闽北闽粤栲天然林主要树种幼树器官碳氮磷化学计量特征分析

[目的]选取4种主要优势树种幼树为研究对象,分析其不同器官中C、N、P的生态化学计量特征,为闽粤栲天然林的更新与保护提供理论参考。[方法]应用碳氮分析仪与HNO3-HCl O4消煮法分别测定幼树的干、根、枝、叶中的C、N、P含量的质量分数,在不同器官C、N、P含量差异分析的基础上,通过化学计量比变化的对比分析研究幼树不同器官的C、N、P化学计量特征。[结果]闽北闽粤栲天然林主要优势树种幼树叶片中各元素的含量均高于其他器官,而根与干中的营养元素含量较低;不同器官的C∶P远高于C∶N与N∶P,其中,N∶P最小且因树种不同而有所变化,不同器官的C、N、P含量及化学计量特征均差异极显著。[结论]闽北闽粤栲天然林主要优势树种不同器官对C、N、P的选择与吸收存在差异,其叶片C含量最高且高于全球尺度和全国尺度,但N、P含量较低;幼树不同器官的C∶N、C∶P高于平均水平,而N∶P16;闽粤栲天然林主要优势树种幼树对养分的利用效率与生长速率均较低,幼树的生长更新主要受N、P元素含量的影响,并可能受到P元素缺失的制约。     

长沙市10种园林绿化树种鲜叶碳、氮、磷生态化学计量特征

对长沙市10种园林绿化树种鲜叶碳(C)、氮(N)、磷(P)含量及其生态化学计量比特征进行了研究,结果表明:10种园林绿化树种鲜叶C,N,P含量变化范围分别为525.55~595.70 g/kg,10.52~25.77 g/kg和0.36~0.83 g/kg之间,常绿阔叶树叶具有高C含量,较低N和P含量和具有更高的C∶P和C∶N比值,不同树种对P的需求差异大于其对N的需求差异;10种树种生长的土壤层养分极其贫瘠,各树种生长主要受P的限制,树种鲜叶与土壤C∶N比值呈极显著正相关,树种鲜叶与土壤N、P之间,鲜叶C∶P、N∶P比值与土壤N、P含量之间存在显著正相关,表明土壤N、P显著影响各树种的生长速率。     

周山森林公园土壤及土壤微生物碳、氮、磷生态化学计量关系

土壤及土壤微生物量(SMB)、碳(C)、氮(N)、磷(P)元素的生态化学计量关系是土壤生态系统的重要特征之一。研究城市森林公园林分土壤及土壤微生物碳、氮、磷生态化学计量特征,对完善生态化学计量学理论具有重要意义。按典型性与随机性的原则,在洛阳市区周山森林公园雪松、侧柏、刺槐、银杏和混交林等林分中确定125个取样点,测定样点0～20 cm层内土壤有机碳、全氮、全磷含量和土壤微生物碳、氮和磷元素含量。结果表明,周山森林公园土壤和土壤微生物C∶N∶P原子比分别为125.7∶10.5∶1和76.7∶5.8∶1;土壤和SMB原子间的C∶N、C∶P、N∶P比值差异显著,土壤和SMB C∶N、N∶P比值间的相关性均不显著(p0.05),但C∶P相关性极为显著(p0.001);所有林分C∶P相关性均显著(p0.05)。土壤与土壤微生物C∶N∶P化学计量关系可能暗示了陆地生态系统SMB中碳、氮、磷元素的弱稳态机制。     

石梅湾3种植物叶片与其群落凋落物C,N,P生态化学计量特征研究

研究植物叶片和凋落物碳(C)、氮(N)、磷(P)含量和计量比对阐明植物群落生理过程及维持生态系统养分平衡至关重要。以石梅湾青皮林、木麻黄林和红树林为研究对象,通过测定建群种叶片和凋落物C,N和P含量,并分析其化学计量学特征与差异。结果表明:1)3种植物叶片C,N,P含量均显著高于凋落物(P0.05),相反,其化学计量比显著低于凋落物;2)3种植物叶片N,P的养分再吸收效率表现为P(44.49～62.63%)大于N(18.96～34.37%),说明对P元素的养分再吸收能力较强;3)3种植物叶片N∶P比值依次为青皮(16.03)、木麻黄(15.18)和拉关木(8.04),说明青皮生长倾向于受P限制,木麻黄生长倾向于受N和P共同限制,拉关木生长倾向于受N限制。研究结果可为海岸带森林生态系统的可持续发展提供科学依据。     

