两种芒萁覆盖度下毛竹林土壤酶活性及生态化学计量特征比较研究

[目的]探究毛竹林下不同盖度芒萁对土壤酶活性及生态化学计量特征的影响。[方法]在亚热带选取低芒萁盖度(PE:7.75%)和高芒萁盖度(DD:63.25%)的毛竹林为研究对象,测定土壤团聚体不同粒径碳(C)、氮(N)、磷(P)含量、参与土壤C、N、P循环的酶活性及其生态化学计量特征(E_(C:N:P))和不同类群微生物量。[结果](1)PE和DD样方土壤β-葡糖苷酶活性和N-乙酰-葡糖苷酶活性无显著差异,与PE样方相比,DD样方显著增加了亮氨酸氨基肽酶、酸性磷酸酶和多酚氧化酶活性,但显著降低了过氧化物酶活性,且这种差异主要在大团聚体和中团聚体。(2)与PE样方团聚体粒径间E_(C:N)和E_(N:P)无差异不同,DD样方微团聚体E_(C:N)显著高于大和中团聚体,而E_(N:P)显著低于大和中团聚体;大和中团聚体E_(C:N:P)在PE和DD样方之间无显著变差异,但DD样方微团聚体的E_(N:P)和E_(C:P)显著低于PE样方。(3)除丛枝菌根真菌和放线菌分别调控PE和DD样方土壤酶活性变异外,土壤全磷含量(TP)也是影响DD样方酶活性变异的主要因子;此外,土壤全氮含量(TN)和TP分别是调控大团聚体和中团聚体土壤酶活性变异的重要因子,且大团聚体土壤酶活性变异亦受到真菌生物量影响。[结论]毛竹林下不同盖度芒萁群落显著改变了土壤团聚体不同粒径参与C、N、P循环的酶活性及其生态化学计量特征,研究区生态系统同时受到C和P的限制作用,但P限制作用更强,且高盖度的芒萁种群加剧了该作用。

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。

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。

不同海拔大叶种有机茶土壤与叶片碳氮磷生态化学计量特征

本试验对普洱市祖祥高山有机茶园有限公司的不同海拔梯度有机茶根际土壤和叶片碳(C)、氮(N)、磷(P)含量及其化学计量比进行了研究,探究了海拔高度对大叶种有机茶树根际土和叶片碳(C)、氮(N)、磷(P)生态化学计量特征的影响,分析了该试验地大叶种茶树生长的限制性因素,为大叶种有机茶园的合理养分管理提供数据支持。结果表明,不同海拔大叶种有机茶叶片的全碳、全氮、全磷含量及叶片C:N、C:P、N:P随海拔的升高有着不同的变化趋势:海拔越高,叶片的C:N和C:P越低,根据对植物营养元素的限制因素叶片N:P的分析可知,有机茶叶片的N:P在四个海拔梯度上都低于14,叶片全碳、全氮、全磷含量及叶片C:N、N:P在不同海拔间无显著差异,但叶片C:P在海拔间差异显著。不同海拔大叶种有机茶根际土壤全碳、全氮、全磷含量及土壤C:N、C:P、N:P随着海拔的升高有不同的变化趋势,海拔越高,土壤的全碳、全氮、全磷含量越高,在不同海拔间差异显著,土壤C:N、C:P、N:P在不同海拔间差异不显著。叶片的C:N、C:P、N:P与土壤的C:N、C:P、N:P多呈显著正相关关系。总之,大叶种有机茶的生长受氮的限制,所以在有机茶园经营管理过程中,要注意养分投入的平衡。

