中亚热带植被恢复阶段植物叶片、凋落物、土壤碳氮磷化学计量特征

为揭示植被恢复过程中生态系统的养分循环机制及植物的生存策略, 根据亚热带森林群落演替过程, 采用空间代替时间方法, 以湘中丘陵区地域相邻、环境条件基本一致的檵木(Loropetalum chinensis) +南烛(Vaccinium bracteatu) +杜鹃(Rhododendron mariesii)灌草丛(LVR)、檵木+杉木(Cunninghamia lanceolata) +白栎(Quercus fabri)灌木林(LCQ)、马尾松(Pinus massoniana) +柯(Lithocarpus glaber) +檵木针阔混交林(PLL)、柯+红淡比(Cleyera japonica) +青冈(Cyclobalanopsis Glauca)常绿阔叶林(LCC)作为一个恢复系列, 设置固定样地, 采集植物叶片、未分解层凋落物和0-30 cm土壤样品, 测定有机碳(C)、全氮(N)、全磷(P)含量及其化学计量比, 运用异速生长关系、养分利用效率和再吸收效率分析植物对环境变化的响应和养分利用策略。结果表明: (1)随着植被恢复, 叶片C:N、C:P、N:P显著下降, 而叶片C、N、P含量和土壤C、N含量、C:P、N:P显著增加, 其中LCC植物叶片C、N含量, 土壤C、N含量及其N:P, PLL植物叶片P含量, 土壤C:P显著高于其他3个恢复阶段, 各恢复阶段植物叶片N:P > 20, 植物生长受P限制; 凋落物C、N、P含量及其化学计量比波动较大。(2)凋落物与叶片、土壤的化学计量特征之间的相关关系较弱, 叶片与土壤的化学计量特征之间具有显著相关关系, 其中叶片C、N、P含量与土壤C、N含量、C:N (除叶片C、N含量外)、C:P、N:P呈显著正相关关系; 叶片C:N与土壤C、N含量、C:P、N:P, 叶片C:P与土壤C含量、C:N、C:P, 叶片N:P与土壤C:N呈显著负相关关系。(3)植被恢复过程中, 叶片N、P之间具有显著异速生长关系, 异速生长指数为1.45, 叶片N、P的利用效率下降, 对N、P的再吸收效率增加, LCC叶片N利用效率最低, PLL叶片P利用效率最低而N、P再吸收效率最高。(4)叶片N含量内稳态弱, 而P含量具有较高的内稳态, 在土壤低P限制下植物能保持P平衡。植被恢复显著影响叶片、凋落物、土壤C、N、P含量及其化学计量比, 叶片与土壤之间C、N、P含量及化学计量比呈显著相关关系, 植物通过降低养分利用效率和提高养分再吸收效率适应土壤养分的变化, 叶片-凋落物-土壤系统的N、P循环随着植被恢复逐渐达到“化学计量平衡”。     

3种功能型林木幼苗叶片与细根碳氮磷化学计量特征及其异速关系

为了比较不同功能型林木叶片与细根碳氮磷化学计量特征及其异速关系的差异,本研究以刨花楠(常绿阔叶)、福建山樱花(落叶阔叶)和福建柏(常绿针叶)的幼苗为对象,对其叶片和细根的碳(C)、氮(N)、磷(P)含量及其计量比关系进行分析。结果表明: 3种树木幼苗的叶片与细根的C、N、P含量及其计量比存在显著差异,其中,叶片与细根的C含量及C/N、C/P均以刨花楠最高,N含量和N/P以福建山樱花最高,P含量以福建柏最高;3种幼苗叶片的C、N、P含量和C/P、N/P均高于细根。叶片的C、N、P含量及其计量比之间的异速关系与细根不同,且受功能型差异的影响;3种幼苗叶片的C/P与N/P之间存在着指数明显不同的异速关系,但其细根的N、P含量均为等速关系。3种幼苗叶片和细根的C、N、P含量及其计量比关系也存在差异;刨花楠叶片和细根的关系主要显示为叶片C含量与细根P含量的异速关系,福建山樱花则主要显示在叶片C、N含量及C/N、N/P与细根C/N、N/P间的异速或等速关系,而福建柏主要是叶片C含量与细根C、N、P含量间的异速关系,福建山樱花叶片与细根的养分分配更具协调性。3种幼苗叶片和细根对P的投资策略具有相似性。研究结果为实施林木苗期精准养分管理与高效培育技术等提供了科学依据。     

