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.     

喀斯特峰丛洼地不同类型森林养分循环特征

以中国西南喀斯特峰丛洼地为研究区域用标准木法和收获法对人工林、次生林、原生林3个不同类型森林的6个代表性群落的生物量、营养元素生物循环量及循环特征进行了研究。结果表明:(1)不同类型森林群落乔木各器官的养分含量大小顺序为:叶枝根干,林下植被层和凋落物层的养分含量比较高,其含量普遍高于乔木层各组分,仅次于乔木叶片;各组分中营养元素以K、Ca最高,P、Mg最低;(2)3种类型森林间乔木层的养分积累量总规律表现为原生林(4540.30 kg/hm~2)次生林(2107.09 kg/hm~2)人工林(719.51 kg/hm~2),分别占林分养分积累量的88.30%、79.57%和62.60%;(3)3种类型森林生态系统养分总贮量相差不大,均主要集中在土壤层在各层分配格局有所差异;营养元素的年吸收量和年归还量均为次生林原生林人工林,年吸收量分别为:418.80、271.17和148.79 kg hm~(-2)a~(-1);年归还量分别为:182.98、111.43和43.37 kg hm_(-2)a~(-1);(4)不同类型森林养分利用系数总规律为人工林(0.35)次生林(0.20)原生林(0.10);循环系数则相反,为原生林(0.48)次生林(0.46)人工林(0.30);而周转时间为原生林(37.32)人工林(18.63)次生林(13.93)。喀斯特峰丛洼地土层薄,养分贮存能力差,森林养分循环能力相对较弱,沿着强、中、弱干扰递减梯度,3种类型森林养分利用效率和循环能力呈增长趋势。     

亚热带侵蚀红壤植被恢复后营养元素通量的变化

对亚热带花岗岩红壤强度侵蚀地采取种草促林(ER1)、植灌促林(ER2),栽阔促林(ER3)3种生态恢复措施近20a后生态系统的营养元素储量及通量进行了研究,并以强度侵蚀地(CK1)和村旁受保护的风水林(CK2)为对照。研究结果表明:强度侵蚀地生态系统储存在植被中的营养元素总量及流通量极小,植被营养元素库存量仅7.494kg/hm2,乔木层营养元素年吸收量0.505kg/hm2,年归还量0.141kg/hm2。生态恢复约20a后,植被养分库储量和通量显著增加,ER1、ER2和ER3植被的营养元素总储量分别是强度侵蚀地的22.2、99.5倍和62.3倍,乔木层营养元素年吸收量分别是强度侵蚀地的20.9、171.5倍和82.9倍,年归还量分别是强度侵蚀地的42.5、158.4倍和93.9倍,年存留量分别是强度侵蚀地的12.5、176.6倍和78.7倍。ER2的营养元素循环恢复程度最好,虽然其植被营养元素库储存量、吸收量和归还量仍低于同地带未遭侵蚀的马尾松林,但其营养元素的吸收量和存留量与CK2的已没有显著差异,生态系统已基本具有自我维持功能。而施肥、有效的水土保持工程措施、种植当地适生的固N树种、适当高的密度、加强植被管理等措施,均可能有利于营养元素循环功能的恢复。     

长白山高山冻原生态系统凋落物养分归还功能

研究了长白山高山冻原生态系统中凋落物量及其养分空间分布特征 ,并对凋落物在养分生物循环中的功能进行了讨论。结果表明 :长白山高山冻原植被凋落物量为 1.378～ 2 .4 76 t/hm2 ,通过对不同海拔凋落物量的数量特征进行分析 ,海拔是影响长白山高山冻原植被凋落物量的主要因子。长白山高山冻原生态系统凋落物中 S、N和 P含量分别为 0 .14 % ,0 .4 9%和0 .2 1% ;3种营养元素在凋落物中积累量为 81.99kg/hm2 ,其中 S、N和 P积累量分别是 15 .0 4 kg/hm2 ,4 5 .93kg/hm2 和2 1.0 2 kg/hm2 。长白山高山冻原生态系统中 5种植被型 (FA,L A,TA,MA和 SA)年归还量依次为 0 .72 ,1.35 ,14 .6 5 ,10 .88和 11.91kg/(hm2· a) ;平均归还率依次 0 .33,0 .4 2 ,0 .39,0 .39和 0 .4 8。典型高山冻原植被型的归还量最大 ,而归还率却较低。长白山高山冻原生态系统内 S、N和 P的利用效率分别是 7.14、2 .0 4和 4 .76。在整个长白山高山冻原生态系统中 S和P的利用效率大于 N的利用效率     

