祁连山典型灌丛植物根系化学计量特征及其与土壤理化因子的关系

为了揭示植物根系养分含量及其化学计量特征与土壤因子之间的关系,选择祁连山大野口流域的甘青锦鸡儿(Caragana tangutica)、鲜黄小檗(Berberis diaphana)、金露梅(Potentilla fruticosa)、鬼箭锦鸡儿(Caragana jubata)和吉拉柳(Salix gilashani...     

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。     

荒漠草原中不同密度人工柠条灌丛土壤化学计量特征

为了揭示人工灌草结合的生态系统土壤内部C,N,P平衡和循环过程,以荒漠草原为对照(CK),研究了相同林龄不同密度(高密度HD、中密度MD、低密度LD)人工柠条灌丛土壤化学计量特征。结果表明,柠条灌丛0—100cm土层平均有机碳(SOC)、全氮(TN),全磷(TP)和氮磷比(N/P)随密度的增加呈上升趋势,碳氮比(C/N),碳磷比(C/P)呈降低趋势,其中TP的空间变异性较高;垂直方向SOC,C/N和C/P随土层深度的增加呈单峰曲线,TN,TP和N/P在0—40cm土层呈锐减趋势,40cm土层以下缓慢降低并趋于稳定;0—40cm土层TN和TP含量占总含量的61.82%和55.56%,可作为密度变化对人工柠条灌丛土壤养分的敏感指标;相关分析结果发现,人工柠条灌丛土壤N和P含量呈极显著正相关(p0.01),二者均与C/N呈极显著的负相关(p0.01),说明柠条对土壤中N和P两种元素需求相一致。     

黄河三角洲典型人工林土壤碳氮磷化学计量特征

为阐明黄河三角洲不同人工林类型对盐碱化土壤碳(C)氮(N)磷(P)含量及生态化学计量特征的影响,选取刺槐、臭椿、杨树、白蜡、榆树、国槐和柽柳等7种典型人工林为研究对象,运用模糊数学隶属函数法综合评价林型对土壤营养和化学计量特征的影响。结果表明:黄河三角洲地区7种林型土壤C、N含量处于全国土壤平均含量的最低水平,P含量居中等水平。各林型土壤表层C、N含量较高,P含量从上至下分布规律不同,分别呈逆向、"V"型和倒"V"型分布。臭椿林土壤C、N、P元素平均含量最高,柽柳林土壤最低,前者分别是后者的1.5、1.7和1.2倍。7种人工林土壤N∶P平均值为0.76,远远低于全球平均水平(5.9)和我国平均水平(3.9),表明该区域人工林受到严重的土壤N限制。综合评价对林地土壤营养、土壤物理性质和化学计量改良作用最好的是国槐林,改良作用最差的为白蜡林。建议在该区域优先选择国槐改良盐碱化土壤,其次为杨树和榆树。     

不同演化阶段白刺灌丛沙堆土壤生态化学计量特征

为了阐明灌丛沙堆发育对土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)生态化学计量特征的影响,以吉兰泰荒漠区不同演化阶段白刺(Nitraria tangutorun)灌丛沙堆为研究对象,研究0—100 cm土层土壤C∶N∶P化学计量特征在不同演化阶段的变化规律和垂直分布规律。结果表明:(1)白刺灌丛沙堆土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)和全磷(TP)随演化阶段(雏形阶段→发育阶段→稳定阶段→衰亡阶段)的变化呈先增后减的变化趋势。演化阶段对白刺灌丛沙堆SOC影响显著(P<0.05),对TN、TP无显著影响(P>0.05),其SOC、TN、TP均值含量在0—100 cm土层分别为0.42~0.58,0.04~0.07,0.22~0.25 g/kg,远小于全国土壤平均水平(11.12,1.06,0.65 g/kg)。(2)白刺灌丛沙堆SOC、TN、TP含量及其生态化学计量比随土层深度增加无明显规律性。(3)土壤SOC、TN、TP含量及其生态化学计量比均属于中等变异,且变异系数随白刺灌丛沙堆演化不断减小。(4)土壤容重、毛管孔隙度、非毛管孔隙度对白刺灌丛沙堆土壤TN、C∶N、N∶P影响显著,而土壤含水量、pH对白刺灌丛沙堆SOC、TN、TP含量及其生态化学计量比无显著影响。各演化阶段白刺灌丛沙堆SOC、TN是调控白刺灌丛沙堆土壤生态化学计量比的主要因素。因此,该研究结果明晰了白刺灌丛沙堆土壤C∶N∶P生态化学计量特征对不同演化阶段的响应,为该区域白刺群落的保护、利用和植被恢复与重建提供科学依据。     

