天然沙冬青器官生态化学计量特征对异质生境的响应

以我国重点保护的珍稀濒危植物且是西北荒漠地区唯一常绿阔叶灌木沙冬青(Ammopiptanthus mongolicus)为研究对象,分析异质性荒漠生境(固定沙地、半固定沙地、石质沙地、洪积砾石坡地和盐碱滩地)对沙冬青叶、茎、根、花和种子生态化学计量学特征的影响,了解其生长的适应机制和生存策略。结果表明:沙冬青各器官碳(C)含量表现为叶>茎>根>种子>花,而氮(N)、磷(P)、钾(K)营养元素含量均表现为种子>花>叶>根>茎,N、P、K三大营养元素在繁殖器官中的富集,可以促进沙冬青由营养生长向生殖生长的转变,反映了资源分配模式和植物生长策略。沙冬青各器官的碳氮磷钾含量和各元素化学计量比在不同生境条件下变化较复杂,其中在沙质土壤(固定和半固定沙地)具有更高的C、N、P储存能力,而K在砾质土壤(石质沙地和洪积砾石坡地)含量较高,且砾质荒漠沙冬青的C∶N、C∶P及N∶P均显著高于沙质土壤,表明沙冬青在石质沙地和洪积砾石坡地有更高的养分利用效率。各器官元素含量相关分析表明器官间的养分协同性远高于器官内部。化学计量比C∶N、C∶P、C∶K均表现为:茎>根>叶>花>种子,N∶P为根>叶>茎>花>种子,N∶K为茎>根>叶>种子>花,K∶P为叶>根>种子>茎>花,各器官中的C∶N和N∶P比在各生境间相对较稳定,而K∶P比变化巨大,N∶P与P含量呈显著的负相关(P<0.05),与N含量的相关性不显著(P>0.05),说明P作为敏感性元素决定了沙冬青体内N∶P比值的变化,且不同生境叶片N∶P比值均大于16,说明沙冬青生长主要受P限制。器官与生境对沙冬青化学计量特征都有影响,生境对C含量和N∶K、K∶P的影响较大,器官对N、P、K含量及C∶N、C∶P、C∶K、N∶P的影响较大。除P元素外,各元素含量及其化学计量比均受器官和生境交互作用影响。了解植物根-茎-叶-花-种子的整体资源权衡和协变策略,为沙冬青物种资源的保护和开发提供理论依据。

毛竹扩张对幕阜山区森林土壤碳氮磷含量及生态化学计量特征的影响

以幕阜山区同一片毛竹林向两侧杉木林和阔叶林扩张形成的连续生态界面为研究对象,分析不同林型土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)、硝态氮(NO_(3)^(−)−N)、铵态氮(NH_(4)^(+)−N)含量及其生态化学计量比,探讨毛竹不同扩张模式对森林土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)的影响。结果表明:在2种扩张模式下,随土壤层次的增加,除NO_(3)^(−)−N呈不规律变化外,SOC、TN、TP、NH_(4)^(+)−N含量均呈逐渐降低趋势。在毛竹向杉木林扩张过程中,杉木林、竹杉混交林、毛竹林同一土层SOC、TN、TP含量均无显著差异;在毛竹向阔叶林扩张过程中,毛竹林0~10 cm土层SOC和TN含量较阔叶林和竹阔混交林分别降低了27.71%、30.45%和36.67%、31.11%,而在10~20 cm和20~30 cm土层则无显著差异;毛竹扩张对杉木林和阔叶林各土层TP含量无显著影响;毛竹向杉木林扩张增加了0~10 cm和20~30 cm土层NH_(4)^(+)−N含量,毛竹向阔叶林扩张增加了10~20 cm土层NH_(4)^(+)−N含量及20~30 cm土层NO_(3)^(−)−N含量;毛竹向杉木林扩张对土壤C/N、C/P、N/P无显著影响,毛竹向阔叶林扩张导致0~10 cm土层N/P明显降低、10~20 cm土层C/N显著增加。综上,毛竹向杉木林扩张对土壤SOC、TN、TP影响不显著,但提升了表层和深层土壤NH_(4)^(+)−N含量,毛竹向阔叶林扩张造成表层土壤SOC、TN含量显著降低,并导致中层土壤NH_(4)^(+)−N含量和深层土壤NO_(3)^(−)−N含量明显增加。

