北方森林细根对大气N沉降增加和温度升高的响应

为了在全球大气N沉降增加和温度升高的背景下,细根生产和细根生理生态的潜在变化将如何影响森林土壤中的养分供应和陆地C循环。本研究基于34篇国内外已发表的北方森林N沉降、温度升高及其交互作用的170组细根数据,通过meta分析的方法,研究了细根对升温、增N以及二者交互作用的响应。结果表明:（1）增N显著抑制了北方森林细根生物量,明显增加了细根C、N含量,而P则显著减少,细根的呼吸速率显著增加,细根形态变得细长;（2）增温显著增加了土壤C素的有效性,细根的生物量、组织密度、N吸收速率、组织N浓度和呼吸显著增加,但是细根的C和N含量、比根长、直径和呼吸速率却随着温度的增加明显减少;（3）在升温增N的交互作用下,除组织N浓度受到抑制以外,细根生物量、呼吸速率、C、N含量均显著增加。研究表明:升温增N显著影响了北方森林细根的生物量、周转率、养分含量和形态特征,可为改进和完善C收支模型提供参考依据和数据支持。     

桂西北不同森林类型土壤生态化学计量特征

以广西雅长林区3种森林类型（针阔混交林、常绿-叶阔叶混交林、常绿阔叶林）的土壤作为研究对象,对土壤C、N、P、K等养分含量及其比例的影响状况等进行研究,探讨土壤养分变化和化学计量特征。研究结果表明：随着森林的演替,3种森林类型植被下土壤C、N、P和K含量中,N素（全N和有效N）含量不断积累;有机C、P和K含量则表现出一致性的先增加后减少趋势,即演替初期低-中期高-后期低的变化规律;C/N呈逐渐降低趋势,均值大小依次为：针阔混交林＞常绿-落叶阔叶混交林＞常绿阔叶林;而C/P、C/K、N/P、N/K和P/K则均呈升高趋势,均值大小依次为：常绿阔叶林＞常绿-落叶阔叶混交林＞针阔混交林。相关性分析表明,土壤有机C与N/P和N/K都呈极显著的正相关关系;全N与C/P呈极显著的正相关关系,与C/K具有显著正相关关系;全P与C/K、N/K呈极显著的正相关关系。     

氮磷添加对黄土高原小麦土壤养分含量及生态化学计量特征的影响

为探究不同施氮和施磷水平对农田土壤全量养分、速效养分含量及其生态化学计量的影响,分析土壤环境因子和碳、氮、磷含量与全量养分生态化学计量和速效养分生态化学计量相关关系,阐明不同施肥水平对农田土壤养分动态平衡的影响。以黄土高原春小麦农田土壤为研究对象,于2017年布设N、P添加试验,试验处理包括对照(CK)、低氮(LN)、中氮(MN)、高氮(HN)、低磷(LP)、中磷(MP)、高磷(HP)共7个处理。结果表明：(1)氮添加显著增加了土壤氨态氮(NH₄⁺-N)、硝态氮(NO₃^--N)含量,磷添加显著降低了土壤NH₄⁺-N、NO₃^--N含量(P<0.05);氮、磷养分添加对全氮(TN)含量均无显著影响(P>0.05)。(2)N添加显著增加了土壤C/N、C/P、N/P、C/AP、AN/AP,显著降低了土壤C/AN(P<0.05);P添加显著降低了土壤C/N、C/P、N/P、C/AP、AN/AP,显著增加了...     

温带森林叶部生态化学计量学特征研究进展

生态化学计量学中碳(C)、氮(N)、磷(P)等元素的比例与分配已经成为全球气候变化研究的热点,因C、N、P 是植物生长的必需元素,它们的供应限制着植物生长及微生物的功能。然而,目前人类活动已经大大改变了C、N、P循环,从而改变了养分运输的模式、数量和养分限制的程度,导致温带森林养分不足的状况发生了改变。笔者分析了国内外温带森林叶片及凋落物的C、N、P 含量、化学计量比特征、限制性元素及其与土壤养分之间的关系,并与热带及亚热带森林进行了对比,同时,将全球森林的叶部生态化学计量学特征进行了总结。此外,笔者还综述了部分影响植物叶片生态化学计量比的因素,为未来生态化学计量学研究提供参照。由文献数据得出建议,将植物新鲜叶片、离体叶片、土壤及微生物共同联系起来进行研究,并针对不同的树种,加强其生态因子各种不同参数（如凸度、垂直结构、演替、温度及降水量等）对生态化学计量学特征的影响研究。     

