川西北高寒沙地不同年限高山柳土壤生态化学计量及储量变化特征

以川西北高寒沙地6,18和34年高山柳为研究对象,探究其林下C, N, P生态化学计量变化特征。结果表明,随着种植年限增加,0~60 cm土层土壤C∶N∶P呈上升趋势。其中,20~40 cm和40~60 cm土层C∶N和C∶P呈上升趋势,而N∶P呈显著下降趋势(P<0.05)。随种植年限增加,0~60 cm土层有机碳(SOC)储量呈上升趋势,全氮(TN)、全磷(TP)储量呈下降趋势。其中,0~20 cm土层SOC、TN和TP含量均显著升高(P<0.05)。双因素方差分析结果表明,土层深度显著影响着SOC, TN, TP含量及其化学计量比,种植年限对除TP以外均有显著影响,土层深度×种植年限对除C∶N和TP以外均有显著影响(P<0.01)。研究表明,在生态修复过程中,C、N、P的不平衡输入可能会加强土壤养分的失衡状况。     

甘南尕海湿地不同退化程度植物碳、氮、磷的化学计量特征及动态变化

以甘南尕海沼泽化草甸湿地为研究对象,测定3种退化程度（未退化、轻度退化、中度退化）植物根系和植物地上部分的化学计量特征。结果表明,植物根系与地上部分P含量呈显著的负相关性,而植物根系与地上部分N含量呈现极显著的正相关性。3种不同退化程度下植物根系C、N含量在整个生长季内的变化较为平缓,而根系P含量在整个生长季内呈下降的趋势;植物根系C：N随着月份的推移基本持平,而根系C：P和N：P呈逐渐上升的变化趋势。湿地植物C含量与N含量之间存在极显著的正相关关系,与P含量呈现负相关关系;而N与P含量之间呈现出负相关性;同时发现P元素已经成为尕海湿地沼泽化草甸植物生长发育过程中的主要限制性因子。因此,在对尕海沼泽化草甸湿地种群进行保护和开发中适量增施P肥,将会促进湿地植被的恢复。     

不同利用方式下草地优势植物的生态化学计量特征

在内蒙古温带草原围封、放牧和割草3种不同利用方式下,测定了大针茅、冷蒿和羊草3种优势种植物的化学计量元素,探讨了草地不同利用方式下优势种植物的化学计量特征响应机制。结果表明,3种优势种植物的C、N、P含量及其计量比在不同利用方式下均有明显的季节变化;不同利用方式、不同物种以及二者的交互作用均对N、P含量及C∶N、C∶P和N∶P有显著的影响,其中,C含量比较稳定,不同的利用方式对其无显著影响,N含量在整个生长季内总体呈下降趋势,放牧样地3种植物叶片的N、P含量均高于割草和围封样地,说明放牧增加了植物N、P的含量。植物生长普遍受到N的限制,土壤养分特征在不同利用方式间也存在一定的差异,围封样地表现为更加缺N,而放牧样地更加缺P。放牧样地有机质、C、N和P含量均高于割草和围封样地,说明适度放牧能提高土壤养分的含量,有利于植物的生长。     

甘南尕海湿地不同退化程度植物碳、氮、磷的化学计量特征及动态变化北大核心CSCD

以甘南尕海沼泽化草甸湿地为研究对象,测定3种退化程度(未退化、轻度退化、中度退化)植物根系和植物地上部分的化学计量特征。结果表明,植物根系与地上部分P含量呈显著的负相关性,而植物根系与地上部分N含量呈现极显著的正相关性。3种不同退化程度下植物根系C、N含量在整个生长季内的变化较为平缓,而根系P含量在整个生长季内呈下降的趋势;植物根系C:N随着月份的推移基本持平,而根系C:P和N:P呈逐渐上升的变化趋势。湿地植物C含量与N含量之间存在极显著的正相关关系,与P含量呈现负相关关系;而N与P含量之间呈现出负相关性;同时发现P元素已经成为尕海湿地沼泽化草甸植物生长发育过程中的主要限制性因子。因此,在对尕海沼泽化草甸湿地种群进行保护和开发中适量增施P肥,将会促进湿地植被的恢复。     

