太白山不同海拔土壤碳、氮、磷含量及生态化学计量特征

为探究太白山土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)含量垂直分布特征,阐明土壤C、N、P生态化学计量学特征对海拔梯度的响应规律,在秦岭太白山1 700~3 500 m区域以100 m海拔间隔进行研究。结果表明:(1)不同海拔高度下土壤有机碳、全氮、全磷变化范围分别是23.56~83.59g kg-1、2.00~5.77 g kg-1、0.32~0.47 g kg-1。土壤有机碳与全氮含量随海拔梯度升高先增后降,土壤全磷含量空间变异较小;(2)土壤C∶N、C∶P、N∶P范围分别为7.17~18.41、60.61~190.4、5.81~12.26。随海拔增加,土壤C∶N在阔叶林带呈降低趋势,针叶林带时转变为增加趋势。土壤C∶P随海拔梯度的变化趋势与土壤C∶N类似,N∶P随海拔梯度增加先升后降,至3 200 m有所升高;(3)两个阔叶林带(辽东栎林带和桦木林带)与高山草甸的土壤C、N含量及生态化学计量比高。冷杉林带C、N含量及其生态化学计量比最小;(4)温度、含水量、海拔和植被对土壤C、N、P化学计量特征具有重要影响,通过冗余分析揭示每个因素分别可解释系统变异信息的25.0%、24.3%、11.1%和6.9%,合计为67.3%。可见这些环境因素直接决定了土壤养分及生态化学计量特征。结果可为探明森林土壤养分供应状况和限制因素及太白山生态系统的保护、森林土壤质量评价等提供基础。     

退化高寒草地土壤养分、酶活性及生态化学计量特征

为探究不同退化高寒草地土壤特性的变化规律。对祁连山康乐、皇城和天祝试验点退化高寒草地(轻度退化草地、中度退化草地和重度退化草地)土壤养分含量及其生态化学计量学特征进行测定分析。结果表明:(1)各试验点土壤pH、电导率、含水量和有机质含量均随着土层深度的增加而降低,在0—20cm土层中,土壤pH呈现出升高趋势,电导率呈现出先升高后降低趋势;在20—40cm土层中,土壤pH呈现出先升高后降低趋势,电导率呈现出先降低后升高趋势,土壤含水量和有机质含量在0—20,20—40cm土层中均随着退化程度的加剧而逐渐降低。(2)不同草地土壤有机碳、全氮、全磷和全钾含量均随退化程度的加剧和土层深度的增加而逐渐降低,且各样地间差异显著(p0.05)。(3)在不同退化草地土壤不同土层中,C/N变化范围为19.10~40.48、C/P变化范围为87.85~121.97和N/P变化范围为4.10~6.76。(4)随草地退化程度加剧,土壤纤维素酶活性呈先上升后降低趋势,脲酶、中性磷酸酶、脱氢酶、蔗糖酶和氧化还原酶呈降低趋势。(5)通过土壤理化、酶活性及生态化学计量比间相关性和主成分分析表明,土壤理化、酶活性和土壤生态化学计量比指标可以敏感地反映出不同退化草地土壤质量状况。综上,祁连山不同程度退化高寒草地土壤已逐步恶化,应加强对该地区草地合理利用和科学管理。     

