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南水北调水源区不同植被恢复模式的土壤化学计量特征

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南京林业大学学报（自然科学版） 2023年第3期47卷 173-181页

作者：徐子涵王磊崔明刘玉国赵紫晴李嘉豪中国林业科学研究院生态保护与修复研究所北京100091 广东省五华县林业局广东梅州514400

【目的】探究南水北调中线工程水源区内岩溶地貌背景下,不同植被恢复模式土壤养分与化学计量特征,评价南方岩溶连片分布区北缘林地生境土壤养分供给状况,以期为南水北调中线工程水源涵养区林分经营管理、退化生态系统恢复重建和石漠化... 详细信息

【目的】探究南水北调中线工程水源区内岩溶地貌背景下,不同植被恢复模式土壤养分与化学计量特征,评价南方岩溶连片分布区北缘林地生境土壤养分供给状况,以期为南水北调中线工程水源涵养区林分经营管理、退化生态系统恢复重建和石漠化治理提供理论依据。【方法】以河南淅川县岩溶区栓皮栎天然次生林、侧柏人工林和杉木人工林下土壤为研究对象,通过室内实验对土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)、全钾(TK)、碱解氮(AN)、速效磷(AP)和速效钾(AK)含量进行测定,并计算土壤各元素的化学计量比,分析不同恢复模式林地生境土壤养分变异状况。【结果】岩溶区不同植被恢复模式下土壤SOC、TN、TP含量分别为10.23~28.99、0.89~2.42、0.43~0.77 g/kg;土壤碳氮质量比(C∶N)、碳磷质量比(C∶P)、氮磷质量比(N∶P)均值分别为10.41~11.89、13.69~80.00、0.18~6.61。土壤养分含量与化学计量比受植被类型与土层深度的影响,表现为表层土壤(0~10 cm)高于下层土壤(>10~20 cm、>20~30 cm)。除TP含量外,两种植被恢复模式土壤养分含量表现为天然次生林高于人工林。相关分析表明,不同植被恢复模式下土壤SOC、TN、TP含量间存在显著相关关系,说明三者空间分布有较一致的变化规律。【结论】在南水北调水源区,自然恢复的栓皮栎次生林是较为理想的植被恢复模式,而3种林分在生长过程中均受到氮或磷元素的限制。在日后的林分经营管理中,针对天然林可适度施用磷肥补给,对人工林添加氮肥,并通过抚育间伐等措施,提高植被对养分的吸收效率,从而促进植被土壤间的协调发展。

关键词：南水北调水源区植被恢复土壤养分化学计量特征

博斯腾湖湖滨带水盐梯度下植物功能性状及生态化学计量特征分析

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植物生态学报 2022年第8期46卷 961-970页

作者：王军强刘彬常凤马紫荆樊佳辉何想菊尤思学阿尔孜古力·阿布都热西提杨滢可沈欣艳新疆特殊环境物种保护与调控生物学实验室新疆特殊环境物种多样性应用与调控重点实验室新疆师范大学生命科学学院乌鲁木齐830000

湖滨湿地植物叶片功能性状和叶片生态化学计量特征的分析对掌握植物的生长速率及植物对土壤养分的吸收和利用效率具有重要意义。为探讨不同水盐环境对植物功能性状及其生态化学计量特征的影响,该研究以博斯腾湖西岸湖滨带湿地为研究区,... 详细信息

湖滨湿地植物叶片功能性状和叶片生态化学计量特征的分析对掌握植物的生长速率及植物对土壤养分的吸收和利用效率具有重要意义。为探讨不同水盐环境对植物功能性状及其生态化学计量特征的影响,该研究以博斯腾湖西岸湖滨带湿地为研究区,以该地区优势植物及土壤环境因子为研究对象,阐明该地区植物适应环境的策略。设置18个样地进行植物多样性的调查,共调查到植物24种,其中灌木8种,草本16种。采用冗余分析法对植物叶片功能性状与土壤环境因子间的关系进行分析,通过分析植物功能性状在不同水盐环境下的变化特征及其对植物功能性状的影响,发现:随着水盐含量的增加,不同植物叶片功能性状变化较大,其中叶绿素含量(SPAD)、叶片厚度(LT)和比叶面积(SLA)在低水低盐环境下最大;叶片含水量(LWC)、叶干物质含量(LDMC)和叶干质量(LDM)在中水中盐、高水高盐环境下较大;植物叶片碳(C)、氮(N)、磷(P)含量及其化学计量比变化较大,C:N范围为9.35-26.51,C:P的范围为50.13-228.95,N:P的范围为2.31-11.99,其中C:P的变化范围最大;叶片C含量与LT、LDMC、LDM均显著正相关,叶片N含量与SPAD、LT显著正相关,叶片P含量与LWC显著正相关,C:N、C:P均与LDMC显著正相关,而N:P与叶片功能性状指标均不相关,SLA与叶片生态化学计量特征均不相关;对环境因子与优势植物叶片功能性状的相关性分析发现,影响种间植物功能性状的环境因子不同且各有差异。

