温带森林叶部生态化学计量学特征研究进展

生态化学计量学中碳(C)、氮(N)、磷(P)等元素的比例与分配已经成为全球气候变化研究的热点,因C、N、P 是植物生长的必需元素,它们的供应限制着植物生长及微生物的功能。然而,目前人类活动已经大大改变了C、N、P循环,从而改变了养分运输的模式、数量和养分限制的程度,导致温带森林养分不足的状况发生了改变。笔者分析了国内外温带森林叶片及凋落物的C、N、P 含量、化学计量比特征、限制性元素及其与土壤养分之间的关系,并与热带及亚热带森林进行了对比,同时,将全球森林的叶部生态化学计量学特征进行了总结。此外,笔者还综述了部分影响植物叶片生态化学计量比的因素,为未来生态化学计量学研究提供参照。由文献数据得出建议,将植物新鲜叶片、离体叶片、土壤及微生物共同联系起来进行研究,并针对不同的树种,加强其生态因子各种不同参数（如凸度、垂直结构、演替、温度及降水量等）对生态化学计量学特征的影响研究。     

吉林省西部土壤pH对羊草氮磷含量的影响

笔者基于生态化学计量学理论,以吉林省西部盐碱化草地羊草为研究对象,研究在不同盐碱化程度草地对羊草不同器官氮、磷元素含量及其比率的影响。结果表明：随着土壤pH的逐渐升高,羊草氮磷含量整体呈下降趋势,且均在中度盐碱化(pH 9.16~9.35)时突然升高出现峰值,随后羊草氮含量继续呈下降趋势,而磷含量则呈升高趋势。羊草根、茎、叶中N/P均在中重度盐碱化时出现最低值。羊草氮磷元素在地下部分的含量均小于地上部分的含量。羊草氮磷元素含量虽然随着pH升高而降低,但总体变化不大。可见,羊草耐盐碱性很强,是吉林省西部盐碱化草地重建的优势牧草。     

攀枝花市米易县植烟土壤生态化学计量学特征研究

为阐明长期植烟对土壤生态化学计量特征变化的影响,对比分析了攀枝花市米易县植烟区域第二次土壤普查与现今植烟土壤生态化学计量学演变特征,为区域植烟土壤生态退化阻控提供科学依据。结果表明：(1)长期植烟引起土壤有机碳的大量消耗,与第二次土壤普查结果相比,该区域植烟土壤C/N、C/P、C/K分别下降23.69%、23.63%和7.16%,这与全N、P、K不同程度富集有关; N/P较第二次土壤普查降低15.98%,是由于磷更容易被土壤固定,增幅相对较大;(2)米易县植烟土壤有机碳含量与N/P、N/K、P/K变化呈极显著正相关,说明土壤有机碳是影响土壤生态化学计量比变化的重要因素,应重视植烟土壤有机碳的补充。     

草珊瑚不同部位碳氮磷化学计量特征研究

探讨草珊瑚不同器官中C、N、P含量变化及化学计量特征,为草珊瑚的丰产和氮磷肥科学施用提供理论指导。以野生抚育草珊瑚为研究对象,测定不同生长时期下草珊瑚茎和叶中C、N、P含量,分析不同生长时期草珊瑚茎、叶中C、N、P含量变化特征及化学计量特征,判定草珊瑚生长的限制性营养元素。叶中碳、氮、磷含量分别为531.45~614.66、16.81~18.51、0.41~0.84 g/kg,变异系数分别为5.13%、3.60%、21.29%;茎中则为547.11~610.11、5.88~6.91、0.33~0.50 g/kg,变异系数为3.77%、5.21%、13.67%。叶中C/N、C/P、N/P分别为29.33~34.02、661.40~1311.30、20.34~44.71,茎中则为84.96~100.23、1189.74~1695.71、14.03~18.48。叶中N与P呈负相关,P与C/P、N/P均呈极显著负相关,C/P与N/P呈极显著正相关;茎中N与P呈正相关,P与N/P呈显著负相关,P与C/P呈极显著负相关,C/P与N/P呈显著正相关。草珊瑚的生长主要受N和P含量的限制,更大程度受P含量限制。因此,在林下种植草珊瑚时,考虑林地的养分供给能力,施用氮磷混合肥有利于草珊瑚对养分的吸收利用,达到提高产量和品质的目的。     

米老排(Mytilaria laosensis)叶C、N、P化学计量比的季节动态与异速生长关系

研究植物生态化学计量特征,有助于了解植物体内C、N和P的分配规律及确定限制植物生长的元素。以广东云浮3年生米老排人工林为研究对象,分析了叶C、N、P含量及其化学计量季节特征,探讨了元素间的异速生长关系。结果表明:C、N和P含量的年平均值分别为497.82 g/kg、21.95 g/kg和0.98 g/kg;C:N,C:P,N:P的年平均值分别为:22.98,527.64,23.06;叶的C含量及C:N、C:P、N:P比的变化趋势为先降低后升高再降低,而N、P含量的变化趋势相反。叶片的年平均N:P高于中国年平均水平(16.3)。叶C、N和P具有显著的异速生长关系(N-C1.839, p=0.000;N-P0.708, p=0.000;C-P2.865, p=0.021)。研究表明,3年生米老排生长主要受P元素限制,对本研究区及时补充P肥有助于米老排的生长。本研究为米老排的生产实践和经营管理具有现实指导意义。     