中亚热带植被恢复阶段植物叶片、凋落物、土壤碳氮磷化学计量特征

为揭示植被恢复过程中生态系统的养分循环机制及植物的生存策略,根据亚热带森林群落演替过程,采用空间代替时间方法,以湘中丘陵区地域相邻、环境条件基本一致的檵木(Loropetalumchinensis)+南烛(Vacciniumbracteatu)+杜鹃(Rhododendron mariesii)灌草丛(LVR)、檵木+杉木(Cunninghamia lanceolata)+白栎(Quercus fabri)灌木林(LCQ)、马尾松(Pinus massoniana)+柯(Lithocarpus glaber)+檵木针阔混交林(PLL)、柯+红淡比(Cleyera japonica)+青冈(Cyclobalanopsis Glauca)常绿阔叶林(LCC)作为一个恢复系列,设置固定样地,采集植物叶片、未分解层凋落物和0–30 cm土壤样品,测定有机碳(C)、全氮(N)、全磷(P)含量及其化学计量比,运用异速生长关系、养分利用效率和再吸收效率分析植物对环境变化的响应和养分利用策略。结果表明:(1)随着植被恢复,叶片C:N、C:P、N:P显著下降,而叶片C、N、P含量和土壤C、N含量、C:P、N:P显著增加,其中LCC植物叶片C、N含量,土壤C、N含量及其N:P,PLL植物叶片P含量,土壤C:P显著高于其他3个恢复阶段,各恢复阶段植物叶片N:P 20,植物生长受P限制;凋落物C、N、P含量及其化学计量比波动较大。(2)凋落物与叶片、土壤的化学计量特征之间的相关关系较弱,叶片与土壤的化学计量特征之间具有显著相关关系,其中叶片C、N、P含量与土壤C、N含量、C:N (除叶片C、N含量外)、C:P、N:P呈显著正相关关系;叶片C:N与土壤C、N含量、C:P、N:P,叶片C:P与土壤C含量、C:N、C:P,叶片N:P与土壤C:N呈显著负相关关系。(3)植被恢复过程中,叶片N、P之间具有显著异速生长关系,异速生长指数为1.45,叶片N、P的利用效率下降,对N、P的再吸收效率增加, LCC叶片N利用效率最低, PLL叶片P利用效率最低而N、P再吸收效率最高。(4)叶片N含量内稳态弱,而P含量具有较高的内稳态,在土壤低P限制下植物能保持P平衡。植被恢复显著影响叶片、凋落物、土壤C、N、P含量及其化学计量比,叶片与土壤之间C、N、P含量及化学计量比呈显著相关关系,植物通过降低养分利用效率和提高养分再吸收效率适应土壤养分的变化,叶片-凋落物-土壤系统的N、P循环随着植被恢复逐渐达到"化学计量平衡"。     

