中国植物细根碳、氮、磷化学计量学的空间变化及其影响因子

为了研究中国陆地植物细根碳(C)、氮(N)、磷(P)的空间变化模式, 揭示细根在“温度-植物生理假说”及“生长速率假说”等方面的规律, 该文收集已发表的有关中国陆地植物细根研究的文献, 从中提取细根C、N、P元素含量及其相关数据, 分析了细根C、N、P含量及其比例与经纬度之间的关系。结果表明: 细根N、P元素含量均随纬度增加而增加, P含量随经度增加而降低, N:P随经度增加而增加。细根N、P含量与年平均气温、年降水量均呈负相关关系, 与土壤养分呈正相关关系。在土壤养分、温度、降水量3个非生物因素中, 土壤养分对细根N、P含量的影响最大。该文中细根和粗根的C:P、N:P差异变化不完全支持“生长速率假说”。根系和叶片一样, N、P含量与纬度呈正相关关系, 支持“温度-植物生理假说”, 反映了植物对自然环境的适应策略。     

中国南方灌丛优势木本植物叶的氮、磷含量及其影响因素

探索植物器官中氮(N)、磷(P)含量沿环境梯度的分异规律,有助于揭示陆地生态系统物质循环和植物养分适应策略的过程和机制。该文采用分层随机抽样法,在中国南方12个省市区布设462个灌丛样点,对其中193种优势木本植物叶N、P含量进行调查取样。结果表明:1)南方灌丛优势木本植物叶的N、P含量几何均值分别为16.57 mg·g~(–1)和1.02 mg·g~(–1);其中,落叶木本植物(17.91 mg·g~(–1)、1.14 mg·g~(–1))显著高于常绿木本植物(15.19 mg·g~(–1)、0.89 mg·g~(–1));叶P含量较N含量具有更大的变异性和环境依赖性。2)随年平均气温(MAT)的升高,常绿木本植物叶N、P含量降低,落叶木本植物叶N、P含量呈逐渐增加的趋势;随年降水量(MAP)的增加,常绿木本植物叶N含量降低,落叶木本植物叶N含量增加,两者P含量下降。3)土壤N含量的增加对两者叶的N含量无显著影响;但随土壤P含量的增加,常绿和落叶木本植物叶P含量均显著增加。4)广义线性回归显示,植物生活型分别可解释叶N、P变异的7.6%和14.4%,MAP和土壤P含量分别解释了0.8%和16.4%的叶P变异。结果表明,中国南方灌丛中优势植物叶的N含量主要受不同生活型植物生长需求所决定,而P含量则受气候、土壤和植物生活型共同决定。     

鄱阳湖沙山单叶蔓荆不同器官碳、氮、磷化学计量特征

在鄱阳湖湖滨沙山沿沙化梯度测定了单叶蔓荆(Vitex rotundifolia)花、叶、枝条、匍匐茎、细根的碳(C)、氮(N)、磷(P)含量,以阐明单叶蔓荆各器官C、N、P含量及化学计量比的分配格局,探讨养分元素及其化学计量之间的关联及对沙化程度的响应。结果表明:(1)单叶蔓荆各器官C、N、P含量变化范围分别为386.28–449.47 mg·g~(–1)、11.40–25.37 mg·g~(–1)、0.89–1.54 mg·g~(–1)。各器官中以花的N、P含量最高。(2)沙化程度仅对C、N含量及C:P影响显著,而器官是影响单叶蔓荆C、N、P含量及化学计量比的主导因子;单叶蔓荆基于质量的N、P含量之间的关系在不同沙化程度区未发生策略位移现象,N:P化学计量比具有保守性特征,没有随沙化程度与器官的改变而发生显著变化。(3)单叶蔓荆各器官的相关性主要集中在地上部分,其中枝条与匍匐茎之间的关系最为密切,二者之间的C、N、P含量及C:N、C:P化学计量比均表现为显著性相关。     

Spatial changes and influencing factors of fine root carbon,nitrogen and phosphorus stoichiometry of plants in China

