内蒙古和青藏高原草原植物叶片与根系氮利用效率空间格局及影响因素

氮利用效率是植物的关键功能性状, 同时紧密关联生态系统功能, 但是目前对氮利用效率的区域格局及影响因素仍然不清楚。该研究分析了内蒙古和青藏高原草原82个调查地点、139种植物叶片和根系的氮利用效率及其与环境因素、植物功能群之间的关系, 实验结果显示: 1)草甸草原植物叶片的氮利用效率为53 g·g ^-1, 显著大于高寒草甸(46 g·g ^-1)、荒漠草原(41 g·g ^-1)和典型草原(39 g·g ^-1)。高寒草甸根系氮利用效率为108 g·g ^-1, 显著高于其他生态系统。2)叶片氮利用效率比根系对温度更加敏感, 但随着干旱指数的增加, 两者均表现出显著的降低趋势。3)杂类草叶片和根系氮利用效率低于莎草科和禾本科植物, 豆科植物叶片和根系氮利用效率分别比非豆科植物低48%和60%。4)植物氮利用效率与土壤氮含量之间没有显著关系。总体上, 内蒙古和青藏高原草原植物叶片和根系氮利用效率的空间格局存在差异, 主要影响因素为植物功能群和干旱指数。本研究系统揭示内蒙古和青藏高原草原植物氮利用效率的空间格局及关键驱动因子, 有助于在全球变化背景下了解我国草地生产力维持机制, 同时为草原生态系统管理提供科学依据。     

九连山次生阔叶林幼苗生长对氮磷添加的响应

以亚热带森林的幼苗群落为对象,设置对照(CK)、氮添加(100 kg N·hm^-2·a^-1)、磷添加(50 kg P·hm^-2·a^-1)和氮+磷添加(100 kg N·hm^-2·a^-1+50 kg P·hm^-2·a^-1)4种处理的施肥样地,测定幼苗的株高、地径、冠幅、比叶面积、死亡率等指标,研究氮磷添加下幼苗的生长与群落结构的变化及其驱动力。结果表明: 与未施肥相比,磷添加下幼苗的株高增长率、地径增长率分别显著下降45.1%和30.3%;主要建群树种死亡率受到施肥的影响,氮添加显著增加米槠幼苗死亡率至25.1%,氮磷施肥显著提高丝栗栲死亡率至25.1%~31.3%,而氮添加、磷添加显著降低了木荷和润楠的死亡率;施肥显著降低了幼苗群落中木荷和丝栗栲的重要值,氮添加、磷添加显著增加了润楠幼苗的重要值。氮+磷添加显著降低了幼苗群落的Shannon指数、Simpson指数;幼苗生长主要受到土壤铵态氮、有效磷、全氮、林冠开度及比叶面积的影响,而幼苗死亡率主要受到土壤铵态氮、有效磷和林冠开度的影响。综合来看,氮磷添加主要通过调控土壤氮磷速效养分,进而改变叶片功能性状来影响幼苗的生长;加速外生菌根树种(米槠和丝栗栲)的死亡,改变幼苗群落建群种的重要值,降低物种多样性, 最终可能改变亚热带次生阔叶林成年树的群落结构。     

氮磷复合肥添加对高寒草甸金露梅灌丛中豆科植物的影响

以高寒草甸金露梅灌丛为研究对象,通过添加不同量的氮磷复合肥NH₄H₂PO₄(0、40、80、120g·m^-2),测定了花苜蓿(Medicago ruthenica Linn.)、异叶米口袋(Gueldenstae dtiadiversifolia Maxim)、甘肃棘豆(Oxytropis kansuensis Bunge.)的地上生物量、叶片氮磷含量和土壤氮磷含量,探讨了添加氮磷之后豆科植物的叶片氮磷含量、N:P比值在处理间和种间的差异以及它们与土壤养分之间的关系。结果表明,添加氮磷使花苜蓿和异叶米口袋叶片中的磷含量和N:P比值发生显著变化,而对叶片氮含量的影响不显著。氮磷的添加对甘肃棘豆的氮磷含量无显著影响。就总的豆科植物而言,不论种内还是种间,平均可变性都是磷变化最大,氮变化最小,N:P比值居中。植物叶片的氮磷含量以及N:P比值与土壤速效氮磷没有显著相关性。比较不同处理下的数据可知,添加氮磷复合肥主要增加了豆科植物对磷素的养分吸收。三个物种对氮磷的吸收能力不同,叶片的氮磷含量比N:P比值更能反映植物对氮磷的吸收利用情况。一次性施用氮磷复合肥不能提高第二年的氮供应能力,但是会提高土壤的有效磷供应。为保护豆科牧草的产量,对于金露梅灌丛草地施用磷酸二氢铵的量不应超过80g·m^-2。     