黄土丘陵区典型土地利用类型土壤-微生物量及其生态化学计量特征

[目的] 为探讨黄土丘陵区“上退下推”典型生态治理模式对土壤-微生物量C、N、P及其生态化学计量比的影响。[方法] 以宁夏黄土丘陵区典型土地利用类型(人工林地、梯田和川道地)为研究对象,研究土壤-微生物量C、N、P含量对土地利用变化的响应,并分析其生态化学计量比、微生物熵(qMBC、qMBN、qMBP)及化学计量不平衡性(C∶N_imb、C∶P_imb、N∶P_imb)之间的关系。[结果] (1)3种典型土地利用类型下,人工林地土壤SOC、C∶P、N∶P高于梯田和川道地,而农耕用地(梯田和川道地)土壤TP含量则高于人工林地。(2)土壤微生物量C、N、P的含量分别为51.56~133.19,7.97~21.98,4.63~12.81 mg/kg。其中,土壤微生物量C、N、P均表现为人工林地＞梯田＞川道地;微生物量C、N、P的比值及C∶N_imb、C∶P_imb、N∶P_imb在各土地利用类型间无显著差异,具有一定的内稳性特征。(3)3种典型土地利用类型对微生物熵具有显著影响,qMBC表现为梯田地＞人工林地＞川道地,而qMBN和qMBP均表现为人工林地＞梯田＞川道地。通过RDA和蒙特卡洛置换检验得出,微生物量C∶P(R²=0.75,p＜0.01)和C∶P_imb(R²=0.74,p＜0.01)是影响土壤微生物熵变化的关键因素。[结论] 综上所述,“上退下推”典型生态治理模式引起土壤C、P以及微生物量C、N、P含量的显著变化,典型土地利用类型下土壤-微生物量C、N、P及其化学计量比主要受到P元素的影响。     

喀斯特山地不同土地利用方式土壤养分特征研究

不同的土地利用方式影响着土壤的养分特征及土壤质量。对重庆市南川区灌草丛、人工林、果园、旱地、水田、撂荒地6种不同土地利用方式下土壤养分的研究表明:不同土地利用方式间土壤养分存在一定的差异,变化规律也不一致。6种土地利用方式下的土壤有机质、全氮、速效氮、速效磷、速效钾都呈现表聚现象,且有机质、全氮、速效氮都随深度的增加而递减,但全磷和全钾含量并无明显的变化规律。6种土地利用方式各土壤养分指标含量排序各异,退耕后土壤部分养分含量仍较低,初步认为该区土壤养分受人为影响较严重,退耕后土壤恢复能力还较差。     

喀斯特山区土地利用方式对土壤质量演变的影响

通过调查喀斯特山区典型土地利用方式对土壤养分和土壤容重的影响 ,结果表明 ,森林的破坏以及随后的耕种显著增加了土壤容重 ,并降低了大部分土壤养分。和林地相比 ,灌木林、灌丛、草地和退耕 3年的蒿草地容重分别增加了 32 % ,2 0 .3% ,4 6 .9% ,5 2 .3%。除全钾外 ,草地和退耕蒿草地土壤养分显著下降 ,和林地相比 ,草地有机质减少了 2 9.3% ,全氮减少了 4 8.2 % ,全磷减少了 6 6 .3% ,碱解氮减少了 4 5 .8% ,有效磷减少了 5 6 .3% ,有效钾减少了 6 0 % ;退耕 3年的蒿草地土壤有机质、全氮、全磷、碱解氮、有效磷和有效钾分别减少了 85 .6 % ,84 .7% ,81.4 % ,74 .9% ,87.5 %和 90 .6 %。土壤退化指数的计算结果表明 ,草地和退耕蒿草地发生了非常严重的退化     

抛荒土地不同处理及利用方式对喀斯特地区土壤微生物的影响

土壤微生物特性是土壤养分的储存库,土壤养分也影响土壤微生物活性,了解两者的相互作用机制对土地利用与管理提供理论依据,而喀斯特地区不同土地利用方式相关研究较少。基于喀斯特峰丛洼地火烧、刈割、刈割除根、封育、种植玉米、种植桂牧1号杂交象草6种坡面典型的土地利用方式的动态监测样地建设与调查,该文分析了不同土地利用方式下土壤微生物特性,揭示其与土壤养分相互作用机制。结果表明,不同土地利用方式对土壤养分的影响不同,土壤有机质（soil organic matter,SOM）、全氮（total nitrogen,TN）、全磷（total phosphorus,TP）、碱解氮（available nitrogen,AN）等沿封育、火烧、刈割、刈割除根、种植桂牧1号、种植玉米等土地利用方式的转变而减少;不同土地利用方式土壤微生物生物量各不同,土壤微生物量碳（microbial biomass carbon, MBC）：244.98～1 246.89 mg/kg、土壤微生物量氮（microbial biomass nitrogen,MBN）：35.44～274.69 mg/kg、土壤微生物量磷（microbial biomass phosphorus,MBP）：30.88～64.72 mg/kg,其中,种植玉米土壤微生物生物量均最低,其土壤质量退化现象严重;不同土地利用方式土壤微生物种群数量及组成影响不同,种植玉米和桂牧1号杂交象草细菌占绝对优势,而火烧、刈割、刈割除根及封育均以放线菌占绝对优势,真菌的比例很少;不同土地利用方式土壤微生物特性与土壤养分之间相互作用关系不同：火烧的土壤TP和MBP、全钾（total potassium,TK）与MBC、TN与放线菌作用最强且均呈正相关,刈割的土壤TN与MBC呈正相关,刈割除根的速效磷（available phosphorus,AP）与MBN正相关,封育的pH值与MBC、真菌负相关,种植玉米的TN、TK与MBP负相关,种植桂牧1号杂交象草的pH值与真菌负相关、与放线菌正相关;聚类分析可以将喀斯特峰丛洼地6种土地利用方式划分为4类,其中封育和火烧最好。     

