不同施肥杨树主要营养元素内外循环比较研究 Ⅰ．施肥对杨树生物量及落叶前后N内外循环的影响

施肥对杨树具有明显的增产作用,而根的增长尤其显著．不论施肥与否叶均是生长中杨树Ｎ的重要贮存库,并且落叶前将其所含Ｎ的６３％左右迁移至干枝根的皮层和木材中．施肥可使杨树Ｎ的总循环量增加４６％,并且可改变Ｎ的循环结构．与不施肥处理相比,施肥可使杨树Ｎ外循环通量占总循环通量的比率由３６．７％增加至４４．７％．     

杨树主要营养元素内循环及外循环研究Ⅰ.落叶前后各部位养分浓度及养分贮量变化

深秋落叶前后杨树各部位养分贮量发生巨大变化。叶是生长中杨树的重要养分库,叶中N的贮量可占全树N总贮量的2/3,P、K分别可占1/3。落叶时叶中N贮量的60％和P贮量的50％向外输出,因此落叶中只含少量的N和P,但K含量几乎不变,Ca,Mg、Si含量明显增加。树干、枝和根是N、P和有机养分的冬季贮存库,冬季这些部位的N、P贮量比夏季高得多,但K、Si的贮量略有减少,Ca贮量几乎不变,Mg贮量略有增加。     

林地覆盖经营对雷竹鞭根主要养分内循环的影响

为了给林地覆盖经营雷竹(Phyllostachys violascens)林可持续经营提供理论参考,探讨了休养式覆盖经营(覆盖3a后休养3a)、长期覆盖经营(覆盖6a)和不覆盖雷竹林(CK)2年生壮龄竹鞭及其1级、2级根N、P、K、Mg、Ca、Fe浓度和养分迁移、内循环率的差异。结果表明:不同覆盖经营年限雷竹林N、P、K、Mg、Ca和Fe浓度总体上1级根显著高于2级根。1级根和2级根中均存在N、P、K、Mg的养分内循环,且1级根养分内循环率大于2级根,Fe、Ca内循环不明显。N、P、K、Mg养分浓度与养分迁移速率随时间的推延,1级根为持续降低,2级根为先升高后降低。与不覆盖雷竹林相比,休养式林地覆盖经营总体上提高了1级、2级根的N、P、K、Ca的浓度和P、K、Mg的迁移速率、N、P、K的迁移量、P、K的养分内循环率以及1级根Mg的浓度和迁移量、2级根N的迁移速率和Mg的内循环率;长期林地覆盖经营虽提高了雷竹1级根N、K的浓度和N的迁移量及2级根N的浓度和内循环率,但总体上降低了1级根P、K、Mg和2级根N、P、Mg的迁移量与1级、2级根P、Mg的迁移速率及P、K、Mg的养分内循环率。研究表明:雷竹林鞭根中存在明显的养分内循环,且1级根对养分内循环的贡献较大。休养式林地覆盖经营利于雷竹林对养分的循环利用,而长期覆盖经营阻碍了根系对养分的平衡吸收,减弱了根系养分的内循环,不利于雷竹林的生长更新。     

香港芒萁群落养分的研究

本文研究香港芒萁群落养分的分配、季节动态和循环。研究结果表明：(1)N、P、K浓度在活物质大于死物质,地上部分大于地下部分。(2)植物的养分贮量是活物质大于死物质,地下部分大于地上部分。(3)当年生芒萁地上部养分贮量随生物量的增加而增加,但是,干物质生产率超过养分吸收率,使得N、P、K浓度由于生物量的增加而降低。(4)虽然芒萁群落的净第一性生产力大于其邻近的草地和灌木林,但其净第一性生产量中的N和P量却小于灌木林。(5)以土壤中的总N和总P来计算,生态系统中的N和P主要贮存于土壤库中,但以土壤有效K来计算,则有大约36％～50％的K贮存于植被中。(6)在研究期间,立枯体和死地被物中的N、P、K贮量逐渐增加,这表明在火灾后生态系统的立枯体和死地被物养分库有一个累积过程。(7)N、P、K通过枯枝落叶的归还量分别占它们在地上部净第一性生产量中的49.1％、30.8％和13.1％,而地上部净第一性生产量中的N和P的31.2％和46.6％来自于养分的内部循环。     