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。     

胡杨茎叶化学计量和异速生长关系特征随发育阶段变化的性别差异

胡杨(Populus euphratica Oliv.)是荒漠河岸林防风固沙和水土保持的雌雄异株树种。该研究以不同径阶(8、12、16、20 cm)的胡杨雌雄株为研究对象,通过当年生茎、叶化学计量元素(C、N、P、K)含量及生长关系分析,探讨不同器官化学计量随发育阶段的变化及异速生长关系的性别差异。结果表明：(1)胡杨雌雄株叶片C含量表现为大径阶(20 cm)显著高于小径阶(8 cm),而其叶片N含量随着径阶的增加显著增加;雌雄株茎、叶化学计量随着径阶的增加总体上呈增加趋势,且C、N含量均与径阶呈显著正相关关系;随着径阶的增加,雌株叶片P含量呈下降趋势,与径阶呈显著负相关关系,而雌雄株茎的P、K含量呈上升趋势,且与径阶呈显著正相关关系。(2)雌株各径阶叶片的N含量及8、12、20 cm径阶的叶片P含量均显著大于相应雄株,8、16、20 cm径阶当年生茎C含量以及20 cm径阶茎N、P含量均显著高于相应雄株。(3)雌株叶片C与N在20 cm径阶的斜率指数最大,而雄株在12 cm径阶斜率指数最大,雌雄株在各发育阶段N与P的变化较稳定;在相同C含量时,雄株茎能获得更多的N含量,雌株茎在相同N的情况下能获得更多P元素。研究发现,胡杨雌雄株间茎、叶化学计量元素含量和异速生长关系特征在不同发育阶段存在着明显性别差异,成熟雌株叶片需要更多的化学计量特征含量来满足生殖需求,总体反映了自身生长及环境适应的养分分配策略。     

平茬高度对云南松苗木碳氮磷化学计量特征的影响

为了解平茬对云南松(Pinus yunnanensis)苗木各器官碳(C)、氮(N)、磷(P)含量及其化学计量特征的影响,探讨C、N、P含量间的相关关系及其异速生长关系,本研究对不同平茬高度(对照、5、10和15 cm)的云南松苗木采样测定,分析主根、侧根、茎、侧枝、母株针叶、萌条枝、萌条针叶共7个器官的C、N、P含量及其C∶N、C∶P、N∶P值。结果表明：除C含量在平茬高度间无显著差异外,N含量、P含量、C∶N、C∶P、N∶P在平茬高度、器官、平茬高度×器官间均存在极显著差异;随着平茬高度的增加,N含量、P含量和N∶P呈现先上升后下降趋势,而C∶N和C∶P呈现相反的趋势;不同平茬高度下各器官营养元素含量及比值的变异系数波动低,表明平茬对C、N、P含量及其化学计量稳定性的影响较小;平茬处理下C含量与N、P含量间的相关关系有一定的改变,随着平茬高度的增加,C含量与N、P含量间的相关关系减弱;平茬未改变它们之间的异速生长关系,表现为C的积累速率低于N和P,苗木生长以N调控为主;综合来看,平茬改变植株体内的营养元素含量,进而改变植物体内C、N和P含量的平衡关系,云南松苗木表现以N调控为主,随...     

毛竹及其变种细根化学计量特征

以安徽太平竹类植物种质资源保存库毛竹及其变种(花毛竹、黄槽毛竹、厚壁毛竹、金丝毛竹)为研究对象,分析比较毛竹及其变种3个年龄阶段(1、3、5年生)细根化学计量特征,探究毛竹及其变种细根养分策略。结果表明:1)毛竹及其变种细根化学计量特征主要受竹种的影响,年龄对毛竹及其变种细根化学计量特征的影响较小;2)毛竹及其变种细根的养分元素含量存在差异性,生长季花毛竹细根的全C、全N、全P含量较高,其他竹种则相对较低;毛竹细根C∶N、C∶P最高,毛竹及其变种细根N∶P差异性不显著;3)花毛竹、金丝毛竹细根的N和P含量具有显著的异速生长关系,毛竹及其变种的细根普遍受P元素的限制;其他竹种细根C、N、P养分元素之间异速生长关系不显著,说明其养分分配具有相似性;4)毛竹及其变种细根化学计量与土壤化学性质存在一定的相关性,细根C∶P主要受土壤有机质与全P的制约。因此,与土壤环境因素相比,毛竹及其变种细根化学计量特征受竹种遗传特性的限制作用更大;毛竹及其变种细根化学计量特征受其所处生长阶段的影响,不同竹种的养分元素利用策略存在差异性。     