模拟氮沉降对北京东灵山辽东栎群落林下植物物种多样性的影响

氮沉降是驱动生物多样性变化的重要因素之一。一般认为氮沉降会改变物种多样性, 而且在外源氮添加条件下, 禾草类植物和落叶灌木比杂类草和常绿灌木更具竞争优势。不过该结论更多是从高寒草甸和荒漠草原等生态系统中得到, 主要是针对同一生活型内植物之间的竞争关系, 不涉及不同生活型植物之间的相互作用, 并且由于草原和草甸等生态系统没有明显的垂直结构, 同一层次中植物的高度差异较小, 有可能高估了光照因素对植物的作用。因此从森林生态系统入手, 可以进一步阐述不同生活型植物对氮沉降的响应。本文以我国北方典型的落叶阔叶林——辽东栎(Quercus wutaishanica)林为研究对象, 设置CK (0 kg N·ha ^-1·yr ^-1)、N50 (50 kg N·ha ^-1·yr ^-1)和N100 (100 kg N·ha ^-1·yr ^-1) 3个梯度氮添加实验, 模拟氮沉降对温带森林生物多样性的影响。8年连续的氮添加实验结果显示: (1)氮添加显著降低了林下植物的物种丰富度和多样性, 改变了群落的物种组成; (2)氮添加提高了灌木植物的物种丰富度和多样性; 降低了草本植物的丰富度; (3)氮添加降低了禾草类植物的重要值, 提高了杂类草的重要值。该研究表明, 长期氮添加会显著改变林下植物的物种组成, 不同生活型植物对氮添加的响应亦有所差别。造成该现象的原因可能是由土壤环境变化(如养分含量提高, pH值下降)和植物获取光照能力强弱(如灌木植物获取光资源要多于草本植物)导致。     

不同氮磷浓度对莱布新月藻生长与脂溶性物质含量的影响

以莱布新月藻Closterium leibleinii为试材,利用单因子分析研究不同氮、磷浓度培养的莱布新月藻生长及脂溶性物质含量变化,为其作为生物柴油开发提供基础资料。结果表明,莱布新月藻生长的最适氮浓度为5.30 mg·L^–1,其最大生长速率为3.675×10⁶个·L^–1·d^–1;最适磷浓度为0.02 mg·L^–1,最大生长速率为4.05×10⁵个·L^–1·d^–1。在最适氮磷浓度BG11培养下粗脂约占藻体干重的88.04%。莱布新月藻在适宜的氮磷浓度培养基中生长速率较快,脂溶性物质含量高,可作为一种较有潜力的植物开发生物柴油。     

车桑子幼苗生物量分配与叶性状对氮磷浓度的响应差异

调整叶性状和生物量分配格局是植物适应环境变化的主要途径, 研究车桑子(Dodonaea viscosa)幼苗生物量分配与叶性状对氮磷浓度的响应对认识车桑子在氮磷浓度变化下的适应策略具有重要意义。该研究通过砂培法, 测定不同氮浓度(3、5、15、30 mmol·L^-1)与不同磷浓度(0.25、0.5、1、2 mmol·L^-1)下车桑子幼苗的生长、生物量分配、叶性状的响应特征及其相互关系。结果表明: 高浓度氮(30 mmol·L^-1)促进了车桑子幼苗生长、叶片氮含量和生物量积累, 其余氮添加条件(3、5、15 mmol·L^-1)下车桑子幼苗各性状无显著差异, 但相比高氮水平, 其生物量积累和叶片氮含量显著降低, 根冠比和氮利用效率显著增加。随着磷添加浓度的增加, 车桑子幼苗生物量显著增加, 低磷条件(0.25、0.5 mmol·L^-1)限制了车桑子幼苗生长和生物量积累, 其根冠比和磷利用效率均没有发生显著变化, 但比叶面积和叶/茎生物量比例显著增加, 叶干物质含量显著降低。氮处理下, 叶片氮含量与根冠比显著负相关; 磷处理下, 叶片氮含量与比叶面积显著正相关。同时, 氮处理下, 车桑子幼苗株高、基径、总生物量等生长性状均与根冠比显著负相关, 与叶片氮含量显著正相关, 表明根冠比和叶片氮含量的调整在车桑子适应氮限制中发挥重要作用; 而磷处理下, 株高、基径、总生物量与比叶面积显著负相关, 与叶干物质含量显著正相关, 表明叶片结构性状的调整在车桑子适应低磷环境中具有重要意义。该研究表明, 车桑子幼苗生物量分配和叶性状及性状间的权衡策略对氮、磷的响应具有明显差异性, 在今后的研究中, 应关注氮和磷对植物性状影响的差异性。     