关键词：水盐梯度功能性状化学计量特征湿地

遮阴条件下杉木幼苗生长和C、N、P化学计量特征的变化

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南京林业大学学报（自然科学版） 2022年第3期46卷 74-82页

作者：刘青青黄智军马祥庆王正宁邢先双刘博福建农林大学林学院国家林业和草原局杉木工程技术研究中心福建福州350002 山东省水文中心山东济南250002 曲阜师范大学生命科学学院山东曲阜273165

【目的】比较不同强度遮阴条件下杉木(Cunninghamia lanceolata)幼苗生长、生物量积累与分配,以及不同器官碳(C)、氮(N)、磷(P)积累、分配及化学计量特征的差异,探讨杉木幼苗在不同遮阴条件下的C、N、P元素积累及分配的响应策略,揭示遮... 详细信息

【目的】比较不同强度遮阴条件下杉木(Cunninghamia lanceolata)幼苗生长、生物量积累与分配,以及不同器官碳(C)、氮(N)、磷(P)积累、分配及化学计量特征的差异,探讨杉木幼苗在不同遮阴条件下的C、N、P元素积累及分配的响应策略,揭示遮阴处理对杉木幼苗C、N、P元素变化规律的影响,为杉木苗木繁育、林分光照环境调控管理等提供参考。【方法】选取当年生杉木幼苗为研究对象,通过人工遮阴方式设置5个遮阴梯度,即0%(对照,不遮阴)、遮阴强度40%(透光率60%)、60%(透光率40%)、85%(透光率15%)和95%(透光率5%),持续观测1 a。试验结束后测定幼苗株高与地径增量、各器官生物量、根冠比、各器官C、N、P含量、积累量,并分析C、N、P化学计量特征(以C/N、C/P,N/P表示元素质量比)等指标。【结果】①随遮阴强度的增大,杉木幼苗株高增量总体呈现上升趋势,而地径增量则显著降低(P<0.05)。根、茎、叶及总生物量、根生物量占比和根冠比降低,茎、叶生物量比增大;②根、茎、叶中及总的C、N、P积累量随遮阴强度的增大而降低。随着遮阴强度的增大,杉木地上部分(茎和叶)C和N分配比例增加,而地下部分(根)C和N分配比例则降低。③杉木幼苗C/N和C/P变化趋势相同,随着遮阴强度的增大先增加后减少。杉木幼苗各器官N/P低于14,表明杉木幼苗在不同遮阴下的生长受到N限制。【结论】杉木幼苗生长和生理特性对不同遮阴强度响应有差异,主要表现在随着遮阴强度的增加,株高生长加快,地径粗生长减缓,生物量分配倾向于地上部分,幼苗由“矮粗”逐渐转变为“细高”。但是过度遮阴不利于杉木幼苗的生长,导致幼苗生物量积累减少,C、N、P积累量降低。

关键词：杉木幼苗遮阴化学计量特征养分利用策略

长白山针阔混交林凋落物-土壤生态化学计量特征

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林业科学研究 2023年第3期36卷 91-99页

作者：崔雪王海燕邹佳何秦倩倩杜雪李翔张美娜耿琦北京林业大学林学院森林培育与保护教育部重点实验室北京100083

[目的]研究林分尺度下凋落物-土壤生态化学计量特征,阐明森林生态系统凋落物和土壤养分的变化规律以及二者的相互关系,为天然针阔混交林的经营和管理提供科学依据。[方法]以长白山北坡4块面积1 hm^(2)的云冷杉-阔叶混交林样地为研究对象... 详细信息

