西北干旱区荒漠植物叶片和细根碳、氮、磷化学计量特征

植物的叶片和细根是植物地上部分和地下部分最重要的营养器官,其碳(C)、氮(N)、磷(P)化学计量特征反映了植物的养分限制状况及叶片与细根间的协同作用,开展叶片与细根化学计量关系的研究,对认识植物养分利用策略及元素间平衡关系有重要意义。对西北干旱区21种荒漠植物叶片与细根C、N、P含量进行了测定,分析了C、N、P含量及其计量比在不同生活型及不同器官间的关系。结果表明:1)西北干旱区荒漠植物叶片与细根C含量相对稳定,叶N、P含量高于细根,说明在干旱生境中,植物对养分的分配侧重于地上部分,以完成其正常的生命活动;叶片与细根的N ∶ P无显著差异,有明显的保守性,表明植物地上与地下部分养分吸收策略与分配规律具有一致性;2)不同生活型植物叶片和细根的C、N、P含量及C ∶ N、C ∶ P存在显著差异,灌木与禾草具有较高的C ∶ N和C ∶ P,杂类草具有较高的N、P含量,说明灌木与禾草倾向于保守型养分适应策略,杂类草倾向于快速生长的资源竞争策略;3)21种荒漠植物叶片与细根N、P含量间均存在显著的正相关关系,表明西北干旱区荒漠植物体内N、P元素间存在相互作用;4)植物叶片与细根间C、N、P含量及C ∶ N、C ∶ P存在等速生长关系,表明植物光合产物和养分在地上与地下部分间的分配具有平行的比例关系,但这种关系受生活型影响。上述结果表明西北干旱区不同生活型植物在恶劣生境中存在不同的养分适应策略,且地上与地下部分的养分利用策略及分配规律存在协同作用,这为进一步认识西北干旱区荒漠植物的养分利用策略提供了试验基础。     

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。     

狗娃花叶片生态化学计量特征及功能性状对坡向的响应

坡向对植物叶片生态化学计量特征及功能性状有显著影响。研究不同坡向上植物叶片生态化学计量特征与功能性状有助于了解植物对环境变化的响应及适应。以兰州地区狗娃花叶片为研究对象,分析其生态化学计量及功能性状随坡向的变化特征。结果显示:阳坡叶片C含量(408.12 g·kg~(-1))、C∶P(348.61)与N∶P(29.71)均显著高于阴坡(其值分别为400.75 g·kg~(-1)、196.69和16.60),N含量(34.81 g·kg~(-1))和C∶N(11.72)与阴坡无显著差异(其值分别为34.07 g·kg~(-1)和12.24),而P含量(1.67 g·kg~(-1))显著小于阴坡(2.56 g·kg~(-1));阳坡比叶面积及叶片含水量(10.55 cm2·g~(-1)、59.06%)与阴坡(9.70 cm2·g~(-1)、60.65%)无显著差异,叶干物质含量(0.14 g·g~(-1))和叶面积(0.31 cm2)均显著低于阴坡(0.15 g·g~(-1)、0.41 cm~2);不同坡向狗娃花叶片生长均受P限制;阳坡比叶面积、叶片含水量、叶面积分别是影响叶片C含量、N含量和叶片C∶N的主导因子;阴坡叶干物质含量是影响叶片C含量和P含量的主导因子,而叶片功能性状的4项指标对叶片N含量和C∶N均有影响,且叶面积为主导因子,比叶面积次之。研究表明,坡向对狗娃花叶片生态化学计量特征和功能性状均有影响,将二者结合研究有助于全面了解植物对环境的适应策略。     

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。     

塔里木盆地北缘荒漠典型植物叶片化学计量特征及其与土壤环境因子的关系

以塔里木盆地北缘胡杨、多枝柽柳、骆驼刺、花花柴和芦苇5种荒漠典型植物为研究对象,分析植物叶片碳(C)、氮(N)、磷(P)化学计量特征,结合冗余分析探讨叶片元素化学计量特征及其与土壤环境因子的关系。结果表明,5种植物叶片C、N、P含量平均值分别为451.65、16.98和1.08 mg·g~(-1),均低于全球植物平均水平,植物生长倾向于受N和P共同限制。植物体内元素含量及其计量比在物种之间存在较大的差异,胡杨C含量较低,骆驼刺具有相对较高的N含量与N∶P值,芦苇和花花柴P含量最高。Pearson相关分析表明,叶片N与P含量之间呈极显著正相关,C含量与N、P含量的相关性则不显著。冗余分析表明,土壤含水量、盐度和pH值能很好地解释叶片化学计量特征的差异性,其中土壤含水量是叶片C、N、P含量及其化学计量比变化的主要驱动因子,土壤全N含量、全P含量、总溶解固体和有机C含量对叶片化学计量特征的影响相对较小。     

