闽江河口湿地植物氮磷吸收效率的季节变化

以闽江河口湿地土著种芦苇与入侵种互花米草为研究对象,测定了二者地上生物量和氮、磷吸收效率.结果表明：芦苇和互花米草地上生物量的季节变化呈典型的单峰值曲线,芦苇夏季地上生物量最大,达到2195.33 g·m^-2,互花米草则秋季最大,达到3670.02 g·m^-2;不同季节芦苇和互花米草氮、磷吸收效率均呈单峰值曲线,芦苇氮、磷吸收效率分别在夏季和秋季达到最高(21.06 和1.12 g·m^-2),互花米草均在秋季达到峰值(26.76和3.23 g·m^-2);芦苇和互花米草的氮吸收效率极显著大于磷(P<0.01),且互花米草的氮、磷吸收效率显著大于芦苇(P<0.05);植物N/P、C/N和C/P对植物氮、磷吸收效率有一定指示意义.     

人工湿地植物对观赏水中氮磷去除的贡献

研究了处理观赏用轻度富营养化水的人工湿地中植物的生长特性和氮磷去除作用。研究发现 ,所选用的 2 1种植物中 ,有17种植物在人工湿地中生长良好 ,稳定生长 10 5 d以后 ,其平均总生物量在 15 5～ 1317g/ m2之间 ,除了鸭跖草的地上地下生物量比 (A/ U)为 2 0 .5外 ,其余都在 1.18～ 4 .2 9之间。植株地上部 N和 P的浓度分别在 10 .99～ 34.74 mg/ g和 0 .5 9～ 3.81mg/ g之间 ;地下部 N和 P浓度分别在 6 .2 0～ 2 9.5 0 mg/ g及 0 .72～ 3.83mg/ g之间。大部分植物地上部 N和 P的浓度大于地下部 (p<0 .0 5 )。植物的 N、P积累量分别在 2 .10～ 2 4 .4 8g/ m2 和 0 .2 3～ 1.95 g/ m2 之间。在处理轻度富营养化水的人工湿地中 ,植物吸收对氮磷的去除起着主要作用——贡献率分别为 4 6 .8%和 5 1.0 %。植物的氮磷积累量与浓度及生物量之间均存在显著相关 ,所以可以直接以生物量为指标选择人工湿地植物。同时考虑净化和景观效果 ,可为处理城镇轻度富营养化水的人工湿地的植物选择提供参考     

风车草和香根草在人工湿地中迁移养分能力的比较研究

为研究风车草(Cyperus alternifolius)和香根草(Vetiveria zizanioides)迁移养分的能力,建立17.0m²风车草潜流式人工湿地和13.3 m²香根草潜流式人工湿地处理猪场废水,在四个季节末测定植物生物量和组织氮、磷、铜、锌含量.结果表明,香根草地下部生物量大于风车草,地上部生物量则是风车草大于香根草.风车草年地上部收获量为3406.47 g·m^-2,比香根草的1483.88 g·m^-2高2.3倍;风车草的氮含量为22.69 mg·g^-1,比香根草的15.44 mg·g^-1高7.25 mg·g^-1;风车草的磷含量为6.09 mg·g^-1,比香根草的5.47 mg·g^-1高0.62 mg·g^-1.植株含铜、锌量风车草略比香根草高.风车草每年迁移N 68.72 g·m^-2和P18.49 g·m^-2,香根草迁移N 8.93 g·m^-2和P 3.69 g·m^-2.风车草人工湿地每年由植物迁移的氮、磷、铜、锌比香根草高4～7倍.     

不同刈割强度对牧草地上部和地下部生长性状的影响

研究了不同刈割强度对牧草地上部和地下部生长状况的影响.结果表明,适度刈割可提高牧草地上部植株的再生能力.刈割后牧草再生叶片的叶绿素总量变化不大,而叶绿素a/b比值有所增加,轻刈割和重刈割的牧草叶绿素a/b比值分别增至1.59∶1和1.52∶1、不刈割为1.22∶1,有利于增强植物的光合作用.与不刈割处理相比,在刈割初期,重刈割处理下柱花草根系总长、总表面积和平均直径分别下降了54.9%、66.5%和27.2%,根系活力显著下降;但在中后期,刈割处理的牧草地下部根系形态指标活力可恢复到更高的水平.从一年两次收获的累计生物量来看,以轻刈割最高,为3 179.8 g·m^-2,重刈割次之,为3 006.1 g·m^-2,不刈割最低,为2 936.98 g·m^-2,说明一年两次刈割可以提高牧草产量.     

