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氮磷根际效应：毛竹扩张的潜在策略

氮磷根际效应：毛竹扩张的潜在策略

作者：祁红艳江西农业大学

学位级别：硕士

毛竹（Phyllostachys edulis）向邻近森林扩张，对群落结构、物种组成和生物多样性造成了严重的影响，然而，其扩张机制仍不完全清楚。氮、磷等是植物生长必需的大量元素，也是我国南方森林生态系统的限制性元素，根际效应是植物对这些... 详细信息

毛竹（Phyllostachys edulis）向邻近森林扩张，对群落结构、物种组成和生物多样性造成了严重的影响，然而，其扩张机制仍不完全清楚。氮、磷等是植物生长必需的大量元素，也是我国南方森林生态系统的限制性元素，根际效应是植物对这些养分捕获的重要途径。为此，我们假设氮磷根际效应增强是毛竹成功扩张机制之一，为验证这一假设，本文选取典型竹阔界面（竹林－竹阔混交林－阔叶林）样带，在群落调查基础上，分析毛竹及其他9种植物根际及非根际土壤的铵态氮（NH4+-N）、硝态氮（NO3--N）、无机N（Inorganic-N）和各形态磷含量等指标。结果表明：1.毛竹以年均1-2m的速度向邻近常绿阔叶林扩张，并对丝栗栲（Castanopsisfargesii）、拟赤杨（Alniphyllum fortunei）、苦槠（Castanopsis sclerophylla）、朱砂根（Ardisia crenata）等物种多度与生长状况影响较大，从而影响群落的组成与结构。2.从竹林到竹阔混交林，毛竹鞭根、篼根根际土NH4+-N、NO3--N、无机N含量分别降低15.5%、17.0%、9.8%与31.0%、20.0%、26.5%，但NH4+-N及无机N根际效应分别增加了56.6%、30.7%与23.9%、19.5%，NO3--N根际效应变化不明显。3.从竹林到竹阔混交林，虽然毛竹鞭根及篼根根际土全磷（TP）含量没有明显变化，但有效磷（AP）含量及根际效应均有一定程度升高，含量分别由21.22mg·kg-1、20.84mg·kg-1升高至22.45mg·kg-1、24.11mg·kg-1，根际效应分别由1.33、1.31升高至1.68、1.80。4.受毛竹扩张的影响，不同植物根际效应响应不同。丝栗栲、苦槠、拟赤杨、杜茎山（Maesa japonica）、朱砂根及鳞毛蕨（Dryopteris filix）等植物的NH4+-N根际效应明显下降，而黄牛奶树（Symplocos laurina）、狗脊（Rhizoma cibotii）基本不变。5.同一植物的不同养分根际效应有所差异，如毛竹氮素根际效应要强于磷素，其鞭根及篼根的氮素根际效应分别比磷素高49.4%、71.1%。6.另外，在毛竹林与竹阔混交林中，毛竹的NH4+-N、无机N及有效磷的根际效应均高于其他9种植物。以上结果表明，毛竹根际效应强于其他植物，而其他植物根际效应对毛竹扩张的响应不同，可能是毛竹成功扩张，并导致群落结构及生物多样性变化的重要原因之一。

关键词：毛竹扩张根际效应竹阔界面群落结构养分策略

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毛竹及其变种细根化学计量特征

生态学杂志 2021年第3期40卷 692-700页

作者：郭雯黄宏亮王锐杨畅雷刚漆良华国际竹藤中心国家林业和草原局/北京市共建竹藤科学与技术重点实验室北京100102 国际竹藤中心安徽太平试验中心安徽太平245700 安徽太平竹林生态系统国家定位观测研究站安徽太平245700 安吉县自然资源和规划局浙江安吉313300

以安徽太平竹类植物种质资源保存库毛竹及其变种(花毛竹、黄槽毛竹、厚壁毛竹、金丝毛竹)为研究对象,分析比较毛竹及其变种3个年龄阶段(1、3、5年生)细根化学计量特征,探究毛竹及其变种细根养分策略。结果表明:1)毛竹及其变种细根化学... 详细信息

