人类活动对河岸带植被氮磷生态化学计量特征的影响——以汾河临汾段为例

[目的]探究自然河岸带和强人工干扰河岸带土壤—植被系统氮、磷生态化学计量的变化规律,为该区域的河岸带修复和环境保护提供科学依据.[方法]利用相关分析和偏冗余分析等方法,以汾河临汾段典型河岸带为例,探讨自然河岸带及强人工干扰河岸带土壤—植被系统氮、磷含量的时空分布特性及其影响因素.[结果]河岸带植被总氮(TN),总磷(T...     

吉林西部退化草地中羊草的生长率和异速生长关系的研究

利用吉林西部草地不同退化演替阶段中,羊草不同器官(根茎叶)生物量和各器官中C、N、P元素的数据,采用简化主轴回归方法验证生长率假说,并对异速生长关系进行.结果表明,随着草地退化演替的进行,在N、P元素限制下,吉林西部退化草地上生长的羊草不符合生长率假说.羊草茎中N、P呈显著的异速生长关系;羊草叶片中C、P以及N、P呈显著的异速生长关系,其余器官中C、N、P之间没有显著的相关关系.吉林西部退化草地中羊草的生长不符合3/4法则.     

东祁连山高寒草甸土壤酶活性及其化学计量特征对海拔和坡向的响应

研究高寒草甸微尺度海拔和坡向下土壤酶活性及其化学计量特征的变化对于探讨草地生态系统养分循环过程具有重要的生态学意义。以东祁连山高寒草甸为研究对象,分析了7个海拔（2 800,3 000,3 200,3 400,3 600,3 800,4 000 m）和2个坡向（阴坡、阳坡）高寒草甸的土壤酶活性、化学计量特征变化规律及其与土壤理化因子之间的关系。结果表明：海拔和坡向的交互效应对土壤亮氨酸氨基肽酶（LAP）、β-葡萄糖苷酶（BG）、多酚氧化酶（PPO）和过氧化物酶（POD）酶活性、lnBG/ln （NAG+LAP）、lnBG/lnAP和ln （NAG+LAP）/lnAP有显著影响;LAP、AP、BG、POD、lnBG/ln （NAG+LAP）、lnBG/ln （NAG+LAP）随海拔的升高呈先升高后降低,β—1,4—乙酰基氨基葡萄糖苷酶（NAG）和PPO随海拔升高而降低;同一海拔,阳坡土壤AP、BG、POD、PPO酶活性低于阴坡,阳坡土壤NAG酶活性高于阴坡,海拔3 800 m以下阳坡LAP酶活性低于阴坡,除海拔3 000 m和4 000 m外的其他海拔阳坡的土壤lnBG/ln （NAG+LAP）高于阴坡,海拔3 000~3 400 m的土壤lnBG/lnAP和海拔3 000~3 600 m的土壤ln （NAG+LAP）/lnAP在阳坡低于阴坡。相关分析发现,土壤酶活性及其化学计量特征不同程度受土壤C、N、P资源及土壤水分条件等的调控,土壤含水量和有机碳是影响土壤酶活性的主要因子。综上,土壤酶活性及其化学计量特征在微尺度海拔和坡向上具有差异性,且受土壤C、N、P资源及土壤水分条件的综合影响,以土壤含水量和有机碳尤为突出。     

黄土高原不同纬度下刺槐林土壤生态化学计量学特征研究

为了阐明黄土高原不同纬度地区刺槐林土壤的生态化学计量学特征,对黄土高原由南向北13个县区刺槐林下的土壤碳、氮、磷化学计量学特征进行了测定与分析.结果表明:(1)阳坡0 ～ 10 cm土壤C∶N比、C∶P比、N∶P比的变化范围分别为9.48～15.33、8.93～ 59.79、0.77～5.11,10 ～ 20 cm土壤分别为9.13 ～13.57、7.85～ 37.69、0.44 ～ 3.19;阴坡0～ 10 cm土壤C∶N比、C∶P比、N∶P比分别为8.58 ～13.75、9.46 ～ 47.71、0.76～ 3.63,10～20 cm土壤分别为7.60～13.41、5.99 ～31.28、0.54～2.65.(2)土壤全氮的空间分布与有机碳具有一致性,均随纬度的升高呈指数减小的趋势,表层大于表下层,且随着纬度的升高该差异逐渐减小;全磷的空间变异性低于有机碳和全氮,研究区内土壤全磷含量随纬度的升高呈先增加后减小的趋势.(3)土壤C∶N比随纬度的升高无明显的变化趋势,而C∶P比和N∶P比随纬度的升高显著减小;土壤C∶N∶P比均随着土层增加而减小,但差异不显著.     

