基于高光谱的棉花叶片磷含量估测模型

研究不同施磷条件下棉花叶片叶绿素含量的变化规律,旨在建立基于高光谱的叶片磷含量估测模型,实现棉花叶片磷含量快速监测。在盆栽试验条件下,设置不同的磷肥量,测定棉花功能叶叶绿素含量与磷含量,并利用植被指数和叶绿素含量的相关性构建磷含量的光谱变量,从而实现利用高光谱对棉花叶片磷含量的定量监测。结果表明:(1)棉花播种后100天左右,叶片磷含量与叶绿素呈现显著关系(决定系数R^(2)=0.96)。(2)利用多个植被指数(X)和叶绿素含量(I)的相关性构建倒一叶、倒二叶、倒三叶、倒四叶的磷含量光谱变量,其中各叶片相关性最优的模型:倒一叶(L_(1))为I1=2.6131X_(RENDVI)-0.4275,X_(RENDV)为红边归一化植被指数,R^(2)=0.71,RMSE=0.2;倒二叶(L_(2))为I_(5)=0.0142X_(TVI)+0.3274,X_(TVI)为三角植被指数,R^(2)=0.76,RMSE=0.09;倒三叶(L_(3))为I_(9)=-0.3445X_(ARI)+0.4996,X_(ARI)为花青素反射指数,R^(2)=0.47,RMSE=0.15;倒四叶(L4)为I_(10)=-0.5082X_(ARI)+0.3484,R^(2)=0.82,RMSE=0.10。(3)构建基于磷含量光谱变量的高光谱棉花叶片磷含量反演模型,模型R2、RMSE分别达0.75、0.04。因此,基于不同叶位的叶片植被指数和叶绿素含量的相关性,以及叶绿素含量和叶片磷含量的线性关系,可以实现高光谱对棉花叶片磷含量的有效估测。

基于高光谱的冬油菜叶片磷含量诊断模型

为快捷、无损和精准表征冬油菜磷素营养与冠层光谱间的定量关系,该文以连续3a田间试验为基础,探究叶片磷含量的敏感波段范围及光谱变换方式,明确基于高光谱快速诊断的叶片磷含量有效波段,降低光谱分析维度,提高磷素诊断时效性。以2013-2016年田间试验为基础,测定不同生育期油菜叶片磷含量和冠层光谱反射率。此后,对原初光谱（raw hyperspectral reflectance,R）分别进行倒数之对数（inverse-log reflectance,log（1/R））、连续统去除（continuum removal,CR）和一阶微分（first derivative reflectance,FDR）光谱变换,采用Pearson相关分析确定叶片磷含量的敏感波段区域。在此基础上,利用偏最小二乘回归（partial least square,PLS）构建最优预测模型并筛选有效波段。结果表明,油菜叶片磷含量的敏感波段范围为730-1300 nm的近红外区域;基于敏感波段的FDR-PLS模型预测效果显著优于其他光谱变换方式,建模集和验证集决定系数（coefficient of determination,R2）分别为0.822和0.769,均方根误差（root mean square error,RMSE）分别为0.039%和0.048%,相对分析误差（relative percent deviation,RPD）为2.091。根据各波段变量重要性投影（variable importance in projection,VIP）值大小,确定油菜叶片磷含量有效波段分别为753、826、878、995、1 187和1 272 nm。此后,再次构建基于有效波段的油菜叶片磷含量估算模型,R2和RMSE分别为0.678和0.064%,预测精度较为理想。研究结果为无损和精确评估冬油菜磷素营养提供了新的研究思路。

苹果叶片磷含量高光谱估测模型研究

为了监测苹果树生长阶段的营养情况,本研究采用山东省肥城市潮泉镇下寨村两个果园基地获取的2012、2013年苹果树整个生长期的叶片磷含量数据和相应的叶片光谱反射率数据,建立苹果叶片磷含量估测模型.通过进行叶片磷含量和光谱反射率及其一阶导数之间的相关性分析,筛选出叶片磷含量的敏感波段分别为530 nm、553 nm、558 nm、704 nm、722 nm、732 nm.分别采用多元线性回归和逐步回归,构建苹果叶片磷含量估测模型.结果表明:基于逐步回归构建的模型,具备较高的拟合度,其建模的R2和RMSE分别为0.88、0.046 g/100 g,其验证的R2和RMSE分别为0.43、0.04 g/100 g,该模型可以高精度地估测苹果叶片磷含量.研究结果可以高效率监测苹果生长期的营养状况,从而为进行精准施肥提供了理论依据.