不同年龄阶段马占相思( Acacia mangium)人工林营养元素的生物循环

对马占相思人工林6种营养元素(N、P、K、Ca、Mg、S)的含量、积累、分布和生物循环特点以及随林分年龄的变化趋势进行了研究。结果表明:(1)林木不同组分营养元素含量的大小次序为树叶＞干皮＞活枝＞枯枝或树根＞干材;各组分和凋落物中营养元素含量以N最高,其次是Ca或K,然后是S和Mg,P最低;林地土壤中,以K的含量最高,其次是Ca、Mg、N和P,S最低;随林龄的增加,0～40cm土壤N、P和S含量呈增加趋势;(2)4年、7年生和11年生林分营养元素总积累量分别为1022.08、1997.08和2633.45 kg•hm-2,其中乔木层营养元素贮存量依次占73.64%、82.39% 和83.65%,林下植被层依次占13.74%、8.74%和620%,地表现存凋落物层依次占12.62%、8.87%和10.16%;乔木层以N积累量最大,占总贮存量的53.90%～60.07%,P最小,仅占0.90%～1.23%;(3)马占相思林中不同组分营养元素积累量的分配随林龄的增长发生变化,由4年生以树叶和树枝占主导,逐渐转移到7年生和11年生以干材和树皮为主导;(4)林分营养元素年积累量依次为7年生(235.06 kg•hm-2•a-1)＞11年生(200.26 kg•hm-2•a-1)＞4年生(188.16kg•hm-2•a-1);林木各组分营养元素年积累量总的变化趋势为:树干＞树叶＞树枝＞根系＞树皮,同一组分各营养元素年积累量与各组分营养元素积累量变化顺序一致,即为N＞Ca＞K＞S＞M＞P;(5)林分营养元素年吸收量分别为382.35、432.04 kg•hm-2•a-1和403.15 kg•hm-2•a-1,年归还量分别为194.19、196.98 kg•hm-2•a-1和202.89 kg•hm-2•a-1,营养元素的循环系数分别为0.51、0.46和0.50,利用系数为0.51、0.26和0.18,周转期为3.88、8.35和10.86。可见,马占相思人工林早期营养元素利用率低,归还速率较快,林分生长到近熟期(11a)时营养元素的周转期较长,但其归还速率仍然较快,有利于林地地力的恢复、维持和提高。     

种植密度和施氮水平对小麦吸收利用土壤氮素的影响

2011-2013小麦季,在大田条件下设置2个氮肥水平(180和240kgN· hm-2)和3个种植密度(135、270和405万·hm-2),并将15N-尿素分别标记在20、60和100 cm土层处,研究种植密度-施氮互作对小麦吸收、利用土壤氮素及硝态氮残留量的影响.结果表明:种植密度从135万·hm-2增加至405万·hm-2,小麦在20、60和100 cm土层的15N吸收量分别增加1.86、2.28和2.51 kg·hm-2,地上部氮素积累量和吸收效率分别提高12.6％和12.6％,氮素利用效率降低5.4％;施氮量由240 kg N·hm-2降至180 kg N·hm-2,小麦在20、60 cm土层的15N吸收量分别降低4.11和1.21 kg·hm-2,在100 cm土层的15N吸收量增加1.02 kg·hm-2,地上部氮素积累量平均降低13.5％,氮素吸收效率和利用效率分别提高9.4％和12.2％.施氮180kg N·hm-2+种植密度为405万·hm-2处理与施氮240 kg N·hm-2+种植密度为270或405万·hm-2处理相比,其籽粒产量无显著差异,深层土壤氮素的吸收量显著提高,氮素吸收效率和利用效率分别提高13.4％和11.9％,O～ 200 cm土层的硝态氮积累量及100～ 200 cm土层硝态氮分布比例降低.在适当降低氮肥用量条件下,通过增加种植密度可以促进小麦吸收深层土壤氮素,减少土壤氮素残留,并保持较高的产量水平.     

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.
     