民勤荒漠区不同植物群落土壤微生物生物量碳氮及生态化学计量特征

以甘肃民勤连古城荒漠区5种典型植物群落为对象,测定了土壤微生物生物量碳(MBC)和土壤微生物生物量氮(MBN)及其影响因素,分析土壤MBC、MBN的空间变化特征。结果表明:(1)不同植物群落间,土壤MBC的最大值出现在红砂群落(282.90 mg/kg),土壤MBN最大值出现在膜果麻黄群落(28.27 mg/kg)。(2)不同植物群落间,白刺群落的微生物量熵(qMB)最大,最小值出现在人工梭梭群落,5种植物群落间土壤qMB差异不显著。土壤微生物生物量碳氮比(MBC/MBN)的最大值出现在白刺群落,显著高于膜果麻黄群落和人工梭梭群落。(3)土壤MBC、MBN与生态化学计量之间存在相关关系。其中,土壤MBC与土壤全氮(TN)和有效磷(EP)呈显著正相关(P<0.05),与土壤硝态氮(NO_(3)^(-)-N)和含水率(WC)呈极显著正相关(P<0.01)。土壤MBN与土壤WC显著正相关(P<0.05),与土壤EP和速效钾(AK)呈极显著正相关(P<0.01),与土壤TN、NO_(3)^(-)-N呈正相关,且相关性达到极显著水平(P<0.001)。冗余分析进一步显示,NO_(3)^(-)-N和TN是影响土壤MBC、MBN的主要因子。综上所述,不同植物群落间土壤MBC、MBN不同,以红砂群落和膜果麻黄群落最为显著;土壤TN、EP、土壤NO_(3)^(-)-N和WC是影响土壤MBC的主要因子,土壤WC、土壤EP、AK、土壤TN和NO_(3)^(-)-N是影响土壤MBN的主要因子。

渭北旱塬不同年限撂荒地土壤酶活性及其化学计量变化特征

[目的]探究渭北旱塬区不同年限撂荒地的土壤养分、胞外酶活性及其化学计量的变化特征及影响因素,以期为渭北旱塬区撂荒地的改善与管理提供一定的理论依据。[方法]以渭北旱塬不同年限(5 a, 10 a, 20 a, 25 a和33 a)的撂荒地为研究对象,测定了土壤养分和参与土壤碳(C)、氮(N)和磷(P)循环的5种胞外酶活性,随后利用单因素方差分析、土壤胞外酶化学计量学模型和主坐标分析(PCoA)研究不同撂荒年限下土壤养分和胞外酶活性及其生态化学计量的变化规律及影响因子。[结果]随着撂荒年限的增加,土壤C和N获取酶活性显著减小,而P获取酶活性显著增加;土壤C、N和P含量变化与酶活性变化趋势相反。随撂荒年限延长,土壤微生物的C限制得到缓解,P限制逐渐加强。PCoA拟合环境因子分析结果显示:土壤可溶性有机碳(DOC)、总磷(TP)、速效氮(AN)和速效磷(AP)含量是驱动酶活性及其计量比变化的关键因子。[结论]撂荒对土壤养分状况具有显著改善作用,但随撂荒时间延长(20 a以上)会加剧微生物P限制,因此对经过长年撂荒的土地应当适量施用磷肥,以改善其土壤状况。