兰州百合连作土壤碳氮磷化学计量特征及酶活性研究

探究连作对兰州百合土壤碳氮磷生态化学计量学特征及酶活性的影响,为解析兰州百合部分连作障碍机制及农田养分的调控提供理论依据。通过对不同种植年限（1、2、3年）的兰州百合土壤生态化学计量学特征及酶活性进行测定和分析,结果表明：（1）随着兰州百合种植年限的增加,土壤pH呈下降趋势。土壤有机质、全氮、全磷、碱解氮、速效磷含量总体呈增加趋势,且种植3年后含量显著增加。土壤C/N、C/P呈增加趋势,种植2、3年较种植1年相比,C/N显著增加了18.91%、13.57%;C/P种植3年较种植1年相比显著增加了14.71%;N/P无显著变化。（2）土壤过氧化氢酶、蔗糖酶、脲酶、碱性磷酸酶活性随着兰州百合种植年限的增加呈U型变化趋势,其中,土壤蔗糖酶、脲酶、碱性磷酸酶活性各种植年限间差异显著,同种植1年相比,种植2、3年土壤的蔗糖酶活性分别降低了49.71%、38.79%,碱性磷酸酶活性分别降低了43.31%、14.17%,种植2年土壤的脲酶活性较种植1年降低了17.17%,种植3年较种植1年升高了15.15%,过氧化氢酶活性种植2、3年较种植1年相比分别降低了7.80%、4.92%;（3）土壤生态化学计量学特征与土壤酶活性间连续存在一定的相关性,其中C/N与土壤酶活性呈负相关关系,C/P与蔗糖酶、碱性磷酸酶呈负相关关系。（4）典型性相关分析结果显示,土壤理化性质对土壤酶活性存在明显的影响,pH与土壤养分含量呈负相关关系。研究表明,随着连作年限的增加,兰州百合土壤呈酸化趋势。短期连作能为兰州百合提供良好的养分环境,但养分趋于失衡。在对百合农田进行管理时,应注意调节酸碱度,合理施肥,平衡养分。     

不同施肥方式对甘肃陇中黄土丘陵区土壤养分及春小麦产量的影响

为探讨不同施肥方式对土壤养分含量和春小麦产量的影响,设置不施肥（T）、化学氮肥（N）、有机肥（M）、有机肥和氮肥配施（NM）4个处理,分析不同施肥方式下陇中黄土丘陵区土壤养分含量和春小麦产量的变化特征。结果表明,不同施肥处理下土壤有机碳（SOC）、全氮（TN）、全磷（TP）含量及化学计量特征有一定差异。NM处理下SOC、TN含量及碳磷比（C:P）、氮磷比（N:P）均为最高,显著高于N和M处理;土壤碳氮比（C:N）和TP含量在各施肥处理间无显著差异。春小麦产量在不同施肥处理下有一定差异。NM处理下春小麦产量最高,显著高于N和M处理。春小麦产量与土壤SOC、TN、C:P、N:P和C:N呈显著或极显著相关关系,产量与TP含量无显著相关性。综上,在黄土高原丘陵区,有机肥和氮肥配施可以有效增加土壤养分含量和春小麦产量。     

杨树切口处细根碳氮磷化学计量特征对根剪的响应

探讨根剪对杨树切口处不同序级细根的C、N、P化学计量特征的影响作用。通过大田试验，研究6 倍胸径两侧(6-2)、8 倍胸径两侧(8-2)与10 倍胸径两侧(10-2)等不同根剪处理对欧美杨‘I-107’切口处1~5 级根C、N、P 含量与其化学计量比及材积生长的影响。结果表明：同对照（未根剪）相比，6-2 处理1~5级根的C、N、P含量和C/N、C/P 明显减小，10-2 处理变化较小，而8-2 处理则显著增大。随着根序等级的增加，各处理细根的C含量、C/N与C/P 呈递增趋势，N与P含量呈递减趋势，而N/P在不同序级之间未表现出明显的规律。同时，8-2 处理的材积平均生长率最高，分别比CK、6-2 和10-2 处理显著高出40.31%、60.72%和38.10%。相关分析表明，材积平均生长率与细根的C、N含量及C/N、C/P、N/P存在极显著或显著相关关系。综合分析认为，不同根剪强度对杨树切口处细根化学计量特征的影响效果存在明显差异，其中8-2处理通过增加切口处细根的C、N、P含量与化学计量比促进杨树林木的生长。     