人工修复下退化高寒草甸碳、氮、磷生态化学计量特征

施有机肥和免耕补播作为有效恢复措施深刻影响着退化高寒草甸生态系统养分循环过程。采用生态化学计量学方法,调查了施有机肥和免耕补播处理土壤-植物-微生物碳、氮、磷及其生态化学计量特征对不同修复措施的适应性规律。结果表明,不同修复措施处理土壤碳氮磷比平均值为100.07∶6.53∶1,表现为明显的碳富集现象;不同修复措施处理植物地上和地下碳氮磷比平均值分别为71.77∶2.13∶1和128.25∶3.44∶1,表现为明显的碳、氮缺乏或磷富集现象;不同修复措施处理微生物生物量碳氮磷比平均值为27.54∶18.67∶1,表现出明显的碳缺失和氮富集现象。相关分析表明,土壤有机碳和全磷之间具有显著的负相关关系,植物全碳和全氮、微生物生物量碳和氮之间具有显著的或极显著的正相关关系;土壤有机碳与植物地上部分全碳呈显著正相关,土壤全磷与植物地上部分全碳、全氮及地下部分全磷均具有显著的或极显著的负相关关系,植物地上部分全碳与微生物生物量碳、氮呈极显著负相关和显著负相关。冗余分析结果揭示,土壤全磷、氮磷比、有机碳、碳氮比和植物地上部分全碳、碳磷比、地下部分碳氮比是共同调控微生物生物量及其化学计量比变化的主要因...     

川西北沙地植被恢复对土壤碳氮磷及生态化学计量特征的影响

本文以川西北退化草地植被恢复区自然放牧草地(NGG)、围栏封育沙化草地(FEDG)、自然灌丛草地(NS)和人工种植高山柳沙化草地(SCDG)为研究对象,通过植物群落调查与土壤理化性质的测定,探讨川西北自然与人工恢复沙化草地土壤碳氮磷及生态化学计量特征。结果表明,除土壤全磷储量外,所选草地植被类型在0~60cm土层土壤碳、氮、磷的含量、储量和比值都存在显著差异(P<0.05),土壤全磷含量高低顺序为NS>FEDG>NGG>SCDG,除氮磷比(N∶P)外,其余土壤指标高低顺序为NS>NGG>FEDG>SCDG,土壤全磷储量在NS显著高于其它类型(P<0.05)。4类植被类型的土壤全氮和全磷含量及NS和NGG的有机碳含量随土层深度增加而显著降低(P<0.05)。除N∶P外,NGG和NS的土壤碳氮比(C∶N)、碳磷比(C∶P)都随土壤土层深度的加深而显著降低(P<0.05)。自然灌丛草地比自然草地和人工植被恢复沙地具有更高的土壤养分含量,可作为沙地生态恢复模式进一步优化的参考。     

旅游对喀纳斯景区植被和土壤碳、氮、磷化学计量特征的影响

为了探究旅游干扰对喀纳斯景区植被和土壤的碳(C)、氮(N)、磷(P)生态化学计量特征的影响,根据喀纳斯景区游客活动离游道的距离远近、景点吸引游客数量、景点草地植被状况,将样地划分为Ⅰ区、Ⅱ区、Ⅲ区和Ⅳ区4个区域,测定4个不同旅游干扰强度区域植被和土壤的C、N、P含量。结果表明,随着旅游干扰强度的增加,植被和土壤的C、N、P含量均呈递减的趋势,植被和土壤的C∶N、C∶P、N∶P值均随旅游干扰强度的增加而增大;在旅游干扰较强的区域,植物生长易受P限制,旅游干扰弱的区域,植物的生长受N限制。对喀纳斯草地植被与土壤C、N、P含量及生态化学计量特征进行动态监测,可以减轻旅游活动造成的负面影响,有助于喀纳斯景区科学合理的管理。     