黄土丘陵区草地植被群落优势种叶片功能性状对氮磷添加的响应

以黄土丘陵区草地植被群落3种优势种白羊草、长芒草和达乌里胡枝子为对象,采用裂区试验设计,设置0、50和100 kg N·hm^-2·a^-13个氮处理和0、40和80 kg P₂O₅·hm^-2·a^-1 3个磷处理,于生长旺盛期测定了各植物的叶长、叶宽、比叶面积、叶片干物质含量、叶片氮、磷含量和氮磷比等指标,分析不同优势种叶片功能性状对氮磷添加的响应差异.结果表明:与未施肥相比,50和100 kg N·hm^-2·a^-1处理下白羊草叶长和叶宽分别显著增加35.3%和64.4%,而长芒草仅有叶长显著增加58.8%,达乌里胡枝子仅有叶宽显著增加33.9%,但三者叶片干物质含量分别显著降低10.7%、15.3%和11.2%,白羊草和长芒草叶片氮含量分别显著增加23.0%和99.2%,氮磷比分别显著增加45.8%和96.9%;40和80 kg P₂O₅·hm^-2·a^-1处理下达乌里胡枝子叶长、叶宽和比叶面积分别显著增加56.9%、41.4%和19.6%,叶片干物质含量显著下降14.9%,三者叶片磷含量分别显著增加96.7%、110.9%和238.4%,氮磷比分别显著降低45.8%、42.8%和53.7%.50 kg N·hm^-2·a^-1处理下,与未施磷相比,40和80 kg P₂O₅·hm^-2·a^-1处理后仅达乌里胡枝子叶长和叶宽显著增大,3种植物叶片磷含量显著增加,白羊草和长芒草叶片氮含量显著降低;100 kg N·hm^-2·a^-1处理下,施磷后白羊草和长芒草叶长、达乌里胡枝子叶宽显著增大,三者叶片磷含量显著增加,白羊草叶片氮含量显著降低.综上表明,3个优势种植物叶片功能性状对短期氮磷添加的响应存在明显差异,这些差异与物种属性和施肥水平有关,不同优势种对氮磷添加响应的差异对维持草地群落多样性和稳定性具有重要作用.     

Different responses of biomass allocation and leaf traits of Dodonaea viscosa to concentrations of nitrogen and phosphorus

调整叶性状和生物量分配格局是植物适应环境变化的主要途径, 研究车桑子(Dodonaea viscosa)幼苗生物量分配与叶性状对氮磷浓度的响应对认识车桑子在氮磷浓度变化下的适应策略具有重要意义。该研究通过砂培法, 测定不同氮浓度(3、5、15、30 mmol·L^-1)与不同磷浓度(0.25、0.5、1、2 mmol·L^-1)下车桑子幼苗的生长、生物量分配、叶性状的响应特征及其相互关系。结果表明: 高浓度氮(30 mmol·L^-1)促进了车桑子幼苗生长、叶片氮含量和生物量积累, 其余氮添加条件(3、5、15 mmol·L^-1)下车桑子幼苗各性状无显著差异, 但相比高氮水平, 其生物量积累和叶片氮含量显著降低, 根冠比和氮利用效率显著增加。随着磷添加浓度的增加, 车桑子幼苗生物量显著增加, 低磷条件(0.25、0.5 mmol·L^-1)限制了车桑子幼苗生长和生物量积累, 其根冠比和磷利用效率均没有发生显著变化, 但比叶面积和叶/茎生物量比例显著增加, 叶干物质含量显著降低。氮处理下, 叶片氮含量与根冠比显著负相关; 磷处理下, 叶片氮含量与比叶面积显著正相关。同时, 氮处理下, 车桑子幼苗株高、基径、总生物量等生长性状均与根冠比显著负相关, 与叶片氮含量显著正相关, 表明根冠比和叶片氮含量的调整在车桑子适应氮限制中发挥重要作用; 而磷处理下, 株高、基径、总生物量与比叶面积显著负相关, 与叶干物质含量显著正相关, 表明叶片结构性状的调整在车桑子适应低磷环境中具有重要意义。该研究表明, 车桑子幼苗生物量分配和叶性状及性状间的权衡策略对氮、磷的响应具有明显差异性, 在今后的研究中, 应关注氮和磷对植物性状影响的差异性。     

