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模拟氮沉降对尕海湿地土壤化学计量特征的影响

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甘肃农业大学学报 2023年

作者：刘昊田乐吴江琪徐国荣袁建钰陈好关宇淇杨永凯李广甘肃农业大学林学院

【目的】在全球氮沉降增加背景下，通过模拟研究氮沉降对湿地土壤化学计量特征的影响，有助于探明湿地生态系统土壤元素循环过程及平衡反馈机制。【方法】以青藏高原东部尕海湿地为研究对象，利用均匀喷洒法于2019年5月开展模拟氮沉降... 详细信息

【目的】在全球氮沉降增加背景下，通过模拟研究氮沉降对湿地土壤化学计量特征的影响，有助于探明湿地生态系统土壤元素循环过程及平衡反馈机制。【方法】以青藏高原东部尕海湿地为研究对象，利用均匀喷洒法于2019年5月开展模拟氮沉降下野外控制试验，设置4种氮沉降处理水平，分别为空白对照CK(0 g/m2)、N5(5 g/m2)、N(10()10 g/m2)和N15(15 g/m2)。分析不同处理下土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)含量以及C：N、C：N、N：P的变化。【结果】(1)不同施氮量处理下土壤SOC、TN、TP含量主要表现为N10处理最高，N15处理最低。在土壤垂直剖面上，土壤SOC、TN含量随着土层的加深逐渐减小，土壤TP 含量则先增大后减小。(2)土壤SOC和TN含量随氮沉降浓度的增大呈先升高后降低的趋势，而TP含量呈先降低后升高的趋势。(3)土壤化学计量比值(C：N、C：P、N：P)均在0-10 cm层最高，且显著高于其他土层(P土壤C：N最高，显著高于N5(21.18%)和N15(6.84%)处理；N5处理下土壤C：P和N：P最高，显著高于N5(14.85%、33.38%)和N10(32.27%、42.64%)处理。【结论】氮沉降增加显著影响湿地土壤碳、氮、磷含量及其计量比，P可能是本地区限制植物生长的一个主要因素，N处于相对平衡的状态。

关键词：氮沉降尕海湿地土壤碳氮磷土壤化学计量特征

降雨频率对甘南尕海湿草甸土壤碳氮磷化学计量特征的影响

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干旱区研究 2023年第6期40卷 916-925页

作者：关宇淇李广潘雪徐国荣魏星星刘昊吴江琪甘肃农业大学林学院甘肃兰州730070 黑龙江省黑土保护利用研究院黑龙江哈尔滨150000 中国气象局兰州干旱气象研究所甘肃兰州730070

降雨是湿地水资源补给量和土壤呼吸的重要扰动因子,全球气候变化导致的未来极端降雨变率增大对湿地生态系统有着重要影响。为探究极端降雨频率下青藏高原湿草甸土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)含量及化学计量比的变化特征,本文以... 详细信息

降雨是湿地水资源补给量和土壤呼吸的重要扰动因子,全球气候变化导致的未来极端降雨变率增大对湿地生态系统有着重要影响。为探究极端降雨频率下青藏高原湿草甸土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)含量及化学计量比的变化特征,本文以青藏高原东北边缘碌曲县尕海-则岔自然保护区境内的湿草甸土壤为研究对象,设置空白对照(CK:0 mm)、每周浇灌一次(DF1:25 mm×19次)、每两周浇灌一次(DF2:25 mm×9次)、每三周浇灌一次(DF3:25 mm×6次)和每四周浇灌一次(DF4:25 mm×4次)5种处理,分析极端降雨频率下0~40 cm土层土壤SOC、TN和TP化学计量特征的变化规律。结果表明:在不同降雨频率下,土壤SOC含量随降雨频率增加而增加,TN和TP含量则与之相反。在土壤垂直剖面上,SOC和TN含量均随土层深度增加而降低,TP含量随土层深度增加无显著变化;C:P和N:P均随土层加深有所降低,而C:N随土层加深无显著变化;C:N、C:P和N:P在不同降雨频率间差异不显著;此外,随着时间的推进,土壤SOC含量在生长季不同月份呈现先增后减的变化趋势,TN含量则呈现先减后增的变化趋势,而TP含量呈“M”型变化趋势。因此,随着全球降雨格局变化程度持续增加,较高的降雨频率会加剧高寒湿草甸浅层土壤氮磷含量的流失,造成高寒湿草甸水环境富营养化的危害加剧。

