水分梯度对麦冬种植土壤碳氮磷生态化学计量的影响

通过麦冬盆栽试验,控制土壤水分(10%、30%、70%、100%,W/W),对麦冬生长特性、土壤碳氮磷生态化学计量特征、磷素形态以及磷酸酶活性等进行测定,并分析各测定参数之间的相关性。结果表明,随着水分含量的增加麦冬种植土壤总有机碳、全氮呈降低趋势,但是全磷含量呈上升趋势,土壤磷素各形态占比对水分梯度响应差异性不明显;土壤C/N、C/P、N/P分别为8.79~10.46、15.95~18.68和1.53~2.15,对水分梯度响应特性不同,均属于弱变异;30%水分处理土壤碱性磷酸酶活性显著高于其他3种水分处理(P<0.05),可以直接利用磷比例为52.76%,略高于其他水分组;在30%水分组中,麦冬生物量、总根长、叶片全磷含量显著高于其他处理组(P<0.05),根面积、叶绿素含量略高于70%水分组(P>0.05)且显著高于10%和100%水分组(P<0.05),100%水分组麦冬生长被显著抑制。30%水分梯度利于麦冬改善土壤质量,提高麦冬对土壤碳氮磷的利用,增加土壤对氮素的累积,利于其生长。

土壤碳氮磷生态化学计量比对针阔人工混交林及其纯林的差异响应

为了阐明针阔人工混交林及其纯林对土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)生态化学计量比的影响,以我国南亚热带地区针叶马尾松、阔叶格木人工纯林及二者的混交林为研究对象,依据各林分土壤表层(0~20 cm)、中层(20~40 cm)和底层(40~60 cm)土壤碳氮比(C/N)、碳磷比(C/P)和氮磷比(N/P),利用方差分析检验土壤C/N、C/P、N/P在不同林分不同土层间的差异特征,进而采用直线回归分析法探究C/N、C/P、N/P与土壤理化性质因子的相关关系。结果显示:(1)土壤C、N、P生态化学计量比在不同林分间的差异依土层而异。土壤C/N在各土层的林分间无显著差异(P>0.05),而马尾松-格木混交林土壤表层的C/P显著高于马尾松林(P<0.05),土壤N/P在格木林和混交林表层和底层均显著高于马尾松林。(2)随土壤深度增加土壤C、N、P生态化学计量比变化趋势依林分而异。马尾松林土壤C/N在土壤表层显著高于中层和底层(P<0.05),而其C/P则是土壤中层显著高于表层和底层;马尾松林和混交林的土壤N/P均随土壤深度增加而降低。(3)研究区样地林分土壤C/N、C/P与SOC显著正相关(P<0.05),而土壤N/P与TN极显著正相关(P<0.01)。研究结果表明,在南亚热带地区营建格木林及马尾松-格木混交林对平衡土壤碳氮磷养分的效果优于马尾松纯林。

新疆阿勒泰湿地植物和土壤碳氮磷生态化学计量特征及其影响因素

为了揭示新疆阿勒泰湿地植物和土壤碳氮磷含量及生态化学计量关系,以阿勒泰地区高山沼泽和平原沼泽为研究对象,采用野外调查、采样与测定分析等方法研究了植物和土壤化学计量特征及其与环境因子的关系。结果表明:(1)阿勒泰山地沼泽土壤有机碳、全氮含量及C/P比、N/P比显著高于平原沼泽土壤,而植物碳氮磷含量及其化学计量比没有呈现类似的规律。(2)阿勒泰地区湿地植物生长主要受氮限制,高山沼泽土壤主要受磷限制,而平原沼泽土壤氮磷元素均较为缺乏。(3)植物磷含量、C/P比、N/P比受土壤环境因子的调控,磷含量与土壤含水量和降水量呈显著正相关,与温度呈显著负相关。(4)土壤有机碳、全氮、全磷含量及C/P比、N/P比受气温、降水、土壤容重及含水量的影响显著,各元素含量及其化学计量比与土壤容重和气温呈显著负相关,与土壤含水量和降水量呈显著正相关。(5)在阿勒泰湿地植物-土壤系统中存在碳氮磷的化学计量相互作用,且土壤各元素含量调控了植物磷含量。研究结果对明晰该地区不同类型沼泽湿地植被和土壤养分状况及限制因子具有重要意义,可为该区域沼泽湿地生态系统的养分调控提供科学依据。

