土壤有机碳和全氮含量呈逐渐降低趋势, 而C/N呈逐渐升高趋势; ②不同年限固沙区间土壤有机碳、全氮含量及C/N变异小于土层垂直方向的变异; ③不同年限固沙区土层垂直方向土壤有机碳和全氮含量及C/N变异较大, 变异主要存在于结皮层及其下土层(0~5cm); ④流沙区土壤碳、氮含量及C/N低于固沙区, 而且在土层垂直方向上基本无变异。     

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。     

贡嘎山林线峨嵋冷杉叶片功能属性特征

本文以贡嘎山东坡、西坡和东北坡四处林线峨眉冷杉叶片为研究对象,分析测试了叶片比叶面积(SLA)、全氮(N)、全磷(P)、全碳(C)和碳同位素,并结合林下土壤有机碳(SOC)、总氮(TN)、总磷(TP)、有效氮(AN)、有效磷(AP)含量,从叶片化学计量特征、水分和养分利用效率的角度,试图利用植物叶片功能属性探讨林线植物峨眉冷杉的现存可能机制。结论显示,环贡嘎山林线峨眉冷杉林线的叶片N∶P均低于10,说明已经发生了较为明显的N限制;林线处相较于低海拔林下土壤有更低的土壤有机质、有效氮和磷,以及更低的比叶面积(SLA),说明该区域冷杉的分布和生长可能受到可获取的土壤养分限制,峨眉冷杉生长转向资源保守型,减缓生长以适应可利用资源贫瘠的环境。研究结果从某种程度上说明,土壤养分利用状况和植物本身的资源利用策略也是影响贡嘎山林线峨眉冷杉生长和分布一个不容忽视的可能潜在因子,在未来模型碳估算中应当予以考虑。     

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％).     

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。     

疏勒河源冻土区高寒草甸土壤碳氮含量特征

土壤碳氮是高寒植被响应多年冻土区生态环境变化的重要营养和能源物质,但对其调查仍以生长季的单次采样为主,缺乏对其他季节的研究,这对于准确把握多年冻土区土壤碳氮含量及储量评估存在明显局限性。为此,本研究以青藏高原东北缘祁连山西段疏勒河源多年冻土区高寒草甸为对象,对0—50 cm土层土壤有机碳（Soil Organic Carbon, SOC）、全氮（Total Nitrogen, TN）含量及其比值（C/N）的剖面分布和季节变化及其影响因素进行分析。结果表明：（1）SOC、TN剖面分布规律一致,0—10 cm土层均显著高于10—50 cm各层（P<0.05）,0—50 cm深度仅秋季逐渐下降,而春夏冬季0—30 cm递减。（2）SOC、TN含量存在季节变化,SOC表现为夏季>冬季>春季>秋季,TN表现为春秋冬季含量一致,夏季略低。（3）C/N季节变化显著,夏季显著最高,秋季显著最低（P<0.05）。（4）土壤含水量和生物量是影响SOC、TN及C/N剖面分布和季节变化的关键因素。（5）夏季土壤碳氮密度均高于全年平均。可见,仅单一节点（生长季为主）调查以表征全年土壤碳氮储量存在高估趋势。     

