九段沙上沙海三棱草湿地植物与土壤间营养元素含量的灰色关联分析

利用灰色关联分析方法对九段沙上沙海三棱草中营养元素含量与不同深度土壤相应元素含量的关联度进行分析,旨在了解海三棱草生长过程对不同深度土壤营养元素的吸收程度.结果显示,海三棱草生长过程中与深层土壤中N,P,K元素含量关联最密切,关联度顺序是40～60 cm＞15～40 cm＞0～15 cm.与土壤营养元素含量的关联度顺序为N＞K＞P,生长过程吸收的N元素最多,其次是K元素,吸收的P元素最少.不同生长阶段对营养元素的需求程度不同,生长初期与N元素含量关联最密切,旺盛生长期与N,P,K元素含量关联均密切,生长末期与N元素含量的关联程度减小,与P,K元素含量的关联程度增加.      

长江河口九段沙中沙互花米草湿地植物-土壤间营养元素含量灰色关联分析

于2005年5—12月,采用GPS定位,逐月对长江河口九段沙中沙的互花米草(Spartina alterniflora)湿地植物样品与土壤样品进行采集,分析植物与土壤中的w(N),w(P)和w(K)并研究其动态变化.利用灰色关联分析方法,对湿地植物与土壤中w(N),w(P)和w(K)的时空分布进行了研究,旨在探明互花米草生长过程中对不同深度土壤营养元素与不同种类营养元素的吸收程度.结果表明,灰色关联分析是湿地生态系统植物与土壤营养元素动态关系研究的行之有效的方法.互花米草的生长与上层土壤(0～≤15 cm)中的w(N)、中层土壤(15～≤40 cm)中的w(K)和下层土壤(40～60 cm)中的w(P)关联密切.互花米草与上层、中层和下层土壤中营养元素的关联序分别为N>P>K,N>K>P和P>N>K.在互花米草整个生长过程中,初期植物-土壤间营养元素的关联较小;旺盛生长期,植物-土壤间N和P元素的关联度大,K元素的关联度小;生长末期,植物-土壤间K元素关联度增强.     

芦苇与海三棱藨草中重金属的累积及季节变化

通过分析上海滨岸潮滩芦苇和海三棱藨草根系、茎叶中Cu、Pb、Fe、Mn、Zn、Cr、N的含量，发现Fe、Mn、Zn、Cu在芦苇与海三棱藨草根系、茎叶中含量较高，而Pb、Cr、N含量较低；Mn在芦苇与海三棱藨草茎叶中的含量接近或超过根系中的含量，而Fe在茎叶中的百分含量较少；聚类分析表明，Pb、Cr在芦苇和海三棱藨草体内的迁移能力非常相近，Zn、Cd、Cu也表现出类似的规律；芦苇和海三棱藨草分别在夏季和春季开始大量吸收重金属元素，之后含量降低，冬季时重金属元素在这两种潮滩植物根系和茎叶中再次出现富集。在同一采样断面，除Cr以外，其余重金属元素在海三棱藨草体内的含量明显高于芦苇。     

百花湖消落带常见植物氮磷钾营养元素含量分布特征研究

于2011年9月在百花湖消落区进行随机采集,选取常见的30种百花湖消落带植物,如狗牙根(Cynodon dactylon)、牛鞭草(Hemarthria altissima)、白花三叶草(Trifolium repens)、喜旱莲子草(Alternanthera philoxeroides)、鬼针草(Bidens pilosa)、菖蒲(Acuros calamu Linn)等为研究对象,对其根、茎、叶中氮磷钾营养元素的分布进行比较研究.结果表明:大多数植物根、茎、叶中N、P、K含量表现出一致性,即K＞N＞P,并且N、P、K相互之间呈现出显著的正相关关系,这与该地区土壤中N、P、K的含量有着显著的关系.在同一植物不同器官中N、P、K的含量也表现出一致性,即叶＞茎＞根,并且根、茎、叶中的含量相互之间也呈现出现显著的正相关关系.消落区植物总体根、茎、叶的营养状况分别为低、中、高,并且地上部分的营养元素占整株植物总营养元素的平均值为80％以上.因此,收割地上部分的茎和叶,即可达到对土壤中N、P较好的处理效果.禾本科、蓼科及菊科植物中营养元素含量较低,又具有一定的耐水淹性,适宜在消落区水淹时间较长且土壤中N、P营养元素含量较低的这种特殊环境下生长.该研究揭示了百花湖消落区常见植物的营养状况,以及有助于筛选出适合消落区生长的植物,对控制水体富营养化和研究消落区生态系统的完整性有着重要的意义.     