磷素营养对降香黄檀幼苗生长及叶片养分状况的影响

设置0、15、30、60、100、150 mg P·株^-1等6个磷素处理开展降香黄檀幼苗盆栽试验,测定各处理幼苗的生长、生物量、叶片养分含量等指标,采用临界浓度法确定降香黄檀幼苗的适宜施磷量,从而探讨不同磷素水平对降香黄檀幼苗生长和叶片养分状况的影响,揭示其磷素需求规律以及适宜的磷供应范围。结果显示磷肥能促进幼苗生长和生物量的积累,而且随施磷量的增加,各指标呈现先升高后降低的趋势,最高值出现在60 mg P·株^-1处理,其苗高、地径、叶面积、生物量分别为对照的3.07、2.35、49.21和24.25倍。施磷显著降低幼苗叶片氮、钾含量,提高磷、镁含量,其中30、60、100 mg P·株^-13个处理间叶片磷含量差异不显著,约为对照的1.65倍。根据幼苗生物量与叶片磷含量、氮钾含量比、磷钾含量比的抛物线关系,确定叶片最适磷含量范围为1.35~2.32 g·kg^-1,由此推断降香黄檀幼苗最适宜的施磷量为60~100 mg P·株^-1。     

氮磷添加对昆仑山北坡高山草地N2O排放的影响

氮(N)、磷(P)等养分添加是提高草地生态系统生产力的重要策略, 但其对土壤氧化亚氮(N₂O)排放的影响尚不明确。该研究以南疆昆仑山北坡高山草地为研究对象, 设置氮添加、磷添加、氮磷交互以及不施肥(CK) 4个处理, 采用静态箱-气象色谱法连续监测2017年生长季草地的N₂O排放, 研究不同氮、磷添加处理下的N₂O排放特征, 并利用Pearson相关分析对影响N₂O排放的主要环境因子进行定性识别及定量解析。结果表明: 氮添加处理与氮磷交互处理在施肥后约3周引起显著的N₂O排放峰, 分别为42.3和15.4 g N·hm ^-2·d ^-1。与其他处理相比, 氮添加处理生长季N₂O排放通量显著增加了1.8-3.2倍, 而磷添加以及氮磷交互处理与CK之间没有显著差异。Pearson相关分析结果表明: N₂O排放与微生物生物量碳呈负相关关系, 与溶解性有机碳含量、pH值呈正相关关系, 而与其他环境因子关系不显著。以上结果表明, 与单施氮肥相比, 在该地区草场采用氮磷混施可显著减少N₂O的排放。     

云南普洱季风常绿阔叶林优势物种不同生长阶段叶片碳、氮、磷化学计量特征北大核心CSCD

为探索植物叶片氮(N)、磷(P)、碳(C)生态化学计量特征随植物生长发育的变化规律,在普洱季风常绿阔叶林中,选取6种优势植物种(红锥(Castanopsis hystrix)、短刺锥(Castanopsis echidnocarpa)、泥柯(Lithocarpus fenestratus)、截果柯(Lithocarpus truncatus)、西南木荷(Schima wallichii)、茶梨(Anneslea fragrans))采集叶片,分析其N、P、C含量及化学计量比随植物生长发育的变化。结果显示:6种植物在不同生长阶段的N含量变化范围为7.90–17.72 mg·g–1,P为0.34–1.39 mg·g–1,C为458.48–516.87 mg·g–1,C:N为28.04–65.70,N:P为11.41–63.50,C:P为355.23–1 878.17,且不同生长阶段6种植物及总体叶片N、P、C含量及其化学计量比变化趋势各异。在变异系数上,N:P比整体变异最大,为36.46%(变化范围19.19%–91.65%),其次为C:P,为34.80%(变化范围15.99%–91.60%),C的整体变异最小,为3.12%(变化范围1.61%–5.89%)。变异来源分析结果显示,N含量、C含量、C:N、N:P及C:P均主要受植物生长阶段的影响,而P含量主要受物种与生长阶段的交互作用影响。     

