科尔沁沙地沙漠化过程中土壤碳氮特征分析

对科尔沁沙地不同沙漠化阶段土壤有机碳、全氮含量、土壤质地以及碳氮密度进行了测定与分析。结果表明,沙漠化过程中不同阶段的特征体现在土壤碳、氮、颗粒组成的有规律变化,土壤碳、氮含量衰减,质地变粗;从潜在沙漠化阶段到严重沙漠化阶段,100 cm深土壤有机碳和全氮含量分别下降91.6%和85.8%,有机碳密度从4 877.9(C)g/m2下降到481.8(C)g/m2,全氮密度从518.0(N)g/m2下降到89.4(N)g/m2;土壤有机碳、全氮与土壤细颗粒组分(<0.1mm)含量之间表现为同增同减性;沙漠化初期有机碳、氮衰减速率要快于沙漠化后期;沙漠化过程中土壤C/N比呈递减趋势,土壤有机碳衰减速率要快于全氮。

6种豆科绿肥植物与苹果树套种对果园土壤碳氮特征的影响

为探明豆科植物与果树套种对山地果园土壤碳氮含量特征的影响,本研究以无芒雀麦(Bromus inermis Leyss)为参比植物,以6种豆科作物[T1:箭筈豌豆(Vicia sativa L.)、T2:大鹁鸽灰豌豆(Pisum Large pigeon L.)、T3:绿豆(Phaseolus radiatus L.)、T4:大豆(Glycine max L.)、T5:白豌豆(Pisum sativum L.)、T6:赤豆(Vigna angularis L.)]为绿肥植物与新建果园苹果树套种,采用15 N自然丰度法与凯氏定氮等方法检测植物当季固氮量及土壤碳氮含量。结果表明:6种绿肥植物当季固氮量在20.22 g·cm^(-2)~39.14 g·cm^(-2)之间,以T5最高;半年后,豆科植物根系土壤总氮含量以T4最高,为对照的155.48%,碱解氮以T2最高,为44.29 mg·Kg^(-1),微生物量氮增幅为7.66%~38.74%之间;土壤总有机碳含量以T5最高,为22.66 g·Kg^(-1),活性有机碳以T4最高、T6最低,分别为3.04 g·Kg^(-1)和2.39 g·Kg^(-1),非活性有机碳以T5最高,为对照的1.15倍,可溶性有机碳以T4最高,为0.58 g·Kg^(-1),土壤微生物量碳与总有机碳、活性有机碳含量间呈正相关关系。主成分权重分析显示,6种豆科植物与苹果树套种对果园土壤碳氮含量特征的影响作用效果大小排序为T2>T4>T3>T5>T6>T1。

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。

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。

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。

河西灌区蔬菜地轮作紫花苜蓿的施氮效应及土壤碳氮特征

合理的土地利用模式可改善土壤碳、氮平衡。为了探究河西灌区连作蔬菜地轮作紫花苜蓿施氮对土壤碳氮特征和紫花苜蓿生产性能的影响,本研究以永昌县种植7年娃娃菜后,轮作5年紫花苜蓿的土地为对象,设5个施氮水平(0、51.75、103.5、155.25、207 kg·hm^(-2)),对土壤碳、氮含量、土壤酶、土壤微生物生物量碳、氮以及紫花苜蓿产量和氮积累量进行研究。结果表明:轮作紫花苜蓿后,土壤养分得到改善,土壤酶活性和微生物生物量碳、氮增加,其中有机碳含量比轮作紫花苜蓿前提高2.0%。适宜水平的施氮量可以有效提高土壤脲酶、蔗糖酶活性和土壤微生物生物量碳、氮,尤其对0~40 cm土壤的提高效果最明显,还可以显著提高紫花苜蓿产量和氮素积累量;当施氮量为103.5 kg·hm^(-2)时,紫花苜蓿土壤碳、氮含量提高最明显,苜蓿产量和氮素积累量也最高。综上,连作蔬菜地后茬轮作紫花苜蓿不仅可以改善土壤质量,还可以进行牧草生产。综合施氮对土壤碳、氮特征和紫花苜蓿生产性能的影响效果,施氮量为103.5 kg·hm^(-2)既能改善土壤质量,提高土壤肥力和土地生产力,又能保证紫花苜蓿的高产优质生产。

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.

