鼎湖山季风常绿阔叶林土壤C?N?P生态化学计量特征对长期模拟酸雨的响应

研究模拟酸雨对森林土壤C、N、P生态化学计量特征的影响,对于认识森林生态系统生物地球化学循环如何响应酸雨加剧具有重要意义。以鼎湖山季风常绿阔叶林为研究对象,2009年6月开始进行人工模拟酸雨的野外实验,共设置4个不同处理水平,即CK(喷洒pH=4.5左右的天然湖水)、T1(pH=4.0)、T2(pH=3.5)和T3(pH=3.0);2009年12月—2017年12月(8年实验周期)对模拟酸雨下土壤pH值和土壤C、N、P质量分数及其生态化学计量特征进行了5次测定。结果显示:对照样地表层(0~10 cm)土壤pH值,土壤C、N、P质量分数分别为(3.89±0.01),(31.99±0.37)、(2.25±0.05)和(0.23±0.01)g·kg-1。长期模拟酸雨处理导致表层土壤pH值显著下降(最大降幅达0.22,P<0.05),土壤酸化加剧;同时,表层土壤C质量分数显著增加(最大增幅达14.69%,P<0.05),P质量分数呈一定程度的下降趋势(最大降幅达18.79%),但N质量分数没有显著变化。对照样地表层土壤C?N、C?P和N?P分别为(14.24±0.23)、(141.38±3.35)和(9.91±0.26),由于土壤C、N、P质量分数对酸雨响应的差异导致土壤C?P和N?P显著增加(最大增幅分别达41.31%和27.16%,P<0.05),从而改变了土壤C?N?P生态化学计量特征。模拟酸雨对上述指标的处理效应随着处理时间的延长而逐渐显现,处理间的差异在试验后期才逐渐达到显著水平(P<0.05),且上述各指标在次层(10~20 cm)土壤在不同处理间不存在显著差异。根据研究结果可推测,长期酸雨引起的土壤酸化会改变南亚热带森林土壤C、N、P耦合关系,加剧该区域森林土壤P限制的趋势,降低森林生态系统结构与功能的稳定性。

安溪县山地茶园土壤化学计量特征在不同空间的变化

为布设更加适应茶园开发的水土保持措施,以福建省安溪县采取了良好水土保持措施的山地茶园(已治理茶园)与未采取良好水土保持措施的山地茶园(未治理茶园)土壤为研究对象,利用生态化学计量学方法,分析了不同水平位置和高程下已治理茶园和未治理茶园土壤的N、P含量,以及N∶P化学计量特征。结果表明,从总体来看,已治理茶园土壤中TP平均含量为0.63 g/kg,比未治理茶园土壤中的TP平均含量(0.44 g/kg)高43.2%;未治理茶园与已治理茶园土壤的TN含量均随高程降低呈减少的趋势,已治理茶园土壤TN含量在最大高程(600 m)处出现最大值,显著高于低高程区域;未治理茶园土壤TP含量随高程降低呈减少趋势,而已治理茶园TP含量变化趋势则相反,在最低高程(300m)处出现最大值;在水平位置上,已治理茶园土壤的N∶P值从支毛沟的上游到下游呈显著减少趋势,而未治理茶园土壤的N∶P值则相反,呈显著增加趋势。

生态系统碳氮磷元素的生态化学计量学特征

生态系统元素平衡是当前全球变化生态学和生物地球化学循环的研究热点和焦点。在系统介绍生态化学计量学与碳氮磷元素循环研究进展的基础上,重点从土壤C∶N∶P化学计量比的分布特征、指示作用、对碳固定的影响,以及人类活动对C∶N∶P比的影响等方面探讨了C∶N∶P比在养分限制、生物地球化学循环、森林演替与退化等领域中的应用等问题,并展望了生态系统碳氮磷平衡的元素化学计量学未来研究的发展方向。通过对生态化学计量学理论和方法的研究,可以深入认识植物-凋落物-土壤相互作用的养分调控因素,对于揭示碳氮磷元素之间的相互作用及平衡制约关系,为减缓温室效应提供新思路和理论依据,具有重要的现实意义。