黄帚橐吾不同密度斑块植物、土壤和微生物碳氮磷生态化学计量特征

植物-土壤作为构成生态系统养分循环的连续体,在某种程度上决定了草地生态系统的养分平衡和系统稳定性。碳(C)、氮(N)和磷(P)是生态系统中三种主要的营养元素,它们参与了生态系统的养分循环,在生态系统结构功能维持中起着基础性作用,且生态系统内部的C、N、P循环在植物、土壤和微生物之间相互转换。为了探究黄帚橐吾(Ligularia virgaurea)在扩散过程中对草地生态系统养分循环的影响,以黄帚橐吾微斑块为研究对象,根据斑块密度界定6个密度梯度,分别为D0(0株/m~2)、D1(43株/m~2)、D2(99株/m~2)、D3(163株/m~2)、D4(332株/m~2)和D5(621株/m~2),分析了不同密度斑块的草地植物、土壤和土壤微生物生物量C、N、P含量及其生态化学计量的变化情况。结果表明,随着黄帚橐吾密度的增大,草地植物群落的C含量呈增加趋势,植物N含量略微上升后显著下降,且当黄帚橐吾密度≥160株/m~2时,植物N含量显著降低,植物P含量呈先降低后升高的趋势,C∶N比呈逐渐上升趋势,C∶P比呈先上升后降低趋势,N∶P比呈先上升后降低趋势;土壤C、N、P含量均呈先增加后降低趋势,其中C含量在D2达到最大值,N含量为D1—D4高于D0和D5,但各斑块差异不显著,P含量为D3显著高于其余斑块,C∶N在D5达到最大值,C∶P在D2达到最大值,土壤N∶P呈略微降低后又有所增加,土壤养分主要受N限制;MBC随着黄帚橐吾密度的增加有降低趋势,而MBN和MBP变化均表现为“N”字型,MBN∶MBP呈先增加后降低趋势。通过相关性分析和RDA分析得到,黄帚橐吾密度与植物C、N、MBN以及MBP显著相关,植物C含量和土壤C含量与MBN呈显著正相关,土壤养分与微生物量的关系更为密切。

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。

落叶松人工林生态化学计量特征研究综述

在落叶松人工林稳定性和服务功能下降的背景下,探寻其养分循环特征和限制性营养元素至关重要。生态化学计量学理论关注生态系统的元素平衡和动态变化,并以元素间的比例关系揭示养分供应与林木生长发育间的关系,在森林生态系统中已广泛应用。该文从已有研究入手,总结了落叶松人工林生态化学计量特征、限制性营养元素分析和化学计量特征影响因素等相关研究结果,以期推动生态化学计量学理论在落叶松人工林中的应用,为施肥等生态管理措施的开展提供依据,促进落叶松人工林的持续健康发展。

人工草地土壤碳氮磷含量变化及化学计量特征研究

人工草地建植是治理三江源地区草地退化最有效的方法之一。本研究以三江源地区不同牧草播种的土壤为研究对象,通过分析土壤中关键养分元素的含量及其比例关系,揭示了土壤养分的可获得性碳、氮、磷元素循环和平衡机制。研究结果显示,人工草地土壤有机碳、全氮和全磷含量明显高于退化草地;混播人工草地对土壤养分改善效果优于单播人工草地;进一步的相关性分析表明,土壤C∶N比值受到碳素和氮素限制,土壤C∶P比值受到碳素限制,土壤N∶P比值受到碳素和氮素的限制。综上所述,碳和氮是该地区主要限制养分元素,因此可以适当添加碳氮养分来改善人工草地的土壤质量。研究结果对于三江源地区通过合理牧草混播方式改善土壤质量提供了重要参考依据。

氮添加对燕麦/豌豆间作体系碳氮磷化学计量特征的影响

为分析无机氮肥对燕麦(Avena sativa)/豌豆(Pisum sativum)间作体系主要营养元素吸收的影响,本研究以燕麦和豌豆为试验材料,设置单播、隔行间作、同行混合间作3种种植方式和对照(0 kg·ha^(-1))、低氮(50 kg·ha^(-1))、高氮(200 kg·ha^(-1))3个氮添加水平,探究不同间作种植方式和氮添加水平对燕麦、豌豆茎叶及根系碳(C)、氮(N)和磷(P)含量和C/N、C/P、N/P的影响。结果表明:豌豆和燕麦茎叶、根系碳、氮、磷含量及其化学计量比在不同种植方式和氮添加水平下均表现不同;不同种植方式和氮添加水平下,豌豆和燕麦生长受N和P共同限制;RDA分析表明,间作种植方式和氮添加水平与二者茎叶、根系碳、氮、磷含量及其化学计量比存在正负相关。因此,可通过植物组织养分含量变化特征揭示其养分利用状况,进而为高寒区草地退化修复和畜牧业可持续发展提供理论基础。