围垦滩涂湿地旱生耐盐植物的入侵和影响

以上海市崇明东滩1998年围垦湿地为例,基于彩红外航片的景观格局分析以及样地群落调查,分析了湿地人工排水后,旱生耐盐植物在湿地原生芦苇群落中的入侵和影响.结果表明：以碱菀为建群种的旱生耐盐植物群落在围垦湿地区从东北向西南扩散,速度达143 m·a^-1,原生芦苇斑块迅速收缩、破碎,缀块密度指数和形状指数分别增长22.7倍和1.3倍;2006和2007年两个生长季后群落中碱菀生物量高达2783.8 g·m^-2,占群落总生物量的98％,重要值达88%;芦苇生物量和重要值则分别下降98％和83%.表明侵入过程与地下0～20 cm土壤水分和土壤盐度密切相关.应深入研究旱生耐盐植物的侵入机制,探讨合理、动态的湿地排水管理策略,以便控制旱生耐盐植物群落的迅速入侵.     

人工湿地污水处理系统中的植物效应与基质酶活性

为了解植物在湿地污水净化系统中的作用与机理,构建了A-B-C三级串连垂直流人工湿地系统,并选择水葱(Scirpus validus)风车草(Cyperus alternifolius)、美人蕉(Canna indica)、和芦苇(Phragmites australis)作为测试植物,进行了生活污水处理试验.结果表明,系统中有植物单元单位面积污染物的去除量均高于无植物对照单元.与对照相比,在A、B、C三级系统中由植物效应产生的CODCr去除增量分别为43.52 g/(m2·d),20.38 g/(m2·d),30.94 g/(m2·d);TN去除增量为13.14 g/(m2·d),28.61 g/(m2·d),6.97 g/(m2·d);TP去除增量为1.2 g/(m2·d),0.66 g/(m2·d),0.06 g/(m2·d).从A到C级,污水中污质浓度递减,呈现根系活力显著增强,而植物生长量、过氧化物酶含量、生长量与氮磷积累量等显著下降趋势.基质酶活性在对照单元中较低,在有植物单元中,基质酶活性明显增大并与根系活力成正相关.     

不同作物与玉米间作对玉米吸收积累镉的影响

采用盆栽技术,研究了7种间作作物对玉米吸收积累镉(Cd)的影响.结果表明,多数间作作物对玉米生物量没有明显影响,只有扁豆对玉米生长有较明显的抑制作用,使玉米生物量降至对照的67.8 %.间作豆科作物大幅提高玉米的Cd积累总量,其中鹰嘴豆的作用最为明显,使玉米对Cd的累积量增加1倍以上.7种间作植物对Cd也有不同水平的吸收,其中,油菜与籽粒苋可在地上部大量积累Cd（油菜地上部Cd浓度达53.9 mg·kg^-1,籽粒苋达51.0 mg·kg^-1),且籽粒苋根的Cd含量高达91.8 mg·kg^-1 (土壤Cd为3 mg·kg^-1).间作植物与玉米对Cd的吸收具有不同的交互作用特征,豆科作物在自身较少吸收Cd的条件下,显著提高了玉米对Cd的积累;籽粒苋在自身大量累积Cd的同时,一定程度上抑制了与其间作的玉米的Cd累积量;油菜地上部分吸收较多的Cd,但降低了玉米地上部分Cd含量.研究表明,如果将玉米作为大生物量的Cd污染修复植物来应用,可将其与豆科植物间作,以提高Cd清除效率;籽粒苋与油菜具有大量积累Cd的能力,可作为Cd污染土壤的修复植物.     