米老排(Mytilaria laosensis)叶C、N、P化学计量比的季节动态与异速生长关系

研究植物生态化学计量特征,有助于了解植物体内C、N和P的分配规律及确定限制植物生长的元素。以广东云浮3年生米老排人工林为研究对象,分析了叶C、N、P含量及其化学计量季节特征,探讨了元素间的异速生长关系。结果表明:C、N和P含量的年平均值分别为497.82 g/kg、21.95 g/kg和0.98 g/kg;C:N,C:P,N:P的年平均值分别为:22.98,527.64,23.06;叶的C含量及C:N、C:P、N:P比的变化趋势为先降低后升高再降低,而N、P含量的变化趋势相反。叶片的年平均N:P高于中国年平均水平(16.3)。叶C、N和P具有显著的异速生长关系(N-C1.839, p=0.000;N-P0.708, p=0.000;C-P2.865, p=0.021)。研究表明,3年生米老排生长主要受P元素限制,对本研究区及时补充P肥有助于米老排的生长。本研究为米老排的生产实践和经营管理具有现实指导意义。     

氮沉降和CO2浓度增加对土壤磷素含量的影响

为了研究不同N沉降水平下,大气CO2浓度升高对三江平原小叶章群落土壤全磷、速效磷含量的影响。利用开顶气室(open-top chamber,OTC),设置当前大气CO2浓度(370 μmol/mol)、中等CO2浓度(550 μmol/mol)和高CO2浓度(700 μmol/mol)3个CO2浓度水平和不施氮[N1,0 g N/(m2?年)]、常氮[N2,4 g N/(m2?年)]、高氮[N3,8 g N/(m2?年)]3个施氮水平。结果表明：CO2浓度升高结合氮沉降连续运行2个生长季后,相同处理下,土壤全磷、速效磷的含量没有显著变化。各处理仅对0~10 cm土层土壤磷素含量影响明显,对下面2层土壤磷素含量无显著影响。在相同氮沉降水平下,0~10 cm土层土壤全磷、速效磷的含量随着大气CO2浓度的增加呈现出先增大后减小的变化趋势。氮的加入对土壤的全磷的含量没有显著影响、却减小了0~10 cm土层土壤速效磷的含量。土壤全磷的含量与土层深度密切相关,随着土层深度的增加而降低。     

山东省赤松林叶片化学计量特征及其与林分特征和土壤养分的关系

赤松(Pinus densiflora)是山东省重要的乡土树种之一,研究其叶片碳(C)、氮(N)、磷(P)化学计量特征及其与林分特征和土壤养分的关系,对于了解赤松林分健康状况及开展施肥管理具有重要意义。2018年8—9月以山东省20块代表性赤松林林地为研究对象,对其进行生长调查并采集叶片和0~20 cm土壤样品,分析赤松林林分特征,叶片C、N、P化学计量特征和土壤养分含量,探讨叶片化学计量特征与林分特征和土壤养分的关系。结果表明,赤松叶片C、N、P平均含量分别为636.35、12.80、0.82 g/kg,C:N、C:P和N:P平均值分别为50.74、800.48和15.93。相关性分析显示,叶片N含量与胸径和林龄呈显著正相关,与林分密度呈显著负相关,叶片C:N与林龄呈显著负相关,叶片C含量和C:P均与土壤有机质和碱解氮含量呈显著负相关,叶片N含量与土壤养分含量呈显著正相关,而叶片C:N与土壤养分含量呈显著负相关。赤松林叶片N含量与林分特征、土壤养分呈显著线性相关,P元素是山东省赤松生长的主要限制性因子。     

草地退化演替阶段羊草叶片碳氮磷化学计量学研究

C、N、P 是生物地球化学循环中的重要元素,在生态系统中占有重要地位,植物体内特别是叶片C、N、P 的生态化学计量学特征一直是生态学研究的一个热点。通过测定吉林省姜家甸草地不同退化演替阶段羊草叶片中C、N、P含量,研究了草地退化演替阶段羊草叶片生态化学计量特征。结果表明：C含量轻度退化草地最高,极严重退化草地最低;N含量极严重退化草地最高,未退化草地最低;P含量极严重退化草地最高,中度退化草地最低;C/N未退化草地最高,极严重退化草地最低;C/P 中度退化草地最高,极严重退化草地最低;N/P重度退化草地最高,未退化草地最低。未退化草地羊草受N和P共同限制,退化草地主要受P限制。生态化学计量学特征对草地不同退化演替阶段具有指示意义。     

