水磷配施对紫花苜蓿叶片特征及氮磷计量比的影响

灌溉和磷添加是维持紫花苜蓿(Medicago sativa)高产稳产的重要管理措施。本研究通过盆栽试验,设置不同磷添加量(0,64,127和191 mg·kg^(-1))和灌溉量(40%~45%,60%~65%和80%~85%土壤饱和含水量),探究水磷配施对紫花苜蓿叶片特征及叶片氮磷比的影响。结果表明:随灌溉量增加,紫花苜蓿叶宽、叶面积和比叶面积均显著增加(P<0.05),叶片氮磷比由14.23~15.33降低至10.99~13.43;磷添加量对叶面积、叶片氮磷比均有显著影响(P<0.05),且不同茬次对磷添加的响应规律具有分异性;水磷配施极显著影响紫花苜蓿叶片氮磷生态化学计量比(P<0.01)。当土壤饱和含水量为60%~65%的灌溉量和127 mg·kg^(-1)的磷添加量下,能有效改善紫花苜蓿叶片特征,缓解紫花苜蓿受氮限制状态,由受氮磷共同限制转变为仅受氮限制,说明从叶片特征和氮磷化学计量角度,理论上存在最佳水磷配施组合以改善紫花苜蓿生长。

亚热带树种转换对林地土壤碳氮磷计量比的影响

通过分析杉木采伐迹地营造阔叶树种尾巨桉及固氮树种黑木相思后土壤碳氮磷化学计量特征及其与土壤理化性质的相关关系,探讨造林树种转换对林地养分及生态化学计量的影响规律,以期为杉木人工林可持续经营提供理论依据。结果表明:杉木、尾巨桉和黑木相思土壤全碳(TC)、全氮(TN)和全磷(TP)分别为19.28~23.84、1.56~1.87和0.27~0.30 g·kg^-1,各土层TC和TN均表现为尾巨桉和黑木相思较高,在表层(0~10 cm)和下层(20~40 cm)差异显著(P<0.05),表层和下层黑木相思人工林土壤TP显著高于杉木人工林;3种林分土壤C∶N、C∶P和N∶P分别为11.89~13.44、68.31~87.18和5.55~6.38,各土层C∶N和C∶P均表现为尾巨桉>黑木相思>杉木,中层(10~20 cm)土壤N∶P表现为尾巨桉和黑木相思林分显著高于杉木(P<0.05);土壤生态化学计量比与土壤理化性质相关规律明显,土壤C∶N、C∶P和N∶P与土壤TC、TN极显著正相关,与土壤pH值、土壤容重极显著负相关,与土壤最大持水量、非毛管孔隙度显著正相关。因此,在森林经营和森林恢复过程中,应重视如何调整树种组成,阔叶树种桉树和固氮树种黑木相思有助于提高杉木林地土壤TC、TN、TP含量及C∶N、C∶P和N∶P值,有利于人工林退化地养分的良性循环。