桂西北不同森林类型土壤生态化学计量特征

以广西雅长林区3种森林类型（针阔混交林、常绿-叶阔叶混交林、常绿阔叶林）的土壤作为研究对象,对土壤C、N、P、K等养分含量及其比例的影响状况等进行研究,探讨土壤养分变化和化学计量特征。研究结果表明：随着森林的演替,3种森林类型植被下土壤C、N、P和K含量中,N素（全N和有效N）含量不断积累;有机C、P和K含量则表现出一致性的先增加后减少趋势,即演替初期低-中期高-后期低的变化规律;C/N呈逐渐降低趋势,均值大小依次为：针阔混交林＞常绿-落叶阔叶混交林＞常绿阔叶林;而C/P、C/K、N/P、N/K和P/K则均呈升高趋势,均值大小依次为：常绿阔叶林＞常绿-落叶阔叶混交林＞针阔混交林。相关性分析表明,土壤有机C与N/P和N/K都呈极显著的正相关关系;全N与C/P呈极显著的正相关关系,与C/K具有显著正相关关系;全P与C/K、N/K呈极显著的正相关关系。     

陆生和水域生态系统植物的C、N、P生态化学计量特征研究综述

生态化学计量学是一门把不同研究领域的研究结果从化学元素水平上统一起来的热点学科。笔者简单阐述了生态化学计量学的基本定义,主要通过比较陆生和水域生态系统来阐述生态化学计量学特征,讨论不同生态环境对植物的生态化学碳氮磷比(C:N:P)的影响,在大尺度范围研究植物C:N:P生态化学计量学特征与限制性养分判断、生态系统稳定性、生长率的关系。     

山东省赤松林叶片化学计量特征及其与林分特征和土壤养分的关系

赤松(Pinus densiflora)是山东省重要的乡土树种之一,研究其叶片碳(C)、氮(N)、磷(P)化学计量特征及其与林分特征和土壤养分的关系,对于了解赤松林分健康状况及开展施肥管理具有重要意义。2018年8—9月以山东省20块代表性赤松林林地为研究对象,对其进行生长调查并采集叶片和0~20 cm土壤样品,分析赤松林林分特征,叶片C、N、P化学计量特征和土壤养分含量,探讨叶片化学计量特征与林分特征和土壤养分的关系。结果表明,赤松叶片C、N、P平均含量分别为636.35、12.80、0.82 g/kg,C:N、C:P和N:P平均值分别为50.74、800.48和15.93。相关性分析显示,叶片N含量与胸径和林龄呈显著正相关,与林分密度呈显著负相关,叶片C:N与林龄呈显著负相关,叶片C含量和C:P均与土壤有机质和碱解氮含量呈显著负相关,叶片N含量与土壤养分含量呈显著正相关,而叶片C:N与土壤养分含量呈显著负相关。赤松林叶片N含量与林分特征、土壤养分呈显著线性相关,P元素是山东省赤松生长的主要限制性因子。     

不同土地利用类型下土壤养分变化及生态化学计量特征分析

为研究不同土地利用类型下土壤养分特征及碳(C)、氮(N)、磷(P)、钾(K)的生态化学计量比，采用文献计量法对全国范围内不同土地利用类型的土壤养分指标进行研究，分析水田、旱地、草地、林地土壤养分在表层(0～20 cm)的分布情况及差异性。结果表明，4种土地利用类型下土壤全钾及速效钾含量相对较为丰富，而土壤全磷含量普遍缺乏，两者达到了显著性差异(P<0.05)。土壤全氮与全磷呈正显著性相关(P<0.05)，与有效磷呈负显著性相关(P<0.05)，土壤有机质与全氮表现出极显著的正相关关系(P<0.01)，土壤全磷与全钾呈极显著的正相关关系(P<0.01)。土壤C:N值以水田最高，土壤C:K值、C:P值和N:K值均表现为草地最高，N:P值以林地最大，P:K值以旱地最高。根据土壤养分库综合指数推断4种不同土地利用类型的整体土壤养分水平，表现为水田>草地>旱地>林地。4种不同土地利用类型充分体现了土壤养分含量和元素的生态化学计量比的差异，可为不同土地利用类型的植被恢复和土壤改良提供理论支撑。     