荒漠绿洲农田盐渍化过程中的土壤碳、氮、磷生态化学计量特征

【目的】研究荒漠绿洲农田盐渍化生态系统土壤C、N、P含量生态化学计量学特征,为盐渍化治理提供参考。【方法】以空间代替时间的方法,选取干旱绿洲区紫花苜蓿和大麦2种作物不同盐渍化农田为对象,以未盐渍化农田为对照,研究农田盐渍化过程中土壤(0~40 cm)C、N、P生态化学计量特征。【结果】(1)在0~40 cm土层,随盐渍化程度的加剧,紫花苜蓿地土壤SOC和TN含量表现为先增后减的变化,全磷(TP)含量表现为波动式降低;大麦地土壤SOC、TN和TP含量表现为波动式降低的变化。2种作物地,不同盐渍化阶段农田土壤养分含量垂直分布上表现出明显的“表聚性”特征。(2)在农田盐渍化过程中,随盐渍化的加剧,在紫花苜蓿地,C/N呈“V”型变化;在中度盐渍化阶段C/N比值最低;C/P和N/P值表现为先增后减的变化趋势,在中度盐渍化阶段C/P和N/P值比值最高;在大麦地,C/N值表现为波动式增加,C/P值和N/P值表现为降低趋势。在紫花苜蓿地,0~10、10~20、20~40 cm土层土壤C/N在不同盐渍化阶段间无显著性差异;2种作物地,在各盐渍化阶段土壤C/N、C/P及N/P在不同土层间也无显著性差异。(3)2种作物地,土壤SOC与土壤TN、土壤TP、C/P、N/P有显著的正相关关系;TN与C/N呈显著负相关关系(P<0.05),与C/P、N/P呈极显著正相关关系(P<0.01);土壤C/N与N/P有极显著负相关关系,C/P与N/P有极显著正相关关系(P<0.01)。在2种作物地,TP与C/N、C/P、N/P没有显著相关性。(4)土壤养分化学计量特征,在紫花苜蓿地,与土壤含水量、土壤电导率和土壤黏粉粒含量有显著相关关系(P<0.05);在大麦地,与土壤含水量、土壤电导率、土壤容重和土壤温度有显著相关关系。【结论】在农田盐渍化过程中土壤SOC与TN是影响土壤养分生态化学计量比的主要因素,TP不是土壤养分限制的主要因素。

不同林龄紫果云杉林土壤碳氮磷化学计量特征研究

为探究紫果云杉不同生长发育阶段的土壤有机碳、全氮、全磷的质量分数及生态化学计量特征的影响,以青海省黄南州麦秀林场40年生、90年生、140年生紫果云杉天然林为研究对象,采用五点法采集0~10、> 10~20、> 20~30 cm的土壤样品,测定三种林龄和三个土层深度的土壤有机碳(C)、全氮(N)、全磷(P)质量分数,并计算化学计量比。研究结果表明,林龄和土层深度对土壤有机碳、全氮、全磷有显著影响(P <0.01),对碳磷比和氮磷比有显著影响(P <0.01),对碳氮比无显著影响(P> 0.05)。土壤有机碳是影响土壤碳磷比变化的重要因素,土壤氮是影响土壤氮磷比变化的重要因素。