氮、磷添加对草地不同冠层植物叶片和根系生态化学计量特征的影响

植物碳(C)、氮(N)、磷(P)生态化学计量特征能反映植物与环境间的相互作用关系,是评估植物对环境变化响应的重要依据。已有的相关研究多以地上器官为主,而对地下器官关注相对较少。本研究以呼伦贝尔草地不同冠层的4种植物——羊草、披针叶黄华、达乌里芯芭和星毛委陵菜为对象,分析了氮、磷添加对其叶片和根系C∶N∶P生态化学计量特征的影响。结果表明:氮、磷添加对4种植物叶片和根系C含量没有显著影响。氮添加显著提高了3种非豆科植物叶片和根系N含量(达乌里芯芭叶片接近显著)、降低了其C∶N,而磷添加显著提高了4种植物叶片和根系P含量并显著降低了C∶P。氮、磷添加对4种植物C、N、P及其化学计量比均无显著的交互作用。4种植物中,羊草叶片和根系C∶N和C∶P在所有处理中均最高,较高的养分利用效率可能是其成为建群种的重要原因。依据植物叶片N∶P情况判断,该生态系统属于N限制类型。在植物养分限制判断中,根系N∶P不应作为养分限制判断的依据。上述研究结果说明草地植物地上地下器官对氮、磷添加的响应具有协同性,而且不同冠层的植物C、N、P生态化学计量特征对氮、磷添加的响应具有一致性。     

高寒人工草地植物生态化学计量及其内稳性特征

以三江源区建植3年、7年、16年和20年的高寒混播禾本科人工草地为研究对象,分析人工草地土壤和植物碳、氮、磷含量及其生态化学计量比对建植年限的响应,对比植物群落和不同功能群碳、氮、磷含量、生态化学计量比及养分的内稳性特征。结果表明：随着建植年限的增加,人工草地0～10 cm、10～20 cm和20～30 cm土层的碳含量、氮含量、碳磷比和氮磷比总体上表现出先升后降的变化趋势,而磷含量和碳氮比分别呈现出升高、降低、再升高和降低、升高、再降低的变化特征,建植7年人工草地土壤碳、氮、磷含量最高。总体上,人工草地植物碳含量、碳氮比、碳磷比和氮磷比按照禾本科植物>植物群落>杂类草的顺序依次递减,氮含量和磷含量则表现为杂类草>植物群落>禾本科植物。随着建植年限的增加,植物群落和杂类草除碳氮比以外的其余指标均有着相似的变化特征,而禾本科植物碳含量、氮含量和碳氮比的变化特征与植物群落和杂类草相比存在一定差异。此外,不论在群落尺度还是功能群尺度,植物氮磷比均在8.0以下,表明人工草地植物的生长主要受氮限制。内稳性模型的拟合结果显示,植物群落和禾本科植物的氮含量和氮磷比表现为绝对稳...     

不同种植年限人工苜蓿草地植物和土壤化学计量特征

通过测定并分析不同种植年限(种植1,3,4,5及8年)人工苜蓿草地苜蓿叶片、茎秆及0~20 cm土壤中C、N、P含量及其化学计量比,研究了种植年限对人工苜蓿草地土壤及植物养分含量及其化学计量比的影响。结果表明,1)0~20 cm土壤C、N含量随种植年限的增加,呈先增后减的趋势,P含量与之相反,各年限间有显著差异(P<0.05)。2)随种植年限的增加,苜蓿叶片C含量总体呈下降趋势,P含量先升后降。茎中各养分的变化规律与土壤养分变化规律相似,变化幅度小于叶片养分。3)苜蓿叶片N∶P及C∶P与叶片P含量显著负相关,与叶片N含量无显著相关性,土壤P与茎的C、N、P及化学计量比均有一定相关性。     