关键词：青藏高原湿草甸土壤化学计量特征降雨频率

滇东石漠化坡地不同恢复模式下云南松林土壤碳氮磷化学计量特征及其影响因子

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浙江农林大学学报 2023年第3期40卷 511-519页

作者：梁楚欣范弢陈培云云南师范大学地理学部云南昆明650500 云南师范大学云南省高原地理过程与环境变化重点实验室云南昆明650500

【目的】研究不同植被恢复模式下云南松Pinus yunnanensis林土壤碳、氮、磷化学计量特征,为喀斯特石漠化区植被恢复和土壤肥力提高提供依据。【方法】在滇东石漠化区选取云南松纯林、云南松人工混交林、云南松天然次生林为研究对象,测... 详细信息

【目的】研究不同植被恢复模式下云南松Pinus yunnanensis林土壤碳、氮、磷化学计量特征,为喀斯特石漠化区植被恢复和土壤肥力提高提供依据。【方法】在滇东石漠化区选取云南松纯林、云南松人工混交林、云南松天然次生林为研究对象,测定各样地0~10、10~20、20~40、40~60 cm土层土壤的碳、氮、磷质量分数,计算其化学计量比并用冗余分析工具分析土壤化学计量特征的影响因子。【结果】滇东喀斯特区云南松林土壤碳、氮、磷质量分数均值分别为2.94、0.26、0.46 g·kg^(-1),呈低碳低氮格局。云南松天然次生林的土壤有机碳质量分数显著高于人工混交林和纯林(P土壤氮和磷质量分数最为丰富,土壤磷质量分数差异不显著(P>0.05);天然次生林土壤有机碳质量分数随土层加深递增,人工混交林和纯林土壤碳、氮质量分数在土层0~10 cm达最大,呈表聚性,土壤磷质量分数在云南松林不同土层中变异较小。云南松林土壤碳氮比、氮磷比和碳磷比均值分别为11.43、0.59和4.53,天然次生林土壤的碳氮比和碳磷比显著高于纯林和人工混交林(P土壤氮磷比最大,3种云南松林下土壤氮磷比小于14,凋落物氮磷比小于25,土壤氮缺乏且凋落物分解也受氮元素限制,其中天然次生林土壤氮最缺乏;人工混交林和纯林土壤碳氮比随土层加深递减,3种云南松林土壤氮磷比和碳磷比随土层加深递减。研究区土壤碳、氮、磷化学计量特征受凋落物碳氮比和土壤大团聚体、容重、孔隙度、根长密度等环境因素的影响。【结论】滇东云南松林土壤呈低碳低氮格局,主要受氮元素限制,建议云南松林恢复时用混交林代替纯林,并针对元素限制性的植被施肥。图4表3参33。

关键词：滇东石漠化区云南松植被恢复土壤化学计量特征影响因子

辽东山区红松人工林土壤化学计量特征与植物多样性的相关性研究

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辽宁林业科技 2022年第6期 8-12,20,64页

作者：杨圆圆辽宁省林业科学研究院辽宁沈阳110032

为探究红松人工林土壤养分特性与林下灌草的关系,该文借助土壤生态化学计量学相关理论,结合野外样地调查和室内样品测定,分析不同林龄红松人工林土壤C︰N︰P︰K特征及其与林下灌草多样性指数间的相关性。结果表明:红松人工林土壤C︰N、C... 详细信息