多光谱数据定量反演土壤营养元素含量可行性分析

运用室内光谱模拟多光谱数据,采用回归分析方法建立土壤营养元素含量预测模型,并进行验证.首先,根据光谱响应函数将实验室光谱数据重采样至多光谱传感器（TM和 ASTER）波段;然后,分别利用多元逐步回归（SMLR）和偏最小二乘回归（PLSR）方法,建立建模土壤样本实测光谱以及模拟光谱（TM和ASTER）与土壤营养元素含量间的经验模型;最后,利用检验土壤样本进行模型精度验证.与实测光谱模型相比,模拟光谱模型对土壤营养元素含量的预测精度受光谱分辨率的影响并不大.模拟光谱模型对N、P、K元素含量预测精度最高分别为0.89、0.79和 0.67.土壤N、P、K元素含量SMLR模型的入选波段分别位于2 000～2 300　nm、1 650～1 800　nm和600～800　nm波长附近范围内; 土壤N、P、K元素含量PLSR模型的系数表明,近红外（NIR）波段对总氮和总磷元素含量比可见光（VIS）波段敏感,而VIS对K元素含量预测的贡献更大.利用多光谱数据进行土壤营养元素含量的估测具有理论上的可行性;由于不同元素对不同光谱波段的响应不同,在选择多光谱遥感数据时要充分考虑传感器的波段特征.     

崇明东滩海三棱藨草生物硅分布及季节变化

利用Na2CO3连续提取法,分析了崇明东滩海三棱藨草(Scirpus mariqueter)体内生物硅(BSi)含量与分布特征.结果表明,BSi在海三棱藨草体内的分布存在明显的季节变化差异,在生物体中连续积累是BSi的一个主要特征.地上部分BSi含量变化范围为0.26% ~ 0.93%,地下部分为0.31% ~ 0.92%,果实中则为0.24% ~0.43%.地上部分含量明显高于其他部分,说明BSi主要沉积在蒸发强烈的叶片中,植株个体生长阶段是决定地上部分BSi含量的主要因素.统计分析显示,根际沉积物BSi和植物各器官BSi相关性均显著,说明海三棱藨草依从主动吸硅机制,从根际沉积物获取所需的Si.地上、地下部分BSi含量与有机氮(ON)、C/N、土壤温度、植株高度也存在明显的相关性.     

崇明岛滨岸滩地植物系统中重金属元素的分布累积与相互关系

以滩地几种常见大型植物为研究对象,系统地分析了Cd及Ni在芦苇、海三棱草和互花米草系统中的分布与累积,以及Cd,Ni,K及Ca 4种重金属元素在芦苇中的相互关系.结果表明:Cd及Ni在芦苇、海三棱草和互花米草根部的累积程度较高,约占总量的50%以上.w(Cd)在3种植物不同器官中均为根>茎>叶. 3种植物等量的地下部分中互花米草的阳离子交换量(CEC)可能最高; 互花米草各器官对Cd及Ni的累积能力均强于芦苇和海三棱草. 芦苇地下部分对K及Ca的吸收可以促进Ni的吸收与累积,但同时对Cd的吸收与累积却有一定的阻碍作用;茎中K及Ca与Ni及Cd均表现为一定的拮抗作用;在芦苇体中营养元素K及Ca呈一定的协同作用. 以w(Cd)及w(Ni)在上海市土壤分级标准中的相关背景值为参考,崇明岛滨岸滩地植物系统根际土壤中的w(Cd)及w(Ni)整体上处于清洁水平.      

