植物生态化学计量学综述

生态化学计量学结合了化学计量学和生态学的基本原理,是研究多重化学元素平衡和生态系统能量平衡的科学,是分析多重化学元素质量平衡对生态交互作用影响的一种理论,也是研究植物元素分配的重要方法.无论是生态系统水平,还是植物个体水平,各元素都是相互影响的,研究其中一个元素在生态学过程中的作用,必须同时考虑其他元素的影响.在植物的个体水平上,C、N、P等营养元素的分配及组成是相互联系的一个整体,它们之间的相互作用以及与外界环境的关系共同决定着植物的生长发育过程和营养水平.应用生态化学计量学理论能够探讨植物体内营养元素组成的化学计量学特征时非生物环境因子(基质养分组成、水分和温度等)变异的响应及其适应机制,抓住各种营养元素平衡的格局与趋势,从而促进陆地生态化学计量学理论的发展.     

草-环境系统植物碳氮磷生态化学计量学及其对环境因子的响应研究进展

生态化学计量学(ecological stoichiometry)是研究生物系统能量和化学元素(主要如C、N和P等)平衡的科学,为研究元素在生物地球化学循环和生态过程中的计量关系和规律提供了一种综合方法。陆地生态系统方面的研究虽然起步较晚,但近10年来也取得了较大的发展,已涉及到天然草原、森林、湿地和农田等亚系统,研究内容除了测定生态化学计量比,还将不同系统、功能群和物种间植物的计量学特征进行比较,以及将计量学特征与环境因子偶联研究。笔者对草-环境系统植物C、N和P生态化学计量学的研究进行了综合分析,重点论述了天然草原系统植物C、N和P生态化学计量学特征及其对环境因子的响应规律。     

中国草原生态化学计量学研究进展

中国草原生态系统是世界草原生态系统的极重要组成部分之一,生态化学计量学研究有助于从研究生命物质不同结果层次中的元素循环、平衡等角度阐明中国草原生态系统运行机制,是中国草原生态系统研究的重要内容。为增进对中国草原生态化学计量学的理解,本文综述了近几年来中国草原生态化学计量的最新研究进展,指出中国草原生态化学计量的研究主要集中在内蒙古高原和青藏高原,并按植物生长季节(物候节律)、年际演替、空间变异和对全球变化响应等角度,试图揭示中国草原植物C,N和P化学元素其可能存在的内在机理、传递与调节机制及驱动因子,提出中国草原生态化学计量学研究中存在的问题以及今后拟加强研究的重点。     

高寒草甸不同植被类型土壤C、N、P及化学计量特征

正生态化学计量学是研究生态过程中化学元素比例关系及其随生物和非生物因子变化规律的科学[1]。一切生物都是由多种化学元素组成的,生态化学计量学认为生物对各养分的需求是由自身化学元素比值决定的,即自稳性[2]。与此同时,生物体的化学元素比值也受到外界环境的影响,这主要是由于生物在生长过程中需要合成大量蛋白质、核糖体等,导致碳氮比(C/N)、碳磷比(C/P)、氮磷比(N/P)较     

植物碳氮磷生态化学计量对非生物因子的响应

在不同的环境条件下,植物会进行不同的生理生化反应,通过植物调节碳（C）、氮（N）、磷（P）的代谢和循环,使其具有不同的含量和分布,最终表现出特定的元素生态化学计量学特征。因此,植物主要元素的生态化学计量学特征从另一个方面体现了其对环境变化的响应和适应性。本研究对影响植物生长的主要非生物因子（包括土壤营养、CO2、水分、光照和温度）变化下植物的C、N、P生态化学计量学特征及其可能的机制进行了综合分析,并讨论了其空间和时间变异性。     

气候变化对草地植物优势种的影响研究进展

草地是重要的生态系统类型,也是对气候变化最敏感的生态系统类型之一,气候变化深刻地影响草地生态系统.由于在群落中的高优势度,植物优势种对草地群落组成和结构、群落生物多样性及动态、生态系统生产力、生态过程和功能均有重要影响,是生态学研究中空间尺度推绎的关键.从优势种的定义人手,通过解析优势机制,阐述了植物优势种的研究意义;...     

