基于生态化学计量学的秦岭林地养分特征初探

以秦岭典型林地土壤为对象,分析了夏、秋两季锐齿栎、油松、华山松、云杉4种典型林分下林地不同土层土壤的生态化学计量学特征。结果表明:5个林地腐殖质层(O层)、表层(A层)土壤有机碳含量分别在76.23~260.70,26.60~44.81g/kg之间;全氮含量在4.19~8.76,1.46~3.29g/kg之间;全磷含量分别在0.38~0.61,0.33~0.63g/kg之间。5个林地O层、A层C/N范围分别为16.48~29.76,12.31~19.39;C/P范围分别为144.93~465.52,44.63~107.42;N/P范围分别为7.97~18.37,2.58~6.23。土壤有机碳和全氮及C/N,C/P,N/P均表现为O层大于A层,且O层碳氮含量动态变化较大。阔叶林地土层间差异小于针叶林地。华山松林地土壤碳氮磷含量及C/N、C/P均高于其他林地。土壤C/P和N/P的空间变异性较大,C/N相对稳定。土壤碳氮磷含量及化学计量比值大多表现为夏季高于秋季。     

雪岭云杉林土壤-叶片碳、氮化学计量特征对NDVI及环境因子的响应

为了阐明不同生长环境下,土壤对植物营养元素的供应以及植物的生长状况,我们以天山雪岭云杉林为研究对象,运用多元回归分析探究了不同海拔高度上土壤和叶片碳(C),氮(N)化学计量特征对环境因子的响应,以及土壤C,N含量对叶片C,N含量的影响。结果表明:土壤C含量的变化范围是15.86～84.14 g/kg,平均值为43.18 g/kg;土壤N含量的变化范围是0.13～0.54 g/kg,平均值为0.28 g/kg;土壤C∶N的变化范围是70.86～343.90,平均值为164.27;叶片C,N含量的变化范围是321.90～598.96,0.69～17.07 g/kg,平均值分别为471.98,6.71 g/kg;叶片C∶N的变化范围是28.49～217.10,平均值为83.22。叶片C含量、土壤N含量对海拔的响应显著,除此以外,其他均与海拔之间无显著的响应。多元回归分析表明年均温度(MAT)和年降水量(MAP)对土壤C,N影响显著,但主要贡献来自于MAT,坡向和NDVI对土壤C,N的影响均显著,土壤C∶N对MAT、MAP、坡向、NDVI的响应均不明显;叶片C,N与MAT,MAP之间的相关性不显著,NDVI对叶片C有显著的影响,土壤C,N对叶片C,N的影响显著,叶片C,N与环境因子及土壤C,N化学计量特征均无显著相关性。     

不同修复年限下稀土矿区芒萁与土壤碳氮磷化学计量特征

芒萁是我国南方离子型稀土矿区生态修复的重要指示性植物,通过探究不同生态修复年限下的离子型稀土矿区内芒萁的生态化学计量特征,为矿区的生态修复策略提供科学参考。本文选取3处不同修复年限的稀土矿区和1处未开采地为研究样地,采集样地内芒萁的叶片和地下茎根,探究其化学计量特征及其与土壤养分之间的关系。结果表明:①叶片C、N和P含量的变化范围分别为444.62～454.30g/kg、6.87～10.68g/kg、0.31～0.46g/kg;根茎C、N和P含量的变化范围分别为368.36～424.63g/kg、3.31～4.23g/kg、0.16～0.26g/kg;②芒萁叶片养分与土壤养分(除P外)的相关性强于根茎,与0～10cm土层土壤相关性强于10～20cm土层土壤;③不同生态修复年限下芒萁叶片N/P均大于16且该研究区土壤严重缺磷,芒萁生长受磷限制,因此,离子型稀土矿区的生态修复期应增加磷肥施用量以促使芒萁更好地生长。     

