广西大青山杉木人工林碳氮磷生态化学计量特征

为研究杉木人工林生态系统植物、凋落物和土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)生态化学计量特征的差异和相互关系,以广西大青山杉木密度试验林为研究对象,测定了5种初植密度下杉木人工林针叶、草本、凋落物和土壤的C、N、P含量及其比值。结果表明:针叶的C、N、P含量最高,凋落物次之,土壤最低。C∶N、C∶P表现为凋落物针叶草本土壤,N∶P表现为凋落物草本针叶土壤。其中针叶的N∶P均值为16.69,凋落物C∶N显著高于N发生释放的C∶N的临界值(30)。杉木人工林针叶和草本N、C∶N呈显著负相关关系,针叶和土壤的C∶N、N∶P,草本和凋落物P含量、C∶P均呈显著正相关关系,体现了杉木生态系统内的C、N、P在针叶、草本、凋落物和土壤之间相互转化和循环。南亚热带杉木人工林植物生长受P限制,凋落物分解慢,土壤有机质的矿化作用慢,养分循环能力低,因此在人工林抚育管理中,应保护林下植被,适当施肥,提高土壤肥力,维持杉木林长期生产力。     

川西高山林线交错带凋落叶分解速率与初始质量的关系

对我国川西高山林线交错带14种代表性植物凋落叶分解速率与初始质量的关系进行研究.结果表明: 高山林线交错带植物凋落叶分解速率（k）为0.16～1.70,乔木和苔藓凋落叶分解较慢,灌木凋落叶次之,草本凋落叶分解最快.凋落叶分解速率与N、木质素、酚类物质、C/N、C/P、木质素/N均具有显著的线性回归关系.通径分析得出,木质素/N和半纤维素含量可以解释k变异的78.4%,其中木质素/N可以解释k变异的69.5%,木质素/N对k的直接通径系数为-0.913.主成分分析表明,第1排序轴k、分解时间（t）的贡献率达99.2%,木质素/N、木质素含量、C/N、C/P与第1排序轴呈显著正相关,其中木质素/N与第1排序轴的相关关系最强(r=0.923).木质素/N是影响川西高山林线交错带植物凋落叶分解速率的关键质量指标,且凋落叶初始木质素/N越高,分解速率越低.     

科尔沁沙地植物成熟叶片性状与叶凋落物分解的关系

采用室内培养的方法,对科尔沁沙质草地20个主要植物种(10个单子叶植物种和10个双子叶植物种)叶凋落物的CO2释放量和释放速率进行比较,同时测定了20种植物成熟叶片的热值、镁浓度、磷浓度、氮浓度、钾浓度、碳浓度、碳氮比、氮磷比、比叶面积、干物质含量以及叶面积等11项叶片性状,分析20种植物叶凋落物的CO2释放量和释放速率与11项叶片性状的相关关系.结果表明, 20种植物的叶片性状在物种间变异范围很大,大多数指标的最大值和最小值的差异在3倍以上,而个别指标如叶镁浓度差异更大,接近9倍之多.由于本项研究中的20种植物均来自于同一样地,因此认为20种植物的自身性状和遗传特性决定了其叶片性状的变异.20种植物叶凋落物培养28d的CO2释放量平均值为(4121±1713)μg kg-1,释放量最大的是尖头叶藜(8767±177)μg kg-1干土,释放量最小的是马唐(1669±47)μg kg-1,二者相差5倍以上.但20种植物叶凋落物CO2释放速率表现相同的变化趋势,培养初期凋落物分解迅速,后期分解相对缓慢.比较分析发现,双子叶植物和单子叶植物叶凋落物CO2释放量、CO2释放速率,以及成熟叶片的叶氮浓度、叶碳浓度、叶C/N和叶干物质含量之间差异显著.相关分析揭示,20种植物成熟叶片叶氮浓度、叶碳浓度、叶C/N和叶干物质含量与叶凋落物分解过程中的CO2释放量和释放速率之间呈显著的相关关系,说明可以利用成熟叶片的N浓度、C浓度、C/N以及干物质含量间接的预测叶凋落物的分解速率.     

