分类: 农、林、牧、渔 >> 土壤学 提交时间: 2021-09-14 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要: 为了阐明亚寒带荒漠草原不同树种人工林间土壤养分含量及生态化学计量特征的差异,通过野外调查与室内分析相结合的方法,在哈萨克斯坦首都努尔苏丹选取种植白桦、樟子松、梣叶槭3种不同树种,林龄为11 a的亚寒带荒漠草原人工林为研究对象,以裸地为对照,对其土壤养分含量及其生态化学计量特征进行了分析。结果表明:(1)土壤养分含量受树种的影响,但不同树种间生态化学计量特征差异不显著。(2)种植人工林后,不同树种人工林土壤有机碳与全氮含量均显著增加,针叶林与阔叶林土壤表层有机C、全N含量差异显著。(3)土壤C、N、P含量呈极显著正相关关系,C含量是C:N、C:P的控制因子,N含量是N:P的控制因子。研究区种植人工林后,虽然土壤养分含量显著增加,但是总体含量仍小于全球平均水平,当地土壤养分仍处于匮乏状态。N是该地区养分循环和植物生长的限制性因素,在人工林生长过程中适当施用氮肥,可加快人工林生长和生态恢复进程。本研究可为哈萨克斯坦首都努尔苏丹的人工林建设和持续经营管理提供科学依据。
分类: 生物学 >> 植物学 >> 应用植物学 提交时间: 2021-05-27 合作期刊: 《广西植物》
摘要: 为揭示海拔梯度对苦竹林立竹叶片C、N、P 化学计量特征的影响,为苦竹林丰产培育提供参考。以 3 个海拔梯度 [低海拔,(200±10) m;中海拔,(400±10) m;高海拔,(800±10)m]苦竹林为研究对象,测定了 1-3 年生立竹叶片 C、N、P 含量,分析了其化学计量特征和异速增长关系。结果表明:立竹年龄对苦竹叶片 C、N、P含量及其化学计量特征影响明显,随立竹年龄的增大,苦竹叶片 C、N、P 含量和 N:P 总体上均呈降低趋势,而C:N、C:P 总体上呈升高趋势。海拔对苦竹叶片 C、N、P 含量及其化学计量特征有重要影响,随海拔梯度升高,不同年龄立竹叶片 C 含量呈先升高后下降变化趋势,N、P 含量总体上呈降低趋势,而 C:N、C:P 和 N:P 均呈升高趋势。不同海拔梯度苦竹林立竹叶片 C、N、P 含量和 C:N、C:P 差异显著,中、高海拔苦竹林立竹叶片 N:P 无显著差异,均显著高于低海拔苦竹林;不同海拔梯度苦竹林立竹叶片 C、N、P 间呈显著的正异速增长关系,随海拔梯度的升高,C-N、C-P 异速增长指数显著升高,而 N-P 异速增长指数显著下降。研究表明,高海拔苦竹林虽然 N、P 利用效率提高,但立竹叶片碳含量较低,P 素限制性作用增强;中海拔苦竹林不仅具有较高的N、P利用效率,而且立竹叶片碳含量高,是苦竹林丰产培育的适宜海拔。
分类: 生物学 >> 植物学 >> 应用植物学 提交时间: 2019-08-27 合作期刊: 《广西植物》
摘要: 为了了解不同林龄和密度对马尾松人工林凋落叶养分结构和归还状况的影响,选择广西南宁市横县镇龙林场的四种林龄(幼龄林、中龄林、成熟林和过熟林)和四种密度(低密度林、中低密度林、中高密度林和高密度林)马尾松林共8种林分作为研究对象,分析了未破碎和破碎两个不同降解阶段的凋落叶C、N、P含量及其生态化学计量学特征。结果表明:(1)不同林龄中,凋落叶初始C含量在过熟林和成熟林较高,N含量在过熟林和中龄林较高,而P含量没有显著变化,导致凋落叶的C﹕N比值和C﹕P比值在成熟林最大,而N﹕P比值不同林龄间无显著差异,说明处在较快生长期的幼龄林和中龄林马尾松可能对N和P养分的需求较大。