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。     

祁连山大野口流域典型灌丛植物与土壤中氮磷的 化学计量特征

通过野外取样与室内分析相结合的方法,对祁连山西水林区的鬼箭锦鸡儿(Caragana jubata)、吉拉柳(Salix gilashanica)、金露梅(Potentilla fruticosa)、鲜黄小檗(Berberis diaphana)和甘青锦鸡儿(Caragana tangutica)等5种典型灌丛植物和土壤氮(N)和磷(P)含量进行了测定和分析,旨在阐明植物与土壤中N、P的化学计量特征。结果表明:(1)5种灌丛植物叶片的N、P含量均显著高于其他器官的N、P含量,N含量的变化范围为15.72~29.08 g/kg,P含量的变化范围为1.58~3.47 g/kg;细根和粗根的N含量的变化范围分别为5.11~12.20 g/kg和4.46~11.84 g/kg,P含量的变化范围分别为0.87~1.58 g/kg和0.63~2.02 g/kg;叶片N∶P值范围为7.00~9.95,细根和粗根中的N∶P值分别为5.60~8.97和5.09~8.84,叶片和根系对N、P元素有着相似的利用格局。(2)5种灌丛土壤N含量均随土层深度增加逐渐减小,不同土层N含量的变化范围为1.40~6.80 g/kg,P含量均随土层深度增加较为稳定,不同土层P含量的变化范围为0.45~0.96 g/kg;N∶P值随土层深度增加其值不断减小,主要取决于土壤N含量。0~10 cm土层中,吉拉柳、鬼箭锦鸡儿、金露梅、鲜黄小檗和甘青锦鸡儿N∶P值分别为11.02、7.30、7.41、7.40和2.69。(3)5种灌丛叶片N含量与土壤N含量呈显著或极显著正相关,与土壤P含量无显著相关(甘青锦鸡儿除外);叶片N∶P值与土壤N含量呈显著负相关,而与土壤P含量呈显著正相关;灌丛叶片和土壤N、P含量及化学计量比与其他变量之间均无显著相关。同时研究还发现,祁连山5种典型灌丛生长可能主要受N素限制。     

滦河口湿地植物-土壤生态化学计量相关性研究

河口湿地是河海交汇地带,环境变化剧烈,土壤碳氮磷变化显著影响着湿地生态系统的生产力。为了解滦河口植物与土壤碳氮磷计量特征关系,在滦河口湿地设置4个采样区选取典型植物群落采集土壤及植物,并对样品养分含量进行了分析。结果表明:不同植物群落地上部分和地下部分养分含量均表现为CNP,氮磷均呈正相关,植物氮含量呈现出地上部分大于地下部分的规律;土壤则表现为CPN,碳与氮、磷均呈现显著正相关。不同植物群落之间土壤养分含量存在一定差异,土壤碳、氮、磷含量的变化范围分别为(3.8±0.44)～(10.52±0.6) g/kg,(0.29±0.12)～(0.11±0.21) g/kg,(0.99±0.27)～(2.24±0.51) g/kg,研究区土壤养分含量低于全国湿地养分平均水平。不同植被—土壤之间的C∶N,C∶P,N∶P存在一定的差异性,植物地上部分、地下部分生态化学计量比由大到小为:C∶PC∶NN∶P,土壤生态化学计量比由大到小为:C∶NC∶PN∶P,植物群落碳氮磷及其化学计量比与土壤化学计量比相关性较弱,植物与土壤养分表现出不完全同步的变化形式。     

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。     

亚热带红壤侵蚀区马尾松针叶生态化学计量特征

为了解亚热带红壤侵蚀区马尾松（Pinus massoniana）针叶碳（C）、氮（N）、磷（P）化学计量特征,在长汀河田地区选取12个样点并采集四个叶龄阶段的马尾松针叶作为研究对象,测定其C,N,P含量并分析C:N:P化学计量特征。结果表明:（1）叶片中C,N,P的变化范围分别为（482.15±9.35）~（512.7±6.56）mg/g,（7.35±0.75）~（10.49±1.34）mg/g,（0.21±0.04）~（0.71±0.21）mg/g。不同叶龄阶段的C,N,P含量有显著差异。C随叶龄增长整体含量增长幅度较小,变异系数仅为2.8%;N,P绝对含量较低,在叶片生长后期含量显著下降（p < 0.05）。（2）C:N:P计量比变化与叶龄有关。N/P变化范围为（15.42±3.08）~（36.43±8.08）,N/P随叶龄增加而逐渐增大,说明该地区马尾松养分限制因素的变化与叶龄有显著关系,随叶龄的增长受P限制表现更为突出。（3）马尾松针叶N,P含量有极显著正相关关系,C,P含量存在显著负相关关系,N,P元素间协同变化显著。本研究初步阐明了马尾松针叶不同叶龄阶段C,N,P化学计量特征及其变化规律,为深刻了解亚热带红壤侵蚀区先锋树种马尾松的养分利用特征和机制提供理论基础。     

三峡库区坡耕地典型香榧套种模式土壤碳氮磷及其生态化学计量特征

为阐明三峡库区坡耕地典型香榧套种模式对土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)含量及其生态化学计量特征的影响,在重庆市云阳县宝坪镇香榧种植基地内,选取香榧纯林(TG)、香榧-黄精(TGP)、香榧-大豆(TGG)3种套种模式为研究对象,分析不同模式及土层深度下土壤C、N、P含量及其生态化学计量特征。结果表明：不同模式的土壤C含量无显著差异,N、P含量均表现为TGG(0.80,0.53 g/kg)>TGP(0.71,0.40 g/kg)>TG(0.56,0.39 g/kg),且与TG相比,TGG的N、P含量分别显著提高42.9%,35.9%。土壤C、N主要富集在0—10 cm土层,而P主要集中在10—20 cm土层。3种模式的土壤C∶N、C∶P、N∶P分别为8.39～10.73,31.63～45.22,3.25～5.61,均低于全国平均值(14.4,136.0,9.3)。N∶P<10,表明N为研究区限制性养分。相关性分析结果表明,土壤pH、容重和总孔隙度也是影响土壤C、N、P含量及其生态化学计量的重要指标。香榧套种模式有利于土壤养分的积累,TGG的C、N、P含量高于TGP和TG,...     

