刨花楠叶片碳氮磷化学计量比与个体大小的关系

以9和13年生刨花楠为对象,分析叶片碳氮磷含量与林木胸径的关系,研究林木叶片碳氮磷化学计量特征在个体大小及林龄间的变化规律.结果表明： 利用实生苗所营造的刨花楠人工林,个体分化随年龄增大而明显;两刨花楠人工林林木叶片C、N、P含量及C∶N均存在显著差异,但二者叶片C∶P及N∶P差异不显著;9 年生林木叶片平均C、N、P含量及N∶P均低于13年生林木,但叶片C∶N、C∶P高于13年生林木;同一林龄中,不同个体大小之间叶片的N、P含量及化学计量特征均存在显著差异;9年生刨花楠不同个体叶片N、P含量及其化学计量特征与胸径呈显著线性相关,13年生不同个体林木叶片N、P含量及C∶P、N∶P与胸径呈显著抛物线关系,而C∶N与胸径呈显著线性相关;9年生刨花楠叶片N、P转移率高于13年生,叶片N、P在生长季与非生长季的养分转移策略因不同生长阶段和生长环境而产生差异.     

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。     

不同种源刨花楠苗木生长与主要功能性状对氮添加的响应

氮是影响植物生长的重要营养物质元素,生物量分配模式和功能性状反映植物在不同环境中的适应性策略,揭示不同种源个体对氮沉降的生态响应,有助于阐明植物对氮沉降的适应机制。该研究以刨花楠(也称刨花润楠, Machilus pauhoi)典型分布区福建万木林、福建茫荡山、江西遂川、浙江建德、湖南茶陵、江西安福6个种源地的刨花楠苗木为对象,通过设置施肥和不施肥处理,探讨氮添加、种源及其交互作用对刨花楠苗木生物量分配与功能性状的影响。结果表明:1)氮添加会显著促进刨花楠苗木的生物量累积及其相对生长速率,建德种源苗木在施氮处理后长势最好;氮添加对各种源苗木生物量分配的影响表现不同,添加氮会显著增加建德和安福种源苗木叶质量分数及万木林和安福种源苗木的叶茎比。2)氮添加对各种源苗木叶性状的影响存在差异;施氮会显著降低建德、茶陵和安福种源苗木的比叶面积,增加茶陵种源苗木的叶面积及叶片氮磷比。3)各种源苗木细根主要功能性状对氮添加的响应也存在差异;施氮会显著降低建德种源苗木的细根平均直径及遂川、建德和安福种源苗木的根组织密度,但却会增加万木林种源苗木根组织密度、茫荡山和建德种源苗木的比根长及遂川和建德种源苗木...     

短期铵态氮与硝态氮配施对刨花楠幼苗生长及叶片性状的影响

林木对不同形态氮素具有选择性吸收特征,铵态氮和硝态氮是植物吸收的主要氮素形态.为了明确刨花楠对铵态氮和硝态氮的吸收差异,采用盆栽试验方法,以铵态氮和硝态氮为氮源,以1年生刨花楠实生苗为研究对象,以当地山地红壤为基质,设置了7种不同的铵硝比配施添加试验,研究氮素形态和配比对刨花楠幼苗生长和叶片性状的影响.结果 表明:不同...     

氮磷配施对刨花楠幼林细根性状的影响

氮磷是陆地生态系统植物生长的主要限制性元素,细根对植物生长具有重要影响.为了解氮磷配施对刨花楠人工幼林细根性状的影响,以3年生刨花楠人工幼林为对象,于2016年和2017年每年4-9月的每月中旬进行氮磷配施(添加比例分别为8∶1、10∶1、12∶1、15∶1),测定比根长、比表面积、平均直径、根组织密度、总碳、总氮含量...     