浙江省森林生物量动态

以浙江省1976至2004年森林资源连续清查资料为数据源,采用基于生物量与蓄积之间关系的生物量转换因子连续函数法,对全省林分生物量和包括林分在内的森林生物量动态进行估计。森林生物量为包括林分、疏林、灌木林、竹林、经济林和四旁树在内的所有林木生物量之和。结果表明,浙江省1976至2004年间森林生物量从1.00828×10^8Mg上升到2.44426×10^8Mg;其中,林分生物量由0.5712×10^8Mg上升到1.51128×10^8Mg。森林生物量和林分生物量的年平均增长速度分别为5.1%和9.1%。在1999至2004年间,森林生物量和林分生物量增长速度均明显加快,分别达到8.6%和10.1%。在1976至2004年间,全省森林面积年均增长速度为1.0%,森林平均生物量从16.50Mg·hm^-2上升到36.59Mg·hm^-2。但是,在森林资源总量不断增加的同时,全省林分质量仍维持较低水平。2004年全省林分单位面积生物量为38.40Mg·hm^-2,远低于全国平均水平（77.40Mg·hm^-2）。研究还表明,利用森林资源连续清查数据和基于单株测树因子的森林生物量模型能够估计大尺度范围内的森林生物量及其动态,但亟待在统一标准下建立和完善覆盖所有树种的生物量模型。     

湘西喀斯特地区三种优良乡土树种人工林养分吸收、积累和分配特性

为了解喀斯特地区不同人工林生态系统的养分利用特征,本文对湘西自治州森林生态站31年生的华榛(Corylus chinensis)、南酸枣(Choerospondias axillaris)、银鹊树(Tapiscia sinensis)人工林的N、P、K、Ca和Mg 5种营养元素含量、积累、分配、养分循环特征开展了研究。结果表明:(1)华榛、南酸枣和银鹊树3个树种林分的不同器官、地被物以及凋落物营养元素含量均以南酸枣最低;3个树种的不同器官、地被物以及凋落物的营养元素含量均以Ca元素含量最高,P元素含量最低,表现出典型的喀斯特地区植被养分特征;3个树种各器官的养分总含量大小均为树叶树皮树枝树根树干。(2)南酸枣乔木层和地被物富集P元素的能力最高;华榛和银鹊树均是乔木层富集P元素能力最高,地被物富集Ca的能力最高。(3)3种林分中营养元素积累量以华榛最低,银鹊树最高,后者约为前者的188%;5种营养元素中,3种林分均以Ca积累最多,P积累最少,与树种体内营养元素含量规律一致。(4)3个树种林分营养元素的吸收量、存留量和归还量大小顺序均为银鹊树华榛南酸枣;3个树种林分营养元素循环速率均以K元素最高、P元素最低;3个树种林分营养元素利用效率均为P元素的利用效率最高。(5)人工银鹊树林是高吸收、高现存、较慢循环、养分高度节约型林分;相比南酸枣和华榛而言,银鹊树更加喜喀斯特钙生环境,更适合喀斯特地区的生长。(6)3个树种林分均有P元素在各器官含量低、对土壤富集能力强、循环速率低、利用效率高的特点。可见,受试喀斯特地区土壤普遍存在低磷现象,需要及时改善,以保证林分正常生长。     

广东山区土壤有机碳空间变异的尺度效应

研究土壤有机碳的尺度效应能够为区域生态环境保护和确定合理的土壤取样间距提供科学依据。采用土壤类型法估算了广东山区表层(0-20 cm)和全剖面(0-100 cm)土壤有机碳密度,选择4条采样带,获取采样间距为250 m的土壤有机碳密度序列,并利用离散小波变换工具对其进行多尺度分解,得到2×250 m、2²×250 m、2³×250 m、2⁴×250 m、2⁵×250 m和2⁶×250 m 6个分解尺度上的小波信息,计算小波信息方差。结果表明:土壤有机碳密度具有较强的空间异质性,其空间异质性的大小受控于不同尺度下土壤有机碳密度分布格局的主导因子影响程度;整体上在大于等于1 km的尺度,其空间异质性较强;各个样带特征尺度的差异与各样带的土壤和植被类型、地貌特征以及土地利用方式、耕作管理方式等人类活动干扰强度有关。     

Constructing nutrient budgets

We present a formalised, yet flexible, scheme for classifying and symbolising the components of nutrient budgets. The scheme distinguishes hierarchically both among components of the ingesta and among the various sinks to which they are allocated. The primary terms in the budget are distinguished according to either methodological criteria (whether in a given time period they are retained by the animal or dissociated from the body) or functional criteria (whether they contribute to fitness). In both methodological and functional classifications, the primary terms of the budget may be progressively expanded to represent with increasing resolution nutrient allocation. The interplay between the various components of the ingesta and their subsequent allocation may be considered simultaneously using a two-dimensional nutritional matrix.     

