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...     

草原风蚀坑发育对土壤生态化学计量的影响北大核心CSCD

为了探讨草原风蚀坑发育对土壤碳氮磷含量特征的影响,通过时空替代法分析土壤碳氮磷含量、储量及生态化学计量比的时空分异特征及环境响应。结果表明:(1)风蚀坑发育导致土壤含水率、田间持水量、总孔隙度分别下降57.8%、23.2%、15.4%,而土壤pH值和容重分别上升12.4%和13.7%,砂粒含量增加35.8%,粉粒和黏粒含量分别降低69.4%和79.6%;(2)风蚀坑发育造成土壤有机碳含量和储量分别降低34.9%和20.0%,0~20 cm土壤碳流失量最大,土壤氮含量与储量分别降低14.6%和3.1%,60~80 cm土壤氮流失量最显著,土壤磷含量和储量分别降低3.1%和3.4%,20~40 cm土壤磷流失量最多;(3)风蚀坑发育造成土壤C/N、C/P和N/P分别下降24.2%、34.5%和6.9%,表层0~20 cm土壤化学计量比降低最显著;(4)风蚀坑发育对土壤粒径组成的改变是引起土壤碳氮磷含量变化最主要因子,土壤水分供给能力的降低是次要因素。草原风蚀坑发育会造成土壤碳氮磷养分的大量流失,并导致土壤粗粒化、干旱化及次生盐渍化现象。     

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。     

陆地生态系统碳循环研究进展

近年来,碳循环问题日益成为全球变化与地球科学研究领域的前沿与热点问题,其中陆地生态系统碳循环又是全球碳循环中最复杂、受人类活动影响最大的部分。本文结合IGBP和IPCC中有关碳循环的最新报告,介绍了全球碳循环中大气、海洋和陆地生态系统等几个主要碳库的大小及特点,并重点介绍了陆地生态系统碳循环及其基本过程。总结了当前陆地生态系统碳循环研究的四种主要方法:清单方法、反演模拟、涡度相关技术和陆地碳循环模式,介绍了它们的各自特点以及存在的问题,并对陆地碳过程中的不确定性进行了详细分析。此外,还简要叙述了当前碳循环研究中待解决的问题和今后的发展趋势。     

毛乌素沙地不同类型生物结皮与下层土壤酶活性及土壤碳氮磷化学计量特征

生物结皮在土壤养分累积和循环中起着重要作用.土壤酶活性能敏感地指示土壤的恢复程度,是衡量沙区生态恢复与健康的重要生物学指标.采用时空互代法,以毛乌素沙地不同演替阶段生物结皮(藻结皮、混生结皮和藓结皮)为研究对象,通过测定生物结皮及下层土壤的物理化学性质和酶活性,探讨不同演替阶段的生物结皮对土壤酶活性和碳氮磷化学计量特征...     

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。     

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。     

河岸带生态系统机制研究的文献计量分析

了解河岸带生态系统机制是河岸带生态系统恢复与重建的前提,为更好了解该领域研究进展,以2004-2018年中国知网、Web of Science中的Science Citation Index Expanded数据库为数据源,通过文献计量分析法,从多角度分析国内外河岸带生态系统现状、进展及变化趋势。结果表明:(1)2004-2018年,此领域国内外文献量除在2012、2017年出现明显的波动外,整体呈增长趋势;(2)涉及到的主要学科是生态学、环境科学、水资源学;(3)美国、澳大利亚、英国等发达国家是该领域的主要研究力量;(4)近年来中国累积发文量居世界第3位,中国科学院在发文量前10名的研究机构中排第一,说明我国该领域科研实力有所提高,但论文总被引频次较低,综合实力需待提升。     