不同生态修复技术下退化高寒沼泽湿地土壤及植被化学计量特征

本研究利用不同生态修复技术对玉树隆宝退化高寒沼泽湿地进行修复,分析了喷灌(I)、禁牧(II)、春季禁牧(III)、喷灌+禁牧(IV)和喷灌+春季禁牧(V)对退化高寒沼泽湿地土壤及植被碳(Carbon,C)、氮(Nitrogen,N)、磷(Phosphorus,P)化学计量学的影响。结果显示:与对照(VI)相比,I,IV和V均能显著增加0~30 cm土壤含水量(P<0.05);I能显著增加0~30 cm土壤有机碳(Soil organic carbon,SOC)含量、C∶N和C∶P;IV对提高0~30 cm SOC含量和C∶N具有显著作用(P<0.05),III显著提高了0~30 cm土壤C∶N(P<0.05)。与VI相比,I能显著提高莎草科植物N含量(P<0.05);莎草科植物P含量与土壤N∶P极显著负相关(P<0.001),与土壤N含量显著正相关(P<0.05)。由此可见,喷灌处理对增加土壤含水量、增加SOC积累,以及促进植物对N的利用有积极作用,且土壤N和P可通过协同作用,共同影响植物对N和P的吸收。

黄帚橐吾不同密度斑块植物、土壤和微生物碳氮磷生态化学计量特征

植物-土壤作为构成生态系统养分循环的连续体,在某种程度上决定了草地生态系统的养分平衡和系统稳定性。碳(C)、氮(N)和磷(P)是生态系统中三种主要的营养元素,它们参与了生态系统的养分循环,在生态系统结构功能维持中起着基础性作用,且生态系统内部的C、N、P循环在植物、土壤和微生物之间相互转换。为了探究黄帚橐吾(Ligularia virgaurea)在扩散过程中对草地生态系统养分循环的影响,以黄帚橐吾微斑块为研究对象,根据斑块密度界定6个密度梯度,分别为D0(0株/m~2)、D1(43株/m~2)、D2(99株/m~2)、D3(163株/m~2)、D4(332株/m~2)和D5(621株/m~2),分析了不同密度斑块的草地植物、土壤和土壤微生物生物量C、N、P含量及其生态化学计量的变化情况。结果表明,随着黄帚橐吾密度的增大,草地植物群落的C含量呈增加趋势,植物N含量略微上升后显著下降,且当黄帚橐吾密度≥160株/m~2时,植物N含量显著降低,植物P含量呈先降低后升高的趋势,C∶N比呈逐渐上升趋势,C∶P比呈先上升后降低趋势,N∶P比呈先上升后降低趋势;土壤C、N、P含量均呈先增加后降低趋势,其中C含量在D2达到最大值,N含量为D1—D4高于D0和D5,但各斑块差异不显著,P含量为D3显著高于其余斑块,C∶N在D5达到最大值,C∶P在D2达到最大值,土壤N∶P呈略微降低后又有所增加,土壤养分主要受N限制;MBC随着黄帚橐吾密度的增加有降低趋势,而MBN和MBP变化均表现为“N”字型,MBN∶MBP呈先增加后降低趋势。通过相关性分析和RDA分析得到,黄帚橐吾密度与植物C、N、MBN以及MBP显著相关,植物C含量和土壤C含量与MBN呈显著正相关,土壤养分与微生物量的关系更为密切。