落叶松落叶前后重金属元素内外迁移循环规律研究

供试元素在落叶松各部位的含量和贮量顺序为Ｚｎ〉Ｃｕ〉Ａｓ〉Ｐｂ〉Ｃｄ,并与环境中相应元素浓度呈正相关。元素的迁移主要发生在叶和枝、干、根之间,落叶时叶中６％的Ｚｎ迁移到枝、干中,且贮量均有增加,存在明显的内循环,占总循环量的２５％;Ｃｕ、Ｐｂ、Ｃｄ、Ａｓ主要为外循环,其循环量占总贮量的２０％￣７１％,循环率分别为３０％、６８％、２７％和２３％。     

人工混交林中杉木、桤木和刺楸细根养分迁移的初步研究

比较分析了杉木 桤木和杉木 刺楸混交林中杉木、桤木和刺楸活细根、死细根的N、P、K含量 .结果表明 ,桤木细根N迁移能力较强 ,刺楸较弱 ,杉木细根N不迁移 ;P在桤木和刺楸细根中迁移能力较强 ,而在杉木细根中基本不迁移 ;3个树种细根脱落前都将K迁移回树体内 .比较分析 2个混交林中活细根N、P、K在树种间的差异 ,发现在杉木 桤木混交林中桤木根部N可能向杉木迁移 ,而在杉木 刺楸混交林中刺楸根部K可能向杉木根部迁移 ,但迁移机制还有待于从根 土界面生态过程进行研究     

杨树落叶前后重金属元素内外迁移循环规律研究

供试元素在杨树各部位的含量和贮量为Ｚｎ＞Ｃｕ＞Ａｓ＞Ｐｂ＞Ｃｄ,并与环境中相应元素浓度呈正相关．落叶时元素的迁移主要发生在叶、枝、根和干之间,叶中８～４８％的Ａｓ、Ｚｎ迁移至主干的皮与材中,而Ｃｕ、Ｐｂ、Ｃｄ贮量均有增加,Ｚｎ、Ａｓ的内循环占总循环量的４０％,Ｃｄ、Ｐｂ、Ｃｕ表现为外循环,占总贮量的１７～２７％．同时分析了植物对土壤重金属污染的净化效率．     

陕西黄土高原刺槐枯落叶生态化学计量学特征

生态系统元素平衡是当前全球变化生态学和生物地球化学循环研究的焦点和热点,生态化学计量学结合了生物学、物理学和化学等基本原理,是研究生物系统能量平衡与多重化学元素平衡的科学,为研究元素在生物地球化学循环与生态过程中的规律及其之间的计量关系提供了一种综合的方法。以陕西黄土高原人工刺槐林为研究对象,结合纬度和坡向两个因素,分析了三原、淳化、耀州区、宜君、黄陵、洛川、富县、甘泉、宝塔区、安塞、米脂、神木12个县区的刺槐枯落叶生态化学计量学特征。结果发现,阳坡刺槐枯落叶C、N、P含量的变化范围分别为318.34—428.01 g/kg、13.27—24.07 g/kg、1.66—2.57 g/kg;阴坡刺槐枯落叶C、N、P含量的变化范围分别为306.70—433.68 g/kg、12.55—24.39 g/kg、1.62—2.99 g/kg。阳坡刺槐枯落叶C∶N、C∶P、N∶P的变化范围分别为14.23—24.61、148.67—215.92、7.37—14.47;阴坡刺槐枯落叶C∶N、C∶P、N∶P的变化范围分别为16.87—26.54、130.06—234.41、7.05—13.22。随着纬度的升高,刺槐枯落叶C、N显著下降,刺槐枯落叶P、C∶N、C∶P、N∶P无明显差异。刺槐枯落叶C、N、P之间呈显著正相关。刺槐枯落叶C、N、P、C∶N、C∶P、N∶P在阴坡和阳坡之间无明显差异。研究区,阴坡和阳坡的刺槐枯落叶N∶P均较低,刺槐林土壤的全氮平均含量也低于全国平均水平,推测陕西黄土高原刺槐林的生长可能主要受到氮素的限制。     