[目的]研究林分尺度下凋落物-土壤生态化学计量特征,阐明森林生态系统凋落物和土壤养分的变化规律以及二者的相互关系,为天然针阔混交林的经营和管理提供科学依据。[方法]以长白山北坡4块面积1 hm^(2)的云冷杉-阔叶混交林样地为研究对象,采集0~20、20~40 cm土样,收集半分解层(F层)和完全分解层(H层)凋落物,测定凋落物碳、氮、磷与土壤pH、有机质、全氮、全磷、有效磷和速效钾,并计算凋落物现存量及凋落物-土壤化学计量比。采用相关性分析和冗余分析等方法研究云冷杉-阔叶混交林凋落物特征与土壤养分及化学计量比的关系。[结果]凋落物现存量与0~20 cm土壤碳氮比呈极显著正相关(P化学计量比均表现为碳磷比>碳氮比>氮磷比。[结论]完全分解层凋落物氮是影响云冷杉-阔叶混交林0~20 cm土壤pH、有机质、全磷、速效钾和土壤碳磷比的关键因子;凋落物氮为20~40 cm土壤全氮的主要来源。因此,凋落物氮可能是驱动研究区土壤养分变化的重要因素。

关键词：云冷杉-阔叶混交林凋落物土壤化学计量特征

切根对5龄老芒麦根系土壤养分和微生物生物量及C,N,P化学计量特征的影响

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草地学报 2023年第3期31卷 668-675页

作者：李霞祁娟路欣独双双贾燕伟赛宁刚甘肃农业大学草业学院草业生态系统教育部重点实验室甘肃省草业工程实验室中-美草地畜牧业可持续研究中心甘肃兰州730070

本文以5龄老芒麦(Elymus sibiricus L.)为研究对象,采用分光光度计和氯仿熏蒸等方法测定土壤养分和微生物生物量,探讨了“一”字切根(RT1)和“十”字切根(RT2)处理对老芒麦根系土壤养分和微生物生物量及C,N,P化学计量特征的影响。结果表... 详细信息

本文以5龄老芒麦(Elymus sibiricus L.)为研究对象,采用分光光度计和氯仿熏蒸等方法测定土壤养分和微生物生物量,探讨了“一”字切根(RT1)和“十”字切根(RT2)处理对老芒麦根系土壤养分和微生物生物量及C,N,P化学计量特征的影响。结果表明:除土壤pH和速效钾外,2种切根处理均能改善土壤养分和提高微生物生物量碳氮磷含量,其微生物生物量碳和氮含量在RT1处理下增加更显著。同时,切根处理使土壤碳氮比、碳磷比、微生物量氮磷比增加,氮磷比、微生物量碳氮比降低,表明切根处理可以缓解老芒麦生长过程中受土壤N,P元素的限制。相关性分析表明,土壤有机碳和全氮与微生物量碳、氮和微生物量氮磷比显著正相关,土壤碳磷比与微生物量磷和氮显著正相关。2种切根处理均改善了老芒麦根系土壤环境,为老芒麦人工草地的科学管理提供理论依据。

关键词：切根老芒麦土壤养分微生物生物量化学计量特征

兴安落叶松叶化学计量特征与光合性状的权衡及其种源差异

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应用生态学报 2023年第6期34卷 1483-1490页

作者：上官虹玉王传宽全先奎东北林业大学生态研究中心/森林生态系统可持续经营教育部重点实验室哈尔滨150040

植物叶化学计量特征与光合性状的变异及其权衡关系能够表征植物对环境变化的响应和生态适应策略。本研究在帽儿山同质园内测定了17个地理种源兴安落叶松叶的化学计量特征[叶碳(C)、氮(N)、磷(P)含量、C/N、C/P、N/P]和光合性状[最大净... 详细信息

植物叶化学计量特征与光合性状的变异及其权衡关系能够表征植物对环境变化的响应和生态适应策略。本研究在帽儿山同质园内测定了17个地理种源兴安落叶松叶的化学计量特征[叶碳(C)、氮(N)、磷(P)含量、C/N、C/P、N/P]和光合性状[最大净光合速率(A_(max))、最大光电子传输速率(J_(max))、最大羧化速率(V_(max))],比较化学计量特征和光合性状的种源差异,分析二者的权衡关系及影响因子。结果表明:兴安落叶松叶化学计量特征与光合性状存在显著的种源差异,种源原地气候因子分别解释叶化学计量特征变异的54.8%和光合性状变异的67.2%,叶C、N、P含量和A_(max)、J_(max)、V_(max)均与种源原地干燥度(AI)存在显著正相关关系,C/N、C/P、N/P与AI存在显著负相关关系。冗余分析表明,叶化学计量特征解释了光合性状75.0%的变异,叶C、N、P含量与A_(max)、J_(max)、V_(max)存在显著正相关关系,C/N、C/P、N/P与光合性状均存在显著负相关关系。兴安落叶松叶化学计量特征与光合性状及其协同关系存在种源差异,是树木对种源地气候长期适应的结果。本研究对气候变化下树木的生态适应策略研究具有重要意义。