云南乌蒙山国家级自然保护区珙桐林生态化学计量特征

【目的】探究国家Ⅰ级珍稀濒危植物珙桐生态化学计量特征,揭示珙桐林生态系统养分元素状况和生长限制因子。【方法】在云南乌蒙山国家级自然保护区不同海拔段设置4个样地,编号分别为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ,利用单因素方差分析及多重比较等方法研究珙桐林叶片-凋落物-土壤3种组分C、N、P含量及其比值的差异性、相关性,用冗余分析方法探究土壤化学计量特征的响应因子。【结果】珙桐叶片C、N、P平均含量分别为520.97、22.73、1.43 g/kg,凋落物C、N、P平均含量分别为459.87、10.96、1.35 g/kg,土壤C、N、P平均含量分别为74.81、7.94、0.79 g/kg,叶片、凋落物、土壤C、N、P平均含量表现为叶片>凋落物>土壤。不同样地同一组分间土壤C、N、P含量差异显著,表现为Ⅳ>Ⅲ>Ⅱ>Ⅰ(Ⅰ:58.47±1.88、5.73±0.41、0.06±0.02 g/kg;Ⅱ:64.45±2.29、6.82±0.19、0.61±0.08 g/kg;Ⅲ:75.94±1.32、7.88±0.16、1.11±0.06 g/kg;Ⅳ:100.39±1.24、11.32±0.25、1.36±0.10 g/kg),叶片、凋落物差异不显著;同一样地不同组分间C含量差异显著,表现为叶片>凋落物>土壤,N、P含量差异不显著;不同样地同一组分、同一样地不同组分间C∶N、C∶P、N∶P存在显著差异。叶片、凋落物、土壤C、N、P含量及比值间相关性显著;海拔、非毛管孔隙度和坡度、毛管孔隙度、粉砂粒含量是影响土壤养分含量的关键环境因子。【结论】云南乌蒙山国家级自然保护区珙桐林不同海拔样地间土壤C、N、P含量及其比值存在显著差异,叶片、凋落物差异不明显,根据生态化学计量特征表明样地Ⅳ珙桐生长受P元素限制,海拔、非毛管孔隙度、坡度、毛管孔隙度、粉砂粒含量是影响珙桐林土壤养分循环的关键环境因子。

土地利用方式对豫西丘陵区土壤团聚体稳定性及其化学计量特征的影响

为探究不同土地利用方式对土壤团聚体组成和碳、氮、磷化学计量特征的影响,以豫西丘陵区相同冲积母质土壤为研究对象,对果园、林地、草地和农田等4种土地利用方式的土壤团聚体稳定性、碳含量、氮含量、磷含量及化学计量特征进行了测定分析。结果表明:4种土地利用方式土壤均表现出以0.25~2 mm粒级为优势团聚体分布的特征,以农田土壤最高,质量分数为58.49%~66.11%,土壤团聚体稳定性农田>林地>草地和果园。全碳含量(以质量比表示)随团聚体粒级的下降呈现减少趋势,果园在4个粒级上的全碳含量均显著地高于其他3种土地利用方式,在<2 mm的2个粒级上4种土地利用方式的全碳含量均表现为果园>农田>林地>草地。果园C/N和C/P均显著地高于林地、草地和农田,林地在<2 mm的3个土壤团聚体粒级上的C/N均显著低于草地和农田,但在<2 mm土壤团聚体粒级上的C/P和N/P均显著高于草地。土地利用方式对土壤团聚体稳定性和化学计量特征有显著影响。豫西丘陵区的农田团聚体稳定度最高,果园显示出高的有机输入特征,林地主要受磷限制,草地主要受氮限制。

基于UHPLC-Q-Exactive Orbitrap HRMS技术结合化学计量学方法的不同干燥处理杜仲叶成分分析

采用基于液质联用的非靶向代谢组学技术结合化学计量学数据自动解析软件AntDAS-LCHRMS分析了4种不同干燥处理(冻干、热泵烘干、电热烘干、晒干)杜仲叶样本中的化合物。杜仲叶样本数据由超高效液相色谱-四极杆-静电场轨道阱高分辨质谱(UHPLC-Q-Exactive Orbitrap HRMS)分别在正、负离子模式下进行采集,经AntDAS-LCHRMS软件解析,共鉴定出71种差异性化合物,经标准品验证确定40种化合物,包括环烯醚萜类、有机酸类、黄酮类、氨基酸类、核苷类、维生素类等9类物质。其中,正、负离子模式下均可识别并验证的化合物有车叶草苷、绿原酸、芦丁、异槲皮苷、车叶草苷酸、京尼平苷等25种化合物。层次聚类分析(HCA)及主成分分析(PCA)结果均显示,相同处理的杜仲叶样本各自聚成一类,不同处理的杜仲叶样本可明显区分。热图分析进一步揭示了不同干燥处理杜仲叶样本中差异性化合物的含量变化。晒干处理样本中苯丙氨酸及色氨酸等氨基酸类物质的水平较高;冻干及热泵烘干处理样本中有机酸类、环烯醚萜类、糖类等含量较高;电热烘干样本中核苷类、黄酮类物质的含量较高;黄酮类物质在冻干、热泵烘干及晒干样本中差异较小。研究结果为不同干燥处理杜仲叶的成分分析、品质评价及其开发应用提供了科学依据,也可为其他复杂药用植物体系的化学成分分析提供参考。