不同生境中鬼针草(Bidens pilosa)碳氮磷化学计量特征及其营养利用策略

该研究通过野外采样和实验室测定的方法,研究了三种生境中鬼针草叶和根碳(C)、氮(N)、磷(P)化学计量特征及其与土壤养分的相关性。结果表明:(1)鬼针草的生境具有不同的资源水平。三种生境的土壤全氮(TN)和速效氮贫乏,有机碳(C)和全磷(TP)较充裕;生境Ⅰ土壤TN含量显著低于其它两个生境,生境II土壤TP含量显著低于其它两个生境,生境III土壤TN、TP含量均大于其它两个生境。(2)不同生境的鬼针草对磷(P)分配策略不同。低N生境的鬼针草叶片P含量根P含量,P较多地分配到植物体地上部分;N、P含量较高的生境中鬼针草根P含量叶P含量,P更多地分配到地下部分。(3)不同生境的鬼针草其地上部分和根的生长速率不同。低N生境的鬼针草叶片N/P和C/P值小,植物体具有较高的相对生长速率,具有地上生长竞争优势;低P生境的植物叶片N/P和C/P值大,植物体具有较慢的相对生长速率;高N、高P生境中根N/P和C/P值小,根具有较高的生长速率,保证了鬼针草的地下生长竞争优势。(4)鬼针草叶片N/P和根N/P之间呈现不显著的负相关关系,植物地上部分和地下部分为异速生长。不同生境的鬼针草具有不同的营养利用和分配策略,保证了植物强大的竞争力和入侵性。     

苦竹叶片碳氮磷化学计量特征的海拔梯度效应

为揭示海拔梯度对苦竹林立竹叶片碳(C)、氮(N)、磷(P)化学计量特征的影响,该文以3个海拔梯度[低海拔,(200±10) m;中海拔,(400±10) m;高海拔,(800±10) m]苦竹林为研究对象,测定1至3年生立竹叶片C、N、P含量,分析其化学计量特征和异速增长关系。结果表明:(1)立竹年龄对苦竹叶片C、N、P含量及其化学计量特征影响明显,随立竹年龄的增大,苦竹叶片C、N、P含量和N∶P总体上均呈降低趋势,而C∶N、C∶P总体上呈升高趋势。(2)海拔对苦竹叶片C、N、P含量及其化学计量特征有重要影响,随海拔梯度升高,不同年龄立竹叶片C含量呈先升高后下降变化趋势,N、P含量总体上呈降低趋势,而C∶N、C∶P和N∶P均呈升高趋势。(3)不同海拔梯度苦竹林立竹叶片C、N、P含量和C∶N、C∶P差异显著,中、高海拔苦竹林立竹叶片N∶P无显著差异,均显著高于低海拔苦竹林;不同海拔梯度苦竹林立竹叶片C、N、P间呈显著的正异速增长关系,随海拔梯度的升高,C-N、C-P异速增长指数显著升高,而N-P异速增长指数显著下降。综上结果表明,高海拔苦竹林虽然N、P利用效率提高,但立竹叶片C含量较低,P限制性作用增强;中海拔苦竹林不但具有较高的N、P利用效率,而且立竹叶片C含量高,说明中海拔是苦竹林丰产培育的适宜海拔。     

