桉树不同成熟度叶片营养元素内循环特征

揭示桉树人工林不同成熟度的叶片器官所需营养元素变化以及土壤肥力对其影响,对于桉树营林和科学施肥具有重要的生产指导意义。选取广西隆安县小林镇和田东县思林镇的桉树2代萌芽林作为研究对象,测定两个人工林嫩叶、成熟叶、黄叶的C、N、P、K、B、Ca、Mg以及土壤C、N、P、K、Ca、Mg元素含量,并进行相关分析。结果表明,植物叶片的N、P、K、Mg营养元素转移规律是黄叶向成熟叶和嫩叶转移,但C、Ca、B营养元素则是随着叶片的生长发育逐渐积累,黄叶中含量最高,说明施肥时应关注Ca、B元素的持续和有效供给。两片人工林都表现出类似的规律,说明土壤肥力的差异不影响桉树人工林叶片营养元素的内循环规律。桉树嫩叶营养元素含量及其生态化学计量比学特征具有与成熟叶和黄叶不同的表征,在营养物质研究中应予以足够重视。     

黑果枸杞茎叶生长及其生态化学计量特征对灌水施肥的响应

在石羊河中游田间条件下,通过灌水和施肥调节黑果枸杞生长。测定不同时期黑果枸杞茎、叶生长量及其化学计量学特征变化,分析器官水平生长速率与化学计量学特征的关系,验证生态化学计量学理论"生长速率假说"。灌水施肥显著促进了茎长、基径和叶片长、宽及叶干重的生长(P<0.05),而茎长、基径、叶面积和叶干重的相对生长速率与对照之间无显著差异。各处理下黑果枸杞新梢C含量及C∶N、C∶P随生育期进程呈增加趋势,而N、P及N∶P呈降低趋势;灌水和施肥处理后茎C含量及C∶N、C∶P、N∶P低于对照,茎N、P含量高于对照。各处理叶片C、N、P含量在生育期内呈降低趋势,而C∶N、C∶P及N∶P呈增加趋势;灌水和施肥后叶片C含量及C∶N、C∶P、N∶P低于对照,叶片N、P含量高于对照。茎C含量及C∶N、C∶P显著高于叶片(P<0.05),而N、P含量及N∶P显著低于叶片(P<0.05)。生长速率假说认为,生物个体的生长速率与体内的N∶P、C∶P具有负相关关系,与N、P含量呈显著的正相关关系。各处理黑果枸杞茎、叶的生长速率与其N、P含量及C∶P、N∶P总体相关性不显著。表明施肥灌水调节下黑果枸杞茎叶生长及化学计量学特征不支持生长速率假说。     

苜蓿地撂荒过程中土壤-微生物-胞外酶及化学计量的变化

紫花苜蓿(Medicago sativa L.)作为优良修复草种在黄土高原广泛种植,然而随着农村人口迁移及土地利用变化,苜蓿人工草地大量弃置的问题已引起广泛关注。为研究苜蓿弃置草地土壤质量变化规律,本研究分析了不同弃置年限(0年、5年和10年)苜蓿草地土壤养分、微生物量、参与土壤碳氮磷(C,N,P)循环的胞外酶活性及其化学计量变化。结果表明：总体上,土壤和微生物C,N含量随弃置年限呈增加趋势,而C,N相关胞外酶活性和化学计量变化幅度较小;土壤和微生物P含量随弃置年限增加而显著降低,但P相关胞外酶活性及化学计量均有不同程度的增加。进一步分析发现：相较于其他土层,表层(0～20 cm)土壤C,N,P含量及其酶活性较高,其变化趋势与总体结果相似;亚表层土壤(20～40 cm)和(80～100 cm)深层土壤C,N,P含量及其酶活性呈先增后减趋势,且各指标较于表层土壤均降低40%～80%。相关分析表明弃置草地土壤由于P匮乏而逐步退化,可通过补施磷肥改善。     

