白刺灌丛沙堆演化过程中叶片C、N、P、K含量及其生态化学计量的变化特征

【目的】探明白刺演化过程中,叶片碳(C)、氮(N)、磷(P)和钾(K)含量及其生态化学计量的变化特征。【方法】以内蒙古吉兰泰荒漠区白刺为研究对象,利用冗余分析探究影响白刺叶片生态化学计量的主要土壤因子,为揭示白刺营养元素需求和环境互馈提供理论依据。【结果】1)各演化阶段白刺叶片TC、TN、TK、TP平均值(g/kg)由大到小分别为TC(468.38)>TN(24.85)>TK(8.39)>TP(1.24);C∶N、C∶P、C∶K、N∶P、N∶K和P∶K平均值分别8.39、19.63、395.23、58.80、20.95、3.17和0.15;其中,TC、TN、C∶K、N∶P、N∶K、P∶K随演化过程呈先增后减的变化趋势;TK、C∶N随演化阶段呈先减后增的变化趋势;P随演化阶段呈逐渐减小的趋势;C∶P随演化阶段呈逐渐增大的趋势。从变异系数来看,TK、C∶K、N∶P、N∶K、P∶K属于中等变异,其余叶片养分含量及化学计量比均属弱变异性;2)叶片TC、TN含量显著高于中国和全球平均水平,是荒漠植物应对极端环境的一种策略。叶片TP含量显著低于中国和全球平均水平,导致叶片的N∶P比较高,各演化阶段白刺叶片N∶P>16,表明研究区白刺生长受P限制;3)土壤pH、电导率与TC、TN均呈正相关关系,说明适度盐分促使叶片储存更多的C、N元素。【结论】冗余分析表明:白刺生长过程中,演化阶段、土壤容重、水分和电导率是影响白刺叶片生态化学计量比的潜在驱动因子。其中,演化阶段对白刺叶片生态化学计量比的贡献最大。研究结果为干旱盐碱荒漠生态系统的管理和恢复提供了科学依据。

干旱荒漠区人工梭梭林土壤碳氮磷密度与生态化学计量特征

为了阐明人工梭梭林土壤碳氮磷密度及其生态化学计量特征演变规律,以吉兰泰荒漠区不同林龄(3,6,11,16年)人工梭梭林为研究对象,分析0—20,20—40,40—60 cm土层土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)密度和生态化学计量特征。结果表明:(1)4种林龄人工梭梭林0—60 cm土层SOC、TN含量及其密度随林龄增加而升高,而TP含量及其密度随林龄增加而降低。其中,3,6年梭梭林SOC、TN含量及其密度随土层深度增加而升高,TP含量及其密度则与之相反;11,16年梭梭林SOC、TN、TP含量及其密度随土层深度增加而降低。(2)4种林龄梭梭林土壤C∶N、C∶P、N∶P分别为2.24~9.21,1.59~7.05,0.56~0.81,均属于中等变异水平,且变异系数随林龄和土层深度增加逐渐减小,说明土壤C∶N、C∶P、N∶P趋于平稳状态。(3)林龄、土层深度及其交互作用显著影响SOC含量、SOC密度、C∶N、C∶P,对TN含量、TP含量、TN密度、TP密度、N∶P无显著影响。(4)土壤孔隙度(STP)与SOC密度呈显著正相关关系(P<0.05),说明土壤孔隙度增加有助于SOC密度增加,提高土壤肥力。在干旱荒漠区建植梭梭林有利于提高土壤肥力,改善干旱荒漠区土壤环境。