Responses of the functional traits in Cleistogenes squarrosa to nitrogen addition and drought

植物功能性状被广泛地用于研究植物对环境变化的响应。糙隐子草(Cleistogenes squarrosa)是内蒙古草原重要的C4物种,其功能性状是如何对水氮环境的变化做出响应的,还不十分清楚。该文采用盆栽实验的方法,进行氮添加(0,10.5,35.0和56.0 g·m–2·a–1)和降水(自然降水和70%平均月降水量)处理,研究糙隐子草整株性状、叶形态性状和叶生理性状对氮添加和干旱的响应。结果表明,氮添加显著影响了糙隐子草的整株性状,氮、水处理及它们的交互作用显著影响了糙隐子草的叶形态性状和叶生理性状。各功能性状对氮添加的响应格局在自然降水和干旱处理下是不同的。根深、茎生物量和茎叶比在干旱条件下低和中氮添加处理中较高,而在自然降水下无明显变化;比叶面积在干旱条件下随氮添加量的增加而增加,而在自然降水下无增加趋势;自然降水下,高氮添加显著刺激了光合速率和蒸腾速率,增加了水分利用效率,而在干旱条件下氮添加对它们没有显著影响;叶片单位面积的氮含量在自然降水下随氮添加量的增加有增加趋势,而在干旱条件下显著降低。在自然降水下,氮添加主要影响糙隐子草的叶形态和生理性状,而在干旱条件下,氮添加主要影响糙隐子草的整株性状和形态性状。总之,糙隐子草的功能性状对氮添加表现出明显的响应,响应格局在不同的水分条件下不同,反映了其对氮水环境变化的弹性适应。     

典型草原建群种羊草对氮磷添加的生理生态响应

由于人类活动和气候变化的共同作用, 大气氮(N)沉降日益加剧, 使得陆地生态系统中的可利用性N显著增加, 生态系统更易受其他元素如磷(P)的限制。然而, 目前关于N、P养分添加对草原生态系统不同组织水平的影响研究较少, 相关机制尚不清楚。该文以内蒙古典型羊草(Leymus chinensis)草原为研究对象, 通过连续两年(2011-2012年)的N和P养分添加实验, 研究建群种羊草的生理生态性状、种群生物量和群落初级生产力对N、P添加的响应及其适应机制。结果表明: 羊草草原不同组织水平对N、P添加的响应不同。群落水平上, 地上净初级生产力在不同降水年份均受N和P元素的共同限制, N、P共同添加显著提高了地上净初级生产力; 物种水平上, N、P添加对羊草种群生物量和密度, 以及相对生物量均没有显著影响, 表明羊草能够维持种群的相对稳定; 个体水平上, 在正常降水年份(2011年), 羊草生长主要受N素限制, 而在湿润年份(2012年), 降水增加使得羊草生长没有受到明显的养分限制。羊草通过增加比叶面积、叶片大小和叶片N含量, 提高整体光合能力, 以促进个体生长。总之, 内蒙古典型草原群落净初级生产力受N、P元素共同限制, 作为建群种的羊草, 其对N、P添加的响应因组织水平而异, 也受年际间降水变化的影响。     

Leaf nitrogen and phosphorus stoichiometry across 753 terrestrial plant species in China

Leaf nitrogen and phosphorus stoichiometry of Chinese terrestrial plants was studied based on a national data set including 753 species across the country. Geometric means were calculated for functional groups based on life form, phylogeny and photosynthetic pathway, as well as for all 753 species. The relationships between leaf N and P stoichiometric traits and latitude (and temperature) were analysed. The geometric means of leaf N, P, and N : P ratio for the 753 species were 18.6 and 1.21 mg g(-1) and 14.4, respectively. With increasing latitude (decreasing mean annual temperature, MAT), leaf N and P increased, but the N : P ratio did not show significant changes. Although patterns of leaf N, P and N : P ratios across the functional groups were generally consistent with those reported previously, the overall N : P ratio of China's flora was considerably higher than the global averages, probably caused by a greater shortage of soil P in China than elsewhere. The relationships between leaf N, P and N : P ratio and latitude (and MAT) also suggested the existence of broad biogeographical patterns of these leaf traits in Chinese flora.     