为了研究中国陆地植物细根碳(C)、氮(N)、磷(P)的空间变化模式,揭示细根在"温度-植物生理假说"及"生长速率假说"等方面的规律,该文收集已发表的有关中国陆地植物细根研究的文献,从中提取细根C、N、P元素含量及其相关数据,分析了细根C、N、P含量及其比例与经纬度之间的关系。结果表明:细根N、P元素含量均随纬度增加而增加,P含量随经度增加而降低,N:P随经度增加而增加。细根N、P含量与年平均气温、年降水量均呈负相关关系,与土壤养分呈正相关关系。在土壤养分、温度、降水量3个非生物因素中,土壤养分对细根N、P含量的影响最大。该文中细根和粗根的C:P、N:P差异变化不完全支持"生长速率假说"。根系和叶片一样,N、P含量与纬度呈正相关关系,支持"温度-植物生理假说",反映了植物对自然环境的适应策略。     

新疆45种荒漠植物粗根碳、氮、磷计量特征及其与环境的关系

通过测定新疆44个样地45种荒漠植物的粗根碳(C)、氮(N)、磷(P)元素含量,探索荒漠植物化学计量特征与环境因子的关系。结果表明:荒漠植物粗根C、N和P含量为440±73、9.86±3.84和0.82±0.48 mg·g-1,C∶N、C∶P和N∶P为51±21、707±388和15±10。不同生活型植物的粗根C含量存在显著差异,其中乔木最高、灌木次之、草本最低,而粗根P含量表现为相反的趋势;此外,灌木的粗根N含量显著高于乔木和草本。C与P、N与P呈异速生长关系,其幂指数分别为-0.460、0.699。C、N、P化学计量特征与经纬度、年平均温度、年平均降水量存在非线性关系。荒漠植物粗根C、N、P计量特征主要受气候因子的影响,生活型差异和土壤养分影响次之,反映了荒漠植物生长主要受水分限制。     

不同种源中间锦鸡儿碳氮磷化学计量特征研究

中间锦鸡儿(Caragana liouana)是中国毛乌素沙地的主要灌木建群种,在其主要分布区采集9个不同地理种源的种子,栽种至同质园,并测定不同器官(根、茎、叶)碳(C)、氮(N)、磷(P)含量,比较种源和器官间碳氮磷化学计量特征的差异及元素之间的相关性。结果显示:(1)不同种源中间锦鸡儿根、茎、叶的C含量差异显著,分别为361.12~426.30mg·g~(-1)、412.32~463.13mg·g~(-1)、419.21~478.94mg·g~(-1);N含量种源间差异显著,分别为20.52~33.67mg·g~(-1)、15.77~23.92mg·g~(-1)、27.60~36.44mg·g~(-1);P含量种源间差异显著,分别为1.52~3.73mg·g~(-1)、1.24~2.14mg·g~(-1)、1.44~2.38mg·g~(-1);不同器官的C/N、C/P、N/P也表现出种源间显著差异。(2)种源和器官对中间锦鸡儿碳氮磷化学计量特征的影响程度存在差异,种源对P、C/P、N/P影响较大,器官对C、N、C/N影响较大。(3)相关性分析表明,N、P分别对C/N和C/P的变异起主导作用,并共同影响N/P的变异。研究表明,中间锦鸡儿的碳氮磷化学计量特征在长期的适应进化过程中已产生遗传分化,并形成了自身的养分利用策略。     

油松与榆树人工林植物-凋落叶-土壤碳、氮、磷化学计量特征

以科尔沁沙地油松与榆树人工林为对象,比较植物器官(叶、枝和细根)、凋落叶和土壤(0～10、10～20、20～40 cm 土层)的C、N、P含量及其计量比,分析2树种叶片N、P重吸收效率,探讨油松与榆树人工林养分循环特征.结果表明:油松各器官C、N、P含量为493～577、6.34～17.22、0.66～1.91 g·k...     