基于土壤微生物的碳氮互作效应综述

土壤微生物在养分循环中起着至关重要的作用,可为陆地生态系统能量流动提供动力。碳(C)、氮(N)元素是构成生物基本骨架和能量代谢最基本的元素,其循环关系到生物生长和生态系统的稳定性。在陆地生态系统中,土壤微生物C、N元素有着明显的相互作用,环境中C、N浓度的变化会促使其发生变化,进而导致微生物群落结构和生物功能改变。笔者从CO2浓度升高、黑碳添加和N沉降加剧出发,总结了环境条件变化对微生物C、N的影响;分析了现实环境背景下土壤微生物C、N的相互作用,探讨微生物C、N的内在联系,为微生物C、N耦合及生态系统C、N耦合提供参考依据。并提出,今后在气候变化对土壤微生物影响的研究中,应当根据地域和时空的差异建立多个研究模型,深入研究微生物C、N与环境中C、N的关系,注重生态系统C、N耦合的同时,也要注重微生物与其他生物之间,特别是与植物之间的C、N耦合。     

土壤生态酶化学计量特征的自然影响因素及其对氮沉降的响应

土壤酶是土壤生态系统物质和能量循环的重要影响因素,主要来自于微生物,微生物胞外酶活性通常可以用来表征土壤的肥力状况,土壤C-、N-、P-获取酶的活性比值（土壤生态酶化学计量比）是土壤微生物的养分获取和能量分配的指标。但有关生态酶化学计量学的相关论述还较少。本研究从氮沉降角度出发,综述了土壤生态酶对氮沉降的响应,充分探究了氮沉降背景下土壤生态酶(GLU、NAG、LAP、AP)以及氧化酶(PHO)的活性变化。同时,还讨论了温度、水分、pH、生态系统类型对C-、N-、P-获取酶活性的影响,以期为土壤生态酶的深入研究提供数据支持。     

北方森林细根对氮沉降和二氧化碳浓度升高的响应

北方森林是全球第二大生物群区,约占全球森林面积的30%,尽管其细根生物量仅占森林生态系统很小的一部分,但其周转率更快,更易分解,因此,其对土壤碳循环和大气CO_2通量贡献很大。笔者综述了氮沉降和CO_2浓度升高的背景数据,总结了细根对二者变化的响应,主要从细根的形态特征、解剖结构和生理功能方面入手,探讨了其对氮沉降和CO_2浓度升高的响应。结论如下:(1)大气氮沉降量一直处于上升状态,与人类活动密切相关的有机氮量所占比例逐渐加大,而无机氮中NH_4~-N和NO_3~-N的变化趋势表现不同;(2)大气CO_2浓度一直呈上升趋势,细根形态特征、解剖结构和生理功能对其表现出明显的响应;(3)树种、年龄、土壤类型等都会改变细根形态、解剖结构和生理功能对氮沉降和CO_2浓度升高的响应结果,但改变的程度不同。研究结果可为北方森林乃至温带森林生态系统功能对氮沉降和CO_2浓度升高的响应提供参考依据和数据支持。     

攀枝花市米易县植烟土壤生态化学计量学特征研究

为阐明长期植烟对土壤生态化学计量特征变化的影响,对比分析了攀枝花市米易县植烟区域第二次土壤普查与现今植烟土壤生态化学计量学演变特征,为区域植烟土壤生态退化阻控提供科学依据。结果表明：(1)长期植烟引起土壤有机碳的大量消耗,与第二次土壤普查结果相比,该区域植烟土壤C/N、C/P、C/K分别下降23.69%、23.63%和7.16%,这与全N、P、K不同程度富集有关; N/P较第二次土壤普查降低15.98%,是由于磷更容易被土壤固定,增幅相对较大;(2)米易县植烟土壤有机碳含量与N/P、N/K、P/K变化呈极显著正相关,说明土壤有机碳是影响土壤生态化学计量比变化的重要因素,应重视植烟土壤有机碳的补充。     

