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山东省赤松林叶片化学计量特征及其与林分特征和土壤养分的关系
Leaf Stoichiometric Characteristics of Japanese Red Pine Forest in Shandong Province and Their Correlation with Stand Characteristics and Soil Nutrients
赤松(Pinus densiflora)是山东省重要的乡土树种之一,研究其叶片碳(C)、氮(N)、磷(P)化学计量特征及其与林分特征和土壤养分的关系,对于了解赤松林分健康状况及开展施肥管理具有重要意义。2018年8—9月以山东省20块代表性赤松林林地为研究对象,对其进行生长调查并采集叶片和0~20 cm土壤样品,分析赤松林林分特征,叶片C、N、P化学计量特征和土壤养分含量,探讨叶片化学计量特征与林分特征和土壤养分的关系。结果表明,赤松叶片C、N、P平均含量分别为636.35、12.80、0.82 g/kg,C:N、C:P和N:P平均值分别为50.74、800.48和15.93。相关性分析显示,叶片N含量与胸径和林龄呈显著正相关,与林分密度呈显著负相关,叶片C:N与林龄呈显著负相关,叶片C含量和C:P均与土壤有机质和碱解氮含量呈显著负相关,叶片N含量与土壤养分含量呈显著正相关,而叶片C:N与土壤养分含量呈显著负相关。赤松林叶片N含量与林分特征、土壤养分呈显著线性相关,P元素是山东省赤松生长的主要限制性因子。
Pinus densiflora is one of the important native tree species in Shandong Province. The stoichiometric characteristics of carbon (C), nitrogen (N) and phosphorus (P) in leaves of P. densiflora in Shandong Province and their relationship with stand characteristics and soil nutrients were investigated to assess health status of plantations of P. densiflora and carry out fertilization management. From August to September in 2018, we conducted stand growth surveys on 20 plantations of P. densiflora in Shandong Province, and collected leaf and soil (0-20 cm) samples. Leaf stoichiometric characteristics, stand characteristics and soil nutrients' contents, as well as their relationships were analyzed. The results showed that the average content of C, N and P in the leaves of P. densiflora was 636.35, 12.80 and 0.82 g/kg, respectively, and the average value of C:N, C:P and N:P was 50.74, 800.48 and 15.93, respectively. It was found that the leaf N content was significantly and positively correlated with diameter at breast height and forest age, and significantly and negatively correlated with stand density. However, leaf C:N showed a negative correlation with forest age. Moreover, leaf C content and C:P showed significantly negative linear dependence upon the contents of soil organic matter and soil alkali-hydrolyzed N. In addition, leaf N content was significantly and positively correlated with soil nutrients' contents, whereas leaf C:N was significantly and negatively correlated with soil nutrients' contents. The leaf N content of P. densiflora was significantly and linearly correlated with stand characteristics and soil nutrients. Furthermore, P was a restrictive factor for P. densiflora in Shandong Province during its growth and development.
化学计量 / 碳氮磷 / 土壤养分 / 林分特征 / 赤松 / 叶片 {{custom_keyword}} /
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张秋芳, 谢锦升, 陈奶寿, 等. 生态恢复对马尾松叶片化学计量及氮磷转移的影响[J]. 生态学报, 2017, 37(1):267-276.
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郭子武, 陈双林, 杨清平, 等. 密度对四季竹叶片C、N、P化学计量和养分重吸收特征的影响[J]. 应用生态学报, 2013, 24(4):893-899.