黔中喀斯特山区不同土地利用方式下土壤的矿物磁性特征研究

对黔中典型喀斯特地区，对不同土地利用方式下的土壤矿物磁性做了研究。研究结果显示，典型喀斯特地区发育的土壤的磁性矿物组成一致，基本上是以亚铁磁性矿物为主，多畴颗粒（MD Multi-Domain，〉0．04μm）、稳定单畴颗粒（SSD　Stable Single Domain，0．02～O．04μm）和超顺磁颗粒（SP Super Paramagnetism，〈O．02μm）三种颗粒都含有。不同的土地利用方式对土壤的磁性特征有着明显的影响，林地和耕地的磁性矿物中含有较多的细颗粒物质，而撂荒地、草地和灌丛地则相对较少；土壤中细颗粒的磁性物质的含量又与土壤本身的黏粒含量有明显的相关关系；土壤中反铁磁性矿物的含量均较少，其中耕地的反铁磁性物质的含量明显高于其他土壤，可能与长期渍水和耕种翻作有关。     

广东省典型土壤类型和土地利用方式对土壤酶活性的影响

通过野外调查与室内分析,研究了广东省韶关红壤、广州赤红壤、雷州砖红壤3个典型地带性土壤分布区4种不同土地利用方式(包括林地、果园、草地和农田)对表层(0~20 cm)土壤几种主要酶活性(过氧化氢酶、纤维素酶、蔗糖酶、脲酶、蛋白酶活性)的影响。结果表明,不同土壤类型和不同土地利用方式对土壤酶活性均有一定影响,其中土地利用方式影响更为明显。土壤酶活性多表现为果园和林地较高,农田和草地较低;而土壤过氧化氢酶对土地利用方式和土壤类型的响应均较其它几种酶弱。典范相关分析结果表明,全磷、速效磷、速效氮含量是土壤养分因子中影响土壤酶活性的最重要因素,5种酶中纤维素酶和蛋白酶活性与土壤养分因子关系最大,而土壤酶活性之间也存在着一定的共性关系。     

不同龄组杉木林土壤碳、氮、磷的生态化学计量特征

为了阐明不同发育阶段杉木人工林土壤的生态化学计量特征,在湖南省金洞林场选择立地因子基本一致的杉木幼龄林、中龄林、近熟林、成熟林、过熟林分别设置3块20 m×30 m样地,在每个样地利用S形5点取样法分层(0～15、15～30、30～45、45～60 cm)采取土壤样品,用于测定土壤有机碳、全氮、全磷,并计算化学计量比。结果显示:5个龄组杉木林0～60 cm土壤有机碳、全氮、全磷的含量分别为11.02～14.74、1.65～1.84、0.26～0.35 g/kg。土壤有机碳和全氮的含量随着杉木年龄的增长表现出了先减少后增加再减少的趋势,而土壤全磷的含量则表现为先减少后增加的趋势。土壤有机碳和全氮的含量都表现为随土层加深而下降的规律,土壤有机碳下降幅度中龄林近熟林过熟林成熟林幼龄林,土壤全氮下降幅度近熟林过熟林中龄林幼龄林成熟林。而土壤全磷含量随着土层下降没有明显的变化规律。5个龄组杉木林0～60 cm土壤C:N、C:P和N:P变化范围分别为6.94～8.53、49.03～53.07和5.79～7.74,土壤C:N随着杉木年龄的增加表现出了先减少后增加的趋势,土壤C:P和N:P则表现出了先增加后降低的趋势。土壤C:P和N:P随土层下降而减少,而土壤C:N随着土层下降呈现出相对稳定的规律。     