(2)不同密度林中,随着林木密度的增加,凋落叶初始C含量逐渐升高,N含量无显著变化,而P含量在降低;高密度林凋落叶的初始C﹕P比值和N﹕P比值较高,说明高种植密度下马尾松可能对N和P养分的需求较大,P素重吸收较强。(3)不同林龄和不同密度马尾松林的破碎凋落叶C含量、C﹕N比值、C﹕P比值和N﹕P比值比未破碎凋落叶的低,而N和P含量较高,说明凋落物在降解过程中出现N和P养分的富集现象。(4)中林龄和较高种植密度的马尾松破碎凋落叶与未破碎凋落物的C含量差值最大,而C﹕N比值和C﹕P比值也较低,说明这两种林分的凋落叶C的降解速率可能较大。上述结果表明,中龄林和中高、高密度林的马尾松可能对N和P养分的需求较大,重吸收效率较高,且凋落叶C的潜在分解速率较高,可能利于有机碳较快进入土壤中。
分类: 生物学 >> 生态学 提交时间: 2017-04-26 合作期刊: 《生态学报》
摘要: 群落结构如何响应环境变化是生态学研究长期关注的核心问题之一。粒径谱由个体大小和多度构建而来,与营养级转换速率相关、反映生态系统过程动态以及表征生态系统稳定性,可以将其视为一个综合的功能多样性指标用于预测和表征群落的组成以及生态系统功能如何响应环境压力。粒径谱研究最初始于水生生态系统,近年来被引入到土壤动物群落生态学的研究中。简要回顾粒径谱的概念由来及理论基础,分析比较了当前粒径谱研究中的4种易混淆类型,介绍了常用的两类土壤动物粒径谱构建方法及其生态学意义,梳理了土壤动物粒径谱对环境梯度响应与生态化学计量学相结合的研究进展,并指出了应用粒径谱研究土壤动物群落的难点及限制条件。未来,在基础理论研究方面,土壤动物粒径谱应关注个体大小与营养级位置及能量利用关系;在应用方面,土壤动物粒径谱可结合传统的分类方法广泛应用于指示环境污染、生态恢复、保育生物以及土地利用变化等。
分类: 生物学 >> 植物学 >> 应用植物学 提交时间: 2020-03-06 合作期刊: 《广西植物》
摘要: 为研究长期氮沉降条件下林木凋落物与土壤养分之间的关系,本研究选择亚热带杉木(Cunninghamialanceolata)人工林为研究对象,模拟氮沉降处理第12 年时,分析了杉木林凋落物不同组分(叶、枝、果)与不同土层土壤(0~20 cm、20~40 cm、40~60 cm)的C、N、P 含量及其化学计量比。氮沉降处理分4 个水平,分别为N0(0 kg·N·hm-2·a-1)、N1(60 kg·N·hm-2·a-1)、N2(120 kg·N·hm-2·a-1)、N3(240 kg·N·hm-2·a-1),每处理重复3 次。结果表明:(1)凋落物各组分的C、N、P 含量及其化学计量比均高于土壤,凋落物和土壤化学计量比均表现为C/P>C/N>N/P。凋落物不同组分的C、N 含量表现为叶>果>枝,而P 含量表现为叶>枝>果。(2)12 年氮沉降增加了凋落物叶、枝和果的N 含量,增幅分别为4.24%、15.97%、6.47%。增加了凋落物枝N/P,降低了凋落物枝C 含量、C/N 和C/P。中-高(N2、N3)氮沉降增加了土壤N 含量,低(N1)氮沉降增加了土壤C/P、N/P。(3)相关性分析表明凋落物N 与土壤N 显著正相关,土壤C/P 与凋落物C/P、N/P 显著负相关,土壤P 与凋落物N/P 显著负相关。说明凋落物N 是土壤N 的重要N 素来源之一,而土壤N 可能是决定长期氮沉降后凋落物N/P 的主要因素。
分类: 生物学 >> 植物学 >> 应用植物学 提交时间: 2022-05-21 合作期刊: 《广西植物》