三峡水库消落带优势草本植物对土壤氮磷的吸收富集特征

三峡水库消落带春夏出露,植物生长茂盛,可能拦蓄提取大量库区营养盐,研究消落带植物对氮磷养分的富集特征及其种间差异将为三峡消落带高效截污植被的筛选与重建提供重要基础数据。本文通过三峡水库消落带实地调研,采集典型草本植物,测定生物量和养分含量,计算富集系数和养分累积吸收量,从生态计量角度分析种间差异。结果表明,(1)三峡水库消落带优势植物主要为草本植物,优势草本植物有苍耳、青蒿、籽粒苋、铁线蕨、鬼针草、水蓼、稗草、空心莲子草、狗牙根、牛鞭草等。地上生物量的种间差异显著,苍耳和青蒿的地上生物量最高,铁线蕨地上生物量最低。(2)不同种类草本植物的氮磷吸收富集能力差异显著,苍耳和水蓼的氮富集系数最高;狗牙根和青蒿对磷的富集系数最高,苍耳和青蒿氮磷累积吸收量最高。另据植物对氮磷的富集系数、累积吸收量和其地上生物量,可将消落带草本植物分为5类:强氮磷富集型(苍耳和青蒿)、氮富集型(籽粒苋)、磷富集型(狗牙根)、弱磷富集型(水蓼和空心莲子草)、弱氮磷富集型(稗草、鬼针草、铁线蕨和牛鞭草)。(3)若仅考虑植物对消落带土壤(底泥)的养分吸收,强富集型和富集型植被具有更强的光合吸收提取效率,生态截污能力强,因此,消落带截污植被恢复草本可选苍耳、青蒿、籽粒苋、狗牙根等。     

阿拉善荒漠典型植物功能群氮、磷化学计量特征

氮（N）、磷（P）作为荒漠生态系统重要的养分元素和限制性因子,在维持植物功能群组成及结构稳定、生态系统内养分循环中发挥着重要的作用。本研究沿水热梯度从东至西在阿拉善荒漠设置52个调查样地,通过对优势植物的调查取样,分析了荒漠植物不同功能（类）群N、P元素的生态化学计量特征,并就N、P含量及N：P值对荒漠植物的限制性作用进行了检验和讨论。结果显示：（1）所调查阿拉善荒漠区植物叶片的N、P含量分别为10.65±7.91 mg·g^-1和1.04±0.81 mg·g^-1,N：P值为11.53±5.06,叶片N含量与P含量及N：P值均显著正相关,P含量与N：P值显著负相关;通过对比分析认为该区植物同时受到N、P双重制约,且更易受N限制。（2）从植物生活型比较,认为草本植物叶片N、P含量均高于灌木植物叶片,而灌木植物叶片的N：P值大于草本植物;对光合作用途径分析发现,C₃植物叶片N含量高于C₄植物叶片,而C₄植物叶片P含量高于C₃植物叶片;从系统发育类型方面分析,认为单子叶植物叶片N含量低于双子叶植物叶片N含量,而P含量则高于双子叶植物叶片P含量。     

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。     

陆地生态系统氮状态对碳循环的限制作用研究进展

陆地生态系统碳循环和氮循环密切相关, 碳贮量与碳通量在很大程度上受氮循环的影响 和限制。由于氮循环的复杂性, 在以往的大多数碳循环研究中, 更多考虑水分、温度和大气CO2 浓 度等因子的影响, 考虑碳氮相互作用的研究较少。氮素可限制植物光合、有机质分解、同化产物的 分配以及生态系统对大气CO2 浓度升高的响应。根据目前有关碳氮模型的发展状况可将碳氮耦 合循环模型分为三大类: 一是静态模型, 它的土壤养分水平或者叶氮含量不变, 是常数, 这类模型 适合于在站点或氮素浓度变化不大的区域应用; 二是土壤氮限制模型, 能够保持稳定的生态系统 氮收支, 在NPP(Net Primary Productivity, 净初级生产力)的模拟中考虑土壤氮有效性的动态变化 的影响, 使模拟结果更为合理; 三是叶氮限制模型, 在NPP 的模拟中考虑叶片氮浓度的动态变化 的影响。这三类模型虽然都考虑了氮对碳循环的限制作用, 但在氮碳循环机理方面尚有不少欠 缺, 所以在研究中可能会带来很大的不确定性。在以后的研究中, 应通过加强碳氮相互作用的实 验研究, 增进对碳氮过程的深入了解, 进而建立综合动态的碳氮耦合模型, 以减少目前碳循环研 究中的不确定性。     