干旱胁迫对杨树幼苗氮磷化学计量特征及分配格局的影响

以1年生杨树幼苗为研究对象,采用盆栽控水法,设置适宜水分、轻度、中度和重度胁迫处理(即田间持水量的80%、60%、50%和40%),研究干旱胁迫对杨树幼苗不同器官氮磷化学计量的影响。结果表明:与适宜水分处理相比,随着干旱胁迫时间延长,叶N含量先降低后增加,茎N含量先下降后无显著差异,根N含量下降;叶和茎P含量先降低后升高,根P含量增加;叶和茎N/P先升高后降低,根N/P下降。根茎叶之间的N或P含量呈显著正相关(P0.05),而各器官的N与P含量间均无显著相关性(P0.05)。N含量和N/P在各器官顺序为叶茎和根,P含量在各器官中无显著差异。各器官N含量和N/P变异系数为根茎叶;P含量变异系数在各器官相似。研究表明,随干旱胁迫加剧,杨树幼苗生长受N元素的限制作用增强;N在叶和茎中的变异程度小于P,而根中N和P的变异性相近。     

云南干热河谷印楝和大叶相思人工纯林与混交林养分循环特征

为了更好地指导干热河谷不同恢复模式下人工林经营过程中的养分管理以及造林模式的筛选,以元谋干热河谷10年生印楝和大叶相思为研究对象,对其纯林及混交林内N、P、K、Ca、Mg主要养分元素的积累、分配和循环进行研究.结果表明： 印楝纯林、大叶相思纯林及印楝+大叶相思混交林5种营养元素的总积累量分别为333.05、725.61和533.85 kg·hm^-2,印楝纯林各器官养分积累量为枝＞干＞根＞叶＞皮,大叶相思纯林与混交林均为枝＞干＞叶＞根＞皮.印楝纯林内5种养分元素的积累量为Ca＞K＞N＞Mg＞P,大叶相思纯林与混交林一致,均为Ca＞N＞K＞Mg＞P.林分养分年存留量为62.72～162.19 kg·hm^-2·a^-1,总归还量为48.82～88.86 kg·hm^-2·a^-1,年吸收量为111.54～251.05 kg·hm^-2·a^-1,均以大叶相思纯林最高,其次是混交林,印楝纯林最低.林分对营养元素的利用系数为0.34～0.39,循环系数为0.35～0.44,周转期为6.54～8.17 a.印楝纯林内N和P的归还量小,循环速率低;大叶相思纯林内N和P的循环速率较大,有利于林地养分的维持;混交林内养分吸收量和归还量为印楝纯林的186.2%和167.2%,N、P和K的循环速率大于印楝纯林,Ca的周转期短于大叶相思纯林的50%.印楝和大叶相思混交种植有利于林地土壤肥力的恢复和生产力的维持.
     

锐齿栎森林生态系统主要营养元素的层次分布

应用标准地 -标准木 -分层切割法和破坏性取样化学分析法 ,在林分器官、个体、群体和系统 4个水平上测定了秦岭锐齿栎林的生物量、营养含量和积累量。结果显示 :光合器官N、P、K和 Mg含量季节变化是从展叶到落叶逐渐下降 ,Ca则相反。枝内 N、P、K含量随枝径增加明显下降 ,Ca、Mg含量变化有所不同。树干木质部和树皮 N、P、K、Ca和 Mg含量与树干圆盘高度呈显著的正相关或正相关。根系 N、P、K、Ca和 Mg含量随根径的增加呈显著的降低趋势。 69年生锐齿栎林木生物量为 1 2 35.782 kg,营养积累量为 1 4.498kg,林木不同器官的生物量、营养含量和积累量存在较大的差异 ;叶和皮在林分营养积累和分配中具有重要意义。2 6年生锐齿栎林生态系统生物量为 1 95.7998t· hm- 2 ,营养总贮量达 390 .1 739t· hm- 2 (包括 0～ 60 cm土壤 ) ,土层占总量的 99.39% ,各层次营养积累量排序为 :土壤层 乔木层 枯枝落叶层 >灌木层 >草本层。 2 6年生锐齿栎林营养年吸收量、存留量和归还量分别为 334、374、1 38.870和 1 95.50 2 kg· hm- 2 ,且各元素的循环情况各不相同 ;林分平均归还率为0 .585,各元素的归还率不同 ,林分吸收的营养元素多一半归还予林地。     