科尔沁沙地沙丘植被对丘间低地水体的影响北大核心CSCD

在流动沙丘以建立固沙植被的方式向固定沙丘转化的过程中,植被将改变沙丘水分再分配过程,影响沙丘的水文调节功能,甚至可能引起沙丘生态系统水资源失衡。为探明植被对沙丘水文调解功能的影响,以科尔沁沙地不同植被盖度的沙丘-丘间地水体组合体为研究对象,于2021年生长季开展了沙丘植被盖度、丘间低地水体变化特征、气象因素的动态观测,以期明确沙丘植被变化对丘间低地水体的影响。结果表明:(1)沙丘植被盖度影响沙丘水分对外补给能力,随着沙丘表面固沙植被盖度增加,单位面积沙丘对外水分补给能力降低,表现为流动沙丘(58.25 mm)>半固定沙丘(24.75 mm)>固定沙丘(14.87 mm),占同期降水量的比例分别为21.39%、9.09%、5.46%。(2)生长季流域降水补给量、植被盖度、气温显著影响沙丘对丘间低地水体的水分补给量,丘间低地水体获补量与流域降水补给量显著正相关,与植被盖度、气温极显著负相关。(3)依据水量平衡原理推导出沙丘水分对外补给量(Y)与影响因素(降水补给量X_(1),植被盖度X_(2),平均气温X_(3))的关系模型,Y=1052.737+0.1X_(1)-11.459X_(2)-37.585X_(3),R2=0.641。可根据模型预测沙丘水分对外补给量,为流动沙丘生物治理模式的合理选择提供支持。     

不同更新方式对中亚热带森林土壤理化性质的影响

森林的不同更新方式对森林土壤理化性质有重要影响．本研究通过野外调查探讨中亚热带山区杉木人工林和米槠人促更新林2种不同更新方式下林地土壤理化性质的变化特征,并用土壤退化指数定量描述土壤质量变化．结果表明：杉木人工林土壤表层（0—10cm）容重显著高于米槠人促更新林（P〈0．05）;随土壤深度的增加,杉木人工林和米槠人促更...     

不同更新方式对中亚热带森林土壤理化性质的影响

森林的不同更新方式对森林土壤理化性质有重要影响．本研究通过野外调查探讨中亚热带山区杉木人工林和米槠人促更新林2种不同更新方式下林地土壤理化性质的变化特征,并用土壤退化指数定量描述土壤质量变化．结果表明：杉木人工林土壤表层（0—10cm）容重显著高于米槠人促更新林（P〈0．05）;随土壤深度的增加,杉木人工林和米槠人促更新林土壤有机C、全N、全P、水解N和有效P均逐渐降低．米槠人促更新林表层（0—10cm）土壤有机c比杉木人工林高出15．6％,全N、全P以及水解N和速效P也均表现出人促米槠更新林高于杉木人工林的趋势;土壤退化指数的计算结果表明杉木林土壤质量显著低于米槠人促更新林．     

祁连山北麓不同海拔土壤化学计量特征

对祁连山中段冰沟流域土壤有机C、N、P含量垂直分布与化学计量特征及其影响因素进行研究.结果表明:冰沟流域土壤有机C、N、P含量在各样点随土层深度而降低,并在表层土中聚集较明显;在0-40 m土层中,土壤有机C、N、P平均含量随海拔升高总体呈现先增高后下降的趋势,在中、高海拔处最高,P含量变异较小.0-40 cm土层中土...     

基于熵权-TOPSIS的山区乡镇通达性研究——以重庆市石柱县为例

交通是支撑区域经济社会发展的基础之一,通达性则是反映交通设施水平的有效评价指标。本文以重庆市石柱县为例,选取空间数据和调研数据,引入熵权-TOPSIS模型构建集内外通达性和摩擦阻抗于一体的指标体系,客观分析山区乡镇的通达性,以期为交通合理规划提供参考。结果表明：①通达性指标对区域综合通达性影响程度为：交通设施技术(C₄)>摩擦阻抗(C₅)>等效道路密度(C₂)>乡镇内部连通度(C₁)>与省干道衔接度(C₃)。②贴近度变异系数达0.5410,说明样区交通通达性水平空间差异大。③通达性空间格局表现出以南宾、西沱、悦崃为极核点向外围扩散递减趋势;通达性空间分布表现为西高东低,高通达区主要分布在平缓区,低通达区主要分布在陡峭山区。④通达性良好区域呈“一环一轴”模式分布,呈显著主干道指向性。⑤样区乡镇通达性空间分布格局与经济发展水平和土地流转面积有较高趋同性。研究结果能为区域协调发展、交通合理规划提供良好的理论与实践指导。