不同品种油茶叶片磷组分及果实经济性状对磷素的响应

【目的】为揭示不同品种油茶对磷素的利用以及筛选出耐低磷的油茶品种,从而提高油茶产量。【方法】通过对长林23、长林55、赣无2、赣无12共4个油茶品种设置单株添加磷酸二氢钠(含P_(2)O_(5)量58%)P0(0 g)、P1(34.55 g)、P2(69.11 g)、P3(103.66 g),在果实成熟期采集叶片测定磷组分含量,采集果实测定经济性状指标。【结果】(1)适宜的磷添加会增加长林55与赣无12叶片中的无机磷含量,降低长林23的无机磷含量;使得长林23与赣无2的糖磷含量升高,对其他两个品种无显著影响;磷添加对核酸磷的影响较小,仅提高了赣无12的核酸磷含量,但同时也显著增加了长林23与赣无12的残余磷含量;4个品种之间磷组分的分配存在差异。(2)磷添加会提高4个品种的干出籽率、干出仁率、种仁含油率、鲜果含油率、单株产量及单株产油量;比较不同品种的产量与单株含油量发现,由高到低的品种依次为赣无2,长林55,长林23,赣无12。(3)主成分分析表明,长林23与赣无2的整体排序优于长林55和赣无12。长林23在P3处理下综合得分最高,长林55在P1处理下综合得分最高,赣无2在P0处理下综合得分最高,赣无12在P2处理下综合得分最高。(4)相关分析结果表明,长林23的无机磷、糖磷和残余磷含量对果实经济性状指标影响较大;长林55的叶片磷组分含量与果实经济性状指标无相关性;赣无2的糖磷与鲜果含油率有显著的负相关关系,残余磷与单株产量和单株含油量有显著的负相关关系;赣无12的核酸磷含量与种仁含油率有显著的正相关关系。【结论】适宜的磷添加会增加无机磷、糖磷和残余磷的含量,对核酸磷的含量影响不显著,不同品种的磷组分分配也存在差异。4个品种中,长林23与赣无2比较耐低磷环境,且赣无2的产量最高,在栽培时,优选赣无2。因此在油茶施肥和养分管理过程中,应根据不同油茶品种调整施肥比例,科学合理增施磷肥,以克服南方红壤磷素缺乏的养分限制因子的不利影响,提高油茶产量。

板栗产区有机堆肥产物磷形态特征及其对叶片磷含量的影响

采用Dou的磷形态分级方法和大田试验,研究了板栗产区栗蓬栗叶-菌渣-秸秆-鸡粪混合堆肥(BYZ)、菌渣鸡粪堆肥(ZF)、栗蓬栗叶-菌渣-鸡粪堆肥(BZ1和BZ2)这4种有机物料中的磷形态特征及其对结果枝叶片磷含量的影响.结果表明:1 4种有机堆肥产物全磷含量表现为:BZ1(10.61 g·kg-1)>ZF(9.03 g·kg-1)>BYZ(8.56 g·kg-1)>BZ2(7.68 g·kg-1),并均以无机磷为主,无机磷占全磷的比例在62.88%~73.62%之间;2 4种有机堆肥产物各形态总磷中除ZF以较稳定的HClP含量及其占回收全磷(Prt)比例最高以外,其他3种均以活性的H_2O-P含量及其占回收全磷(Prt)比例最高,Na OH-P含量均较低;3各形态中的无机磷以活性的H_2O-Pi或Na HCO3-Pi占形态总磷的比例最高(89.17%~96.00%),且在回收全磷中BZ2中的无机磷主要分布在H_2O-Pi和HCl-Pi,其他3种的无机磷主要分布在H_2O-Pi、HCl-Pi和Na HCO3-Pi,各形态有机磷主要分布于残留态磷,BZ2中比例最高;4等磷量大田试验结果表明,板栗结果枝叶片单位面积叶片磷含量整体表现为BZ2>BZ1>BYZ>ZF>CK,高峰期(7月)、平均每月叶片磷含量增值与堆肥产物中水溶性无机磷含量及其占回收全磷的比例呈显著或极显著正相关,推测集中深施情况下有机堆肥产物中水溶性无机磷含量及占全磷的比例是当年板栗叶片磷吸收的重要影响因素.整体研究表明,栗蓬栗叶-菌渣-鸡粪堆肥(BZ2)具有高比例的水溶态无机磷和残留态有机磷库,使板栗叶片磷含量最高,且其原料中板栗产业废弃物配比高达80%(栗蓬栗叶60%+菌渣20%),是产区好氧堆肥原料体系的较佳选择.