会仙喀斯特湿地三种典型植物叶片碳同位素(δ13C)特征及其指示意义

为探讨会仙喀斯特湿地不同生长环境下植物叶片碳(C)、氮(N)、磷(P)、稳定碳同位素(δ~(13)C)特征及其生态学指示意义,该文以挺水植物芦苇、浮水植物水葫芦和沉水植物金鱼藻为研究对象,分析了三种典型不同生活型植物叶片的δ~(13)C特征及种间和微生境的差异,并基于植物碳同位素与碳酸酐酶显著正相关的二端元模型,估算了植物利用光合作用固定的碳酸氢根离子(HCO3-)的碳量。结果表明:(1)三种植物叶片δ~(13)C的变化范围为-28.47‰～-21.69‰,平均值为-24.83‰,不同生活型植物间δ~(13)C存在差异,金鱼藻水葫芦芦苇。(2)植物δ~(13)C值与叶片C、N和P元素含量间呈显著正相关,与C/N、C/P和N/P呈显著负相关关系,与底泥的有机质、速效氮、总氮、速效磷和总磷含量呈显著正相关。(3)会仙喀斯特湿地三种不同生活型植物叶片N/P平均值为10.34,表现出植物受N、P共同影响的特征。(4)δ~(13)C的变化特征,揭示了三种水生植物可能通过增加磷利用效率来促进低水分利用率环境下的碳的合成,通过提高植物水分利用效率的策略来代偿较低的氮素利用效率。(5)芦苇光合作用固定HCO3-碳量为159.60 t·a~(-1)·km~(-2),水葫芦为10.80 t·a~(-1)·km~(-2),金鱼藻为9.24 t·a~(-1)·km~(-2),平均值为59.88 t·a~(-1)·km~(-2)。会仙喀斯特湿地植物的不同生活型、光合作用途径和生长微环境,是影响叶片δ~(13)C变化的主要因素。     

Seasonal dynamics of leaf C,N and P stoichiometry in plants of typical steppe in Nei Mongol,China

分析植物叶片(C)、氮(N)、磷(P)含量及其比值的季节动态, 不仅有助于认识植物生长发育和养分吸收利用等生理生态过程, 也有利于认识植物化学计量的动态平衡关系。该文选择内蒙古典型温带草原18种常见植物, 在生长季的6-9月, 每半月一次进行连续采样, 在此基础上分析了叶片C、N、P含量及其比值在生长季内的变化。主要结果: 1)植物叶片C、N、P含量及其比值的季节性变化在不同功能类群间不同步, 其中叶片N、P含量的季节变化体现了明显的稀释作用。2)叶片C、N、P含量及其比值在不同功能类群间差异显著, 单子叶、多年生禾草类的叶片N、P含量显著低于双子叶和多年生杂类草植物, 而其叶片C:N、C:P则高于双子叶和多年生杂类草植物。3)叶片N、P含量显著正相关, 叶片C:N和C:P分别与N和P含量显著负相关, 可能体现了植物体内营养元素间的内在耦合机制。4)叶片N含量与C:N, 叶片P含量与C:P以及叶片N含量与P含量均呈现等速生长关系, 且等速生长关系在生长季保持稳定。     

塔克拉玛干沙漠腹地人工植被及土壤CNP的化学计量特征

生态化学计量学是研究生态过程和生态作用中化学元素平衡的科学。极端环境中进行植物叶片与土壤中营养元素含量及变化研究,对于揭示植物对营养元素的需要和当地土壤的养分供给能力,以及植物对环境的适应与反馈能力具有十分重要的意义。以塔克拉玛干沙漠腹地塔中植物园生长良好的25种人工植被及其生境为研究对象,运用方差分析、相关分析综合研究植物叶片及土壤的化学计量特征及其相互关系。结果显示:塔克拉玛干沙漠腹地25种人工植被叶片C、N、P的平均含量分别为(386.7±46.6)、(24.7±8.1)和(1.8±0.78) mg/g;叶片C:N、C:P及 N:P分别为(17.5±6.7)、(249.2±102.8)、(15.0±5.6)。其中豆科植物N含量极显著高于非豆科植物(P<0.001)。不同生活型植物的C、N、P含量均存在显著差异,C、N、P含量在3种生活型的大小顺序为草本>灌木>乔木。C:N和N:P在不同生活型植物间不存在显著差异(P>0.05),而乔木和灌木的C:P显著高于草本植物(P< 0.05)。相关分析表明植物的叶片C:N、C:P都与相应的N、P含量呈现极显著负相关性(P<0.001),而叶片N含量与P含量的变化并不相关(P> 0.05)。土壤C、N、P养分元素含量远低于全国的平均水平,尤其是N含量(<0.2 mg/g);土壤C与N存在着极显著的正相关关系(P<0.01),而C与P、N与P间的相关性并不显著(P>0.05)。以上研究结果表明,受极端环境的限制,塔克拉玛干沙漠人工植被植物对养分元素的利用效率显著低于全国陆地植物的平均水平,不同科和不同生活型功能群植物对环境的适应能力显著不同,表现出显著的养分适应策略差异性。     