贵州月亮山5个优势树种叶片与土壤生态化学计量特征

生态化学计量学是研究生态过程和生态作用中化学元素平衡的科学,对于揭示植物对营养元素的需要和土壤的养分供给能力具有十分重要的意义。以贵州省月亮山优势树种麻栎、枫香、木荷、马尾松、杉木为研究对象,对上层、中层及下层叶片以及群落土壤进行取样,测定C,N,P含量并分析生态化学计量学特征。结果表明:(1)贵州月亮山优势树种叶片C,N,P平均含量分别为(530.06±34.12)mg/g,(14.80±2.35)mg/g,(0.98±0.14)mg/g,叶片C∶N,C∶P,N∶P平均含量分别为(37.95±2.74),(572.9±34.5),(15.93±2.11)。0—30cm土壤C,N,P平均含量分别为(33.53±3.22)mg/g,(10.92±1.52)mg/g,(0.44±0.08)mg/g。(2)贵州月亮山5个优势树种上层、中层及下层叶片的碳、氮、磷及化学计量均不存在显著差异,表明叶位对叶片C,N,P含量未产生影响。(3)贵州月亮山落叶树种C,C∶N,C∶P显著小于常绿树种,N,P含量则显著大于常绿树种。(4)贵州月亮山非喀斯特森林群落0—20cm土层C含量远低于同一纬度带的喀斯特森林,N含量远高于同一纬度带的喀斯特森林,而叶片C,N含量则相反。(5)本研究土壤C,N,P之间均表现出极显著正相关(p0.01),叶片C与土壤P表现出显著负相关(p0.05),其余均无相关关系。研究结果可为同纬度带喀斯特森林与非喀斯特森林对比研究提供科学基础。     

绵阳市生态足迹和生态承载力动态变化分析

生态足迹法是用于评价区域发展可持续性的重要方法。以四川省地震重灾区绵阳市为例,计算了2000—2009年生态足迹和生态承载力。结果表明,该区人均生态足迹呈波动式增长,由2000年的1.377 2hm2增长到2009年的2.408 7hm2;人均生态承载力增长缓慢,人均生态赤字由0.954 4hm2增长到1.922 0hm2;生态压力指数由3.257 6增长到4.949 3;万元GDP生态足迹由2.252 1下降到1.599 6;2008年"5.12"汶川地震后,生态足迹出现急剧增长。随着近年来绵阳市资源消耗增加,发展模式呈不可持续状态,社会经济发展与生态环境的协调性较差。为实现生态城市建设规划目标和可持续发展战略,建议适当控制人口增量,调整农业产业结构,保护耕地资源,转变人们的生活和生产方式。     

岩溶山区石漠化生态治理的生态效应研究

以贵州省花江峡谷石漠化治理示范区为研究单元,对比分析了小流域2005和2009年生态治理下的土壤理化性质与植物数量特征的变化。结果发现,该区土壤理化性质的变异系数值降低,说明土壤理化性质的空间变异程度降低;土壤总孔隙度略微降低,非毛管孔隙度明显增加,毛管孔隙度明显下降,土壤毛管持水量明显降低,土壤田间持水量明显提高,表明土壤的孔隙结构更加合理,土壤持水能力与通气透水性能增强;土壤有机质含量变化不明显,全氮、全磷含量明显增加,全钾营养元素含量降低,土壤pH值略微降低;植物的高度、基径、冠幅、均匀度等数量特征呈明显增长趋势,土壤质量与植物群落的生态效应具有较好的一致性。经过石漠化生态治理的土壤、植被生态效应改善与提高,逐步改善岩溶山区石漠化生态环境。     

中国西部地区生态承载力与生态安全空间差异分析

根据改进的生态足迹理论对中国西部地区生态安全状态进行了定量分析,以中国西部各省2010年统计年鉴数据为依据,对中国西部地区2009年的生物资源账户和能源账户的生产性生态足迹、生态承载量和生态压力指数进行了计算.结果表明:(1) 2009年中国西部生物资源账户与能源账户的生态承载量均小于生态足迹,说明中国西部地区生态系统整体处于不安全状态;(2)空间上生物资源账户生态足迹整体上东部高于西部地区,南部高于北部地区,生态承载量呈现出南部明显高于北部;(3)人口的分布差异影响着人均生态承载量和承载总量的分布格局差异;(4)生物资源账户生态不安全地区面积占到中国西部地区总面积的68.6％;能源账户的生态足迹和生态压力指数较大的地方均分布在西北地区,西北地区能源账户生态足迹占到中国西部地区的75％.并揭示和提出了生产性生态压力指数较大的原因和减小生态赤字的途径.     