施氮对不同龄级油松针叶氮磷化学计量的影响

【目的】探究缺氮地区油松(Pinus tabuliformis)人工林碳、氮、磷生态化学计量特征,及养分在树体内的重吸收、利用效率的变化情况,揭示各指标随油松龄级变化的规律及对梯度氮添加的响应差异。【方法】试验在山西省朔州市金沙滩林场进行,选择Ⅱ~Ⅴ龄级油松人工林,每个林下设置5个施氮梯度:0、5、10、15、20 g/m^(2),分别模拟对照以及低、适宜、中高、高氮水平。在生长盛期(7月),采集表层土壤和当年新生枝条上的成熟针叶样品,测定碳、氮、磷含量,计算化学计量比,分析油松氮、磷重吸收效率(NRE、PRE)、氮磷养分利用效率(NNUE、PNUE)和氮磷内稳态指数(HN、HP)。【结果】土壤全氮含量影响着各龄级油松新生叶全碳(TC)、全氮(TN)含量及碳氮比(C/N)、碳磷比(C/P),峰值或谷值均出现在土壤全氮含量为0.8~1.0 g/kg范围内。各龄级油松新生叶氮磷比(N/P)随龄级升高呈增加趋势,叶片全磷(TP)含量与土壤氮水平呈显著正相关。各龄级油松新生叶NRE随土壤全氮含量增加而下降,NNUE则随土壤全氮含量的增加总体呈上升趋势;PRE较为稳定,但Ⅴ龄级油松PRE随土壤全氮含量的升高变化较为明显;PNUE随土壤全氮含量的增加缓慢减小。各龄级油松内稳态指数(H)拟合效果均达到显著水平(P<0.10),且HN均>4,呈稳定状态,除Ⅴ龄级油松HP值为0.999,处于敏态,其余各龄级HP值多在1.951附近浮动,处于弱稳态。【结论】Ⅱ龄级油松对土壤氮含量的变化反应敏感,而较高林龄的油松磷含量变化更显著。各龄级油松氮内稳态指数均大于4,处于稳态,充足的氮养分可以巩固油松氮的稳定性。Ⅲ、Ⅳ龄级油松调节体内营养再吸收利用的能力较强,氮、磷内稳性均较高,而Ⅱ龄级油松对氮的强吸收能力降低了磷的稳定性,Ⅴ龄级油松对磷的再吸收和利用能力较低,Ⅱ、Ⅴ龄级油松磷内稳态指数呈现弱稳态和敏态。因此,土壤氮素水平变化后,应注意幼龄和老龄级油松的磷素营养。

云南松幼龄林和中龄林针叶非结构性碳水化合物与碳氮磷化学计量特征分析

【目的】了解亚热带地区云南松(Pinus yunnanensis)幼龄林和中龄林针叶非结构性碳水化合物(NSC)及碳(C)、氮(N)、磷(P)含量的四季动态平衡变化,以促进对不同林龄植物养分利用策略的理解。【方法】通过比较云南宜良地区云南松幼龄林(15年)和中龄林(25年)针叶NSC(可溶性糖和淀粉)含量和C、N、P含量的季节变化特征,探讨云南松幼龄林和中龄林针叶NSC含量和C、N、P化学计量特征的差异原因,以及它们之间的相关性。【结果】(1)随四季变化,云南松幼龄林和中龄林针叶可溶性糖、淀粉和NSC含量表现出不同程度的降低,可溶性糖/淀粉值先升后降,在8月最高(幼龄林为1.41,中龄林为1.85),1月最低(幼龄林为0.93,中龄林为0.88)。(2)云南松幼龄林和中龄林针叶C含量8月最低(幼龄林为389.77 g/kg,中龄林为386.10 g/kg),N含量和P含量表现为先下降后上升,且在8月份最低,1月份最高。云南松幼龄林和中龄林针叶C/N、C/P值在8月最高(幼龄林为900.25和2 624.83,中龄林为1 143.65和2 200.80),而N/P值在5月最高(幼龄林为3.38,幼龄林为2.46)。(3)云南松2个林龄林木针叶C、N、P含量与NSC含量之间呈极显著正相关;而C/N、C/P与NSC含量之间表现为极显著负相关关系,N/P与NSC含量间相关性不显著。【结论】云南松幼龄林和中龄林均通过调整其针叶NSC和C、N、P的分配应对四季气候的变化,且2个林龄间分配方式相似。在生长旺盛期(8月),云南松幼龄林和中龄林均通过增加针叶可溶性糖与淀粉之间的转化,来增强云南松针叶的生理活动;但云南松幼龄林和中龄林针叶C、N、P含量变化在生长旺盛期表现出不同的变化规律。

