干热河谷优势灌木种类的根系结构及碳氮磷元素含量特征

研究干热河谷优势灌木的根系特征,有助于了解植物根系的养分和水分吸收能力、固土作用及对恶劣环境的适应与生存策略,为干热河谷植被恢复和生态环境改善提供理论依据.选取马桑(Coriaria sinica)、坡柳(Dodonaea viscose)和苦刺(Sophora davidii)3种干热河谷优势灌木种类,对其根系的形态结构特征和碳(C)、氮(N)、磷(P)元素含量状况进行研究.研究结果表明,马桑、坡柳和苦刺的根长、根表面积、干质量以及部分径级比根长(SRL)和比表面积(SSA)无显著差异,马桑0-2 mm根系的比根长显著高于 2 mm根系,表明其0-2 mm根的养分与水分吸收能力优于 2 mm的根;坡柳和苦刺0-1 mm根系的比根长均显著高于 1 mm根系,表明其0-1 mm根的养分与水分吸收能力显著高于 1 mm的根.苦刺根系的平均C、N、P含量显著高于马桑和坡柳,不同径级的N含量均显著高于马桑和坡柳,这与苦刺为豆科植物具有较强的固氮能力有关.根据N:P判断,苦刺根系受P的限制,马桑和坡柳根系受N的限制. 3种灌木的比根长和比表面积与元素含量基本不存在显著相关性,原因在于比根长和比表面积随径级变化的趋势与根系元素含量的变化趋势不同,造成两者相关性不显著.综上所述,干热河谷3种灌木的根系形态结构特征具有一定的相似性,但元素C、N、P含量以苦刺最高,该结果有助于了解当地植物对土壤养分的利用效率和适应生存策略.(图3表4参51)     

不同退化程度喀斯特生态系统根际土壤的养分分布特征

以贵州中部喀斯特地区由乔木林、灌木林和灌草丛等不同退化程度生态系统中的优势物种根际土壤为研究对象,测定其C、N、P全量及有效态质量分数,分析各优势物种根际土壤的养分变化。结果表明：3个生态系统中不同优势物种根际各类土壤养分质量分数变化较大,其中,土壤C、N、P养分为乔木林中园果化香根际土壤质量分数最高,白枥根际养分质量分数最低。可溶性有机碳质量分数为乔木林中最低,其平均水平不超过10 mg·kg-1。土壤磷素的供给能力为乔木林的园果化香和刺秋相对较强,其中园果化香中达到1.5%。而且优势树种间根际土壤有效态养分质量分数的差异明显高于全量养分,说明喀斯特地区根际土壤养分差异性主要受植被因素的影响,土壤有效态养分较全量养分对植被群落演替的响应更为灵敏,而且根际土壤养分质量分数和形态的变化与土壤有机碳质量分数有显著的正相关关系,这进一步说明喀斯特地区植被类型的变化对土壤养分的循环利用具有重要的影响作用。     

凤庆县不同古茶园根际与非根际土壤酶活性及其化学计量特征

研究不同古茶园土壤养分状况间的差异影响,可为古茶园的土壤养分管理提供理论依据,实现茶园的提质增效.以凤庆县郭大寨乡3个典型古茶园的根际与非根际土壤为研究对象,探究其根际与非根际土壤理化性质、土壤酶活性及其化学计量比之间的关系.结果显示：（1）茶园根际与非根际土壤养分含量及酶活性差异显著（P <0.05）,且表现出不同的土壤营养条件.（2）不同茶园的根际土壤含水量、全碳、全氮、全磷含量差异显著（P <0.05）,均表现为大箐>龙潭>琼英;同时,龙潭茶园土壤pH=4.5为茶树生长最适值.（3）不同茶园非根际土壤胞外酶活性的高低表现为大箐>龙潭>琼英,其活性与土壤含水量、全碳、全氮、全磷含量正相关,其中土壤含水量解释了97.2%变异,与pH值负相关.而在植物根系的作用下,根际土壤酶活性呈现出不同变化趋势;其活性与土壤含水量、pH值、全碳、全氮、全磷含量均正相关,土壤含水量解释了93.9%的变异,全碳解释了5.2%的变异.（4）根据土壤酶化学计量比矢量分析,3个茶园土壤微生物受碳源限制程度不同,限制程度为琼英>龙潭>大箐,大箐茶园土壤微生物受到一...     