安溪县山地茶园土壤化学计量特征在不同空间的变化

为布设更加适应茶园开发的水土保持措施,以福建省安溪县采取了良好水土保持措施的山地茶园(已治理茶园)与未采取良好水土保持措施的山地茶园(未治理茶园)土壤为研究对象,利用生态化学计量学方法,分析了不同水平位置和高程下已治理茶园和未治理茶园土壤的N、P含量,以及N∶P化学计量特征。结果表明,从总体来看,已治理茶园土壤中TP平均含量为0.63 g/kg,比未治理茶园土壤中的TP平均含量(0.44 g/kg)高43.2%;未治理茶园与已治理茶园土壤的TN含量均随高程降低呈减少的趋势,已治理茶园土壤TN含量在最大高程(600 m)处出现最大值,显著高于低高程区域;未治理茶园土壤TP含量随高程降低呈减少趋势,而已治理茶园TP含量变化趋势则相反,在最低高程(300m)处出现最大值;在水平位置上,已治理茶园土壤的N∶P值从支毛沟的上游到下游呈显著减少趋势,而未治理茶园土壤的N∶P值则相反,呈显著增加趋势。     

黄土高原子午岭辽东栎林植物和土壤碳氮磷化学计量学特征

选取黄土高原子午岭林区的幼龄林、近熟林和成熟林3个林龄阶段的辽东栎林为对象,通过测定林内植物、枯落物和土壤的碳(C)、氮(N)、磷(P)含量,研究不同生长阶段植株、枯落物及土壤的化学计量学特征。结果显示:林内植物各器官(叶、枝、干和根)之间C、N、P含量均存在显著性差异,分别在245.3~492.6g/kg,1.57~20.6g/kg和0.11~1.63g/kg之间;枯落物C、N和P含量分别在283.5~329.0g/kg,11.5~13.2g/kg和0.73~1.06g/kg之间。在不同生长阶段,植物C含量无显著性差异;植物N和P含量,枯落物和土壤C、N和P含量均存在显著性差异。具体表现为随着林龄的增加,植物叶片C∶N和C∶P显著增加,N∶P先增加后减小;枯落物C∶N、C∶P和N∶P均显著增加;土壤C∶N显著减小,C∶P先增加后减小,N∶P无显著性差异。植物叶片和枯落物与土壤N和P含量和化学计量特征呈显著的线性相关,说明土壤中N、P供应量影响植物体中的N、P含量。     

山西省油松林生态系统碳氮磷化学计量特征

为了评价山西省油松林生态系统的生态化学计量特征,以山西省油松人工幼龄林(AY)、人工中龄林(AM)、天然幼龄林(NY)和天然中龄林(NM)为研究对象,通过38块标准地实测数据,探讨了4种森林类型的化学计量特征。结果显示:1)AY,AM,NY和NM乔木叶片的C∶N∶P分别为276∶8∶1,283∶8∶1,458∶12∶1和362∶11∶1,灌木叶片的C∶N∶P分别为181∶11∶1,132∶8∶1,228∶9∶1和221∶15∶1,草本叶片的C∶N∶P分别为211∶8∶1,200∶9∶1,190∶8∶1和230∶11∶1,凋落物的C∶N∶P分别为347∶3∶1,246∶5∶1,507∶9∶1和327∶9∶1,土壤(0—100cm)的C∶N∶P分别为23∶6∶1,37∶7∶1,28∶6∶1和30∶5∶1;2)4种类型的C∶N和C∶P基本都表现为凋落物叶片土壤,凋落物和叶片的C∶N和C∶P表现为AYAM,NYNM,土壤的C∶N和C∶P则为AMAY,NMNY,而N∶P则表现为叶片凋落物土壤,在林龄上表现规律不明显,植物叶片N∶P14,存在N限制;3)4种类型植物叶片C∶P均表现为乔木叶片草本叶片灌木叶片,表明油松林生态系统中乔木叶建成效率最高,而灌木叶建成效率最低;4)4种类型土壤层随着土层厚度的增加,C∶N表现出下降规律,C∶P和N∶P规律表现不明显。研究结果表明,4种生态系统的叶片、凋落物和土壤的化学计量特征具有一致性。     