不同连栽代次桉树人工林土壤团聚体碳、氮和磷化学计量特征

为探讨不同连栽代次对桉树(Eucalyptus spp.)人工林土壤团聚体和土壤化学计量特征的影响,以广西第1~3代连栽桉树人工林为研究对象,分析0~20和20~40 cm土层的土壤团聚体分布特征、稳定性及有机碳(SOC)、全氮(TN)和全磷(TP)含量、储量和其化学计量特征。结果表明,不同连栽代次桉树人工林中,>2 mm粒径土壤团聚体质量百分含量均最高,0.25~1和<0.25 mm粒径土壤团聚体SOC、TN和TP含量均较高,>2 mm粒径土壤团聚体SOC、TN和TP储量均最高。在0~20和20~40 cm土层中,随连栽代次增加,>2和>1~2 mm粒径土壤团聚体质量百分含量均降低,0.25~1和<0.25 mm粒径土壤团聚体质量百分含量均升高;土壤团聚体MWD和GMD均降低,D升高;全土和不同粒径土壤团聚体SOC、TN和TP含量均降低,全土SOC、TN和TP储量均降低;>2、>1~2和0.25~1粒径土壤团聚体SOC、TN和TP储量大多呈下降趋势,<0.25 mm粒径土壤团聚体SOC、TN和TP储量均呈上升趋势。桉树人工林土壤C分解和矿化速率较快,土壤P有效性较高,土壤受N限制。RDA和PLS-SEM结果显示,土壤团聚体稳定性特征对土壤团聚体SOC、TN和TP储量的正面影响最大,连栽代次对土壤团聚体SOC、TN和TP储量的负面影响最大。

长期种植紫花苜蓿对复垦土壤碳氮磷养分转化的影响

为研究长期种植紫花苜蓿对复垦土壤质量改善和生物改土的效果,以种植作物地和撂荒地为对照,分析建筑复垦地多年种植紫花苜蓿土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)和全磷(TP)含量的化学计量特征变化。结果表明,长期种植紫花苜蓿显著降低土壤电导率(EC),对表层土壤保水效果较好,显著提升土壤有效养分含量(P<0.05);与作物地和撂荒地相比,苜蓿地土壤SOC和TN含量显著提高(P<0.05),但0~20 cm土壤TP含量显著低于作物地。3种土地利用类型0~20 cm土壤化学计量差异显著,苜蓿地土壤C/N显著低于作物地和撂荒地(P<0.05),而土壤C/P和N/P则表现为苜蓿地显著高于作物地和撂荒地(P<0.05)。种植紫花苜蓿有助于提升土壤有机碳氮活性组分,0~20 cm土层苜蓿地颗粒有机碳(POC)、易氧化有机碳(ROC)和微生物生物量碳(MBC)含量较作物地分别提高88.38%、17.24%和39.16%(P<0.05),苜蓿地颗粒有机氮(PON)、微生物生物量氮(MBN)和酸解有机氮组分含量最高,PON和MBN比作物地显著提高135.29%和17.39%,较撂荒地显著提高207.69%和28.41%。因此,长期种植紫花苜蓿对土壤质量和有机碳氮活性组分均有改善作用,研究结果可为退化土壤修复和复垦土壤生物改土效果提供参考。

野牛草碳氮磷密度分配特征

为探究不同野牛草(Buchloe dactyloides)种质资源在同一种植条件下生物量和碳(Carbon, C)、氮(Nitrogen, N)、磷(Phosphorus, P)元素的分配规律,本研究以40份野牛草种质资源为研究对象,通过分析种植一年的野牛草的生物量和C,N,P含量及密度特征,发现地上生物量和C密度均是地下的两倍左右,地上N,P密度略小于地下部分,这说明野牛草N,P养分优先供应给根系,生物量和C养分优先分配给地上部分。通过因子分析将野牛草C,N,P密度及比值等18个指标浓缩成4个因子,聚类分析将野牛草种质资源分为5类,C,N,P密度及比值特征相近、地理种源相近的种质资源大多被分在同一组,其中HC-16,5-1B,71-10A,7-1C,A,8-1A,53-2A,63-5B,26-3A这9个种质资源在种植条件一致的情况下表现良好,均具有较高的C,N,P含量及较大的生物量,抗逆性较好,适宜应用于多种生境环境推广种植。