CO2浓度升高对毛竹和四季竹叶片主要养分化学计量特征的影响

运用开顶式气室(OTCs)模拟大气CO2浓度升高(500、700 μmol/mol),以目前环境背景大气为对照,研究CO2浓度升高对毛竹和四季竹叶片碳(C)、氮(N)、磷(P)和钾(K)化学计量特征的影响.结果表明,毛竹和四季竹叶片C、N、P和K含量在不同的CO2浓度(对照、500、700 μmol/mol)条件下,变化范围分别为512.13～543.30、19.23～22.97、1.26～0.96和8.40～5.88 mg/g,492.13～498.02、17.97～15.37、1.05 ～0.81和4.25～5.62mg/g.相同的CO2浓度条件下,毛竹叶片C、N、P和K含量均高于四季竹,且受CO2浓度升高的影响较四季竹强烈.毛竹和四季竹叶片C/N、C/P、C/K、N/P、N/K和K/P变化范围分别依次为26.64～23.65、406.58～565.93、60.98～92.40、15.26～23.93、2.29～3.91和7.00～6.22,27.39～32.40、468.70～614.84、115.80～88.61、17.07～18.98、4.24～2.73和4.04～6.94.与环境背景大气比较,CO2浓度升高到500 μmol/mol,对毛竹和四季竹叶片C、N、P和K含量及其化学计量比并不会产生明显影响,这反映了毛竹和四季竹对高CO2浓度环境均表现出较强的适应能力.但CO2浓度升高到700 μ mol/mol,除四季竹叶片C含量无明显变化外,毛竹和四季竹叶片主要养分元素含量及其化学计量比会发生明显的适应性变化,且毛竹较四季竹变化剧烈.综上,CO2浓度升高改变了毛竹和四季竹叶片C、N、P、K含量及其化学计量比格局,尤其是CO2浓度升高到700 μmol/mol时极为明显;在养分供应上,对四季竹生长的N、P、K限制性作用和毛竹生长的N、K限制性作用没有明显影响,但明显增强了毛竹生长的P素限制性作用.     

川西北高寒沙地不同年限高山柳林下优势植物碳、氮、磷生态化学计量特征

通过采集川西北高寒沙地不同年限(6、18、24年)高山柳林下3种优势植被藏沙蒿、裂叶独活和镰荚棘豆,分别测定分析3种植被叶片、根部C、N、P化学计量特征变化特征。结果表明:不同年限高山柳林下植被C、N、P含量及其比值间存在显著差异且呈现出不同变化趋势。林下植被C含量整体下降;叶N含量呈上升趋势,根N含量随年限增长而下降;除藏沙蒿外,林下植被P含量变化不显著;C∶N变化范围为1.92~12.86;C∶P为29.18~196.88;不同年限高山柳林下植被N∶P间虽存在差异,但均表现出主要受到P限制,表明该区域植被生长主要受P限制,应注意P养分的适当补充。     

准噶尔荒漠区域尺度浅层土壤化学计量特征及其空间分布格局

干旱荒漠生态系统具有降水稀少、土壤贫瘠、生物多样性低的特点,对荒漠土壤生态化学计量特征的研究有助于深入了解荒漠土壤养分供给能力及其对生物多样性和生态系统稳定性的影响。对准噶尔荒漠79个样点浅层(0~10cm)土壤及环境因子进行调查取样,分析了土壤有机碳(C)、全氮(N)及全磷(P)化学计量特征、空间分布及其影响因素。结果表明,准噶尔荒漠土壤C、N、P平均含量分别为(5.73±0.49),(0.207±0.009)和(0.347±0.004)g/kg,C∶N、C∶P、N∶P分别为(29.92±2.55),(15.97±1.23)和(0.498±0.024)。土壤P稳定性最高(CV=0.098),而C、C∶N和C∶P的变异性较强(CV=0.687~0.758)。C、P、C∶N及C∶P在不同生境(沙漠、戈壁和盐碱荒漠)、不同群落(白梭梭、梭梭及小灌木)间均存在差异。与全国及全球平均水平相比,准噶尔荒漠土壤C、N、P含量、C∶P及N∶P均较低而C∶N较高,养分元素缺乏程度表现为NCP。土壤养分元素及其化学计量比之间多具有显著的二次函数关系,且化学计量比主要受C和N的制约。在区域尺度上,各化学计量参数表现出明显的空间异质性,其中C、C∶N和C∶P分布格局相似,并受年降水量、纬度和经度的影响;N与N∶P分布格局相似,受经度、海拔和年均温的影响。     