陕北黄土区生物结皮条件下土壤养分的积累及流失风险

分析了陕北黄土高原典型流域生物结皮的形成和发育对土壤养分的积累效应,同时对生物结皮条件下土壤养分的流失风险进行评价.结果表明：生物结皮生长发育后能够迅速增加结皮层及2 cm土层的养分含量,但对深层土壤影响较小;退耕0～20年间结皮层的养分含量与退耕年限之间的关系可用指数函数（y=a［b-exp(-cx)］）拟合,其中有机质、全氮和碱解氮在退耕20年间的增加速度变化不大,而全磷、速效磷和速效钾在退耕初期增加迅速,后期增加缓慢;自然发育生物结皮对土壤养分的年均净贡献量为：有机质50.15 g·m^-2、全氮1.95 g·m^-2、全磷0.44 g·m^-2、碱解氮164.33 mg·m^-2、速效磷9.64 mg·m^-2和速效钾126.21 mg·m^-2,人工培育条件下生物结皮发育更快,对养分尤其是速效养分的贡献速率更高;生物结皮条件下养分含量的提高增加了养分流失风险,尤其是养分随泥沙流失大幅度增加,生物结皮增加的养分中平均有39.06%随泥沙流失,仅有60.94%得以保留.总之,生物结皮可迅速、全面增加表层土壤养分,但同时会加大养分流失风险.尽管如此,土壤养分的净增加量仍相当可观,显示生物结皮具有较好的土壤养分积累效应.     

湿地植物小叶章对外源氮输入的响应

选取三江平原典型沼泽湿地植物小叶章为对象,通过野外控制试验（2004—2007年）,研究了4个不同氮素输入水平［0（对照,CK）、6（N₆）、12（N₁₂）和24（N₂₄） g·m^-2·a^-1］对小叶章叶片形态、叶绿素和生物量累积等的影响.结果表明：不同氮处理间小叶章叶长和叶宽未出现显著差异,比叶面积在N₁₂处理时最小［（149.54±18.27） cm²·g^-1］,即此氮处理水平下叶片的厚度最大.叶片的叶绿素含量均呈单峰型变化,峰前,随着氮输入量的增大而增大,且N₁₂和N₂₄处理下峰值出现的时间早于N₆和CK处理;峰后,N₂₄处理下叶绿素含量迅速降低,N₆处理则降低缓慢,说明适量的氮输入延缓了叶片衰老.连续的高氮（N₂₄）输入使小叶章的生长发育有所提前,在成熟后叶片出现早衰现象.2005和2007年生长季末,小叶章地上部分生物量均随着外源氮输入量的增加而增大,但是经过4年 (2007年) 连续高氮（N₂₄）处理的小叶章地上部分生物量较输入2年 (2005年) 时降低了53.72％.     

光照对绿豆扦插苗不定根生长硼需求的影响

研究了光照状况对绿豆扦插苗不定根生长硼需求的影响.结果表明,当绿豆幼苗在光照强度(PAR)为50或100 μmol·m^-2·s^-1条件下连续生长10 d,外源供硼时扦插苗才能生长不定根,在该光照条件下连续生长6 d再遮黑4 d,无需外源供硼即可生长不定根;在PAR为180 μmol·m^-2·s^-1下连续生长6 d再遮黑4 d,需外源供硼才能保证不定根生长;在PAR为100 μmol·m^-2·s^-1条件下连续生长10 d时,每个下胚轴中自由态的硼总量仅为在此光照条件下连续生长6 d再遮黑4 d时的一半,这可能是在PAR为100 μmol·m^-2·s^-1时连续生长10 d需要外源供硼满足不定根生长的原因.     