以安徽太平竹类植物种质资源保存库毛竹及其变种(花毛竹、黄槽毛竹、厚壁毛竹、金丝毛竹)为研究对象,分析比较毛竹及其变种3个年龄阶段(1、3、5年生)细根化学计量特征,探究毛竹及其变种细根养分策略。结果表明:1)毛竹及其变种细根化学计量特征主要受竹种的影响,年龄对毛竹及其变种细根化学计量特征的影响较小;2)毛竹及其变种细根的养分元素含量存在差异性,生长季花毛竹细根的全C、全N、全P含量较高,其他竹种则相对较低;毛竹细根C∶N、C∶P最高,毛竹及其变种细根N∶P差异性不显著;3)花毛竹、金丝毛竹细根的N和P含量具有显著的异速生长关系,毛竹及其变种的细根普遍受P元素的限制;其他竹种细根C、N、P养分元素之间异速生长关系不显著,说明其养分分配具有相似性;4)毛竹及其变种细根化学计量与土壤化学性质存在一定的相关性,细根C∶P主要受土壤有机质与全P的制约。因此,与土壤环境因素相比,毛竹及其变种细根化学计量特征受竹种遗传特性的限制作用更大;毛竹及其变种细根化学计量特征受其所处生长阶段的影响,不同竹种的养分元素利用策略存在差异性。

关键词：变种年龄碳氮磷含量异速生长关系养分策略

不同强度干旱胁迫对华南地区4种乡土树种生长和碳氮磷化学计量特征的影响

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应用与环境生物学报 2024年第1期30卷 75-82页

作者：杨诗敏骆金初谭钠丹李旭罗焓毓曾凤刘菊秀吴婷中国科学院华南植物园退化生态系统植被恢复与管理重点实验室广州510650 仲恺农业工程学院广州510225 广州普邦园林股份有限公司广州510600

探究4种乡土树种对不同强度干旱胁迫的响应差异,可为华南地区乡土树种应对干旱的生理机制提供理论依据.选取华南地区4种乡土树种海南红豆(Ormosia pinnata)、降香黄檀(Dalbergia odorifera)、醉香含笑(Michelia macclurei)和黧蒴锥(Cast... 详细信息

探究4种乡土树种对不同强度干旱胁迫的响应差异,可为华南地区乡土树种应对干旱的生理机制提供理论依据.选取华南地区4种乡土树种海南红豆(Ormosia pinnata)、降香黄檀(Dalbergia odorifera)、醉香含笑(Michelia macclurei)和黧蒴锥(Castanopsis fissa)为研究对象,人工搭建遮雨棚、开顶箱(OTC)和自动浇水系统来模拟干旱环境,设置对照(100%),低度(75%)、中度(50%)和高度干旱(25%)4种处理,研究4种乡土树种生长、各器官中养分含量和化学计量学对不同强度干旱的响应.结果显示,干旱胁迫抑制了海南红豆和降香黄檀的生长,但醉香含笑和黧蒴锥的生长无显著影响.干旱降低了海南红豆叶片(氮)N含量、根系N和磷(P)含量,增加了海南红豆粗根碳氮比(C:N)、碳磷比(C:P)和氮磷比(N:P),但降低了细根C:P和N:P.随着干旱胁迫程度增加,4个树种的叶片可溶性糖含量均升高,醉香含笑和黧蒴锥粗根的淀粉和非结构性碳水化合物(NSC)含量升高,降香黄檀和海南红豆NSC含量则下降.综上,在干旱胁迫下,海南红豆和降香黄檀表现出资源获取型策略,醉香含笑和黧蒴锥表现出资源保守型策略.其中醉香含笑在高度干旱胁迫下还能保持较好长势,且养分含量无显著变化,同时在各器官中维持较高的可溶性糖含量,说明在未来全球气候背景下,其在南亚热带地区可能具有较强的竞争能力.

关键词：华南地区化学计量干旱胁迫乡土树种非结构性碳水化合物养分策略

增温对南亚热带常绿阔叶林4种幼树生长和碳氮磷化学计量特征的影响

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生态学报 2021年第15期41卷 6146-6158页

作者：李旭谭钠丹吴婷程严刘世忠傅松玲李义勇刘菊秀中国科学院华南植物园退化生态系统植被恢复与管理重点实验室广州510650 安徽农业大学林学与园林学院合肥230036

为了解不同物种在气候变暖条件下的生长及养分利用策略,研究选取南亚热带常绿阔叶林4种具代表性的典型乔木树种幼苗(1年生)木荷(Schima superba)、红锥(Castanopsis hystrix)、红枝蒲桃(Syzygium rehderianum)和海南红豆(Ormosia pinna... 详细信息