不同坡位对青杨叶片养分的影响研究

对海东市乐都区药草台林场不同坡位成年青杨叶片养分含量及化学计量进行研究,揭示青杨在不同坡位的适应特征。结果表明:青杨叶片C含量明显高于全球植物叶片C含量均值,各坡位间C含量无显著性差异;坡位间N含量差异显著,均低于全国和全球植物叶片养分N含量平均水平;各坡位间P含量差异显著,均未达到全国和全球植物叶片P含量平均水平。文中对叶片养分含量特征及含量高低原因进行分析。青杨各坡位叶片C∶N值均高于全球植物C∶N化学计量特征平均水平,C∶P值明显低于我国阔叶林C∶P均值,各坡位N∶P值在13.07～17.42范围,表明青杨在上坡生长中受到氮限制,在下坡环境中受到磷限制,而在中坡环境下受到2种元素共同限制。结合该区域土壤养分分析,建议该地区上坡和下坡青杨林养护需追加氮肥和磷肥,确保青杨林正常生长所需养分;注重叶片堆肥和人工追肥2种方式来解决青杨生长中养分不足的问题;同时以林下经济和林下产业协同发展模式做好青杨林水土保持工作,以减少上坡表层土壤细粒被强风搬运到下坡沉积造成的土壤肥力差异。     

晋西黄土区不同森林树种及其林地土壤养分含量的变化

[目的]探究晋西黄土区不同树种营养器官(叶、枝、干、根)及其土壤的养分含量变化特征。[方法]通过野外样地调查和取样分析方法,对3种典型森林树种(刺槐、侧柏、辽东栎)不同器官及其林地土壤有机碳、全氮、全磷含量进行了研究,并探讨了不同树种叶片与其土壤C、N、P化学计量的关系。[结果]辽东栎、刺槐和侧柏的叶片有机碳含量分别为468.43、454.96、438.53 g·kg-1,刺槐、辽东栎和侧柏叶片的全氮含量分别为27.52、20.74、12.73 g·kg-1,辽东栎、侧柏和刺槐叶片的全磷含量分别为2.73、2.15、1.35 g·kg-1,叶片C∶N值为侧柏辽东栎刺槐,C∶P、N∶P值分别为刺槐侧柏辽东栎、刺槐辽东栎侧柏;3个树种树枝的有机碳含量均最大,树叶的全氮含量均最大,而树干的全氮含量均最小。侧柏、辽东栎、刺槐树枝的全磷含量分别为3.07、3.07、1.87 g·kg-1,显著比其它器官的大;3种森林土壤的C、N、P含量均随土层的加深而降低,且0 10 cm土层的含量最大,C∶N、C∶P、N∶P值随土层深度的变化不一致;刺槐叶片的有机碳、全磷含量与土壤C∶N值显著或极显著负相关;侧柏叶片的有机碳含量均与土壤C∶N、C∶P、N∶P值极显著负相关,叶片N∶P值与土壤C∶N、C∶P、N∶P值均极显著正相关;辽东栎叶片的有机碳含量、C∶P值与土壤有机碳含量极显著负相关。[结论]辽东栎、刺槐和侧柏的有机碳含量均较高,分别为468.43、454.96、438.53 g·kg-1;辽东栎和刺槐对晋西黄土区干旱环境的防御能力比侧柏强,当地环境较适宜辽东栎的生长发育,而刺槐和侧柏的生长分别受土壤P和N的限制。     