松嫩草地80种草本植物叶片氮磷化学计量特征

以松嫩草地常见草本植物为研究对象, 分析了各生活型和功能群叶片氮磷化学计量特征。结果显示: 松嫩草地80种草本植物的叶片氮、磷质量浓度分别为(24.2 ± 0.96) mg·g ^-1和(2.0 ± 0.10) mg·g ^-1, 面积浓度分别为(13.0 ± 0.54) mg·cm ^-2和(1.0 ± 0.05) mg·cm ^-2, 氮磷比为13.0 ± 0.39, 氮磷比与叶片磷质量浓度、叶片氮、磷面积浓度有显著相关关系; 松嫩草地植物生长受到氮限制。一年生植物叶片氮、磷质量浓度和变异系数高于其他生活型, 各生活型之间氮面积浓度和氮磷比差异不显著。豆科植物叶片氮的质量浓度、面积浓度和氮磷比高于其他功能群。在不同生活型或功能群之间, 植物叶片磷的面积浓度差异不显著, 都在1.0 mg·cm ^-2左右; 适当地增加群落中豆科植物的比例, 可能有助于提高松嫩草地产量和质量。     

同期生长在种源地与异地同质园刨花楠叶性状分析

为辨别环境变化与遗传因素对植物叶片主要功能性状的影响,以同期生长在4种源地母树林下及异地同质园的1.5年生刨花楠苗木为研究对象,对其叶片表型及养分性状进行对比分析。结果显示：(1)刨花楠叶面积、叶厚、叶干物质含量等叶片表型性状受遗传与环境因素共同影响;叶片碳(C)含量受遗传因素调控,环境对其影响较小;叶片氮、磷(N、P)含量主要受环境因素影响;(2)不同种源刨花楠比叶面积、叶厚、叶干物质含量、叶形指数等性状变异系数较大(8.85%—37.03%),其中江西遂川种源变异系数相对较大,而湖南茶陵种源则相对较小,各种源都倾向于通过调节比叶面积、叶厚、叶片氮磷含量等性状以适应生境变化;(3)种源地与同质园刨花楠的比叶面积虽均与叶厚呈显著负相关,但同质园刨花楠比叶面积与叶形指数呈显著正相关,与叶片氮含量无明显相关,而种源地刨花楠比叶面积则与叶形指数无明显相关,与叶片氮含量则呈显著负相关;(4)不同种源苗木叶性状指标在种源地与同质园间存在不同的协调与权衡,体现了植物在不同生境下的适应策略。其中湖南茶陵种源在两种生境下都具有更保守的资源获取策略,而江西安福种源对环境变化则更为敏感,资源获取策略更为灵...     

茯苓碳氮磷化学计量学特征

为探明茯苓的碳、氮、磷生态化学计量学特征,采集了云南省11个州、市42个居群的茯苓样本,分析了其菌核与表皮中碳(C)、氮(N)、磷(P)的化学计量特征.结果 表明:茯苓菌核中C、N、P的含量分别为40.24％-43.58％、0.176％-0.532％和0.020％-0.077％;C∶N、C∶P和N∶P的范围分别为93....     

短期氮磷配施对刨花楠细根形态及其土壤微生物的影响

以1年生刨花楠幼苗为研究对象,通过不同的氮磷配施实验,采用扫描根系法和磷脂脂肪酸法,研究不同氮磷配施处理对刨花楠幼苗1—4级细根根序形态特征及其土壤微生物的影响。结果表明:(1)4种氮磷配施处理均显著增加了刨花楠1—2级根的比根长和比根面积(P0.05),降低了3—4级根的比根面积(P0.05);(2)通过不同梯度的氮磷配施,1—2级细根的根组织密度呈下降态势,而3—4级根的组织密度则显著增加(P0.05),体现低级根与高级根之间的权衡;(3)4种氮磷配施处理都显著降低刨花楠1—4级细根的平均直径(P0.05);(4)随着氮磷比的增加,微生物总量及细菌、真菌与放线菌数量等均呈现先增加后降低的趋势,并均在N∶P为10∶1时达到最大;(5)氮磷配施条件下,细菌、真菌等与1—2级细根的比根长和比根面积呈显著正相关,而与4级根的比根长和比根面积则呈显著负相关,革兰氏阳性菌、真菌等与3—4级根的组织密度存在显著正相关,而与1—2级根的组织密度无显著相关性。各级根序的平均直径均与土壤微生物无显著相关性。研究结果表明,短期氮磷配施以N∶P为10∶1的效果最好,其最有利于提高刨花楠苗木细根的养分吸收能力与养分吸收效率,苗木通过调整细根形态来适应氮沉降,其地下生物群落如土壤微生物及其与细根的关系也发生变化,进而影响地下生态系统碳氮循环和养分流动。     