两种乔木凋落叶浸提液处理对地毯草土壤酶活性及其化学计量比的影响

乔木搭配人工草坪是园林绿化中常见的植物配置方案,但乔木凋落物可能会影响林下草坪草的生长。为探究两种乔木栾树、樱树凋落物对地毯草草坪的影响,本研究将栾树、樱树凋落叶分别制成10、20、40 g·L^(-1)质量浓度的水浸提液,通过盆栽试验分析两种凋落叶浸提液处理下地毯草根际土壤水解酶活性及其化学计量比的变化,初步探讨林下植被管理对地毯草土壤质量的影响。结果表明:1)在不同质量浓度的栾树凋落叶浸提液处理下,地毯草根际土壤β-1,4-葡萄糖苷酶(BG)、β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶(NAG)、酸性磷酸酶(PHOS)活性均呈先增后减的变化趋势,木糖聚酶(XYL)则呈先减少后增加,最后减少的变化趋势,而在不同质量浓度的樱树凋落叶浸提液处理下,地毯草根际土壤β-1,4-葡萄糖苷酶、β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶、木糖聚酶活性则表现为先减后增的变化规律,酸性磷酸酶随质量浓度的增加呈递减的变化规律;2)相关性分析表明,N、P获取酶活性与土壤有机碳(SOC)含量呈显著正相关,酶C/N、酶C/P与总氮(TN)、总磷(TP)含量呈显著负相关,酶N/P与SOC含量呈显著负相关。矢量模型分析发现凋落物浸提液处理下地毯草根际土壤微生物呈P养分限制特征,樱树凋落叶浸提液处理能缓解微生物C、P限制;3)冗余分析进一步揭示了栾树和樱树凋落叶浸提液处理下地毯草根际土壤SOC、TP含量和土壤C/P、土壤含水量(SWC)、pH是影响土壤酶活性及其化学计量比的主要因子。因此,在人工草坪日常管理中应适时添加栾树、樱树凋落叶,在提高土壤微生物酶活性的同时缓解了地毯草生长中的碳和磷限制。

黄土丘陵区典型土地利用类型土壤-微生物量及其生态化学计量特征

[目的]为探讨黄土丘陵区“上退下推”典型生态治理模式对土壤-微生物量C、N、P及其生态化学计量比的影响。[方法]以宁夏黄土丘陵区典型土地利用类型(人工林地、梯田和川道地)为研究对象,研究土壤-微生物量C、N、P含量对土地利用变化的响应,并分析其生态化学计量比、微生物熵(qMBC、qMBN、qMBP)及化学计量不平衡性(C∶N_(imb)、C∶P_(imb)、N∶P_(imb))之间的关系。[结果](1)3种典型土地利用类型下,人工林地土壤SOC、C∶P、N∶P高于梯田和川道地,而农耕用地(梯田和川道地)土壤TP含量则高于人工林地。(2)土壤微生物量C、N、P的含量分别为51.56~133.19,7.97~21.98,4.63~12.81 mg/kg。其中,土壤微生物量C、N、P均表现为人工林地>梯田>川道地;微生物量C、N、P的比值及C∶N_(imb)、C∶P_(imb)、N∶P_(imb)在各土地利用类型间无显著差异,具有一定的内稳性特征。(3)3种典型土地利用类型对微生物熵具有显著影响,qMBC表现为梯田地>人工林地>川道地,而qMBN和qMBP均表现为人工林地>梯田>川道地。通过RDA和蒙特卡洛置换检验得出,微生物量C∶P(R^(2)=0.75,p<0.01)和C∶P_(imb)(R^(2)=0.74,p<0.01)是影响土壤微生物熵变化的关键因素。[结论]综上所述,“上退下推”典型生态治理模式引起土壤C、P以及微生物量C、N、P含量的显著变化,典型土地利用类型下土壤-微生物量C、N、P及其化学计量比主要受到P元素的影响。

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。

土壤碳氮磷和酶化学计量特征对原始林转换的响应

为了解区域典型农林用地土壤碳、氮、磷、胞外酶生态化学计量特征,采用时空代换法研究湘西北本底一致、土地利用史清晰的常绿阔叶原始林及其转换而来的人工林地、果园、坡耕地和水田0~40 cm土层中有机碳含量、全氮含量、全磷含量、胞外酶活性、计量比值及其与活性碳、氮、磷组分的关系。结果表明,与原始林相比,果园和坡耕地土壤有机碳、全氮、全磷含量的降幅(40%~79%)较高,且深层土壤(20~40 cm)和表土(0~20 cm)的降幅类似,表明原始林转换为果园、坡耕地不利于深层土壤有机碳和养分的保存。果园、坡耕地、水田和原始林土壤碳、氮、磷含量的比值无显著差异。杉木人工林土壤碳、氮、磷含量比值较原始林高60%~124%,说明人工林土壤存在较强的氮、磷素共同限制作用。与原始林相比,土地利用方式转换后,土壤胞外酶活性降低18%~64%;果园和坡耕地表土碳磷获取酶计量比(E_(C/P))也显著降低,而深层土壤E_(C/P)显著升高。土壤中碳含量、氮含量、磷含量、酶活性及其计量比值与活性碳、氮、磷组分含量显著相关。原始林转换导致表土和深层土壤中的碳含量、氮含量、磷含量、胞外酶活性大幅下降,微生物底物有效性降低,表明土壤质量/健康退化。土壤碳、氮、磷含量计量比和酶计量比值对原始林转换的响应较弱,对土壤健康的指示作用有待进一步探索。