川西北高寒沙地不同大小高山柳对土壤氮素的影响

为揭示不同大小高山柳灌丛对高寒半固定沙地土壤氮素的影响,本研究选取川西北红原县沙化治理典型示范区内两组不同大小的高山柳灌丛,研究分析其内外土壤氮素的空间异质性,表层土壤含水量及pH变化规律。研究结果表明,高山柳灌丛内部土壤含水量高于边缘和外部;而高山柳灌丛内部土壤pH均低于灌丛边缘和外部;灌丛内部土壤全氮、碱解氮、铵态氮和硝态氮含量均显著高于灌丛外部(P<0.05),其中,大高山柳灌丛全氮最高达0.301 g/kg,碱解氮达24.75 mg/kg;而高山柳灌丛内部土壤亚硝态氮含量低于外部。以上结果表明,高山柳灌丛在生长过程中对养分有富集作用。     

放牧对荒漠草原土壤和优势植物生态化学计量特征的影响

以宁夏荒漠草原土壤和优势植物为研究对象,分析放牧对荒漠草原生态系统土壤和植物C、N、P化学计量学特征的影响机制。结果表明,土壤C、C∶N、C∶P随着放牧强度的增加呈下降趋势,P呈增加趋势,而N及N∶P呈先增加后下降趋势。不同优势植物N含量对放牧强度的响应存在一定的差异,中度和重度放牧区甘草、砂珍棘豆、山苦荬、牛心朴子N含量明显低于轻度和围封禁牧N含量,牛枝子、短花针茅、中亚白草、刺叶柄棘豆、虫实、猪毛菜、乳浆大戟、骆驼蓬N含量明显高于轻度和围封禁牧N含量,表明适度放牧会显著增加某些物种的N含量;13种优势植物C∶N和C∶P在不同放牧强度下均表现为与N、P的规律相反,且不同优势植物N∶P对放牧强度的响应也存在一定的分异性。优势植物P、C∶P与土壤P、C∶P呈显著正相关,而C、N、C∶N和N∶P与土壤C、N、C∶N和N∶P无显著相关性,说明植物叶片的化学计量特征并非是由土壤养分含量特征直接决定的,而更多是受植物自身遗传特性的影响,体现了荒漠草原优势植物对极端环境具有相对稳定的适应能力。     

塔克拉玛干沙漠南缘荒漠绿洲过渡带不同土地利用影响下优势植物化学计量特征

荒漠绿洲过渡带天然植被对于绿洲生态环境的维护具有非常重要的意义。土地利用等绿洲化的人类活动如何影响天然植被对于评估过渡带的植被结构和功能非常重要。生态化学计量学在限制性营养判断和评估生态系统稳定性上得到了广泛利用。以塔克拉玛干沙漠南缘典型植物多枝柽柳、疏叶骆驼刺和花花柴为研究对象,研究不同土地利用方式和强度对植物碳(C)、氮(N)、磷(P)、C∶N、C∶P和N∶P的影响。研究表明,3种植物的C、N、P、C∶N、C∶P和N∶P平均值分别为385.94 mg·g^-1、13.62 mg·g^-1、1.49 mg·g^-1、30.33、294.01和9.69。与干旱区以及全球其他群落类型相比,植物C和P处于中间水平,而N则普遍低于其他区域。土壤的利用方式、强度以及二者的交互作用能够显著影响大部分指标。过渡带不同利用方式外围荒漠样点C、N、P及其比值差异较大,土地利用后也具有较大的差异。土地利用后,3种植物的总C呈下降趋势,而N和P整体呈增加趋势,利用程度越高,增加越明显,但也受物种差异的影响。土壤与植物元素含量的相关关系在物种间具差异性,土壤与柽柳和花花柴两种植物营养之间相关性非常低。3种植物的N和P之间具有显著相关性。塔克拉玛干沙漠南缘区域植物普遍缺少N素,土地利用在一定程度上缓解这种N素缺乏。随着荒漠绿洲过渡带利用强度的变化,预计过渡带植被的化学计量将发生不同的改变。     

东祁连山山生柳种群年龄结构及其动态分析

以东祁连山高寒地区山生柳种群为研究对象，从山生柳克隆种群在基株和分株2个层次上进行年龄结构的分析。研究结果表明，各样地基株种群中，I龄级的幼苗均较缺乏，Ⅳ龄级向V龄级过渡处为死亡高峰期，Ⅲ、Ⅳ龄级个体所占比重最大；克隆分株种群总体呈增长型；从种群动态方面分析，山生柳克隆种群年龄结构与海拔梯度间有一定相关联系：海拔3050m处，基株种群和分株种群呈衰退型；3100－3250m间，种群表现为增长型；3300－3450m，种群表现为稳定型。     