土壤氮含量对油松针叶碳氮磷计量特征及氮磷重吸收的影响

为了解土壤氮含量对油松林针叶全碳、全氮、全磷含量和氮磷养分重吸收效率的影响及其随龄级的变化规律,以山西省桑干河杨树丰产林实验局金沙滩林场4个龄级(分别为Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ龄级)油松人工林为研究对象,设置5个施氮水平[CK(0 g·m^(-2)·a^(-1))、N_(1)(5 g·m^(-2)·a^(-1))、N_(2)(10 g·m^(-2)·a^(-1))、N_(3)(15 g·m^(-2)·a^(-1))和N_(4)(20 g·m^(-2)·a^(-1))]的短期氮添加试验。测定了4个龄级对应的5个施氮水平的表层土壤(0~30 cm)氮含量及表层土壤相应的氮含量下成熟针叶和凋落叶全碳、全氮、全磷含量,计算和分析成熟针叶全碳、全氮、全磷含量及其化学计量比,以及相应的氮磷养分重吸收效率。结果表明:各龄级油松针叶全碳、全氮和全磷含量均随土壤氮含量升高表现为先升高后降低的单峰态变化趋势,变化范围分别为509.7~540.5,7.78~12.81和1.97~3.36 g·kg^(-1);碳氮比和碳磷比呈单峰态变化,氮磷比呈直线上升趋势,碳氮比、碳磷比和氮磷比变化范围分别为40.99~65.67、157.06~266.28和2.95~5.12。当土壤氮含量一定时,油松针叶全碳含量随龄级增大而升高,全氮含量在Ⅲ龄级达到最高,全磷含量随龄级增大而降低。计量比除碳氮比外,均随龄级增大而升高。Ⅴ龄级油松针叶氮重吸收效率随着土壤氮含量升高表现较为稳定,其余龄级均表现为持续降低趋势;除Ⅲ龄级的油松针叶磷重吸收效率表现为先升高后降低的变化趋势外,其余龄级均表现为持续升高趋势。油松针叶氮重吸收效率随着龄级的增大表现为升高的趋势,磷重吸收效率随着龄级的增大表现为先降低后升高的趋势。该地区油松人工林生长受氮限制且影响严重,随着土壤氮含量升高和龄级增大,氮限制有所缓解。

返青期休牧对高寒草甸植物品质与碳氮磷化学计量比的影响

为研究返青期休牧对高寒草甸植物营养品质和碳氮磷特性的影响,本研究对三江源区典型高寒草甸进行了不同返青休牧期的野外控制试验。在返青期(5月初—6月末)设置了放牧(CK)和4个休牧期(20 d,30 d,40 d和50 d)的处理,在牧草生长旺季(8月中旬)测定了植物群落的营养品质和碳(Carbon,C)氮(Nitrogen,N)磷(Phosphorus,P)化学计量比。结果表明:与放牧处理相比植物群落的粗蛋白含量在休牧30 d处理下显著增加了25.7%;而植物群落总有机碳、全磷含量以及C∶N比值在休牧50 d最高,总有机碳和全磷含量较对照分别增加了116.26 g·kg^(-1)和2.04 g·kg^(-1)。植物群落N∶P比值和C∶P比值在休牧20 d最高;休牧率与植物群落总有机碳、全氮、全磷含量以及C∶N比值呈极显著正相关关系,与C∶P比值和N∶P比值呈显著负相关关系。因此,返青期休牧可有效地改善高寒草甸植物群落的养分含量。