黑龙江省帽儿山温带阔叶树种不同器官的生态化学计量特征

【目的】量化共存树种的碳、氮、磷含量及其计量关系的器官间和种间差异,探讨共存树种养分元素的器官间分配策略和种间利用差异,以期增强对整树水平的碳、氮、磷储量和分配格局的认识。【方法】选取黑龙江省帽儿山天然次生林中的10个共存阔叶树种,研究叶、枝、皮、边材、心材、树桩、大根(5 mm直径≤30 mm)、粗根(2 mm直径≤5 mm)和细根(直径≤2 mm) 9个器官的碳含量(C)、氮含量(N)、磷含量(P)以及碳氮比(C∶N)、碳磷比(C∶P)和氮磷比(N∶P),用变异系数表达器官和树种间的差异,用标准主轴回归斜率检验元素两两之间的异速或等速增长关系。【结果】树种、器官及其交互作用对C、N、P及C∶N、C∶P、N∶P影响显著(树种对C∶P影响不显著除外);从均值来看,资源获取器官(叶和细根)的C、N、P及N∶P显著高于其他器官,木质部(边材、心材)的C∶N、C∶P显著高于其他器官;从种间变异来看,叶元素含量及其计量比的种间差异均较低;细根N、C∶N和N∶P的种间差异均较高,而P和C∶P的种间差异均较低,表明该地区树木将有限的氮元素优先分配给光合器官;大部分器官的元素间相关关系不显著,表明单一器官的养分计量关系不能直接反应其他器官或整树水平的计量关系;器官间C和N、C和P相关关系因树种而异,但N和P关系各树种高度一致。【结论】树木器官间的C、N、P、C∶N、C∶P和N∶P的差异与器官功能分异紧密相关。总体上温带森林树种将受限的氮元素优先分配到叶,同时氮也会限制木材固碳。各器官对碳、氮、磷元素的利用在群落共存种间存在明显差异,可能有助于降低种间竞争。无论是种内还是种间,一个器官的养分含量及其计量关系均不能直接反应其他器官的情况,因此仅用某一器官来量化整树水平的碳、氮、磷储量及其分配格局是不准确的,今后相关研究应充分考虑元素含量的器官间和种间差异。     

不同坡位对4种阔叶乡土树种叶片养分的影响

对木荷Schima superba、灰木莲Manglietia glauca、乐昌含笑Michelia chapensis、山杜英Elaeocarpus sylvestris在不同坡位的叶片养分含量和叶片化学计量进行了研究,以期揭示这些树种在不同坡位上的适应特征。结果表明:1)4个树种在上坡、中坡和下坡的叶片碳含量范围分别为483.58～527.36、501.99～507.58和473.85～527.18 g·kg^-1,叶片氮含量范围分别为10.31～14.86、12.34～16.94和11.37～18.38 g·kg^-1,叶片磷含量范围分别为0.65～1.05、0.82～1.14和0.93～1.44 g·kg^-1;2)通常上坡的叶片氮、磷含量较低,同一树种不同坡位之间的叶片氮、磷含量大多差异显著;3)4种树种叶片C∶N高于全球平均水平,在上坡、中坡、下坡的分布范围分别为32.5～48.1、29.6～41.0、25.8～45.3;C∶P较低,在上坡、中坡、下坡的分布范围分别为500.1～766.0、439.9～614.0、329.6～557.0;N∶P在上坡、中坡、下坡的分布范围分别为14.0～16.4、12.9～15.1、12.3～16.8。     

江西武夷山南方铁杉林主要树种叶片养分含量及再吸收效率

【目的】分析江西武夷山南方铁杉林主要树种叶片养分含量,阐明不同生活型(落叶树种和常绿树种)树种新鲜叶和凋落叶养分化学计量特征与养分再吸收效率,为揭示南方铁杉林主要树种叶片养分含量及再吸收效率对植物生活型的响应机制提供理论依据。【方法】采集南方铁杉天然林内主要树种的新鲜叶和凋落叶,测定叶片碳(C)、氮(N)、磷(P)含量,计算其化学计量比和养分再吸收效率,采用标准化主轴回归估计方法对南方铁杉林主要树种新鲜叶与凋落叶中N、P含量的异速生长关系进行研究,分析生活型对叶片N、P含量之间关系的影响。【结果】1)南方铁杉天然混交林中,落叶和常绿两生活型树种间的新鲜叶C含量无显著差异,但落叶树种N和P含量均显著高于常绿树种(P<0.05);但两生活型树种间的凋落叶C、N、P含量均无显著差异。2)新鲜叶C∶N和C∶P均表现为落叶树种显著低于常绿树种(P<0.05),但N∶P在两生活型树种间差异不明显;凋落叶C∶N、N∶P和C∶P均显著大于新鲜叶,但其在两生活型树种间差异不明显。3)常绿树种新鲜叶N与P含量间存在显著正相关关系;常绿树种与落叶树种凋落叶N与P含量显著正相关(P<0.05...     