低磷胁迫下大麦叶片磷素利用特征

以大麦(Hordeum vulgare)磷高效基因型(DH110和DH147)和低效基因型(DH49)为材料,采用盆栽实验研究大麦在极低磷(25 mg·kg–1土)、低磷(50 mg·kg–1土)和正常磷(75 mg·kg–1土)处理下叶片的磷组分和酸性磷酸酶活性特征。结果表明,低磷胁迫显著降低大麦叶片的无机磷含量,但对难溶态磷含量影响较小。高效基因型上部叶核酸态磷含量显著高于低效基因型,而下部叶则显著低于低效基因型,是低效基因型的18.4%–91.4%。大麦下部叶酯磷含量和分配比例表现为高效基因型低于低效基因型,而上部叶仅在低效基因型中显著低于高效基因型。核酸态磷和酯磷在高效基因型叶片中的含量分配表明其上部叶的磷素营养状况较优,而下部叶易溶性有机磷的分解转化作用更强。低磷和极低磷胁迫下,下部叶酸性磷酸酶的活性显著增加,且高效基因型显著高于低效基因型,分别为低效基因型的1.29–1.41倍。磷高效基因型大麦通过提高下部叶酸性磷酸酶活性加强酯磷和核酸态磷的分解,转化为无机磷,增加可移动性磷源的含量和比例,以提高生育后期大麦的磷素再利用能力。

刨花楠不同相对生长速率下林木叶片碳氮磷的适应特征

分别对9年生与13年生刨花楠林木叶片氮磷养分之间关系及林木生物量相对生长速率与叶片碳氮磷化学计量比关系进行分析,探讨不同相对生长速率下的林木叶片N、P养分适应特征,并检验相对生长速率假说理论对刨花楠树种的适应性。结果表明:两种年龄刨花楠林木生物量相对生长速率、叶片C、N、P含量及其计量比值均存在显著差异;同一年龄的林木叶片N、P之间存在显著相关性,二者具有协同相关性;9年生林木叶片P含量及C∶P、N∶P与生物量相对生长速率呈二次曲线相关,而13年生林木叶片N、P含量及C∶N、C∶P、N∶P则与生物量相对生长速率均呈线性相关。研究表明,在能满足植物生长所需养分供给的土壤环境中,叶片N、P含量与林木相对生长速率间呈线性正相关,但当土壤中养分供应满足不了植物高速生长时,植物则会对有限的养分资源进行适应性调整。

氮磷硅添加对青藏高原高寒草甸垂穗披碱草叶片碳氮磷的影响

以甘南高寒草甸常见牧草垂穗披碱草(Elymus nutans)为研究对象,比较不同氮磷硅添加下,垂穗披碱草叶片对元素添加的反应。研究发现:氮添加显著提高土壤中硝态氮和铵态氮的含量;磷添加提高了土壤中全磷和速效磷的含量;高浓度的硅单独、硅与氮或磷混合可提高土壤中硝态氮的含量或全磷和速效磷的含量;氮和磷单独添加分别能提高垂穗披碱草叶片全氮和全磷含量,高浓度的硅单独、硅与氮或磷混合添加都能提高垂穗披碱草叶片全氮和全磷的含量。就硅元素而言,高浓度的硅添加,硅与氮或磷混合添加能提高土壤硝态氮、全磷和速效磷的含量,促进垂穗披碱草对土壤中氮磷的吸收,从而使植物叶片中氮磷的含量增加。