水氮管理对黑土稻作土壤碳氮磷化学计量特征的影响

为阐明不同水氮管理模式对黑土稻作产量和土壤碳氮磷化学计量特征的影响。设置3种灌溉模式（常规淹灌、浅湿灌溉、控制灌溉）和4种氮肥梯度（0、85、110、135 kg/hm2）,探究水稻产量、土壤碳氮磷含量、化学计量比及层化率对不同水氮管理模式的响应规律。结果表明：控制灌溉模式下,水稻通过形成足量大穗提高库容,小幅增加结实率,从而显著提高产量（p<0.05）。稻田土壤有机碳（SOC）、土壤总氮（STN）、土壤总磷 (STP) 含量随土层深度增加而降低,施氮处理可显著提升SOC、STN含量并降低STP含量（p<0.05）。常规淹灌模式增加SOC、STN含量,控制灌溉模式增加STP含量。土壤C/N随施氮量增加而降低,土壤C/P、N/P随施氮量增加而升高,施氮能提升不同土层平均C/N层化率,降低C/P、N/P层化率。相比常规淹灌,控制灌溉模式能提升不同土层SOC、STP含量层化率,在一定程度上说明控制灌溉配施适宜氮肥可以改善土壤质量,综合考虑CN2为最优水氮管理方式。     

福州不同农田土地利用类型土壤碳氮磷生态化学计量学特征

为阐明不同土地利用类型土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)生态化学计量学特征,对福州农田不同土地利用类型(水稻田、菜地和茉莉园)下的土壤全碳(TC)、全氮(TN)、全磷(TP)含量及其生态化学计量学特征进行测定和分析。结果表明:土壤TC含量均值基本表现为水稻田菜地茉莉园(P0.05);在春、秋季节土壤TN含量均值表现为水稻田菜地茉莉园(P0.05),在夏、冬节季表现为菜地水稻田茉莉园(P0.05);在各个季节菜地土壤TP含量均值均为最大(P0.05),在冬季土壤TP含量均值达到最大(P0.05)。土壤C/N、C/P和N/P在各个土地类型下均值分别为10.17～12.89,0.46～0.86,4.76～9.61,C/N季节差异不显著,唯有夏季略高于其他季节,菜地土壤C/N在各个季节均低于水稻田和茉莉园(P0.05);C/P和N/P在全年内季节差异不显著,均表现为水稻田菜地茉莉园(P0.05)。菜地土壤C和N储量在各个季节均高于水稻田与茉莉园土壤(P0.05),各个季节里水稻田和茉莉园土壤C和N储量无明显差异,秋季各个土壤类型C和N储量基本低于其他季节(P0.05)。在各个季节P储量均值表现为菜地茉莉园水稻田(P0.05)。总体来看,与其他土壤相比,茉莉园土壤C、N、P含量最低,菜地土壤N和P含量以及储量较高,且土壤碳氮磷生态化学计量学特征在不同土地利用类型下差异显著,其生态化学计量学特征对土壤碳氮磷固持及限制性养分具有一定的指示作用。     

不同土地利用方式下土壤无机磷形态与酶活性空间变异特征

对陇东黄土高原不同土地利用方式下黄绵土和黑垆土土壤磷形态、无机磷形态和土壤酶活性的空间分布特征及其相关性进行了研究。研究结果表明,土壤无机磷（Pi）含量随土层加深均呈下降趋势;有机磷（Po）含量在果园黑垆土和菜园土中呈下降趋势;农田、苜蓿地全磷（TP）含量随土层加深呈上升趋势;各利用方式0-20cm,2040cm土层速效磷（Polt）与TP．Po呈极显著的正相关。各无机磷形态平均含量依次为Ca10—P〉Ca8-P〉A1P〉Fe-P〉Ca2-P〉O-P。黄绵土利用中Ca8-P,Al-P和Ca2-P随土层加深呈下降趋势。黑垆土农田、果园和菜园土则呈上升趋势。土壤酶活性与土壤无机磷形态相关性强弱依次为：果园〉菜园〉农田、撂荒地〉沙棘林、苜蓿地、烤烟地;与酶活性的相关性强弱的无机磷形态依次为Al-P〉Calo-P〉Ca2P〉Ca8-P〉FeP,O-P。     