摘要: 在黄土高原生态恢复重建过程中,土壤养分及化学计量特征是评价黄土区植被恢复效应的有效途径。该文以典型半干旱黄土小流域3 种恢复方式下(天然荒草、自然恢复、人工恢复)的5 种植物群落(长芒草群落、赖草群落、苜蓿群落、柠条群落、山杏群落)不同深度的土壤(0~20 cm、20~40 cm、40~60 cm)为研究对象,利用方差分析及线性回归法分析土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)、全钾(TK)含量及化学计量比的垂直变化特征,并探讨各指标间的耦合关系。结果表明:(1)群落类型和土壤土层深度对土壤SOC、TN、TP 均有显著影响,土层深度还显著影响土壤TK 的分布,但两者交互作用只对TN 含量有显著影响。0~20 cm 土层中,土壤SOC、TN 含量表现为柠条灌丛显著高于长芒草、赖草、苜蓿和山杏群落(P<0.05)。(2)在土壤垂直剖面上,除C:N 随土层加深而增加外,其他土壤化学计量比均随土层加深而逐渐降低。在0~20 cm 和20~40 cm 的土层中,土壤C:N 表现为赖草群落显著高于长芒草、苜蓿、柠条和山杏群落(P<0.05),而土壤C:P、N:P、N:K 均表现为人工恢复柠条群落最高;在40~60 cm 的土层中,山杏土壤C:K 显著低于长芒草、赖草、苜蓿和柠条群落(P<0.05)。(3)不同群落土壤SOC、TN、TP、TK 含量彼此间呈正相关关系,其中,SOC 含量与TN 含量、TN 含量与TP 含量、SOC 含量与TP含量、TN 含量与TK 含量在5 种植物群落中均达到显著正相关(P<0.05)。土壤C:P 与C:K、C:K 与N:K、N:P 与N:K 间均具显著正相关关系(P<0.05),C:N 与N:P、C:N 与N:K、P:K与C:P、P:K 与N:P 间均呈负相关关系。综合来看,不同植物群落土壤SOC、TN、TP、TK含量均随土层加深而逐渐降低,人工恢复柠条生态化学计量特征综合更强,更有利于改善当地土壤质量。
分类: 生物学 >> 生态学 提交时间: 2023-02-02 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要: 为探究不同植被土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)化学计量特征及其影响因素,以黄土丘陵区油松、刺槐、沙棘和草地4种典型退耕恢复植被0~100 cm土壤为研究对象,分析不同植被土壤有机碳(SOC)、全氮(STN)、全磷(STP)含量及其化学计量特征。结果表明:(1)不同恢复植被对土壤养分含量有显著影响,刺槐的SOC、STN最高,油松的SOC、STN最低,STP表现为草地>刺槐>油松>沙棘。(2)不同恢复植被土壤养分具有表聚性,随土层深度增加,SOC和STN含量呈下降趋势,而STP的变异性较弱。特别是刺槐的SOC和STN在60~100 cm呈增加趋势。(3)不同恢复植被土壤SOC:STN(C:N)、SOC:STP(C:P)差异不显著(P>0.05),刺槐的土壤STN:STP(N:P)显著高于其他植被类型(P<0.05),土壤C:N、C:P、N:P均低于全球及全国平均水平,研究区有机质的分解速率较快,P的有效性高,植被生长主要受N元素限制。(4)研究区土壤C:N、C:P和N:P主要受SOC和STN影响;土壤养分与土壤含水量(SWC)和土壤容重(BD)呈负相关,与土壤粉粒(slit)和黏粒(clay)含量呈正相关,STP对土壤细颗粒的响应强度大于SOC和STN。研究区土壤化学计量在不同退耕恢复植被间差异显著,其中刺槐的土壤养分含量较其他植被类型更好,可为该地区植被恢复工作进一步开展提供参考。