内蒙古典型草原植物叶片碳氮磷化学计量特征的季节动态

分析植物叶片(C)、氮(N)、磷(P)含量及其比值的季节动态, 不仅有助于认识植物生长发育和养分吸收利用等生理生态过程, 也有利于认识植物化学计量的动态平衡关系。该文选择内蒙古典型温带草原18种常见植物, 在生长季的6-9月, 每半月一次进行连续采样, 在此基础上分析了叶片C、N、P含量及其比值在生长季内的变化。主要结果: 1)植物叶片C、N、P含量及其比值的季节性变化在不同功能类群间不同步, 其中叶片N、P含量的季节变化体现了明显的稀释作用。2)叶片C、N、P含量及其比值在不同功能类群间差异显著, 单子叶、多年生禾草类的叶片N、P含量显著低于双子叶和多年生杂类草植物, 而其叶片C:N、C:P则高于双子叶和多年生杂类草植物。3)叶片N、P含量显著正相关, 叶片C:N和C:P分别与N和P含量显著负相关, 可能体现了植物体内营养元素间的内在耦合机制。4)叶片N含量与C:N, 叶片P含量与C:P以及叶片N含量与P含量均呈现等速生长关系, 且等速生长关系在生长季保持稳定。     

贺兰山东麓不同植被类型叶片化学计量特征研究

为了探究贺兰山东麓地区不同植被类型植物叶片碳氮磷含量及其计量比特征与环境因子的关系。该研究于研究区沿海拔梯度设置了高山草甸、云杉纯林、山杨纯林、浅山灌丛和荒漠草原5个典型植被样地,测定了63种植物叶片碳、氮、磷含量和样地土壤养分特征,分析了植物叶片碳氮磷含量及其计量比特征与环境因子的关系。结果表明:(1)贺兰山东麓地区63种植物叶片平均C含量为520.46±62.08 mg·g-1,平均N含量为24.03±3.37 mg·g-1,平均P含量为1.69±0.51 mg·g-1;植物叶片N、P、C/N、C/P、N/P服从正态分布,而叶片C不符合正态分布,且叶片C/P和N/P较之C/N变异更大。(2)不同生活型植被叶片化学计量差异显著;叶片C、P含量乔木最高,叶片N含量草本最高;乔木植物叶片C/N最高,而N/P最低;叶片的C/P灌木最高。(3)植物叶片N含量、N/P和C/P均随海拔上升而增高,在海拔2073 m(山杨纯林处)显著降低,之后又呈显著增高趋势;而植物叶片P含量和C/N在山杨纯林处达到最高值随后呈显著下降趋势。(4)荒漠草原和浅山灌丛受到P限制,云杉纯林受到N限制,高山草甸可能受N、P的共同限制。虽然山杨纯林植物N/P<14,但因其具有较高的N、P吸收能力,且N转换率显著高于P,故不认为山杨纯林植物受到N限制。     

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”。     

西南喀斯特石漠化环境适生植物构树细根、根际土壤化学计量特征

为了解西南喀斯特石漠化适生植物构树(Broussonetia papyrifera)对贫瘠土壤养分环境的适应策略, 及其细根、根际土壤的化学计量特征对石漠化等级的响应, 该研究以西南喀斯特石漠化环境适生植物构树为研究对象, 运用生态化学计量学方法, 开展不同等级石漠化环境构树细根、根际土壤有机碳(C)、全氮(N)、全磷(P)、全钾(K)、全钙(Ca)及全镁(Mg)养分含量特征及C、N、P化学计量特征研究。结果表明, 除Ca含量外, 喀斯特石漠化环境适生植物构树细根、根际土壤的养分含量均处于较低水平; 细根N:P为12.59, 表明构树生长受N和P共同限制; 随着石漠化等级的增加, 细根C、N含量和C:N、C:P呈先降后升的变化趋势, K、P含量是则表现为先升后降, Ca、Mg含量和N:P无明显变化规律; 不同等级石漠化环境中的构树根际土壤N、P、K、Ca含量呈不同的变化趋势, 而C、Mg含量及C、N、P化学计量特征的变化较不显著; 细根与根际土壤的化学计量特征之间存在显著的相关性, 二者的C、P、Ca、Mg含量、C:N、C:P分别对应呈显著正相关关系, 而N含量呈极显著负相关关系; 细根的K含量则较为稳定, 几乎不受根际土壤养分的影响。