华西雨屏区不同植被类型对土壤氮磷钾及有机碳含量的影响

华西雨屏区位于四川盆地与青藏高原结合过渡地带,是长江流域的重要生态屏障,也是退耕还林重点工程区。通过野外调查与实验室分析,对该区30年的桤木林、水杉林、柳杉林、慈竹林、次生林与荒草地等6种植被类型的土壤剖面全量氮磷、速效氮磷钾和有机碳的变化特征进行研究。结果表明:1不同植被类型土壤氮磷钾含量有差异,表土层差异明显。表层0~20 cm土壤全量氮磷含量为桤木林慈竹林柳杉林水杉林次生林≈荒草地,速效氮磷钾合计总含量为桤木林次生林≈水杉林柳杉林慈竹林荒草地,森林植被下土壤氮磷钾含量高于荒草地,其中,桤木林土壤全量氮磷与速效氮磷钾含量分别为:1.80 g/kg、7.94 g/kg、73.15 mg/kg、64.97 mg/kg和183.45 mg/kg,高于其他林地表土。2土壤有机质与全氮储量在表土层与剖面中变化趋势一致,为桤木林慈竹林柳杉林水杉林荒草地次生林;全磷储量变化稍有不同,但桤木林与慈竹林仍为最高,而次生林最低。3所有林地土壤有机碳含量与有机碳密度均有明显的表聚性,但垂直剖面变化趋势不明显。土壤有机碳密度在表土层与全剖面的变化趋势一致为桤木林柳杉林慈竹林荒草地水杉林次生林。4紫色土区植被类型与土壤母质对林地土壤肥力的形成与发展有重要影响,经过30年的植被恢复,桤木林在土壤肥力发展与固碳能力方面均有明显优势,针叶树中柳杉好于水杉。     

农牧交错区小叶锦鸡儿(Caragana microphylla)人工灌木林土壤碳氮磷化学计量特征

研究小叶锦鸡儿(Caragana microphylla)人工灌木林土壤化学计量特征,有助于阐明林下土壤养分分配及限制因素,为人工灌-草生态系统物质平衡和稳定维持提供理论依据。以内蒙古中部农牧交错区天然草地为对照(CK),比较相同林龄不同密度人工小叶锦鸡儿灌木林下0~50 cm土层土壤有机碳、总氮和总磷含量及其化学计量特征。结果表明(1)与天然草地相同,小叶锦鸡儿人工灌木林土壤SOC和TN在0~5 cm出现明显地"表聚性",且随着土壤深度的增加逐渐降低。(2)该研究区土壤释放P素能力较强且含量相对稳定,但C素和N素含量总体偏低;其间,C/P受控于土壤SOC含量,N/P受控于TN含量,C/N受林分密度影响较小,相对稳定。(3)在土壤养分平衡过程中,该地区低密度林(1200棵hm^-2)各土层C、N、P含量均显著高于中、高密度林,促进了土壤C素和N素的积累与循环,有助于改善土壤环境。     

