黄土高原西部针叶林植物器官与土壤碳氮磷化学计量特征

为了系统地比较分析黄土高原西部针叶林植物器官与土壤内碳(C)、氮(N)、磷(P)化学计量变化特征,选取位于黄土高原西部的甘肃省天水市、甘南州、定西市、兰州市和武威市5个地区的针叶林为研究对象,通过对乔木各器官及土壤不同深度的C、N、P元素含量及其化学计量比的分析,探讨了5个调查区针叶林生态系统化学计量特征及其相互间的相关性。结果表明:植物叶的C、N、P含量较其他器官稍高,其中C含量达到511.97~538.66g/kg;5个调查区中武威地区的植物干、枝、根的C含量显著低于其他4个地区,分别为425.0,400.58,400.55g/kg。针叶林干中C∶N在地区间差异达到显著水平(p0.05),其他各器官内差异不显著;甘南和兰州地区的针叶林各器官间C∶N差异显著;针叶林干和根中N∶P在地区之间存在显著性差异,兰州和武威地区各器官间N∶P的差异达到显著性水平。5个调查区土壤C、N、P含量及其计量特征的差异主要存在于上层土壤(0—30cm),而较深层次土壤在各地区之间的差异较小。针叶林干中C、N、P含量两两之间均存在显著相关关系,而在针叶林叶中仅N与P含量之间存在显著相关关系;土壤表层(0—20cm)中C与N含量之间存在极显著的正相关关系。     

黄土高原不同封育年限草地土壤与植物根系的生态化学计量特征

黄土高原特别是干草原地区植被演替的研究比较薄弱。当前植物生态化学计量学的研究主要集中在植物叶片方面,对根系的研究较少。选取宁夏云雾山草原植被不同封育年限的土壤和植物样品,以生态化学计量学原理为基础,测定并分析了土壤与根系的碳(C)、氮(N)、磷(P)及其生态化学计量比与相互关系。结果表明:(1)随着封育年限的增加,土壤容重逐渐减小,土壤有机碳和全氮变异性较大,全磷变异性较小,且封育初期土壤有机碳和全氮含量先降后升,至封育20、30年,保持相对平稳。0~20 cm土层土壤的碳氮比(C∶N)、碳磷比(C∶P)、氮磷比(N∶P)分别为9.04~9.63、19.62~32.27、2.14~3.37,20~40 cm土层土壤的分别为8.68~9.22、15.74~26.32、1.80~3.03。土壤有机碳与全氮、全磷之间存在极显著的正相关。(2)植物根系C、N、P含量变化范围分别为357.6~381.4 g kg-1、7.35~8.18 g kg-1、0.54~0.70 g kg-1;根系中的C元素含量随封育年限的增加逐渐升高,N、P元素含量均小于全球平均值。根系C∶N随着封育年限的增加变异性较大,C∶P、N∶P随着封育年限的增加变异性较小。(3)植物根系的C∶N∶P化学计量特征受土壤的影响调控大于其自身,且土壤磷含量对植物根系C∶N∶P生态化学计量特征影响的显著性(p0.01)大于土壤氮含量(p0.05)。此外,该地区封禁后,草地生产力易受到土壤N含量的限制。     

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。     

湿地退化条件下土壤碳氮磷储量与生态化学计量变化特征

为了研究湿地退化过程中土壤碳氮磷储量与生态化学计量变化,明确碳氮"汇"功能的变化和土壤碳、氮、磷的平衡关系,采用实地采样调查、室内分析与数理统计法,研究了若尔盖自然湿地保护区内未退化湿地沼泽(MA)、沼泽化草甸(MM)、草甸(ME)3种不同退化程度湿地的典型样地在碳氮磷含量、储量以及生态化学计量的变化特征。结果表明,草甸化沼泽土与草甸土全剖面总有机碳、全氮含量较沼泽土分别降低了29.55%,6.52%和67.53%,40.04%,碳氮储量分别降低了67.49%,60.10%和85.14%,54.47%;3种土壤全磷剖面含量大小顺序为MMMEMA,其储量高低顺序是MEMAMM。随着土层深度的增加,沼泽土的总有机碳、全氮含量明显升高,全磷含量与草甸化沼泽土、草甸土的总有机碳、全氮、全磷含量均呈现降低趋势;3种土壤碳氮磷储量40—100cm土层高于0—40cm土层。沼泽土、草甸化沼泽土、草甸土3种不同类型土壤C/N分别为40.38,31.70,23.26,C/P分别为409.52,247.46,113.07,N/P分别为10.43,7.90,5.02,土壤C/N、C/P、N/P均随湿地退化而减小,较高的C/P与N/P14揭示氮磷元素均是影响植物生长的限制性因素,且受氮素限制高于磷素。因此,若尔盖湿地退化导致土壤碳氮含量与储量降低,碳氮"汇"功能减弱,尤其是碳"汇"。     

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.     