吉林东部山地沼泽湿地土壤碳、氮、磷含量及其生态化学计量学特征

湿地土壤有机碳、氮和磷含量变化显著影响着湿地生态系统的生产力。为阐明吉林东部山地沼泽湿地土壤养分的空间分布特征,以吉林省敦化市4种典型山地沼泽湿地：落叶松-苔草湿地(T1)、莎草湿地(T2)、小叶章-甜茅湿地(T3)和沼泽化草甸湿地(T4)为研究对象,研究了土壤有机碳、全氮和全磷含量及其化学计量比的空间分布特征及影响因素。结果表明：4种山地沼泽湿地类型土壤有机碳、全氮、全磷含量均值分别为343.11 mg/g、28.03 mg/g和4.00 mg/g,变异系数为有机碳(9.26%)<全氮(16.52%)<全磷(48.64%)。在0~40 cm土层内, T1、T2和T3土壤有机碳、全氮、全磷含量随土壤深度的增加呈先增加后减少的趋势,在10~20 cm土层出现累积峰; T4土壤有机碳、全氮、全磷含量随土壤深度的增加而减少。土壤有机碳、全氮含量的变化趋势为T1相似文献   

Response of Plant Community Carbon and Nitrogen Stoichiometry to Experimental Warming on the Qinghai-Tibet Plateau

Low temperature is an important limiting factor for alpine ecosystems on the Tibetan Plateau. This study is based on data from on-site experimental warming platforms (open top chambers, OTC) at three elevations (4300 m, 4500 m, 4700 m) on the Qinghai-Tibet Plateau. The carbon and nitrogen stoichiometry characteristics of plant communities, both above-ground and below-ground, were observed in three alpine meadow ecosystems in August and September of 2011 and August of 2012. Experimental warming significantly increased above-ground nitrogen content by 21.4% in September 2011 at 4500 m, and reduced above-ground carbon content by 3.9% in August 2012 at 4300 m. Experimental warming significantly increased below-ground carbon content by 5.5% in August 2011 at 4500 m, and the below-ground ratio of carbon to nitrogen by 28.0% in September 2011 at 4300 m, but reduced below-ground nitrogen content by 15.7% in September 2011 at 4700 m, below-ground carbon content by 34.3% in August 2012 at 4700 m, and the below-ground ratio of carbon to nitrogen by 37.9% in August 2012 at 4700 m. Experimental warming had no significant effect on the characteristics of community carbon and nitrogen stoichiometry under other conditions. Therefore, experimental warming had inconsistent effects on the carbon and nitrogen stoichiometry of plant communities at different elevations and during different months. Soil ammonium nitrogen and nitrate nitrogen content were the main factors affecting plant community carbon and nitrogen stoichiometry.     

陆地生态系统碳-水耦合机制初探

陆地生态系统的碳循环和水循环是当前全球变化研究的热点。大量的研究已经表明两者之间具有密切的 耦合作用。但是目前对于两者的耦合关系和耦合机制还缺乏系统的分析和总结。本文在综合相关研究的基础上,对 陆地生态系统碳- 水耦合的基本过程和基本作用机制作了概括。我们认为陆地生态系统碳- 水耦合过程共包括土 壤- 植被节点、植被- 大气节点(气孔节点)、土壤- 大气节点和生化节点4 个碳- 水耦合节点。碳- 水间的生化反应、气 孔对光合- 蒸腾的共同控制和优化调控作用、生态系统对碳、水循环的同向驱动机制分别是陆地生态系统碳- 水耦 合的生物化学、生物物理学和生态学基础,共同构成了碳- 水耦合的基本作用机制。我们还用水分利用效率(WUE) 概念对碳- 水耦合过程中的碳/水耦合比例关系作了探讨。     

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.     

树轮稳定氮同位素记录的进展与展望

树轮稳定同位素比率是研究气候变化与环境演变的有效代用资料,耦合分析树轮稳定同位素记录的信息可揭示森林生态系统碳—水—氮时空变化特征及相互作用,反映环境变化对植物特定化合物的生理影响.树轮稳定氮同位素比率(δ15N)与树木生长的环境条件密切相关,其变化可以反映长时间尺度森林生态系统氮循环的动态特征,弥补监测资料的不足.本...