天然油松叶-枝-根氮磷含量随降水和温度的变化规律

【目的】对油松叶、枝、根的氮、磷含量随水热变化的响应规律进行研究,有助于加深对我国暖温带地区森林植物应对气候变化策略的认识。【方法】本文基于生态化学计量学理论,在我国天然油松林主要分布区选择7个代表性样点,对优势种油松叶、枝、根的氮、磷含量进行定量分析。【结果】(1)油松叶、枝、根器官间氮、磷含量存在显著差异,叶的氮、磷含量均高于枝和根的氮、磷含量,其中当年生叶、当年生枝的氮、磷含量高于多年生叶、多年生枝的氮、磷含量。吸收根氮、磷含量高于次生根氮、磷含量。当年生叶、当年生枝的氮磷比低于多年生叶、多年生枝的氮磷比,次生根氮磷比高于吸收根氮磷比。(2)油松叶、枝、根的氮、磷含量的变异程度存在差异,整体变异系数范围为12.3%~44.4%,其中吸收根磷含量的变异系数最大,多年生叶氮含量的变异系数最小。(3)油松不同器官的氮磷化学计量特征随环境变化的响应存在差异,油松多年生叶氮含量、多年生及当年生枝氮、磷含量随降水量的增加呈显著下降的趋势。多年生及当年生叶磷含量、枝磷含量均随温度的升高呈显著上升的趋势。多年生及当年生叶氮磷比、枝氮磷比随温度的升高呈显著下降的趋势。次生根磷含量随温度的升高呈显著上升的趋势,次生根氮磷比随温度升高呈显著下降的趋势。【结论】降水、温度对我国天然油松林优势物种油松叶、枝、根的氮磷化学计量特征有显著影响,不同器官应对这两个环境因子的响应趋势及适应机制不同。

不同种源白桦树干氮磷化学计量特征的差异

以东北林业大学帽儿山实验林场老山人工林野外重点开放实验站(下简称帽儿山试验地)和辽宁省本溪满族自治县草河口镇辽宁省森林经营研究所实验林场(下简称草河口试验地)2个试验地的13 a种源试验林的9个白桦(Betula platyphylla)种源为研究对象,每个种源选择5株样木;在样木胸径处切割1个5 cm厚圆盘,进行树皮和树干木材样品取样;样品烘干后,用浓H 2SO 4-H 2O 2消煮,采用凯式定氮法测定树干木材和树皮的全氮(N)、采用紫外分光光度计钼锑抗比色法测定树干木材和树皮的全磷(P);应用双因素方差分析法分析种源和试验地对树皮和树干木材N、P化学计量特征的影响、冗余分析法分析种源地环境因子(经度、纬度、年均气温、7月份平均气温、8月份平均气温、6—8月份平均降水量、年均降水量)和生长性状(树高、胸径、地上生物量)对树干N、P化学计量特征的影响。结果表明:树皮和树干木材中N、P质量分数及w(N)∶w(P),受种源和试验地点的影响极显著(P<0.01);9个种源白桦的树皮、树干木材中N、P质量分数和w(N)∶w(P),均表现为帽儿山试验地的高于草河口试验地(P<0.01)。除帽儿山试验地白桦树皮的w(N)∶w(P)外,其他样木树皮和树干木材中N质量分数和w(N)∶w(P),均随种源地相对试验地点纬度的增加而先增加后降低(P<0.01);树皮和树干木材中P质量分数,均随种源地相对试验地点纬度的增加而增加(P<0.01)。种源地气温对树干N、P化学计量特征的影响,高于降水量的影响;树干木材和树皮的N质量分数与种源地降水量、气温呈负相关,树干木材和树皮的P质量分数与种源地降水量、气温呈正相关。因此,种源和试验地环境条件,均会影响白桦的N、P化学计量特征;白桦在种源地的长期适应中,种源地气温对树干N、P化学计量特征的影响高于降水量的影响。

不同地理种源红豆树幼苗叶片功能性状与碳氮磷化学计量分析

为了解地理环境因子对不同种源红豆树Ormosia hosiei的影响及其响应和适应特征,以引种在安徽省黄山市祁门县渣湾采育场红豆树2年生幼苗为研究对象,对9个种源红豆树的叶片功能性状、化学计量指标、种源地环境因子进行综合分析.结果显示:9个地理种源红豆树叶功能性状种源间变异系数为6.88%—32.02%,化学计量种源间变异系数为2.90%—30.84%,叶片碳含量(LC)变异系数最小(3.20%),且种源间差异不显著,说明C元素是红豆树叶片最稳定的元素.9个地理种源红豆树叶形指数(LI)、干物质量(LD⁃MC)、叶片氮(N)、磷(P)及化学计量比差异显著;红豆树生长受到引种地磷(P)元素的限制;种源地的经度、年平均降水和年平均温度等环境因子对其叶功能性状和化学计量具有显著影响,表明红豆树幼苗对地理环境变化具有局部适应.本引种区较适合引种浙江龙泉和四川雅安两个种源地的红豆树.