荒漠绿洲区土壤生态化学计量特征及驱动因素

通过研究塔里木盆地东北缘绿洲区耕地、园地、林地和裸地中土壤养分元素含量特征,分析了荒漠绿洲区不同土地利用方式对土壤生态化学计量特征的影响,以期为脆弱生态系统土壤质量和功能评价提供参考依据.结果表明:①研究区土壤中TN、SOC含量处于缺乏状态,TP含量处于正常水平,TK含量较为丰富;pH值呈现“西北高、东南低”的分布格局,与其他元素的空间分布格局表现出一定的负相关关系.②TC、SOC、TP、TN含量在耕地中最高,裸地中最低,不同土地利用方式中TK含量差异性不显著.TC、SOC、TN、TP“表聚效应”明显,随土层深度的增加含量减少;pH值随土层深度的增加而增加;TK含量在不同深度变化不明显.③4种土地利用方式中,w(C):w(N)大小依次为裸地>园地>林地>耕地,w(C):w(P)大小依次为园地>林地>裸地>耕地,w(N):w(P)大小依次为园地>耕地>裸地>林地.不同土壤深度上,w(C):w(N)随土层深度的增加而增加,w(N):w(P)随土层深度的增加而减少,w(C):w(P)无明显变化规律.④生态化学计量特征累计方差解释量为91.66%,其中TN对土壤生态化学计量特征的重要性最高,解释量为53.5%.综上,通过提高氮磷复合肥的施用及引种固氮植物等方式,可缓解干旱绿洲区土壤养分元素缺乏的现象.

长期化肥与不同有机物料配施对土壤微生物生态化学计量特征和群落结构的影响

【目的】研究长期化肥与不同有机物料配施对黄泥田土壤养分含量、土壤微生物生物量化学计量特征以及土壤微生物群落结构的影响,探讨微生物群落结构对养分变化的响应特征及其与微生物生物量化学计量变化的关系。【方法】田间试验开始于2011年,种植制度为单季稻。选取不施肥(CK)、单施化肥(NPK)、化肥配施紫云英(NPKGM)、化肥配施牛粪(NPKCM)和化肥配施水稻秸秆(NPKRS)5个处理。2022年水稻收获后采样,测定土壤有机质(SOM)、可溶性有机碳(DOC)、可溶性有机氮(DON)及全氮(TN)、全磷(TP)和有效磷(AP)、无机氮(IN)含量以及微生物生物量碳、氮、磷含量,并计算化学计量比;利用磷脂脂肪酸(PLFA)方法,分析微生物群落结构并计算相应指标。【结果】与NPK处理相比,化肥与紫云英、牛粪、水稻秸秆配施均能提高土壤有机质和养分含量,其中与牛粪配施的提升效果最好,SOM、TN、AP含量分别提高了40.7%、41.6%、108.6%。与CK相比,化肥与不同有机物料配施均显著提高了土壤MBC/MBN,降低了MBC/MBP和MBN/MBP,以配施牛粪处理的MBC/MBP最低。与NPK处理相比,化肥与不同有机物料配施均增加了土壤细菌、真菌、放线菌和总微生物生物量,降低了真菌/细菌(F/B)和革兰氏阳性菌/革兰氏阴性菌(G^(+)/G^(−))。冗余分析表明,土壤TN(P<0.05)是影响土壤微生物群落的最为关键环境因子,其次是土壤TP(P<0.05)。线性回归分析表明,MBC/MBN与DOC/(DON+IN)呈显著负相关,MBC/MBP与DOC/AP、MBN/MBP与(DON+IN)/AP均呈显著正相关。相关性分析表明,微生物生物量化学计量比的变化可能与F/B、G^(+)/G^(−)的值的变化密切相关,说明真菌与细菌、革兰氏阳性菌与革兰氏阴性菌等优势种群发生变化,可以在一定程度上引起微生物生物量化学计量比的变化。【结论】化肥与紫云英、牛粪、秸秆等有机物料配施,不仅可有效提高黄泥田土壤有机质和养分含量,还可改变土壤微生物生物量化学计量特征和微生物群落,其中与低化学计量比的牛粪配施效果最好。F/B、G^(+)/G^(−)的值与土壤微生物生物量化学计量比有相关关系,这种群落结构的重塑可能是黄泥田中土壤微生物响应底物化学计量比变化的有效策略。