不同泥沙埋深对几种一年生草本枯落物分解及养分动态特征的影响

为探究三峡消落带泥沙淤积条件下一年生草本枯落物的分解及养分变化特征,通过模拟实验,采用分解袋法,研究不同泥沙埋深对4种一年生草本分解及养分动态的影响。所选择的三峡消落带4种一年生优势草本植物包括马唐（Digitaria sanguinalis）、稗（Echinochloa crusgali）、狼杷草（Bidens tripartita）、苍耳（Xanthium sibiricum）,设置了无掩埋（0 cm）、中度掩埋（5 cm）和深度掩埋（10 cm）3个泥沙掩埋深度,试验周期为180 d。结果表明：（1）在整个实验期间,4种一年生草本枯落物的分解速率均呈现先快后慢的特点,与0 cm泥沙埋深处理相比,5、10 cm埋深下4种一年生草本枯落物的分解速率均显著降低;（2）在分解结束时,4种一年生草本枯落物C含量变化不大,P元素处于释放状态,而在泥沙掩埋下N元素处于富集状态;（3）除马唐和稗枯落物的P含量变化外,4种一年生草本枯落物C、N、P含量均表现为0 cm掩埋处理显著低于5、10 cm处理组;相反,4种一年生草本枯落物K含量则表现为0 cm掩埋处理显著高于5、10 cm处理组。研究表明消落带大量泥沙淤积抑制枯落物的分解和C、N、P元素释放,有利于降低对三峡库区水体富营养化及营养物质悬浮的贡献率,一定程度上,对库区水质保护有正面效应。     

川南地区毛竹和林下植被芒箕细根分解特征

揭示竹林与其林下植被细根单独和混合分解特征,探讨竹林细根与其林下植被细根之间相互影响的潜在机制,为毛竹林林下植被的合理经营管理提供理论参考。采用原位分解袋法研究了四川长宁毛竹(Phyllostachys edulis)与林下植被芒箕(Dicranopteris pedata)细根分解和养分释放过程,试验周期为1年。结果表明(1)毛竹和芒箕细根初始化学组分有着明显差异,碳(C)含量、碳氮比(C/N)和碳磷比(C/P)毛竹显著高于芒箕(P0.05),而氮(N)含量、磷(P)含量和氮磷比(N/P)均芒箕高于毛竹(P0.05)。(2)毛竹和芒箕细根分解系数(k)分别为0.66±0.04和0.42±0.41,毛竹细根分解速率显著高于芒箕;土壤温度与分解速率呈显著正相关,是影响细根分解速率的关键环境因子。(3)毛竹和芒箕细根碳(C)、氮(N)、磷(P)养分释放均表现为净释放,毛竹细根碳(C)释放速率高于芒箕,但细根氮(N)和磷(P)释放率均低于芒箕。(4)混合分解的实测值和期望值对比结果表明毛竹和芒箕细根混合对分解速率和磷(P)元素的释放没有显著影响,但显著促进了碳(C)元素的释放,抑制了分解初期氮(N)元素的释放。毛竹与林下植被芒箕单独细根分解和养分释放特征均表现不同;细根混合分解速率无显著混合效应,但养分释放的混合效应表现出不同阶段性和不同方向(正或负),说明林下植被通过影响细根养分释放而影响竹林生态系统的养分循环。     

刨花楠不同相对生长速率下林木叶片碳氮磷的适应特征

分别对9年生与13年生刨花楠林木叶片氮磷养分之间关系及林木生物量相对生长速率与叶片碳氮磷化学计量比关系进行分析,探讨不同相对生长速率下的林木叶片N、P养分适应特征,并检验相对生长速率假说理论对刨花楠树种的适应性。结果表明:两种年龄刨花楠林木生物量相对生长速率、叶片C、N、P含量及其计量比值均存在显著差异;同一年龄的林木叶片N、P之间存在显著相关性,二者具有协同相关性;9年生林木叶片P含量及C∶P、N∶P与生物量相对生长速率呈二次曲线相关,而13年生林木叶片N、P含量及C∶N、C∶P、N∶P则与生物量相对生长速率均呈线性相关。研究表明,在能满足植物生长所需养分供给的土壤环境中,叶片N、P含量与林木相对生长速率间呈线性正相关,但当土壤中养分供应满足不了植物高速生长时,植物则会对有限的养分资源进行适应性调整。     

氮添加和升温对杉木林凋落物分解及碳氮磷化学计量特征的影响

通过研究氮(N)添加和升温对杉木林凋落物分解过程中碳(C)、N、磷(P)化学计量特征的影响,探索杉木林养分周转规律。利用江西千烟洲亚热带杉木(Cunninghamia lanceolata)人工林长期野外N添加(CK (0)、N1 (50 kg N·hm~(-2)·a~(-1))、N_2(100 kg N·hm~(-2)·a~(-1)))控制试验平台,采集不同年龄杉木凋落物(一年生叶和二年生叶),在不同温度(20、30℃)条件下进行凋落物分解培养试验。结果表明:凋落物分解过程中,N添加对杉木凋落物C含量没有影响; N添加显著提高了分解过程中不同年龄凋落物的N含量,降低了凋落物P含量。相同N添加水平下,凋落物N、P含量表现为一年生叶二年生叶。N添加对分解前期不同年龄凋落物的P含量表现为N2N1CK,分解后期凋落物P含量则与分解前期相反。N添加显著降低了凋落物C∶N,提高了凋落物C∶P、N∶P。在分解过程中,相同N水平下杉木凋落物C∶N、C∶P表现为二年生叶一年生叶,N∶P趋势相反。分解过程中,温度升高显著提高C∶N、C∶P。相同温度下,不同年龄凋落物的C∶N表现为一年生叶二年生叶。N∶P随温度升高而增大,不同年龄叶片的N∶P表现为一年生叶二年生叶。在杉木林经营管理中,应考虑不同年龄凋落物分解、N添加和温度作用对土壤碳氮循环的影响。     