不同林龄油茶人工林土壤-叶片碳氮磷生态化学计量特征

油茶是世界四大木本油料植物之一,在我国有着2000多年的栽培和利用历史。碳(C)、氮(N)、磷(P)化学计量元素是近年来研究的热点,通过C、N、P化学计量我们可以深入了解植物-土壤间元素相互关系,并能揭示土壤养分限制状况。为了解油茶人工林生态系统C、N、P化学计量特征及油茶人工林养分元素限制因素,以长江中下游油茶适宜栽培区湖南、江西和湖北三省油茶林为研究对象,采用空间代替时间的研究方法,在区域尺度上随机选择32个典型油茶人工林并分为4个林龄组(9年低龄林;9—20年高产林;21—60年低产林; 60年生产退化林)。测定油茶人工林土壤与油茶叶片中的C、N、P含量并分析其化学计量特征。研究结果表明:(1)随林龄增加,油茶人工林土壤有机碳(SOC)和全氮(TN)含量增大,而土壤全磷(TP)和速效/kg和5.43 mg P在一定的林龄(60 a)内具有增加的趋势。(2)随林龄增加,油茶人工林叶片C含量无显著变化,N、P含量降低,叶片的C、/kg、11.66—15.46 g增大。此外,叶片N∶P阈值分析发现,叶片N∶P比在四个林龄段均16。(3)相关分析结果表明,油茶人工林土壤SOC和TN具有显著正相关,油茶叶片N和P具有显著正相关。同时,叶片N含量与土壤TN无相关性,而油茶叶片P含量与土壤Olsen-P显著正相关。油茶人工林土壤化学计量C∶N、C∶P和N∶P与叶片C∶N、C∶P呈显著正相关,以及叶片N∶P与土壤C∶P、N∶P呈显著正相关(P0.05)。由以上可见,油茶人工林土壤主要受P养分限制,且随林龄增加,P限制增加。此外油茶叶片N、P吸收具有协同效应,且油茶叶片与土壤元素存在广泛的计量耦合关系。本研究综合分析油茶林叶片与土壤的C、N、P计量特征及其关系,有助于全面系统的揭示油茶人工林生态系统的养分状况,对油茶林高效培育、养分补充或退化林诊断等具有指导意义。     

羊草的地上-地下功能性状对氮磷施肥梯度的响应及关联

羊草(Leymus chinensis)是我国北方典型草原群落的主要建群种和优势种, 由于长期的过度放牧, 羊草草原生态系统的结构和功能严重退化。养分添加作为恢复草地生态系统的一种管理措施, 其应用目前还处于实验性研究阶段。关于羊草的地上-地下功能性状对养分添加, 尤其是P添加的响应研究较少, 相关机制尚不十分清楚。为此, 该文以羊草为研究对象, 通过温室栽培进行N (50, 100, 250 mg N·kg^-1)和P (5, 10, 25 mg P·kg^-1)各3个水平的养分添加实验, 研究羊草的地上-地下功能性状对N、P添加的响应及适应机制。主要研究结果表明: 1)羊草的地上生物量和总生物量主要受N添加的影响, N添加显著提高了羊草的地上生物量, 而地下生物量主要受P添加的影响, 尤其在中N和高N水平, P添加显著降低了羊草的地下生物量。羊草的根冠比受N、P添加的共同影响, 随着N、P添加梯度加大, 根冠比显著降低, N、P添加促进了羊草生物量向地上部分的分配和N、P向叶片的分配。2)在低N和高N水平, 羊草对P添加的响应与适应机制不同。低N水平, 羊草主要通过增加光合速率和比根长(SRL), 提高光合能力和根系对N的获取能力促进地上部分的生长, 而根系对P的吸收有利于地下部分的生长; 在高N水平, P添加对羊草的个体生长无明显促进作用, 甚至地下生物量明显受到P素抑制, 羊草主要通过保持较高的比叶面积(SLA)和SRL, 提高对光资源的截获能力和根系对N的获取和吸收能力, 维持地上部分的生长。3)相对于地上性状, P添加对羊草的地下性状影响更大, 羊草的SLA与SRL呈较弱的正相关关系, 表明叶片与根系在资源获取和利用方面具有相对独立性。     

Response and correlation of above- and below-ground functional traits of Leymus chinensis to nitrogen and phosphorus additions