阔叶林红松内枯枝落叶层的生态作用

阔叶红松林的枯枝落叶层重平均12.7吨/公顷(干物重),年变化在8.10—12.70吨/公顷。未分解层3.6吨/公顷,半分解层9.1吨/公顷。 枯枝落叶层中含有大量的营养元素,含量为(公斤/公顷):Ca 185.45,N 124.65。Mg 26.00,P 15.18,K 14.35,Mn 4.86,Fe 4.50,Zn 0.84,Cu 0.22,其主要的生态意义是为生态系统提供营养。 枯枝落叶层对森林更新有一定意义,能为红松种子萌发提供良好条件,但在枯枝落叶层厚度较大时,使萌发幼苗得不到必要的生长条件,过分延伸幼茎钻出枯落层时因过量消耗养分于茎生长而抑制了根的发育。根发育不良的幼苗当年多死亡。 枯技落叶层还有截持降水减少迳流的意义。 一个有效的生态系统应该是枯枝落叶迅速分解而不是大量积累,经营管理应于注意。     

川西亚高山箭竹群落枯枝落叶层生物化学特性

对川西亚高山3个不同箭竹群落枯枝落叶层现存量及生物化学特性作了初步研究,结果表明(1)枯枝落叶层贮量箭竹-冷云杉林(46.3×103kg/hm 2)＞箭竹-桦木-冷云杉林(25.8×103kg/hm2)＞箭竹-桦木林(6.5×103kg/hm2).(2)各林型枯枝落叶层营养元素贮量(kg/hm2)箭竹-冷云杉林为N 553.14,P 54.63,K 164.75,Ca 606.12,Mg 125.78,箭竹-桦木-冷云杉林为N269.45,P 23.61,K 96.31,Ca 367.04,Mg 79.08,箭竹-桦木林为N 68.69,P 7.73,K 27.64,Ca 21.66,Mg11.45;各元素贮量分布规律箭竹-冷云杉林和箭竹-桦木-冷云杉林为Ca＞N＞K＞Mg＞P,箭竹-桦木林则是N＞K＞Ca＞Mg＞P.(3)箭竹-冷云杉林和箭竹-桦木-冷云杉林枯枝落叶层有机质(如有机碳、粗蛋白、粗脂肪、粗纤维、无氮浸出物等)含量分布格局均为未分解凋落物层(L)＞半分解层(F)＞腐殖质层(H),有机质贮量分布格局为H层＞F层＞L层,箭竹-桦木林各亚层有机质含量及贮量均为L-F层＞H层;箭竹-桦木林、箭竹-桦木-冷云杉林和箭竹-冷云杉林枯枝落叶层有机质平均分解率分别为38.15%、23.54%、19.14%.(4)各林型枯枝落叶层微生物(细菌、真菌、放线菌)数量、酶(酸性磷酸酶、蛋白酶、蔗糖酶、过氧化氢酶和多酚氧化酶)活性箭竹-冷云杉林与箭竹-桦木-冷云杉林均为F层＞L层＞H层,箭竹-桦木林为H层＞L-F层.结果表明随着箭竹-桦木林向箭竹-桦木-冷云杉林及箭竹-冷云杉林恢复演替,林下枯枝落叶层微生物数量、酶活性逐渐降低,凋落物平均分解率降低,凋落物、有机质及营养元素逐渐积累,养分循环速率逐渐降低.     

农林生态系统中营养元素N、P、K流动的网络分析

对农林业系统沙兰杨-小麦-玉米群落类型中N、P、K流动网络分析表明,系统中N、P、K的循环指数分别为0.071、0.039、0.139,均小于传统的循环系数(CC等于回归量/吸收量),而在群落中的总滞留时间分别为22.41、79.72、26.57a.     