陕甘宁老区生态贫水化与生态建设

应用陕甘宁老区气象水文实测记录,通过实地考察和应用统计分析等方法,对陕甘宁老区贫水化过程进行了探讨。研究认为,20世纪90年代是陕甘宁老区贫水化过程最剧烈的时期,生态破坏和生态建设又是导致贫水化的主要因素。生态贫水化是生态需水与生态用水之趋势差。生态贫水化是西部大开发面临的主要环境问题,自然恢复是实现"山川秀美"的主要途径。     

基于生态足迹的浙江省生态安全动态研究

应用生态足迹的方法,从时间序列来研究区域的可持续发展,引入生态压力指数、生态占用指数和生态经济协调指数模型,构建了新的生态安全评价指标体系。以浙江省为例,通过计算人均生态足迹和生态承载力的变化率和剪刀差,对浙江省2000-2006年的生态足迹和生态安全指标体系进行了定量研究。结果表明．浙江省2000-2006年的人均生态足迹与生态承载力呈反向发展趋势,人均生态赤字持续增加;生态压力指数从2000年的2．34增至2006年的3．22,同期的生态占用指数从0．67增至0．90,生态经济协调指数由0．286降低为0．277。说明浙江省现有的可持续发展模式面临严重考验,生态安全的发展趋势不容乐观．社会经济发展与生态环境的承受能力不相协调。     

鄱阳湖生态经济区土地生态安全研究

土地生态安全评价是生态安全评价的的重要组成部分,也是当前土地可持续利用研究的前沿课题,对其进行研究有着极其重要的意义。利用2001-2007年的相关数据,借助于物元模型对鄱阳湖生态经济区的土地生态安全进行研究。结果表明:（1）鄱阳湖生态经济区土地生态安全状况,由2001年较安全状态下降到2005不安全状态。（2）2005-2007年土地生态安全由不安全状态到临界安全状态,状态有所好转。研究也证明了利用物元模型进行区域土地生态安全评价是可行的,这种方法可作为土地生态安全评价研究的新方法。     

生态购买是西部生态建设的新战略

生态购买是我国西北地区的强烈要求,也是我国“只能保证过程,不能保证结果”生态建设模式反思的结果。“国有私营”生态购买初衷是政府收购生态建设的产品,既帮助脱贫致富,又确保生态建设产品的形成、巩固和转化利用。生态购买以生态建设成果(生态产品)为投资管理的重点,确保生态产品形成效率和转化利用速度,生态效益转化为经济效益。生态购买不仅使生态产品商品化和货币化,实现“生态致富”,更为重要的是培育市场意识、思维、文化,加速培育生态建设市场,充分发挥市场机制的作用,整合社会资源和力量,增强生态建设的实力、能力、吸引力和竞争力。从经济角度和政策层面,探讨生态购买的产生背景、概念、内涵、原理、功能、方法、程序等,为生态购买的实施提供启发和对策。     

浅论水土保持生态建设中的生态自然修复

在任何自然环境下都会有相应的植物来生存 ,逐步形成植物群落 ,并由低级向高级逐步演替 ;环境对生长的植物进行适应性选择 ,适应该环境条件的植物能够繁衍、演替 ,不适应的就被淘汰 ,这是生态自然修复的理论基础。水土保持林草植被建设就是一个人工植物群落的形成过程 ,必须注意生态自然修复与人工治理相结合 ,包括以下几个步骤 :一是裸地成因及类型分析 ,二是植物种的选择 ,三是适时加大人工干预力度 ,促进进展演替。     

基于生态足迹的澧水流域生态补偿研究

以澧水流域为研究对象,通过生态足迹的方法,实现生态系统服务价值与补偿量之间的转化,结合地区社会经济发展水平,测算了研究区域的生态补偿额度。研究表明:（1）从2001—2013年澧水流域各县（市、区）生态系统服务价值变化率来看,降幅最大的是澧县,其次是临澧县;增幅最大的是武陵源区,其次是桑植县。（2）2013年澧水流域的人均生态足迹为3.203 6 hm²,而实际生态承载力为0.600 0 hm²,人均可利用生态承载力为0.528 0 hm²,则人均生态赤字为-2.675 6 hm²。（3）计算出了澧水流域各县（市、区）的生态补偿标准,其中澧县需要支付的生态补偿量最高,为26.97亿元;其次是石门县和临澧县,分别为8.87亿元和6.44亿元。研究结果将为澧水流域生态补偿机制的建立提供参考。