小麦/玉米间作作物根系与根际微环境的交互作用

通过根箱模拟试验和水培试验,测定小麦/玉米间作条件下根系的分布与根际养分的含量,初步探讨了间作对作物根系分泌有机酸的影响。结果表明,间作显著提高了各层土壤中小麦根的重量,同时提高了小麦、玉米的根系数量和地上部生物量,使生长前期根系大小发生较大变化,而对根系活力影响较小。间作使玉米根际土速效N含量增加,速效P、K含量降低;使小麦根际土N含量降低,P、K含量提高。小麦与玉米间作以后,根系分泌有机酸的种类明显增加;而植株体内和根系中有机酸的种类和数量却有所降低。     

南亚热带中幼龄针阔混交林生态化学计量特征

为了解南亚热带中幼龄针阔混交林植物、凋落物和土壤生态化学计量特征,本研究以10-11 a、7-9 a和3-5 a林龄人工针阔混交林为研究对象,通过对植物叶片（乔木、灌木和草本）、凋落物及土壤的碳（C）、氮（N）和磷（P）含量及计量比分析,探讨了中幼龄针阔混交林生态化学计量特征、相互关系及其N、P养分限制。结果表明,1）针阔混交林乔木、灌木和草本叶片碳含量均值分别为502.88、472.18和438.31 mg·g-1,其叶片碳含量表现为乔木〉灌木〉草本;叶片全氮含量均值分别为15.87、19.61和15.72 mg·g-1,叶片全磷含量均值为1-09、1.24和0.91 mg·g-1,其叶片氮和磷含量均表现为灌木〉乔木〉草本;凋落物碳、氮和磷含量均值分别为497-07、11-36和0.45 mg·g-1,凋落物氮和磷含量均低于植物。2）针阔混交林乔木叶片C/N、C/P和N/P均值分别为34.43、517-06和15.63,灌木和草本叶片C/N、C/P和N/P均值分别为26.60和28.55、438.77和507.59、16.52和17.95,而凋落物C/N、C/P和N/P为46.50、1193.26和26.17;不同林龄杉木叶片N/P均低于14,表明杉木生长受N限制;10-11 a林龄阔叶树生长受N的限制,7-9 a和3-5 a林龄阔叶树生长受P的限制,灌木和草本生长基本受P限制。3）植物叶片全氮和全磷含量呈极显著正相关（P〈0.01）,C/N与C/P呈极显著正相关（P〈0.01）,而全磷含量与C/N、C/P、N/P呈极显著和显著负相关（P〈0.01,P〈0-05）;土壤有机碳含量与土壤全氮含量、C/P、N/P呈极显著和显著正相关（P〈0.01,P〈0-05）。本研究为中幼龄人工林抚育及可持续经营提供科学参考。     

小麦／玉米间作作物根系与根际微环境的交互作用

通过根箱模拟试验和水培试验，测定小麦／玉米间作条件下根系的分布与根际养分的含量，初步探讨了间作对作物根系分泌有机酸的影响。结果表明，间作显著提高了各层土壤中小麦根的重量，同时提高了小麦、玉米的根系数量和地上部生物量，使生长前期根系大小发生较大变化，而对根系活力影响较小。间作使玉米根际土速效N含量增加，速效P、K含量降低；使小麦根际土N含量降低，P、K含量提高。小麦与玉米间作以后，根系分泌有机酸的种类明显增加；而植株体内和根系中有机酸的种类和数量却有所降低。     