猫儿山三种森林类型林下植物叶片与土壤化学计量特征

为探究猫儿山不同森林类型林下植物叶片与土壤化学计量特征,揭示其林下植物适应策略。该文对猫儿山针阔混交林(ZK)、常绿阔叶次生林(CLC)和常绿阔叶林(CL)林下草本层和灌木层主要植物叶片与土壤的化学元素含量进行测定,分析其化学计量特征及其相互之间的内在联系。结果表明:(1)从总体上看,草本层和灌木层植物叶片的C、N含量差异不显著,草本层植物叶片P、K含量极显著高于灌木层,N∶P显著低于灌木层;草本层植物更易受N限制,灌木层植物更易受P限制且其N和P利用效率更高;不同森林类型之间的灌木层植物叶片化学计量差异不显著,草本层植物叶片N含量、C∶N和C∶P差异显著,针阔混交林草本层植物的养分利用效率较高。(2)3种森林类型的土壤C、N含量显示,CL>CLC>ZK且彼此之间差异极显著,针阔混交林土壤的P含量最高而C∶P、N∶P最低。(3)针阔混交林的土壤显著影响林下植物部分叶片化学计量,另外2种森林类型的土壤影响不显著。综上认为,猫儿山不同森林类型的土壤化学计量存在显著或极显著差异,林下不同层次的植物对营养元素的需求以及环境适应策略不同;针阔混交林土壤对林下植物叶片化学计量影响较强,由于有机质分解效率较低导致土壤受N限制,因此应加强针阔混交林的N素管理。该研究结果为森林管理提供了数据支持。

白枪杆幼苗氮、磷、钾含量及化学计量特征对遮阴的响应

【目的】比较不同遮阴条件下白枪杆(Fraxinus malacophylla)幼苗氮(N)、磷(P)、钾(K)含量及化学计量特征对遮阴的响应规律,为白枪杆的林下种植提供科学管理依据。【方法】以1年生白枪杆盆栽苗为材料,设置4种遮阴处理(全光照、25%遮阴、50%遮阴和75%遮阴),持续观察3个月,然后测定白枪杆幼苗苗高与地径、各器官生物量、各器官N、P、K含量,并分析N、P、K化学计量特征等指标。【结果】50%遮阴处理下,叶N含量、茎和叶P含量、根和叶K含量最高;75%遮阴处理下,根和茎N含量最高,且白枪杆幼苗P利用效率最高。白枪杆幼苗叶片的N、P、K分配比例均在75%遮阴处理下达到最大值。随着遮阴程度的增加,白枪杆幼苗各器官内N、P、K积累量均呈先升高后降低的趋势,且均在50%遮阴处理下达到最大值。【结论】本研究条件下,全光照和过度遮阴均会显著影响白枪杆幼苗的生长,而在50%遮阴处理下可以促进白枪杆幼苗的生长及其各器官N、P、K和生物量的积累。可见,白枪杆幼苗具有一定的耐阴性,适宜在50%遮阴环境下生长。

磷添加对青海扁茎早熟禾各器官生物量及生态化学计量特征的影响

磷对植物体内氮代谢和氮效率均有促进作用,添加适量的磷肥有助于提高牧草产量和抗逆性。为探究不同磷添加下牧草不同器官生物量及元素浓度的变化规律,本研究设置7个磷添加梯度(0、30、60、90、120、150、180 kg/hm^(2)),分析了5龄青海扁茎早熟禾各器官(根、茎、叶)生物量的分配、生态化学计量特征及二者的相互关系。结果表明:(1)施磷量的增加能够显著影响青海扁茎早熟禾生物量,呈先增加后降低变化趋势:其中90 kg/hm^(2)施磷水平下地上和地下生物量最高,分别比对照增加73.99%、7.31%;(2)随施磷量增加,青海扁茎早熟禾各器官碳、氮、磷含量呈先增加后降低的变化趋势:其中150 kg/hm^(2)施磷水平下,根系氮和磷含量最高,较对照组增加37.05%和34.63%,而90 kg/hm^(2)水平下,叶片氮和磷含量最高,分别比对照增加11.60%和37.66%;(3)不同器官碳、氮、磷含量存在较大差异:其中,叶片碳、氮含量高于根系,而根系磷含量却高于叶片;(4)各器官生物量与碳、氮、磷含量呈显著正相关性(P<0.05),地上植株生物量(叶片、茎秆)与碳氮比、碳磷比呈极显著负相关性(P<0.01)。由此可见,磷添加能显著调控青海扁茎早熟禾营养元素吸收和平衡能力,适度磷添加(90 kg/hm^(2))对高效利用高龄青海扁茎早熟禾具有重要的生态和生产意义。