喀斯特峰丛洼地不同植被类型土壤微生物量碳氮磷和养分特征

  目的  探讨桂西北喀斯特峰丛洼地不同植被类型的土壤理化性质和微生物碳(MBC)、微生物氮（MBN）、微生物磷（MBP）含量的变化特征及它们之间的关系。  方法  利用生态化学计量方法和Pearson相关性分析方法研究不同植被类型和土层深度对土壤MBC、MBN、MBP含量和土壤养分含量分布特征的影响。  结果  （1）不同植被类型土壤养分含量和MBC、MBN、MBP含量依次为次生林 > 灌木 > 灌草 > 草地 > 耕地;土壤养分垂直分布表现为随着土层深度加深而下降,不同土层间土壤有机碳（SOC）、全氮（TN）、全磷（TP）含量差异显著,土壤MBC、MBN和MBP含量在不同植被类型和不同土层间差异显著,均表现为MBC > MBN > MBP。（2）不同植被类型土壤MBC/SOC和MBP/TP的值较小,MBN/TN的差异较大。不同植被类型的土壤MBC/MBN差异显著,MBC/MBP变化范围较大,MBN/MBP表现为次生林 > 灌草 > 灌木 > 草地 > 耕地。（3）土壤MBC和MBN与SOC、TN、速效氮和速效钾呈显著或极显著正相关,与土壤容重、pH值表现出不同程度的负相关,表明植被恢复过程中土壤MBC和MBN可作为衡量土壤养分的敏感性指标。  结论  不同植被类型的土壤微生物生物量碳氮磷、养分含量和化学计量特征有明显的表聚效应,随着植被的正向演替,土壤结构、养分和微生物群落功能得到显著提高。     

岩溶区不同土地利用类型土壤无机磷形态分布特征

采用蒋柏藩、顾益初的土壤无机磷分级体系,对桂林毛村岩溶区旱耕地、灌丛、林地、水田土壤的无机磷形态分布特征进行研究。结果表明,岩溶区土壤全磷含量较高,速效磷和无机磷的含量均较低。4种土地利用类型总无机磷含量在49.87～489.80g/kg之间,占全磷的比例在6.08%～56.64%之间。各无机磷形态分布除Fe-P以外,均以水田最高,总无机磷含量水田也为最大。在同一土壤剖面不同发生层次上,Ca2-P、Ca8-P、Al-P、Fe-P、Ca10-P的含量随着深度的增加而减小,O-P含量随着深度增加而升高,对比各无机磷形态含量大小发现:Ca10-PO-PFe-PAl-PCa8-PCa2-P。对各无机磷形态与速效磷相关性分析表明:Ca2-P、Ca8-P、Al-P、O-P与速效磷呈极显著正相关关系;各无机磷形态之间,除Ca2-P与Ca10-P相关性不显著,Ca8-P、Al-P、Fe-P与O-P、Ca10-P相关性不显著,其余各形态无机磷之间均存在极显著的相关性。4种土地利用类型土壤磷素活化系数(PAC)除了水田耕层为2.5%2.0%外,其余土地利用类型的PAC均小于2.0%,说明岩溶区全磷不易转化为速效磷,有效性较低。     

Effects of Stoichiometric Traits of Nitrogen and Phosphorus in Soil on Photosynthetic Characteristics of Wheat

ABSTRACT

To improve the use efficiency of fertilizer in agricultural production, effects of stoichiometric traits of soil available nitrogen (N) and phosphorus (P) on photosynthetic gas exchange parameters and fluorescence parameters of wheat were revealed in a full factorial pot experiment with our N and P fertilizer rates each. Results showed that at the same level of soil available N, the net photosynthetic rate (Pn), stomatal conductance (Cond), photochemical quenching (qP), the quantum yield of PSII photochemistry (ΦPSII), and apparent electron transport rate (ETR) of wheat generally increased with a decline of soil N/P ecological stoichiometric ratio (by increasing soil available P), whereas the intercellular CO₂ concentration (Ci) and nonphotochemical quenching (NPQ) of wheat decreased with a decline of soil N/P. At the same level of soil available P, Pn, Cond, qP, ΦPSII, and ETR of wheat initially increased and then decreased with an increase of soil N/P ecological stoichiometric ratio (by increasing soil available N), whereas the dynamics of Ci and NPQ of wheat were exactly opposite to those of the above parameters. A limiting effect of soil available P on the photosynthesis of wheat occurred during the entire experiment. It was deduced that the cultivated soil, with the available N of 258.4 mg·kg^?1, available P of 89.6 mg·kg^?1, and stoichiometric N/P of 2.88, was suitable for weak gluten wheat cultivar Yangmai15. Therefore, another approach to improves nutrient use efficiency was provided on the basis of ecological stoichiometry theory.