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。     

广东莲花山不同海拔梯度下森林土壤养分和化学计量特征

为探究广东莲花山土壤有机碳（C）、氮（N）、磷（P）、钾（K）含量垂直分布特征,阐明土壤C、N、P、K生态化学计量学特征对海拔梯度的响应规律,在广东莲花山500~1 000 m区域以100 m海拔间隔进行研究。结果表明：（1）不同海拔下土壤有机碳、全氮、全磷、全钾变化范围分别是38.72~68.17、0.90~1.32、0.011~0.022、5.19~7.08 g·kg-1,土壤全氮、全磷含量随海拔梯度升高而增加,土壤有机碳、全钾含量随海拔梯度的变化,差异不显著。（2）土壤的C/N和N/P分别介于40.12~50.76、43.06~90.86间。不同海拔梯段下土壤C/N无显著差异;整体来看,土壤N/P随海拔梯度的增加呈降低趋势。（3）500~1 000 m海拔土壤速效氮含量介于0.81~2.01 mg·kg-1,均值为1.19 mg·kg-1,其中,500 m海拔下土壤速效氮含量最高,1 000 m海拔下,土壤速效氮含量值达到最小。土壤速效氮含量与土壤速效氮含量的关系呈负相关。土壤速效钾、速效磷含量在500~800 m海拔间变化幅度较小,至900 m海拔下最大。莲花山土壤养分空间分布具有一定的异质性,全氮、全磷、速效氮含量、N/P的空间变化强烈。     

Size‐based sexual dimorphism of nitrogen excretion in livebearing fishes

Nitrogen (N) and phosphorus (P) are important limiting or co‐limiting nutrients in many aquatic ecosystems. Consumers such as fishes can significantly impact the balance and redistribution of these nutrients through consumer‐driven nutrient recycling. Intraspecific variation in nutrient excretion rates can therefore have significant ecosystem impacts. Among individuals of sexually dimorphic consumers, variation in population size structure and sex ratio could potentially have impacts of similar magnitude. We tested for the effects of body size and sex on consumer‐driven nutrient recycling by measuring N and P excretion rates from eight species of poeciliid fishes. We found a strong positive effect of size on N excretion rates, as has been previously described among species. However, we found no effect of size on P excretion rates, nor did we find any difference in N or P excretion rates between sexes. Our work provides a preliminary analysis of how sexual dimorphism can lead to disparate nutrient excretion rates within consumer populations. These results indicate that variation in population sex ratios of sexually dimorphic consumers could have impacts at the ecosystem scale.     

高寒矮嵩草群落退化演替系列氮、磷生态化学计量学特征

运用历史资料与实地调查相结合的方法,以多元数量统计为手段确定采样地点,以空间尺度代替时间尺度,确定演替系列,以生态化学计量学为基础探讨了高寒矮嵩草草甸退化演替系列氮(N)磷(P)含量及化学计量学特征,发现:1)高寒矮嵩草草甸土壤全量N、P含量随退化演替程度的加深而呈倒"V"字形变化趋势,速效N、P含量随退化程度的加深呈降低趋势,但土壤草甸全量及速效N/P化学计量学特征则呈现降低趋势;2)地上植物N/P化学计量学特征在整个退化演替过程没有明显的差异。说明高寒矮嵩草群落退化改变了土壤中全量及速效N、P的积累和分解速率,打破了土壤系统养分平衡模式,但并没有明显改变植物地上部分整体的N/P化学计量学特征,因此在退化演替过程中植物N/P比为草地退化诊断的惰性指标;土壤N/P化学计量学特征变化同草地退化演替过程具有较好的同步性,其对草地退化演替的敏感性较高,有可能成为未来草地退化诊断的生态指示指标。     