海三棱藨草盐沼土壤环境因子的时空分布特征

以长江口九段沙湿地上沙区域内海三棱藨草(Scripus mariqueter)土壤为研究对象,选取四层土壤(0 ～ 10 cm,10 ～ 30cm,30 ～ 50 cm,50 ～ 70 cm)中的全氮(TN)、全磷(TP)、有效氮(EN)、有效磷(EP)、有机碳(0C)为主要环境因子,利用二步聚类法(Two-step ...     

崇明东滩湿地植被类型和沉积特征对土壤碳、氮分布的影响

滨海湿地碳、氮储量的分布可能受盐沼植被和外源沉积物的综合影响.本文以长江口典型滨海湿地为研究对象,分别在崇明东滩湿地北部、中部和南部设置3条样线,根据外源沉积物的区域特征研究了3种主要盐沼植被(芦苇(Phragmites australis)、互花米草(Spartina alterniflora)、海三棱藨草(Scirpus mariqueter))和土壤中的有机碳(TOC)、总氮(TN)的季节变化及空间特征.结果显示,崇明东滩湿地北、中部为淤积型滩涂,南部呈侵蚀态势.盐沼植被中芦苇和互花米草生物量TOC、TN累积量均显著高于海三棱藨草带.北、中样线的相同植被类型中的土壤TOC、TN显著高于南样线.高潮滩的芦苇带土壤TOC储量高于中潮滩的互花米草带,而互花米草带土壤TN储量略高于芦苇带,海三棱藨草带和光滩土壤TOC、TN储量最低.盐沼植被类型显著影响土壤各层次TOC和TN储量的分布,其中,0~10 cm层次储量受植被类型和表层外源沉积物空间特征的交互作用影响.     

水稻对土壤营养元素吸收系数及吸收限的研究

通过研究广东省江门市三个不同优质稻产地土壤中相同元素对水稻品质造成不同影响的特点,如都斛土壤中的N与水稻胶稠度呈正相关关系,而在牛江则呈较强负相关关系;都斛土壤中的Mo与水稻的不完善粒呈较强负相关关系,而在牛江则呈正相关关系。根据吸收系数与土壤营养元素关系,得出作物对营养元素的吸收限。当土壤能给作物提供足够的营养元素时,作物对土壤营养元素的吸收存在一个极限,土壤元素含量接近这个极限时,作物对元素的吸收达到饱和,对元素的吸收系数则低;当土壤营养元素供给能力不足时,作物对营养元素吸收能力较强,对元素吸收系数较高。通过对比各元素及指标与稻谷感官品质相关关系并评分,得出土壤营养元素含量越偏离水稻对营养元素的吸收限,则对水稻品质的影响越大的结论,由此解释了不同省份农业地质调查中农作物元素与土壤元素相关关系混乱甚至矛盾的问题,为水稻的施肥提供了科学合理的依据     

东平湖菹草腐烂分解及其对水环境的影响

于2011年6月-7月在现场采用网袋法研究了东平湖沉水植物菹草的分解失重和营养元素的变化动态.结果表明,菹草在0～14d腐烂分解较快,40 d可分解约80％的生物量,年残留率为5.0％,与一次指数模型相比,二次指数模型Wt/W0 =0.785e-0.386t +0.215e-0.004t(R2=0.876)能更好的描述菹草分解失重动态.菹草残留物中各营养元素的损失与干重衰减不同步,C、N、S含量在1～20 d内表现为上升,20～30 d显著下降,30～40 d略有增加但变化较小;P含量在1～6 d显著下降,随后呈缓慢上升趋势.菹草各营养元素的累积释放率变化规律基本一致,均在14 d和25 d达到峰值,在腐烂初期(0～8d)表现为P＞S＞C＞N,8d后(10～40 d)表现为P＞C＞S＞N.各营养元素的释放主要集中在菹草腐烂分解的前期(0～ 14 d),初步估算东平湖内该期间C、N、S、P的释放量约为12510 t、1187 t、147 t和235 t,相当于水中C、N、S、P分别增加约29.9、2.84、0.35、0.56 mg·L-1,易造成水体的“二次污染”.东平湖菹草年残留量约为2090t(干重),约占东平湖沉积通量的0.6％,对湖泊的填平作用较小.     