南亚热带森林优势树种氮、磷可利用性与菌根侵染率的关系

氮(N)和磷(P)是植物生长所必需的大量元素,其供应是否充足对植物生长发育具有重要影响。菌根真菌侵染有助于植物对N、P等营养元素的吸收利用,而以往研究大多集中于草地、农田生态系统中,并多以控制实验或者室内盆栽实验为主。选择南亚热带森林演替前期与演替中期的共有优势树种马尾松(Pinus massoniana)以及演替中期与演替顶级阶段的共有优势树种木荷(Schima superba)与锥栗(Castanopsis chinensis)为研究对象,测定其菌根侵染率、根际土酸性磷酸酶活性(acid phosphatase activity,APA)、根际土以及叶片元素含量,探讨不同演替阶段森林共有优势树种N、P可利用性与菌根真菌侵染率之间的关系。结果表明:(1)马尾松菌根侵染率由演替前期的48.18%显著增加到演替中期的65.7%;木荷以及锥栗菌根侵染率分别由演替中期的57.7%、50.79%增加到演替顶级的64.03%、53.18%;(2)共有优势树种菌根侵染率与叶片磷含量呈显著负相关关系,马尾松菌根侵染率与根际土铵态氮含量呈显著正相关关系;(3)共有优势树种根际土APA、叶片N:P均随着演替的进行而升高,木荷和锥栗根际土APA分别由演替中期的8.8、9.38μmol·g~(-1)·h~(-1)显著增加到演替顶级的16.96、15.55μmol·g~(-1).h~(-1);共有优势树种根际土APA与有效磷含量存在显著负相关关系,而与根际土C:P、N:P以及叶片N:P间存在极显著正相关关系。可见,随着南亚热带森林演替的进行,磷限制的增强将使得不同演替阶段森林共有优势树种菌根侵染率升高,菌根真菌的侵染能够缓解不同演替阶段森林共有优势树种所受的磷限制。     

不同强度干旱胁迫对华南地区4种乡土树种生长和碳氮磷化学计量特征的影响

探究4种乡土树种对不同强度干旱胁迫的响应差异,可为华南地区乡土树种应对干旱的生理机制提供理论依据.选取华南地区4种乡土树种海南红豆（Ormosia pinnata）、降香黄檀（Dalbergia odorifera）、醉香含笑（Michelia macclurei）和黧蒴锥（Castanopsis fissa）为研究对象,人工搭建遮雨棚、开顶箱（OTC）和自动浇水系统来模拟干旱环境,设置对照（100%）,低度（75%）、中度（50%）和高度干旱（25%）4种处理,研究4种乡土树种生长、各器官中养分含量和化学计量学对不同强度干旱的响应.结果显示,干旱胁迫抑制了海南红豆和降香黄檀的生长,但醉香含笑和黧蒴锥的生长无显著影响.干旱降低了海南红豆叶片（氮）N含量、根系N和磷（P）含量,增加了海南红豆粗根碳氮比（C:N）、碳磷比（C:P）和氮磷比（N:P）,但降低了细根C:P和N:P.随着干旱胁迫程度增加,4个树种的叶片可溶性糖含量均升高,醉香含笑和黧蒴锥粗根的淀粉和非结构性碳水化合物（NSC）含量升高,降香黄檀和海南红豆NSC含量则下降.综上,在干旱胁迫下,海南红豆和降香黄檀表现出资源获取型策略...     