设施菜田土壤碳氮磷生态化学计量学特征

为探明在设施栽培条件下菜田土壤碳氮磷的生态化学计量学特征及其影响的主导因子,在调查辽宁省设施菜田栽培现状的基础上,以辽宁省东部、中部和西部共12个设施蔬菜产区165个蔬菜大棚表层土壤为研究对象,测定分析了土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)含量及生态化学计量学比。结果表明,辽宁省设施土壤SOC、TN、TP含量平均值分别达到(26.56±7.97)、(2.67±0.79)、(3.32±0.69)g/kg,养分含量均处于相对丰富水平。辽宁省设施菜田土壤C/N、C/P、N/P频率分布相对集中,平均值分别为9.92±0.85、8.74±4.21、0.90±0.51,均低于我国农田土壤的平均水平。随着种植年限的增加,设施菜田土壤C/N变化幅度较小,N/P和C/P则略有降低。设施栽培条件下,菜田土壤C、N、P生态化学计量比频率分布较集中,存在一定的耦合关系,土壤C、N、P生态化学计量学特征受土壤中有机碳的矿化和磷素积累的影响相对较大。

互花米草入侵对滨海湿地不同质地土壤碳氮磷及其生态化学计量比的影响

为了阐明外来物种入侵对滨海湿地不同质地土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)及其生态化学计量比的影响,对福建省滨海地区东湖湿地两种质地土壤的土著种与入侵种植被下土壤C、N、P含量及其生态化学计量特征与影响因素进行了测定与分析。研究结果表明:相同植被下,壤质土的C、N、P及其计量比均高于砂质土。互花米草入侵增加了两种质地土壤的C、N含量及碳磷比(C/P)、氮磷比(N/P),降低了土壤有效磷(AP)、P含量与碳氮比(C/N),其中砂质土的土壤N含量显著增加了近1倍(P<0.05),AP含量下降近70%,壤质土的C/P增加了近2倍(P<0.05)。不同质地土壤中铵态氮(NH_(4)^(+)-N)和硝态氮(NO_(3)^(–)-N)含量对互花米草入侵的响应不同,在壤质土中,互花米草入侵后降低了50%的NH_(4)^(+)-N含量,增加了近3倍的NO_(3)^(–)-N含量(P<0.05);而在砂质土中,互花米草入侵后土壤NH_(4)^(+)-N含量增加了约3倍(P<0.05),NO_(3)^(–)-N含量呈现降低的趋势。两种质地土壤的C/P和N/P均与P呈显著负相关(P<0.05),而与C、N无显著相关性。在砂质土中,土壤N含量与容重呈显著负相关,与含水量呈显著正相关(P<0.05)。总体来说,互花米草入侵对不同质地土壤C、N、P及其生态化学计量比的影响程度虽然存在差异,但趋势大致相同,互花米草入侵后将会提高土壤C、N含量,但会降低土壤P含量,从而加剧滨海湿地土壤的P限制。

长白山地土壤碳、氮、磷含量及生态化学计量垂直特征

碳(C)、氮(N)、磷(P)作为有机体所需的营养元素,其含量和生态化学计量特征能够影响生态系统物质循环。为探究长白山土壤C、N、P及生态化学计量的垂直分布特征,以长白山地北坡不同海拔土壤为研究对象,在600~2 200 m海拔范围内,分析了不同海拔和典型植被带不同深度土壤C、N、P含量、生态化学计量比和储量(密度)特征。结果表明:1)在不同海拔梯度下,0~15 cm土壤全碳(TC)、全氮(TN)、全磷(TP)含量变化范围分别是41.78~130.45 g/kg、2.76~6.32 g/kg、0.54~1.20 g/kg,土壤C/N、C/P、N/P的范围是13.01~22.33、45.47~156.82、3.51~7.63,土壤TC、TN、TP储量介于21.18~129.17 t/hm^(2)、1.19~6.26 t/hm^(2)、0.23~0.82 t/hm^(2)。TC含量、TN含量、C/N、C/P、N/P、TC储量和TN储量均随海拔升高呈现先增后减的中海拔峰值规律,而TP含量和TP储量则在总体上呈下降趋势。2)植被带变化改变土壤C、N、P含量、生态化学计量比及储量。TC含量(59.21 g/kg)和TN含量(3.27 g/kg)最大值出现在岳桦林带,TP含量(0.57 g/kg)最大值出现在针叶林带;C/N(18.19)、C/P(122.66)和N/P(6.74)均在苔原带达到最大;而TC储量(76.95 t/hm^(2))最大值出现在岳桦林带,土壤TN储量(4.57 t/hm^(2))最大值出现在针阔混交林带,TP储量(1.12 t/hm^(2))在针叶林带达到最大。除TP储量外,不同植被带C、N、P含量、生态化学计量比和储量均随土壤深度增加而降低,表现出明显的表层聚集特征。不同植被带、土壤深度及其交互作用均对C、N、P含量、生态化学计量比及其储量具有极显著影响(p<0.01)。研究结果将为全球变化下长白山森林土壤C、N、P元素含量和储量的研究提供数据积累和基础支撑,对了解陆地生态系统养分循环具有重要意义。

