草原生态系统土壤-植被组分中氮、磷、钾、钙和镁的循环

本文研究了内蒙古锡林河流域两种典型草原的生产力、营养元素在生态系统中的分配及其循环.研究表明,除C和N在植物组分中贮量稍高以外,P、K、Ca和Mg的99%以上存于土壤分室中.而植物组分中的营养元素则主要贮存于根系之中.1985年至1986年,羊草草原地上凋落物的形成量为234克·米^-2,大针茅草原为88.4克·米^-2;同期凋落物的消失量分别为219.6和91.1克·米^-2;从活根向死根生物量的年转移量分别为1712和920克·米^-2;根系的降解速率分别为0.00355和0.00365克·克^-1·天^-1.文中给出了诸元素在生态系统中的循环图,讨论了两类草原生态系统中元素循环的特点.     

北京密云2种人工林氮磷钾的生物循环特征

 为了探究北京密云2种典型人工林生态系统主要养分元素的生物循环特征,2006—2007年以北京密云水库库西试验区的油松人工林和麻栎-侧柏人工混交林为研究对象,采用标准样方定位观测的方法,对其主要元素N、P、K的降水输入、凋落物归还、积累量以及生物循环特征进行了观测和研究。结果表明:1)大气降水向油松林和混交林生态系统每年分别输入养分量为31.56和13.27kg/(hm2.a);2)油松林和混交林凋落物中N、P、K的归还总量分别为18.00和14.06kg/(hm2.a);3)油松林中乔木层N、P、K积累总量为612.37kg/hm2,各器官中N、P、K积累量大小排序是叶>枝>干>根,混交林中乔木层N、P、K积累量分别为153.87、18.28和100.13kg/hm2;4)油松林养分利用系数排序为N>K>P,混交林养分利用系数为K>N>P,油松林对N、P、K的吸收系数均高于混交林,而混交林N、P、K的循环系数均高于油松林。研究结论阐明,油松林和混交林通过降水归还的养分量占总归还量分别为63.7%和53.0%,通过凋落物归还的养分量占总归还量分别为36.3%和47%,2种人工林生态系统的降雨淋溶均为年养分归还量的主要部分;油松林和混交林生态系统从土壤中吸收N、P、K的总量分别为126.58和54.96kg/(hm2.a),其中有77.02和24.42 kg/(hm2.a)存留于林分中,有49.56和30.54 kg/(hm2.a)通过淋溶和凋落物归还土壤。     

半干旱区不同围封年限对草地土壤和微生物碳氮含量的影响

[目的]探究半干旱区草地根际土壤碳氮及土壤微生物量碳氮对不同封禁年限响应特征,为半干旱草地生态系统物质循环研究以及生态系统养分限制判定等提供依据,并为确定合理围封年限提供科学参考.[方法]以宁夏回族自治区固原市云雾山国家级自然保护区半干旱草原为研究对象,应用生态化学计量学方法对比分析放牧地与围封10,25,35 a样地...     

黄土丘陵区华北落叶松人工林生态系统生物量与养分循环特征

通过样地调查观测和室内样品分析,对位于山西吉县的23年生华北落叶松人工林生态系统中13种元素的循环特征进行研究。测算得到研究区域人工林生态系统的生物量在各器官的空间分布,结合林木各器官养分含量,得出养分元素在空间变异上的积累与分布;测算四大分室(林木、土壤、枯落物和大气)中其余分室的养分含量和养分积累与分布,得到养分循环过程中华北落叶松人工林养分年归还量134.719kg/(hm~2·a),年存留量53.409kg/(hm~2·a)和年吸收量188.129kg/(hm2·a);最后综合上述的各分室养分循环状况,得出反映该森林生态系统的养分生物循环特征的参数和指标。研究区华北落叶松人工林生态系统内N,P,K的循环系数均值(0.68),表明研究区生态系统循环速率较快;利用系数偏小,储存效率慢,土壤养分利用效率较高;养分元素通过林冠后均明显增加(林冠截留量142.1mm),并且对降水量(587.8mm)要求一般。较高的富集系数使其适应瘠薄自然环境,养分消耗量低。总体来看,华北落叶松是很有潜力的森林更新和荒山造林树种。     