分类: 生物学 >> 生态学 提交时间: 2022-10-21 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要: 为了探索高寒草甸土壤理化性质对海拔和坡向的响应及其与植被的关系,以东祁连山高寒 草甸为研究对象,分析了7个海拔和2个坡向高寒草甸的土壤养分含量和生态化学计量比变化规 律及其与植被的关系。结果表明:(1)土壤含水量、电导率、有机碳、全氮、全钾、碱解氮、速效磷、速 效钾含量、碳磷比(C/P)和氮磷比(N/P)随海拔的升高呈先升高后降低的趋势,土壤容重、全磷和碳 氮比(C/N)呈先降低后升高的趋势。(2)同一海拔,大部分海拔梯度阳坡的土壤土壤容重、速效钾、 电导率和全磷高于阴坡,阳坡的土壤含水量、速效磷、C/P和N/P低于阴坡,海拔3200 m梯度以下阳 坡的土壤有机碳、全氮、碱解氮和C/N低于阴坡。(3)不同海拔和坡向的高寒草甸土壤C/N、C/P和N/P 处于14.55~38.13、12.61~87.94和0.27~5.01之间。(4)冗余分析(RDA)发现,土壤容重、全氮和速效 磷是影响高寒草甸植被的关键土壤因子,聚类分析发现海拔3200~3400 m的阴坡和阳坡聚为一 类。综上所述,东祁连山高寒草甸土壤养分和生态化学计量比随海拔和坡向的变化呈规律性变 化,基于对N/P比的分析发现,该区域高寒草甸类草原的初级生产力主要受土壤氮限制且低海拔和 高海拔区域尤为明显,基于聚类分析发现,海拔3000 m和3400 m是该区域草地植被和土壤特征发 生变化的临界线。建议在高寒草甸类草原的管理过程中,应该充分考虑海拔和坡向的分异性特征。
分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2021-08-12 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要: 降水格局变化下,研究植物各器官碳(C)、氮(N)、磷(P)化学计量特征和养分传输通路的构建,有助于理解C、N、P元素分配规律,对本土植物的生存和延续具重要意义。本研究设置4个降水处理:每月增水1次20 mm(W1)、每月增水2次,每次10 mm(W2)、每月增水4次,每次5 mm(W4)和自然降水作为对照(CK)。探讨荒漠植物粗枝猪毛菜(Salsola subcrassa M. Pop.)不同器官(叶、茎、果)C、N、P化学计量特征及其中性洗涤纤维(Neutral Deter⁃gent Fiber,NDF)、酸性洗涤纤维(Acid Detergent Fiber,ADF)、酸性洗涤木质素(Acid Detergent Lignin,ADL)含量的差异,以期揭示降水模式变化对典型荒漠植物养分获取的影响。结果表明:(1)各降水频次下,随植株生长,粗枝猪毛菜叶片和果中N含量均逐渐减少,但茎中逐渐增多。与CK相比,W4处理提高了叶片、茎及果在整个生育期内的N含量;叶片和茎中P含量随植物生长均逐渐减少,但果中逐渐增多,与其他处理相比,W4处理提高了茎和果在整个生长时期内P含量。(2)各降水处理下,叶片和茎中C:N值随时间的推移均呈先增后减趋势,其C:P和N:P值逐渐增大,果中C:N与C:P值较稳定,而果中N:P值逐渐减小。与其他处理比,W4处理显著增大了叶片和果在果实成长期内的N:P值(P˂0.05)。整体上,与CK相比,其余各频次降水均优化了粗枝猪毛菜的养分分配策略。(3)随植株生长,其叶片和茎的NDF、ADF及ADL含量均显著增加(P˂0.05)且叶片在不同时期同一处理下均达到差异显著(P˂0.05),与其他处理比,仅W4处理增加了茎和果在果实成长期的ADF含量。综上,W4处理下粗枝猪毛菜的养分分配更利于促进植株生长,表明该植物在高频次、小量级降雨下更利于优化养分分配、完成生活史。