生物土壤结皮演替对土壤生态化学计量特征的影响

生物土壤结皮(生物结皮)是干旱半干旱地区重要的地表覆被物,能够固定碳氮,影响养分循环,从而可能引起土壤化学计量特征的变化。以黄土丘陵区不同演替阶段生物结皮为研究对象,研究该区生态恢复初期生物结皮演替对土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)含量及其化学计量特征的影响。结果表明:(1)生物结皮显著增加了生物结皮层C、N、P含量,后期藓结皮较初期藻结皮C、N、P含量分别增加了161%、127%和9%,均显著高于其下0—10 cm土壤;(2)土壤C/N随着生物结皮演替变化较小,范围为10.0—11.8,C/P和N/P在演替后期分别是初期的2.4倍和2.1倍,均显著高于其下0—10 cm土壤;(3)生物结皮土壤C/N、C/P与N/P受坡向影响较大,并与藓生物量显著正相关,与土壤容重显著负相关;(4)生物结皮显著影响土壤C、N、P含量及其化学计量特征,使生物结皮层显著不同于其下层土壤及裸地;(5)生物结皮演替加速表层土壤养分恢复,影响程度可至其下2 cm土层。研究初次从土壤化学计量特征的角度揭示生物结皮对土壤养分循环的贡献,对干旱半干旱地区生态修复和管理具有指导意义。     

杨树人工林凋落物养分归还功能研究

对杨树中龄林、成熟林凋落物量、组成特征、季节动态及凋落物中N、P、K、Fe、Ca、Mg含量进行了定位观测和实验测定。结果表明:杨树成熟林的年凋落物量为4.45t·hm^-2·a^-1,是中龄林的1.42倍,两者存在显著差异(p<0.05);叶是凋落物的主要形式,分别占中龄林、成熟林总凋落物量的70.1%和81.5%;凋落物量具有明显的季节动态,表现为"双峰"型;成熟林养分归还量是68.4kg·hm^-2·a^-1,是中龄林48.96kg·hm^-2·a^-1的1.4倍;两林分各养分年归还量的大小顺序为N>Ca>K>Mg>Fe>P;杨树成熟林的N、P、Fe、Mg4种元素的利用率大于中龄林的,而K和Ca元素的利用率却相反。     

养分供给对黑青杨等杨树生长动态及养分分配的影响

探究不同养分添加对黑青杨、小黑杨和大青杨幼苗生长和养分分配的影响,旨在揭示3种杨树品种对养分的需求利用规律,为苗圃培育杨树苗木提供参考。以黑青杨、小黑杨和大青杨为材料,采用3因素3水平(N:1.5、3、6 g·株-1;P:0.75、1.5、3 g·株-1;K:0.5、1、2 g·株-1)L9(34)正交试验设计,以不施肥为对照,研究不同养分供给水平对不同杨树生长动态变化及养分分配的影响。结果表明:(1)不同养分供给对黑青杨、小黑杨和大青杨苗高、地径生长量在7月中旬开始影响差异显著。3个品种苗高、地径生长指数均在氮、磷、钾1水平时最大。黑青杨氮、磷、钾分别选择3、1、2水平时其生物量最大,小黑杨氮、磷、钾分别选择2、1、1水平时其生物量最大,大青杨氮、磷、钾均选择1水平时其生物量最大。氮、磷、钾对黑青杨和小黑杨生长指标影响排序为N大于P和K,而对大青杨生长指标影响排序为K大于N和P。(2)黑青杨、小黑杨和大青杨在根、茎和叶中氮、磷、钾积累量大小均为N大于P和K,3个品种各器官内氮的积累量都大于磷和钾的积累量。在3个杨树品种中,各器官3种养分积累量显著不同,其中3个品种的氮积累量分配比大小依次为茎、叶、根,黑青杨和小黑杨的磷积累量分配比大小依次为茎、叶、根,大青杨积累量分配比大小依次为根、茎、叶,黑青杨和大青杨钾积累量的分配比大小依次为根、茎、叶,而小黑杨钾积累量的分配比大小依次为根、茎、叶。(3)经过对各指标综合分析,评价得出氮、磷、钾配比N1P1K1为大青杨、黑青杨、小黑杨最佳施肥方案,即氮肥1.5 g·株-1,磷肥0.75 g·株-1,钾肥0.5 g·株-1。     

