我国陆地生态系统土壤·植物生态化学计量学研究进展

概况了生态化学计量学的概念、基本理论,重点分析了我国陆地生态系统土壤、植物生态化学计量学在不同生态系统、不同温度带及不同演替阶段的特征,并从生物、非生物因素及人类干扰3个方面综述了土壤、植物化学计量学特征的驱动因素,最后总结了我国生态化学计量学的研究现状并展望了未来的研究方向。     

土壤碳氮磷生态化学计量特征及影响因素概述

土壤碳氮磷生态化学计量特征反映土壤养分贮存和供应能力及养分动态，对土壤生态系统 修复与保护具有重要指导意义。本文主要概述土壤生态化学计量特征及其对土壤养分的指示作用， 影响土壤生态化学计量的内外因素，为土壤生态化学计量学研究提供参考。     

高寒矮嵩草群落退化演替系列氮、磷生态化学计量学特征

运用历史资料与实地调查相结合的方法,以多元数量统计为手段确定采样地点,以空间尺度代替时间尺度,确定演替系列,以生态化学计量学为基础探讨了高寒矮嵩草草甸退化演替系列氮(N)磷(P)含量及化学计量学特征,发现:1)高寒矮嵩草草甸土壤全量N、P含量随退化演替程度的加深而呈倒"V"字形变化趋势,速效N、P含量随退化程度的加深呈降低趋势,但土壤草甸全量及速效N/P化学计量学特征则呈现降低趋势;2)地上植物N/P化学计量学特征在整个退化演替过程没有明显的差异。说明高寒矮嵩草群落退化改变了土壤中全量及速效N、P的积累和分解速率,打破了土壤系统养分平衡模式,但并没有明显改变植物地上部分整体的N/P化学计量学特征,因此在退化演替过程中植物N/P比为草地退化诊断的惰性指标;土壤N/P化学计量学特征变化同草地退化演替过程具有较好的同步性,其对草地退化演替的敏感性较高,有可能成为未来草地退化诊断的生态指示指标。     

喀斯特高原峡谷石漠化生态系统土壤C、N、P生态化学计量学特征

【目的】为了揭示喀斯特高原峡谷石漠化生态系统土壤C、N、P含量生态化学计量学特征,科学支撑石漠化治理。【方法】选取西南喀斯特典型石漠化生态系统贵州贞丰--关岭花江石漠化生态系统为研究对象,开展土壤C、N、P生态化学计量特征研究。【结论】(1)石漠化生态系统土壤(0~15 cm)的C、N、P含量均值分别为(44.85±11.22)、(3.22±0.82)、(1.17±0.35)g/kg;C∶N、C∶P、N∶P比值分别为(3.17±1.35)、(43.09±16.49)、(14.01±3.62)。(2)无石漠化环境的土壤C、N含量显著高于石漠化环境土壤,但P含量无显著差异。(3)土壤C、N、P含量及比值等生态化学计量学特征受到地形、地貌、土壤母质以及成土的因素影响较大,受到植被、凋落物影响较小。研究结果为进一步阐明喀斯特石漠化生态系统C、N、P等元素生态化学计量学特征提供了工作基础,同时为科学治理石漠化提供了重要参考。     

退化草地的生态化学计量学研究现状及发展动态

近年来,生态化学计量学理论的应用成为生态学专业领域的研究热点。运用生态化学计量学的原理、方法,以退化程度不同的草地为研究对象,以植物—土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)元素含量与C∶N∶P值的时空特征为切入点,研究主要营养元素(C、N、P)在植物—土壤系统中的动态平衡和循环规律,揭示草地的退化原因及过程,为不同程度退化草地的改良、利用提供参考。     

绿洲农田生态系统的特点及生态化学计量特征研究探析

生态化学计量学是研究生物系统能量平衡和多重化学元素之间平衡和分析多重化学元素质量平衡对生态交互作用影响的一种理论,目前已成为生态学研究的热点之一,但其针对农田生态系统的研究还相对滞后,尚需进一步加强,可望为建立良性可持续发展农田生态系统提供理论依据。     

农田生态化学计量研究进展

生态化学计量学研究能量和多重化学元素(主要是C、N、P)之间的动态平衡,并分析这种平衡对生态系统的影响,现已成为全球研究热点之一。然而关于农田生态化学计量的研究相对较少。综述了在农田土壤生态化学计量、作物生态化学计量、土壤与作物生态化学计量的相关性3个方面的研究进展,以期为农田生态化学计量的相关研究提供参考。     