庐山植物园11种植物的根际土壤氮磷有效性和酶活性

通过比较不同种源植物的土壤理化性质与生物学活性的差异及根际效应,探讨不同种源植物对庐山酸性山地土壤的环境适应性。在庐山植物园内选择引种多年的11种不同种源的常绿树种,在生长季节中采集根际土和非根际土,测定有机碳含量、碱解氮及有效磷含量、脲酶和酸性磷酸酶活性,并分析各树种根际土壤氮磷养分及酶活性的根际效应。结果表明,（1）不同树种之间的根际土壤酸性磷酸酶（P〈0.01）、有效磷（P〈0.05）和碱解氮（P〈0.01）存在明显差异,而脲酶没有差异。（2）根际与非根际土壤氮磷有效性和酶活性表现出不同的特征,大部分树种根际土壤有效磷及酸性磷酸酶存在一定的根际效应（R/S〉1）,例如红花木莲Manglietia insignis、桂南木莲Manglietia chingii及云南拟单性木兰Parakmeria yunnanensis的根际与非根际土壤有效磷含量存在显著差异（P〈0.05）,红花木莲、桂南木莲、巴东木莲Manglietia patungensis、红茴香Illicium henryi及红皮糙果茶Camellia crapnelliana与乡土树种云锦杜鹃Rhododendron fortunei根际与非根际土壤酸性磷酸酶存在显著差异（P〈0.05）。但是,根际与非根际土壤碱解氮和脲酶差异不明显,有的甚至出现脲酶的根际负效应（R/S〈1）,如巴东木莲和红花木莲等树种根际土壤低于非根际土壤（P〈0.05）。（3）不同种源树种影响下的土壤有效磷和酸性磷酸酶的根际效应（R/S比值）明显,原产西南地区的树种如桂南木莲、云南拟单性木兰和巴东木莲与华南地区的红花木莲、红茴香等土壤有效磷的根际效应（R/S〉1.5）比原产华东亚热带地区的深山含笑Michelia maudiae和云锦杜鹃更明显,相应的酸性磷酸酶的根际效应也较高。土壤脲酶和碱解氮的根际效应却不明显。（4）土壤有机碳与碱解氮、有效磷和酸性磷酸酶存在显著正相关关系（P〈0.01）,土壤碱解氮与有效磷（P〈0.01）和酸性磷酸酶（P〈0.05）具显著正相关关系,酸性磷酸酶与pH值（P〈0.05）显著负相关,说明根际土壤有机物质的积累对根际微区的理化环境及根际土壤养分活性具有重要影响。     

白榆/刺槐互作条件下土壤与植物养分季节变化

采用盆栽试验对白榆（Ulmus pumila）单作（BB）、刺槐（Robinia pseudocacia）单作（CC）及白榆/刺槐（U.pumila-R.pseudocacia.）互作（BC）（3种互作方式：根系不分隔（N）、根系用尼龙网（L）分隔和根系用塑料膜（P）分隔）及两种施肥方式（施肥处理（F）和不施肥处理（N））下土壤pH值、土壤养分及植株N、P养分吸收总量的季节变化进行了研究。结果表明,不同处理土壤pH值从5—9月呈增加趋势,互作中根系不分隔处理和根系用尼龙网分隔处理降低土壤的pH值效果较明显;各处理w（土壤有机质）在7月份较高,其中施肥处理〉不施肥处理,在3种互作方式中,w（土壤有机质）大小顺序为：根系不分隔〉根系用尼龙网分隔〉根系用塑料模分隔;随着季节的变化,不同处理土壤销态氮含量呈降低趋势。在白榆、刺槐整个生长期内,w（NH4＋-N）占绝大部分,w（NO3--N）极少,由此说明在白榆、刺槐整个生长期吸收的氮素形态主要是NH4＋-N。不同处理白榆、刺槐植株的N、P养分吸收总量从5月到9月呈现不断增加趋势,至9月达到最大。互作植物N、P养分吸收总量均高于其相应的单作,但不同互作方式对N、P养分吸收总量的变化不同。在3种互作方式中,改善土壤养分状况及植株N、P养分吸收总量的最优互作方式为根系不分隔施肥处理（BCNF）。     

西葫芦对土壤持久性有机氯化物污染的指示性研究

西葫芦(Cucurbita pepo L.)对土壤中持久性有机氯化物的超强吸收能力已被证实,意味其具有指示区域土壤持久性有机氯化物污染状况的潜能。本研究采用农田小区试验,考察了西葫芦不同组织器官(根、过渡茎、茎、叶和果实)在6个生长期对有机氯化物的累积吸收行为;采用同位素稀释高分辨气相色谱-高分辨质谱法,分析了种植土壤及西葫芦各组织器官中的21种有机氯农药(OCPs)和18种多氯联苯(PCBs)。结果表明,西葫芦可将根吸收的OCPs和PCBs传递到过渡茎和茎。不同生长期采集的西葫芦根、过渡茎和茎中的OCPs和PCBs浓度基本稳定,无明显生物稀释效应,且此3个组织器官中OCPs和PCBs的分布模式与土壤中的分布模式基本一致。因此,可以用西葫芦根和茎中持久性有机氯化物的浓度指示土壤中持久性有机氯化物的污染水平,根和茎的采样时间可以不受西葫芦生长期的限制。     