桤木人工林营养元素的季节动态、空间分布与生物循环研究

对湖南汨罗桤木人工林5种营养元素(N、P、K、Ca、Mg)的季节动态、空间分布及生物循环进行研究。结果表明:桤木叶片营养元素含量均为春季最高,干材养分含量偏低,且大部分元素在春季达最低点,所以建议桤木干材在春季采伐;树皮有大量Ca富集,根系中营养元素季节变化不明显。林下植被元素含量从春季到冬季有下降的趋势,枯落物、土壤层中元素含量季节变化趋势不明显,K元素各个土层各个季节含量变化都不是很大。桤木人工林生态系统各组分养分含量变化差异较大,以树叶中养分含量最高,30-60cm土壤层中含量最低;乔木层各器官排序为树叶>树皮>树枝>树根>树干,各器官中养分元素含量以N最高,P最低。桤木人工林生态系统养分总贮量为167 809.80kg/hm2,其中乔木层5种元素总量为754.77kg/hm2,占生态系统养分总贮量的0.45%,林下植被与枯落物层二者的养分积累量为254.04kg/hm2,占生态系统养分总贮量的0.15%。营养元素的年积累量为350.18kg/hm2,以N的积累量最大。桤木年吸收量、归还量、存留量分别为449.38,348.23,101.15kg/hm2。营养元素的循环系数为0.77,利用系数为0.60,周转期为2.17年,循环速率依次为N>Ca>Mg>K>P。     

黄土丘陵区人工林养分循环特*征

通过对山西省吉县蔡家川流域人工刺槐林和人工油松林养分元素积累与分布和生物循环进行研究,结果表明:(1)黄土丘陵区人工林乔木层不同器官养分元素含量以树叶为最高,树干最低;各器官中养分元素含量N最高,P最低,凋落物层养分含量总计约占整个林下层养分含量的26.69%～37.36%;(2)黄土丘陵区人工林生态系统养分总贮量为3 238.548 kg/hm2,乔木层、灌木层、草本层和凋落物层分别72.24%,12.31%,8.70%和6.74%,说明该地区人工林群落结构简单,乔木层树种单一;(3)黄土丘陵区人工林年吸收量、归还量、存留量分别为256.825,110.328,146.497 kg/(hm2.a),年归还量占年吸收量的42.96%,凋落物的回归量不到吸收量的1/2。(4)循环系数为0.364～0.398,循环速率依次为PMgKCaN。     

氮沉降对细根分解影响的研究进展

随着人类干扰的加剧,大气中氮沉降量迅速增加,并显著影响生态系统碳循环过程。细根分解不但是陆地生态系统重要的碳汇和矿质养分库,也是土壤碳及养分的主要来源,对陆地生态系统物质和能量循环具有重要意义。细根分解是植物、土壤动物、微生物及土壤微生态系统间复杂的互作过程,氮沉降对细根分解速率的影响较为复杂,系统深入地研究氮沉降下植物、土壤动物、微生物与土壤微生态系统的相互作用方式与机理,对探索定向调控细根分解过程、预测生态系统对全球变化的响应具有重要的指导意义。对细根分解对大气氮沉降的响应进行了全面总结,系统分析和详细描述了氮沉降对细根分解关键因素的影响,及氮沉降对细根分解影响的机理;总结了目前细根分解研究中存在的问题,并对未来重点研究方向进行了展望,以期为深入研究氮沉降与陆地生态系统碳循环间的交互作用及反馈机制提供参考。     

稻鸭萍共作复合生态系统的物能特征分析

对稻鸭萍共作生态系统物能流特征的分析结果表明,通过在稻田生态位添加鸭子和绿萍,使原来的稻田食物链结构趋向复杂化,增加了稻田生态系统的稳定性.稻鸭萍共作生态系统光能利用率最高,比稻鸭共作生态系统和常规稻作系统分别提高18.52%和23.08%;能流循环指数为0.096,显著高于稻鸭共作系统和常规稻作系统.此外,稻鸭萍共作生态系统氮磷钾各养分循环通量也表现为最高,显示稻鸭萍共作生态系统农田养分循环强度较高,对施肥的依赖程度较低,对环境压力小.     

峨眉山土壤微生物生物量对海拔梯度的响应

土壤微生物是构成土壤生态系统的重要组成部分,是土壤有机质和养分转化与循环的主要动力,对陆地生态系统发挥着至关重要的功能。以峨眉山土壤为研究对象,对不同海拔梯度下土壤微生物量碳、氮进行研究。结果表明:峨眉山微生物量碳、氮含量总体趋势是随着海拔高度的升高而升高,但由于某些环境因素(如凋落物、微生物数量和酶活性等)对实验结果的综合影响,呈"V"字型变化趋势。     

西双版纳热带雨林次生林的生物养分循环

本文获得了西双版纳热带雨林，砍伐后２块处于恢复演替阶段不同年代的次生林的生物量、生长量、年凋浇物量及它们的主要营养元素含量、对土壤养分状况的影响、以及土壤微生物状况和土壤生化活性等一系列资料。阐明了次生林生物物质和养分吸收、积累和归还的特点及对土壤养发状况的影响，研究了土壤微生物对凋落物的分解作用，从而对热带雨林次生林的生物养分循环作了一初步的探讨，为热带森林生态系统研究奠定了基础。研究表明：１．     