晋西黄土区不同密度刺槐人工林叶片-枯落物-土壤化学计量特征

[目的]研究不同林分密度对刺槐人工林叶片、枯落物、土壤C、N、P化学计量特征的影响,为晋西黄土区刺槐人工林的经营管理提供科学参考。[方法]通过野外调查,选择晋西黄土区5种不同密度(500、1000、1500、2000、2500株·hm^(-2))刺槐人工林,测定和分析叶片、枯落物、土壤的养分。用单因素分析法分析密度对三者养分的影响,采用Pearson相关系数,分析刺槐人工林叶片、枯落物、土壤C、N、P及其化学计量比之间的相关性。[结果]随着密度增加,刺槐人工林叶片C、N、P含量先增加后减小,叶片C∶P、N∶P先降低后增加;枯落物的C、C∶N、C∶P、N∶P随着密度先减少后增大,N、P则先增大后减少;土壤C、P、N含量及C∶P、N∶P随密度的增大而降低;C∶N随密度呈先降低后增加的趋势。不同林分密度下,叶片N∶P均大于14,叶片-枯落物-土壤C、N、P及其化学计量比中除了叶片N、C∶N以外,均存在不同的显著差异性(p<0.05)。[结论]不同林分密度下,叶片N∶P均大于14,说明研究区刺槐人工林主要受到P限制;密度在一定程度上影响着刺槐人工林的养分循环及其分配和化学计量特征;在密度为1000~1500株·hm-2的刺槐人工林叶片、枯落物、土壤C、N、P含量最高,养分限制最弱,枯落物分解速率相对较快,为适宜经营密度。

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。

微塑料对亚热带不同富铁程度红壤团聚体稳定性及碳氮磷化学计量特征的影响

【目的】探究微塑料对不同富铁程度红壤结构和碳氮磷化学计量特征的影响,为指导红壤地区土壤质量提升和污染管理提供理论依据。【方法】以亚热带红壤为研究对象,通过室内培养试验添加0、0.1%、1.0%质量的低密度聚乙烯(M_(0)、M_(1)、M_(2))和0、10、20 g/kg质量的铁(Fe_(0)、Fe_(1)、Fe_(2))分别模拟微塑料的污染水平和红壤富铁程度,研究不同富铁条件下微塑料污染红壤的水稳性团聚体分布特征和碳氮磷化学计量特征。【结果】在Fe_(0)条件下,与M_(0)相比,M_(1)的粒径>0.25 mm团聚体含量(WSA)、平均重量直径(MWD)和几何平均直径(GMD)均降低,M_(2)的WSA、MWD、GMD均显著增高;在Fe_(1)条件下,M_(0)、M_(1)和M_(2)三者的团聚体稳定性指标均显示彼此之间没有显著性差异;在Fe_(2)条件下,M_(1)和M_(2)均可显著降低土壤团聚体的WSA、MWD和GMD。对碳氮磷含量及其化学计量特征而言,Fe_(0)条件下M_(1)和M_(2)可显著提高土壤有机碳含量(SOC);Fe_(1)和Fe_(2)条件下微塑料处理对SOC没有显著影响。土壤全氮含量(TN)则为Fe_(0)和Fe_(1)条件下M_(1)和M_(2)均显著降低,但Fe_(2)条件下微塑料处理对TN无显著性影响;土壤全磷含量(TP)均表现为M_(0)>M_(1)>M_(2)。土壤养分变化最终导致所有微塑料处理的C/N、C/P、N/P均显著升高(Fe_(0) M_(1)、Fe_(2) M_(1)和Fe_(2) M_(2)除外)。【结论】不同处理对土壤团聚体稳定性的影响效果不尽相同。在当前原状红壤条件下,低微塑料污染可以降低土壤团聚体的稳定性,高微塑料污染则可以增加土壤团聚体的稳定性。在相对轻富铁红壤条件下,低、高微塑料污染对土壤团聚体稳定性均无显著性影响。在相对高富铁的红壤条件下,低、高微塑料污染均可降低土壤团聚体稳定性。土壤团聚体结构的变化致使土壤的碳氮磷化学计量特征也产生了较明显的差异,总体呈现为微塑料污染可显著提升红壤的C/N、C/P、N/P。