中国草地样带植物根系N、P元素特征及其与地理气候因子的关系

在横穿内蒙古和青藏高原长达4000 km的中国草地样带中,设置了132个采样样地,采集到120个植物根系样品,对样品进行了化学元素测定。在此基础上,分析了植物根系N、P元素的基本特征,空间分布格局以及其与气候因子的关系。研究结果表明,草地植物根系P元素含量的变异系数大于N元素,而青藏高原地区植物根系N、P含量的变异系数均高于内蒙古地区。植物根系N和P元素含量之间的相关性明显,同时,P与N/P的相关关系比N与N/P的相关关系更为明显。在草地类型上,高寒草甸类植物根系的N含量最低,而温性草原最高。在与生境因子的关系上,草地植物根系N含量具有随着海拔增加而降低,随年均温的增加而增加,随年均降水量的增加而降低的趋势,但其相关程度都较弱,这说明植物根系的元素含量可能受到植被组成、环境因素等多方面的综合影响。对草地植物根系元素化学计量学特征的研究,有助于为全球气候变化条件下草地的C、N、P元素循环研究以及草地生态系统对全球气候变化的响应和适应研究提供依据,同时也可为相关生态模型提供基础数据。     

干旱、半干旱地区天然草原灌木及其肥岛效应研究进展

灌丛可以改变局部的生态小环境,使其周围植物生物量、植物组成、植物化学成分、土壤中大量营养元素和微量营养元素产生变异,将养分集中于灌木灌丛下,改变其周围的局部小环境,影响灌丛下的植被和土壤养分,称作灌丛肥岛效应。灌丛因截留水分、养分及遮阴等作用使其周围局部土壤和植被环境发生变化,导致其树冠下养分和水分聚集,土壤养分相对周围空地更肥沃。探讨干旱和半干旱地区天然草原的灌丛化过程及其生态学效应,了解其对荒漠草地恢复过程的作用,减缓土壤侵蚀和草地生产力下降,对植被的演替和恢复重建等都有重要的生态学意义,并为防治干旱半干旱荒漠生态地区土地退化提供理论依据。     

小叶锦鸡儿灌丛引起的植物生物量和土壤化学元素含量的空间变异

对退化草地恢复8年后，由于小叶锦鸡儿（Caragana microphylla）灌丛引起的周围植物生物量、植物组成、羊草中化学成分、土壤中大量营养元素和微量营养元素的变异情况进行了研究。结果表明，退化草地恢复过程中小时锦鸡儿灌丛诱导了植物组成、生物量和土壤化学含量在空间上的分异，这种生态效应有利于退化草地的恢复，并对小叶锦鸡儿灌丛的生态意义进行了讨论。     

植物化感作用的生态学意义及在草地生态系统中的研究进展

植物化感作用会在不同的研究尺度影响生态学过程,也被认为是生物入侵的重要作用机制,近年来成为生态学领域的研究热点。目前针对化感物质的分离、鉴定、释放途径及作用机理和化感作用的应用潜力等方面已开展了大量的研究工作,但对化感作用在不同时空尺度生态学过程中的具体作用和贡献及在草地生态系统中的研究进展还缺乏深入系统地概述,限制了对化感作用生态学意义的准确理解。笔者综述了近年来化感作用在不同尺度生态学过程特别是草地生态系统中的研究进展,从化感作用与种间竞争的区分与联系、化感作用对群落物种组成、群落演替及生物入侵等生态学过程的影响入手阐述了植物化感作用的生态学意义,总结了草地生态系统中化感作用的研究现状。基于当前植物化感作用研究存在的问题和争议,提出未来的研究应重点关注化感作用的室内观测结果与野外群落或生态系统水平观测结果的对比分析、区域乃至全球尺度的化感作用研究及化感作用在草本植物防御过程中的作用机制等方面。     