不同土地利用方式土壤碳、氮、磷、硫含量及其生态化学计量特征

为研究不同土地利用方式对土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)、硫(S)含量及其生态化学计量学特征的影响,采集辽河三角洲碱蓬湿地、芦苇湿地、香蒲湿地、油田区芦苇湿地、水稻田、玉米地、榆树林地7种不同类型土壤,测定C、N、P、S含量及其相关理化性质。结果表明,不同土地利用方式对土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)含量均具有显著影响(P<0.05),但对TS含量多数未产生显著影响(只有碱蓬湿地和榆树林地存在显著差异)。4种湿地类型(芦苇湿地、香蒲湿地、碱蓬湿地和水稻田)土壤SOC含量显著高于玉米地和榆树林地。芦苇湿地、香蒲湿地、水稻田、玉米地的TN含量较高,显著高于其他土壤类型,土壤TN含量与pH值呈显著负相关关系,而与Eh呈显著正相关关系。水稻田TP含量最高,芦苇湿地次之,榆树林地最低。不同土地利用方式对土壤DOC、硝态氮、铵态氮和硫酸盐含量也具有显著影响。芦苇湿地、香蒲湿地、水稻田的DOC含量显著高于其他土地利用类型;玉米地硝态氮含量显著高于其他区域,而水稻田铵态氮含量显著高于其他区域(P<0.05),这主要与土壤硝化作用与反硝化作用有关;受潮汐作用影响碱蓬湿地硫酸盐含量最高,其他区域无显著差异(P<0.05)。碱蓬湿地、油田区芦苇湿地和水稻田土壤的C∶N>20,其他区域均<20,表明前3种土壤硝化作用受有机碳可利用性控制,其他区域则受铵态氮可利用性控制;除油田区芦苇湿地以外其他区域土壤的C∶P均小于200,表明土壤磷活性较高,有利于植物生长;研究区N∶P均值为3.5,远低于全国N∶P平均值(8.0),因此N是研究区土壤的限制性营养元素;油田区芦苇湿地C∶S大于400,说明该区矿物态硫发生净固定,水稻田土壤C∶S介于200~400之间,表明土壤S既不用来合成有机硫也不从有机硫中释放,而其他区域土壤C∶S均小于200,表明这些区域目前基本处于土壤有机硫矿化过程中的净释放阶段,S不是土壤养分限制因素。总体来看,土地利用方式的改变会使土壤C、N、P、S含量及其生态化学计量特征发生变化,而这些改变是否有利于生态环境的稳定发展,还有待进一步深入研究。

秦岭中段太白山以北不同海拔土壤碳·氮·磷生态化学计量特征

[目的]探究秦岭中段太白山以北土壤碳、氮、磷含量及其生态化学计量特征。[方法]在秦岭中段太白山以北选取4个不同海拔梯度(1500、1800、2100、2400 m)的0~20、20~40、40~60 cm土层取样,测定分析土壤有机碳、总氮、总磷含量及变化特征,并计算分析生态化学计量特征。[结果]土壤有机碳、总氮和总磷的平均含量分别为31.72、3.36、0.29 g/kg,随着海拔增加,土壤整体的有机碳、总氮和总磷均呈先升后降趋势;土壤C/N、C/P、N/P的均值分别为9.58、94.45和10.02,随着海拔增加,土壤整体的C/N呈下降趋势,N/P呈上升趋势,C/P无明显变化;0~20 cm土层的C/P、N/P均显著高于20~40和40~60 cm土层,而海拔2100~2400 m处不同土层的C/N之间无显著差异,且土壤C、N之间具有较高的耦合性;在20~40和40~60 cm土层中,海拔2100~2400 m处的土壤C/P、N/P均高于1500~1800 m,1500~1800 m处C/N高于其他海拔。[结论]该地区土壤养分及其化学计量特征随海拔有明显变异,总体表现为碳、氮含量丰富,磷缺乏,应适量增施磷肥,重视土壤保育工作。