有机-无机配施比例对板栗叶片氮磷营养、产量及品质的影响

以板栗主栽品种‘燕山早丰’为试材,采用田间小区试验和不同计算方法(单位质量叶片养分含量、单位面积叶片养分含量及单位叶片养分总含量)研究产区有机废弃物堆肥与无机不同配施比例对板栗叶片氮磷含量、氮磷比、产量、品质及其相互作用影响,为产区合理利用有机养分资源和施肥结构调整提供依据。结果表明,F0.5M0.5(50%有机堆肥+50%无机肥)处理单位质量、单位面积以及单位叶片氮磷总含量、单粒重均最高,CK(不施肥)最低,F_(0.75)M_(0.25)(25%有机堆肥+75%无机肥)和F0.5M0.5处理中N/P>14且显著高于F(纯无机肥)和M(纯有机肥)处理,F_(0.25)M_(0.75)(75%有机堆肥+25%无机肥)最低;与F和M处理相比,F_(0.5)M_(0.5)、F_(0.75)M_(0.25)与F_(0.25)M_(0.75)处理分别表现促氮促磷、促氮抑磷与抑氮抑磷相互作用效应,且F_(0.5)M_(0.5)处理增产提质效果最显著,其次为F_(0.75)M_(0.25)处理;板栗产量、淀粉含量、可溶性糖及蛋白质含量均与单位叶片N、P总含量呈极显著或显著正相关;有机无机混施效应因配比不同而异,在等氮磷钾条件下F_(0.5)M_(0.5)即50%有机堆肥+50%无机肥配施表现最佳。

甘南亚高寒草甸金露梅叶片氮磷化学计量学动态

通过甘南地区金露梅的研究,以营养元素的不同水平供给为外部驱动因素,有无繁殖过程为内部因素,比较分析了金露梅叶片氮磷化学计量学的变化特征.研究结果表明:施肥显著影响了叶片的w(N)和w(P),施肥后叶片的w(N)依次为17.8,18.9,20.1,22.6mg/g,w(P)依次为1.92,2.05,2.19,2.58mg/g,但施肥对w(N):w(P)的影响不显著.繁殖显著降低了叶片的w(N)和w(N):w(P),而对w(P)影响不显著.外部和内部因素对金露梅叶片的化学计量学的影响不相同.不同的施肥水平显著影响金露梅叶片的w(N)和w(P),而对w(N):w(P)影响不显著.证明繁殖过程导致了氮的大量消耗和w(N):w(P)的显著降低.金露梅在内外因素的影响下分别表现了w(N):w(P)的趋同和分异.

浙江天童植物叶片氮磷含量的群落内变异

探索植物叶片氮(N)、磷(P)的种间、种内变异及其群落学特征,对于揭示群落构建机制具有重要意义.本研究在浙江天童地区常绿阔叶林内,选择一个40m×40m的样地,逐一测定了46种植物共554株个体叶片的N和P含量,从群落物种组成与内部环境特征方面分析了植物叶片的N和P化学计量关系.结果表明:①植物叶片N含量的平均值为(16.7±5.11)mg.g-1,P含量的平均值为(0.44±0.25)mg.g-1,N/P平均值为44.99±23.53;②利用个体多度较高物种的加权平均值可以较好地反映群落水平叶片的N和P化学计量特征;③叶片N含量的变异主要发生在物种之间,而叶片P含量的变异主要发生在种内;④群落内叶片N、P含量随光照程度增强而上升.可以认为:叶片N、P含量变异都受到遗传与环境因素的双重影响,在P限制条件下,叶片P含量变异受到环境因素影响更为强烈.

樟子松针叶磷组分浓度与土壤有效磷浓度的关系

为弄清科尔沁沙地东南部樟子松人工林是否受土壤磷素供应的限制,找出反映土壤磷素供应状况的最佳叶片养分指标,分析了樟子松人工林不同年龄针叶中全磷、无机磷、有机磷和全氮浓度以及土壤有效磷浓度.结果表明:研究区樟子松人工林土壤有效磷浓度较低,为0.12～0.63mg.kg-1;土壤有效磷浓度与当年生针叶无机磷和全磷浓度显著相关,而与针叶全磷的相关性来源于针叶中无机磷与全磷的相关.与当年生针叶全磷浓度相比,针叶无机磷浓度能更为准确、直接地反映土壤的供磷水平.