AimsLeymus chinensis is a constructive and dominant species in typical steppe of northern China. The structure and functions of L. chinensis grassland ecosystem has been degenerated seriously due to long-term overgrazing in recent decades. As an effective measure to restore the degraded grasslands, the effects of nutrient addition on plant growth and ecosystem structure and functioning have been paid more attention in manipulation experimental research. The effects of nutrient addition, especially P addition on the above- and below-ground functional traits of L. chinensis have rarely been studied; particularly the underpinning mechanisms remain unclear. Our objective is to examine the responses and adaptive mechanisms of L. chinensis to different levels of N and P additions. MethodsWe conducted a culture experiment in the greenhouse, with three levels of N (50, 100 and 250 mg N·kg^-1) and P (5, 10 and 25 mg P·kg^-1) addition treatments. The above- and below-ground biomass, leaf traits (e.g., specific leaf area, leaf N and P contents) and root traits (e.g., specific root length, root N and P contents) of L. chinensis were determined in this study.Important findings Our results showed that: 1) the aboveground biomass and total biomass of L. chinensis were mostly affected by N addition, while the belowground biomass was mainly affected by P addition. N addition greatly enhanced the aboveground biomass of L. chinensis, while P addition reduced the belowground biomass at the moderate and high N levels. The root-shoot ratio of L. chinensis was influenced by both N and P additions, and root-shoot ratio decreased with increasing N and P levels. N and P additions promoted more biomass and N and P allocations to aboveground and leaf biomass. 2) Leymus chinensis showed different responses and adaptive mechanisms to P addition at low and high N levels. At low N level, L. chinensis exhibited high photosynthetic rate and specific root length (SRL) to improve photosynthetic capacity and root N acquisition, which promoted aboveground biomass. High root P content was favorable for belowground biomass. At high N level, P addition did not significantly affect plant growth of L. chinensis, even reduced its belowground biomass. Leymus chinensis showed high specific leaf area (SLA) and SRL to improve light interception and N acquisition in order to maintain stable aboveground biomass. 3) P addition greatly impacted below-ground than above-ground functional traits. SLA exhibited a weakly positive correlation with SRL, indicating L. chinensis exhibited relatively independence of resource acquirement and utilization between leaf and root functional traits.     

芨芨草叶片养分特征对氮磷不同添加水平的响应

植物叶片氮(N)、磷(P)养分特征受土壤可利用性N、P含量和N、P相对比例(N:P)的共同影响, 研究其作用机制有助于解释和评估土壤养分变化对植物养分利用策略的影响。该研究通过盆栽实验, 探讨芨芨草(Achnatherum splendens)养分化学计量学特征和叶片养分回收特征对不同剂量的养分添加(低、中、高3个N添加水平: 1.5、4.5、13.5 g·m^-2·a^-1)及不同土壤N:P (5、15、25)的响应。结果表明: 养分添加水平的提高显著增加了成熟叶片P含量和衰老叶片N、P含量, 显著降低了叶片N、P养分回收效率(NRE, PRE)。土壤N:P的升高显著降低了衰老叶片P含量和叶片NRE, 但增加了成熟和衰老叶片N:P和叶片PRE。相同养分添加水平条件下, 土壤N:P与叶片PRE显著正相关, 但与叶片NRE无显著相关性; 相同N:P条件下, 养分添加水平与NRE负相关, 但与PRE无显著相关性。植物NRE:PRE可以有效地反映环境变化所导致的植物对N、P需求的改变。土壤养分添加水平和N:P共同影响着芨芨草的叶片养分生态化学计量学特征和养分回收。     