稻鸭种养生态系统的碳氮效应及其循环特征

稻田生态系统是陆地生态系统的重要组成部分,其碳氮吸收转化对全球碳氮循环具有不可忽视的作用。稻鸭种养生态系统由于鸭在稻田营养和时空生态位的添加,使稻田生态系统的碳氮循环更趋于复杂化、稳定性和可控性。在概述稻鸭种养生态系统碳氮循环特征的基础上,阐明稻鸭种养生态系统的固碳效益和氮素利用效率,对稻鸭共作生态系统的碳氮代谢及高效利用前景进行展望。

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。

高浓度CO_2对红松幼苗及土壤碳氮特征的影响

为探知红松苗对未来大气CO_2浓度的碳、氮响应策略,系统了解不同CO_2浓度下红松幼苗及其土壤碳、氮特征,采用生长箱培养法,分别研究了350、700μmol/mol CO_2浓度下红松幼苗主要器官碳、氮浓度与积累(吸收)量变化,并分析其培养土壤的碳、氮含量。结果表明:与低浓度CO_2处理相比,高浓度CO_2处理并未对红松幼苗根、茎及叶的碳浓度产生显著影响,但导致叶碳积累量显著增加3763%;高浓度CO_2培养导致红松幼苗根、茎、叶氮浓度显著降低,茎氮吸收量显著下降27.45%,根、茎、叶的碳氮比升高,土壤溶解性有机碳含量显著增加2882%,总有机碳、微生物量碳、全氮、微生物量氮及水解性氮含量均未发生显著变化,碳氮比增加。总体上,3年生的红松幼苗氮浓度、碳氮比、叶碳积累量及土壤溶解性有机碳对CO_2升高响应迅速。

陆地棉棉铃对位叶碳氮变化特征与其生物量关系的研究

在大田栽培条件下,选用科棉1号和美棉33B两个棉花品种,于江苏南京、徐州进行施氮量(0、240、480kg.hm-2)试验,研究棉铃对位叶碳氮变化特征与棉铃(棉子、纤维)生物量的关系。结果表明:棉铃对位叶全碳、全氮含量变化可用函数Y=at2+bt+c〔Y(%):全碳或全氮含量,t(d):铃龄,a、b、c:参数〕拟合,碳氮比变化可用Logistic方程拟合。进一步分析棉铃对位叶碳氮变化的特征值发现:(1)棉铃对位叶全碳含量达到最小值的时间早、最小含量值高,则可提高棉铃、棉子、纤维生物量快速累积持续期间的平均速率,但缩短了棉铃和纤维生物量快速累积持续期,延长了棉子生物量快速累积持续期。(2)棉铃对位叶全氮含量达到最小值的时间晚,则可延长棉铃和纤维生物量快速累积持续期;全氮最小含量值高,则可延长棉子生物量快速累积持续期。(3)棉铃对位叶碳氮比快速增长持续期长、快速增长平均速率小,则可延长棉铃及纤维生物量快速累积持续期。可见,棉铃对位叶碳氮变化特征与棉铃生物量的关系密切,可通过调控棉铃对位叶碳氮含量及其比值促进棉铃发育。

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.

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]。

荒漠草原典型群落植物叶片-土壤-微生物碳、氮特征及相互关系

以宁夏荒漠草原面积较大的4个典型草本群落(牛枝子群落、短花针茅群落、赖草群落和白草群落)为研究对象,测定植物群落叶片、土壤和微生物的碳、氮含量,探究宁夏荒漠草原植物、土壤和微生物碳氮特征及其相互关系。结果表明:(1)短花针茅群落叶片碳含量最高,显著高于白草群落(P<0.05);短花针茅群落叶片氮含量最低,显著低于其他群落(P<0.05);叶片碳氮比以短花针茅群落最高(P<0.05)。(2)在0~15 cm土层牛枝子群落土壤碳和氮含量显著高于赖草群落和白草群落(P<0.05),在0~5 cm和15~40 cm土层牛枝子群落土壤碳氮比显著高于其他群落(P<0.05)。(3)在0~15 cm土层白草群落微生物生物量碳含量最高,牛枝子群落微生物生物量氮含量最低(P<0.05),在0~5 cm和15~40 cm土层短花针茅群落土壤微生物量碳氮比显著高于赖草群落和牛枝子群落(P<0.05);不同植物群落微生物生物量碳、微生物生物量氮和微生物熵均随土层加深呈下降趋势,具有“聚表效应”。(4)荒漠草原植物群落叶片碳与土壤碳含量显著正相关(P<0.05),土壤碳、氮之间极显著正相关(P<0.01),植物叶片、土壤和微生物在碳氮比率方面相关不显著。综上可得,在宁夏荒漠草原牛枝子群落在土壤碳、氮方面具有一定优势,植物与土壤在碳元素方面存在较强的依存关系,且土壤碳、氮在草原恢复过程中具有较强的相互作用,但植物与微生物间关系尚不明确。