祁连山东段青海云杉林C∶N∶P化学计量特征

生态化学计量特征对于揭示植物对营养元素的需要和当地土壤的养分供给能力,以及植物对环境的适应与反馈能力具有十分重要的意义。以祁连山东段青海云杉林为研究对象,测定了植物和土壤中的碳(C)、氮(N)、磷(P)含量,分析了植物和土壤的C∶N、C∶P、N∶P等化学计量特征。结果显示,祁连山东段青海云杉林叶片的C、N、P含量分别为(4.626±0.977)、(4.433±1.861)、(0.911±0.089)g/kg,变异系数分别为21.12%、41.98%、9.77%;C∶N、C∶P和N∶P分别为1.185±0.427、5.140±1.267和4.904±2.145,变异系数分别为36.03%、24.65%和43.74%。土壤的C、N、P含量分别为(86.01±7.10)、(5.39±1.71)、(0.48±0.10)g/kg,土壤的C、N含量随土层深度的增加变化明显,并且C、N之间存在显著的相关关系。研究结果表明,祁连山东段哈溪林场2 700~3 000 m的青海云杉生长主要受N元素的限制。     

江西省耕地土壤氮磷生态化学计量空间变异特征及其影响因素

基于江西省2012年测土配方项目采集的16 582个耕地表层(0~20 cm)土壤样点数据,探讨省域尺度下耕地土壤氮磷生态化学计量空间变异特征及其影响因素。运用相关性分析、回归分析、方差分析和普通克里格法分析了成土母质、土壤类型、耕地利用方式、秸秆还田方式和氮肥施用量对耕地土壤氮磷生态化学计量空间变异的影响。结果表明,土壤氮磷比(N/P)在0.28~13.63之间,均值为3.38,变异系数为45.56%,呈中等程度的变异。空间分布上,高值区主要分布在海拔相对较低或鄱阳湖平原地区,低值区主要分布在九江市。成土母质、土壤类型、耕地利用方式、秸秆还田方式和氮肥施用量对江西省耕地土壤N/P空间变异影响显著(p0.01),但影响程度有所不同。氮肥施用量能影响27.2%的土壤N/P空间变异,是引起江西省耕地土壤氮磷生态化学计量空间变异的主要因素。     

祁连山大野口流域降水-土壤水-河川来水相关性分析

[目的]对祁连山大野口流域降水、土壤水和河川来水的相互关系进行分析,旨在为掌握流域水文过程及河川径流形成机理提供理论支持。[方法]运用祁连山大野口流域18a人工和2a自动监测的38万多个数据,采用特征参数算法、相关和多元回归等方法进行分析。[结果](1)降水量、空气湿度和河川径流18a平均为374.06mm,60.91%,166.73mm。降水的44.57%最后形成了河川径流。降水和河川径流上升率均为18mm/10a,空气湿度上升率约为1.2%/10a。(2)降水、空气湿度、土壤水、河川来水在一年中的变化步调基本一致。(3)在森林高度范围内,距地面越高,空气湿度越大,受降水的影响越小;在0—80cm深度范围内,土壤越深,降水对土壤水分的影响越小。(4)降水、空气湿度、土壤水、河川来水的相互关系较紧密,建立的回归模型可预测降水、土壤水、河川来水量变差的95.2%,88.8%,97.6%,准确率可达93.4%,84.6%,96.7%。[结论]降水、土壤水、河川来水的分配比例可量化和可调控流域水资源需水量方面的分配比例;将人工观测和自动监测数据同化分析,解决了流域生态水文过程研究中的数据短缺问题。     