分类: 生物学 >> 植物学 >> 应用植物学 提交时间: 2023-07-26 合作期刊: 《广西植物》
摘要: 植物细根养分生态化学计量特征是植被适应土壤环境的一种策略。为了解喀斯特地 区不同林地类型细根碳(C)氮(N)磷(P)的生态化学计量比值的季节变化及其影响因素, 我们研究了喀斯特地区灌木林和乔木林活细根和死细根的C、N、P 含量和比值及其与环境 因子的关系。结果显示:(1)总体上乔木林两类细根C、N、P 含量高于灌木林,表明乔木 物种细根对养分的吸收和储存比灌木物种更强。另外,两种林地类型活细根C 含量显著高 于死细根(P < 0.05),而活细根N、P 含量则低于死细根。(2)两种林地类型的两类细根 C 含量在雨季均低于旱季;灌木林活细根N、P 含量在雨季高于旱季,而乔木林相反。灌木 林活细根C∶N、C∶P 和N∶P 比值在雨季均低于旱季;乔木林两类细根的C∶N 和C∶P 比值在雨季高于旱季,而N∶P 比值则是雨季低于旱季。雨季较低的活细根N∶P 比值,表 明灌木林和乔木林的植物在雨季的P 限制程度较低。(3)两种林地类型上坡两类细根的C 含量均高于中坡和下坡,而灌木林下坡N、P 含量相对较高,乔木林中坡N、P 含量相对较 高;灌木林上坡两类细根C∶N、C∶P、N∶P 比值相对较高,乔木林下坡两类细根的C∶N 比值高于其它坡位而C∶P 和N∶P 比值是上坡高于其它坡位,表明两种林地中的植物在上 坡受P 限制影响较强,在中下坡受影响较弱。(4)冗余分析表明,林地类型、有效磷、季 节是细根C、N、P 养分含量及比值的主要影响因子,它们的单独解释量分别为18.8%、6.6%、 6.5%。上述结果表明,在人工促进植被恢复时应考虑适当的林地类型、季节以及坡位差异 造成的N: P 比值变化的影响,以便于加快喀斯特生态系统的恢复。
分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2021-03-03 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要: 通过选取阿拉善地区 3 个典型霸王群落为研究对象,研究霸王器官间(根、茎、叶)生态化学 计量比特征及非结构性碳水化合物(Non-structural carbohydrates,NSCs)的变化,以便加深对霸王生 存策略的理解,更好的服务于荒漠生态系统的生态恢复。结果表明:霸王茎和叶中可溶性糖(Solu⁃ ble sugar,SS)、淀粉(Starch,ST)和 NSCs 含量随干旱加剧均显著降低。根系中 SS 和 NSCs 在 3 个样 点间差异不显著,ST 先降低后增加,ST 含量在 Plot3 中比在 Plot1 和 Plot2 中高 19.3%和 31.2%。干旱 使霸王根、茎、叶中 N、P 含量显著下降,使根、茎、叶中 C:N 和 C:P 显著增高,叶片 N:P根>茎,ST 含量为茎>根>叶片;Plot2 和 Plot3 中霸王器 官间 SS、ST 和 NSCs 含量均为根>茎>叶片。3 个样点中叶片相较于茎干和根系具有高的 N、P 含量 和低的 C:N 和 C:P。NSCs 与 C:N:P 间的关系表明:根、茎、叶中的 N 含量与 SS 正相关,叶片 N 含量与 根系 ST 负相关。以上结果表明霸王的茎干和根系可能扮演“营养库”的角色,霸王通过提高 N、P 利 用效率来减缓水分亏缺使其生长受到 N 限制的影响。霸王通过调节器官间 NSCs 的积累及分配来 适应干旱,采取将根系中 ST 转化为 SS 来调节渗透势的策略;并随干旱加剧将更多的碳水化合物投 资分配到根部,以 ST 的形式存储,而 N 是影响霸王根系中 ST 与 SS 间转化和 ST 存储的关键元素。