荒漠草原不同种植年限人工柠条林土壤碳氮磷化学计量特征

以荒漠草原不同林龄(9 a,17 a,27 a)人工柠条林为对象,研究不同土层深度以及柠条灌丛不同部位的土壤有机碳(soil organic carbon,SOC)、全氮(total nitrogen,TN)和全磷(total phosphorus,TP)含量及其生态化学计量特征变化规律.结果表明:不同林龄柠条灌丛各部位SOC和TN含量在垂直剖面上的分布具有统计学上的极显著差异(P<0.01);灌丛各部位SOC、TN含量均随林龄增加逐渐增大,且随土层加深逐渐减小,具有明显的表聚性,灌丛各部位均表现为内部>边缘>外部;随着柠条林龄的增长,灌丛各部位土壤TP含量呈逐渐增加的趋势.随着林龄的增长,灌丛各部位土壤C/N均呈现逐渐降低的趋势;而土壤C/P在灌丛内部和边缘呈现先降低后增加的趋势,而在灌丛外部呈现逐渐增加的趋势;土壤N/P在灌丛内部和外部呈现逐渐增加的趋势,而在灌丛边缘呈现先降低后增加的趋势.随着土层深度的增加,土壤C/N呈逐渐增加的趋势,而C/P和N/P整体上呈先降低后增加的趋势.N/P与TP呈极显著负相关,而与TN和C/P呈极显著正相关.可见,人工柠条林在生长过程中土壤养分呈现明显的表聚性,柠条灌丛出现肥岛效应;由于柠条在生长过程中受到诸多因素的影响,还需加强植被与土壤生态系统N/P化学计量特征,土壤N、P养分限制和植被养分适应特征相互关系的研究.

不同种源刨花楠林下幼苗叶片碳氮磷化学计量特征

【目的】探明不同种源刨花楠林下幼苗叶片C,N,P化学计量特征及其对地理环境变化的响应,以期为探讨刨花楠天然林人促更新技术、开展其人工造林的适宜栽培环境选择提供理论依据与实践参考。【方法】以9个种源地天然刨花楠林下幼苗为研究对象,运用单因素方差法分析各种源地间叶片C,N,P化学计量特征差异,利用Pearson法分析其相关性,结合熵权法和冗余分析法选取代表性的环境因子,基于逐步回归分析法构建叶片化学计量特征与环境因子的拟合模型,并按赤池信息准则选取最佳模型,据此分析环境因子对刨花楠林下幼苗叶片化学计量特征的影响。【结果】不同种源间刨花楠林下幼苗叶片P含量、C∶P和N∶P均差异极显著(P<0.01),但C,N含量和C∶N差异不显著;种源间变异系数表现为P含量> C∶P> N∶P> N含量> C∶N> C含量;叶片N含量均与C,P含量极显著正相关(P<0.01),与C∶N和C∶P则极显著负相关(P<0.01); P含量与C含量显著正相关(P<0.05),与C∶N、C∶P和N∶P则极显著负相关(P<0.01); C∶P与C∶N和N∶P均极显著正相关(P<0.01);影响林下幼苗叶片C,N,P化学计量特征的主要环境因子为经度、年均气温和1月气温;叶片C,N含量分别与经度显著(P<0.05)和极显著(P<0.01)正相关; C∶N与1月气温极显著正相关(P<0.01); P含量与经度和年均气温均极显著正相关(P<0.01),与1月气温极显著负相关(P<0.01); C∶P与经度、年均气温均极显著负相关(P<0.01),与1月气温极显著正相关(P<0.01),2者受经度影响程度均大于年均气温和1月气温; N∶P与经度、年均气温均显著负相关(P<0.05),受经度影响程度大于年均气温。【结论】不同种源间刨花楠林下幼苗叶片C,N,P化学计量特征存在差异,其主要受经度和年均气温影响。在刨花楠天然林人促更新及人工造林的适宜栽培环境选择过程中,考虑不同种源的适应性及种源地环境异质性显得十分关键。