封育措施下荒漠草原针茅植物-土壤C、N、P化学计量特征

以内蒙古希拉穆仁典型荒漠草原封育措施(完全封育、季节封育)下优势植物短花针茅及克氏针茅为研究对象,通过测定其叶片、枯落物和土壤C、N、P含量及化学计量特征,分析封育措施下两种针茅养分变化特征及养分限制因素。结果表明:1)两种针茅叶片及枯落物C、N、P含量均表现为完全封育>季节封育,土壤N含量为完全封育(2.54 g·kg^-1)<季节封育(2.75 g·kg^-1);2)两种针茅植物叶片C/N、C/P表现为季节封育>完全封育(P<0.05),说明完全封育降低了两种植物的固碳能力,土壤C/N与C/P均表现为完全封育(6.03、39.80)>季节封育(4.92、36.58)且差异显著(P<0.05);3)不同封育措施两种针茅叶片N/P>16,说明封育下两种针茅植物在研究区内主要受P的限制。研究结果进一步为荒漠草原可持续恢复管理提供科学指导。     

城市地被植物麦冬叶片氮磷化学计量比和养分再吸收效率

氮磷供应、叶片氮、磷含量及其化学计量比和再吸收效率可反映植物对土壤氮、磷养分状况及全球变化氮沉降的响应和适应机制。本研究以城市地被植物麦冬为研究对象,分析氮、磷添加后麦冬叶片的氮、磷含量、化学计量比及其再吸收效率的响应过程。结果表明,氮、磷养分的供应明显影响植物叶片氮、磷浓度及其化学计量比和再吸收效率。氮添加提高了叶片氮浓度、氮∶磷和氮再吸收效率,而降低了叶片磷浓度和磷再吸收效率(P<0.05);磷添加提高了叶片磷浓度和磷再吸收效率,降低叶片氮∶磷,而对叶片氮浓度和氮再吸收效率影响不显著(P<0.05)。氮、磷同添使叶片氮、磷浓度、化学计量比及其再吸收效率表现出不同程度的提高。叶片氮∶磷能反映土壤养分供应状况,并与植物氮、磷再吸收效率存在一定的相关性。与模拟氮沉降相比,麦冬对磷富集的响应过程更加敏感,调节能力更强,同时,也反映出其具有更强地净化磷富集的功能。氮、磷存在明显的生态耦合过程,南昌城市地被植物的养分管理必须兼顾氮、磷,但磷的重要性高于氮。     

降水量对荒漠草原植物群落多样性和C:N:P生态化学计量特征的影响

基于2014年在宁夏荒漠草原设立的降水量变化的野外模拟试验平台(年均降水量减少50%、减少30%、增加30%、增加50%以及对照),研究了植物群落多样性和C:N:P生态化学计量特征的变化,并分析了二者间的关系。结果表明,减少降水量降低了白草(Pennisetum centrasiaticum)种群生物量,但对其他物种种群生物量和群落生物量无明显影响。适量增加降水量促进了多数植物生长,提高了Shannon-Wiener多样性指数和Patrick丰富度指数。但过量增加降水量抑制了苦豆子(Sophora alopecuroides)和猪毛蒿(Artemisia scoparia)生长、降低了Shannon-Wiener多样性指数;减少降水量对植物群落C:N:P生态化学计量特征影响较小。增加降水量降低了植物群落全碳、全氮和N:P;植物种群生物量与植物群落C:N以及土壤含水量存在较强的正相关关系,与植物群落全氮和全磷存在较强的负相关关系。植物群落多样性指数与土壤含水量、植物群落C:N以及土壤C:N存在较强的正相关关系,与植物群落全氮、全磷以及N:P存在较强的负相关关系。以上结果表明改变短期降水量荒漠草原植物群落组成不仅与土壤水分有效性密切相关,而且受植物N和P摄取能力的调控。