不同林龄油茶叶片与土壤的碳氮磷生态化学计量特征研究

以浙江省常山县3年生、6年生、9年生、30年生的油茶人工林为研究对象,分析了不同林龄油茶叶片和土壤的碳、氮、磷含量及化学计量比。结果表明:油茶叶片碳含量在不同林龄间差异不显著;9年生叶片氮含量显著高于3年生的,磷含量则表现为9年生和30年生的叶片显著高于3年生的;3年生叶片的C∶N显著高于9年生的,C∶P则表现为3年生叶片显著高于9年生和30年生的。土壤有机碳含量随着年龄的增长而随之增加,9年生和30年生油茶林表层土壤有机碳含量显著高于3年生的。土壤氮、磷含量则随着林龄的增大而降低,3年生和6年生油茶林土壤磷含量显著高于30年生的,其中土层为10～30 cm的土壤氮含量显著高于30年生的。土壤C∶N、C∶P均随着林龄的增加而增大,不同林龄间具有显著性差异。除N∶P外,同一林龄油茶土壤碳、氮、磷含量及其化学计量比均随土层深度增加而降低。叶片氮、磷含量与土壤有机碳含量有显著正相关关系;叶片碳含量与表层土壤氮含量之间有显著正相关关系,而叶片氮、磷含量则与表层土壤氮含量呈显著负相关。油茶生长的限制元素是氮,在生产经营过程中,可适当增施氮肥。

中国沙棘早衰人工林不同构件碳氮磷生态化学计量特征

萌蘖更新是树木应对恶劣环境或干扰后恢复的主要方式之一,为了解中国沙棘人工林早衰过程中各构件营养元素分配格局,探讨萌蘖更新子株与早衰母株之间营养元素的相对积累速率,对具有早衰特征的15 a林分不同构件碳(C)、氮(N)、磷(P)的化学计量特征进行分析。结果表明,1)各构件C,N,P含量分别为255.07~563.68,7.34~24.68,0.23~0.68 mg/g;C∶N,C∶P,N∶P比值为19.63~39.86,648.31~1188.26,26.88~45.47,在构件之间存在差异。2)母株叶片、水平根、垂直根C的积累速率小于N或P,子株树干C的积累速率大于N和P,水平根N的积累速率大于P。3)在C,N,P含量综合变化过程中,子株树干、子株叶片和垂直根贡献最大,母株叶片和水平根贡献最小。由此可见,中国沙棘C,N,P的积累能力及其化学计量比在构件之间存在差异,子株相对于母株、垂直根相对于水平根的作用更大,母株和水平根碳积累能力及其C与N,C与P比例偏低是早衰人工林的主要营养学特征,即“碳限制”或“碳饥饿”是导致人工林早衰的主要营养学原因。