氮磷添加对黄土高原小麦土壤养分含量及生态化学计量特征的影响

为探究不同施氮和施磷水平对农田土壤全量养分、速效养分含量及其生态化学计量的影响,分析土壤环境因子和碳、氮、磷含量与全量养分生态化学计量和速效养分生态化学计量相关关系,阐明不同施肥水平对农田土壤养分动态平衡的影响。以黄土高原春小麦农田土壤为研究对象,于2017年布设N、P添加试验,试验处理包括对照(CK)、低氮(LN)、中氮(MN)、高氮(HN)、低磷(LP)、中磷(MP)、高磷(HP)共7个处理。结果表明:(1)氮添加显著增加了土壤氨态氮(NH_(4)^(+)-N)、硝态氮(NO_(3)^(-)-N)含量,磷添加显著降低了土壤NH_(4)^(+)-N、NO_(3)^(-)-N含量(P<0.05);氮、磷养分添加对全氮(TN)含量均无显著影响(P>0.05)。(2)N添加显著增加了土壤C/N、C/P、N/P、C/AP、AN/AP,显著降低了土壤C/AN(P<0.05);P添加显著降低了土壤C/N、C/P、N/P、C/AP、AN/AP,显著增加了土壤C/AN(P<0.05)。(3)土壤C/N和C/AN呈显著负相关关系(P<0.05),C/P和C/AP、N/P和AN/AP呈显著正相关关系。综上,黄土高原地区农田土壤速效养分和速效生态化学计量能够更加灵敏地响应N、P养分添加。

封育对伊犁绢蒿荒漠草地土壤碳氮磷、酶活性及其化学计量特征的影响

明确土壤酶活性及其化学计量特征在封育恢复过程中的变化特征,对揭示土壤养分可利用性随着植被恢复的变化规律及阐明生态系统养分循环机制有重要意义。本研究通过对土壤碳氮磷、酶活性及其化学计量特征的测定,初步分析了封育6年的蒿类荒漠草地对封育措施响应的特征变化。结果表明:1)封育后蒿类荒漠草地0~20 cm土层土壤有机碳、全氮、全磷、C/P、N/P及土壤亮氨酸氨基肽酶、碱性磷酸酶,酶活性C/N均无显著变化,而4月各样地β-1,4-葡萄糖苷酶活性及7月玛纳斯样地β-1,4-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶活性较对照呈增加趋势;2)封育显著增加了7月玛纳斯样地的C/N及4月各样地酶活性C/P,降低了7月玛纳斯样地酶活性N/P值,封育后4月各样地向量长度均显著增加,且各样地封育前后向量长度均大于45°,表明研究区土壤微生物主要受碳和磷的限制;3)冗余分析表明封育后土壤碳氮磷及其计量特征解释了土壤酶活性及化学计量特征、向量特征变异的56.03%,且结构方程模型显示封育后土壤有机碳极显著影响土壤酶活性及其化学计量特征,表明土壤有机碳可能是影响蒿类荒漠草地土壤酶活性及其化学计量特征的主要因子。