苏北滩涂围垦区土壤碳氮磷含量及其生态化学计量特征

研究目的:分析沿海围垦活动下土壤碳氮磷含量及其生态化学计量特征变化。研究方法:以江苏省东台围垦区为研究区,基于时空替代法进行土壤样品的采集和实验室分析。研究结果:在60年的围垦开发活动影响下,(1)0—100 cm土壤TOC含量由0.764 g/kg升至3.660 g/kg,TN含量从0.152 g/kg增至0.534 g/kg,TP含量由0.739 g/kg降至0.681 g/kg,而0—20 cm土壤中TOC、TN和TP含量分别从0.718 g/kg、0.127 g/kg和0.676 g/kg升至8.083 g/kg、1.052 g/kg和0.865 g/kg;(2)0—100 cm土壤C∶N先升高后降低,总体在6.797左右波动,C∶P由1.041升至5.082,N∶P从0.206增至0.752,0—20 cm土壤C∶N、C∶P和N∶P分别由5.581、1.052和0.188增至7.675、9.440和1.221;(3)不同土地利用方式下土壤TOC和TN含量及C∶N、C∶P和N∶P的总体趋势均为林地>耕地>草地>光滩,土壤深度对TOC、TN和TP含量变化的影响及贡献率高于围垦年限和土地利用方式,围垦年限和土地利用方式对土壤TOC和TN含量产生极显著的高度影响效应,但对TP含量无显著影响。研究结论:人类围垦活动促进滩涂土壤TOC和TN的积累,对TP的影响较小,围垦60年后的土壤碳氮含量仍低于全国和全球的平均水平,土壤有机质供肥状况较差。

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。

河岸带农田不同恢复年限对土壤碳氮磷生态化学计量特征的影响——以温榆河为例

弃耕地撂荒是土壤与植被向自然方向进行的次生演替,研究河岸带土壤撂荒后碳氮磷生态化学计量特征,是恢复和重建由农田干扰导致的退化河岸带生态系统的重要科学基础之一。以河岸带农地为对照,不同撂荒年限(撂荒2年、撂荒8年、撂荒10年)的土壤为研究对象,探索不同撂荒年限对土壤碳、氮、磷含量及相互关系的影响。结果表明:(1)土壤有机碳、氮的含量均呈现撂荒10年>撂荒8年>农田>撂荒2年;土壤中磷含量呈现撂荒10年>撂荒8年>撂荒2年>农田;农田和各撂荒年限的土壤碳、氮、磷含量,均随着土层深度的增加而呈降低的规律,但土壤碳和氮差异的显著性比磷明显。(2)河岸带土壤中C/N、C/P的均值均呈现:撂荒10年>农田>撂荒8年>撂荒2年趋势。N/P的均值呈现:撂荒10年(0.78)>农田(0.77)>撂荒8年(0.77)>撂荒2年(0.67),表明N是本研究区河岸带植被恢复的限制性营养元素。(3)河岸带农田和不同撂荒年限土壤碳、氮含量均存在极显著的耦合线性关系,而碳与磷、氮与磷之间的线性拟合程度相对较低。(4)在农田撂荒演替的初期阶段(2年),土壤的容重没有显著的变化,而随着撂荒时间的增加(8年和10年),土壤容重均有显著的降低,土壤结构得到改善。