两种绿肥腐解及其碳氮养分释放动态特征

为探究长武怀豆和黑麦草两种绿肥在黄土旱塬区农田土壤中的腐解状况,应用尼龙网袋法研究了在不同氮肥条件下两种绿肥翻埋后的腐解规律碳、氮养分释放特征及其对土壤耕层有机碳、全氮影响。试验设计施氮区长武怀豆(N1B)、施氮区黑麦草(N1R)、施氮区裸地(N1CK)、不施氮区长武怀豆(N0B)、不施氮区黑麦草(N0R)、不施氮区裸地(N0CK)共6个处理。结果表明:0—105天是长武怀豆、黑麦草腐解的快速上升时期,105—238天进入缓慢腐解阶段,238—281天为中低速增长时期,试验结束时(281天)N1B、N0B、N1R、N0R的累积腐解率分别达到83.84%、82.64%、81.91%和81.04%。绿肥碳、氮均在翻埋后快速释放,其中碳在33天累积释放率达70.04%—74.13%,而氮在前15天释放较快,累积释放率为49.50%—60.04%。在0—20 cm土层各处理间土壤有机碳含量无显著差异,但翻埋绿肥显著提高了土壤全氮含量:与裸地对照相比,翻压长武怀豆能使土壤0—20 cm土层氮含量提高40.57%—41.51%;而翻压黑麦草可提高18.87%—19.81%。农田施肥管理能在腐解前期加快绿肥腐解及氮释放速率,却不影响土壤氮累积。长武怀豆更适合作为该地区土壤培肥夏闲绿肥的选择。

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。

稻改设施有机蔬菜土壤碳氮磷含量与生态化学计量特征研究

为探讨稻田改为设施蔬菜地后长期施用有机肥对土壤养分均衡供应的影响,于2021年收获后采集南京市郊区种植历史为13和18年的露天有机菜地土壤和设施有机菜地耕层(0~15 cm)和犁底层(15~30 cm)土壤,同时采集毗邻稻田作为基准,空间替代时间,对土壤理化性质、养分特性和碳氮磷化学计量特征变化规律进行分析。结果表明,稻田转为设施有机菜地后,除碳库活度指数(AI)外,土壤溶解有机碳(DOC)、活性有机碳(AOC)、碳库指数(CPI)、碳库管理指数(CPMI)均呈“∧”形的先升后降趋势。各处理间耕层土壤MBC无显著差异。设施有机菜地的土壤氮磷钾累积量、碳氮比、碳磷比和氮磷比均显著高于露天有机菜地土壤。18年设施有机菜地耕层土壤碳氮比、碳磷比和氮磷比分别较露天菜地高7.32%、23.22%和18.57%,犁底层差异不显著。相关分析表明,不同活性有机碳组分与养分计量比间的关系强度存在差异,其中土壤碳氮比受有机碳总量的影响较大,土壤氮磷比受活性有机碳组分的作用更显著,土壤碳磷比同时受到土壤有机碳质量、数量、碳库管理指数的综合影响。研究表明,长期施用有机肥对土壤养分累积的改善作用受时间限制,且在养分平衡供应的调控效果较弱。