艾比湖流域2种典型荒漠盐生植物冠下土与叶片的生态化学计量特征

【目的】探明荒漠盐生植物冠下土与叶片生态化学计量特征沿盐分梯度的变异及影响叶片元素计量特征的主要土壤因子,为干旱盐渍化区域生态保育提供理论依据。【方法】以新疆艾比湖流域2种典型荒漠盐生植物骆驼刺和白刺为研究对象,按照盐分梯度对2种植物分别选取3个10 m×10 m样方,基于216个冠下土和植物样品,综合分析不同盐分梯度下骆驼刺(轻度、中度和重度)和白刺(中度和重度)冠下土与叶片碳(C)、氮(N)、磷(P)化学计量特征,并利用冗余分析探究影响盐生植物叶片生态化学计量的主要土壤因子。【结果】盐分适度增加能明显提升荒漠盐生植物冠下土C、N、P含量,但高盐降低骆驼刺冠下土C、N、P含量;骆驼刺冠下土C∶N与C∶P以中盐样方最大,而白刺冠下土C∶N、C∶P、N∶P中盐与高盐样方之间均无显著差异(P0.05)。白刺叶片C、N、P含量随盐分提高而显著增加(P0.05),C∶N与C∶P表现为中盐高盐;低盐增加骆驼刺叶片C和P含量,降低N含量,中盐导致骆驼刺叶片C∶N与C∶P升高。2种荒漠盐生植物叶片N∶P在不同盐分梯度下均无显著差异(P0.05),均值分别为15.41±2.16、8.10±0.83。冗余分析表明,冠下土P含量和盐碱度分别是影响骆驼刺和白刺叶片C、N、P化学计量特征的主要因素。【结论】土壤盐分适度增加能提升荒漠盐生植物冠下土C、N、P含量,改变植物叶片的C、N、P含量及C∶P。盐生植物叶片生态化学计量受土壤盐碱度和元素含量的双重影响。     

色季拉山西坡高海拔区土壤养分含量及化学计量特征

[目的]探究高寒生态系统土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)、全钾(TK)含量及化学计量比的垂直分布特征.[方法]以西藏东南部色季拉山西坡海拔4200～4400 m区域为研究区,选择苔草高寒草甸(CAM)、嵩草沼泽化草甸(KSM)、林芝杜鹃灌丛(RTS)和雪山杜鹃灌丛(RAS)4种典型植被类型土壤为研究对象...     

华南人工林乔木树种叶片氮、磷、硫生态化学计量特征

为研究南亚热带人工林植物叶片氮（N）、磷（P）、硫（S）生态化学计量特征在近源类群、不同生长阶段间的差异,在佛山市云勇林场人工改造恢复形成的3~11 a生的针阔混交林和桉树林中,选择21个优势造林树种,测量了叶片N、P、S含量并计算了N:P,分析了这些指标之间的相关性以及不同生长阶段共有种生态化学计量特征的差异。结果显示：21个树种叶片平均N、P、S含量分别为16.71±0.79,1.07±0.05,1.56±0.09 mg/g,N:P为16.51±0.76,生态化学计量特征在不同树种间存在显著差异。叶片N、P、S含量相互之间显著正相关。近源类群（木兰科、樟科）植物对氮的吸收有较大差异,对磷和硫的吸收差异不大。 不同生长阶段的6个共有树种的N、P、S生态化学计量特征随生长的变化因物种而异,整体上N:P随生长无明显变化趋势。本研究说明南亚热带人工林的施肥抚育管理要考虑养分利用的种间差异特性。     