三峡库区不同植被土壤微生物量碳氮磷生态化学计量特征

土壤微生物通过矿化和固持营养而显著影响土壤肥力。以湖北宜昌点军区三种植被类型(柏树、橘树、菜地)的土壤作为研究对象,对土壤微生物量碳氮磷及其生态化学计量进行了研究,探讨了不同植被覆盖土壤微生物量碳氮磷特征及它们之间的联系。结果表明:不同植被覆盖显著改变土壤微生物量碳氮磷含量,土壤微生物量碳(MBC)、氮(MBN)都是柏树地显著大于柑橘地和菜地,而菜地和柑橘地之间无显著性差异。土壤微生物量磷(MBP)的大小顺序为菜地柏树地橘树地。相关性分析的结果表明土壤有机碳、全氮和微生物量碳氮互相之间具有显著的正相关性(p0.01),土壤全磷与土壤微生物量磷之间也具有显著的正相关性(p0.01),这意味着土壤微生物量可以作为土壤肥力变化的指标。三种植被类型的土壤MBC/MBN之间都无显著性差异,而土壤MBC/MBP和MBN/MBP的变化顺序是橘树地柏树地菜地。MBC/MBP和MBN/MBP与MBP之间具有显著的负相关性(p0.01),而微生物碳氮与MBC/MBN,MBN/MBP和MBC/MBP之间都无显著的相关性。这意味着土壤MBC/MBP和MBN/MBP的变化主要与微生物量磷具有显著的关系。     

土壤氮磷状况对小麦叶片养分生态化学计量特征的影响

生态化学计量学是研究生态系统能量平衡和多重化学元素平衡的科学,可利用植物体内C、N和P含量及其相互比值（N：P、C：N和C：P,即生态化学计量比）来判断植物生长过程中营养的供给状况。本文通过研究小麦叶片主要元素的生态化学计量比对不同土壤N、P状况的响应,为小麦生产中的精确施肥提供技术指导。选取研究区当家品种弱筋小麦‘扬麦15’和强筋小麦‘镇麦168’为试验对象,采用盆栽试验,设置16个土壤N、P梯度处理,分析不同处理下小麦拔节期、孕穗期和灌浆期叶片N：P、C：N和C：P等生态化学计量比及其相互关系。结果表明：1）在拔节期和孕穗期,土壤N：P范围在7.04~8.73时,两小麦品种叶片的N：P均达到较高水平;而在灌浆期,土壤N：P范围在8.73~10.42时,两小麦叶片的N：P均达较高水平。且小麦叶片N：P与土壤N：P具有极显著的正相关关系,但其相关性随着生育期的推进逐渐降低。2）当土壤处于低N水平时（108.4 mg·kg^-1）,两小麦品种叶片C：N均达较高水平,且其与土壤N：P呈显著负相关,即随着土壤N：P比率增大,小麦叶片中C：N呈减小的趋势。3）当土壤处于低P水平时（29.6 mg·kg^-1）,两小麦品种叶片C：P达较高水平,且其与土壤P含量呈极显著负相关,即随土壤中P的增加,小麦叶片中C：P均呈减小趋势。以上结果表明,土壤中N和P的不同供应水平显著改变不同品种小麦叶片的生态化学计量比,因此,具有稳态特性的生态化学计量比可作为小麦生产中养分调控的重要参照指标并加以应用。     

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。     

黄土高原刺槐叶片生态化学计量学特征

对黄土高原区域尺度特定物种叶片生态化学计量的研究,有助于解释环境因素对植物元素及其化学计量学特征的影响。对我国黄土高原中部从南到北分布的14个样点的刺槐（Robinia pseudoacacia）叶片C、N、P的含量、地理分布格局及其与土壤含量的相关关系进行了研究。叶片C、N、P含量的算数平均数分别为454.63,21.38,2.09 mg/g;叶片C/P、C/N、N/P的算数平均值分别为226.51,21.61,10.73。阴坡和阳坡的刺槐叶片三种元素含量差异性均不显著。阳坡和阴坡刺槐叶片C、N、P含量地理分布格局是基本一致的,C随着纬度升高呈现先增加再减小的趋势,N和P的含量均随纬度升高而增加,但只有阴坡刺槐叶片的C含量随着纬度的升高呈现显著的先增加再减小的趋势（0.01 < P < 0.05）,其他均未达到显著水平。刺槐叶片C含量与土壤C含量、土壤N含量之间有显著的负相关关系,而叶片N、P含量不随土壤含量而显著变化,说明刺槐叶片N、P元素含量具有保守性,受环境因素影响较小。     