遮阴对连香树幼苗生长和碳氮磷化学计量特征的影响

为探究连香树(Cercidiphyllum japonicum)幼苗的需光特性和对光环境变化的适应性,以及确定其最佳生长光照环境,采用1年生连香树为试验材料,设置遮阴度为80%、65%、50%、35%和0%(全光照)的5种光环境,观测5种遮阴度下连香树幼苗生长、叶片形态、生物量和不同器官碳(C)、氮(N)、磷(P)含量及其化学计量特征的变化。结果表明,连香树幼苗生长、生物量、根系发育、元素含量和积累量及化学计量比均受到外界光照强度的显著影响(P<0.05)。随着遮阴度的增加,苗高、叶长、叶宽、单叶叶面积、叶片含水量和根系形态6个指标均呈现先增加后下降的趋势,地径和比叶面积则逐渐增加,而比叶重减少。遮阴处理的叶长、叶宽、单叶叶面积、叶片含水量和比叶面积均高于全光照,而比叶重则低于全光照。总生物量在65%遮阴下最大,在80%遮阴下最小。遮阴处理的根和叶C含量低于全光照,而茎高于全光照,根、茎和叶的N含量均高于全光照,茎和叶的P含量均低于全光照。随着遮阴度的增加,C积累量逐渐降低,在35%遮阴下达到最大值,N积累量则逐渐增加,在80%遮阴下达到最大值,P积累量则呈现先降低后增加的变化,且在全光照下含量最高。连香树幼苗C∶N和C∶P随遮阴度变大均呈现出先增加后减小的变化趋势,遮阴度为50%下均达最大值。连香树各器官N∶P范围在3.1~12.5,均小于14,说明在不同遮阴条件下连香树幼苗的生长主要受N限制。综上所述,遮阴改变连香树幼苗不同器官的C、N、P含量与分配,进而影响其生长、根系发育和生物量分配。连香树苗期培育可适当进行遮阴,遮阴度在50%左右有助于幼苗生长、生物量、养分含量和积累量的增加,而过度遮阴则会抑制幼苗生长发育。

降水变化和叶龄对油蒿群落植物-土壤化学计量特征与生产力的调控

在掌握典型荒漠植物油蒿化学计量学特征沿随降水量变化的响应特征,并从叶片间的养分协调分配的角度阐明油蒿维持生产力的生物学机制,为气候变化背景下荒漠植被的演变预测提供依据。通过野外降水控制实验的方法,设置6个降水量梯度(减雨70%、减雨50%、减雨30%、自然降水、增雨30%和增雨50%),分别测定不同降水量下油蒿群落生产力及叶片、土壤的化学计量参数。结果表明:1)降水量增加的情况下,油蒿群落土壤TP含量由于淋溶作用而显著降低;降水量减少情况下,油蒿林地土壤SOC、TN、TP含量并未改变。油蒿叶片的SOC、TN含量在降水增加时无显著变化、降水减少时含量增加,降水过多或过少都会降低叶片TP含量。2)不同成熟度的叶片养分元素含量对降水变化具有差异响应。成熟叶片养分含量容易受到环境的影响,幼叶养分元素含量较为稳定,在降水减少的情况下,油蒿优先将C、P分配给了幼叶,选择牺牲成熟叶以维持幼叶的生长。3)油蒿的生产力随降水量的增加而升高,油蒿ANPP在增雨30%处理组达到最大值,但在增雨50%时ANPP降低,这与过量的降水引发土壤养分流失有关。ANPP与幼叶TP含量相关性极显著,与成熟叶各元素含量相关性均不显著,由此可以推测,在降水变化的情境下,油蒿存在养分内在生物学调节机制以实现植株最优生产效率。