氮沉降对植物生长的影响研究进展

为了探索全球氮沉降加剧背景下植物生长所受的影响,笔者归纳了森林植物不同生长指标对氮沉降响应的国内外文献数据。在既有研究成果的基础上,详细总结了氮沉降对植物地上部形态(株高、基径)、光合生理(光合色素含量、净光合速率)、可溶性糖含量、地上及地下生物量分配比例、根系形态结构(根长、根直径和根系生物量)以及叶片中氮:磷等指标的影响,并对上述变化做了合理的分析。笔者指出氮沉降加剧在一定程度上对植物的各生长指标都有明显的促进作用,但当氮沉降很严重时,植物的生长就会受到限制。笔者发现目前关于氮沉降对植物生长影响的试验中,很多都是短期模拟试验,而且大多数试验都是有关现象的研究而非原理的探索。笔者认为在今后的研究中应该将模拟时间进一步延长,并对造成响应变化的机理进行探索,以期更好的为进一步研究氮沉降增加对森林植物生长状况的影响提供参考依据。     

高寒草甸土壤碳和氮及微生物生物量碳和氮对温度与降水量变化的响应

为了分析气候变化对高寒草甸土壤碳氮循环的短期影响趋势,以野外控制试验方法分析高寒草甸土壤碳和氮及微生物生物量碳和氮对温度与降水量变化的响应趋势。结果显示：降水量变化对高寒草甸土壤有机碳含量影响不大,降水量不变,增温将使高寒草甸表层土壤有机碳含量减少,增温而降水量减少将使土壤底层全氮含量增加,增温而降水量不变将使土壤全氮含量减少。另外,增温对高寒草甸土壤微生物生物量碳和氮含量影响不大,增温而降水量减少将使底层土壤微生物生物量碳比例增加,降水减少或增加将使表层土壤微生物生物量所占氮比例增加。结果说明,高寒草甸土壤碳、氮及微生物生物量碳、氮对温度和降水量变化响应与温度和降水量变化交互作用及土层有关,短期内水热要素变化对土壤碳和氮含量及微生物生物量影响不大。     

氮沉降对小叶章光合生理特性的影响

为了阐明湿地植物小叶章光合特性对氮沉降响应的变化规律,选择三江平原沼泽化小叶章为研究对象,通过野外原位控制试验,研究了3个氮水平[0 g N/m² (N1)、5 g N/m² (N2)和10 g N/m² (N3)]对小叶章光合色素及光合参数的影响。结果表明,随着施氮水平的增加,小叶章的全氮含量、光合色素含量、光合参数AQE和Amax均呈增加趋势,但Rd则呈现先升高后下降的趋势,表明N3处理更能促进小叶章净碳的累积;光合参数Vcmax和Jmax也呈增加趋势,这有利于小叶章在低温环境下进行光合作用,维持施氮条件下较高光合能力。     

陆地棉棉铃对位叶碳氮变化特征与其生物量关系的研究

在大田栽培条件下,选用科棉1号和美棉33B两个棉花品种,于江苏南京、徐州进行施氮量(0、240、480kg.hm-2)试验,研究棉铃对位叶碳氮变化特征与棉铃(棉子、纤维)生物量的关系。结果表明:棉铃对位叶全碳、全氮含量变化可用函数Y=at2+bt+c〔Y(%):全碳或全氮含量,t(d):铃龄,a、b、c:参数〕拟合,碳氮比变化可用Logistic方程拟合。进一步分析棉铃对位叶碳氮变化的特征值发现:(1)棉铃对位叶全碳含量达到最小值的时间早、最小含量值高,则可提高棉铃、棉子、纤维生物量快速累积持续期间的平均速率,但缩短了棉铃和纤维生物量快速累积持续期,延长了棉子生物量快速累积持续期。(2)棉铃对位叶全氮含量达到最小值的时间晚,则可延长棉铃和纤维生物量快速累积持续期;全氮最小含量值高,则可延长棉子生物量快速累积持续期。(3)棉铃对位叶碳氮比快速增长持续期长、快速增长平均速率小,则可延长棉铃及纤维生物量快速累积持续期。可见,棉铃对位叶碳氮变化特征与棉铃生物量的关系密切,可通过调控棉铃对位叶碳氮含量及其比值促进棉铃发育。