N‐P utilization of Acer mono leaves at different life history stages across altitudinal gradients

The relationship between plants and the environment is a core area of research in ecology. Owing to differences in plant sensitivity to the environment at different life history stages, the adaptive strategies of plants are a cumulative result of both their life history and environment. Previous research on plant adaptation strategies has focused on adult plants, neglecting saplings or seedlings, which are more sensitive to the environment and largely affect the growth strategy of subsequent life stages. We compared leaf N and P stoichiometric traits of the seedlings, saplings, and adult trees of Acer mono Maxim and different altitudes and found significant linear trends for both life history stages and altitude. Leaf N and P content by unit mass were greatly affected by environmental change, and the leaf N and P content by unit area varied greatly by life history stage. Acer mono leaf N‐P utilization showed a significant allometric growth trend in all life history stages and at low altitudes. The adult stage had higher N‐use efficiency than the seedling stage and exhibited an isometric growth trend at high altitudes. The N‐P utilization strategies of A. mono leaves are affected by changing environmental conditions, but their response is further dependent upon the life history stage of the plant. Thus, this study provides novel insights into the nutrient use strategies of A. mono and how they respond to the environmental temperature, soil moisture content along altitude and how these changes differ among different life history stages, which further provide the scientific basis for the study of plant nutrient utilization strategy on regional scale.     

中国四种森林类型主要优势植物的C:N:P化学计量学特征

为了评价不同森林类型的生态化学计量特征的差异, 以吉林长白山温带针阔混交林、广东鼎湖山亚热带常绿阔叶林、云南西双版纳热带季雨林和江西千烟洲亚热带人工针叶林为研究对象, 通过对2007年4月-2008年5月4种典型区域森林植物叶片和凋落物的碳(C)氮(N)磷(P)元素质量比与N、P再吸收率的分析, 探讨了4种森林类型N、P养分限制和N、P养分再吸收的内在联系。结果表明: 1)从森林类型上看, 温带针阔混交林叶片的C : N : P为321 : 13 : 1, 亚热带常绿阔叶林叶片的C : N : P为561 : 22 : 1, 热带季雨林叶片的C : N : P为442 : 19 : 1, 亚热带人工针叶林叶片的C : N : P为728 : 18 : 1; 凋落物的C : N : P也是亚热带人工林最高, 达1 950 : 27 : 1, 温带针阔混交林的最低, 为552 : 14 : 1, 热带季雨林的为723 : 24 : 1, 亚热带常绿阔叶林的为1 305 : 35 : 1, 不同森林类型凋落物的C : N : P的计量大小关系与叶片的结果一致; 2)从植物生活型上看, 常绿针叶林叶片的C : N均显著高于常绿阔叶林及落叶阔叶林; 叶片C : P与森林类型的关系并不十分密切; 常绿阔叶林叶片的N : P最高, 常绿针叶林次之, 落叶阔叶林最低; 3)植物叶片的N : P与月平均气温有显著的负相关关系, 但叶片的C : P基本不受月平均气温影响, 叶片的C、N、P计量比与降水的线性关系不显著; 4)高纬度地区的植物更易受N元素限制, 而低纬度地区植物更易受P元素的限制; 但受N或P限制的植物并不一定具有高的N或P再吸收率。研究结果表明, 不同类型森林的叶片与凋落物的化学计量特征具有一致性, 但是环境因子对不同类型植物化学计量比的影响并不相同。     

内蒙古草地叶片磷含量与土壤有效磷的关系

植物体内特别是叶片的P含量特征及其与环境的关系一直是植物生理生态学研究的一个热点。已有研究发现, 与全球植物数据相比, 中国植物叶片的P含量相对较低, 导致N/P高于全球平均水平, 并推测这是由于中国土壤全P含量较低引起的。该研究选取内蒙古草地来验证这一假设, 分析了36个样地57种优势植物叶片的P含量与土壤全P和有效P含量的关系。主要结果如下: 内蒙古草地叶片P含量较低而N/P较高, 与之前的研究结论一致; 在种群、样地和物种3个水平上, 叶片P含量、N/P与土壤P含量都没有显著的相关关系, 尽管土壤有效P含量的解释力高于土壤全P; 另一方面, 内蒙古草地土壤的有效P含量与全国土壤普查的结果接近, 高于美国及澳大利亚的平均值, 但低于世界土壤信息库里报道的全球土壤有效P平均值。鉴于内蒙古草地土壤的全P和有效P含量都不能准确反映叶片P含量, 且土壤的有效P含量也并不明显低于世界其他地区, 因此植物叶片P含量低、N/P高是由于土壤P含量低引起的这一假设在内蒙古草地不成立, 而且叶片P含量也与土壤P的可利用性无关。     