森林凋落物分解研究进展

 森林凋落物分解是森林生态系统养分生物循环的重要环节,而分解过程中所释放的CO2是全球碳素收支的重要组分,开展森林凋落物分解研究是充分认识森林生态系统结构和功能的基础。研究认为:凋落物分解的预测指标可分为3类,即环境指标(如实际蒸散量)、凋落物物理质量(如叶抗张强度)和化学质量指标(如C/N比、木质素/N比和C/P比等);凋落物分解过程中养分释放机制极其复杂,养分动态模式主要有淋溶—释放、淋溶—富集—释放和富集—释放3种,并因凋落物种类、分解阶段和元素本身性质的不同而异;凋落物混合分解并非单一树种分解的简单叠加,因树种组成和比例不同,基质的化学组成会发生变化,从而影响分解者的多样性、丰富度和生理活性,进而直接和间接地影响其分解速率;凋落物混合分解中可能存在无效应、促进效应和抑制效应;现有的研究结果显示,凋落物混合分解的适宜比例应与群落中不同树种的种群比例相一致;CO2浓度升高不仅影响凋落物的化学性质,而且与分解环境中土壤的生物活性密切相关,但CO2浓度升高并不改变凋落物质量与分解速率之间的关系;越来越多的研究显示,CO2浓度升高的环境下,植物群落的物种组成会产生变化,这种变化对养分循环速率的影响远大于单纯大气CO2浓度变化的影响。     

根际土壤磷的动态

养分的有铲性是由土壤物理、化学和生物学特性，特别是根系主导的根际动态所决定的的，根系引起根际ＰＨ值和Ｅｈ、根分泌物以及由此而引起微生物种群、数量和活性的改变，从根本上决定着根际养分的动态而根系的动态又受植物生长的调控。根际微生态系统直接影响到土壤养分向根系的转移和被根系的吸收利用。因此，研究养分在根系－－土壤微环境中的动态是十分重要的。     

天山森林凋落物和枯枝落时层的研究

通过１９９２－１９９５年的定位试验，对天山森林凋落物和枯枝落叶的主要性质进行了研究。结果表明，天山森林生态系统中养分运转具有独特性：（１）森林年凋落量较低，为２．１ｔ／ｈｍ＾２凋落物的季节动态变化呈单蜂型；（２）以凋落物形式的养分年归还量为Ｃａ〉Ｎ〉Ｋ〉Ｐ。在凋落之前，大部分Ｎ、Ｐ、Ｋ被转移，Ｋ的转移量最大，而Ｃａ则相对富集，归还量最小；（３）枯枝落叶层中养分贮量和蓄水量高，但有机物质分解率较低；     

密云水库北京集水区刺槐水源保护林主要养分元素的生物循环

研究结果表明 :13年生刺槐林的总生物量为 2 4 16 5 .4 8kg/hm2 ;刺槐林 5种养分元素贮存量为 4 39.76 8kg/hm2 ,各器官中不同养分元素的含量差异较大 ,不同器官中 5种养分元素贮存量大小排序结果是树干 >叶 >枝 >根。若以各养分元素的贮存量来计 ,N的贮存量为 16 4 .92 2 kg/hm2 ,P的贮存量为 9.371kg/hm2 ,K的贮存量为 31.814 kg/hm2 ,Ca的贮存量为 2 2 5 .35 3kg/hm2 ,Mg的贮存量为 17.5 76 kg/hm2 ;刺槐林生态系统乔木层每年从土壤中吸收的 5种养分元素量为 15 7.310 kg/hm2 ,吸收量占土层 5种养分元素总量的 0 .2 2 % ,占土层有效养分含量的 2 .18% ,吸收量中存留量为 2 3.84 2 kg/hm2 ,归还量为 133.4 6 8kg/hm2 ,加上雨水输入到森林生态系统的养分元素量 ,则刺槐林生态系统的养分元素归还量略大于吸收量。     

放牧对荒漠草原土壤养分及微生物量的影响

[目的]探讨不同放牧强度对荒漠草原植被多样性、土壤理化性状、土壤养分及土壤微生物量的影响。[方法]以围封禁牧草地为对照,采用野外调查和室内分析的方法,对不同放牧强度下的草地土壤及植被展开调查。[结果]随放牧强度的增加,荒漠草原植被盖度、物种多样性、地上生物量、土壤养分和微生物量显著降低,土壤容重和pH值呈增加趋势,土壤电导率呈先增加后降低趋势,地下生物量则没有明显变化趋势;在植被作用下土壤养分和微生物量垂直方向表现递减规律并且在表层富集,"表聚性"较为明显;在放牧干扰下土壤全磷变异系数最高;放牧并没有改变荒漠草原土壤养分和微生物量的垂直分布特征;相关分析表明,放牧干扰下土壤微生物量与土壤养分之间具有较强的相关性,二者与土壤含水量也有较强的相关性。[结论]放牧强度对土壤全磷的空间变异影响较大,并且土壤微生物量对于放牧干扰的敏感性高于土壤养分全量;土壤养分和微生物量等地下生态系统各指标之间具有统一性。     