番茄对污染土壤中邻苯二甲酸酯的吸收累积特征

利用盆栽实验研究了番茄对污染土壤中邻苯二甲酸酯(PAEs)的吸收积累特征。结果表明,番茄根系、茎、叶和果实均可以吸收累积PAEs化合物,其含量与土壤污染程度成正相关;相同处理的番茄茎、叶和果实中邻苯二甲酸正丁酯(DBP)含量均高于邻苯二甲酸异辛酯(DEHP),而番茄根系中DBP的含量低于DEHP; 4个不同处理方式土壤中DBP和DEHP的残留量顺序均为:灭菌土壤组灭菌土壤种植番茄苗组未灭菌土壤组未灭菌土壤种植番茄苗组。无论是灭菌处理还是未灭菌处理,有番茄苗组土壤中PAEs含量均低于无番茄苗组,未灭菌土壤种植番茄苗组土壤中PAEs残留量最低,PAEs削减率高达96.39%,有番茄苗组微生物数量大于无番茄苗组。这些说明土壤中PAEs的削减是番茄植物和微生物协同作用的结果。     

采果期甜椒氮素营养特性及分配规律

利用^15N示踪技术研究了水培甜椒果实收获期间吸收的氮素在体内的动态分配规律。结果表明：甜椒果实收获期间营养器官与生殖器官干物质积累动态呈一平行的线性增长趋势，果实干物质积累量于始采期以后开始超过叶片，而果实氮素积累到盛采期才超过叶片，果实含氮量在整个采果期间保持稳定，随生长发育，叶片含氮迅速下降，盛采期时与果实和根相近，且均高于茎和侧枝，始采期通过根吸收的标记态氮主要贮存在叶片与果实中，叶片、果实是甜椒始采用氮素分配的最主要器官。此后，叶片和根成为主要的氮素输出器官，而果实则成为主要的输入器官。研究发现，甜椒体内的氮即使一度成为结合态，能能够被再度输出，但是，氮素在植株体内滞留的时间越长，越难以再度向外输出，并且不同器官输出的难易程度也是不相同的，比较而言，叶片和根中一度成为结合态的氮素容易被再交输出，甜椒果实是氮的强力库，氮素竞争力最强。     

Tessaria absinthioides: a possible bio‐monitor for Cd,Pb, and Cu,in the middle and lower basin of the loa river,North Chile

Some ecotoxic metals such as Cd, Pb, and Cu in Tessaria absinthioides were quantified to study its possible use as a bio‐indicator and/or bio‐monitor of these metals. This plant was chosen for its abundance in the area under study, along Chile and even in southern Latin America. For Cd, Pb, and Cu in all three parts of the plant (leaves, stems and roots) a different concentration pattern in each sampling areas was observed. In sampling areas Coya Sur and La Cascada copper and cadmium concentration decrease in order: leaves > roots > stems. In samples collected in Xalquincha the lowest concentrations of Cd and Pb were observed in stems. A maximum of cadmium concentration (9ug/gd.w. in leaves) was found in samples from La Cascada, a inflow to river Loa in Calama. High concentrations of lead were found in roots and leaves. Collected data demonstrate that the main pathway for cadmium is from ground water via roots into the plant. Some data obtained for lead and copper indicate that the influence of dust particles adsorbed on leaves and stems can be higher than uptake from ground water.     

水田中水稻、稗草和异型莎草甲烷排放的生物学特性

比较了生长于淹水田间的水稻、稗草和异型莎草甲烷排放的生物学特性。结果表明，三种植物的甲烷排放量次序为稗草＞水稻＞异型莎草，前两者的甲烷排放量分别为后者的１１倍和８．４倍。但这个次序刚好与这三种植物根系甲烷形成活性的次序相反。观察了三种植物甲烷排放的日周期变化。稗草和水稻根际土壤的产甲烷活性高于非根际土壤，而异型莎草的根际和非根际土壤的产甲烷活性之间无明显差异。还观察到稗草和水稻的叶鞘和茎杆连接节处的间隙是甲烷逸入大气的主要途径，而异型莎草则未见有可供甲烷排放的间隙与气孔。     