关键词：化学计量特征光合性状权衡策略种源

滇东岩溶高原不同恢复阶段云南松林叶片-枯落物-土壤碳氮磷化学计量特征

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应用与环境生物学报 2022年第6期28卷 1549-1556页

作者：陈培云范弢何停户红红云南师范大学地理学部昆明650500 云南省高原地理过程与环境变化重点实验室昆明650500

以滇东岩溶坡地不同恢复阶段云南松林(纯林、人工混交林、天然次生林)为研究对象,以元江栲原生林和小铁仔灌丛作为参照样地,对5种植被类型中的叶片-枯落物-土壤中的C、N、P含量和化学计量比特征进行研究.结果表明:(1)3种云南松林都呈现... 详细信息

以滇东岩溶坡地不同恢复阶段云南松林(纯林、人工混交林、天然次生林)为研究对象,以元江栲原生林和小铁仔灌丛作为参照样地,对5种植被类型中的叶片-枯落物-土壤中的C、N、P含量和化学计量比特征进行研究.结果表明:(1)3种云南松林都呈现为高C(432.27 g/kg)、低N(10.28 g/kg)、P(0.96 g/kg)的格局,5种植被类型的叶片-枯落物-土壤C、N、P含量基本都表现为叶片>枯落物>土壤,C/N、C/P、N/P值则都表现为枯落物>叶片>土壤,叶片和枯落物的养分含量和化学计量比值与土壤间差异显著.(2)3种云南松林对于养分的吸收同化能力差异不大,但天然次生林的枯落物质量最好,人工混交林的土壤N、P有效性最高,云南松林内受N的胁迫作用强于原生林和灌丛.(3)植物叶片-枯落物-土壤中C、N、P及其化学计量比间相关性显著,互馈机制明显.研究区内土壤C、N、P化学计量特征受土壤pH、团聚体颗粒、含水率、容重和硝态氮影响显著.因此,滇东岩溶高原云南松植被恢复过程中主要受N胁迫作用,提高枯落物养分回流是云南松植被恢复与经营的关键要素.(图4表3参41)

关键词：叶片-枯落物-土壤化学计量特征影响因子云南松滇东高原

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

甘南黄河流域4种典型林分土壤C、N、P化学计量特征

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生态学报 2023年第13期43卷 5627-5637页

作者：刘婕勾晓华刘建国杨海江李改香李琴霞瓦锦明刘改香兰州大学资源环境学院西部环境教育部重点实验室兰州730000 兰州大学甘肃连城森林生态野外科学观测研究站兰州730333 洮河国家级自然保护区管理局卓尼747600 甘肃莲花山国家级自然保护区管理局康乐731516

土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)是参与植物光合作用和影响生态系统初级生产力的主要元素。甘南高原是黄河流域重要的生态屏障,为了解该区不同林分土壤养分状况的差异,选取该区4种典型林分:云杉林、华北落叶松林、巴山冷杉林以及岷江冷杉糙皮... 详细信息

土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)是参与植物光合作用和影响生态系统初级生产力的主要元素。甘南高原是黄河流域重要的生态屏障,为了解该区不同林分土壤养分状况的差异,选取该区4种典型林分:云杉林、华北落叶松林、巴山冷杉林以及岷江冷杉糙皮桦混交林为研究对象,研究土壤C、N、P化学计量特征。结果表明:(1)岷江冷杉及糙皮桦混交林土壤C、N含量最高,云杉林土壤N、P含量最低。不同林分间P含量差异显著(P化学计量特征具有显著差异,混交林土壤养分状况较纯林好,未来森林管理和植被建设中,可以通过选择合适的树种和提高树种多样性有效改善森林土壤质量。

关键词：黄河流域土壤C、N、P含量化学计量特征不同林分海拔梯度