HPLC多波长切换指纹图谱结合化学计量学研究白术土炒前后成分变化规律

目的 建立测定白术、土白术水溶性和脂溶性成分的高效液相色谱-二极管阵列检测器(HPLC-DAD)多波长切换指纹图谱,结合化学计量学研究白术土炒前后成分变化规律。方法 建立白术、土白术水溶性及脂溶性成分的HPLC-DAD多波长切换指纹图谱测定方法,测定17批白术和17批土白术的HPLC指纹图谱,采用相似度评价、聚类分析、OPLS-DA分析进行统计分析。结果 白术指纹图谱中共标定9个共有峰,土白术指纹图谱中共标定10个共有峰。指认了新绿原酸、绿原酸、白术内酯Ⅰ、白术内酯Ⅱ、白术内酯Ⅲ及苍术酮6个成分,土炒后1号峰、4号峰(白术内酯Ⅲ)、8号峰(白术内酯Ⅱ)峰面积增加,2号峰(新绿原酸)、3号峰(绿原酸)、5号峰、6号峰、7号峰、9号峰(白术内酯Ⅰ)、10号峰(苍术酮)土炒后峰面积均降低。结论 所建立指纹图谱方法能够系统地分析白术土炒前后化学成分的变化规律,可为进一步规范白术土炒工艺,制定土白术专属性质量标准,研究土白术炮制原理提供实验基础。

林分密度对北京石质山地侧柏人工林碳氮磷化学计量和养分再吸收的影响

【目的】探讨北京石质山地不同林分密度对侧柏人工林C、N、P化学计量特征的影响,以及养分再吸收与林分密度的关系,旨在揭示林分密度变化下侧柏人工林主要养分相互作用与制约规律,为侧柏人工林经营管理提供科学依据。【方法】以不同密度侧柏人工林为研究对象,分析其鲜叶、凋落叶和土壤C、N、P化学计量特征及养分再吸收规律。【结果】(1)林分密度对土壤–鲜叶–凋落叶C、N、P化学计量影响不同,鲜叶N、P和N:P以及凋落叶P含量随着密度的增加逐渐降低,而鲜叶C∶N和C∶P总体呈升高趋势。凋落叶C∶N和C∶P随着密度的增大呈升高。(2)土壤的N和P含量随密度先升后降;林分密度和土壤因素的交互作用仅对鲜叶N和凋落叶P有显著影响;(3)不同林分密度的侧柏林N再吸收率明显低于P再吸收率,N再吸收率为18.03%~32.15%,P再吸收率为58.87%~60.13%。【结论】合理的林分密度能缓解侧柏人工林养分限制以及提高N、P重吸收能力。未来应注重林分密度调整、增加阔叶树种比例、实施抚育剩余物处理等措施以改善侧柏人工林养分限制状况。

