干热河谷草本植物生物量分配及其对环境因子的响应

以干热河谷6种草本植物为对象,研究了水分、养分、刈割对生物量在根、茎、叶的分配及异速生长关系的影响.结果表明:刈割处理叶生物量质量分数从25.1%显著增加到31.2%,茎生物量质量分数从43.7%显著降低到34.2%;养分添加处理根生物量质量分数从34.0%显著降低到30.8%;水分处理对生物量分配没有显著影响.物种对根、茎、叶生物量分配有显著影响,适应贫瘠土壤的物种将更多生物量分配给叶和根,对茎生物量的分配相对较低.物种与环境因子存在显著的互作效应,表明环境因子对不同物种的生物量分配影响不同.适应贫瘠土壤的物种叶-茎标度指数和异速生长常数大于其他物种,而茎-根标度指数和异速生长常数小于其他物种.养分显著增加了叶-茎和叶-根的异速生长常数,刈割显著降低了茎-根的标度指数,水分处理则没有显著效应.环境因素对器官间异速生长关系的影响存在种间差异.生物量分配的种间差异及其对环境因素的响应特征可能对植物适应环境变化产生重要影响.     

生态系统恢复后干热河谷植物叶片N、P、K含量及物种优势度的变化

以金沙江干热河谷生态系统为对象,通过对比恢复区与对照区(干扰区)的植物叶片N、P、K含量、比值及其与优势度的关系,研究了生态系统恢复对植物叶片化学计量特征的影响.结果表明:生态系统恢复显著降低了植物叶片的N、P含量以及P/K,对K含量无显著影响.其中,恢复区内植物叶片N、P、K含量均值分别为10.405、0.604和9.619g·kg-1,比对照区分别下降了16.9%、34.9%和4.7%.恢复区中植物优势度与叶片P含量间呈极显著负相关,而对照区植物优势度与叶片K含量的负相关关系最显著.生态系统恢复改变了N、P、K之间标度关系的斜率和截距.而恢复区与对照区同一物种间叶片N、P含量差别不显著.研究区植物叶片化学计量特征的改变主要是由群落物种替代引起的.     

金沙江干热河谷植物叶片元素含量在地表凋落物周转中的作用

叶片的化学计量学特征在植物响应环境变化,决定植物的生后效应中具有重要的偶联作用。为了阐明植物叶片生源要素含量对凋落物周转的影响,分析了金沙江干热河谷萨瓦纳草地生态系统植物叶片的化学计量学特征与凋落物周转时间的关系。结果显示:凋落物周转受到多重生源要素及其交互作用的影响,其中K与凋落物周转时间存在显著的正相关关系,而S、Mn、Mg元素具有负关系,表明K可能抑制凋落物的分解,而S、Mn、Mg元素可能会促进凋落物分解。在物种水平上K、S、Mn分别与凋落物周转时间存在显著的相关性, K、S组合解释了16.93%的凋落物周转时间变异;样方水平上,K、S、Mn、Mg分别与凋落物周转时间具有显著相关性,虽然N对凋落物的周转时间影响不显著,但当N与K及其交互作用对凋落物周转时间解释了37.42%的变异。其它元素组合也可在不同程度上解释了凋落物周转时间的变异。多元要素的互作效应表明元素间可能存在拮抗和协同效应,凋落物分解过程中可能受到多重分解者的共同作用,而不同分解者会受到不同的元素限制。未来的研究应当注重N、P以外的元素在生物地球化学循环中的作用。     

干热河谷土壤酶活性对碳氮添加的响应

碳氮是生态系统物质循环中的关键元素,然而碳氮对土壤生态系统功能是否具有交互作用还缺乏深入研究。通过干热河谷土壤的葡萄糖和硝酸铵的交互添加实验,研究了氮、碳添加及其交互作用对干热河谷土壤酶活性及其化学计量学特征的影响。结果表明:碳氮交互作用显著影响了葡萄糖苷酶、酸性磷酸酶和亮氨酸胺肽酶活性。在对照样方的土壤中,碳添加使葡萄糖苷酶活性降低了31.4%;在施氮样方的土壤中,碳添加使葡萄糖苷酶活性增加了54.4%。对照样方中的土壤中,碳添加对酸性磷酸酶和亮氨酸胺肽酶活性促进作用较小(分别增加了102.4%和28.8%);相比之下,在施氮样方的土壤中,碳添加使酸性磷酸酶和亮氨酸胺肽酶活性分别增加了302.2%和68.8%。碳添加对葡萄糖苷酶和酸性磷酸酶活性的促进作用与土壤初始有效氮含量显著正相关。几丁质酶活性在碳添加下增加了53.7%,对氮添加没有响应。碳氮交互作用也显著影响了C∶N和C∶P的水解酶化学计量关系。在对照样方中碳添加使C∶N水解酶化学计量比降低了16.9%,C∶P水解酶化学计量比降低了19.9%;而在施氮样方土壤中,碳添加的影响较小C∶N和C∶P水解酶化学计量比分别降低了1.9%和5.8%。碳氮交互作用对干热河谷土壤酶活性的影响表明碳氮在土壤生态系统功能具有重要作用。     

元谋干热河谷燥红土和变性土上植物叶片的元素含量及其重吸收效率

采用盆栽试验,研究元谋干热河谷燥红土和变性土上生长的植物叶片以及凋落叶营养元素含量,并分析养分重吸收效率对土壤类型与物种互作的响应.结果表明: 土壤类型对叶片N、P、Ca、Mg、Cu、Zn、Fe、N∶P以及凋落叶N、P、Mn、N∶P均有显著影响;燥红土植物叶片与凋落叶N、Mn含量和N∶P显著高于变性土,而燥红土植物叶片P、Ca、Mg、Fe、Cu、Zn和凋落叶P含量显著低于变性土.燥红土植物叶片N含量较变性土高34.8%,而P含量低40.0%;在叶片凋落时,N、P、K表现为重吸收,而其他元素呈富集状态.燥红土凋落叶Ca、Mg、Mn富集系数显著高于变性土.物种仅对叶片N含量有显著影响,物种与土壤交互作用对植物叶片和凋落叶元素含量影响不显著,表明各土壤类型对不同物种元素含量的影响方式较为一致.土壤类型对植物元素含量的影响可进一步作用于干热河谷植物凋落物分解、植物-土壤的养分反馈以及生物地球化学循环.