不同林龄杉木养分重吸收率及其C∶N∶P化学计量特征

为探究不同林龄杉木成熟叶与衰老叶之间的重吸收率及其C∶N∶P化学计量特征,以8、14、21、46年生杉木为研究对象,测定并计算其鲜叶、凋落叶和表层土壤的养分含量、重吸收率及其C∶N∶P化学计量比。结果表明:1)不同林龄间叶片C、N含量差异显著(P<0.05),叶片、凋落叶P含量差异性均极显著(P<0.01),14年生杉木叶片N含量显著高于其他3个年龄的树木(P<0.05),呈单峰型;2)较高的C∶N、C∶P比是植物对养分较高利用率的体现,杉木鲜叶养分含量均与其重吸收率均呈负相关,N、P利用效率在一定范围随N、P含量的升高而降低;3)本区植物N、P重吸收率分别在33.89%~38.40%和37.49%~46.35%之间,P重吸收率>N,且不同林龄杉木成熟鲜叶N∶P>16,表明该地区杉木的生长可能受到P元素限制。

氮磷供给对荒漠草原土壤和白草C∶N∶P化学计量特征的影响

大气氮(N)沉降增加是全球变化的一个重要方面。长期N沉降增加会提高生态系统N:磷(P)比,导致系统P限制增加以及植物P需求增强。该试验通过对白草(Pennisetum centrasiaticum)设立的N∶P供给(在统一施用N10.0g·m^(-2)·a^(-1)的基础上,通过改变P施用量,形成6个N∶P处理水平)盆栽控制试验,研究了连续2年(2013~2014年)N∶P供给处理对土壤和白草碳(C)∶N∶P化学计量特征的影响,并分析了C∶N∶P化学计量特征对白草生长和养分利用的指示意义。结果显示:(1)降低N∶P供给(提高P施用量)能够显著降低土壤和白草的C∶P和N∶P,缓解白草生长的P受限性,从而促进白草的生物量积累。(2)随着N∶P供给进一步降低,土壤N受限性增加。(3)白草通过提高其枯叶N回收能力,减少对土壤N库的依赖,反映了白草对N受限环境的弹性适应。研究表明,人为适当的添加P能够通过调节土壤和植物C、N、P计量平衡关系,减轻土壤和植物间P的供需压力,从而缓解N添加引起的荒漠草原P受限性增强。该研究结果可为N沉降增加背景下脆弱生态系统的适应性管理提供科学指导。

浙江天童常绿阔叶林、常绿针叶林与落叶阔叶林的C:N:P化学计量特征

以浙江天童常绿阔叶林、常绿针叶林和落叶阔叶林为对象,通过对叶片和凋落物C:N:P比率与N、P重吸收的研究,揭示3种植被类型N、P养分限制和N、P重吸收的内在联系。结果显示:1)叶片C:N:P在常绿阔叶林为758:18:1,在常绿针叶林为678:14:1,在落叶阔叶林为338:11:1;凋落物C:N:P在常绿阔叶林为777:13:1,常绿针叶林为691:14:1,落叶阔叶林为567:14:1;2)常绿阔叶林和常绿针叶林叶片与凋落物C:N均显著高于落叶阔叶林;叶片C:P在常绿阔叶林最高,常绿针叶林中等,落叶阔叶林最低,常绿阔叶林和常绿针叶林凋落物C:P显著高于落叶阔叶林;叶片N:P比也是常绿阔叶林最高、常绿针叶林次之,落叶阔叶林最低,但常绿阔叶林凋落物N:P最低;3)植被叶片N、P含量间(N为x,P为y)的II类线性回归斜率显著大于1(p<0.05),表明叶片P含量的增加可显著提高叶片N含量;凋落物N、P含量的回归斜率约等于1,反映了凋落物中单位P含量与单位N含量间的等速损耗关系;4)常绿阔叶林N重吸收率显著高于常绿针叶林与落叶阔叶林,落叶阔叶林P重吸收率显著高于常绿阔叶林和常绿针叶林。虽然植被的N:P指示常绿阔叶林受P限制,落叶阔叶林受N限制,常绿针叶林受N、P的共同限制,但是N、P重吸收研究结果表明:受N素限制的常绿阔叶林具有高的N重吸收率,受P限制的落叶阔叶林并不具有高的P重吸收率。可见,较高的N、P养分转移率可能不是植物对N、P养分胁迫的一种重要适应机制,是物种固有的特征。