放牧对全球草地生态系统碳氮磷化学计量特征影响的Meta分析

为明确全球尺度下放牧管理措施对草地生态系统碳(C)、氮(N)、磷(P)化学计量特征的影响,提高草地生态系统管理水平,本研究选取国内外83篇中英文文献进行Meta分析,并通过亚组分析探讨了放牧家畜组合(羊单牧、牛单牧和牛羊混牧)和放牧强度(轻度、中度、重度)对草地生态系统叶片、凋落物、根系,以及土壤C、N、P化学计量特征的影响。结果表明: 放牧会显著降低叶片和凋落物C含量、C/N、C/P,增加N、P含量及N/P;显著降低根系和土壤C、N含量,C/P和N/P,增加P含量和C/N。叶片、凋落物化学计量特征变化对牛、羊单独放牧响应更为明显,而根系、土壤化学计量特征变化则对混牧响应更为明显,重度放牧会对草地生态系统化学计量特征产生更大的影响。放牧会降低土壤N含量,增加P含量,表明放牧对草地N、P含量的影响路径不同。进一步研究N、P含量变化对放牧活动不平衡响应机制,将放牧方式、强度的影响纳入草地生态系统预测、管理模型,能够有效提高草地生态系统管理水平。     

Leaf dynamics of seedlings of rain forest species in relation to canopy gaps

Summary Leaf dynamics of eight tropical rain forest species seedlings was studied in three environments: the shaded forest understorey, a small gap of ±50 m², and a large gap of ±500 m². Leaf production rate and leaf loss rate were enhanced in gaps, and a large gap resulted in larger increases than a small gap. For most species net leaf gain rate was larger in gaps, although this rate was not always largest in the large gap. Leaf loss decreased, and leaf survival percentages increased with increasing shade tolerance of species, indicating a slower leaf turnover for more shade tolerant species. Leaf area growth rate was only partly determined by net leaf gain rate. Ontogenetic effects on leaf size were also important, especially in the large gap. Species which possessed leaves with high specific leaf weight (SLW) showed lower leaf loss rates and higher leaf survival percentages than species with low SLW leaves. Leaf life span seemed to be related to leafcost per unit area. The relation of specific patterns in leaf production and leaf loss to the regeneration mode of the species is briefly discussed.     

Leaf nitrogen:phosphorus stoichiometry across Chinese grassland biomes

Leaf N and P stoichiometry covaries with many aspects of plant biology, yet the drivers of this trait at biogeographic scales remain uncertain. Recently we reported the patterns of leaf C and N based on systematic census of 213 species over 199 research sites in the grassland biomes of China. With the expanded analysis of leaf P, here we report patterns of leaf P and N:P ratios, and analyze the relative contribution of climatic variables and phylogeny in structuring patterns of leaf N:P stoichiometry. Average values of leaf P and N:P ratio were 1.9 mg g⁻¹ and 15.3 (mass ratio), respectively, consistent with the previous observation of a higher N:P ratio in China’s flora than the global averages (ca. 13.8), resulting from a lower leaf P. Climatic variables had very little direct correlation with leaf P and N:P ratios, with growing season precipitation and temperature together explaining less than 2% of the variation, while inter-site differences and within-site phylogenetic variation explained 55 and 26% of the total variation in leaf P and N:P ratios. Across all sites and species, leaf N and P were highly positively correlated at all levels. However, the within-site, within-species covariations of leaf N and P were weaker than those across sites and across species. Leaf N and P relationships are driven by both variation between sites at the landscape scale (explaining 58% of the variance) and within sites at the local scale (explaining 24%), while the climatic factors exerted limited influence (explaining less than 3%). In addition, leaf N:P ratios in two dominant genera Kobresia and Stipa had different responses to precipitation. This study suggests that geographic variation and between-species variation, rather than climatic variation, are the major determinants of grassland foliar stoichiometry at the biome level. Electronic supplementary material The online version of this article (doi:) contains supplementary material, which is available to authorized users.