干旱胁迫下油菜素内酯对植物-土壤化学计量特征及内稳性的影响

为探究施用油菜素内酯(Brassinosteroid,BR)对不同干旱条件下植物与土壤的生态化学计量特征及其相互关系,本研究以黄花决明(Cassia glauca Lam.)为研究对象,采用盆栽控水法,设置正常水分、中度胁迫、重度胁迫处理(田间持水量的75%±5%,55%±5%,35%±5%)及4种BR浓度处理(0,0.05,0.2和0.5 mg·L^(-1)),在干旱90天后测定株高、生物量和植物、土壤的养分含量及化学计量特征。研究发现:干旱胁迫导致株高、地上和地下生物量降低;随着施用BR浓度的增加,株高、生物量表现为先上升后下降;0.2 mg·L^(-1)BR有利于植物养分含量提升,地上部提升效果更好;干旱区生态修复中黄花决明的生长对N元素的供应需求较大;施用BR有助于提高黄花决明株高和生物量,调节养分分配策略,缓解干旱对植物的不利影响。本研究可为干旱地区的生态修复和植被重建提供新思路与新方法。

不同入侵程度肿柄菊生态化学计量特征

【目的】研究不同入侵程度下肿柄菊植株不同器官及根际土壤化学计量特征,剖析肿柄菊资源利用和分配策略,为肿柄菊入侵防控提供理论参考。【方法】在云南省普洱市思茅区郊区公路边选取有肿柄菊入侵至少4年的研究样地,设15个试验区,包括5个重度入侵区(肿柄菊盖度占70%以上)、5个中度入侵区(肿柄菊盖度占30%~70%)和5个轻度入侵区(肿柄菊盖度占30%以下),分别采集肿柄菊根、茎、叶样品及根际土壤样品,检测植株和土壤中全磷(TP)、全氮(TN)和有机碳(SOC)含量,并分析化学计量特征。【结果】随入侵程度的增加,肿柄菊生境土壤TN和SOC含量呈显著降低趋势(P<0.05,下同),而TP含量无显著变化(P>0.05,下同);从轻度入侵到重度入侵,TN含量下降54.2%,SOC含量下降53.1%,肿柄菊入侵地土壤SOC和TN贫乏。3种入侵程度的肿柄菊各器官TP和TN含量均为叶>根>茎,SOC含量为根>叶>茎。重度入侵有利于肿柄菊植株TP含量积累,轻度入侵有利于肿柄菊茎TN含量积累。从轻度入侵到重度入侵,肿柄菊根、茎C∶N显著升高,根、茎C∶P显著降低,茎N∶P显著降低;同一入侵程度的肿柄菊C∶N和C∶P均为茎>根>叶;N∶P在轻度入侵为叶>茎>根,在中度和重度入侵为叶>根>茎。入侵程度对肿柄菊TN和TP含量及C∶N、N∶P具有显著或极显著影响(P<0.01,下同),不同器官对肿柄菊SOC、TN和TP含量及C∶N、C∶P、N∶P均具有极显著影响;器官与入侵程度交互作用仅对N∶P有极显著影响,对其他指标无显著影响。肿柄菊根、茎与土壤的TP、TN和SOC含量及化学计量比之间部分存在显著或极显著相关性。【结论】肿柄菊入侵对研究样地的土壤产生一定影响,土壤的改变同时反馈于肿柄菊。肿柄菊将N、P元素更多分配给叶,C元素更多分配给根,生长受到N元素限制;肿柄菊的根和叶具有相对快速的生长能力,以扩张种群、增大入侵性。

神农架森林土壤养分及生态化学计量特征

以神农架山地森林土壤为例,研究有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)、全钾(TK)等土壤养分含量及其生态化学计量特征沿海拔梯度(1300~3100 m)的变化,阐明其对地形、植被和土壤因子的响应。结果表明:SOC、TN、TP和TK含量分别在14.32~35.39 g/kg、2.20~5.62 g/kg、0.28~0.46 g/kg、20.75~22.96 g/kg。SOC、TN、TP含量随海拔升高呈增加趋势,TK含量则呈相反变化趋势。C/N、C/K、N/K、P/K均随海拔升高呈线性增加,最大值出现在海拔3100 m处。山地不同垂直植被带土壤养分含量及其生态化学计量比存在显著差异,山地灌丛草甸土壤SOC和TN含量较高,TP和TK含量较低,且该植被带的生态化学计量比显著高于其他植被带。相关分析表明,海拔与C、N、P、K之间生态化学计量比呈正相关,C/K、N/K与海拔之间相关性显著。相较于北坡,南坡土壤生态化学计量比受海拔影响更显著。