典型喀斯特峰丛洼地植被群落凋落物C∶N∶P生态化学计量特征

为了解典型喀斯特峰丛洼地植被群落凋落物养分空间分异以及其生态化学计量特征,分析了4个不同演替阶段植被凋落物现存量、C、N、P含量及C、N、P元素比值关系在不同坡位间的差异。结果表明:(1)不同演替阶段群落凋落物现存量和C、N、P含量、N∶P值随植被正向演替而升高;C∶N值和C∶P值随植被正向演替而下降。(2)凋落物C含量、C∶N值、C∶P值和N∶P值在不同坡位表现为上坡位较高、下坡位较低;P含量的变化规律与之相反,N含量则没呈现很明显的规律性(P<0.05)。典范对应分析(CCA)结果表明演替阶段和坡位对凋落物积累、养分分布和存储影响最大,坡度、坡向和裸岩率也有较大影响。(3)N∶P值是制约凋落物分解和养分循环的重要因素。凋落物在P素较低的情况下具有较高的N及木质素含量(即较高的N∶P值),分解速率较低,较低的N∶P值使凋落物更易分解。N素在3个坡位的不显著差异以及P素的显著差异反映了P含量波动对喀斯特峰丛洼地植被凋落物N∶P值和分解速率变化的影响。推测下坡位及幼龄林群落由于具有较低的N∶P值,其凋落物分解速率相对较快,养分的存储量较少。因此,上坡位、成熟林群落的凋落物有利于积累养分。

不同生境条件下滨海芦苇湿地C、N、P化学计量特征

为阐明不同生境对黄河三角洲滨海芦苇湿地土壤和植物碳(C)氮(N)磷(P)含量及生态化学计量特征的影响,选取新生湿地和退耕湿地两种湿地类型为研究对象,对土壤和植物体C、N、P含量及其化学计量特征进行研究。研究表明:1)退耕芦苇湿地土壤TC、TN的含量明显增加,TP的含量变化不大。2)新生湿地和退耕湿地土壤R_(C、N、P)分别为42.6:1.6:1、71.2:2.0:1,R_(NP)低于全球平均水平(13.1)和我国平均水平(5.2),土壤表现为N限制。新生湿地土壤剖面中,R_(CN)和R_(CP)变化剧烈;R_(NP)值随深度的增加而减小;退耕湿地土壤R_(C、N、P)值规律性较好,R_(CN)随深度的增加而变大,R_(CP)和R_(NP)值随深度的增加而减小。3)新生湿地和退耕湿地中芦苇整株R_(CN)、R_(CP)和R_(NP)平均值分别为78.2、1753、22.4;67.0、1539、23.0。开垦活动可以降低芦苇植物体R_(CN)和R_(CP)值,但由于芦苇植物体本身对R_(NP)的约束性较高,对R_(NP)值的影响不大,芦苇植株R_(NP)约为23。以上结论可以为黄河三角洲国家级自然保护区正在进行的湿地保护与恢复工作提供借鉴和参考。

施肥对羊草割草地植物群落和土壤C:N:P生态化学计量学特征的影响

以呼伦贝尔羊草(Leymus chinensis)草甸天然割草场为研究对象,通过设置不同种类肥料和不同施肥量处理,探讨植物群落生产力、植物群落和土壤C:N:P生态化学计量学特征,试图筛选出适合该地区草地生长的施肥种类与施肥量的最优组合。结果表明:随着施肥水平的增加,2014年群落地上生物量呈上升趋势,H3(尿素10.5 g·m^(-2)+过磷酸钙5.1 g·m^(-2))的生物量最高(505.8 g·m^(-2));2015年群落地上生物量先增加后减少,施肥水平H2(尿素7.0 g·m^(-2)+过磷酸钙3.4 g·m^(-2))生物量最高(264 g·m^(-2))。2014年和2015年不同施肥处理下植物群落C、N和P含量差异不显著。2014年不同处理间植物群落C:N差异显著,H3施肥水平的C:N(29.28)显著高于其他水平(P<0.05),而2015年C:N随着施肥水平的增加而增加;与C:N变化趋势完全相反,2014年、2015年群落的C:P和N:P均随施肥水平增加而减少。2014年与2015年不同处理下土壤全C、全N和全P中,除2014年0~10 cm土层H2和H3的全N、H1的全P显著高于其他处理(P<0.05),其他指标在不同处理间差异均不显著。2014年3层土壤的C:N、C:P和N:P受施肥量的影响相对较小,变化范围分别为18.31~19.42、64.06~102.51、3.38~5.19。2015年3层土壤的C:N、C:P和N:P变化范围为11.33~12.51、25.59~53.49、2.17~4.41。对比2年比值的变化,2015年C:P和N:P较2014分别下降了47.8%~59.7%和15.0%~35.8%。研究结果表明:从植物群落和土壤的化学计量比角度来看,N可能是本地区限制植物生长的一个主要因素,P处于相对平衡的状态,在未来的N、P混施管理中,需降低或不添加磷肥,适量添加N素,才能使群落呈现适中的化学计量比。