模拟酸雨对福州沿江稻田水稻叶片碳氮磷含量及其生态化学计量学特征的影响

为阐明酸雨对早、晚稻叶片不同时期碳(C)、氮(N)、磷(P)含量及其生态化学计量学特征的影响,设置对照(Control,CK)、pH4.5、pH3.5酸雨处理,对福州沿江稻田早、晚稻叶片不同时期C、N、P含量及其生态化学计量学特征进行测定和分析。研究结果表明:早稻叶片C、N、P含量在拔节期和成熟期分别为(401.08±1.83)、(37.01±2.54)、(1.01±0.05)g/kg和(349.08±4.52)、(15.52±0.05)、(0.48±0.01)g/kg,晚稻C、N、P含量在拔节期和成熟期分别为(389.00±2.82)、(28.52±0.31)、(0.74±0.01)g/kg和(317.25±1.65)、(8.18±0.51)、(0.29±0.03)g/kg,早稻叶片养分含量整体显著高于晚稻(P<0.05),且各处理拔节期养分含量均显著高于成熟期含量(P<0.05),整体上,酸雨处理可显著降低早稻叶片在拔节期的C、N、P含量(P<0.05)。早稻叶片C/N、C/P、N/P在拔节期和成熟期分别为(10.94±0.77)、(400.13±18.91)、(36.77±2.07)和(23.19±0.63)、(737.04±30.47)、(32.08±1.03),晚稻叶片C/N、C/P、N/P在拔节期和成熟期分别为(13.74±0.26)、(528.10±0.26)、(38.70±0.74)和(39.61±2.11)、(1148.97±103.82)、(28.90±1.27),整体上,晚稻叶片各项比值高于早稻,根据各处理之间叶片的N/P值发现,模拟酸雨并未改变水稻P限制现状,在水稻生长的过程中,尤其是在拔节期需要追施适量的磷肥。

不同林龄马尾松人工林土壤碳氮磷生态化学计量特征

[目的]研究了马尾松从幼龄林至成熟林生长序列中的土壤有机C、全N、全P含量及其生态化学计量特征,以丰富该区域马尾松生态系统生态化学计量学领域的基础研究。[方法]以广西凭祥4个林龄(6、16、23、35 a)马尾松人工林为研究对象,每个林龄选取3块林分,每个林分内设置一个400 m2的调查样地,按照0 20、20 40、4060 cm三层土层取样,采用不同林分土壤化学计量的对比实验测定土壤CNP,采用单因素方差分析的LSD法进行显著性检验。[结果]表明:4个林龄马尾松人工林0 20 cm土壤有机C、全N、全P含量分别为5.73 15.56、0.691.23、0.17 0.23 g·kg-1,是20 40 cm土层的1.51、1.31、1.06倍,40 60 cm土层的1.97、1.58、1.06倍。土壤有机C含量、全N含量均随林龄的递增先降低后增加,随土层加深持续降低;土壤全P含量在林龄和土层间均无显著性变化;林龄对土壤C∶N、N∶P有极显著的影响(P=0.001,P=0.000),土层对土壤C∶P、N∶P有显著性影响(P=0.000,P=0.014)。[结论]土壤有机C、全N含量从成熟林阶段开始回升;N在不同林龄间和不同土层间的变化是土壤N∶P变化的主要原因;土壤C∶N、C∶P主要受有机C的影响。

黄土丘陵区生态治理对土壤碳氮磷及其化学计量特征的影响

为了探究不同生态治理措施对土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)含量及其化学计量特征的影响,为黄土丘陵区的生态治理与植被恢复提供科学依据,以黄土丘陵区典型小流域王茂沟为例,通过野外采样与室内分析相结合的方法,对研究区坡耕地、林地、草地、灌木地及梯田等5个样地0—100cm土壤样品的C、N、P及其化学计量比进行了分析研究。结果表明:(1)坡耕地经过生态治理转变为林地、草地、灌木地及梯田等生态用地,土壤C、N含量分别提高了1.27,1.18,1.24,1.14倍及1.64,1.64,1.76,1.57倍;土壤C和N呈极显著的正相关关系;在0—100cm土层,林地、草地、灌木地及梯田的土壤C、N分布规律一致,均随土壤深度增加而减小,且在0—20cm土层出现了富集现象,而土壤P含量分布比较均匀;(2)坡耕地C∶N均值显著大于其他样地(P<0.05),在0—20cm土层,土壤C∶P与N∶P表现为林地、草地、灌木地及梯田显著高于坡耕地(P<0.05);土壤C∶N随着土层深度的变化不显著,C∶P与N∶P随土层加深呈减小的趋势;(3)土壤C、N、P化学计量比的分布主要由土壤C、N决定;土壤C∶P、N∶P与土壤中铵态氮、粘粒、砂粒、水稳性大团聚体含量之间的相关性均通过了显著性检验(P<0.05)。土壤C、N、P及其化学计量比不仅受生态治理和土层深度的影响,还与土壤理化性质相关,土壤C∶N、C∶P、N∶P可以指示土壤的肥力状况。