近红外光谱结合化学计量学快速测定阿里红饮片中齿孔酸含量

传统的阿里红中齿孔酸含量测定采用高效液相色谱法(HPLC),但该方法前处理复杂,操作繁琐。为了实现对中药阿里红饮片中齿孔酸含量的快速无损监测,尝试建立基于近红外光谱(NIR)的偏最小二乘(PLS)回归模型。用来预测阿里红中齿孔酸的含量,采用传统的HPLC方法对阿里红中的齿孔酸含量进行测定,其结果作为指标值。采集近红外数据后使用五种光谱变换方法对光谱数据进行预处理,即多元散射校正(MSC)、标准正态变化(SNV)、Savitzky-Golay平滑(7点)、一阶导数变换(FD)和二阶导数变换(SD)。通过竞争自适应重加权法(CARS)进行波长选择并对PLS模型进行优化,大大减少了光谱变量的数量,并显著提高了PLS模型的性能,尤其是SNV-CARS-PLS模型,仅占总光谱波长的5.53%,预测集的R2值为0.9823,预测均方根误差(RMSEP)值为0.1037%,残差预测偏差(RPD)值为5.34。通过t检验表明:该最优模型与传统HPLC法在预测阿里红中齿孔酸含量上没有显著差异。研究结果表明:近红外光谱结合竞争性自适应重加权算法对波长筛选后建立偏最小二乘回归模型对阿里红饮片中齿孔酸含量的无损检测可行。

伊犁河谷山地土壤养分化学计量比及其影响因素

探究干旱区山地生态系统中不同海拔梯度土壤化学计量比及影响因子,对揭示土壤养分状况、维持山地生态系统可持续发展具有重要意义。本文以伊犁河谷南部山地沿海拔梯度建立13个样地,以0~20 cm土壤为研究对象,探究土壤养分化学计量比及其影响因素。结果表明:1)土壤酸性随着海拔的升高逐渐增强。土壤有机碳与全氮表现出中高山带含量显著高于低山带,而全磷和全钾则表现为低山带含量较高,中高山带含量较低。2)由于海拔差异,碳氮比表现为中高山带显著高于低山带和高山带;碳磷比表现为中高山带显著高于中低山带;碳钾比表现为中高山带显著高于低山带;氮磷比表现为高山带显著较高,但过渡带与低山带无显著差异;氮钾比表现为高山带显著较高,而中高山带与过渡带无显著差异;不同海拔梯度间磷钾比差异性均不显著。3)土壤理化指标中影响化学计量比的主导因子为土壤有机碳(62.4%)、全磷(15.9%)、全碳(13.7%);环境因子对土壤化学计量比产生影响的主导因子为土壤年均温(27.1%)、植被指数(11.2%)、海拔(12.3%)、大气年均温(3.4%)。研究结果说明,理化指标对土壤化学计量比具有重要影响,并且进一步验证了海拔仍然是影响化学计量比的主导因子,同时揭示了微环境因子对土壤化学计量比的影响不容忽视,为深入研究伊犁河谷山地土壤养分状况提供科学依据。

基于指纹图谱和化学计量学的生姜及其炮制品的质量评价

目的建立生姜及其炮制品指纹图谱及多成分含量测定方法,评价生姜及其炮制品的质量。方法采用高效液相色谱(HPLC)法建立生姜及其炮制品(干姜、炮姜、姜炭)的指纹图谱,同时测定其5个成分的含量,并采用相似度评价和化学模式识别对数据进行分析。结果建立了生姜及其炮制品的指纹图谱,相似度为0.931~0.996,标定15个共有峰,对比标准品,指认出5个成分(6-姜酚、8-姜酚、10-姜酚、6-姜烯酚、姜酮)。HPLC测定生姜及其炮制品(干姜、炮姜、姜炭)中6-姜酚、8-姜酚、10-姜酚含量均符合2020版《中国药典》标准,鲜品生姜中6-姜烯酚、姜酮含量极低,经炮制为干姜、炮姜后其含量显著升高。聚类分析可将生姜及炮制品各分为一类;正交偏最小二乘判别分析筛选出5个变量重要性投影(VIP)值大于1的成分。结论该研究建立的HPLC指纹图谱及含量测定方法专属性强、简便可行、稳定可靠,结合化学识别模式方法,可为生姜及其炮制品的质量评价提供参考。