贺兰山土壤微生物生物量C、N、P化学计量特征沿海拔梯度的变化规律及其影响因素

土壤微生物生物量作为土壤中活的有机质部分,是评价土壤有机养分循环通量和周期的重要生态指标。探究干旱半干旱山地生态系统土壤微生物生物量C、N、P生态化学计量特征的垂直分异规律及其关键影响因素,可为了解干旱半干旱山地生态系统土壤C、N、P循环过程及调控机制提供参考。本研究以宁夏贺兰山不同海拔6个典型地带性植被类型作为研究对象,分别测定土壤微生物生物量碳(MBC)、微生物生物量氮(MBN)、微生物生物量磷(MBP)含量和土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)含量,并运用单因素方差分析、冗余分析、方差分解分析等分析方法,解析土壤微生物生物量C、N、P生态化学计量特征的垂直分异特征与气候因子和土壤理化因子之间的关系。结果表明:1)土壤微生物生物量C、N、P含量沿海拔变化差异显著(P<0.05),MBC、MBP含量随海拔升高呈现先上升后下降的变化趋势,MBN随海拔升高呈上升趋势,三者均于亚高山灌丛处含量最高,含量分别为1502.08、35.42和127.55 mg·kg^(-1);2)MBC:MBP、MBN:MBP、MBC:MBN均随海拔升高呈现波动变化趋势,MBC:MBP、MBN:MBP在浅山灌丛处有最大值;3)冗余分析与方差分解分析显示,TN、年均温度(MAT)、pH、TN:TP是显著影响土壤微生物生物量C、N、P生态化学计量特征的因子(P<0.05),土壤理化因子较海拔、气候因子对土壤微生物生物量C、N、P生态化学计量特征的影响更大。研究结果表明,土壤理化因子的变化能够引起土壤微生物生物量C、N、P生态化学计量特征的显著变化。

茂兰喀斯特森林林窗内土壤碳氮磷及化学计量特征的影响因素研究

为了解喀斯特森林林窗不同特征下土壤碳氮磷及化学计量特征的影响因子,以评价喀斯特森林林窗内土壤生态系统养分状况,以茂兰喀斯特森林林窗为对象,监测林窗特征(大小、年龄及形成方式),测定林窗内土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)含量,分析林窗特征、地形和光环境等因子对碳氮磷及化学计量特征的影响。结果显示:(1)林窗内土壤碳氮磷及化学计量特征变异为中等程度(0.10~1.00)。林窗年龄对SOC、TN及C︰P和N︰P具有显著差异,而大小和形成方式影响不显著。(2)林窗特征、光环境和地形因子的前两个轴对土壤碳氮磷含量及化学计量特征累积解释分别为75.07%和72.80%。地形因子对土壤碳氮磷的影响较大,而林窗特征对土壤化学计量特征影响较大。研究结果表明:地形和林窗特征都对林窗内土壤碳氮磷及化学计量特征影响强烈。其中林窗年龄是土壤化学计量特征的重要影响因子,可以促进SOC、TN、C︰P、N︰P增加,为研究喀斯特森林恢复和可持续发展提供数据支撑。

攀西地区5个油橄榄品种细根形态特征及碳氮磷化学计量特征研究

探究油橄榄(Olea europaea)细根形态特征和养分分配格局对油橄榄引种栽培生产具有重要意义。通过对攀西地区5个油橄榄品种的细根直径、比表面积、比根长、组织密度等形态参数和碳(C)、氮(N)、磷(P)化学计量特征研究,探讨细根形态和养分含量在不同油橄榄品种细根根序等级间的差异和与土壤理化性质间的关联。研究结果表明:(1)随着根序等级的增加,细根直径、组织密度呈明显的递增趋势,比表面积、比根长则呈现出明显递减趋势;(2)细根C含量、C:N、C:P随根序的增加而逐渐增大,细根N、P含量基本呈现随着根序的增加而降低,除白橄榄外,细根N:P总体呈现随着根序序级增加而增加的趋势;(3)细根C含量与土壤理化特征指标间均无显著相关性;细根N含量与土壤C、P含量间存在显著正相关(p<0.05),与土壤C:N间存在着极显著的正相关(p<0.01);细根P含量与土壤C、P含量及C:N间存在极显著正相关(p<0.01),与土壤N:P间存在显著负相关(p<0.05);细根C:N与土壤C:N呈显著负相关(p<0.05),细根N:P、C:P与土壤理化特征指标间无显著的相关性。