山核桃功能器官细根、叶和林地土壤C、N、P化学计量时间变异特征

以特色干果山核桃主产区的临安山地山核桃植株和林地土壤为研究对象,开展C、N、P生态化学计量比生长季动态变化和养分重吸收研究。结果表明,土壤、细根和叶片C、N、P生长季平均含量皆为C>N>P,计量比则为C∶P>C∶N>N∶P。土壤C、N、P含量以及C∶N、C∶P、N∶P均是在山核桃成熟的9月分别表现最高和最低。叶片C含量在7,8,9月间无明显变化,N和P含量最高均呈现在5月,C∶N最高表现在果实发育关键期的8月,C∶P和N∶P则是在果实快要成熟期的9月。细根C含量在整个生长季无明显变化,N和P含量最高分别在5月和7月,C∶N、C∶P和N∶P分别在7月、6月、5月呈现最高。土壤P含量与土壤C和N含量均呈显著正相关。叶片C含量与P含量呈负相关,但与C∶P表现正相关,叶片N和叶片P含量分别与叶C∶N和叶C∶P呈极显著负相关。根C、N、P含量分别与土壤N∶P、根N∶P和根C∶P呈显著负相关、正相关和负相关。山核桃叶片N和P重吸收率分别为20.06%,10.27%。

黄土丘陵区燕沟流域典型植物叶片C、N、P化学计量特征季节变化

以黄土丘陵区燕沟流域为例,分析了流域8种典型植物叶片C、N、P化学计量特征的季节变化。结果发现,8种植物叶片C含量分布范围在370.2—566.9 mg/g,N含量在9.2—39.0 mg/g,P含量在0.81—2.35 mg/g,C∶N在10.5—52.9,C∶P在186.8—667.5,N∶P在5.7—23.0。叶片平均C、C∶N和C∶P在5月小于7月和9月(P<0.05),而在7月和9月差异不显著;N在5月大于7月和9月(P<0.05),7月和9月差异不显著;P在7月小于5月和9月(P<0.05),5月和9月差异不显著;N∶P在9月明显小于5月和7月(P<0.05),5月和7月差异不显著。叶片C含量受季节因素影响显著,而在物种间差异不显著;叶片N、P、C∶N、C∶P、N∶P受物种和季节因素影响均显著。因此,8种植物中沙棘、黄刺梅和虎榛子采用防御性的生活史策略;刺槐、柠条和狼牙刺采用竞争性生活史策略,铁杆蒿和茭蒿的生活史策略介于上述二者之间;尽管叶片N∶P随生长季节发生明显变化,但研究区植物生长的限制性元素未随生长季节变化而改变。

水曲柳叶片功能性状及C、N、P化学计量对海拔的响应

【目的】水曲柳是小陇山主要珍贵的用材树种,探讨其叶片性状对小生境变化的适应性,可为深入研究影响该树种的主要环境因子提供理论基础。【方法】以黑河保护区天然水曲柳为研究对象,分析4个海拔梯度(1268,1529,1741,1926 m)间14种叶片功能性状和叶片营养元素含量的差异显著性及其相关性。【结果】(1)随海拔升高,叶片厚度、干物质含量和叶绿素含量逐渐增大,并分别在海拔1741 m、1926 m、1741 m处达到最大,比叶面积、最大净光合速率、蒸腾速率、叶C和N含量则逐渐减少,除叶C含量外均在海拔1268 m达到最大。叶面积、气孔导度和叶C∶N随着海拔升高呈先增后降的趋势,胞间CO_(2)浓度、C∶P和N∶P呈先降后升的趋势。(2)海拔平均每上升200 m,叶片功能性状和C∶N平均增加1.13%~30.72%,比叶面积、最大净光合速率和C、N含量减小2.22%~15.75%。(3)各海拔叶N∶P为4.36~6.89,与最大净光合速率呈极显著正相关。最大净光合速率与比叶面积、C和N含量、C∶P和N∶P呈极显著正相关,与叶片厚度、干物质含量和叶绿素含量呈极显著负相关,比叶面积与干物质含量呈极显著负相关,与C和N含量和C∶P呈极显著正相关。【结论】海拔显著影响水曲柳叶片功能性状及元素含量,海拔1700 m以下有利于叶的发育和养分的积累。