青海省冬虫夏草采挖区与非采挖区土壤生态化学计量特征

为研究冬虫夏草采挖区与非采挖区的土壤生态化学计量学特征,本研究以青海省7个地区冬虫夏草生长地土壤样本为试验材料,分别采用重铬酸钾-外加热法、凯氏定氮法、碱熔法、碳酸氢钠浸提-比色法、酸溶法、1 mol·L^-1乙酸铵浸提-火焰光度计法、碱解-扩散法、邻菲啰啉比色法、火焰原子吸收分光光度法对土壤样本的养分与理化指标进行了测定,并对其化学计量特征进行了分析。结果表明,除XH(青海省海南藏族自治州兴海县)地区采挖区与非采挖区在全氮含量上存在显著性差异(P<0.05),其他各地区采挖区与非采挖区在土壤各指标含量上均无显著性差异,不同地区采挖区与非采挖区C∶N的范围是18.24~32.79,C∶P是155.53~562.78,N∶P是4.85~24.00,C∶K是4.51~11.52,K∶N是2.55~7.17,K∶P是31.44~81.86;采挖区与非采挖区的C∶P与N∶P之间均具有极显著相关性(P<0.01)。因此,本研究发现采挖冬虫夏草对其生长环境的土壤化学性质无显著性影响,为冬虫夏草采挖对生态环境的影响评估提供数据支撑。     

青海东部农区引进燕麦品种各器官C、N、P生态化学计量学特征变化研究

以4个引种燕麦(Avena sativa)为典型代表,对其不同生育时期根、茎、叶中的C、N、P含量及其化学计量学特征进行测定,探讨不同生育时期燕麦C、N、P元素含量及其化学计量比的变化规律,为燕麦饲草的科学收获提供理论依据。结果表明：燕麦全株C、N、P含量分别为322.30～333.97、17.42～75.62、2.74～5.42 mg·g^-1,燕麦根C、N、P含量分别为298.42～317.92、11.47～73.71、2.82～3.42 mg·g^-1,燕麦茎C、N、P含量分别为311.25～338.86、10.15～75.16、2.44～5.06 mg·g^-1,燕麦叶C、N、P含量分别为330.80～372.47、30.64～113.80、2.59～8.65 mg·g^-1;各器官间C、N、P含量表现为叶>茎>根。此外,燕麦各器官C、N、P含量的积累过程具有一定季节特征,C含量积累过程受生育时期影响较小,表现出较强的稳定性;而N和P含量的积累过程受生育时期影响较大,其在拔节期～抽穗期均...     

氮添加对天山高寒草原土壤酶活性和酶化学计量特征的影响

为探究氮添加对高寒草原生态系统土壤酶活性的影响,于2018年在中国科学院巴音布鲁克草原生态系统研究站,选择4个氮添加水平(对照,N0,0 kg·hm^-2·a^-1;低氮,N1,10 kg·hm^-2·a^-1;中氮,N3,30 kg·hm^-2·a^-1;高氮,N9,90 kg·hm^-2·a^-1),开展土壤酶活性对氮添加响应的研究,分析土壤酶活性对氮添加的响应特点,土壤酶化学计量比以及土壤酶活性与土壤环境因子的关系。结果表明:与对照相比,氮添加在N3水平显著增加β-1,4葡萄糖苷酶(βG)、β-D-纤维二糖水解酶(CBH)和β-1,4木糖苷酶(βX)酶活性(P<0.05),N1和N3水平显著增加碱性磷酸酶(AKP)活性(P<0.05),N3水平显著降低多酚氧化酶(PPO)活性(P<0.05),氮添加对亮氨酸氨基肽酶(LAP)活性影响不显著,N3水平下显著增加N-乙酰-β-D氨基葡萄糖苷酶(NAG)活性(P<0.05)。相关分析表明,8种土壤酶活性均与土壤有机碳(SOC、NAG除外)和总磷(TP)显著相关,与土壤总氮(TN)不相关。研究区土壤酶活性C∶N∶P化学计量比为1∶1∶1.2,与全球生态系统的土壤酶活性C∶N∶P的比值1∶1∶1相偏离,表明该研究区土壤微生物生长受磷素限制。冗余分析(RDA)进一步揭示出土壤有机碳和土壤全磷含量是影响土壤酶活性的主要因子。     