不同解磷菌处理下巨尾桉幼苗不同部位干质量及氮、磷、钾含量的变化

采用高效解磷菌P19和P7(解无机磷)以及YP17(解有机磷),研究不同浓度单一及混合解磷菌处理对巨尾桉(Eucalyptus grandis Hill ex Maiden×E.urophylla S.T.Blake)幼苗干质量、氮和钾含量的影响以及叶片磷含量的动态变化。结果表明:用5×10~6、2×10~6和1×10~6CFU·mL^(-1)解磷菌单一及混合处理后,巨尾桉幼苗的地上部分和地下部分干质量、总干质量以及氮含量总体上高于空白对照(CK_B)和供磷对照(CK_P,添加18 mg·kg(-1) KH_2PO_4),且总体上差异显著(P<0.05),而仅少数处理组的幼苗钾含量显著高于CKB和CKP。随处理时间延长,不同解磷菌处理组的叶片磷含量呈现不同的变化趋势,但不同月份间叶片磷含量差异极显著(P<0.01);各处理组的叶片磷含量平均值均高于CK_B,且混菌处理组总体上高于单菌处理组。方差分析结果表明:不同解磷菌和不同菌液浓度对幼苗总干质量的影响效应均有显著差异;二者对幼苗氮含量有极显著或显著影响,但二者的交互作用对幼苗氮含量无显著影响(P>0.05);不同解磷菌、不同菌液浓度及二者间的交互作用对幼苗钾含量均有极显著影响;不同解磷菌、不同菌液浓度、不同时间及三者间的交互作用对叶片磷含量均有极显著影响。多重比较结果表明:P19-YP17、P7-YP17和P7-P19处理对幼苗氮含量和叶片磷含量平均值的提升作用明显,YP17、P19-YP17和P7-P19处理对幼苗总干质量平均值的提升作用明显,不同解磷菌对幼苗钾含量平均值无显著提升作用;不同菌液浓度下幼苗的总干质量、氮和钾含量以及叶片磷含量的平均值总体上显著高于CK_B,其中,中浓度(2×10~6CFU·mL(-1))和低浓度(1×10~6CFU·mL(-1))菌液处理对叶片磷含量以及幼苗氮和钾含量平均值的提升作用明显。综合分析结果显示:P19-YP17、P7-YP17和P19-YP17解磷菌混合处理对巨尾桉幼苗生长有明显的促进作用,可作为混合解磷菌剂加以进一步开发研究。

黄土丘陵区土壤磷有效性与植物适应性研究

【目的】研究黄土丘陵区不同植被类型下土壤磷素有效性、植物叶片磷含量及土壤-植物磷素营养关系,以期揭示植被恢复对土壤磷素的影响,明确植物群落对土壤磷素环境的适应性。【方法】以农地为对照,采集了黄土丘陵区125块样地中不同植物(包括草本植物茵陈蒿、长芒草、铁杆蒿及人工林柠条、沙棘、刺槐)的叶片及其生长的土地表层(0～20cm)的土壤样品,测定了土壤全磷、有效磷、pH和叶片磷含量,分析了土壤与植物磷素营养特征以及土壤有效磷与叶片磷含量、土壤pH之间的相关性。【结果】研究区土壤有效磷含量极低(1.54mg/kg),全磷含量较高。不同植被类型下土壤全磷含量差异不显著,但土壤有效磷含量差异显著,土壤有效磷含量由大到小依次为农地>茵陈蒿>沙棘、刺槐、柠条>长芒草、铁杆蒿,土壤pH在不同植被类型样地间差异不明显;不同植被类型叶片磷平均含量为1.43mg/g,其中茵陈蒿和沙棘叶片磷含量较高,与其他植物差异显著(P<0.05);不同植被类型(除沙棘外)样地土壤有效磷与叶片磷含量间相关性不显著。【结论】黄土丘陵区土壤有效磷含量和植物叶片磷含量均低于全球平均水平,且叶片磷含量与土壤有效磷含量之间无显著相关性;随着植被的恢复,土壤有效磷占全磷含量的比例升高,土壤磷素营养状况逐步得到改善,且人工林植被对土壤有效磷的改善作用优于退耕自然恢复草本植被;不同种类植物叶片磷含量不会随着土壤有效磷含量的变化发生较大的变动,人工林植被对土壤有效磷的需求高于退耕自然恢复的草本植被,在黄土丘陵区人工加速植被恢复过程中,可对人工林地适当增施磷肥。