木麻黄细根形态和化学计量特征对P添加的塑性响应

探究不同发育阶段木麻黄防护林细根形态和化学计量特征对磷(P)添加的塑性响应规律,为滨海沙地土壤低磷限制下进行木麻黄不同发育阶段有针对性的施肥抚育提供科学依据。以福建省平潭岛木麻黄幼龄林(5 a)、中龄林(12 a)和成熟林(25 a)为研究对象,以内生长土芯法开展P添加试验,细根在内生长芯生长一年后,采用功能划分法对细根形态性状和化学计量特征进行测定。结果表明:(1)P添加显著提高木麻黄细根根长和根表面积,其中,总根长和总表面积总体提高7.79倍、8.69倍,比根长和比表面积总体提升15.1%、19.5%;(2)不同根系功能类群间,细根形态对P添加的塑性响应具有较显著差异,形态塑性以吸收根为主,且吸收根对P养分资源的响应更为敏感,P添加使吸收根P含量总体提高56.0%,C/P和N/P总体降低18.7%和38.7%,组织密度总体降低31.4%;(3)对于土壤P养分资源的变化,不同林龄木麻黄采取不同的塑性响应策略,P添加后,幼龄林主要通过吸收根化学计量特征变异,改变自身生理性状获取P元素,中龄林细根形态和化学计量特征无显著变异,成熟林主要通过改变吸收根形态,扩大根系吸收面积获取P元素。外源P添加可以协调木麻黄细根形态与化学计量特征的内部关系,而不同林龄木麻黄细根在获取P资源时会选择性投资。故在木麻黄施肥抚育时,应根据不同林龄采取针对性的抚育方案。

滇中高原湖泊湖滨带土壤生态化学计量特征及影响因素研究

湖滨带是地球化学元素循环高度活跃且极易受环境变化与人类活动影响的敏感地带。文章通过对滇中湖泊杞麓湖湖滨带土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)含量的分析,结合冗余分析和结构方程模型等,研究了土壤生态化学计量的时空变化特征及其与土壤理化性质间的耦合关系。结果表明,杞麓湖湖滨带土壤总有机碳(TOC)、总氮(TN)、总磷(TP)平均含量分别为31.97、1.79、1.01 g/kg。雨季土壤TOC、TN含量低于旱季,在湖滨带结构上均呈现水向带>消落带>陆向带的特征,且随土壤深度的增加而降低,TP时空差异不显著。土壤C∶N、C∶P和N∶P平均值分别为23.08、41.38、2.10,表明湖滨带土壤有机质的分解速率较慢,释放有效磷的潜力大,植物生长易受到氮的限制,而磷的高含量将影响杞麓湖流域生态环境保护。土壤容重、含水率和黏土含量通过改变其C、N、P含量,进而影响土壤生态化学计量比。

指纹图谱结合化学计量学筛选败黄肝宁合剂的质量标志物及定量分析

目的:基于指纹图谱结合成分含量测定评价败黄肝宁合剂的质量。方法:采用HPLC法,依利特Welch C_(18)(250 mm×4.6 mm,5μm)色谱柱,以乙腈-0.3%甲酸溶液为流动相,梯度洗脱;流速为1.0 mL/min;柱温为35℃;检测波长为330 nm。建立10批败黄肝宁合剂的指纹图谱,进行化学模式识别研究,并测定其中芍药苷、栀子苷、龙胆苦苷、甘草苷、丹酚酸B、甘草酸铵的含量。结果:10批败黄肝宁合剂的指纹图谱共标记了19个共有峰,指认了其中6个成分,相似度大于0.900,化学计量学方法筛选出4个潜在质量差异标志物;含量测定结果表明各批次样品之间存在一定差异,龙胆苦苷的平均含量最高,其次是芍药苷、栀子苷。结论:该方法可用于评价败黄肝宁合剂质量,含量高的有效成分可考虑作为质量标志物。