紫云英配施化肥对水稻氮素吸收利用和紫云英氮在水稻-土壤体系分配、残留的影响

明确紫云英配施化肥条件下水稻对氮素吸收利用和紫云英氮在水稻-土壤体系的吸收利用、分配及残留规律,能够为豫南稻区合理施肥提供依据。本研究利用原状土柱模拟和¹⁵N示踪技术,研究等氮条件下不施肥(CK)、化肥+22500 kg·hm^-2紫云英(FM1)、化肥+30000 kg·hm^-2紫云英(FM2)、化肥+37500 kg·hm^-2紫云英(FM3)、化肥+22500 kg·hm^-2紫云英+石灰(FM1+CaO)、化肥+30000 kg·hm^-2紫云英+石灰(FM2+CaO)、化肥+37500 kg·hm^-2紫云英+石灰(FM3+CaO)对水稻氮素吸收利用、水稻-土壤体系氮素养分平衡和紫云英矿化分解的氮在水稻各部位吸收利用、分配及残留的影响。结果表明: 与CK相比,施肥显著提高了稻谷氮吸收量、稻秆氮吸收量和氮素表观损失量、氮素盈余量。稻谷氮吸收量、稻秆氮吸收量和水稻氮利用率随紫云英翻压量增加呈先升高后降低趋势,氮素表观损失量和氮素盈余量随紫云英翻压量增加呈先降低后上升趋势,均以翻压30000 kg·hm^-2紫云英配施化肥处理效果较好。增施石灰可提高水稻稻谷氮吸收量、稻秆氮吸收量和水稻氮利用率,降低氮素表观损失量和氮素盈余量,以FM2+CaO处理效果最好。各施肥处理水稻吸收的氮来源于紫云英的比例为6.3%～13.2%,来源于土壤和肥料的比例为86.8%～93.7%;水稻对紫云英氮的当季利用率为23.8%～33.6%,水稻各部位对紫云英氮的利用率表现为籽粒>茎叶>根;紫云英氮在土壤中的残留率为37.6%～62.4%,损失率为7.8%～38.6%。综合考虑水稻氮素吸收利用、水稻-土壤体系氮素养分平衡和紫云英氮在水稻中的分配状况,该研究区以FM2+CaO处理为最优。     

鄱阳湖沙山优势植物种叶片氮磷特征

对鄱阳湖沙山14种优势植物的叶片氮、磷含量进行研究,以探讨沙山植物的生理生态适应机制,为鄱阳湖沙化土地的植被恢复提供科学依据。结果表明:鄱阳湖沙山14种优势植物叶片氮含量变化范围为3.10～16.5mg·g^-1,平均值10.21mg·g^-1;叶片磷含量变化范围为0.70～2.10mg·g^-1,平均值1.24mg·g^-1。其中,叶片氮含量仅相当于中国及全球不同植物叶片氮平均含量的一半,叶片磷含量则分别是中国及全球不同植物叶片磷平均含量的85%、70%。鄱阳湖沙山植物较低的叶片氮、磷含量主要受低土壤养分含量控制。蔓荆子作为沙山普遍分布的物种,其叶片氮、磷含量受沙山土壤养分含量低的影响,总体保持较低水平,同时表现出随沙化程度的增加而增加的趋势,这是一种对于水分胁迫的生理适应,以提高水分利用效率。鄱阳湖沙山植物叶片N:P平均比值为9.0,表明沙山植物生长更多地受氮的限制。     

氮素和植物生长促进剂对羊草生长及竞争力的影响

选取羊草、斜茎黄芪、克氏针茅3种内蒙古典型草原常见植物,通过不同植物物种组合(单独种植或者羊草与其他两种混合种植)、施加不同剂量的氮素(0、0.1、0.2、0.4、0.8mg·g^-1)和植物生长促进剂——油菜素内酯(0.005 mg·g^-1)的温室盆栽试验,分析氮素和油菜素内酯对羊草生长及其与其他植物竞争力关系的影响.结果表明:添加氮素对羊草、斜茎黄芪的生物量影响显著,对克氏针茅的生物量影响较弱,并且氮素的影响因其伴生植物的不同而改变.氮素添加显著增加了羊草在单独种植和与斜茎黄芪混合种植时的地上生物量,但显著降低了与克氏针茅混合种植时的地下生物量.由于土壤可利用氮增加,羊草的地上与地下分配发生变化,表现为单独种植、与克氏针茅混合种植时,根冠比下降;与斜茎黄芪混合种植时,氮素添加对羊草根冠比的影响则不显著.油菜素内酯对植物生长的显著影响不普遍,仅显著降低了斜茎黄芪单独种植时的地下生物量;在羊草与斜茎黄芪混合种植时,显著增加了羊草地上生物量.油菜素内酯和氮适量联用可有效增加特定物种组合的生物量,从而在退化草地恢复中具有一定的应用前景.     