模拟N沉降和埋土对黄顶菊凋落物分解及养分释放的影响

生物入侵和氮沉降加剧作为两种全球变化因子,可能共同影响入侵植物凋落物分解过程。了解入侵植物和氮沉降单独或二者对凋落物分解的复合影响,有助于揭示全球变化背景下的植物入侵机理,并为降低入侵植物危害提供理论依据。本试验以入侵植物黄顶菊(Flaveria bidentis)和共生本地植物狗尾草(Setaria viridis)叶片凋落物为对象,采用凋落袋法研究了氮添加和埋土处理对其残留率,C、N含量和C/N的影响,本试验共有4个处理,分别是:模拟N沉降处理、埋土处理、模拟N沉降和施氮共同处理以及对照。结果显示,模拟N沉降明显降低了黄顶菊叶凋落物分解速率,分解常数k值为1.68,显著小于对照的2.26,而对狗尾草叶片凋落物分解无显著影响。埋土以及埋土和模拟N沉降共同处理对两种植物凋落物分解均具有显著促进作用。特别地,单一倍增氮沉降因素并未影响黄顶菊叶片凋落物N释放,而埋土和二者综合作用显著促进其N释放。未来氮素沉降水平倍增情形下,以及凋落物不同管理方式(埋土或土表)均可影响入侵种凋落物的分解速率和养分动态,但存在物种差异,这种差异主要由于凋落物质量的差别。     

氮磷添加对呼伦贝尔草甸草原4种优势植物根系和叶片C∶N∶P化学计量特征的影响

近年来大量的氮添加实验表明,持续氮沉降往往会造成植物生长由氮限制转变为磷限制或氮磷共限制,但目前还很少有报道涉及磷添加或氮磷共同添加以研究氮磷元素之间的平衡/失衡的生态后果。本研究依托额尔古纳氮磷添加平台,研究了草甸草原4种优势植物羊草(Leymus chinensis)、贝加尔针茅(Stipa baicalensis)、狭叶柴胡(Bupleurum scorzonerifolium)和披针叶黄华(Thermopsis lanceolata)根系及叶片碳(C)、氮(N)、磷(P)含量与计量特征的变化。结果表明:氮添加或磷添加对4种植物根、叶部的C含量均无显著影响;磷添加对羊草、贝加尔针茅和狭叶柴胡的根、叶部N含量和C∶N无显著影响,对羊草根部、狭叶柴胡叶部的P含量和C∶P也无显著影响,但显著增加了羊草叶、狭叶柴胡根以及贝加尔针茅根和叶部的P含量,降低了其C∶P;氮添加显著提高了羊草、贝加尔针茅和狭叶柴胡根、叶部的N含量,降低了其C∶N,对羊草和狭叶柴胡根、叶部的P含量和C∶P无显著影响,但显著增加贝加尔针茅根、叶部的P含量和降低其C∶P,同时显著提高了羊草、贝加尔针茅和狭叶柴胡根、叶部的N∶P;氮添加和磷添加对豆科植物披针叶黄华根、叶部的养分含量与计量特征均无显著影响;氮磷添加对4种植物根、叶部养分含量与计量特征的影响均不存在显著交互作用。研究结果说明,物种属性在决定植物养分和化学计量特征对养分富集的响应方面发挥着重要作用。不同物种养分含量和计量特征发生的改变对于预测未来养分富集情况下植物群落组成的改变将具有重要参考意义。     

湘西南石漠化地区灌丛植物叶N、P化学计量特征

以湘西南石漠化地区灌丛植物叶片为研究对象,分析了不同功能群植物以及3种不同石漠化程度(轻度、中度、重度)下植物叶片N、P化学计量特征.结果表明: 湘西南石漠化地区常见植物叶片平均N含量为12.89 g·kg^-1,P含量为1.19 g·kg^-1,N/P值为11.24,大部分植物生长受到N的限制.不同生活型之间植物叶片N含量为落叶灌木>常绿灌木>一年生草本>多年生草本,P含量与N/P值为落叶灌木>多年生草本.不同科植物之间叶片N、P含量和N/P值差异显著,禾本科植物叶片N、P含量最低,与其他科植物共同受N限制;豆科植物叶片N含量和N/P值最高,主要受P限制.双子叶植物与C3植物叶片N、P含量分别高于单子叶植物与C4植物,N/P值差异均不显著.固氮植物叶片N含量以及N/P值均高于非固氮植物,P含量差异不显著.各样地中植物叶片N、P含量之间的相关性显著,N/P值与N含量的相关性显著,仅与中度石漠化样地P含量差异显著.不同石漠化程度之间植物叶N、P含量以及N/P值差异不显著.