为了解不同物种在气候变暖条件下的生长及养分利用策略,研究选取南亚热带常绿阔叶林4种具代表性的典型乔木树种幼苗(1年生)木荷(Schima superba)、红锥(Castanopsis hystrix)、红枝蒲桃(Syzygium rehderianum)和海南红豆(Ormosia pinnata)为研究对象。采用红外-箱式增温的方法(2016年1月至2018年12月期间,年平均气温升高2.26℃,P养分竞争平衡,进而可能会改变群落组成。

关键词：红外增温非结构性碳水化合物养分策略植物生长幼苗

蒙古冰草非结构性碳水化合物及碳氮磷化学计量特征对氮添加的响应

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草业学报 2023年第2期32卷 35-43页

作者：许爱云张丽华王晓佳马冲李元景曹兵宁夏大学农学院宁夏银川750021

为揭示蒙古冰草对氮添加的响应机制,设置5个氮添加水平(0,0.8,1.6,2.4,4.0 g N·m^(-2)·a^(-1))对蒙古冰草进行为期2个月处理后,测定根系、叶片中可溶性糖、淀粉、碳(C)、氮(N)、磷(P)的含量,分析氮添加对蒙古冰草叶片、根系非结构性... 详细信息

为揭示蒙古冰草对氮添加的响应机制,设置5个氮添加水平(0,0.8,1.6,2.4,4.0 g N·m^(-2)·a^(-1))对蒙古冰草进行为期2个月处理后,测定根系、叶片中可溶性糖、淀粉、碳(C)、氮(N)、磷(P)的含量,分析氮添加对蒙古冰草叶片、根系非结构性碳水化合物(NSCs)与C、N、P含量及其化学计量特征关系的影响。结果表明:2.4 g N·m^(-2)·a^(-1)的氮素添加显著提高了蒙古冰草叶片、根系NSCs含量与C、N、P含量,且不同器官的响应有显著差异性(P<0.05)。叶片NSCs含量与叶片N、可溶性糖、淀粉含量、C/P及N/P呈显著正相关关系,与叶片P含量、C/N呈显著负相关关系(P<0.05);根系NSCs含量与根系C、N、C/P、N/P、可溶性糖和淀粉含量呈显著正相关(P<0.05)。叶片与根系N/P是影响蒙古冰草体内可溶性糖积累的主要因子;根系N含量与叶片P含量共同影响淀粉含量;叶片P含量、根系N含量及根系N/P综合影响NSCs含量。综上,适量的氮添加会缓解研究区蒙古冰草的N限制,促进NSCs合成,而大量氮添加会导致N、P比例失衡,加剧P限制。因此,未来气候变化背景下蒙古冰草人工草地种植或退化草地恢复管理过程中需要考虑优化氮肥施用量与适当的磷添加。

关键词：叶片根系非结构性碳水化合物化学计量特征养分策略

磷添加对干热河谷柱花草地上—地下生物量间关系的影响

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云南农业大学学报（自然科学版） 2018年第2期33卷 294-300页

作者：张德何光熊龙会英史亮涛云南省农业科学院热区生态农业研究所云南元谋651300

【目的】养分添加是牧草生产管理的一种重要措施,为探讨施用磷对豆科牧草生长生产特征及地上—地下资源分配模式的影响。【方法】以优良豆科牧草柱花草为研究对象,设计正常施磷及不施磷对比试验,探讨磷对干热河谷条件下5个柱花草品种地... 详细信息

【目的】养分添加是牧草生产管理的一种重要措施,为探讨施用磷对豆科牧草生长生产特征及地上—地下资源分配模式的影响。【方法】以优良豆科牧草柱花草为研究对象,设计正常施磷及不施磷对比试验,探讨磷对干热河谷条件下5个柱花草品种地上—地下生物量间关系的影响。【结果】(1)施磷促使5个柱花草品种平均磷含量显著增加(P<0.05),同时增加柱花草的地下生物量、地上生物量和总生物量,表明磷添加对干热河谷柱花草的促生效果明显;伴随土壤磷含量的增加,柱花草根冠比减小,表明施磷导致柱花草对地下的资源分配减少。(2)5个柱花草品种在土壤正常施磷及不施磷条件下,地上—地下生物量间关系主要呈现为等速生长关系,即5个柱花草品种地上—地下生物量在不同土壤磷水平保持相对稳定的生长模式,表明柱花草具有较好的磷耐受能力。相较而言,热研7号柱花草及热研13号柱花草对磷的施用较为敏感,为非低磷耐受品种。(3)干热河谷气候施磷、不施磷条件下,品种水平柱花草的地上—地下生物量间关系主要呈现为等速生长关系,但整体水平呈现为显著的异速生长关系,满足ln Umass=ln1.555+0.510ln Bmass,造成生长模式差异的主要因素来自品种的差异。【结论】本研究结果提示:柱花草具有在正常施磷和不施磷条件下保持相对稳定生长模式的磷适应能力,正常施磷和不施磷对柱花草品种间差异的影响大于对品种内的影响;磷添加对干热河谷柱花草种植具有明显的促生效果,因而磷添加可作为干热河谷柱花草生产的重要管理手段,在生产中应对不同的柱花草品种进行筛选,同时设置相异的施磷栽培措施。