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。     

Responses of plant community biomass to nitrogen and phosphorus additions in natural and restored grasslands around Qinghai Lake Basin

Aims Plant biomass reflects the primary productivity of community vegetation, and is the main resource of carbon input in the terrestrial ecosystem. It is usually limited by nitrogen (N) and phosphorus (P) availability in the soil. Alpine grassland around Qinghai Lake Basin has experienced extensive land-use changes due to the cultivation of native grassland and vegetation recovery on cropped land. In this experiment, two grassland types were chosen, natural alpine grassland (NG) and its adjacent restored grassland (RG), to determine the responses of plant community biomass to N and P additions with different land-use. Methods NH₄NO₃ and Ca(H₂PO₄)₂·H₂O were added in a completely randomized block design, with medium levels of 10 g N·m^-2 and 5 g P·m^-2. Soil NO₃^--N and available P contents, and the plant community biomass were measured in the two grasslands. Two-way ANOVA was used to determine the effects of nutrient additions on all measured indicators, and regression analysis was used to analyze the correlations between plant biomass and soil NO₃^--N and available P contents.Important findings Results showed: (1) N and P additions both increased grass biomass in the NG, and significantly elevated the total aboveground biomass, with the promoting effect of N addition higher than that of P addition; N addition significantly increased both grass and forb biomass in the RG, and markedly promoted the total aboveground biomass, while P addition had no effects on the functional groups and total aboveground biomass (p > 0.05). (2) N and P additions both had no effects on the belowground and total biomass in the NG, whereas N addition significantly increased the total biomass by 34% in the RG, which suggested that the effect of N limitation on the vegetation primary productivity was stronger in the RG at present stage. (3) The aboveground biomass in the NG increased with soil NO₃^--N content (p < 0.05), and the above- and below-ground as well as the total biomass were all positively correlated with soil NO₃^--N content in the RG (p < 0.01). These results indicated that the plant growth in alpine grassland around Qinghai Lake Basin was prone to N limitation, and the effect of P limitation changed with land-use. Soil available N might be the key limiting factor for vegetation restoration and reconstruction in the RG. The “Grain for Green” project (the land-use policy) and atmospheric N deposition are benefiting both plant growth and C accumulation in the alpine grassland ecosystem around Qinghai Lake Basin.     

环青海湖地区天然草地和退耕恢复草地植物群落生物量对氮、磷添加的响应

植物群落生物量反映了植被的初级生产能力, 是陆地生态系统碳(C)输入的最主要来源, 往往受到自然界中氮(N)、磷(P)元素供应的限制。该试验以青藏高原环青海湖地区的高寒草原为研究对象, 探讨了天然草地和退耕恢复草地植被群落生物量对N (10 g·m^-2)、P (5 g·m^-2)养分添加的响应。N、P添加显著增加了天然草地禾草的生物量, 进而促使地上总生物量显著提高。退耕恢复草地禾草和杂类草的生物量对N添加均有一致的正响应, 从而促使地上总生物量显著增加174%, 群落地上和地下总生物量显著增加34%; 而P添加对恢复草地生物量各项参数均无显著影响。回归分析显示: 天然草地植物群落地上生物量随土壤中NO₃^--N含量的增加而增加(p < 0.05), 退耕恢复草地植被地上、地下和总生物量均与土壤NO₃^--N含量显著正相关(p < 0.01), 说明环湖地区高寒草原植物生长主要受N供应的限制, P的限制作用随土地利用方式的转变和群落演替阶段的不同而变化; 相比天然草地, 恢复草地在现阶段植被初级生产力受N的限制作用更强烈, 土壤中可利用N含量是限制其植被自然恢复和重建的关键因子。