盐胁迫对嫁接西瓜幼苗生长及碳、氮、磷、钾化学计量特征的影响

为探究抗枯萎病嫁接西瓜的盐适应性,获得抗枯萎病的耐盐组合,本研究基于1个自根苗京欣二号和2个嫁接苗[(Bj-6×893)+京欣二号]、[(Bj-9×341)+京欣二号],分析盐分胁迫对西瓜幼苗期叶片C、N、P、K含量及其元素计量比特征、光合特性和生物量累积的影响。结果表明:自根苗的根冠比、净光合速率和C∶N显著低于嫁接苗[(Bj-6×893)+京欣二号](9.6%、44.2%和15.5%)和[(Bj-9×341)+京欣二号](21.1%、30.1%和23.0%),而嫁接苗[(Bj-9×341)+京欣二号]的单株生物量、净光合速率、K含量和C∶P分别比嫁接苗[(Bj-6×893)+京欣二号]显著低9.7%、20.2%、70.3%和24.9%。与对照相比,盐胁迫分别使自根苗京欣二号和2个嫁接苗[(Bj-6×893)+京欣二号]、[(Bj-9×341)+京欣二号]的净光合速率显著下降60.3%、45.8%和41.9%,其C∶K显著下降48.2%、35.2%和59.4%,使叶片K含量显著增加44.8%、27.8%和56.8%;嫁接苗[(Bj-6×893)+京欣二号]、[(Bj-9×341)+京欣二号]的水分利用效率(WUE)在盐胁迫下显著提高33.5%和14.3%;盐分胁迫仅使嫁接苗[(Bj-9×341)+京欣二号]的C∶N和C∶P分别显著提高18.7%和15.5%,而对嫁接苗[(Bj-6×893)+京欣二号]影响不显著。基于以上结果和RDA分析表明自根苗京欣二号可能主要通过调节叶片K含量来缓解盐分胁迫,嫁接苗[(Bj-9×341)+京欣二号]和[(Bj-6×893)+京欣二号]可能通过提高叶片K含量和WUE来增强耐盐性,且嫁接苗[(Bj-6×893)+京欣二号]的耐盐性强于[(Bj-9×341)+京欣二号]。

花江峡谷岩生草本植物群落及其氮磷计量特征

花江峡谷是位于喀斯特地区典型的中亚热带干热河谷。选取花江峡谷区域内的岩生草本植物群落为研究对象,研究不同海拔岩生草本植物群落的群落特征、氮磷化学计量特征及两者之间的关系。结果表明:调查区域内共有岩生草本植物16种,有荩草(Arthraxon hispidus)+显子草(Phaenonperma globosum)草本植物群落、荩草草本植物群落、荩草+白茅草(Imperata cylindrica)草本植物群落和白茅+小颖羊茅草(Festuca parvigluma)草本植物群落4种群落类型。各样地的物种相似度与海拔高度表现为正相关,而物种多样性、替代速率、土壤N、P含量和水热因子与海拔高度表现为负相关,生物量呈单峰型的曲线变化趋势,样地2获取的生物量最大。各样地土壤和植物叶片的N、P含量都极低,叶片N/P比值显示大多数植物的生长表现为缺N限制。物种重要值与植物叶片N/P比值表现为极强的正相关关系,与P含量表现为中等程度的负相关关系,而与N含量的相关性较弱。

不同恢复措施对典型草原优势植物碳、氮、磷化学计量特征的影响

生态化学计量学是当前全球变化生态学和生物地球化学循环新的研究热点和焦点.为了研究宁夏典型草原不同恢复措施对优势植物地上部分C、N、P化学计量特征的影响,以不同恢复措施宁夏典型草原为研究对象,对长芒草、阿尔泰狗哇花、冷蒿等优势植物的C、N、P化学计量特征进行研究,结果表明:不同恢复措施对优势植物长芒草地上部分有机C含量影响并不显著(P>0.05),对全N、全P含量有显著影响(P<0.05),表明恢复措施的不同导致优势植物地上部分N、P分配发生变化;不同恢复措施下,菊科植物对N的敏感度小于禾本科植物对N的敏感度,P素对于菊科植物的影响大于禾本科植物;P对植物的限制性显高于N.