为探究红松人工林土壤养分特性与林下灌草的关系,该文借助土壤生态化学计量学相关理论,结合野外样地调查和室内样品测定,分析不同林龄红松人工林土壤C︰N︰P︰K特征及其与林下灌草多样性指数间的相关性。结果表明:红松人工林土壤C︰N、C︰P、C︰K、N︰P和N︰K在不同土层间均存在显著性差异,存在“表层聚集”现象。红松人工林土壤C︰N︰P︰K与灌木多样性指数之间的相关性较草本更为明显,特别是C︰K和N︰K与红松中幼龄人工林多个灌草多样性指数之间具有显著的相关性。辽东山区红松人工林在经营过程中要注重土壤养分的保育,特别是注重氮素和钾素的施用,此外,在采摘松果等经营活动中,要注意对林下灌草和凋落物的保护,以促进养分回归,提高土壤肥力。

关键词：红松人工林土壤化学计量特征灌草多样性

广西不同林龄和区域马尾松人工林的土壤C、N、P化学计量特征

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广西科学 2022年第1期29卷 192-200页

作者：刘平李鹏杨章旗颜培栋唐生森吴东山广西师范大学生命科学学院广西桂林541006 广西壮族自治区林业科学研究院广西优良用材林资源培育重点实验室广西南宁530002

为探明广西马尾松Pinus massoniana人工林土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)化学计量特征,揭示马尾松人工林土壤养分平衡机理及其时空动态变化,为马尾松人工林可持续经营提供理论依据,研究以广西4个典型区域马尾松人工林为对象,采用空间代替时间... 详细信息

为探明广西马尾松Pinus massoniana人工林土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)化学计量特征,揭示马尾松人工林土壤养分平衡机理及其时空动态变化,为马尾松人工林可持续经营提供理论依据,研究以广西4个典型区域马尾松人工林为对象,采用空间代替时间的方法,比较不同区域各林龄土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)和全磷(TP)含量及其化学计量比的变化规律。结果表明:SOC、TN和C/N的变异系数较小,分别为21%、27%和22%,属弱变异,在不同林龄和区域中其值比较稳定。林龄、区域及其交互作用对SOC、TN、TP、C/P、N/P的变化均有显著影响(P土壤TP含量在中龄林阶段最低,且随林龄增加呈先减少后增加的趋势。土壤C/N、C/P、N/P平均值均在成熟林中最高,且显著高于近熟林和过熟林(P土壤C/P、N/P平均值随林龄增加呈先减少后增加再减少的趋势。华山地区SOC、TN和TP含量最低,而土壤C/N、C/P、N/P平均值最高。天洪岭地区土壤C/N平均值最低,镇龙地区土壤C/P、N/P平均值最低。相关性分析表明,土壤C/N与TN含量显著负相关;土壤C/P与TN、TP含量均呈显著负相关关系;土壤N/P与SOC、TP含量均呈显著负相关关系,与C/P显著正相关。总体来说,广西马尾松人工林主要受到P限制,且在速生阶段比较明显。为保证马尾松人工林发育,在马尾松速生阶段可适当施加P肥。

关键词：马尾松人工林土壤化学计量特征不同林龄区域相关性

荒漠绿洲区不同种植年限人工梭梭林土壤化学计量特征

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生态学报 2016年第11期36卷 3235-3243页

作者：张珂苏永中王婷刘婷娜中国科学院寒区旱区环境与工程研究所临泽内陆河流域研究站兰州730000 中国科学院大学北京100049

为阐明梭梭建立对林下土壤养分化学计量特征的影响,分析了2、5、9、13、16、31、39a荒漠绿洲区梭梭林灌丛下和流沙区(0a)土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)、碳酸钙(CaCO_3)、速效磷(Available P)含量及其化学计量特征变化规律。结... 详细信息