关键词：养分策略磷柱花草干热河谷

干旱和氮添加对青藏高原常见物种叶片养分重吸收和地上地下营养分配的影响

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干旱和氮添加对青藏高原常见物种叶片养分重吸收和地上地下营养分...

作者：赵庆洲南京农业大学

学位级别：硕士

植物养分重吸收是指植物从衰老组织中吸取营养物质供其他组织生长发育的养分保存模式,它对植物生长、凋落物分解和养分循环具有重要影响。除了叶片养分重吸收外,植物还可以将更多的生物量和养分分配到根系以加强对养分的获取。氮沉降和... 详细信息

植物养分重吸收是指植物从衰老组织中吸取营养物质供其他组织生长发育的养分保存模式,它对植物生长、凋落物分解和养分循环具有重要影响。除了叶片养分重吸收外,植物还可以将更多的生物量和养分分配到根系以加强对养分的获取。氮沉降和降水改变等全球变化因子可能导致植物养分重吸收和地上地下营养分配模式的变化。持续的全球变化导致了许多地区的土壤氮有效性和干旱事件发生频率的升高。然而,全球变化因子的交互作用对植物养分重吸收和营养分配的影响仍不清楚。青藏高原被称为“世界第三极”和“亚洲水塔”,其生态系统对全球变化的响应比世界上许多其他地区更为敏感。由于高海拔导致的低温限制了土壤养分有效性和养分循环速率,其生态系统对氮输入非常敏感。此外,青藏高原植物群落的生产力在很大程度上是由降水决定的。有研究表明青藏高原的干旱发生频率和氮沉降都将随全球变化而增加,因此,研究这些环境因子改变如何影响青藏高原植物的养分重吸收和营养分配模式对理解未来气候变化条件下不同物种的养分利用策略和生态系统物质循环非常重要。本研究选择了青藏高原高寒草甸生态系统中的四个常见植物物种为研究材料,在温室内开展盆栽实验栽种植株个体,生长期内设置不同的氮养分、水分梯度,研究了不同物种的叶片养分重吸收和地上地下营养分配模式及其对氮添加和干旱的响应。主要结果如下:1.同一植物功能群内的物种之间即具有明显分化的养分重吸收和营养分配模式。其中禾草类植物垂穗披碱草和杂类草植物展毛翠雀花比另外两个物种具有更强的氮、磷重吸收作用;而另一种禾草类植物线叶嵩草和杂类草植物重冠紫菀比前两个物种具有更强的根系营养分配模式。2.氮添加处理没有改变受试植物的氮重吸收效率,但提高了氮重吸收效率较高的物种（垂穗披碱草和展毛翠雀花）的凋落物氮含量,从而降低了其养分重吸收度。另一方面,氮添加促进了线叶嵩草和展毛翠雀花的磷养分重吸收。3.干旱处理没有改变受试植物的氮、磷重吸收度,但降低了线叶嵩草的氮重吸收效率,同时促进了重冠紫菀的磷养分重吸收。4.氮重吸收较强的物种在氮添加条件下,养分较多地分配于地上部,凋落物氮含量升高;而氮重吸收较弱的物种在干旱条件下将更多的养分分配到地下部分（根系）。5.不同植物在叶片养分重吸收和地上地下营养分配之间存在进化上的权衡。综上所述,植物的叶片养分重吸收和地上地下营养分配模式及其对氮添加和干旱的响应是具有物种特异性的,并且不同物种的地上养分保存策略和地下养分获取策略存在权衡。未来的研究应将物种差异和全球变化所导致的养分重吸收和营养分配的变化纳入当前生态系统养分循环的动态模型中,以便更好地评估未来气候变化条件下的植物生产力和养分状况、更准确地预测凋落物分解和生态系统养分循环。

关键词：全球变化氮沉降养分循环养分策略养分分配青藏高原