北方山区主要森林类型树木叶片氮、磷回收效率研究

养分回收是植物养分利用策略的重要驱动力,可减少养分流失,降低其对环境的依赖性,对植物种群和群落稳定性、生态系统养分循环都具有重要的生态学意义。本文在收集北方山区(黄土高原、太行山区、京北山区)天然林、人工林等各种森林成熟叶片和凋落物氮、磷养分含量等资料的基础上,根据群落生活型和管理方式将各类森林进行归并,对其养分回收效率进行了综合评估。结果表明,各类森林植被通过成熟叶片和落叶中氮、磷含量计算得到的叶片氮、磷回收效率分别是24.5%~71.3%和18.1%~75.4%,均值分别是45.5%和47.4%。北方山区天然林和人工林成熟叶片的平均氮含量分别是11.6 g·kg^(-1)和21.6 g·kg^(-1),人工林成熟叶片氮含量显著高于天然林,养分在人工林生长过程中可能基本处于消耗状态。不同地区天然林与人工林叶片磷含量存在差异:太行山区天然林成熟叶片和枯落叶片磷含量显著高于人工林,而京北山区人工林成熟叶片磷含量较高,枯落叶片磷含量较低。灌木成熟和枯落叶片中氮含量显著高于乔木,而两者间磷含量无显著差异;灌木叶片氮回收效率高于乔木。通过3个地区的比较发现,京北山区树木叶片氮、磷回收效率分别是62.1%和67.8%,高于其他两个地区。相关分析表明,北方山区森林枯落叶片氮含量是影响叶片氮、磷回收效率的重要因子。通过对不同树种养分回收效率的比较发现,针叶树种养分回收效率大于阔叶树种,这说明在土壤养分贫瘠山区针叶树种的养分回收效率更高,更能适应这种贫瘠的土壤环境。在山区进行人工建植时,针叶树种高的养分利用效率应该被考虑进来。

多年生植物养分回收特性及其衡量参数研究

主要论述了养分回收的概念和意义、衡量参数及其计算方法,比较了养分回收在不同生活型间的差异,分析了养分回收与土壤养分有效性的关系,最后对养分回收的两个参数进行了综合的评价。

羌塘高原降水梯度带紫花针茅叶片氮回收特征及影响因素

植物回收衰老叶片的氮是植物重要的养分保持和环境适应机制,在寒旱贫瘠的生境更是如此。为了理解降水梯度上植物对高寒贫瘠环境的养分适应特征,研究了羌塘高寒草原优势物种紫花针茅叶片氮回收策略及其与环境因子的关系。结果表明,降水梯度带上紫花针茅叶片具有较高的叶氮水平和氮回收能力。生长季盛期紫花针茅绿叶平均氮含量为(23.87±3.92)g/kg,高于中国草地平均水平(20.9 g/kg)及全球平均值(20.1 g/kg);绿叶氮含量与年降水量(MAP)呈显著负相关,干旱端(西部)绿叶中氮含量明显高于湿润端(东部)。枯叶养分回收后的氮水平(NRP)很低,平均为(6.76±1.42)g/kg,叶片平均氮回收效率(NRE)为(71.25±6.46)%,明显高于中国温带草原和全球的平均水平(46.9%—58.5%)。枯叶中氮回收水平对叶片氮回收效率起决定作用,是维持高养分回收效率的物质基础。NRE与MAP、土壤全氮(TN)和土壤无机氮呈显著负相关;NRP与TN相关性不显著,但与土壤无机氮显著负相关。尽管NRE与NRP呈显著负相关,但二者与绿叶氮含量均没有显著相关性。年均气温、海拔对NRE和NRP影响均不显著。因此,紫花针茅叶片极高的NRE和低NRP反映了它对极端干旱贫瘠环境的养分保持能力,通过内部氮循环来降低养分流失。土壤氮的有效性是影响紫花针茅叶片氮回收能力的关键因子,降水通过影响土壤氮的有效性以及绿叶中氮含量间接影响紫花针茅叶片氮回收效率。

青藏高原东缘主要针叶树种叶片N、P回收效率

理解叶片养分回收效率特征对认识森林生态系统养分循环过程和植物养分利用策略具有重要意义。本研究采集了青藏高原东缘24种优势针叶树种叶片和凋落物样品,结合土壤N、P含量和气候数据(年均温、年降水),分析了该区域针叶树种叶片N、P回收效率特征与分布规律。结果表明:(1)亚高山森林针叶树种叶片N回收效率略高于P回收效率,表明该区域针叶树种生长更多地受N限制;(2)不同属针叶植物叶片N、P回收效率具有明显差异,其中,以松属叶片N、P回收效率最高;(3)叶片N、P回收效率沿环境梯度表现出相似的变化规律,二者随海拔增加而显著下降,而随年均温增加而显著增加;(4)叶片N、P回收效率随土壤N、P含量增加而显著下降,表明植物可通过提高叶片养分回收效率以降低植物生长对土壤养分限制依赖性。本研究从养分回收效率这一视角,丰富和提升了对多变环境下高寒植物生态适应策略和养分储存机制的认知水平。

秦岭华山松营养诊断与林地施肥

以陕西秦岭南坡华山松天然林为对象,采集华山松针叶、凋落物、土壤样品,测定全氮(TN)和全磷(TP)含量,开展华山松林木营养诊断,分析华山松林养分限制格局,研究促进华山松正常生长的施肥种类和施肥量,为林地精准施肥和科学培育华山松大径材提供支持。结果表明:华山松大径材率(胸径DBH>26 cm)为29.0%,具有成长为大径材潜力的华山松个体(18 cm<DBH≤26 cm)比率为60.6%。华山松针叶N、P含量分别为12.65和1.34 g·kg^(-1),N∶P为10.24(<14的林木生长不受限阈值);N、P回收效率分别为33.8%和48.0%。在0~10 cm土层,土壤与华山松针叶的N、P含量呈显著负相关,凋落物与土壤的N、P含量呈显著正相关,土壤N储量与华山松针叶N∶P呈显著二次函数关系。华山松正常生长受土壤N限制,在林地补充0.42 t N·hm^(-2)可解除华山松生长限制。为快速培育大径材,宜向林地内具有成长为大径材潜力的个体施0.16 t N·hm^(-2),按单位面积内林木个体生物量比例进行单株氮素分配。