不同入侵程度两种菊科植物化学计量特征及其影响因素

资源分配与养分策略是外来植物入侵性的重要体现。为探究入侵植物的资源分配格局、吸收利用策略以及与入侵性的关系,该研究以2种菊科入侵植物假臭草(Praxelis clematidea)和金腰箭(Synedrella nodiflora)为研究对象,测定了不同入侵程度的植物构件生物量以及各器官碳(C)、氮(N)、磷(P)含量,分析了植物各器官N、P分配格局和化学计量特征及其与土壤营养元素的关系。结果表明:(1)随假臭草入侵程度的加重,土壤速效氮(AN)含量显著降低;随金腰箭入侵程度的加重,土壤N、P、AN含量显著降低;假臭草入侵生境土壤N含量(0.696~2.701 g·kg^(-1))显著大于金腰箭入侵生境(0.189~0.337 g·kg^(-1)),土壤C、P、AN、速效磷(AP)含量小于金腰箭入侵生境。(2)3种入侵程度的假臭草和金腰箭N分配为叶>茎>根;P较多地分配至茎(假臭草)、茎和叶(金腰箭);轻度入侵的假臭草(根、茎)和金腰箭(叶)较重度入侵有低的C∶P值和N∶P值,2种植物入侵初期有较快的相对生长速率;2种植物N∶P值均为叶>根、茎,其根和茎具有较快的生长能力。(3)3种入侵程度的假臭草根、茎N∶P值,根、茎C∶P值均小于金腰箭,金腰箭叶N∶P值、C∶P值均显著小于假臭草,即假臭草根、茎具有较快的相对生长速率并增大入侵性,金腰箭则整体具有更快的相对生长速率,其入侵潜力更强。(4)假臭草和金腰箭各器官N、P分配及相对生长速率分别受土壤AN、AP含量和土壤N、P含量的影响,其相对生长速率分别随土壤AN、AP、N、P含量的增加而增大。该研究结果对深入了解外来植物对资源分配和利用策略以及入侵潜力的预测具有指导意义。

苏州生态景观林土壤微生物生物量及其化学计量特征

本研究目的是调查苏州市不同生态景观林土壤微生物生物量及其化学计量特征,分析林分差异对土壤微生物生物量的影响,为城市生态景观林的构建提供微生物方面的基础数据。以苏州市香樟人工林(Cinnamomum camphora plantation)、喜树人工林(Camptotheca acuminata plantation)、水杉人工林(Metasequoia glyptostroboides plantation)、栾树人工林(Koelreuteria paniculata plantation)和池杉人工林(Taxodium distichum var.imbricatum plantation)5种生态景观林为研究对象,测定分析了各林分的0~20 cm、20~40 cm、40~60 cm、60~80 cm和80~100 cm 5个土壤层次全碳(TC)、全氮(TN)、全磷(TP)以及微生物生物量碳氮磷(MBC、MBN和MBP)。结果表明:(1)试验地各土层微生物生物量碳氮磷分别在447.0~957.1、1.4~56.2和1.2~3.3 mg·kg^(-1)之间,并且在不同景观林之间差异显著。其中,栾树人工林0~100 cm土壤具有较高MBC和MBN的平均含量,香樟人工林土壤则有较高的MBP平均含量。(2)林分类型对微生物生物量化学计量比(MBC∶MBN、MBC∶MBP、MBN∶MBP)、熵值(qMBC、qMBN和qMBP)以及土壤与微生物之间化学计量不平衡性有显著影响。其中,针叶林一般具有较高的MBC∶MBN、MBC∶MBP和qMBC,而阔叶林总体具有较高的MBN∶MBP、qMBN、qMBP和土壤-微生物之间化学计量不平衡性。(3)试验地土壤微生物生物量及其化学计量比主要与土壤容重、全碳、全氮以及全磷有显著或极显著相关关系。生态景观林类型显著影响0~100 cm土壤微生物生物量及其化学计量特征;相较于针叶林,阔叶林一般具有较高的MBN、MBP以及土壤-微生物之间化学计量不平衡性,表明阔叶林微生物生物量更易受土壤氮磷的影响。