全球木本植物叶片硅钙生态化学计量学特征

收集全球803种木本植物叶片硅（Si）、钙（Ca）数据,研究不同木本植物生活型（常绿植物以及落叶植物、针叶植物以及阔叶植物）叶片Si、Ca元素的化学计量学特征及其与纬度、气候因子（年平均温度,年平均降水量）间的关系。结果表明：（1）全球尺度上木本植物叶片Si、Ca含量存在较大变异性,且含量均低于中国境内的研究结果;（2）不同生活型树种间存在差异,针叶树叶片Si含量及Ca/Si显著高于阔叶树,落叶树叶片Si、Ca含量及Ca/Si均显著高于常绿树种;（3）随着纬度升高、年平均温度及年平均降水量的下降,全球尺度木本植物叶片Si、Ca含量显著升高,而Ca/Si显著下降;（4）不同生活型木本植物对气候因子的响应不同,除针叶及落叶树种的Ca含量外,其余各生活型树种Si、Ca含量与纬度及气候因子显著相关,随着纬度升高而升高,随年平均温度及年平均降水量的升高而降低,且随着年平均温度的降低,常绿及阔叶树种叶片Si含量下降速度显著高于落叶及针叶树种。研究结果能够为全球尺度生态化学计量学模型的发展提供数据基础,有助于更好地理解和模拟区域乃至全球尺度上纬度和气候因子对植物叶片Si、Ca含量的影响。     

生物炭对间作体系中刨花润楠生长及土壤养分年际变化的影响

为探究生物炭对刨花润楠(Machilus pauhoi)的促生及土壤保肥的长期效应,以刨花润楠-梅叶冬青(Ilex latifolia)间作系统为研究对象,开展田间小区试验,研究0 kg(CK)、1.2 kg(T1)、2.4 kg(T2)、和4.8 kg(T3)4个生物炭用量对2015—2017年间刨花润楠生长动态及土壤养分含量年际变化的影响。结果表明:移栽前期,刨花润楠生长较慢,但16月后生长速度加快。生物炭可促进刨花润楠株高、叶长及叶宽的生长,但不同用量间差异不显著;与对照相比,T1、T2和T3处理下刨花润楠地上部干重分别增加35.71%、59.02%和31.81%,地下部干重分别增加28.02%、39.69%和20.52%;3个年份生物炭处理下0—15 cm和15—30 cm土层pH、有机质和速效钾含量均高于对照,且均随着生物炭施用量的增加而增加;生物炭处理下土壤全氮、全磷、全钾含量均略有提高。施用生物炭后,2015年和2016年0—15 cm土层碱解氮含量降低,2017年则有所增加,但影响不显著(P0.05)。15—30 cm土层碱解氮含量变化不明显;生物炭对2015年0—15 cm土层有效磷含量的影响不显著,到2016年和2017年则增加其含量,且T1和T3处理下效应最显著。生物炭可增加15—30 cm土层有效磷含量,但到后期(2017年)效应不显著(P0.05)。总体看来,不同处理下土壤各养分含量均表现为0—15 cm15—30 cm,2015年2016年2017年。刨花润楠生物量与0—15 cm土壤养分含量间存在显著正相关性,各养分含量间也存在正相关关系。适量生物炭(T2)处理促生保肥效应最佳,且具有长效性。     

防除狼毒对狼毒斑块植物-土壤C、N、P化学计量特征的影响

使用化学除草剂防除狼毒能有效遏制狼毒种群的扩张,对于防除狼毒后狼毒斑块的植被和土壤生态化学计量特征的研究鲜有报道。基于此,本研究运用生态化学计量学的原理、方法,以分枝数相同的单株狼毒（Stellera chamaejasme）斑块为研究对象,通过化学药剂防除狼毒后,分析狼毒斑块内外植物-土壤C、N、P含量及其比值的变化,探讨植物和土壤化学计量特征的内在联系以及狼毒斑块的养分循环规律,为狼毒型退化草地的生态恢复及利用提供参考。结果表明：防除狼毒后禾本科生物量有所增加,豆科和杂类草地上生物量显著低于狼毒斑块内（P<0.05）。不同狼毒斑块的豆科植物N含量和杂类草P含量最高,防除狼毒后植物C、N含量高于其他斑块;禾本科P含量为狼毒斑块外显著高于狼毒斑块内（P<0.05）;狼毒斑块内外莎草科C∶N显著高于防除狼毒（P<0.05）;莎草科和豆科C∶P和N∶P为防除狼毒显著高于狼毒斑块内和狼毒斑块外（P<0.05）,杂类草C∶P和N∶P为防除狼毒显著高于狼毒斑块外（P<0.05）,禾本科C∶P为狼毒斑块内显著高于防除狼毒和狼毒斑块外（P<0.05）。不同狼毒斑块土壤C、P含量以及C∶P表现为狼毒斑块内>狼毒斑块外>防除狼毒,N含量和N∶P为防除狼毒>狼毒斑块内>狼毒斑块外,C∶N表现为狼毒斑块内和狼毒斑块外显著高于防除狼毒（P<0.05）。冗余分析（RDA）结果显示植物与土壤的C,C∶N,C∶P,N∶P两两显著正相关,N,P两两显著负相关,且防除狼毒后对植物和土壤的N含量,N∶P以及植物P含量影响较大。     