黄土高原刺槐林不同组分生态化学计量关系研究

碳、氮、磷生态化学计量比是生态系统过程和功能的重要特征。刺槐具有生长快、适应性强、耐干旱贫瘠等特点,是黄土高原区水土保持造林的主要树种,以黄土高原刺槐林为研究对象,研究其不同坡向叶片-枯落物-土壤间的碳氮磷生态化学计量学特征,并对其相关性进行分析。结果表明,在阴坡和阳坡,C∶N表现为叶片枯落物土壤,C∶P,N∶P表现为枯落物叶片土壤;叶片、枯落物、土壤C∶N、C∶P、N∶P在阴阳坡均无显著性差异(p0.05),但叶片、枯落物、土壤在两两之间均有显著性差异(p0.05)。土壤的C∶N、C∶P、N∶P均表现为0~10cm10~20cm层,但差异性不显著。不论在阴坡或阳坡,叶片与枯落物的C∶N均为正相关(p0.05);在阳坡,叶片与枯落物的N∶P相关性显著;在阴坡,枯落物与0~10cm土壤的C∶N为显著正相关(p0.05)。     

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。     

黄土丘陵沟壑区不同植物群落的土壤养分及其化学计量特征

[目的]对黄土丘陵沟壑区不同群落土壤养分及化学计量进行研究,为该区的植被恢复提供一定的理论依据。[方法]测定土壤的有机碳、全氮、全磷含量,计算C∶N,C∶P,N∶P,进行差异显著性检验。[结果]研究区土壤有机碳和全氮含量属于6级,全磷含量属于4级,均为养分含量较低的级别;0—10cm土层土壤养分含量大于10—20cm土层;不同群落之间P含量差异不显著,柠条群落的C,N含量最高,铁杆蒿群落的C,N含量最低;柠条群落C∶N与其他群落(铁杆蒿群落除外)差异不显著,C∶N保持相对稳定;铁杆蒿群落和刺槐群落的C∶P较低,土壤P的有效性较高。[结论]不同群落的生物量和盖度等特征不同,导致土壤养分有所差异;不同群落对土壤C,N,P的补充和吸收利用能力不同,导致化学计量特征有所不同。     

黄土高原小流域不同生态建设措施下土壤水稳性团聚体及其全氮分布特征

全氮(TN)作为土壤团聚体形成的胶结物质之一,能加速不同粒级团聚体之间的转化.以黄土高原王茂沟小流域为研究对象,采用"S"法及挖剖面法对坡耕地、草地、灌木地、林地及梯田0—60 cm土壤进行分层取样,以坡耕地为对照,探究4种生态建设下土壤团聚体稳定性及其TN含量,分析不同深度(0—20,20—40,40—60 cm)、...     

渭北黄土高原经济林地土壤养分特征研究

为了探明渭北黄土高原经济林地土壤养分状况及其变化规律,以主要经济林树种杏树、柿树、花椒和核桃作为研究对象,对经济林地土壤养分变化特征进行了研究.结果表明:经济林地由于受成土母质和人为干扰的作用,土壤养分含量变异范围较宽,其中养分变异范围中碱解氮的变幅最小,而速效磷最大,达74.17%;不同的经济林地土壤养分存在一定的差异性,花椒林地有机质和速效钾含量最高,杏树林地次之,柿树和核桃林地含量较低,碱解氮的变化趋势为:核桃>花椒>杏树>柿树,速效磷的变化趋势为:杏树>柿树>花椒>核桃;各种养分在剖面中的含量具有明显的层次性,表层(0-20cm)养分含量最高,随着剖面深度的增加,养分含量逐渐降低,且降低的幅度越来越小,养分具有明显的“表聚效应”;土壤养分含量之间存在一定的相关性,有机质与速效钾呈显著相关,与碱解氮呈极显著相关,碱解氮与速效钾呈极显著相关,而速效磷与其它养分变化的相关性较低,没有明显规律性;依据黄土高原土壤养分分级指标,所调查经济林土壤有机质和碱解氮处于较低水平,速效磷、速效钾含量丰富,能够满足一般树木生长的需要.     