内蒙古包头黄河湿地土壤碳氮磷含量及其生态化学计量学特征

为探究内蒙古包头黄河湿地土壤空间分布特征、生态化学计量学特征及其指示意义,以黄河包头段沿线从东到西的3种典型类型共6块湿地为研究对象,对其不同土层土壤碳(C)、氮(N)和磷(P)化学计量特征及环境因素进行研究分析。结果表明:1)SOC、TN和TP平均值分别为11.20、0.42、0.98 g/kg,SOC、TN含量随土层深度增加而垂直波动减小,TP含量垂直方向上差异不显著。2)土壤C/N、C/P、N/P平均值分别为25.39、9.26、0.37,与中国淋溶土、干旱土和沼泽湿地土壤相比,包头市黄河湿地土壤TN含量、C/P和N/P较低,TP含量较高。3)相关性分析结果显示,土壤TN与SOC、TP、N/P和C/P具极显著正相关(P<0.01),与C/N相关性不显著;土壤TP与SOC、TN、C/N和C/P呈极显著正相关(P<0.01),与N/P相关性不显著,TP含量高但有效性较低,TN含量及其有效性可能是限制包头黄河湿地土壤碳、氮、磷等元素循环及其生态化学计量特征的关键因子。研究结果将为包头黄河湿地的植被重建、生态修复和科学管理提供理论依据。

鼓山茶园土壤碳氮磷生态化学计量学特征

为了阐明茶园土壤养分生态化学计量学特征,对福州鼓山3a,8a和25a常规茶园及30a有机茶园土壤碳、氮、磷生态化学计量学特征进行测定与分析。结果表明,3a常规茶园、8a常规茶园、25a常规茶园和30a有机茶园土壤C/N、C/P和N/P比分别为9.79,36.25,3.69;9.07,21.02,2.30;10.57,62.54,5.89和10.28,52.14,5.06;土壤C/N、C/P和N/P比均表现为25a常规茶园>30a有机茶园;25a常规茶园>3a常规茶园>8a常规茶园;影响土壤C/N、C/P和N/P比的因子随着树龄和管理方式的不同而改变。

湿地退化条件下土壤碳氮磷储量与生态化学计量变化特征

为了研究湿地退化过程中土壤碳氮磷储量与生态化学计量变化,明确碳氮"汇"功能的变化和土壤碳、氮、磷的平衡关系,采用实地采样调查、室内分析与数理统计法,研究了若尔盖自然湿地保护区内未退化湿地沼泽(MA)、沼泽化草甸(MM)、草甸(ME)3种不同退化程度湿地的典型样地在碳氮磷含量、储量以及生态化学计量的变化特征。结果表明,草甸化沼泽土与草甸土全剖面总有机碳、全氮含量较沼泽土分别降低了29.55%,6.52%和67.53%,40.04%,碳氮储量分别降低了67.49%,60.10%和85.14%,54.47%;3种土壤全磷剖面含量大小顺序为MM>ME>MA,其储量高低顺序是ME>MA>MM。随着土层深度的增加,沼泽土的总有机碳、全氮含量明显升高,全磷含量与草甸化沼泽土、草甸土的总有机碳、全氮、全磷含量均呈现降低趋势;3种土壤碳氮磷储量40—100cm土层高于0—40cm土层。沼泽土、草甸化沼泽土、草甸土3种不同类型土壤C/N分别为40.38,31.70,23.26,C/P分别为409.52,247.46,113.07,N/P分别为10.43,7.90,5.02,土壤C/N、C/P、N/P均随湿地退化而减小,较高的C/P与N/P<14揭示氮磷元素均是影响植物生长的限制性因素,且受氮素限制高于磷素。因此,若尔盖湿地退化导致土壤碳氮含量与储量降低,碳氮"汇"功能减弱,尤其是碳"汇"。