为阐明梭梭建立对林下土壤养分化学计量特征的影响,分析了2、5、9、13、16、31、39a荒漠绿洲区梭梭林灌丛下和流沙区(0a)土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)、碳酸钙(CaCO_3)、速效磷(Available P)含量及其化学计量特征变化规律。结果显示:1)SOC和TN在9a后出现显著的成层化分布,而TP的这一特征相对滞后;不同土壤深度SOC、TN均随林龄增加而显著增加,而TP未表现出明显变化。2)C∶P和N∶P在9a后表现出明显的成层化分布且不同土层C∶P和N∶P随林龄增加显著增加,而C∶N保持相对稳定。3)较低含量的Available P在2a后即表现出0—5 cm含量大于5—20 cm且表层Available P和CaCO3随林龄增加而显著增加。而Ca CO3∶Available P在不同林龄间并未发生显著变化。4)随林龄增加,土壤表层风蚀可蚀性极显著降低且与土壤表层养分含量呈显著的负相关关系。以上结果表明,梭梭的建立提高了土壤SOC和TN含量且随林龄增加变化更显著,而变化较小的C∶N说明土壤氮的形成需要固定比例的碳。变化幅度较小的TP说明主要来源于岩石风化的磷素受时间作用的限制,而较低含量的Available P和变化幅度较小的CaCO_3∶Available P则表明梭梭的生长受P的限制且有限的Available P易被CaCO_3固定。另外,土壤养分含量与土壤风蚀可蚀性显著的负相关关系,进一步说明梭梭的建立改善了土壤质地,增加了土壤养分含量,这对荒漠绿洲区土壤恢复和植被建设有极大的促进和指导作用。

关键词：人工梭梭林林龄土壤化学计量特征荒漠-绿洲区

青藏高原草地管理方式对土壤化学计量特征的影响

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生态学杂志 2018年第8期37卷 2262-2268页

作者：李梦天秦燕燕曹建军许雪赟杨书荣张小芳龚毅帆西北师范大学地理与环境科学学院兰州730000 中国科学院西北生态环境资源研究院寒旱区陆面过程与气候变化重点实验室兰州730000

草地承包制度实施后,青藏高原地区出现了单户和联户两种草地管理方式共存的局面。以西藏那曲为研究区,对两种管理方式下的土壤化学计量特征进行了对比研究。结果表明:在0~30 cm土层,单户与联户土壤SOC∶STN、SOC∶STP和STN∶STP均无差异... 详细信息

草地承包制度实施后,青藏高原地区出现了单户和联户两种草地管理方式共存的局面。以西藏那曲为研究区,对两种管理方式下的土壤化学计量特征进行了对比研究。结果表明:在0~30 cm土层,单户与联户土壤SOC∶STN、SOC∶STP和STN∶STP均无差异;垂直方向上,不管是单户还是联户,0~15 cm土层的SOC∶STP和STN∶STP均显著高于15~30 cm;联户15~30 cm土层的SOC∶STP和STN∶STP显著高于单户;除土壤SOC和STN之间存在显著线性相关关系外,SOC与STP,STN与STP,以及SOC、STN、STP分别与其化学计量比之间存在非线性耦合关系;研究区土壤主要受磷元素的限制。该结果表明,虽然单户和联户的土壤养分存在差异,但其土壤化学计量特征并无明显差异(垂直方向除外)。因此,利用化学计量特征无法有效评价该区的土壤质量。

关键词：青藏高原单户管理方式联户管理方式土壤化学计量特征

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乌兰布和沙漠典型灌木群落土壤化学计量特征

生态学报 2019年第17期39卷 6247-6256页

作者：董雪辛智鸣黄雅茹李新乐郝玉光刘芳刘明虎李炜中国林业科学研究院沙漠林业实验中心内蒙古磴口荒漠生态系统国家定位监测研究站

乌兰布和沙漠不同典型灌木群落类型对荒漠土壤质量的改善具有重要的作用,而土壤碳、氮、磷生态化学计量比是体现生态系统变化过程的重要依据。研究不同灌木植被类型对土壤碳、氮、磷含量及其生态化学计量学特征的影响,对于深入认识乌兰... 详细信息