分类: 生物学 >> 植物学 >> 应用植物学 提交时间: 2022-03-30 合作期刊: 《广西植物》
摘要: 为了探究喀斯特地区不同土地利用方式和生态恢复模式对土壤酶活性及其C:N:P比值的影响,该文在广西环江县的中国科学院环江喀斯特生态系统观测研究站长期定位观测试验地选取了3种土地利用方式[退化干扰地、牧草地和果树(枇杷)林地]和4种恢复模式(常绿乔木林、落叶乔木林、常绿落叶混交林和自然恢复林)为对象,分析4种土壤酶[β-1,4-葡萄糖苷酶(βG)、β-1,4-N-乙酰葡萄糖苷酶(NAG)、亮氨酸氨基肽酶(LAP)和碱性磷酸酶(ALP)]的活性和C:N:P比值变化与土壤生态因子之间的关系。结果表明:(1)恢复模式土壤的四种酶活性均高于土地利用方式。在不同土地利用方式中,牧草地4种酶的活性、C:P和N:P比值高于其他两种土地利用方式;在不同恢复模式中,落叶乔木林的βG和ALP酶活性显著高于自然恢复林和常绿乔木林,常绿乔木林的NAG酶活性显著高于其他3种恢复模式,而落叶乔木林的酶活性C:P比值和常绿落叶混交林的酶活性N:P比值均显著低于其他3种恢复模式。另外,酶活性计量比值矢量角度分析显示,所有土地利用和恢复模式受磷限制。(2)四种酶活性均与土壤有机碳(SOC)、铵态氮(NH4+-N)和硝态氮(NO3--N)含量呈显著正相关,与全磷(TP)含量呈显著负相关;βG酶活性还与速效磷(AP)含量呈显著正相关,ALP酶活性与全氮(TN)含量呈显著正相关。(3)冗余分析(RDA)显示,土壤TP、NH4+-N、NO3--N和AP含量分别解释了土壤酶活性和C:N:P比值变化的38.3%、9.5%、9.3%和8.0%。综上所述,喀斯特不同土地利用和恢复模式中土壤磷限制普遍存在,意味着土地利用开发和恢复过程中磷的赋存和转化是土壤质量改善的重点。另外,由于牧草地、常绿落叶混交林和落叶乔木林相对于其他土地利用和恢复模式具有较高的土壤酶活性和C:P比值以及速效磷含量,表明牧草和落叶植物可能对喀斯特土地利用和生态恢复过程中土壤质量改善有积极作用。
分类: 环境科学技术及资源科学技术 >> 环境科学技术基础学科 提交时间: 2018-06-28 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要: 以科尔沁沙地不同林龄(15 a、25 a、35 a和45 a)樟子松林为对象,研究其0~100 cm 土层土壤有机碳、全氮和全磷含量及其生态化学计量特征,探讨土壤碳氮磷化学计量特征的垂直分布规律及随林龄的变化规律。结果表明:①4种林龄樟子松林土壤(0~20 cm土层)有机碳、全氮和全磷含量分别为7.34、0.39 gkg-1和0.19 gkg-1,均低于全国平均水平。②随着林龄的增加,有机碳含量、C/N和C/P均呈现增大的趋势;全氮和全磷含量呈现先增加后降低(45 a 生林分显著降低);而N/P的变化不显著。③随着土层的加深,有机碳和全氮含量的变化趋势基本一致,均呈现逐渐降低的趋势,但是各林分在0~20 cm土层中的有机碳和全氮含量均不足总含量的1/3;C/N和C/P呈现相反的变化趋势(C/N增加、C/P降低);而全磷含量和N/P的垂直分布较为均匀,变化不大。综上所述,本研究区樟子松林土壤中的有机碳、全氮、全磷含量极为贫瘠,但樟子松人工林种植增加了土壤碳、氮、磷养分含量;各林龄樟子松林土壤同时受氮、磷养分的限制,但随土层加深受氮的限制更为显著。