以四季竹纯林为对象,研究了4种密度(D<sub>1</sub>:24600～29800株·hm<sup>-2</sup>;D<sub>2</sub>:37500～42600株·hm<sup>-2</sup>;D<sub>3</sub>:46500～52800株·hm<sup>-2</sup>; D<sub>4</sub>:76500～85500株·hm<sup>-2</sup>)下1～3年生立竹的成熟叶和凋萎叶的C、N、P化学计量特征及养分重吸收规律.结果表明： 随竹林密度的增大,成熟叶C、N、P含量和凋萎叶C、P含量总体下降,凋萎叶N含量先升高后降低,D<sub>4</sub>密度时成熟叶C含量急剧下降;叶片C/N和C/P呈升高趋势,N/P先升高后降低.D<sub>3</sub>、D<sub>4</sub>密度的叶片N、P养分利用效率显著高于D<sub>1</sub>、D<sub>2</sub>密度;叶片N、P重吸收率分别呈先降后升和持续升高的趋势.D<sub>1</sub>～D<sub>3</sub>密度的成熟叶N/P为16.24～19.37,四季竹生长受P的限制,促进叶片建成,种群生长旺盛.D<sub>4</sub>密度的成熟叶N/P为13.42～15.74,N限制作用增强,叶片凋萎脱落,种群生长受到抑制.四季竹通过调节叶片的C、N、P含量及其化学计量比,提高了N、P利用效率及重吸收能力,以适应高密度下环境资源的激烈竞争.在本试验条件下,D<sub>3</sub>密度是四季竹适宜的经营密度.
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吴会峰, 王菁菁, 宋丽娟, 等. 不同立地铁杆蒿化学计量特征及其与土壤养分的关系[J]. 应用生态学报, 2019, 30(8):2558-2566.
以陕西吴起杨青川流域铁杆蒿群落为研究对象,结合坡向、坡位及土壤养分变化探究不同立地铁杆蒿群落化学计量特征及其与土壤养分的关系.结果表明:从峁顶、阳坡、半阴坡到阴坡,铁杆蒿地上部分和根有机碳、全氮、全磷含量、碳氮比均逐渐增大;地上部分碳磷比和根氮磷比呈减小趋势;地上部分氮磷比、根碳磷比先减小后增大.从峁顶、上坡位、中坡位到下坡位,地上部分有机碳、全氮、全磷含量以及根有机碳含量先增加后减小;地上部分碳氮比、氮磷比先减小后增大.铁杆蒿群落植物化学计量特征一般与土壤化学计量特征呈正相关,但碳氮比、碳磷比、氮磷比及根全磷与土壤相应指标呈负相关,且植物地上部分与土壤的相关性大于根.综上,不同立地铁杆蒿群落植物在阴坡中坡位生长状态最佳,其化学计量特征与土壤养分状况具有明显的相关关系.坡向和坡位在铁杆蒿群落植物和土壤的化学计量特征中具有重要影响,适宜的铁杆蒿群落将有利于土壤养分的恢复.
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陶冶, 张元明. 古尔班通古特沙漠4种草本植物叶片与土壤的化学计量特征[J]. 应用生态学报, 2015, 26(3),659-665.
在荒漠极端环境下,对2种短命植物(角茴香和土大戟)和2种类短命植物(簇花芹和弯花黄芪)叶片与土壤化学计量特征及其相互关系进行研究.结果表明: 每个物种所有样地的各土壤因子之间均无显著差异;土壤氮(N)含量(0.18～0.22 mg·g<sup>-1</sup>)远低于土壤磷(P)含量(1.58～1.62 mg·g<sup>-1</sup>),N/P仅为0.12～0.15,表现出严重的土壤N缺乏.4种植物叶片N、P含量及N/P之间均有显著差异,其中,弯花黄芪最大,分别为57.36 mg·g<sup>-1</sup>、2.46 mg·g<sup>-1</sup>及23.43,角茴香其次,分别为34.05 mg·g<sup>-1</sup>、1.98 mg·g<sup>-1</sup>及17.56,土大戟分别为27.07 mg·g<sup>-1</sup>、1.87 mg·g<sup>-1</sup>及14.51,簇花芹分别为28.63 mg·g<sup>-1</sup>、2.20 mg·g<sup>-1</sup>及13.10.各物种N、P含量之间均具有显著的相关性,但绝大部分土壤因子与叶片化学计量值之间没有显著相关性.
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阎恩荣, 王希华, 郭明, 等. 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[J]. 植物生态学报, 2010, 34(1):48-57.
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。
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王凯博, 上官周平. 黄土丘陵区燕沟流域典型植物叶片C、N、P化学计量特征季节变化[J]. 生态学报, 2011, 31(17):4985-4991.
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肖迪, 王晓洁, 张凯, 等. 氮添加对山西太岳山天然油松林主要植物叶片性状的影响[J]. 植物生态学报, 2016, 40(7):686-701.