不同类型甘薯茎和叶中碳、氮、磷化学计量学特征研究

选取3个鲜食型、3个淀粉型和3个紫甘薯品种,于不同生育期采集地上部茎、叶样品,测定其碳（C）、氮（N）、磷（P）含量,研究不同类型甘薯C、N、P生态化学计量学特征及其随生育期的变化规律。结果表明,甘薯叶中C、N、P含量范围分别为391~399、26.3~29.1、2.90~3.10mg/g,茎中分别为421~428、11.6~15.2、4.99~5.77mg/g,其在茎、叶中的差异大于甘薯类型间的差异;茎中C含量随生育期延长略有增加,但茎、叶中N和P含量则随生育期延长而降低,茎、叶中C、N、P含量随生育时期的变化大于甘薯类型间的变化。不同类型甘薯叶中C/N、C/P分别以紫甘薯和淀粉型甘薯最大,说明紫甘薯和淀粉型甘薯有较高的碳同化能力;3种类型甘薯叶中N/P为8.57~9.97,表明N元素是甘薯茎叶生长的主要限制因子。     

中梁山岩溶槽谷区不同土地类型土壤生态化学计量学特征

为阐明中梁山岩溶槽谷区不同土地类型土壤养分的空间分布特征及其影响因素,运用地统计学理论和实验室分析方法,以中梁山槽谷区典型耕地、荒草地和林地为研究对象,分析不同土地类型、不同土层深度(0~15、15~30、30~45 cm)土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)和全磷(TP)空间分布规律和生态化学计量学特征。结果表明：3种土地类型土壤SOC、TN和TP含量的平均值分别为20587.8、1472.8、598.9 mg/kg,SOC和TN空间变异性较大,TP变异性较小。土壤C、N、P含量随土层深度的增加而降低。SOC、TN含量为：林地＞荒草地＞耕地;TP 含量为：耕地＞荒草地＞林地。土壤C/N、C/P 和N/P 空间变异较大（变异系数CV＞28%）,C/N值变化范围为5.04~41.2,平均值为14.1;C/P 值变化范围为11.02~105.42,平均值为37.28;N/P 值的变化范围为0.99~6.32,平均值为2.71。不同土地类型土壤C/N 差异不显著,C/P、N/P值差异显著。C/N 值为林地＞耕地＞荒草地,C/P、N/P 值为林地＞荒草地＞耕地。耕地土壤SOC、TN和TP之间有显著的相关关系(P＜0.01),线性拟合度较高;荒草地和林地的TN与TP、SOC与TP相关性不太明显,线性拟合度较低。C、N、P 含量及其生态化学计量值受土壤理化性质、土地类型和人类活动等因子影响。通过对土壤理化性质分析表明：土壤TN、SOC和碱解氮是影响土壤C/N、C/P 和N/P 值的主要因素。中梁山岩溶槽谷区土壤C、N、P含量和C/N/P 值受土地类型、土壤理化性质、人类活动等因素影响较为明显,空间变异性较大。在实际土地利用过程中,要根据不同类型土壤养分状况,因地制宜、科学合理的利用土地,减少土壤养分流失。     

青南地区"黑土滩"退化草地植被演替规律的研究

研究了青南地区“黑土滩”退化过程中植被组成、群落综合特征的变化规律,探讨了退化演替的物种替代机制及恢复演替模式。结果表明,在退化演替过程中群落主要种的优势地位发生明显的替代变化。植被覆盖度、地上生物量、优良牧草产量比例随草地退化程度的加剧而明显下降。随着退化程度的加重,草地植物根系逐渐减少,草土比的比值明显减少,比值由轻度退化类型的1:5左右演变到极度退化类型的1:400左右。     

那曲地区不同退化程度的草地土壤养分特征分析

在对那曲地区退化草地进行多个点采样和室内分析的基础上,应用统计学方法对土壤养分数据进行标准化处理后,研究了那曲地区不同退化程度草地土壤的养分特征及养分之间的相关性。结果表明：（1）随着退化程度的增加,那曲地区草地土壤的有效氮、有效磷、全氮、有机质含量逐渐降低,有效钾含量先升后降。（2）在那曲地区不同退化程度的草地土壤中,有效氮、全氮与有机质间均存在显著的相关关系。（3）土壤全氮、有效氮和有机质含量可作为衡量藏北高原草地退化程度的重要指标。有效磷可作为评价草地退化程度的参考指标。有效钾不宜作为草地退化程度评价的指标。最后,对藏北高原草地生态系统的恢复重建提出了建议。     

区域草原资源生态功能的经济价值年度间变化——以苏尼特左旗为例

为了研究苏尼特左旗草原生态功能价值在十年间的变化情况,本文通过研究2000年、2005年和2010年苏尼特左旗草原固碳释氧、净化空气、涵养水源和抵御风蚀几个方面的等功能,并将这些生态功能通过计算进行价值化,得出了各年度草原生态功能价值。结果表明,全旗2000年生态功能总价值为3.34 X109元,2005年为1.82 X109元,到了2010年全旗草原生态功能综合价值为3.49 X109元。因此,在十年间苏尼特左旗草原生态功能2005年比2000年下降了41%,2010年比2000年提高5%,说明苏尼特左旗2005年生态环境最差,分析这种现象的原因发现,生态价值的高低同降雨量呈正相关,由于2005年降雨量显著低于其他年份,因此生态功能价值最低。草原是一个复杂的生态系统,生态功能价值的研究在理论和方法都存在很多不足之处,因而本文得到的苏尼特左旗草原生态功能价值是基于现有技术手段的一个保守的、较低的估算值。