祁连山林草复合流域土壤温湿度时空变化特征

利用祁连山森林生态站设在祁连山排露沟流域的青海云杉林和草地气象观测场土壤温湿度观测资料,采用对比分析及线性趋势等方法进行青海云杉林和草地2个不同下垫面土壤温湿度的时空特征分析。结果表明:(1)林草地土壤温度日变化表现为浅层(10 cm和20 cm土壤深度)土壤温度呈正弦曲线变化,深层(40、60、80 cm土壤深度)土壤温度约呈直线变化。土壤温度年变化表现为林地土壤温度7月底达到最高值,而后开始下降,翌年2月上旬达到最低值;草地土壤温度7月底达到最高值,而后开始下降,12月中旬达到最低值;林地封冻时长明显大于草地封冻时长。(2)林草地土壤湿度日变化不受太阳辐射的影响。林地不同土层土壤湿度年动态变化趋势均一致,呈现正弦曲线的变化规律;草地在土壤结冻后和未消融期间,土壤湿度较低且变化不明显;其他时间土壤湿度变化明显。(3)林地中,除40 cm深度外,其他深度土壤温湿度均保持在相对稳定的范围内,而且变化趋势基本一致。草地浅层土壤在土壤封冻前和解冻后,土壤温湿度变化趋势相反,封冻期间土壤温湿度亦保持在相对稳定的范围内,温度变化明显,湿度变化不明显;其他土层土壤温湿度总体变化趋势一致。     

太湖地区两种典型水稻土中氮、磷迁移转化的研究

研究了饱和状态下,铵态氮(NH4+-N)和速效磷(AP)在太湖地区两种主要水稻土-宜兴白土和常熟王庄黄泥土的原状土和扰动土中的迁移转化情况。结果表明,土壤的饱和导水率、粘粒含量对于铵态氮和速效磷的出流影响很大。在原状土土柱的出流中,白土滤液中NH4+-N、硝态氮(NO3--N)和速效磷浓度峰值出现的时间比黄泥土早,峰面比黄泥土窄,拖尾的时间比黄泥土短。速效磷在土壤中迁移及淋移都比NH4+-N弱,且黄泥土对磷的固定作用强于白土。在本试验NH4+-N的加入情况下,原状土土柱出流的NH4+-N如果进入地下水会造成地下水污染;NO3--N在黄泥土中的积累作用比白土强,出流的NO3--N含量较高;出流的NO2--N含量很低,不会造成地下水的NO2--N污染。土壤中的NH4+-N和速效磷可以通过大孔隙向下运移,并且随着深度的变化呈现降低的趋势。NO3--N在白土中的分布比较平缓。在扰动土的试验中,粘粒含量越低,饱和导水率越高,NO3--N的穿透曲线的峰值越高,峰面越窄。黄泥土的粘粒含量远高于白土,滞留作用较强,对NO3--N的穿透影响较大。本文结果可以为太湖地区地下水环境污染防治、农田水肥管理和防止水体富营养化提供依据。     

祁连山哈溪林区移植前后土壤氮对比研究

研究不同海拔梯度森林土壤氮的分布特征,对于合理利用森林资源、改善森林的生态功能都有重要意义。采用封顶埋管法,对祁连山东段哈溪林区不同海拔梯度和不同植被类型的土壤氮进行了研究。结果表明:(1)海拔2 650m青海云杉林土壤的初始TN,NH_4~+-N和NO_3~--N含量均最低,海拔2 950 m青海云杉林土壤的初始TN,NH_4~+-N和NO_3~--N含量均最高;各海拔梯度青海云杉林土壤经培养后,其TN,NH_4~+-N和NO_3~--N含量均减小。(2)就不同植被类型而言,青海云杉林土壤TN,NH_4~+-N和NO_3~--N含量均最高,草地和灌丛土壤TN,NH_4~+-N和NO_3~--N含量较低,且二者差异不大。草地和灌丛土壤培养后TN和NH_4~+-N含量显著升高,NO_3~--N含量变化不大。(3)某一海拔青海云杉林土壤移植到其他海拔青海云杉林培养后,土壤TN,NH_4~+-N和NO_3~--N含量变化不大;不同植被类型之间土壤相互移植培养后,土壤TN,NH_4~+-N和NO_3~--N含量变化明显,不同植被类型对土壤氮的含量差异显著。     

祁连山东段高寒植被类型对土壤理化特征的影响

[目的]探讨祁连山东段不同高寒植物的土壤理化特征,为区域水资源合理利用提供理论依据.[方法]对祁连山东段6种灌丛植被和高寒草地的土壤基本性状、土壤持水能力和土壤渗透性进行了相关指标的测定.[结果]①祁连山东段高寒植被的土壤容重随着土层深度的增加而增大,土壤含水量则随着土层深度的增加而降低.②祁连山东段土壤总孔隙度随着土...     