青藏高原不同生境沙棘叶片及土壤碳、氮、磷的生态化学计量特征

为掌握青藏高原低温区沙棘(Hippophae Linn)灌丛土壤养分分布格局及其生态化学计量特征,探究沙棘灌丛土壤养分固持能力及土壤养分限制类型。以青藏高原江孜沙棘、西藏沙棘、肋果沙棘和云南沙棘4种典型沙棘为对象,探讨不同类型沙棘叶片及非根土、根围土0<h≤20 cm土层的有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)、全钾(TK)质量分数及其生态化学计量特征。结果表明:4种生境沙棘非根土土壤含水量(SM)、土壤密度(SBD)、地上生物量、地下生物量均大于根围土。青藏高原低温区4种典型生境沙棘非根土及根围土0<h≤20 cm土层养分质量分数均维持在较高水平,非根土养分质量分数大于根围土。低海拔沙棘非根土具有较高的P固持潜力,随海拔高度增加,N元素限制程度逐渐降低。从沙棘叶片生态化学计量特征来看,高海拔地区沙棘(西藏沙棘、肋果沙棘)叶片有利于N、P、K的累积,符合“温度-植物生理假说”。从相关性分析来看,土壤养分之间及植物叶片养分之间相互耦合、相互制约,N、P元素在一定程度影响植物C的同化和土壤C的矿化,反之亦然。通过沙棘非根土和根围土养分质量分数及化学计量特征在不同海拔及土层间的分布状况进行初步判断,青藏高原低温区4种生境沙棘的生长发育均存在不同程度的N元素限制,但随海拔高度增加,N元素限制程度逐渐降低。

祁连山典型植被土壤碳、氮、磷含量及生态化学计量特征的垂直变化

本研究针对祁连山国家公园山体沿海拔(2700~4043 m)自下而上出现的针叶林、草甸化草原、高寒灌丛、高寒草甸、流石滩稀疏植被5种典型植被,研究土壤碳、氮、磷含量及生态化学计量比垂直分异规律,为祁连山国家公园生态系统土壤碳氮磷生物地球化学循环过程提供数据参考和科学依据。结果表明:(1)祁连山山体垂直带上0~40 cm土壤总碳、总氮和总磷含量分别为15.33~83.46 g·kg^(−1)、1.63~7.76 g·kg^(−1)、0.41~0.66 g·kg^(−1)。土壤总碳和总氮含量均表现为针叶林>草甸化草原>高寒灌丛>高寒草甸>流石滩稀疏植被,都是沿着海拔的升高显著降低。土壤全磷含量表现为高寒灌丛显著高于高寒草甸,其余植被间差异不显著。(2)0~40 cm土壤铵态氮、硝态氮、速效磷含量分别为11.01~14.73 mg·kg^(−1)、2.78~12.46 mg·kg^(−1)和4.35~13.57 mg·kg^(−1)。土壤铵态氮含量在各植被类型间差异不显著,土壤硝态氮含量沿着海拔的升高而显著降低,土壤速效磷在流石滩稀疏植被中含量较高。(3)0~40 cm土壤C:N、C:P和N:P含量分别为9.52~10.11、29.89~320.24和3.18~29.63,土壤C:N沿着海拔升高逐渐降低,土壤C:P和N:P在流石滩稀疏植被中显著低于其他植被,潜在指示碳和氮是流石滩限制性养分元素,但相对于碳和氮,流石滩是一个富磷的环境。海拔综合多种环境因子变化,显著影响土壤碳、氮、磷的生物化学过程。