四翅滨藜叶片C、N、P生态化学计量特征对N添加的响应

以宁夏平罗西大滩四翅滨藜人工林为研究对象,通过设置N添加的野外实验,研究四翅滨藜叶片C、N、P化学计量比的季节动态及其对N添加的响应特征。结果显示:(1)四翅滨藜叶片C、N、P化学计量比在生长季初期和末期较高,在生长季旺期(8～9月)较低。(2)N添加提高了绿叶N浓度和N∶P比,降低了绿叶C∶N、N回收度(NRP)和P回收度(PRP),对其他指标的影响无明显的规律性。(3)N回收效率(NRE)和NRP均与枯叶C∶N比显著正相关;P回收效率(PRE)与绿叶P浓度显著正相关,与枯叶P浓度显著负相关;PRP分别与绿叶P浓度和枯叶C、N、P化学计量比显著正相关,与枯叶C浓度显著负相关。研究表明,N添加促进了四翅滨藜绿叶N摄取,降低了叶片从枯叶中回收N和P的能力,改善了枯叶N分解质量;未来大气N沉降增加会改变干旱半干旱区植物N吸收、分配和回收等策略,促进枯叶中N的释放速率,直接影响N循环,进而间接影响到植被-土壤系统C和P的循环过程。

NaCl处理对海滨锦葵N、P和Na^+、K^+含量及其化学计量特征的影响

为更好的开发利用耐盐经济植物海滨锦葵(Kosteletzkya pentacarpos),以了解盐处理下其N、P及Na+、K+吸收,本研究以海滨锦葵幼苗为材料,研究了不同盐浓度(0、2、4、8、12、16 g·L-1Na Cl)处理对海滨锦葵N、P和Na+、K+离子含量及其化学计量特征的影响,处理50 d后采样分析。结果表明:海滨锦葵在高盐环境(16 g·L-1Na Cl)下,增强了对N的吸收,其中茎中N增加尤为明显。同时,茎、叶和全株的含P量也明显增加。相关分析表明,叶片P含量与盐梯度显著正相关(P<0.05)。茎、叶和全株的Na+含量随着盐梯度的增加而增加,尤其叶中Na+含量增加最为明显。叶中Na+含量与盐梯度呈极显著正相关(P<0.01)。茎、叶中K+含量随着盐梯度的增加表现明显下降趋势,其中叶中K+含量下降较为平缓,盐梯度与叶中K+含量表现显著负相关。盐梯度与植株N/P呈一定正相关,Na Cl盐梯度处理并没有对K+/Na+产生明显影响,植株保持相对较为稳定的K+、Na+离子平衡状态(即相对稳定的K+/Na+)。海滨锦葵叶中N与P显著正相关(P<0.05),与叶N/P极显著正相关(P<0.01),而与叶K+/Na+极显著负相关(P<0.01),说明对栽培海滨锦葵的滨海滩涂盐碱地施加氮肥,可以很好地促进植株对P的吸收。盐碱地一定量的Na Cl对海滨锦葵的生长无害,并有益于增强对P的吸收与积累。本研究结果对指导实践栽培具有重要的现实意义。

虎伯寮南亚热带季雨林林下植被C、N、P含量及化学计量特征

以虎伯寮南亚热带季雨林林下植被为研究对象,对其灌木层和草本层优势植物各器官C、N和P含量进行了测定,对其生态化学计量特征及养分利用策略进行了研究。结果表明:灌木层优势植物C含量显著高于草本层,草本层植被N和P含显著大于灌木层。灌木层优势植物各器官C含量差异不显著,叶的N含量显著高于其他器官,叶的P含量显著高于干和根。草本层优势植物地上部分的C、N和P含量均高于地下部分,仅N含量差异达显著水平。该群落灌木层优势植物的N、P利用效率较草本层优势植物高,灌木层和草本层植物生长受P元素限制。灌木层优势植物的干及草本层地下部分N、P利用效率较高。