氮循环及植物对氮素吸收特点

氮是植物需求量最大的矿质营养元素,是植物正常生长发育所必需的营养元素之一,同时,氮又是农业生产和生态系统生长发育最受限制的营养元素之一。植物对氮素的选择和吸收利用均受其种类本身、生长环境、氮素形态等多因素的影响。本文就生态系统中氮素循环及植物对氮素吸收利用特点进行了综述和讨论,并结合国内外在该领域的研究现状对其研究前景进行了展望。     

植物化感作用的生态学意义及在草地生态系统中的研究进展

植物化感作用会在不同的研究尺度影响生态学过程,也被认为是生物入侵的重要作用机制,近年来成为生态学领域的研究热点。目前针对化感物质的分离、鉴定、释放途径及作用机理和化感作用的应用潜力等方面已开展了大量的研究工作,但对化感作用在不同时空尺度生态学过程中的具体作用和贡献及在草地生态系统中的研究进展还缺乏深入系统地概述,限制了对化感作用生态学意义的准确理解。笔者综述了近年来化感作用在不同尺度生态学过程特别是草地生态系统中的研究进展,从化感作用与种间竞争的区分与联系、化感作用对群落物种组成、群落演替及生物入侵等生态学过程的影响入手阐述了植物化感作用的生态学意义,总结了草地生态系统中化感作用的研究现状。基于当前植物化感作用研究存在的问题和争议,提出未来的研究应重点关注化感作用的室内观测结果与野外群落或生态系统水平观测结果的对比分析、区域乃至全球尺度的化感作用研究及化感作用在草本植物防御过程中的作用机制等方面。     

植物繁殖生态学研究进展

植物繁殖生态学是种群生态学中发展迅速的一个分支,已成为生态学中的研究热点之一。20世纪80年代初期,繁殖生态学由学科雏形走向成熟,近年来,植物繁殖生态学的研究主要集中在繁育系统、传粉生态、繁殖构件、繁殖分配和繁殖投资。在查阅了国内外文献的基础上对植物繁殖生态学的研究历史和内容及进展进行了较为综述。     

微生物介导的氮循环过程研究进展北大核心CSCD

氮素是控制大多数陆地生态系统中植物生长和初级生产的关键限制性营养元素,氮循环是生态系统元素循环的核心之一,随着生物地球化学循环研究方法与分子生态学技术的广泛应用,极大的推进了对氮循环的研究,使得对氮循环的机制和过程有了重新的认识。本文从氮循环的4个关键环节(固氮作用、硝化作用、反硝化作用、厌氧氨氧化及硝酸盐异化还原成铵作用)入手,介绍了每个过程的研究进展,同时,展望了未来氮循环的研究方向,以期为氮循环关键过程的了解和氮素的管理与调控提供理论依据。     

施氮肥对草原生态系统影响的研究进展

氮是植物生长和发育必需的大量营养元素,是草地生产力主要限制性因素之一。本文综述了施氮对草原生态系统的影响研究进展,结果发现,目前施氮对草原生态系统的影响试验,多是针对某一具体草地类型短期的试验研究,具有很大的片面性,还没有得出普遍的规律和结论;以往的研究也主要是针对植物群落的地上部分,土壤生态过程变化成为施氮对草原生态系统的影响研究中的"瓶颈"。建议开展施氮对不同类型草原生态系统影响的定位试验,长期监测氮输入对草原生物多样性、生产力、土壤养分、土壤酶活性、土壤微生物多样性和土壤有机碳的影响过程,并加强植物和土壤生态系统整合研究,揭示我国不同类型草原生态系统氮输入阈值形成的机制及模式,对草原的可持续利用和管理具有重要的理论和实践意义。     