不同土地利用方式下土壤生态化学计量特征

为研究不同土地利用方式下土壤生态化学计量特征,选取贵州省遵义市余庆县水稻种植地(水田)和玉米种植地(旱地)两种土地利用方式的土壤,以及不种植作物的荒地(对照)为研究对象,测定土壤有机碳、全氮及全磷含量并进行差异性分析。结果显示:(1)在不同的土地利用方式下,水田土壤的有机碳和全氮含量最高,全磷含量最低;旱地土壤的全氮含量最低;(2)不同的土地利用方式下,水田土壤的C/N、C/P、N/P均最高,且与荒地、旱地土壤均存在显著性差异;(3)相关性分析表明,全氮随有机碳含量的增加而增加,全磷随着有机碳和全氮的增加而降低;C/N随着全磷的增加而降低,N/P随有机碳的增加而增加。

风沙黄土区排土场不同植被类型下土壤生态化学计量特征

[目的]准确评价风沙黄土区露天矿区排土场不同植被类型下土壤改良效益,并揭示其植被恢复的养分限制性,进而为该区生态重建与环境改善构建高效的植被恢复模式提供理论依据。[方法]选取鄂尔多斯武家塔排土场乔、灌、草3种植被类型的10种恢复模式的土壤为研究对象,以新排土为对照,开展其土壤有机碳、全氮和全磷与其化学计量特征及关系的研究。[结果]风沙黄土区排土场土壤有机碳、全氮、全磷含量变化分别为0.62~18.60 g/kg, 0.09~0.36 g/kg和0.04~0.21 g/kg,其中乔、灌林地的土壤有机碳、全氮养分含量显著高于新排土(p≤0.05),乔木林地的全磷含量显著低于其他3种样地(p≤0.05);在土层垂直剖面,3种植被类型的土壤养分均表现为表层富集性,灌木林地的土壤全氮含量在不同土层均表现最高,乔木林地土壤有机碳平均含量最高,草地的全磷平均含量最多。土壤C/N在不同植被类型间无显著差异(p>0.05),土壤C/P和N/P受植被类型的影响较大,均表现为乔木林地>灌木林地>草地>新排土;在土层垂直剖面,C/N整体呈现增大的变化趋势,N/P先减小后增大的趋势。土壤有机碳与C/N,C/P,N/P均呈极显著正相关关系(p≤0.01);土壤全氮与C/P,N/P呈极显著正相关关系(p≤0.01),土壤全磷则反之。乔木林地土壤N/P较高,植被生长受磷含量的限制;草地、灌木林地土壤N/P较低,植被生长受氮含量的限制。[结论]在植被恢复初期先种植草灌改善土壤表层养分,并适当施加氮肥,随着土壤肥力的提高再逐步种植乔木,配施磷肥以增强复垦效果。

大兴安岭北部主要乔木树种叶片-土壤碳氮磷生态化学计量特征

以大兴安岭北部多年冻土区典型森林群落主要乔木为研究对象,分析叶片和土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)含量及生态化学计量特征,探讨叶片和土壤C、N、P生态化学计量之间的关系,为该地区森林生态系统养分循环研究提供理论依据。结果表明,4种乔木叶片C∶N范围为25.66~47.92,C∶P范围为323.83~603.86,N∶P为10.21~20.59,兴安落叶松叶片C∶P和N∶P均最低,樟子松叶片C∶N和C∶P均最高,白桦C∶N最低,山杨N∶P最高;4种乔木叶片C∶N和C∶P都高于全球植物平均水平,表明这些乔木叶片具有较高的N、P利用效率,同时山杨叶片N∶P>20,其生长主要受P素限制;不同的群落土壤C∶N为13.89~18.46,C∶P为35.43~77.19,N∶P为1.96~5.26,山杨林C∶P和N∶P均为最高,而C∶N最低。白桦林C∶N最高,N∶P最低。樟子松林C∶P最低。冗余分析结果显示,4种乔木叶片C、N、P生态化学计量与土壤之间存在显著相关关系,土壤C、N、P含量及化学计量对乔木固碳及氮磷吸收具有显著影响。由此可见,我国寒温带4种乔木具有较高的N、P利用效率,但山杨生长受到P的限制,叶片C、N、P生态化学计量与土壤生态化学计量显著相关。