浙江天童常绿阔叶林、常绿针叶林与落叶阔叶林的C:N:P化学计量特征

以浙江天童常绿阔叶林、常绿针叶林和落叶阔叶林为对象, 通过对叶片和凋落物C:N:P比率与N、P重吸收的研究, 揭示3种植被类型N、P养分限制和N、P重吸收的内在联系。结果显示: 1)叶片C:N:P在常绿阔叶林为758:18:1, 在常绿针叶林为678:14:1, 在落叶阔叶林为338:11:1; 凋落物C:N:P在常绿阔叶林为777:13:1, 常绿针叶林为691:14:1, 落叶阔叶林为567:14:1; 2)常绿阔叶林和常绿针叶林叶片与凋落物C:N均显著高于落叶阔叶林; 叶片C:P在常绿阔叶林最高, 常绿针叶林中等, 落叶阔叶林最低, 常绿阔叶林和常绿针叶林凋落物C:P显著高于落叶阔叶林; 叶片N:P比也是常绿阔叶林最高、常绿针叶林次之, 落叶阔叶林最低, 但常绿阔叶林凋落物N:P最低; 3)植被叶片N、P含量间(N为x, P为y)的II类线性回归斜率显著大于1 (p < 0.05), 表明叶片P含量的增加可显著提高叶片N含量; 凋落物N、P含量的回归斜率约等于1, 反映了凋落物中单位P含量与单位N含量间的等速损耗关系; 4)常绿阔叶林N重吸收率显著高于常绿针叶林与落叶阔叶林, 落叶阔叶林P重吸收率显著高于常绿阔叶林和常绿针叶林。虽然植被的N:P指示常绿阔叶林受P限制, 落叶阔叶林受N限制, 常绿针叶林受N、P的共同限制, 但是N、P重吸收研究结果表明: 受N素限制的常绿阔叶林具有高的N重吸收率, 受P限制的落叶阔叶林并不具有高的P重吸收率。可见, 较高的N、P养分转移率可能不是植物对N、P养分胁迫的一种重要适应机制, 是物种固有的特征。     

橡胶人工林养分循环通量及特征

对不同树龄的PR107无性系橡胶人工林N、P、K 3种元素的养分循环通量及特征进行了研究.结果表明:(1)橡胶林生态系统养分循环通量中养分总吸收量为315.28～949.13 kg/hm2,总存留量为282.78～714.51 kg/hm2,总归还量为32.50～205.74 kg/hm2,胶乳总损失量为10.18～37.73 kg/hm2,土壤中养分总输入量为111.73～652.79 kg/hm2,总输出量为315.28～949.13 kg/hm2,平均亏损量为-249.94 kg/hm2,各循环通量都随着树龄的增加而增大,其中3种养分元素的大小顺序均为N>K>P;(2)胶林生态系统养分循环特征参数中吸收系数随林分生长呈凸抛物线变化(先增大后减小),归还系数逐渐上升,存留系数不断下降,周转时间加快,而6a后,胶林的枯落物养分平衡指数与土壤养分平衡指数开始下降,胶园土壤养分收支失衡,另外,产胶对养分的利用效率在14a前后表现为先升高后降低;(3)不同元素循环特征参数有差异.吸收系数、归还系数中的大小顺序为N>P>K,存留系数为K>P>N,枯落物养分平衡指数为K>N>P,土壤养分平衡指数为P>N>K,养分利用率为P>K>N,表明N的流动性大,故循环速率最快,循环水平最高,其次是K,而P的循环速率最慢,水平最低.     

黄芩干物质累积和氮磷钾吸收、分配规律研究

为了探讨黄芩干物质累积和氮、磷、钾吸收与分配的特点及两者间的相互关系,通过田间试验和采样分析,研究了黄芩不同生育期植株的干物质和氮、磷、钾累积量.结果表明,黄芩干物质的累积量随生育进程不断地增加,出苗后52～85 d干物质累积量占总累积量的61.62％.在整个生育期,黄芩对K2O的吸收累积量最大,N次之,P2O5最小,N、P2O5、K2O吸收比例约为2.8∶1.0∶2.9,并且黄芩地上部氮磷钾的累积量大于根部,不同生育期,根部N、P2O5、K2O的累积比例呈现增加—降低—增加的趋势.黄芩对氮磷钾的积累量与干物质积累量呈极显著正相关关系.在供试的土壤和施肥条件下,每生产100 kg的黄芩根需要从土壤和肥料中吸收6.34 kg的N,2.60 kg的P2O5,7.02 kg的K2O.