亚热带不同林龄杉木林叶-根-土氮磷化学计量特征

以亚热带地区湖南会同5、10、15、20、25年生杉木(Cunninghamia lanceolata)人工林的针叶、细根及土壤(0—15、15—30、30—45 cm)为研究对象,在测定植物叶、细根、土壤中全N、全P含量的基础上,探讨杉木人工林全生命过程叶-根-土N、P化学计量特征的变化,为其经营过程提供基础数据。研究结果表明:(1)林龄对土壤N、P含量及N∶P具有极显著的影响(P0.01)。土层对土壤N含量影响显著(P0.01)。各层土壤N、P含量随林龄呈先减后升的趋势,变化显著(P0.05),土壤N、P含量的最大值分别出现在成熟林、幼龄林阶段,最小值出现在中龄林阶段。土壤N∶P随林龄呈增加趋势,但变化不显著。(2)林龄、器官均对植物N、P含量及N∶P具有极显著的影响(P0.01)。叶和细根的N、P含量随林龄呈"V"字型的变化趋势,且变化显著(P0.05),叶和细根N、P含量的最大值均出现在幼龄林、成熟林阶段,最小值出现在中龄林阶段。杉木叶的N∶P随林龄无显著变化,细根的N∶P随林龄显著增加(P0.05),杉木叶和细根N∶P变化范围分别为11.79—14.86,9.00—22.89。(3)5个林龄杉木叶、细根、土的N、P含量均表现为叶细根土,且差异显著(P0.05)。叶与细根的N、P含量及N∶P均显著正相关(P0.05)。0—15 cm土壤N与植物叶、细根N无显著相关性,15—30、30—45 cm土壤N与植物叶、细根N在5、10年生时存在显著相关性(P0.05)。5个林龄杉木叶、细根、土壤之间的P含量及N∶P均存在显著相关性。这些结果说明:在杉木的生长过程中,植物叶、细根以及土壤中养分不断变化,叶、细根、土之间的N、P化学计量特征显示出一定的相关关系。     

覆盖对雷竹细根碳氮磷化学计量特征的影响

为了探讨不同覆盖年限下雷竹(Phyllostachys praecox)细根碳(C)、氮(N)、磷(P)化学计量特征,明确雷竹细根养分动态对覆盖经营措施的响应,为实现雷竹笋用林地养分平衡和高效经济效益提供理论依据。该研究以雅安市雨城区草坝镇已开展连续4年覆盖(LM)、连续2年覆盖(SM)、不覆盖(CK)3种不同覆盖年限下的笋用雷竹林为研究对象,覆盖材料为谷壳(上层保温层)和稻草(下层增温层),在每个标准地内"S"形布设采样点并使用根系取样器对0～30 cm土层细根于各季节取样,分析计算不同覆盖年限下雷竹细根C、N、P的化学计量特征。结果显示:(1)覆盖年限和季节均能显著影响雷竹细根C、N、P含量及其化学计量比,与季节相比覆盖年限是影响雷竹细根C、N、P含量及其化学计量比的更关键因素。(2)SM能增高细根养分含量,而LM会降低细根养分含量,覆盖影响细根C、N养分含量的季节变化规律,而不影响P的季节变化规律。(3)3种处理的C/N、C/P、N/P均分别具有相同的季节变化规律,SM降低雷竹细根各季节和年平均C/N,而LM增加雷竹细根各季节和年平均C/N,SM和LM均能降低雷竹细根各季节和年平均C/P和N/P,LM较SM各季节和年平均C/P增大,但两者各季节N/P差异均不显著(P 0.05)。(4)相关性分析显示,覆盖年限增长会使雷竹细根C、N、P及其化学计量比之间形成更为复杂的显著相关关系。研究表明,长期连续覆盖会降低雷竹细根C、N、P含量,同时造成细根养分失衡,雷竹林的覆盖经营需降低连续覆盖时间,采取短期覆盖经营措施,给细根休养恢复的时间,从而达到雷竹笋用林可持续经营目的。     