为探讨植物性状对大气氮沉降的响应与适应机制, 该文以中国特有的、在北方温性针叶林中广泛分布的天然油松(Pinus tabuliformis)林为研究对象, 在2009-2013年开展了氮添加对植物叶片性状影响的野外控制试验, 4个氮添加浓度分别为0 kg·hm<sup>-2</sup>·a<sup>-1</sup> (CK)、50 kg·hm<sup>-2</sup>·a<sup>-1</sup> (低氮)、100 kg·hm<sup>-2</sup>·a<sup>-1</sup> (中氮)和150 kg·hm<sup>-2</sup>·a<sup>-1 </sup>(高氮)。试验过程中分别测定了油松、蒙古栎(Quercus mongolica)、茶条槭(Acer ginnala)、毛榛(Corylus mandshurica)、沙梾(Cornus bretschneideri)、绣线菊(Spiraea salicifolia)、金银忍冬(Lonicera maackii)、羊须草(Carex callitrichos)、龙常草(Diarrhena mandshurica)、大火草(Anemone tomentosa)和玉竹(Polygonatum odoratum)等11种主要植物的9种叶片性状, 包括叶厚度(LT)、比叶面积(SLA)、干物质含量(LDMC)、叶氮含量(LNC)、叶磷含量(LPC)等。结果表明: 1)在氮添加影响下, 玉竹等个别物种的LT和SLA、绣线菊等部分物种的叶面积(LA)和LDMC差异显著, 上述所有物种的LNC与大多数物种的叶绿素含量(CC)、LPC显著增加, 油松等9种植物叶片N:P发生显著变化, 不同年龄、不同类型的植物叶片对氮添加的响应不同。2)叶性状之间普遍存在显著相关性, 如SLA与LNC和LPC极显著正相关, LT与LNC和LPC极显著负相关, 且相关性随氮添加强度变化。3) 11种植物的叶片特征空间分布规律与叶经济谱的描述一致, 氮添加使植物在特征空间中的位置向叶片薄、生长快、叶寿命短的“快速投资-收益型”一端发生移动; 在垂直方向上, 阔叶乔木、灌木及草本的位置与针叶乔木的移动方向相反。当环境改变时, 植物会改变生存策略, 调整资源分配, 从而保证物种间相对位置和群落整体结构的稳定性。叶经济谱的形成不依赖于环境的变化, 而是植物一种固有的属性。
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赵亚芳, 徐福利, 王渭玲, 等. 华北落叶松针叶碳、氮、磷含量及化学计量比的季节变化[J]. 植物营养与肥料学报, 2015, 21(5):1328-1335.
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高三平, 李俊祥, 徐明策, 等. 天童常绿阔叶林不同演替阶段常见种叶片N、P化学计量学特征[J]. 生态学报, 2007, 27(3):947-952.
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俞月凤, 彭晚霞, 宋同清, 等. 喀斯特峰丛洼地不同森林类型植物和土壤C、N、P化学计量特征[J]. 应用生态学报, 2014, 25(4):947-954.
研究西南喀斯特峰丛洼地人工林、次生林、原生林3个不同森林类型的6个代表性植物群落C、N、P化学计量特征及其与土壤的关系.结果表明: 不同森林类型植物和土壤C、N、P含量均存在显著差异.土壤C和N含量均为次生林最高,人工林最低,土壤P含量为人工林最高,原生林最低;植物C和P含量变化趋势为人工林>原生林>次生林,植物N含量为次生林最高,原生林最低.土壤C∶P、N∶P以及植物C∶P均为原生林显著高于次生林和人工林,土壤C∶N在不同森林类型间差异不显著;植物N∶P为次生林最高,人工林最低,植物C∶N为原生林>人工林>次生林.在不同森林类型中,乔木叶片N含量与P含量、C∶N与C∶P以及C∶P与N∶P之间均呈显著线性正相关,除了植物叶片C∶N与N∶P以及土壤C∶N与N∶P之间呈显著线性负相关外,植物和土壤的C、N、P、C∶P均无显著相关性,说明土壤C、N、P供应量对乔木叶片C、N、P含量影响不大.
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