Effects of Soluble Silicate and Nanosilica Application on Rice Nutrition in an Oxisol

Silicon(Si) has been supplied to plants via application of calcium silicate to soil; however, high doses of calcium silicate are required because of its low solubility. Nanoparticles can reduce Si doses and be applied to seeding furrows. This study investigated the effects of liquid Si sources, i.e., highly soluble silicate(115.2 g L~(-1) Si and 60.5 g L~(-1) Na_2O) and nanosilica( 200 nm), on Si uptake by rice plants, plant lignification, plant C:N:P stoichiometry, plant physiology, and grain yield using an Oxisol under greanhouse condistions. The treatments included the application of nanosilica and soluble silicate to seeding furrows at Si doses of 0, 605, 1 210,and 2 420 g ha~(-1). Plant uptake and treatment effects were evaluated by measuring C and lignin contents, Si, N, and P accumulation,physiological characteristics, and grain yield of rice. The deposition of silica bodies and amorphous silica in the flag leaves was analyzed using scanning electron microscopy. Application of liquid Si increased Si accumulation in rice by 47.3% in relation to the control(0 g ha~(-1) Si), regardless of the Si sources used. Nanosilica application increased leaf lignin content by 112.7% when compared to that in the control. Silicon moderately affected the net C assimilation(increased by 1.83%) and transpiration rates(increased by 48.3%);however, Si influenced neither plant growth nor grain yield of rice. These results are explained by the lack of biotic or abiotic stress in rice plants during the experiment. To the best of our knowledge, in Brazilian agriculture, this is the first report on the use of nanosilica as a Si fertilizer and its effect on plant nutrition. This study provides evidence that rice plants absorb and accumulate nanoparticles;however, further studies are required to investigate the use of nanoparticles in other plant species.     

Influence of storage and drying methods on invertebrate elemental and isotopic measurements

Optimised pre-analytical methods for measuring the chemical properties of soil macro-organisms are needed. We tested the effects of ethanol immersion, freezer storage, and drying method on the reliability of estimates of key stoichiometric elements (carbon [C], nitrogen [N], phosphorus [P]) and abundances of ¹³C and ¹⁵N in samples of crickets (Acheta domestica), cockroaches (Nauphoeta cinerea) and mealworms (larval Tenebrio molitor). Ethanol immersion tended to increase A. domestica C and N, and reduced A. domestica P, relative to the reference treatment (deep freezing and oven drying). For N and P these effects were only present after 28-day ethanol immersion. Nauphoeta cinerea and T. molitor samples were generally unaffected by storage treatments, while δ¹³C and δ¹⁵N were not affected by any storage treatment for any species. Thus, five days of ethanol immersion may be acceptable prior to elemental and stoichiometric analyses of hard-bodied soil invertebrates in comparative studies.     

闽西南崩岗侵蚀区芒萁叶片生态化学计量特征

为了阐明极度退化的崩岗生态系统内芒萁的生长状态和养分储存特征,对闽西南3处不同侵蚀强度的典型崩岗内芒萁叶片C、N、P含量及C/N、C/P、N/P特征进行研究,对比分析不同侵蚀强度下崩壁部位和崩岗不同侵蚀部位中芒萁叶片的生态化学计量特征。结果表明:崩岗内芒萁叶片的C、N、P平均含量分别为477.10 g·kg~(-1)、6.45 g·kg~(-1)、0.25 g·kg~(-1),芒萁叶片的N、P养分含量极低;而C/N、C/P、N/P平均值分别为96.82、2 097.20、27.67,芒萁生长受P限制。不同侵蚀强度下的崩壁内芒萁叶片的C、N、P含量及C/P、N/P均存在显著差异(P0.05),C含量、C/P和N/P均随着侵蚀强度的增强而减小,N含量在中度侵蚀的崩壁内较高,而P含量则随着侵蚀强度的增强而增加,表明芒萁对土壤侵蚀严重的崩岗生态系统具有很强的适应能力。在崩岗的不同侵蚀部位中芒萁叶片的P含量、C/P和N/P均存在显著差异(P0.05),P含量在集水坡面最高,在崩壁最低;而C/P、N/P均表现为崩壁显著大于其他各侵蚀部位。可见,在崩岗的不同侵蚀部位,崩壁中芒萁对C的同化能力强于其他侵蚀部位,且对P利用效率也显著高于其他侵蚀部位。综上,在侵蚀严重的崩岗生态系统中,芒萁有较强的同化C能力和较高的对P利用效率,能通过调节自身C、N、P元素含量很好地适应土壤侵蚀严重、养分极度贫瘠的生境。