全球气候变化对陆地植物碳氮磷生态化学计量学特征的影响

全球气候变化背景下生物地球化学循环的响应规律和陆地植物适应对策已受到广泛关注.本文在分析气候变暖和降水变化对不同生态系统植物C∶N∶P的影响、CO₂浓度升高对不同光合途径物种元素的影响,以及氮沉降对土壤 植物元素影响的短期和长期效应等基础上,从植物生理特性和土壤有效营养元素变化等方面揭示了其可能存在的内在机理,以期为研究C、N、P化学元素在土壤 植物之间传递与调节机制、陆地生态系统结构和功能,以及生物地球化学元素循环对气候变化的响应提供理论依据.最后提出了该领域研究中存在的问题及对今后研究的展望.     

Responses of leaf C:N:P stoichiometry to water supply in the desert shrub Zygophyllum xanthoxylum

• Based on the elemental composition of major biochemical molecules associated with different biological functions, the ‘growth rate hypothesis’ proposed that organisms with a higher growth rate would be coupled to lower C:N, especially lower C:P and N:P ratios. However, the applicability of the growth rate hypothesis for plants is unclear, especially for shrubs growing under different water supply.
• We performed an experiment with eight soil moisture levels (soil water content: 4%, 6%, 8%, 13%, 18%, 23%, 26% and 28%) to evaluate the effects of water availability on leaf C:N:P stoichiometry in the shrub Zygophyllum xanthoxylum.
• We found that leaves grew slowly and favored accumulation of P over C and N under both high and low water supply. Thus, leaf C:P and N:P ratios were unimodally related to soil water content, in parallel with individual leaf area and mass. As a result, there were significant positive correlations between leaf C:P and N:P with leaf growth (u).
• Our result that slower‐growing leaves had lower C:P and N:P ratios does not support the growth rate hypothesis, which predicted a negative association of N:P ratio with growth rate, but it is consistent with recent theoretical derivations of growth–stoichiometry relations in plants, where N:P ratio is predicted to increase with increasing growth for very low growth rates, suggesting leaf growth limitation by C and N rather than P for drought and water saturation.

     

不同地理种源杉木根叶功能性状与碳氮磷化学计量分析

为认识地理环境因子对不同种源杉木的影响及其响应和适应特征,对生长在同质园的7个种源3年生杉木王幼树根、叶功能性状及碳氮磷化学计量与环境因子的关系进行了研究。结果表明:不同地理种源杉木功能性状种源间变异系数为7.3%-18.9%,化学计量种源间变异系数为1.6%-18.9%,均小于20%,叶、根C含量变异系数较小,说明C是植物体最稳定的元素。不同地理种源杉木幼树叶厚、比叶面积、叶组织密度、比叶重、叶干物质含量差异显著,表明杉木叶片形态具有较强的可塑性来适应不同种源地地理环境变化。不同地理种源杉木根N含量、根C∶N和根C∶P差异极显著,反映不同种源地气候与土壤养分对根系化学计量特征的潜在影响。江西文公山种源的杉木比叶面积最大,比根长、根干物质含量最小;安徽休宁种源的杉木叶片C含量、C∶P、根C∶N、N∶P最小,细根N、P含量最高;江西安福山种源的杉木细根C∶N最大,叶片N∶P、细根C、N、P含量、C∶N、C∶P最小。不同种源地经度与杉木叶组织密度、叶C∶P呈极显著正相关。随着降水梯度升高,不同种源杉木叶根N∶P、比叶面积、比叶重升高。随海拔升高和气温的降低,叶片厚度增加,叶组织密度密度减小,叶干物质含量减小,比叶面积减小。对不同地理种源杉木功能性状间的权衡关系分析表明,不同种源杉木根比表面积与比叶面积呈显著负相关且与比叶重呈极显著正相关,叶片及细根N含量与P含量均呈极显著正相关,说明杉木叶、根面积存在关联性,根长与根面积生长趋势相同,根叶对N、P元素含量的响应也相同。