五台山亚高山-高山草甸群落多样性和碳氮磷化学计量特征

为了探究连续海拔梯度上亚高山-高山草甸群落多样性、碳氮磷化学计量特征及其环境适应策略,以五台山南坡自然分布的亚高山-高山草甸群落为研究对象,沿海拔梯度(2201~3011 m)设置9个样地,采用相关性分析、偏冗余分析(pRDA)的方法,分析亚高山-高山草甸群落多样性和碳氮磷化学计量特征及其与环境因子的关系.结果表明:在五台山南坡2201~3011 m海拔范围内,亚高山-高山草甸群落的Patrick指数、Shannon-Wiener指数、Simpson指数、Pielou指数平均值分别为11、2.15、0.87、0.93.随着海拔的升高,Patrick指数、Shannon-Wiener指数、Simpson指数均呈显著下降趋势,而Pielou指数变化不显著.群落TC、TN、TP含量平均值分别为461.19、23.32、1.96 mg/g,C∶N、C∶P和N∶P平均值分别为19.99、242.17、12.10.与全球尺度和草地生态系统区域尺度的研究相比,该区域草甸群落具有相对稳定的TC含量,以及TN、TP含量高和N∶P低的特点,群落水平下相对较低的N∶P(<14)说明草甸群落植物生长更倾向于受氮元素的限制.随着海拔升高,群落TC含量、C∶N、C∶P沿海拔梯度均呈显著上升趋势,而群落TN、TP含量均呈显著下降趋势,群落N∶P变化不显著.在海拔梯度上,群落碳氮磷化学计量特征存在差异性,在一定程度上说明了草甸群落对海拔生境的不同适应策略.偏冗余分析结果表明,环境因子(海拔和土壤因子)分别解释了亚高山-高山草甸群落多样性和碳氮磷化学计量特征总变化的70.8%和67.8%,海拔因子的解释贡献率大于土壤因子.研究显示,海拔和土壤因子对五台山亚高山-高山草甸群落多样性和碳氮磷化学计量变化特征存在显著影响,其中海拔因子的影响尤为突出.

淋溶过程对亚高山针叶林土壤碳、氮海拔分布特征的影响

为揭示淋溶过程在山地养分循环中的重要作用,研究了贡嘎山东坡海拔2600~3200 m针叶林土壤碳(C)、氮(N)的海拔分布特征,分析了不同海拔4个样点的针叶林土壤C、N含量及碳氮比(C/N),并结合其他土壤物理、化学和生物指标探讨了淋溶过程对土壤C、N海拔分布特征的影响。结果显示:分解强烈的凋落物层(O H层)的C、N含量和碳氮比(C/N)随海拔升高有降低趋势。由于凋落物碳(C lit)含量分别与O H层C、N含量显著正相关(P<0.05),因此,O H层C、N海拔分布特征主要由C lit输入量控制。与O H层相比,矿质土层(A、B和C层)中C、N含量及C/N并未发现明显的梯度变化趋势。A层C、N含量在2781 m样点较低,而B和C层C、N含量均在2781 m样点最高。天然降雨中C、N含量明显低于壤中流中C、N含量,展现了淋溶作用对C、N空间分布的影响。上述结果表明,淋溶过程对西南亚高山针叶林土壤C、N空间分布格局具有不可忽略的影响。

施氮量对糜子生物量及碳、氮、磷化学计量特征的影响

研究不同施氮(N)量[0(N0)、90(N90)、150(N150)、210(N210)kg/hm~2]下糜子拔节期、抽穗期、灌浆期、成熟期地上部器官(茎、叶、穗)生物量及碳(C)、N、磷(P)化学计量特征,揭示生物量分配与 C、N、P化学计量特征间的关系,从新视角解释施N量对糜子生长的影响,为糜子高产栽培提供理论依据。结果表明,随施 N 量增加,各生育时期地上部各器官生物量和总生物量先增加后趋于稳定;穗生物量占比先增加后降低,成熟期叶生物量占比先降低后增加,拔节期、灌浆期和成熟期茎生物量占比呈增加趋势。随施 N 量增加,各器官 C 含量无显著变化;茎、叶 N 含量总体上增加,而 P 含量表现为施 N 处理显著低于不施 N 处理;穗 C、N、P 含量相对稳定。随施 N 量增加,成熟期茎 N 积累量占比呈线性增加,而 P 积累量占比呈开口向上的抛物线变化;叶 C、N、P 积累量占比呈开口向上的抛物线关系;穗与叶相反。随施 N量增加,总体上,茎 C∶N 下降,叶表现为施 N 处理显著低于不施 N 处理,各生育时期茎、叶和成熟期穗N∶P 增加,穗 C∶N 和 C∶P 无显著变化。随施 N 量增加,产量和收获指数呈开口向下的抛物线变化,成熟期地上部生物量呈线性增加。回归分析表明,茎、叶、穗 N 含量与 P含量均呈正向线性相关,茎 C 含量与N、P 含量呈负向线性相关;各生育时期茎、叶和成熟期穗的生物量均与 N∶P 呈正向线性相关;施 N 80.9kg/hm~2达最大收获指数(36.2%),施 N 172.8 kg/hm~2达最高产量,为 3 164.5 kg/hm~2。综上,施 N 能通过调控C、N、P化学计量特征改变生物量分配策略,进而影响糜子产量。