风车草和香根草在人工湿地中迁移养分能力的比较研究

为研究风车草（Cyperus alternifolius）和香根草（Vetiveria zizanioides）迁移养分的能力,建立17.0 m²风车草潜流式人工湿地和13.3 m²香根草潜流式人工湿地处理猪场废水,在四个季节末测定植物生物量和组织氮、磷、铜、锌含量.结果表明,香根草地下部生物量大于风车草,地上部生物量则是风车草大于香根草.风车草年地上部收获量为3406.47 g·m^-2,比香根草的1483.88 g·m^-2高2.3倍;风车草的氮含量为22.69 mg·g^-1,比香根草的15.44 mg·g^-1高7.25 mg·g^-1;风车草的磷含量为6.09 mg·g^-1,比香根草的5.47 mg·g^-1高0.62 mg·g^-1.植株含铜、锌量风车草略比香根草高.风车草每年迁移N 68.72 g·m^-2和P 18.49 g·m^-2,香根草迁移N 8.93 g·m^-2和P 3.69 g·m^-2.风车草人工湿地每年由植物迁移的氮、磷、铜、锌比香根草高4～7倍.     

滇西北高原闭合半闭合退化湿地的生态恢复效果

选取滇西北高原典型退化湿地纳帕海,对比植被恢复前后入湖河流廊道、草甸(汇水过渡区)、湖滨带植物群落物种的组成、水质、土壤有机质和全氮含量的变化,分析流域完整尺度恢复实践的有效性.结果表明:研究区湿地植物在恢复初期由8科12属13种迅速增加至18科22属28种;地上生物量从318.56 g·m-2上升到507.68 g·m-2;湖滨及河流岸带植物群落恢复前后变化明显,耐污种逐渐减少或消失,出现了消失多年的沼泽植物黑三棱和水毛莨群落;土壤有机质和全氮含量分别由恢复前的28.85和0.79g·kg-1增加到50.26和1.45g·kg-1,水体中的TN、TP和COD含量较恢复前显著下降,去除率分别达到67.9％、79.2％和71.2％,水体透明度提高了179％,湿地生态系统结构和功能得到了改善和恢复.在高原闭合半闭合湿地区,采取植被恢复措施及其技术方法行之有效.     

Plant growth and nutrient removal in constructed monoculture and mixed wetlands related to stubble attributes

The aim of this study is to test the hypothesis that it depends on plant species used in the wetlands and their stubble growth attributes, as to whether monoculture or mixed wetland is superior in plant growth and nutrient removal. Monoculture and mixed wetland microcosms of five wetland plant species were studied. Significant differences in growth and aboveground biomass were found in the monoculture wetlands. Species that showed faster growth and larger biomass in monoculture wetland were also dominant in the mixed wetland. The mixed wetland exhibited similar biomass and root growth to the averages of five monocultures. ANOVA showed that there were very significant differences among the wetlands in removal rates of all the nutrients studied except nitrate nitrogen (NO₃-N) and chemical oxygen demand (COD). The removal rates from the mixed wetland were generally comparable to the highest removal rates from the monocultures. The species exhibited different stubble growth attributes, with some species showing increasing stubble growth and removal rates, while other species showing decreasing stubble growth and removal rates. The results indicated that in both monocultures and mixed constructed wetlands, growth and nutrient removal rates depended on plant species, and attributes of plant stubble growth affected overall growth and nutrient removal capabilities.     

崇明东滩湿地植被演替过程中生物量与氮含量的时空变化

研究了长江口东滩潮滩植物群落各演替阶段优势种的生物量与氮含量的季节变化以及演替过程中的空间变化格局。结果表明,潮滩植被生物量在生长季内随时间呈增长趋势,氮含量则在植被生长初期最大,生长末期最小。在演替过程中,植被总体生物量变化趋势为:演替中期>演替后期>演替早期。植物单位氮含量的变化是:地下部分氮含量随演替呈降低趋势,地上部分氮含量从演替中期开始随演替呈增长趋势。每1 hm2湿地植被氮含量平均值变化趋势为:演替晚期>演替中期>演替早期。根据计算,崇明东滩鸟类自然保护区内芦苇地上部分蓄积的氮含量为227.5 t,互花米草地上部分蓄积的氮含量45.9 t,海三棱草体内蓄积的氮含量为68.2 t。     