峥嵘岁月六十载多维校正谱华章——记中国化学会计算机化学杰出贡献奖获得者、湖南大学吴海龙教授

今年5月恰逢我国著名化学计量学家、湖南大学吴海龙教授岁满花甲,化学生物传感与计量学国家重点实验室成立20周年.峥嵘岁月六十载,斗转星移发染霜;桃李不言枝尽绿,多维校正谱华章.作为湖南大学化学生物传感与计量学国家重点实验室创室常务副主任、前主任,2002年度湖南省科技进步奖一等奖、2003年度国家自然科学奖二等奖、中国化学会第二届计算机化学杰出贡献奖、中国化学会第七届分析化学基础研究梁树权奖获得者,吴海龙教授长期从事分析化学领域的化学计量学、化学传感技术、环境和生命科学中新分析技术等研究,并在pH化学传感器研制、稳健多元统计学发展及在环境科学等领域应用、化学多维数阵分析、化学高阶张量校正(化学多维校正)、化学高阶张量标准加入法理论及应用等方面做出了杰出贡献.     

我国生态化学计量学研究综述

C、N、P的平衡关系对于认识生态系统碳汇潜力和生态系统如何响应未来气候变暖具有重要意义。主要介绍我国生态化学计量学的研究进展并提出了生态化学计量学的主要发展趋势。     

中国柽柳属植物研究进展

本文对柽柳属植物的系统分类与起源演化、形态特征与生态特性、生理机制与细胞遗传、造林技术与生物防治以及药理作用与植物化学等研究进展进行综述,展望其未来研究前景。     

塔克拉玛干沙漠腹地人工植被及土壤CNP的化学计量特征

生态化学计量学是研究生态过程和生态作用中化学元素平衡的科学。极端环境中进行植物叶片与土壤中营养元素含量及变化研究,对于揭示植物对营养元素的需要和当地土壤的养分供给能力,以及植物对环境的适应与反馈能力具有十分重要的意义。以塔克拉玛干沙漠腹地塔中植物园生长良好的25种人工植被及其生境为研究对象,运用方差分析、相关分析综合研究植物叶片及土壤的化学计量特征及其相互关系。结果显示:塔克拉玛干沙漠腹地25种人工植被叶片C、N、P的平均含量分别为(386.7±46.6)、(24.7±8.1)和(1.8±0.78) mg/g;叶片C:N、C:P及 N:P分别为(17.5±6.7)、(249.2±102.8)、(15.0±5.6)。其中豆科植物N含量极显著高于非豆科植物(P<0.001)。不同生活型植物的C、N、P含量均存在显著差异,C、N、P含量在3种生活型的大小顺序为草本>灌木>乔木。C:N和N:P在不同生活型植物间不存在显著差异(P>0.05),而乔木和灌木的C:P显著高于草本植物(P< 0.05)。相关分析表明植物的叶片C:N、C:P都与相应的N、P含量呈现极显著负相关性(P<0.001),而叶片N含量与P含量的变化并不相关(P> 0.05)。土壤C、N、P养分元素含量远低于全国的平均水平,尤其是N含量(<0.2 mg/g);土壤C与N存在着极显著的正相关关系(P<0.01),而C与P、N与P间的相关性并不显著(P>0.05)。以上研究结果表明,受极端环境的限制,塔克拉玛干沙漠人工植被植物对养分元素的利用效率显著低于全国陆地植物的平均水平,不同科和不同生活型功能群植物对环境的适应能力显著不同,表现出显著的养分适应策略差异性。     