广西扁桃适生区土壤碳氮磷生态化学计量特征

为探究广西扁桃适生区土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)生态化学计量特征及其对环境因子的响应,采用野外调查与室内分析相结合的方法,对广西南宁、百色等扁桃适生区的土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)及环境因素进行研究。结果表明,广西扁桃适生区土壤有机质的矿化作用慢,但土壤P表现为净矿化,具有较高的有效性。土壤C︰P、N︰P主要受TP含量影响。冗余分析结果显示,前2个排序轴反映了土壤C、N、P化学计量特征变异信息量的84.94%,解释率为:海拔>pH>年均温度>年均降雨量。海拔和土壤pH显著影响土壤C、N、P化学计量特征。     

深圳市坝光湿地园银叶树群落优势树种与土壤生态化学计量特征分析

以深圳坝光湿地园银叶树（Heritiera littoralis）群落为研究对象,分析了深圳坝光湿地园银叶树群落 8 种优势树种叶片碳、氮、磷含量及其化学计量关系,以及 3 种生境（沼泽、山地、临海）土壤和不同土壤深度（0~10 cm、10~20 cm、20~40 cm）有机质、全氮、碱解氮、全磷、有效磷含量及其化学计量关系。结果表明：不同优势树种叶片的碳、氮、磷含量及其计量特征具有显著差异,显示出明显的种间差异性;不同生境（临海、山地、沼泽）之间的土壤差异主要表现为氮及碳氮比,其他如有机质、磷等差异不明显;不同土层则表现为有机质和氮差异明显,浅层土壤元素含量最高,其他指标在各土层中差异不显著。研究表明,除银叶树生长可能受到氮限制外,其他优势树种元素限制现象不明显。     

广东莲花山不同海拔梯度下森林土壤养分和化学计量特征

为探究广东莲花山土壤有机碳（C）、氮（N）、磷（P）、钾（K）含量垂直分布特征，阐明土壤C、N、P、K生态化学计量学特征对海拔梯度的响应规律，在广东莲花山500~1 000 m区域以100 m海拔间隔进行研究。结果表明：（1）不同海拔下土壤有机碳、全氮、全磷、全钾变化范围分别是38.72~68.17、0.90~1.32、0.011~0.022、5.19~7.08 g·kg-1，土壤全氮、全磷含量随海拔梯度升高而增加，土壤有机碳、全钾含量随海拔梯度的变化，差异不显著。（2）土壤的C/N和N/P分别介于40.12~50.76、43.06~90.86间。不同海拔梯段下土壤C/N无显著差异;整体来看，土壤N/P随海拔梯度的增加呈降低趋势。（3）500~1 000 m海拔土壤速效氮含量介于0.81~2.01 mg·kg-1，均值为1.19 mg·kg-1，其中，500 m海拔下土壤速效氮含量最高，1 000 m海拔下，土壤速效氮含量值达到最小。土壤速效氮含量与土壤速效氮含量的关系呈负相关。土壤速效钾、速效磷含量在500~800 m海拔间变化幅度较小，至900 m海拔下最大。莲花山土壤养分空间分布具有一定的异质性，全氮、全磷、速效氮含量、N/P的空间变化强烈。     

不同气候区4种典型地带性植被土壤水文功能比较

以中国生态系统研究网络长期定位观测的西双版纳热带季节雨林、鼎湖山亚热带常绿阔叶林、哀牢山中山湿性常绿阔叶林和长白山阔叶红松林为基础,分析比较4种森林类型土壤水文功能的差异。研究结果表明:土壤容重随土层深度增加而增大,土壤孔隙度、有效含水范围、饱和含水量和月均含水量随土层深度增加而降低;鼎湖山地表径流量及其占总降雨量的比例最大,哀牢山蒸散量及其占总降雨量的比例最大;4种森林类型0~50 cm厚度土壤最大吸水能力为哀牢山>鼎湖山>长白山>西双版纳,蓄水量则为鼎湖山>长白山>哀牢山>西双版纳。     

杉木第3代种子园土壤CNP化学计量特征

以福建省沙县官庄国有林场杉木第3代种子园为研究对象,在区分高中低产区的基础上,分析了各产量小区中CNP化学计量特征。结果显示,CNP元素的含量随着产量减少而减少,在高产小区表现为最大。CN比值和CP比值只在0～20cm土壤层中表现为高产显著大于中产或低产,其他化学计量比值在20～40 cm和40～60 cm土层中没有发现显著差异。CP比值的范围明显大于CN比值和NP比值。相对高的CP和NP比值说明杉木种子园土壤可能缺乏P元素。     