Dynamics of concentrations and nutrient fluxes in the xylem of Ricinus communis– diurnal course, impact of nutrient availability and nutrient uptake

Diurnal courses of nutrient transport in the xylem and their response to external availability of nutrients were studied. In soil culture, maximal concentrations in all analysed substances were observed during night‐time. Over experimental periods of up to 20 d, concentrations of some ions increased, most by accumulation in the soil. Stringent nutrient conditions were established in a novel pressure chamber. An aeroponic nutrient delivery system inside allows the sampling of xylem sap from intact plants under full control of the nutrient conditions at the root. Analysis of xylem transport under these highly defined conditions established that (1) diurnal variations in concentrations and fluxes in the xylem are dominated by plant‐internal processes; (2) concentrations of nutrients in the xylem sap are highly but specifically correlated with each other; (3) nitrate uptake and nitrate flux to the shoot are largely uncoupled; and (4) in continuous light, diurnal variations of xylem sap concentrations vanish. Step changes in nitrate concentrations of the nutrient solution established that (5) the concomitant increase in nitrate concentration and flux in the xylem is delayed by 2–3 h and is only transient. Diurnal variations of xylem sap composition and use of the new technique to elucidate xylem‐transport mechanisms are discussed.     

Ideal nutrient productivities and nutrient proportions in plant growth

Abstract I propose that one single formulation can be applied to relate growth and content of several nutrients, including the most important macronutrients, of most plant species. The plant growth rate is proportional to the nutrient content minus a given minimal concentration of the nutrient in minimum. The proportionality factor, the nutrient productivity, and the minimum concentration are species specific properties. The nutrient productivity formulation is shown to apply for very different plant species and for different nutrients.     

林地覆盖经营雷竹林叶片养分特征及其与土壤养分的关系

探讨了短期覆盖经营(覆盖1 a)、休养式覆盖经营(覆盖3 a 后休养3 a)、长期覆盖经营(覆盖6 a)和不覆盖雷竹林(CK)2年生立竹叶片养分含量、化学计量比和再吸收率及其与土壤养分的关系。结果表明：(1)短期和休养式覆盖经营促使雷竹叶片养分含量和再吸收率总体上提高,而长期覆盖经营对雷竹叶片 P 含量和N、K 再吸收率会产生较为明显的影响,叶片 P 含量、N 再吸收率显著升高,K 再吸收率降低;(2)短期和休养式覆盖经营对雷竹林土壤、叶片养分化学计量比影响不明显,但长期覆盖经营使雷竹林土壤、叶片 N∶P、K∶P 显著降低;(3)短期覆盖经营能增强雷竹林土壤养分与叶片的养分含量、化学计量比和养分再吸收率的相关性,但随覆盖经营年限的延长,相关性总体上呈减弱趋势;(4)土壤养分含量及其平衡关系对林地覆盖经营雷竹林叶片养分特征影响明显;(5)长期覆盖经营雷竹林土壤、叶片养分间相关性明显减弱,竹子吸收利用养分的能力下降,生产中应实行雷竹林休养式覆盖经营方式。研究结果为林地覆盖经营雷竹林的可持续发展提供了理论参考。     

土壤养分库对缺苞箭竹叶片养分元素再分配的影响

研究了王朗自然保护区3个密度的缺苞箭竹群落的土壤养分库和叶片养分元素再分配能力的相互关系。结果表明,不同密度箭竹群落的土壤N、K贮量没有显著差异,土壤P贮量随着密度增加而显著减少（P〈0．01）,土壤Ca和Mg贮量则随着密度增加而增加。不同密度的箭竹叶片N和K的再分配能力没有显著差异,叶片P的再分配能力随着密度的增加而显著增加,Ca和Mg随着箭竹密度的增加在凋落叶中有显著积累的趋势。这表明,基于密度的箭竹叶片养分元素再分配能力与土壤养分库的大小密切相关,可能的机理过程是不同密度的箭竹在生长发育过程中改变了土壤养分库的大小,土壤养分库通过反馈机制导致箭竹叶片养分元素再分配能力的变化,体现了土壤与植被之间的互动关系。综合分析表明,P可能是限制缺苞箭竹生长发育的重要因子。     