鄱阳湖湿地两种优势植物叶片C、N、P动态特征

2011年2—6月在鄱阳湖南矶湿地国家级自然保护区逐月测定了灰化苔草(Carex cinerascens)、南荻(Triarrhena lutarioriparia)叶片C、N、P含量及其地上生物量，以阐明鄱阳湖湿地优势植物C、N、P含量及化学计量比动态特征与控制因子，探讨湿地养分利用与限制状况。结果表明：1）两种优势植物叶有机碳含量变化范围分别为365.3—386.6 mg/g和352.6—393.2 mg/g，平均值(?标准差)分别为(375.5?17.4) mg/g和(371.7?12.5) mg/g；叶N含量分别为6.96—17.59 mg/g和5.50—20.68 mg/g，平均值分别为(11.35?1.40) mg/g和(11.54?0.84) mg/g；叶P含量变化范围为0.65—2.14 mg/g和0.57—2.25 mg/g，平均含量为(1.56?0.69) mg/g和(1.55?0.68) mg/g。两种植物C:N、C:P、N:P平均值分别为37.65、413.60、9.62和41.05、410.29、9.57，C、N、P及其化学计量比种间差异不显著(P>0.05)。2）气温与地上生物量是N、P及其化学计量比季节变化的主要控制因子，气温和生物量对两种优势植物叶片氮、磷含量的影响要高于对叶有机碳含量的影响。3）植物C:N、C:P与地上生物量变化趋势基本一致，显示N、P养分利用效率随植物的快速生长而提高；根据两种优势植物及土壤N、P含量与化学计量比来判断，研究区植物更多地受氮限制。     

广西岩溶区芒果园土壤碳氮磷化学计量特征

【目的】探究广西岩溶区土壤养分生态化学计量特征的空间分异规律,以及岩溶区富钙偏碱的地质背景对土壤有机碳、全氮和全磷化学计量特征的影响,为揭示岩溶区土壤养分循环规律及指导科学施肥提供科学参考。【方法】在百色市田阳县芒果生产基地选择典型岩溶样地,采集洼地、洼地—坡地过渡带、坡地和垭口等不同地貌部位表层土壤样品,通过测定土壤有机碳、全氮和全磷及相关土壤元素等,运用统计学方法分析岩溶区不同地貌部位土壤碳（C）、氮（N）、磷（P）化学计量特征及影响因素。【结果】研究区土壤有机碳、全氮和全磷含量的平均值分别为17.24、2.31和0.70 g/kg,C:N、C:P和N:P平均值分别为7.43、26.11和3.44。土壤有机碳和全氮含量以坡地最高,洼地最低;全磷含量以垭口最高,从洼地、洼地—坡地过渡带和坡地呈降低趋势; C:N、C:P和N:P总体上表现为坡地>洼地—坡地过渡带>洼地>垭口。统计分析结果显示,阳离子交换量（CEC）、pH、含水率、容重及全钙含量对岩溶区土壤有机碳、全氮和全磷化学计量特征具有很好的解释。偏相关分析结果显示,钙是有机碳和全氮的重要影响因子;土壤有机碳、全氮和全磷的化学计量与CEC、全镉的相关性受钙制约;有效态元素与土壤有机碳、全氮和全磷化学计量的相关性受pH和钙的制约较小。【结论】研究区土壤碳氮磷化学计量受地貌部位影响,且土壤中全钙含量是土壤碳氮磷化学计量的重要影响因子。研究区农业生产上应选择元素有效性高的化肥施入,特别是磷元素,根据果树生长阶段需肥特点进行针对性补充。     

Grassland ecology in China: perspectives and challenges

During the last few decades, there have been an increasing number of studies on grassland ecology in China, involving the classic ecology concepts or theories and the applicable ecological principles of grassland conservation or management. This paper reviews the main progress in the following aspects. (1) Research on grassland species adaptation and resistance, population dynamics and foraging behavior, and biodiversity and community stability. (2) Research on managed grassland ecosystems (grassland grazing ecology) including grazing effects on grassland ecosystem function and foraging behavior by large herbivores. (3) Global climate change and grassland processes and functioning. (4) Applied research on grassland restoration and ecosystem health assessments such as vegetation restoration, restoration of ecosystem functioning, and assessment methods. There have been significant advances in grassland ecology, including the functions of ecosystem biodiversity, the ecological stoichiometry mechanisms affecting grassland community stability, grazing regulation of plant diversity and nutrient cycling. Grassland ecologists have succeeded in making these advances through observational, experimental and theoretical studies. Nevertheless, there are still significant challenges for the grassland ecology research, including understanding of grassland spatial processes, grassland grazing and multi-functionality, integrated effects of global climate change across grassland areas, as well as the ecological methodology and experimental techniques in grassland ecology.     