不同潮汐淹浸程度下2种红树植物化学计量特征

【目的】通过化学计量学和水文学的分析,摸清主要红树植物尖瓣海莲Bruguiera sexangula var.rhynochopetala和白骨壤Avicennia marina的适生环境,为中国红树林保护和恢复提供科学依据.【方法】借助室内潮汐模拟系统,分析尖瓣海莲和白骨壤幼苗的叶、茎、根在每天不同淹浸时间梯度下8种大量元素和5种微量元素的化学计量特征变化.【结果和结论】K、P、Na、Cl、Mg、Ca、Al、Fe、Mn、B元素含量在每天不同程度的潮水淹浸下存在明显差异.淹浸时间的长短能够显著影响幼苗各器官的化学计量特征,且2个物种化学计量特征区别较大.潮水淹浸对尖瓣海莲和白骨壤各器官矿质元素的影响以叶片的变化最明显,茎干和根部变化较小.随每天淹浸时间延长,Fe、Al、Mn、Ni、B等元素在叶片中不断累积增加,在根中略有减少,尖瓣海莲叶中Fe、Al在淹浸20 h时的含量是淹浸2 h的4.2和6.6倍.白骨壤叶片中Fe、Al、Mn、Ni和B在每天淹浸24 h时的含量是每天淹浸2 h的4.7、1.1、3.5、4.0和1.5倍.这可能是红树植物受水淹胁迫后在元素化学计量上的重要表现之一.2种植物各个器官内Mg、Ca 2种元素含量变化与淹浸程度均显著相关.     

马尾松人工林土壤碳氮磷生态化学计量学特征的纬度变化

目的 探讨马尾松人工林土壤碳、氮、磷养分及其生态化学计量学特征的纬度变化,为马尾松人工林的可持续经营和生产力提高提供科学依据。 方法 通过对亚热带地区东南至西北8个研究点马尾松人工林0～20 cm矿质土层土壤有机碳、全氮、全磷含量的测定,利用回归分析法探索土壤碳、氮、磷含量及其生态化学计量学特征的纬度变化趋势,利用Pearson相关法和冗余分析法分析气候因子（年均气温和年均降水量）、林分特征（年龄、密度和胸径）和土壤性质（pH值与黏粒含量）对其纬度变化的影响,采用方差分解法分析气候、林分和土壤因子对其纬度变化的相对贡献率。 结果 （1）土壤有机碳、全氮、全磷的平均含量分别为16.02、1.22、0.35 g·kg−1,土壤碳氮比、碳磷比、氮磷比的平均值分别为14.18、47.01、3.59;（2）土壤有机碳和全氮含量均随纬度的升高而显著降低（P<0.01）,全磷含量无明显的纬度变化;（3）土壤碳氮比随纬度的升高而显著增大（P<0.05）,碳磷比和氮磷比却显著下降（P<0.01）;（4）土壤有机碳和全氮含量与年均气温、年均降水量、胸径呈显著正相关（P<0.05）,与土壤pH值呈显著负相关（P<0.05）;土壤碳磷比和氮磷比与年均气温、年均降水量、胸径、土壤黏粒含量呈显著正相关（P<0.05）,与林分年龄呈显著负相关（P<0.05）;（5）气候因子、林分特征和土壤性质总体上解释了63.8%土壤有机碳、全氮和全磷含量及其生态化学计量学特征的变化,相对贡献率表现为气候因子（46.3%）>林分特征（43.3%）>土壤性质（35.5%）。 结论 在马尾松人工林中,土壤碳氮比、碳磷比和氮磷比表现出明显的纬度变化,年均气温、年均降水量、林分年龄、林分密度、胸径、土壤pH值、土壤黏粒含量是其驱动因素,这些因素的交互效应大于单独效应。     

黄土丘陵区不同降水梯度对草地群落化学计量学特征的影响

[目的]研究草地群落各组分(植物叶片、根系和土壤)碳氮磷化学计量特征对降水量变化的响应规律,以揭示降水量对黄土丘陵区草地生态系统化学计量学特征的影响。[方法]以黄土丘陵区自然恢复草地为研究对象,于2017—2018年在安塞试验站建立野外控雨试验平台,分别设置减雨60%,减雨40%,减雨20%,自然降水,增雨20%,增雨40%,增雨60%共7个处理,采用遮雨棚法研究降水改变对植物的叶片、根系以及土壤生态化学计量特征的影响。[结果]①随降水量增加,植物生长水分限制得到有效缓解,水分胁迫作用逐渐减缓,从而使叶片N,P含量整体呈现显著下降趋势(p0.05)。叶片C/N,C/P整体呈现显著下降趋势(p0.05)。②降水梯度改变对根系P化学计量特征影响较为显著(p0.05);同时,对根系C/P,N/P也有显著影响(p0.05)。③控雨处理仅对土壤C含量有显著影响(p0.05),可能因为极端降水影响了土壤微生物的活性,导致土壤有机C积累减缓。[结论]水分是黄土丘陵区草地植物对N,P吸收利用的制约因子;降水量可以改变草地群落的养分限制格局,随着降水量的增加,植物生长受P的限制越强烈,植物生长由同时受N,P两者的限制转为受P限制。     