Production and nutrient dynamics of plant communities on a sub-Antarctic island

Summary Studies of plant standing crop and nutrient concentrations have enabled an assessment of the seasonal changes in nutrient standing stocks (the mass of nutrients per m²) in two mire-grasslands at Marion Island (46°54S, 37°45E). Mire-grasslands are an important component of the island's vegetation, occurring on very wet peats and dominated by graminoids and bryophytes. Peak aboveground standing stocks of N, P and K in the vascular plant species of the mire-grasslands mostly occurred earlier in the season than did peak aboveground biomass, implying that aboveground accumulation rates of these nutrients were greater than the rate of biomass accumulation. Maximum Ca standing stocks coincided in the season with peak shoot biomass. Depending on the plant species, peak Mg and Na standing stocks occurred either before, or later than, peak shoot biomass. Total (above-plus belowground) standing stocks of nutrients (N+P+K+Ca+Mg+Na) at the time of peak aboveground biomass were 51 g m^-2 at study mire 1 and 44 g m^-2 at study mire 2. The most abundant element in the vegetation was N, followed by K. The net quantities of most nutrients translocated into the aboveground growth were mostly greater than the seasonal mean standing stocks in the aerial biomass. Except for Ca, nutrient standing stocks in the vegetation of the mire-grasslands are in the upper part of the range reported for sub-Arctic and Arctic graminoid communities. They are more similar to standing stocks at oceanic moorlands, montane grasslands and heath communities. Low Ca concentrations occur in the plants so that Ca standing stocks are lower than in most comparable northern hemisphere communities. Pool sizes (i.e. total quantities contained in the plant/soil system to a depth of 25 cm) of N, P, K and Ca are in the lower part of the range reported for wet, graminoid-dominated tundra and tundra-like communities of the northern hemisphere.     

西双版纳外来入侵植物及其共存种叶片氮、磷化学计量特征

诊断外来植物和本地种的资源利用方式是入侵生态学研究的热点问题。叶片氮(N)、磷(P)含量和化学计量特征可以反映受侵地区植物的N、P吸收能力和限制状况, 为把握外来植物的入侵能力、为本地植物共存或消失的机制提供基础科学依据。该研究以我国西南地区典型外来入侵植物(飞机草(Chromolaena odorata)、紫茎泽兰(又叫破坏草, Ageratina adenophora))及其共存的本地植物为对象, 探讨不同入侵条件下入侵种及其共存的本地植物的N、P利用策略。在云南西双版纳孔明山研究区, 调查了无入侵条件下和飞机草与紫茎泽兰的不同入侵程度(按入侵种生物量比例划分)下的物种数量和生物量, 分析了主要植物的叶片N、P含量和N:P值。结果显示: 尽管群落地上生物量随飞机草和紫茎泽兰入侵程度增加而增加, 但本地植物种数随飞机草和紫茎泽兰入侵程度增加而显著减少。飞机草与紫茎泽兰的叶片N、P平均含量无显著差异, 但均显著高于无入侵条件下的本地植物以及与其共存的本地植物。两种入侵植物的N、P含量均随它们所占样方总生物量的比例增大而升高, 本地植物N含量也有相似的变化趋势。当对比入侵和无入侵两类样方的同种植物N、P和N:P变化时发现多数本地种叶片P含量呈降低趋势, N含量和N:P呈升高趋势。根据叶片N、P绝对含量和N:P值及其随入侵的变化规律, 推测入侵可能提高了植物的N可利用性, 但本地植物仍然受N限制; 入侵植物N:P值总体小于10与其具有相对于N吸收的较高的P吸收能力有关。该研究揭示了西南典型外来入侵植物具有较强的N、P吸收富集能力。     

Foliar nitrogen and phosphorus stoichiometry of alien invasive plants and co-occurring natives in Xishuangbanna