不同林龄刺槐叶片养分重吸收特征及其对土壤养分有效性的响应

为揭示丘陵沟壑区刺槐的养分重吸收特征及其驱动因素,研究该区不同林龄刺槐叶片全氮和全磷的浓度,以及土壤有机碳、全氮、全磷、铵态氮、硝态氮和速效磷浓度及其化学计量,分析了叶片氮磷重吸收效率与土壤养分特性之间的关系。结果表明: 植物和土壤的养分随林龄增长发生显著变化,而土壤总磷和速效磷浓度较低。氮重吸收效率随林分生长先增加后降低,范围为48.2%～54.0%,平均为48.5%;磷重吸收效率则显著增加,范围为45.2%～49.4%,平均为46.9%。氮重吸收效率与土壤氮素和氮磷比呈负向响应,而磷重吸收效率与氮磷比呈显著正相关,与土壤速效磷呈负相关。表明土壤养分有效性的变化负向驱动养分重吸收效率。由于该生境中刺槐林的固氮效应及磷限制,叶片养分重吸收策略对土壤氮磷比响应强烈。     

Optimizing nutrient management for farm systems

Increasing the inputs of nutrients has played a major role in increasing the supply of food to a continually growing world population. However, focusing attention on the most important nutrients, such as nitrogen (N), has in some cases led to nutrient imbalances, some excess applications especially of N, inefficient use and large losses to the environment with impacts on air and water quality, biodiversity and human health. In contrast, food exports from the developing to the developed world are depleting soils of nutrients in some countries. Better management of all essential nutrients is required that delivers sustainable agriculture and maintains the necessary increases in food production while minimizing waste, economic loss and environmental impacts. More extensive production systems typified by 'organic farming' may prove to be sustainable. However, for most of the developed world, and in the developing world where an ever-growing population demands more food, it will be essential to increase the efficiency of nutrient use in conventional systems. Nutrient management on farms is under the control of the land manger, the most effective of whom will already use various decision supports for calculating rates of application to achieve various production targets. Increasingly, land managers will need to conform to good practice to achieve production targets and to conform to environmental targets as well.     

不同施肥模式下潮棕壤稻田的速效养分状况和水稻的养分分配

研究了不同施肥模式下下辽河平原潮棕壤稻田土壤速效养分的供应能力及水稻的养分分配.结果表明:各处理0～20 cm速效养分供应能力均高于20～40 cm,其变异也大于20～40 cm(速效氮除外);有机、无机肥相结合有利于提高土壤速效养分的供应能力;水稻氮和磷的分配主要集中在籽实中,钾的分配则主要集中在秸秆中.采用秸秆还田措施有利于缓解钾肥资源的不足,保持钾素的循环再利用,维持土壤钾库,减少钾肥投入,降低农业生产成本,减轻环境污染.     

密度对缺苞箭竹凋落物养分归还及养分利用效率的影响

在缺苞箭竹-紫果云杉原始林下,选取3个密度(D1、D2、D3)的缺苞箭竹,研究了密度对缺苞箭竹凋落物量、养分归还量及养分利用效率的影响.结果表明:3个密度缺苞箭竹的年凋落物量分别为793.2、1135.7和1458.5kg.hm-2,C归还量分别为370.7、516.2和671.5kg.hm-2,5种主要养分归还量分别为16.3、22.9和29.3kg.hm-2,均随密度的增大而增加.各密度养分年归还量中均以Ca最高(占总量的48%～58%),P和Mg最低(3%～5%),总体排序为Ca>N>K>Mg、P.除高密度(D3)缺苞箭竹在8月有一个凋落与养分归还小峰外,10月生长季末是各密度缺苞箭竹凋落及养分归还高峰期.不同密度缺苞箭竹叶N和K的再分配能力无显著差异,P的再分配能力随密度的增大而增强,Ca、Mg则显著积累.缺苞箭竹P的养分利用效率随密度的增大而增高,表明P可能是缺苞箭竹生长更新的限制因子.