山西省油松林生态系统碳氮磷化学计量特征

为了评价山西省油松林生态系统的生态化学计量特征,以山西省油松人工幼龄林(AY)、人工中龄林(AM)、天然幼龄林(NY)和天然中龄林(NM)为研究对象,通过38块标准地实测数据,探讨了4种森林类型的化学计量特征。结果显示:1)AY,AM,NY和NM乔木叶片的C∶N∶P分别为276∶8∶1,283∶8∶1,458∶12∶1和362∶11∶1,灌木叶片的C∶N∶P分别为181∶11∶1,132∶8∶1,228∶9∶1和221∶15∶1,草本叶片的C∶N∶P分别为211∶8∶1,200∶9∶1,190∶8∶1和230∶11∶1,凋落物的C∶N∶P分别为347∶3∶1,246∶5∶1,507∶9∶1和327∶9∶1,土壤(0—100cm)的C∶N∶P分别为23∶6∶1,37∶7∶1,28∶6∶1和30∶5∶1;2)4种类型的C∶N和C∶P基本都表现为凋落物>叶片>土壤,凋落物和叶片的C∶N和C∶P表现为AY>AM,NY>NM,土壤的C∶N和C∶P则为AM>AY,NM>NY,而N∶P则表现为叶片>凋落物>土壤,在林龄上表现规律不明显,植物叶片N∶P<14,存在N限制;3)4种类型植物叶片C∶P均表现为乔木叶片>草本叶片>灌木叶片,表明油松林生态系统中乔木叶建成效率最高,而灌木叶建成效率最低;4)4种类型土壤层随着土层厚度的增加,C∶N表现出下降规律,C∶P和N∶P规律表现不明显。研究结果表明,4种生态系统的叶片、凋落物和土壤的化学计量特征具有一致性。

岩溶区不同土地利用方式土壤碳、氮、磷生态化学计量的空间变异性研究

【目的】探究岩溶区土壤C、N、P生态化学计量特征的空间分异格局对土地利用方式的响应规律,为揭示岩溶生态系统各组分之间的养分循环规律及阐明系统的稳定性提供科学参考。【方法】在广西马山县西部岩溶区分别采集水田、旱地、草地、灌木林地和树木郁闭度≥20%的有林地等土地利用方式的表层(0~20 cm)土壤,测定其有机C、全N和全P等含量,并运用统计学方法分析不同土地利用方式下土壤的C、N、P生态化学计量特征、空间变异性及影响因素。【结果】研究区土壤有机C、全N和全P含量均值分别为13.83、1.75和0.92 g/kg,C∶N、C∶P和N∶P均值分别为7.95、18.79和2.28。土壤C∶N、C∶P、N∶P空间分布和土地利用基本一致,高值区位于水田和有林地,低值区分布在旱地、灌木林地和草地。不同土地利用方式下土壤C∶N平均值集中分布在7.13~9.26,变异系数为20.84%,C∶N较稳定,在空间上存在中等程度的变异性。水田和有林地之间C∶N差异不显著(P>0.05,下同),旱地、灌木林地和草地之间C∶N差异也不显著,变化趋势为水田>有林地>旱地>灌木林地>草地;C∶P为11.21~29.10,N∶P为1.51~3.11,变异系数较大,两者在不同土地利用方式下的变化趋势均为水田>有林地>灌木林地>草地>旱地。土壤C∶N、C∶P、N∶P与有机C、全N、全P、全K、pH均存在极显著相关性(P<0.01)。土壤理化性质和环境因子在不同土地利用方式土壤C、N、P化学计量特征冗余分析排序图上表现出不同的相关性,其中,有效P在所有土地利用方式中均与土壤C∶N、C∶P、N∶P呈显著负相关(P<0.05,下同),而碱解N、成土母质在所有土地利用方式中均与C∶N、C∶P、N∶P呈显著正相关;pH在水田、旱地和有林地土壤中与C∶N、C∶P、N∶P呈显著负相关,而在灌木林地和草地土壤中呈显著正相关。【结论】研究区普遍缺乏有机质和N,P元素相对丰富,但其变异系数较大。碱解N、有效P、pH和成土母质是影响研究区不同土地利用方式下土壤C、N、P生态化学计量的关键因子。