不同林龄油松(Pinus tabulaeformis)人工林植物、凋落物与土壤C、N、P化学计量特征

在陕西省北部延安市境内子午岭林区,采用时空互代的方法选取9、23、33、47年生油松(Pinus tabuliformis)人工林为研究对象,比较油松不同器官(叶、枝、干、根)、凋落物及土壤C、N、P含量及其比值的差异,探讨它们随林龄的变化及其相互间的关系,以期为油松人工林的生产、改善和林木生长环境的调节提供参考。结果表明:除根中C含量在林龄间差异不显著外,其它器官C、N、P含量及其比值在林龄间均差异显著且随林龄增加变化趋势不尽相同。9、23、33、47年生油松林C、N、P含量及N∶P比值均在叶中最高;C∶N比值均在干中最高,根中次之;C∶P比值均在干中最高,其它器官大小次序不一。除33年生油松林叶中N∶P比值大于14外,其它各器官各林龄N∶P比值均小于14,且N∶P比值随林龄先增加后减少,故可判断油松在该区域受N限制较为严重,且随林龄的增加受N限制的情况有所缓解。不同林龄土壤和凋落物C、N、P含量及其比值差异显著,且后者均大于前者。土壤与凋落物C、P含量及C∶N、C∶P、N∶P比值随林龄增加变化趋势完全一致,表明土壤与凋落物之间有着密切的关系。叶片与凋落物N、P含量及C∶N、C∶P、N∶P比值之间显著相关,表明凋落物的养分承自植物叶片,二者之间关系紧密;植物和土壤的C、N、P含量之间均不存在显著相关性,说明土壤C、N、P供应量对乔木叶片C、N、P含量影响不大。

青藏高原高寒草甸两种优势植物的生长及其CNP化学计量特征对模拟增温的响应

以青藏高原高寒草甸和高寒沼泽中的两种优势物种小嵩草(Kobresia pygmaea)和藏嵩草(Kobresia tibetica)为研究对象,采用开顶式增温室(OTCs)模拟气候变暖,对比分析两种植物叶片形态和解剖结构特征、根活性及地上—地下部分化学计量特征对增温的响应差异。结果表明:增温显著增加了小嵩草叶片的长度和叶片的数量,也显著增加了藏嵩草株高和叶片长度;增温没有明显改变小嵩草和藏嵩草的叶片上表皮厚度、下表皮厚度、下表皮细胞角质层厚度、叶肉细胞长和叶肉细胞宽;增温增加了小嵩草根系活跃吸收面积,对小嵩草和藏嵩草其他根系活性指标没有显著影响;增温降低了小嵩草地上部分N含量,对小嵩草地上部分C、P含量没有影响;增温降低了藏嵩草地上部分C、N含量,对P含量没有影响;增温增加了小嵩草和藏嵩草地上部分C/N比,提高了两种优势植物对氮素的长期利用效率;增温对小嵩草地下部分化学计量学特征没有影响,而降低了藏嵩草地下部分C含量和C/N比。

甘南黄河流域4种典型林分土壤C、N、P化学计量特征

土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)是参与植物光合作用和影响生态系统初级生产力的主要元素。甘南高原是黄河流域重要的生态屏障,为了解该区不同林分土壤养分状况的差异,选取该区4种典型林分:云杉林、华北落叶松林、巴山冷杉林以及岷江冷杉糙皮桦混交林为研究对象,研究土壤C、N、P化学计量特征。结果表明:(1)岷江冷杉及糙皮桦混交林土壤C、N含量最高,云杉林土壤N、P含量最低。不同林分间P含量差异显著(P<0.05),不同土层间C、N含量差异均显著(P<0.05)。(2)云杉林土壤C∶N值显著高于其他林分,岷江冷杉及糙皮桦混交林土壤N∶P及C∶P高于其他林分。(3)海拔、土壤pH、容重与土壤含水量是影响土壤养分的重要因素。土壤C含量与N、P含量均显著相关(P<0.05)。总体来说,不同林分土壤化学计量特征具有显著差异,混交林土壤养分状况较纯林好,未来森林管理和植被建设中,可以通过选择合适的树种和提高树种多样性有效改善森林土壤质量。