三峡库区不同植被对土壤碳氮磷生态化学计量学特征的影响

土壤碳氮磷生态化学计量特征是陆地生态系统生物地球化学循环偶联的关键指标之一。以湖北宜昌点军区3种植被类型(柏树地、橘树地、菜地)的土壤作为研究对象,对土壤碳氮磷及其生态化学计量学进行了研究,探讨不同植被覆盖对土壤碳氮磷之间的关系与影响。结果表明,不同植被覆盖显著改变土壤碳氮磷含量,柏树地的土壤有机碳和全氮的含量显著大于柑橘地和菜地,而菜地和柑橘地土壤有机碳和全氮含量之间无显著差异,菜地的全磷含量最大,其次是橘树地,柏树地最小。3种植被覆盖的土壤碳氮比之间无显著差异,但是柏树地的土壤碳磷比最大,其次是橘树地,菜地的最小;土壤氮磷比是柏树地显著大于橘树地和菜地,而菜地和橘树地之间无显著差异。表明三峡库区土壤碳氮偶联反应,而氮磷之间以及碳磷之间并未发生偶联反应。相关性分析的结果表明,土壤碳磷比是柏树地橘树地菜地。碳磷比、氮磷比与有机碳之间的相关性大于全氮和全磷,表明土壤碳磷比和氮磷比主要受到碳的影响。     

黄土高原退耕还草土壤水分对植物地上部化学计量特征的影响

揭示土壤水分含量变化对植物养分吸收的影响,对阐明草本植被对环境变化的响应和适应性具有重要意义,可为黄土高原区生态治理提供理论依据。研究以安塞纸坊沟流域不同退耕还草年限(6 a, 15 a, 25 a和45 a)的草本植物和0—50 cm深度土壤样品为研究对象,测定了植物地上部C,N,P,K,Ca和Mg含量及土壤含水率,并分析了植物养分含量及其生态化学计量与土壤含水率的关系。结果表明:土壤含水率随退耕还草过程呈先增加后降低趋势。植物体中C,N,K,Ca和Mg含量整体上随着退耕年限延长先降低后升高,植物P含量在退耕还草初期下降,中后期保持稳定。植物C/N,C/P和N/P比值随退耕年限呈先升高后降低的趋势,并且在退耕还草过程中植物生长主要受到N限制。植物Ca和Mg含量与土壤含水率呈显著负相关。另外,退耕45 a含水率最低,植物C/Ca, C/Mg, N/Ca, N/Mg, P/K,P/Ca, P/Mg比值也是最低的,表明植物可以增加吸收K,Ca和Mg以应对水分胁迫。研究表明土壤含水率随退耕还草过程降低,土壤水分降低促进干旱半干旱地区植被对环境的适应。研究结果为改善干旱半干旱区植被生态稳定性提...     

Ecoenzymatic stoichiometry at the extremes: How microbes cope in an ultra-oligotrophic desert soil

Arid ecosystems are characterized by stressful conditions of low energy and nutrient availability for soil microorganisms. It has been observed that the ecoenzymes needed for the transformation of organic compounds into assimilable products show similar scaling relationships in different habitats (logarithmic C:N:P scaling ratios ∼1:1:1). In this study in Cuatro Ciénegas Basin (CCB) in the Chihuahuan desert of México, we report among the lowest ecoenzymatic activities yet quantified in soil. Nevertheless, activities for both organic N and organic P acquisition enzymes scale with C acquisition with a slope of ∼1.0, indicating that the soil microbial communities of this ultra-oligotrophic desert ecosystem follow the global ecoenzymatic stoichiometry patterns. CCB soil microbial communities were co-limited by C and either by N or P but this co-limitation played out differently in different parts of the CCB as indicated by microbial ecoenzymatic shift to allocate more resources to acquire and immobilize the scarcer nutrient. By extending ecoenzymatic analyses to these ultra-oligotrophic soils, our findings support the broad utility of the approach in illuminating how microbes acquire limiting resources in arid ecosystems.