毛竹向杉木林扩展过程中细根适应策略

毛竹向周边系统扩展的能力很强,研究毛竹扩展过程中细根的适应策略,可以为毛竹林扩展调控提供科学依据。本研究以毛竹-杉木林扩展界面为对象,分析了毛竹不同扩展阶段细根生物量、根长密度、比根长及细根养分含量和比值的变化。结果表明:随着毛竹扩展,细根生物量和根长密度增加,比根长、细根N和P含量降低;与扩展前期相比,扩展后期细根生物量、根长密度分别是扩展前期的7.03、1.57倍,分别为1683.04±188.17 g·m~2和6483.14±846.82 m·m~(-3);比根长从扩展前期的2.61±0.20 m·g~(-1)降低到到扩展后期的0.70±0.06 m·g~(-1),扩展前期是扩展后期的3.73倍;细根N含量从扩展前期的5.06 g·kg~(-1)降低到扩展后期的2.98 g·kg~(-1),降低了41.11%; P含量从扩展前期的0.30 g·kg~(-1)降低到扩展后期的0.17 g·kg~(-1),降低了43.33%。相关分析表明:细根生物量、比根长与细根N、P、K、C∶N之间的相关性达到极显著水平,毛竹细根养分含量与细根形态特征协同发生了变化;毛竹向杉木林扩展时,细根形态和主要养分含量随着环境的变化发生了适应性的改变,毛竹细根具有较强的可塑性;毛竹细根在扩展前期通过增加比根长和细根N、P含量的策略,实现在新环境中的快速生长和对土壤环境的高效利用。     

Allocation strategies of carbon,nitrogen and phosphorus following a gradient of wildfire severities

植物碳、氮、磷在不同火烧强度下的分配策略 森林野火是影响北方针叶林演替过程中养分分配规律的重要因素。然而,植物叶片和细根之间 的碳(C)、氮(N)、磷(P)分配策略在不同强度森林野火后的研究尚不充分。本研究旨在探讨不同野火强度下叶片和细根间C、N、P的分配策略。运用化学计量学理论和异速生长方程,选取中国东北大兴安岭地区的4个不同火烧强度(未火烧、低、中、高)恢复10年后的火烧迹地为研究样地,比较不同火烧强 度下各物种叶片和细根的C、N、P含量。研究结果表明,与未受到火烧的样地相比,轻度火烧迹地的植物叶片和细根C浓度增加,重度火烧迹地植物叶片N浓度最高,但是细根N浓度最低。N:P比值的平均值大于16的结果表示植物养分利用策略在高火烧强度下趋于P限制。更重要的是,随着火烧严重程度的增加,细根与叶片间的C、N、P分配规律出现由异速生长向等速生长的转变,即随着火烧强度的增加,元素分配表现为对叶片的分配多于细根。这些结果表明,植物叶片和细根之间的元素分配策略在受到不同强度的野火干扰以后发生了失衡。本研究加深了我们对火后森林生态系统演替过程中植物与土壤养分动态的认识。     

大兴安岭典型森林沼泽植物叶片和细根碳氮磷化学计量特征

探究大兴安岭典型森林沼泽不同植物叶片和细根生态化学计量特征,能够为进一步认识高纬度气候敏感生态系统养分利用策略和物质循环过程提供依据。对大兴安岭地区兴安落叶松-苔草、兴安落叶松-笃斯越桔-藓类和兴安落叶松-杜香-泥炭藓3种典型森林沼泽19种优势和亚优势维管植物叶片和细根碳氮磷计量特征(C∶N∶P)进行比较,分析不同森林沼泽类型、植物生长型和菌根类型叶片和细根C∶N∶P差异,通过标准化主轴回归分析叶片与细根C∶N∶P的关系。结果表明: 叶片C∶N∶P在种间水平具有最大的变异(42.5%～84.6%),且叶片和细根种间变异大小均为N∶P>C∶N>C∶P。土壤养分和水分含量较高的兴安落叶松-苔草沼泽叶片与细根C∶N和C∶P值较低,且3种森林沼泽植物叶片和细根N∶P均小于10,受N限制。草本植物叶片C∶P和细根C∶N、C∶P显著低于木本植物。外生菌根和杜鹃花类菌根植物叶片和细根C∶N和C∶P高于丛枝菌根和无菌根植物,且杜鹃花类菌根植物叶片和细根C∶P显著高于外生菌根植物。不同森林沼泽、生长型、菌根类型植物叶片和细根C∶N和C∶P差异明显,而N∶P相对稳定。森林沼泽植物叶片与细根C∶N、C∶P和N∶P呈线性正相关,植物地上与地下部分在生态化学计量特征上存在协同。