短花针茅荒漠草原不同斑块优势种植物的C,N,P化学计量特征

[目的]研究斑块中优势种的生活史策略及对养分限制的响应,以及优势种生态化学计量学特征随季节变化的响应规律,为植物种群演替及变化过程研究提供科学依据。[方法]确定3类典型斑块:斑块A(短花针茅)、斑块B(短花针茅+草木樨状黄耆)、斑块C(猪毛蒿+苦豆子+老瓜头),测定优势种的全碳、全氮、全磷含量,计算C∶N,C∶P,N∶P并进行方差分析。采用线性回归分析法对不同斑块C,N,P化学计量进行逐步回归分析。[结果]各斑块优势种的C,N,P及其计量比特征在生长季内的变化规律不同,且各指标季节间的变化特征在不同斑块之间也存在差异;植物C含量在不同优势种和不同斑块间的差异均不显著;短花针茅N含量显著小于其他优势种,导致斑块A的N含量总体显著小于另外两个斑块;植物P含量在斑块A中随着季节的变化表现为增长的趋势,而在斑块C中表现为先减小后增大的变化过程;斑块A植物的C∶N值无显著的季节变化,C∶P和N∶P值在春季显著高于夏秋季;斑块B和斑块C不同优势种的C∶N,C∶P和N∶P值均表现出显著的差异性,但随季节变化过程不同,斑块B除C∶N值外均表现出下降的趋势,而斑块C各比值均表现出先增大后减小的变化规律。[结论]3种斑块C,N,P含量表现出不同的相关性;斑块A表现为防御性策略,斑块B表现为竞争性策略,而斑块C表现为竞争性和防御性策略共存。

青海东部农区引进燕麦品种各器官C、N、P生态化学计量学特征变化研究

以4个引种燕麦(Avena sativa)为典型代表,对其不同生育时期根、茎、叶中的C、N、P含量及其化学计量学特征进行测定,探讨不同生育时期燕麦C、N、P元素含量及其化学计量比的变化规律,为燕麦饲草的科学收获提供理论依据。结果表明:燕麦全株C、N、P含量分别为322.30~333.97、17.42~75.62、2.74~5.42 mg·g^(-1),燕麦根C、N、P含量分别为298.42~317.92、11.47~73.71、2.82~3.42 mg·g^(-1),燕麦茎C、N、P含量分别为311.25~338.86、10.15~75.16、2.44~5.06 mg·g^(-1),燕麦叶C、N、P含量分别为330.80~372.47、30.64~113.80、2.59~8.65 mg·g^(-1);各器官间C、N、P含量表现为叶>茎>根。此外,燕麦各器官C、N、P含量的积累过程具有一定季节特征,C含量积累过程受生育时期影响较小,表现出较强的稳定性;而N和P含量的积累过程受生育时期影响较大,其在拔节期~抽穗期均高于开花期~乳熟期。燕麦各器官C∶N、C∶P和N∶P分别为4.42~24.44、70.72~124.56和6.56~17.28,其中C∶N、C∶P在开花期~乳熟期均高于拔节期~抽穗期;N∶P则规律相反。

陆生和水域生态系统植物的C、N、P生态化学计量特征研究综述

生态化学计量学是一门把不同研究领域的研究结果从化学元素水平上统一起来的热点学科。笔者简单阐述了生态化学计量学的基本定义,主要通过比较陆生和水域生态系统来阐述生态化学计量学特征,讨论不同生态环境对植物的生态化学碳氮磷比(C:N:P)的影响,在大尺度范围研究植物C:N:P生态化学计量学特征与限制性养分判断、生态系统稳定性、生长率的关系。

宁夏贺兰山青海云杉林藓类植物C∶N∶P化学计量特征

为探究山地森林生态系统藓类C、N、P化学计量学特征及适应机制,本研究沿海拔梯度在宁夏贺兰山青海云杉林设置15个样地,分析藓类地上组织C∶N∶P化学计量特征及其与环境因子的关系。结果表明:藓类植物地上组织C、N、P含量与海拔无关,且均值分别为336.67、20.31和0.66 mg·g^(-1);地上组织N∶P均值为33.4,说明藓类植物生长受P限制。藓类植物地上组织中C含量与土壤全氮含量呈显著正相关,与土壤全磷含量呈显著负相关;藓类植物地上组织中N含量与土壤有机碳和土壤全氮含量均呈显著负相关。冗余分析表明,环境因子对藓类地上组织化学计量特征的解释率为48.5%,主要环境影响因子为郁闭度、土壤全氮、土壤全磷;高郁闭度对藓类植物的生长具有促进作用。

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。