贵州省喀斯特地区4种典型人工林叶片化学计量特征

为评价贵州省人工林生境养分供应状况及养分获取效率,以贵州省喀斯特地区4种典型人工林:华山松Pinus armandii林,杉木Cunninghamia lanceolata林,马尾松Pinus massoniana林和柏木Cupressus funebris林为研究对象,分析了以上4种人工林叶片生态化学计量学特征。结果显示:华山松、杉木、马尾松和柏木等4种典型人工林叶片碳（C）质量分数较高,氮（N）和磷（P）质量分数较低;各林型之间叶片碳质量分数变异较小,氮、磷质量分数以及碳氮比（C:N）,氮磷比（N:P）,碳磷比（C:P）变异较大。4种典型人工林各林型之间叶片生态计量学指标大部分差异不显著（P>0.05）。4种典型人工林叶片碳氮比（C:N）和碳磷比（C:P）较大,表明它们从生境中获取养分的效率较高,而氮磷比（N:P）则揭示了杉木林和华山松林的生长受氮限制、柏木林受磷限制,马尾松林受氮和磷的共同限制。表2参25     

贵州省珍稀四球茶茶树和土壤的碳氮磷生态化学计量特征

【目的】研究贵州省普安县特有珍稀四球茶茶树和土壤生态化学计量特征的差异及其内在关联性,为四球茶的合理栽培及可持续开发利用提供科学依据。【方法】以四球茶为研究对象,选择植茶年限分别为5、15、25和40年的健康茶树种群,测定茶树和土壤的碳（C）、氮（N）、磷（P）含量,分析不同植茶年限下茶树和土壤生态化学计量特征之间的内在关系及元素限制情况。【结果】随着植茶年限的增加,0~20 cm层土壤和叶片C含量呈先上升后下降的变化趋势,25年时达最大值,土壤C含量较5和15年分别显著高27.33%和23.33%（P<0.05,下同）,老叶C含量较5、15和40年分别显著高13.75%、13.07%和10.78%,新叶C含量较5、15和40年分别显著高21.12%、8.79%和25.63%;N含量呈先下降后上升的变化趋势,P含量则逐渐增加。随着植茶年限的增加,土壤、新叶和老叶的C:N均呈先上升后下降的变化趋势（25年时最大）,C:P和N:P逐渐降低,其中,15、25和40年土壤的N:P显著低于5年,分别低27.95%、29.01%和33.25%;植茶40年时,其养分吸收利用效率和生长速率明显降低。茶园土壤的P素回归水平较高,N素回归水平较低,随着植茶年限的增加,老叶生长一直受N素限制,新叶生长逐渐由P素限制转变为N素限制。茶树叶片的P、C:P、N:P与表层土壤的C、P含量有显著的相关性,老叶与新叶的N含量间、P含量间呈极显著正相关（P<0.01,下同）,叶片的C:P、N:P与叶片P含量呈显著或极显著负相关。【结论】适当的植茶年限（≤ 25年）有利于有机质的积累和土壤生态环境的改善,植茶年限过长（≥ 40年）,土壤养分水平降低,养分循环过程受限,应采取增施N肥、补充有机质等措施以改善茶园土壤环境,利于其可持续开发利用。     

绢蒿荒漠草地两种主要植物的生态化学计量特征分析

【目的】研究退化伊犁绢蒿荒漠草地恢复后,主要植物的生态化学计量特征的变化,为干旱区草地恢复提供理论依据。【方法】以该草地的建群种伊犁绢蒿(Seriphidium transiliense)和伴生种木地肤(Kochia prostrata)为对象,分析两种植物的C、N、P、K含量及计量比以及放牧和封育条件下,两种植物的生态化学计量特征,研究两种植物的养分利用策略以及封育对两种植物的生态化学计量特征的影响。【结果】伊犁绢蒿的P(0.82 g/kg)极显著高于木地肤的P(0.58 g/kg),伊犁绢蒿的N(15.11 g/kg)、K(13.06 g/kg)含量和N/P(22.46)极显著低于木地肤的N(25.14 g/kg)、K(21.17 g/kg)含量和N/P(43.75)。封育改善了荒漠草地植物的生长环境,但与放牧相比,伊犁绢蒿与木地肤的C、N、P、K含量及元素计量比变化不显著。【结论】伊犁绢蒿与木地肤的养分利用策略不同,伊犁绢蒿以吸收利用P为主,木地肤以吸收利用N和K为主,伊犁绢蒿的生长率高于木地肤。封育对荒漠草地两种植物的生态化学计量特征影响不显著。