科学推进黄土高原水土保持生态建设

科学推进黄土高原地区水土保持生态建设,就是从区域经济社会的可持续发展和维持黄河健康生命的需求出发,科学、系统、全面地统筹水土保持生态建设的各个方面、阶段和环节,坚持科学思维、科学治理、科学管理,以理论创新、技术创新、体制创新为手段,推动黄土高原水土保持生态建设快速、稳定、持续、健康地发展。在水土保持理念上,坚持人与自然和谐相处、生存与发展“双赢”的思想;在水土保持方略上,坚持“防治结合,保护优先,强化治理”;在治理的战略布局上,坚持以多沙粗沙区为重点,集中突破;在治理措施安排上,坚持把淤地坝建设摆在突出的位置,重视生态自我修复;在管理决策上,坚持与时俱进,不断创新管理的理念、程序、手段和方法。     

Microbial Properties of a Loess Soil as Affected by Various Nutrient Management Practices in the Loess Plateau of China

Microbial biomass phosphorus (MBP) and its relationships with other biological and chemical properties were studied on loess soil with an 11-year long-term fertilization experiment. The results indicated that inorganic fertilizers (F) improved soil microbial biomass carbon (MBC), nitrogen (MBN), and MBP levels and F plus maize stalk (SNPK) improved MBC and MBN. Manuring markedly increased soil MBC, MBN, and MBP levels. Fertilization decreased the ratios of MBC/MBN, MBC/MBP, and MBN/MBP. Microbial biomass phosphorus was positively and linearly correlated with MBC, MBN, organic carbon (SOC), total phosphorus (TP), water-soluble P, and Olsen P but negatively correlated with soil pH. Microbial biomass phosphorus constituted 2% of TP on control (CK) and inorganic fertilizer treatments and 12% on manure plots. Microbial biomass phosphorus to Olsen P ratios were 50% on CK, F, and SNPK and 80% on manure treatments. Measurements of MBP in soil containing high Olsen P were subject to analytical problems of unknown reasons.     

黄土高原典型土壤全氮和微生物氮剖面分布特征研究

为阐明黄土高原典型土壤全氮和微生物氮含量随土壤类型、土层和土地利用方式变化规律,研究了从北向南依次分布的干润砂质新成土(神木)、黄土正常新成土(延安)和土垫旱耕人为土(杨陵)等典型土壤的全氮和微生物氮含量的变化特征。结果表明,不同土壤类型、不同土层全氮和微生物氮含量存在显著差异。从南到北,全氮和微生物氮含量显著下降(P0.05)。对同一土壤类型,全氮和微生物氮含量在060.cm随土层深度增加下降很明显,60120.cm有轻微下降,120.cm以下低而稳定。微生物氮含量随土壤类型的变化趋势与全氮完全相同,其与土壤全氮、有机碳及微生物碳含量均存在极显著正相关关系(P0.01)。土壤微生物氮与全氮比值变化在0.42%9～.44%之间。虽然土地利用对土壤全氮和C/N比影响不显著,但却显著影响微生物氮含量和微生物氮与全氮的比值;与农田土壤相比,草地土壤微生物氮含量和微生物氮与全氮比值均明显增加。这一结果说明微生物氮含量和微生物氮与全氮比值更能有效、快速地反映土壤质量的变化。     

陇东黄土高原农田土壤微生物量碳和颗粒有机碳剖面分布特征

采用野外调查采样与室内分析相结合的方法,对陇东黄土高原农田黑垆土微生物量碳（MBC）和颗粒有机碳（POC）的剖面分布特征进行了研究。结果表明:不同剖面土壤微生物量碳和颗粒有机碳含量随土层变化差异显著或极显著,主要集中在0—20 cm和20—40 cm土层,呈明显的表聚现象;0—60 cm土层MBC含量随着土层深度增加而减小;随着海拔高度增加,0—20 cm土层MBC含量整体呈增加趋势,变化范围为180.92～282.53 mg/kg;POC含量在0—20 cm和20—40 cm土层的变化范围分别为1.02～1.68 g/kg和0.25～0.96 g/kg,40 cm以下土层颗粒有机碳含量较低;剖面中不同土层深度微生物量碳、颗粒有机碳占总有机碳（SOC）的比例在 0—20 cm和20—40 cm土层均显著或极显著高于其它土层,MBC/SOC变化范围分别为2.29%～3.70%和1.00%～2.11%,POC/SOC的变化范围分别为13.46%～19.13%和5.08%～16.16%,剖面MBC/SOC与MBC、POC/SOC与POC随土层的变化规律均一致,MBC/SOC和POC/SOC可以作为反映土壤剖面质量变化的指标。