Impact of vegetation succession on leaf-litter-soil C:N:P stoichiometry and their intrinsic relationship in the Ziwuling Area of China's Loess Plateau

Long-term natural vegetation succession plays a substantial role in the accumulation and distribution of plant and soil C:N:P stoichiometry.However,how plant and soil C:N:P relationships or ratios change along with successional stages over a century in the severely eroded areas remain unclear.These were measured over a 100-year natural succession in five successional stages from annual grasses to climax forests.The results show that natural succession had significant effects on carbon(C),nitrogen(N) and phosphorous(P) concentrations in leaf-litter-soil and their ratios in severely eroded areas.Nitrogen concentrations and N:P ratios in leaf and litter increased from annual grasses to the shrub stage and then decreased in the late successional forest stages.Leaf P levels decreased from annual grasses to shrub stages and did not significantly change during late successional stages.Litter P concentration decreased in the early successional stages and increased during late successional stages,with no overall significant change.Soil C and N concentrations and C:N,C:P and N:P ratios increased with successional stages.Soil C and N concentrations decreased with the increasing soil depth.Both were significantly different between any successional stages and controls(cropland) in the upper 10 cm and 10-20 cm soil layers.Leaf N:P ratios may be used to indicate nutrient limitations and this study suggests that plant growth during the grass stages was limited by N,during the shrub stage,by P,and during the forest stages,by both of N and P.In addition,there were close correlations between litter and leaf C:N:P ratios,soil and litter C and N levels,and C:P and N:P ratios.These results show that long-term natural vegetation succession is effective in restoring degraded soil properties and improving soil fertility,and provide insights into C:N:P relationships of leaf,litter and soil influenced by vegetation succession stage.     

峨眉山常绿阔叶林常绿和落叶物种叶片C、N、P研究

采用常规方法对峨眉山常绿阔叶林的常绿和落叶物种植物C、N、P含量及其之间的相互关系进行了研究,结果表明:①峨眉山常绿阔叶林常绿物种叶片C、N、P平均含量分别为42.30%、1.46%、0.10%;落叶物种叶片C、N、P平均含量分别为41.078%、1.59%和 0.12%.常绿和落叶物种植物叶片N-P成极显著的乘幂关系,而C-N和C-P关系不显著;②峨眉山地区常绿阔叶林常绿物种叶片N/P比平均值为14.48,落叶物种的N/P比平均值为13.61,其对生态环境的适应性较低;③在峨眉山海拔700、1 100和1 500 m处,植物叶片N-P亦成显著的关系,而植物叶片C-N和C-P关系不显著.     

Phosphorus and nitrogen limitations to photosynthesis in Rocky Mountain bristlecone pine (Pinus aristata) in Colorado

We examined Pinus aristata Engelm. stands in four locations in Colorado: Almagre Mountain, Black Mountain, Goliath Peak and Quartzville. All stands are located at 3200-3700 m and face south-southeast. We measured maximum mass-based assimilation rates (A(max)) and nitrogen (N) and phosphorus (P) foliar concentrations on six foliar age classes, from which instantaneous photosynthetic N- and P-use efficiencies (PNUE and PPUE, respectively) and P:N ratios were estimated. Leaf mass per area (LMA) was also determined for each foliar age class from each site. Foliar age, P and N concentrations, and the P:N ratio explained the most variation in A(max) when data from all sites were combined. Leaf mass per area did not vary with foliar age class. Both P and N limit A(max), although P appears to be more limiting. The critical P:N ratio is approximately 0.12. Results for Black Mountain differed from the other sites, as A(max) was not correlated with age and was negatively correlated with LMA and P. Current findings showed no evidence of N saturation at the Front Range sites (Almagre Mountain and Goliath Peak); however, because P is a limiting nutrient, increased anthropogenic N availability at sites in the Front Range may cause adverse effects on photosynthesis, and perhaps growth, in the future.