祁连山青海云杉林土壤氮的含量特征

通过野外取样和实验室分析,研究了祁连山东、西段青海云杉林土壤全氮和有效氮(铵态氮和硝态氮)含量的特征.结果表明:①祁连山东、西段土壤全氮、铵态氮和硝态氮含量变化范围分别为1.78 ～ 7.89 g/kg和1.50～4.39 g/kg,6.33 ～ 24.96 mg/kg和0.37～23.60 mg/kg,5.23～ 20.74 mg/kg和0.20 ～ 10.19 mg/kg,各氮素形态含量均是祁连山东段大于祁连山西段;在祁连山青海云杉林中土壤铵态氮为土壤有效氮的主要存在形式,其所占比例在祁连山东、西段分别为70.58％和87.58％.②在祁连山东、西段0～ 10、10～ 20、20 ～ 40 cm土层中,土壤全氮和铵态氮含量均随土层深度的增加呈减小趋势;不同土层土壤全氮平均含量均是祁连山东段显著高于祁连山西段(P＜0.05);祁连山东、西段土壤铵态氮含量在0～10 cm和10～20 cm土层中差异均不显著(P＞0.05),仅在20～40 cm土层中差异显著(P＜0.05);硝态氮含量在祁连山东段随土层的加深并没有明显的变化规律,在西段随土层深度的增加呈减小趋势,东、西段土壤硝态氮含量在0～ 10cm土层差异不显著(P＞0.05),在10 ～ 20 cm和20 ～ 40 cm差异显著(P＜0.05).③祁连山东、西段土壤全氮、铵态氮和硝态氮含量在不同土层深度的变异系数均没有明显的变化规律,除土壤硝态氮在祁连山西段不同土层深度的变异为强变异性外,土壤全氮、铵态氮和硝态氮含量在祁连山东、西段不同土层深度的变异均为中等变异.④祁连山东、西段土壤全氮和铵态氮含量之间均呈显著相关性,但全氮和硝态氮含量及铵态氮和硝态氮含量之间均无显著相关性.     

不同生境对人工结皮发育及表土氮、磷含量及其代谢酶活性的影响

土壤生物结皮对于改善荒漠地区的生态环境和土壤的增肥改良具有重要作用.本研究以库布齐沙漠固定沙丘(迎风坡、坡顶、背风坡和丘间地)披碱草和沙蒿群落下长期发育(8年生)的人工藻结皮为研究对象,测定不同生境下人工结皮对表层土壤氮、磷元素含量以及相关土壤酶活性的影响.结果表明,在不同立地条件下,沙丘顶部结皮叶绿素a和土壤可溶磷含量最高,分别为4.24 mg/g和2.926 mg/kg.丘间地结皮层土壤碱性磷酸酶活性、总磷含量及脲酶活性为最高,迎风坡结皮生物量和土壤碱解氮、速效磷含量以及土壤酶活性明显高于背风坡结皮层土壤.在相同立地条件下,披碱草下结皮生物量、碱解氮、速效磷含量和脲酶及碱性磷酸酶活性显著高于沙蒿下的结皮土壤.本研究表明生境的差异性导致人工结皮发育程度不同,进而对表土氮、磷含量及其代谢酶产生不同影响,人工生物结皮的发育程度与表土氮磷素含量及其代谢酶活性之间存在显著相关性.不同植被群落对生物结皮发育具有不同的作用,披碱草对人工生物结皮影响的正效应高于沙蒿.     

太湖流域典型蔬菜地地表径流氮磷流失

以太湖流域典型蔬菜地为研究对象,采用田间径流池法进行田间小区试验,研究不同施肥模式下蔬菜地地表径流氮磷流失特征。结果表明：地表径流总氮流失量为45.76～60.45 kg/hm^2,总磷流失量为2.67～3.95 kg/hm^2。与常规施肥相比,优化施肥可使地表径流氮磷流失量分别减少2.48,0.31 kg/hm^2;而增氮施肥和增磷施肥处理的地表径流总氮流失量分别增加了7.76%,3.83%,总磷流失量增加2.84%,9.55%。总氮、总磷流失量与径流量呈显著线性相关,且总磷流失量与径流量的相关性更强（R2=0.913）。应加强汛期时段的田间管理和对磷的监控,减少磷流失量。有机肥与化肥以1：1配施,可有效降低菜地氮磷排放,提高蔬菜产量和氮肥利用率分别为25%,23%。