雅鲁藏布大峡谷植物叶片碳氮磷化学计量特征

为了解雅鲁藏布大峡谷区域植物的生态适应性及N、P养分利用特征,该研究在墨脱不同森林植被区选取6个采样点,对每个采样点优势植物进行了植物叶片C、N、P化学计量特征分析。结果表明,研究区植物叶片碳含量均值为452 g kg^(-1),在不同采样点之间差异未达到显著水平,其余指标在部分采样点之间则存在一定的差异;从生活型看,研究区木本植物叶片碳含量要高于草本植物,氮含量差异不显著,磷含量则低于草本植物;在不同采样点之间木本植物叶片碳氮磷含量差异不显著,木本植物碳氮差异也不显著,但草本植物部分采样点之间磷差异达到显著水平;相关性分析显示,植物叶片C与N、C与P相关性均不显著,但N、P相关性达到极显著水平;墨脱常绿阔叶林区植物叶片C含量略低于我国南方其它常绿阔叶林区植物叶片碳含量,氮含量略高于其他区域,但P含量显著高于其他区域的植物叶片P含量,因此C/N,C/P及N/P均较低,N/P的均值为11.4。本研究结果支持植物叶片氮磷在不同生境中均存在明显正相关关系,结合生长速率假说,墨脱常绿阔叶林区的植物生长速率可能远高于我国其他常绿阔叶林区,因此研究区森林生态系统的碳汇以及面对全球N沉降背景下的响应值得进一步研究。

磷肥对马尾松苗木根系及针叶内氮、磷、钾生化计量特征的影响

了解马尾松根系及针叶中的氮(N)、磷(P)、钾(K)生化计量特征,判断其养分的限制性及利用情况,为马尾松苗木培育过程中的施肥管理提供技术支持。采用马尾松苗木的施肥试验,使用的磷肥是钙镁磷肥(P有效率为14%)0、50、100、200 g/株(P1、P2、P3、P4)4个水平。分析磷肥对1年生马尾松苗根系及针叶在不同季节的N、P、K质量分数的影响。结果表明,不同磷肥施用量对马尾松N、P、K及其计量特征影响不显著(P>0.05),不同季节的影响显著(P<0.05)。施肥后次年春季针叶在P2处理下N∶P=17.2,结果大于16,其余处理马尾松根系及针叶均N∶P<14,后期(冬季、次年春季)施磷肥针叶N∶P高于对照。N∶K为2.83~29.30,均大于2.1,P∶K为0.68~3.82,K∶P均小于3.4,P2处理马尾松根系及针叶N∶K小于对照,P3、P4处理针叶N∶K均大于对照。不同处理表现出马尾松生长过程受N、K元素限制,施磷肥后由于磷素质量分数增加而加剧了N、K元素的限制,特别是高质量分数磷肥施用(P3、P4)。研究显示,大量的磷素添加(P3、P4)加剧马尾松生长中N、K元素的限制,马尾松苗培育中N、P、K按照适合比例配合施用更能促进苗木生长,不同器官N、P、K计量特征对马尾松生长的限制性标准仍需进一步研究。

密云水库上游不同造林树种叶片-凋落物-土壤生态化学计量特征

平原生态林作为北京人工林生态系统的重要组成部分,探究其生态化学计量特征是揭示平原造林后森林生态系统物质周转和养分循环等生态功能的关键。本研究以北京市密云水库上游平原生态林区域的刺槐、侧柏、臭椿和白榆4种林分为对象,采用野外取样和室内实验分析相结合的方法,研究4种造林树种叶片-凋落物-土壤的碳(C)、氮(N)和磷(P)生态化学计量特征及其相关性。结果显示:4种树种叶片、凋落物和土壤中C、N和P的含量呈现显著差异,其中白榆的C含量在叶片、凋落物和土壤最高,4种树种鲜叶和凋落叶C︰N︰P化学计量比存在显著差异。4种树种鲜叶C︰N与C︰P均表现为白榆>刺槐>臭椿>侧柏。4种树种凋落叶N︰P表现为刺槐>臭椿>侧柏>白榆,且三者之间存在显著差异性。土壤C︰N,C︰P、 N︰P与SOC和TN含量有非常显著的相关性(P<0.01),说明植物体内的养分需求与土壤的SOC和TN养分供应有一定的关联。该区域刺槐、臭椿、白榆叶片N/P为16~19,说明这3种树种生长可能受P的限制。研究结果表明,在未来北京平原生态林养护管理中,可以通过开展合适的树种混交和提高树种多样性来有效改善养分限制,提高林分养分循环能力,维持林分长期生产力。

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。