荒漠草原建群种及其枯落物的C、N、P生态化学计量特征

以希拉穆仁草原建群种羊草(Leymuschinensis)、短花针茅(Stipa breviflora Griseb)、芨芨草(Achnatherum splendens nevski)及其枯落物为研究对象,通过测定其C、N、P质量分数,并计算生态化学计量比,分析建群种养分限制格局及养分再吸收规律。结果表明:①植物叶片的C、N、P质量分数均值分别为398.74、24.41、1.55 g/kg,枯落物的为362.53、14.79、1.17 g/kg,3种植物叶片的C、N、P质量分数与其枯落物的差异显著(P<0.05)。②植物在枯落之前会将养分转移,防止养分的流失,N、P的养分再吸收效率范围分别在13.51%~77.49%、2.65%~49.51%,N的回流率大于P,进而使其具备了较强的适应干旱环境的能力。③3种植物叶片的N/P、C/N、C/P变化范围分别在11.81~21.70、15.76~16.59、195.47~273.37,枯落物的变化范围分别在7.72~17.05、17.71~64.46、215.43~487.46,3种植物叶片与枯落物的N/P、C/P差异显著(P<0.05)。④植物叶片N/P均值为16.95,枯落物N/P均值为12.31,说明植物的生长主要受P的限制。研究结果可为荒漠草原提供草地管理指导。     

黄土丘陵区不同土地利用方式下土壤养分及生态化学计量特征

[目的]探究黄土丘陵区土地利用方式变化前后土壤养分及生态化学计量比的变化特征,为该区农业生产以及生态恢复工作提供科学依据。[方法]选取山西省永和县岔口小流域因生态工程的实施而改变土地利用方式的坡改梯地(梯田)、退耕还林地(林地)、地埂核桃园地(园地)3种样地为研究对象,以现有坡耕地为对照,利用时空互代法,比较不同土地利用方式变化前后0—20 cm,20—40 cm土壤C,N,P,K含量以及生态化学计量比的差异。[结果]①流域各种生态恢复措施实施后,土壤C,N元素含量明显增加,梯田、林地、园地0—40 cm土壤有机C含量分别是坡耕地的1.38,2.44和1.09倍,全N含量分别是坡耕地的1.76,2.66,1.68倍。P,K元素增加量不明显,林地相比其他2种土地利用方式对C,N元素的固持更加明显;②通过分析土壤养分化学计量比的关系,发现流域土壤的限制性元素为C,N元素;③流域土壤养分及计量比之间存在着稳定的耦合关系,C-N之间的耦合关系最为显著且在各元素和生态化学计量比稳定方面发挥着重要作用。[结论]流域3种土地利用方式有效地改变了土壤全量养分含量和元素的生态化学计量比,有利于流域的生态保护和植被修复。     

菜园土壤不同施肥模式下小青菜生长和品质及其生态化学计量学特征

利用盆栽试验研究了不同施肥处理对小青菜生长和品质的影响,并在此基础上利用生态化学计量学方法研究了小青菜生长和品质与其生态化学计量学特征之间的相关关系。结果表明在盆栽的条件下施氮量为180kg/hm2是小青菜生长较为合适的水平,能达到节氮保产的效果。在氮水平为180kg/hm2下,有机无机肥配施模式1(含有氨基酸肥料)提高了小青菜地上部的生长、碳浓度、光合速率、可溶性总糖、蔗糖、游离氨基酸含量和根系鲜重,且这些指标与其地上部C/N(碳氮比)和C/P(碳磷比)之间存在显著正相关关系,而与施肥模式中C/N和C/P之间存在正相关趋势,但相关关系不显著。此外,有机无机肥配施模式1降低了小青菜的地上部硝酸盐含量,且该指标与其地上部和施肥模式中N/P(氮磷比)、C/N、C/P和P/K(磷钾比)之间均不存在相关关系。因此,有机无机肥配施模式1促进了小青菜地上部和根系生长,提高了光合速率,改善了小青菜地上部的品质,是一种科学的施肥措施。     

我国陆生生态化学计量学应用研究进展与展望

生态化学计量学是一门集生态学、化学计量学、物理学的交叉学科,是当前生态学研究的热点和前沿领域,为研究植物限制性元素及生态系统物质循环提供了一种新的方法和思路。本文重点从气候变化与氮沉降、生态系统演化、添加实验及人类活动等对生态化学计量特征的影响方面对我国陆生生态化学计量学的应用研究进行了总结与评述,并结合现已开展的工作,对有待进一步拓展的相关生态化学计量研究领域进行了展望,以期在生态系统稳定性、常量元素调控等方面的研究取得新突破。