海南岛热带山地雨林演替后期幼树的叶片特征

植物的生理生态特征决定了植物在生态系统中的分布模式和物种的丰度。本文在开展样地调查的基础上,应用Li-6400光合测定系统研究了海南岛热带山地雨林原始林3个层次的6个优势种与9个伴生种幼树的光合作用参数,并测定了相应叶片的比叶面积(SLA)和氮、磷含量。15个种的SLA为38.2~143.7 cm^2·g^(-1)、单位面积最大光合速率(A-area)为2.77~7.61μmol·m^(-2)·s^(-1)、单位干重最大光合速率(A-mass)为21.2~83.4μmol·kg^(-1)·s^(-1),单位面积暗呼吸速率(Rd-area)为0.02~1.15μmol·m^(-2)·s^(-1)、单位干重暗呼吸速率(Rd-mass)为0.19~12.61μmol·kg^(-1)·s^(-1),光补偿点(LCP)为2.5~32.2μmol·m^(-2)·s^(-1),表观量子效率(Ф)为0.006 6~0.042 8μmol·μmol^(-1)photon,叶片氮(LN)含量为7.98~23.63 mg·g^(-1),叶片磷(LP)含量为3.98~13.40 mg·g^(-1)。中上层种的幼树具有较高的比叶面积、单位干重最大光合速率和表观量子效率;上层种的暗呼吸速率最低;幼树叶片的氮、磷含量随物种成树所在层次升高而减少,次序为下层种>中层种>上层种,但差异均不显著(P>0.05)。优势种和伴生种的光响应参数与SLA存在相关关系。伴生种的LN与SLA正相关(P<0.01),LP与SLA负相关(P<0.05);优势种的LN、LP与SLA不相关(P>0.05)。

热带山地雨林3个演替阶段幼树叶片特征比较

在海南岛热带山地雨林的演替早期、中期和后期样地共选择30个物种,应用Li-6400光合测定系统测量其光合作用的光响应曲线。计算得出最大光合速率(Amax)、光补偿点(LCP)、表观量子效率(Ф)和暗呼吸速率(Rd)。并测量叶片的比叶面积(SLA)、氮(LN)和磷(LP)含量。结果表明:随着演替进行,最大光合速率(单位面积或单位重量)逐渐下降,次序为演替早期>演替中期>演替后期,但差异不显著(P>0.05);暗呼吸速率(单位面积或单位重量)和表观量子效率逐渐升高,差异也不显著(P>0.05);叶片的比叶面积、叶片氮含量和叶片磷含量都逐渐升高。3个演替阶段共有物种:子楝树(Decaspermum gracilentum)和鱼骨木(Canthium dicoccum)的单位干重最大光合速率、单位干重暗呼吸速率、比叶面积和叶片氮含量随演替进行而逐渐升高,次序为演替早期<演替中期<演替后期。整体上,单位干重最大光合速率和单位干重暗呼吸速率与比叶面积显著正相关(P<0.01);单位干重暗呼吸速率和光补偿点与叶片氮含量显著正相关(P<0.01)。在演替过程中,植物表现出了共同的形态反应,但子楝树和鱼骨木显示出不同的适应策略。

云杉幼苗叶片N,P计量学特征的时空变异

云杉是华北山地寒温性针叶林主要组成树种之一。在关帝山林区沿海拔梯度选择样地,调查采集云杉更新苗,以化学计量学方法研究云杉幼苗叶片N,P计量学特征的时空变异。结果表明,在相同海拔梯度下,云杉幼苗叶片N,P的含量随着苗龄的增加而升高,N∶P则降低;相同苗龄的云杉幼苗N,P的含量随着海拔的升高而升高,N∶P则降低;叶片N含量与叶片P含量呈显著正相关,叶片N∶P与叶片N,P含量呈显著负相关(P<0.01);叶片N,P含量与海拔、苗龄、土壤呈显著正相关(P<0.01);而叶片N∶P与海拔、土壤没有显著相关性,与苗龄呈显著负相关。

武夷山不同海拔梯度黄山松叶片养分含量及其再吸收效率

氮、磷在植物的生长和代谢过程中具有关键作用,是陆地生态系统生产力的主要限制因素。植物克服氮、磷元素对生长限制的一个重要策略就是从凋落前的凋落叶中进行养分再吸收。选取武夷山国家自然保护区不同海拔黄山松的成熟叶与凋落叶,测定其C、N、P含量,分析N/P及N、P养分再吸收效率随海拔梯度的变化特征。结果显示:(1)黄山松成熟叶全氮、全磷含量变化范围分别是14.94~21.45 mg·g^(-1)与0.86~1.51 mg·g^(-1),凋落叶全氮、全磷含量变化范围分别是4.73~7.17 mg·g^(-1)与0.16~0.30 mg·g^(-1);(2)成熟叶片N/P随海拔升高而显著降低,凋落叶片N/P则随海拔升高呈指数递增趋势;(3)成熟叶N/P与土壤N/P显著正相关,而凋落叶N/P则随土壤N/P的升高指数降低;(4)叶片N、P再吸收效率随海拔升高呈先降低后升高的趋势,且各海拔叶片P再吸收效率显著大于N再吸收效率。表明黄山松具有较高的N、P元素的再吸收效率,而且相对于N、P元素是该区域黄山松养分循环的关键因素。