Aims How alien invasive plants and co-occurring native plants utilize nutrients is one of major issues in invasion ecology. Foliar nitrogen (N) and phosphorus (P) contents and stoichiometry can elucidate the uptake ability and limitation status of nutrients in plants, which provides basic knowledge for understanding the invading ability and co-occurrence or disappearance of plants.
Methods Based on typical alien invasive plants (Chromolaena odorata, Ageratina adenophora) and native plants in southwestern China, this study focused on strategies of N and P utilization among invasive plants and native plants under different invasion conditions. The species compositions, aboveground biomass, leaf N and P contents and leaf N:P were investigated for plants in plots with no invasion and with different invasion extents (estimated by the plot-based percentage of invaders’ biomass in total community) at Mt. Kongming in Xishuangbanna region, Yunnan Province, China.
Important findings The species number decreased significantly with the invasion extent of both C. odorata and A. adenophora, although the aboveground biomass was greatly enhanced. Leaf N and P contents did not differ between the two studied invaders, but they showed significantly higher N and P levels than both co-occurring and only native species (p < 0.05). Besides, leaf N and P contents of invaders increased with the invasion extent, and leaf N of native plants also showed an increasing trend with the invasion extent. When the influence of invasion was checked for the same species, leaf P contents decreased, whereas leaf N and N:P increased for most native plants under invasion. Based on the absolute foliar N and P contents, N:P values, we inferred that native plants were still limited by N, although N availability might be enhanced by invasion. Both invasive plants had leaf N:P values lower than 10, suggesting a higher P uptake relative to N uptake. All above results highlighted a higher N and P uptake of typical alien invasive plants in southwestern China.     

鄱阳湖湿地灰化苔草生长季氮磷含量与储量的变化

湿地植物在营养元素生物地球化学循环过程中起着重要作用,研究植物氮磷元素的吸收、分配和积累特征对于正确理解氮磷循环关键过程及其生态作用具有重要意义。基于野外实地观测和室内实验分析,研究了鄱阳湖淡水湿地灰化苔草春草生长季内不同部位生物量、氮磷含量及氮磷储量的动态变化。结果表明:在生长季内,灰化苔草各部位生物量随时间推移而增加,地上部分生物量在各生长期均高于地下部分,地下部分生物量积累速率相对稳定,而地上部分和总体平均积累速率表现为生长前期高于生长后期;各部位氮磷含量经历了先减少再增加的变化过程,其中地上部分氮元素在灰化苔草生长的中后期显著高于地下部分,而磷元素在中前期两者差异更为显著;生物量与氮磷储量均呈显著正相关,是灰化苔草氮磷储量动态变化的主导因子,氮磷元素主要储存在灰化苔草的地上部分;研究期间灰化苔草平均氮磷比介于3.32—3.83之间,按营养限制理论进行判断,氮元素可能是灰化苔草生长的限制性营养因子。     

黄土高原退耕还草地C、N、P生态化学计量特征对植物多样性的影响

为探讨退耕还草地生态化学计量特征随恢复年限的变化以及其对植物多样性的影响,选取黄土高原不同恢复年限退耕还草地为研究对象,分别为农田（对照）、恢复8 a、15 a、25 a和35 a,测定了植物地上部分和土壤C、N、P含量,并分析了其C：N：P化学计量特征与植物多样性之间的关系。结果表明：（1）总体上,随着恢复年限的增加,植物地上部分C、N、P含量呈现增长趋势,而其C：N、C：P以及N：P呈现降低趋势,其中C含量在恢复35 a时达到最大值（434.95 g/kg）;N含量在农田阶段最高（2.29 g/kg）,P含量在恢复25 a时达到最高（1.23 g/kg）。（2）土壤C、N、P含量及N：P随恢复年限的增加总体上呈现增加趋势,C：N呈现降低趋势,而C：P基本保持不变;土壤C、N、P含量的最大值均出现在恢复35 a,其值分别为10.94 g/kg、0.07 g/kg、0.06 g/kg。（3）随着植物地上部分C含量和C：N的增加,Shannon-Weiner指数降低;植物地上部分C含量和土壤P含量是影响Simpson指数的主要因子,其与植物地上部分C含量负相关,而与土壤P含量显著正相关;Pielou均匀度指数与土壤N含量、N：P、C：P以及植物地上部分C含量等因子正相关;Margalef指数与植物地上部分N含量、P含量等因子正相关。研究表明草地恢复中植物和土壤C：N：P化学计量特征对植物多样性具有重要的影响。