微生物介导的氮循环过程研究进展

氮素是控制大多数陆地生态系统中植物生长和初级生产的关键限制性营养元素,氮循环是生态系统元素循环的核心之一,随着生物地球化学循环研究方法与分子生态学技术的广泛应用,极大的推进了对氮循环的研究,使得对氮循环的机制和过程有了重新的认识。本文从氮循环的4个关键环节（固氮作用、硝化作用、反硝化作用、厌氧氨氧化及硝酸盐异化还原成铵作用）入手,介绍了每个过程的研究进展,同时,展望了未来氮循环的研究方向,以期为氮循环关键过程的了解和氮素的管理与调控提供理论依据。     

氮沉降对陆地生态系统关键有机碳组分的影响

土壤有机碳不仅可以为植物生长提供营养元素,维持土壤良好的物理结构,而且库容巨大,其储量的微弱变化会导致大气圈中CO₂浓度发生较大变化,从而直接影响全球碳平衡格局。氮是影响陆地生态系统植物生长的首要营养元素,大气氮沉降以及人为氮肥施入作为陆地生态系统氮的重要来源,其变化会深刻改变陆地生态系统的植物生长和净初级生产力,并进而影响全球碳循环和其他生态系统过程。欧美等国的生态学者近20年来就氮输入对不同生态系统碳库的影响进行了广泛而深入的研究,我国学者近年来也逐渐开始关注氮输入对陆地碳循环相关过程的定量研究,并取得了一系列的研究进展。但尽管如此,氮沉降以及人为氮输入对陆地生态系统碳循环的影响效应与作用强度依然是目前四大碳汇机制研究最为薄弱的一个环节。鉴于此,本文综述和分析了近年来氮沉降对陆地生态系统土壤总有机碳(total organic carbon,TOC)、溶解性有机碳(dissolved organic carbon, DOC)、微生物量碳(microbial biomass carbon,MBC)等不同土壤碳组分影响的相关研究结果,并针对目前氮沉降增加对陆地生态系统土壤碳库影响研究存在的问题提出了几点展望,以期对我国未来相关领域研究的进一步开展起到一定的参考作用。     

淋巴样白细胞增生和淋巴肉瘤病牛组织器官中微量元素含量的特征

外界环境中各种化学元素的生物学活性影响着动物体内的生理学和病理学过程。最近发现维持生命所必需的微量元素来源的多样性和异质性是影响生态系统中植物和动物体的重要     

三江源区高寒草地根系-土壤C、N、P生态化学计量特征

植物生态化学计量学及内稳性特征对于研究C、N、P元素与植物生长之间的关系、限制性养分的判断、生态系统的稳定性等方面有重要意义,但对高寒草地生态系统的相关研究报道较少,鉴于此,以三江源区4类高寒草地为研究对象,测定并分析了根系与土壤C、N、P生态化学计量关系特征以及根系生态化学内稳性特征。结果表明,不同类型高寒草地0～20 cm植物根系C含量平均为27.42%～44.8%;0～20cm根系全N含量平均为1%～1.68%;0～20cm根系全P含量平均为0.07%～0.16%。高寒草原植物根系各指标均具有内稳性特征;高寒草甸植物根系C∶N属于弱内稳态;沼泽草甸植物根系P属于敏感态,N∶P是弱内稳态;人工草地植物根系N是弱敏感态,根系P是敏感态。说明高寒草原植物根系具有相对较高的内稳性,可能是其能适应极端环境胁迫的原因;高寒草甸植物根系C、N含量受土壤环境的影响较大,沼泽草甸和人工草地植物根系N、P含量受土壤环境影响较大。高寒草原、高寒草甸、沼泽草甸、人工草地根系C∶N分别为19.35、20.68、19.7、46.02;根系C∶P分别为443.03、208.08、183.71、360.29,根...     

磷添加对草地生态系统的影响

磷(P)作为植物生长必需的大量元素之一,在植物的各种生理代谢中发挥着重要的作用。随着大气氮沉降和人类活动加剧,陆地生态系统的氮输入急剧增加,导致磷对生态系统的限制性作用日益凸显。本文系统综述了P添加对草地生态系统植物生产力、物种多样性、化学计量以及N、P相互作用等有关生态过程的影响,在此基础上,提出未来该领域的几个重要研究方向和参考思路。