不同生境条件下西藏原始冷杉林凋落物分解特征与土壤养分的关系

[目的]研究不同生境条件下(林内、林外、林缘)藏东南急尖长苞冷杉林(Abies georgei var.smithii)凋落物分解特征与土壤养分特征之间的关系,为深入了解高寒高山森林生态系统物质循环过程提供依据。[方法]采用野外分解袋法和室内分析相结合,在林内、林外、林缘3种不同生境条件下对藏东南急尖长苞冷杉林凋落物进行了原位分解试验。[结果]分解速率总体上呈现出:林内林缘林外的特点,逐月分解率的变异系数表现为:林内(34.83%)林缘(57.35%)林外(72.09%);Olson指数衰减模型的模拟结果显示不同生境条件下(林内、林缘、林外)凋落物分解50%需要的时间为2.11,2.52,2.34 a,分解95%需要的时间为8.96,10.01,10.84 a;3种不同生境土壤养分在空间上差异显著,林内生境中与凋落物分解速率呈现极显著相关的土壤养分因子有土壤总有机碳(TOC)含量、N含量、土壤微生物量碳(SMBC)含量、土壤微生物量氮(SMBN)含量以及W_C∶W_N值;林外、林缘生境中与凋落物分解速率相关性最大的为土壤TOC含量,其次为W_C∶W_N值。[结论]生境条件的差异对凋落物分解速率有显著影响,在不同的生境条件下对凋落物分解影响起主导作用的土壤养分因素不同,凋落物—土壤生物地化循环紧密联系,相互作用关系复杂,生境作用效应突出。     

根际养分状况数学模拟研究的进展

土壤养分有效性的核心问题是土壤中养分离子向根的迁移,而离子向根迁移则是由于植物根吸收水分和养分产生的梯度所引起。     

丛枝菌根(AM)真菌与共生植物物质交换研究进展

丛枝菌根(Arbuscular Mycorrhizal,AM)真菌能与约 80% 的陆生植物形成共生关系,植、 菌间矿质养分、 碳水化合物的物质交换是自然界物质循环的重要内容。目前,AM 真菌促进共生植物矿质养分吸收的研究相对较多。研究表明, AM 真菌可通过根外菌丝更小的吸收直径,加强矿质养分的空间有效性; 通过释放有机酸、 土壤酶,活化土壤中被固定的矿质养分; 通过根外菌丝上较低 Km 值的矿质养分转运蛋白,保证养分从土壤至根外菌丝的转运效率; 通过矿质养分在菌丝内运输形式的改变,增强养分的运输速率; 通过诱导共生植物矿质养分转运蛋白表达,提高植、 菌间养分的转运效率。相较于 AM 真菌促进共生植物养分吸收,植物反馈真菌碳水化合物的研究相对较少。鉴于 AM 真菌与植物共生关系在生态系统中的重要作用,明晰植、 菌间矿质养分和碳水化合物交换的具体场所(丛枝、 根内菌丝、 根外菌丝)、 具体形式(离子、 聚合物、 氨基酸、 蔗糖、 单糖)、 具体过程(主动运输)具有重要科学意义。本文对 AM 真菌与共生植物物质交换的丛枝、 菌丝双膜结构,氮(N)、 磷(P)、 糖等物质交换的具体形式以及跨双膜、 耗能量、 互耦连的物质交换过程进行综述,并从物质交换的场所、 形式、 过程三个方面提出了植、 菌物质交换的研究方向。     

长沙市郊枫香人工林养分归还研究

通过野外调查和室内测试分析相结合的方法,研究枫香人工林的养分归还,为枫香人工林生态系统经营管理和物质循环研究提供科学依据。结果表明:1)枫香人工林的年凋落量为4 935.6 kg/hm2,凋落量大小依次为落叶>落枝>花果>碎屑;2)凋落物养分年归还量为111.849 kg/hm2,各元素归还量大小依次为N>Ca>K>Mg>P,各组分归还量大小为落叶>落枝>花果>碎屑;3)降水淋溶养分年归还量为105.823 kg/hm2,各元素淋溶量大小依次为Ca>K>Mg>P>N;4)枫香人工林总的年养分归还量为217.672 kg/hm2,各元素归还量大小依次为Ca>N>K>Mg>P。因此,在降水较丰富的亚热带地区,降水淋溶对枫香人工林养分归还的作用不可忽视。     

根际微生态系统中的碳循环

本文综述了根际微生态系统中碳素循环的研究动态。着重讨论了碳在根际微生态系统中的分配和去向 ,分析了根际沉积及其影响因素与根际微生态系统中碳素平衡之间的关系 ,并提出了今后有关研究的若干重点