基于地理种源的刨花楠苗木比叶面积与叶片化学计量学关系

探讨植物比叶面积(SLA)与叶片碳(C)、氮(N)、磷(P)化学计量学关系,能够反映植物为获取最大光合生产所采取的内部调控机制,共同体现植物的适应策略。利用生长于同一土壤与气候环境中培育的刨花楠(Machilus pauhoi)1年生苗木,对其SLA与叶片C、N、P含量进行测定,并对SLA与叶片C、N、P化学计量学特征及其与种源地环境因子的关系进行分析。结果表明:(1)叶片养分含量的变异系数大小排序为C<N<P;SLA与叶片N、P含量呈显著的正相关,与叶片C∶N及C∶P呈极显著的负相关。(2)SLA与经度、年均温、年降水量呈显著负相关;叶片C、N、P含量也受种源地环境因子影响,其中以海拔最为重要。研究结果有助于理解刨花楠苗木的生存适应对策,对探究刨花楠对养分的资源利用效率等具有重要意义。

黄土高原纬度梯度下草本植物生物量的变化及其氮、磷化学计量学特征

【目的】植物生物量可以表征植物的生长状况和自然环境的变化动向,化学计量学特征能够反映植物养分含量及养分利用策略,本研究以草本植物生物量和草本植物叶片化学计量学特征为研究对象,探讨黄土高原地区草本植物生物量及其叶片氮、磷化学计量学特征沿纬度梯度的变化规律,为预测黄土高原植物的生长发育前景、生态系统的土壤养分状况、植物营养元素的限制情况提供参考依据。【方法】以陕西省延安市的富县、甘泉县、安塞县和榆林市的靖边县、横山县和榆阳区为研究区域,测定黄土高原地区草本植物生物量和草本植物叶片氮(N)、磷(P)含量,比较不同纬度梯度下不同植被带的草本植物生物量的大小;利用方差分析将本研究中黄土高原地区草本植物叶片氮、磷含量以及N/P与全球、中国尺度等其他研究结果进行比较,分析黄土高原植物生长中的主要限制元素;利用回归分析阐明不同纬度梯度下草本植物生物量的变化规律及其叶片氮、磷的化学计量学特征。【结果】1)在35.95°38.36°N的纬度范围内,黄土高原不同植被带草本植物生物量的变化范围为9.10 27.59 g/m2,算术平均值为19.45 g/m2,变异系数为30.3%。4个不同植被带草本植物生物量的大小顺序为草原带>森林-草原带>森林带>草原-荒漠带。且随着纬度的升高,草本植物生物量呈先增加后减少的趋势。2)黄土高原草本植物叶片氮、磷含量和N/P的变化范围分别为18.09 33.17 mg/g、1.07 1.7 mg/g和15.4 21.6;平均值分别为25.79 mg/g、1.37 mg/g和18.71,变异系数分别为17.1%、13.9%和9.94%,其中草本植物叶片氮的变异系数最高,N/P最低。草本植物叶片氮、磷之间存在显著的相关关系,且随着纬度的升高,草本植物叶片氮、磷含量也随之升高,而N/P随纬度的升高变化不明显。3)黄土高原草本植物叶片氮含量(25.79 mg/g)高于全球尺度的平均氮含量(20.09 mg/g),而草本植物叶片磷含量(1.37 mg/g)低于全球尺度的平均磷含量(1.77 mg/g),因此该地区草本植物具有较高的N/P。【结论】黄土高原草本植物生物量与纬度存在一定的相关性,且并不是简单的线性相关,其生物量的变化也与植被带的物种组成有关;黄土高原草本植物叶片氮、磷含量与纬度之间存在显著的正相关关系,而N/P与纬度之间没有显著的相关性。与全球尺度相比,黄土高原地区草本植物生长更易受磷限制。