水分管理对重金属在水稻根区及在水稻中积累的影响

选取了酸性矿山废水污灌区重金属污染水稻土,通过盆栽试验,研究了不同水分管理条件（60%最大田间持水量,80%最大田间持水量,最大田间持水量,前期淹水＋抽穗扬花期烤田,全生育期淹水）下水稻根际土壤及其不同器官（稻根、茎叶和籽粒）中As、Cd、Cu和Zn的含量变化。结果表明：土壤水分含量对水稻根际土壤中As、Cu和Zn的含量影响不大。但显著影响水稻不同器官对这3种元素的吸收积累。随着土壤水分含量的增加,水稻根、茎叶和籽粒中As的含量都显著增加;Cu的含量则逐渐减少;水稻茎叶中Zn含量也逐渐减少,但水稻根和籽粒中Zn含量则变化不明显。抽穗扬花期拷田能显著降低As在水稻中的积累,显著增加水稻茎叶中Zn的积累;但不影响水稻各器官中Cu,以及水稻根和籽粒中Zn的含量。此外,虽然这3种重金属在土壤中含量均超标,但在水稻籽粒中含量只有Zn全部超标,而Cu则都不超标,因此,农作物的超标情况并不直接与土壤的重金属超标相联系。     

五种重金属在小麦植株不同器官中的分布特征

为研究Cd、Pb、As、Cu、Zn等5种重金属在小麦植株不同器官的分布特征，以郑州9023为供试品种，采用田间试验方法，应用原子吸收分光光度法和电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICPS)分别测定了小麦植株不同器官的重金属质量分数并进行了分析。结果表明，小麦植株中较易富集Cd的器官是根、叶及废弃物，较易富集Pd、As的器官是根、茎及废弃物，较易富集Zn、Cu的器官是根、茎和籽粒；在这5种重金属中，Zn在小麦茎和籽粒中的富集系数最高，Cd在地上部分其他器官的富集系数最高，而Pb在这些器官中富集系数均为最低，Cu和As则居中。     

Fate of nitrogen in riparian forest soils and trees: an 15N tracer study simulating salmon decay

We introduced an 15N-NH4+ tracer to the riparian forest of a salmon-bearing stream (Kennedy Creek, Washington, USA) to quantify the cycling and fate of a late-season pulse of salmon N and, ultimately, mechanisms regulating potential links between salmon abundance and tree growth. The 15N tracer simulated deposition of 7.25 kg of salmon (fresh) to four 50-m2 plots. We added NH4+ (the initial product of salmon carcass decay) and other important nutrients provided by carcasses (P, S, K, Mg, Ca) to soils in late October 2003, coincident with local salmon spawning. We followed the 15N tracer through soil and tree pools for one year. Biological uptake of the 15N tracer occurred quickly: 64% of the 15N tracer was bound in soil microbiota within 14 days, and roots of the dominant riparian tree, western red cedar (Thuja plicata), began to take up 15N tracer within seven days. Root uptake continued through the winter. The 15N tracer content of soil organic matter reached a maximum of approximately 52%, five weeks after the application, and a relative equilibrium of approximately 40% within five months. Six months after the addition, in spring 2004, at least 37% of the 15N tracer was found in tree tissues: approximately 23% in foliage, approximately 11% in roots, and approximately 3% in stems. Within the stems, xylem and phloem sap contained approximately 96% of the tracer N, and approximately 4% was in structural xylem N. After one year, at least 28% of the 15N tracer was still found in trees, and loss from the plots was only approximately 20%. The large portion of tracer N taken up in the fall and reallocated to leaves and stems the following spring provides mechanistic evidence for a one-year-lagged tree-growth response to salmon nutrients. Salmon nutrients have been deposited in the Kennedy Creek system each fall for centuries, but the system shows no evidence of nutrient saturation. Rates of N uptake and retention are a function of site history and disturbance and also may be the result of a legacy effect, in which annual salmon nutrient addition may lead to increased efficiency of nutrient uptake and use.