乌兰布和沙漠不同典型灌木群落类型对荒漠土壤质量的改善具有重要的作用,而土壤碳、氮、磷生态化学计量比是体现生态系统变化过程的重要依据。研究不同灌木植被类型对土壤碳、氮、磷含量及其生态化学计量学特征的影响,对于深入认识乌兰布和沙漠典型灌木植被生长与修复对土壤质量的改良,准确评价植被生态环境效益具有重要的现实意义。在乌兰布和沙漠8个主要建群种天然植被类型灌木林地内设置10 m×10 m的标准样方进行调查,在灌丛边缘(东、南、西、北四个方向)进行土壤分层采样,取样深度分别为0-20、20-40、40-60、60-80、80-100 cm,共5层。将相同层次土壤样品充分混合,经四分法取样,风干,过0.15 mm筛用于土壤C、N、P含量的测量,分析不同灌木类型各土层碳、氮、磷含量及其生态化学计量比的垂直分布特征,探寻各指标间的相关关系。结果表明:乌兰布和沙漠地区8种天然灌木林土壤有机C、全N、全P含量整体水平不高,分别为2.45、0.26、0.28 g/kg,均低于全国水平。由C、N、P含量的相关性分析可知三者间呈显著正相关(P土壤C、N、P含量均较高,各灌木类型土壤有机C、全N含量随着土壤深度的增加呈下降趋势,而不同灌木类型土壤全P含量从上至下分布规律不同,且土层对P含量无显著差异(P>0.05)。8种典型灌木群落土壤整体C∶N、C∶P、N∶P值(9.41、8.70、0.93)低于全国水平,各灌木类型土壤N∶P和C∶P随土壤深度而递减,但不同灌木类型土壤C∶N随土层深度的变化规律不同。乌兰布和沙漠典型灌木群落土壤碳、氮、磷化学计量特征值均低于全国水平,各灌木类型土壤C、N、N∶P和C∶P随土壤深度而递减,但不同灌木类型土壤P、C∶N随土层深度的变化规律不同。有机C、全N、全P与其化学计量比之间具有非线性耦合关系。C∶N和P含量具有较高的稳定性(CV=22.45%和24.39%),C∶P和N∶P比值是研究区限制性养分判断的重要指标。

关键词：土壤化学计量特征荒漠植物土层深度乌兰布和沙漠

荒漠草原中不同密度人工柠条灌丛土壤化学计量特征

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水土保持通报 2014年第5期34卷 67-73页

作者：杨阳刘秉儒杨新国韩丛丛宁夏大学西北退化生态系统恢复与重建教育部重点实验室宁夏银川750021

为了揭示人工灌草结合的生态系统土壤内部C,N,P平衡和循环过程,以荒漠草原为对照(CK),研究了相同林龄不同密度(高密度HD、中密度MD、低密度LD)人工柠条灌丛土壤化学计量特征。结果表明,柠条灌丛0—100cm土层平均有机碳(SOC)、全氮(TN),... 详细信息

为了揭示人工灌草结合的生态系统土壤内部C,N,P平衡和循环过程,以荒漠草原为对照(CK),研究了相同林龄不同密度(高密度HD、中密度MD、低密度LD)人工柠条灌丛土壤化学计量特征。结果表明,柠条灌丛0—100cm土层平均有机碳(SOC)、全氮(TN),全磷(TP)和氮磷比(N/P)随密度的增加呈上升趋势,碳氮比(C/N),碳磷比(C/P)呈降低趋势,其中TP的空间变异性较高;垂直方向SOC,C/N和C/P随土层深度的增加呈单峰曲线,TN,TP和N/P在0—40cm土层呈锐减趋势,40cm土层以下缓慢降低并趋于稳定;0—40cm土层TN和TP含量占总含量的61.82%和55.56%,可作为密度变化对人工柠条灌丛土壤养分的敏感指标;相关分析结果发现,人工柠条灌丛土壤N和P含量呈极显著正相关(p土壤中N和P两种元素需求相一致。

关键词：荒漠草原人工柠条灌丛密度土壤化学计量特征