崇明东滩海三棱藨草生长期沉积物有机碳含量变化

对长江口崇明东滩(CM-S)海三棱藤草(Scirpus mariqueter)生长期(4～12月)柱样沉积物有机碳含量及变化分析,发现柱样沉积物有机碳含量与温度、海三棱蔗草地上生物量呈显著负相关(p＜0.05).在陆源沉降、温度和海三棱藤草生长、死亡等因素的共同作用下,崇明东滩沉积物有机碳库随时间推移呈明显的"盈""亏"变化.夏季是潮滩沉积物有机碳库的"碳亏"期,秋季9月起,海三棱蔗草死亡分解使得有机碳在沉积物中累积,沉积物碳库进入"碳盈"期.可见死亡倒伏的海三棱藤草是潮滩盐沼带沉积物有机碳库的主要碳源,海三棱蔗草在生长期中通过光合作用所固定的大气碳素在生长末期输送补偿入沉积物有机碳库中.     

矿山复垦土壤典型元素时空变化研究

在抚顺矿区矸石回填复垦还田生态重建试验区,利用网格布点取样法采集不同覆土类 型、不同土壤深度、不同覆土时间的土壤样品,对矿山复垦土壤的营养元素和重金属元素的 时空变化进行了研究.结果表明,矸石回填覆土后,营养元素含量在覆土初期恢复较快,覆土中 重金属元素含量呈逐年递减趋势;施(培)肥造成了重金属元素和营养元素含量表层高于30cm 层和60cm层;覆土中重金属元素主要来源于外界输入; 矸石母质中的重金属不存在对覆土耕 作层的污染问题.     

丛枝菌根真菌对铈污染土壤上玉米生长和铈吸收的影响

采用温室盆栽试验的方法,模拟不同程度的铈(Ce)污染土壤(100、500、1 000 mg·kg~(-1)),研究接种丛枝菌根(arbuscular mycorrhizal,AM)真菌Glomus aggregatum(GA)和Funneliformis mosseae(FM)对玉米(Zea mays L.)菌根侵染率、生物量、营养元素吸收、C:N:P生态化学计量比和稀土元素Ce吸收、转运的影响,旨在为稀土污染土壤的治理提供基础数据和技术支持.结果表明,GA和FM均与玉米成功建立了互惠共生关系,平均菌根侵染率为7.12%~74.47%;随着土壤Ce污染程度的增加,玉米菌根侵染率、地上部和根部的生物量、营养元素N、P、K的吸收量以及Ce从根到叶的转运率均显著降低,而玉米植株的C:P和N:P、地上部和根部Ce含量显著升高.接种AM真菌不同程度地促进了玉米的生长,在重度Ce污染土壤接种FM对玉米生长的促进作用显著高于GA,而在轻度和中度Ce污染土壤二者之间无显著性差异;接种显著改善了玉米的营养状况,一定程度上显著降低了玉米植株的C:N:P在轻度和中度Ce污染土壤GA对营养元素吸收的促进作用要显著高于FM,而在重度Ce污染土壤则反之;接种也显著增加了轻度Ce污染土壤玉米地上部和根部Ce含量,而对中度和重度Ce污染土壤上玉米Ce的吸收无显著影响,促进了Ce从根部到地上部分的转运.试验初步证明,AM真菌能够减轻稀土元素Ce对植物的毒害作用,在稀土污染土壤的植物修复中具有潜在的应用价值.     

崇明东滩潮间带硫酸盐还原菌及有机质含量的初步研究

针对崇明东滩湿地不同潮滩和不同高程的土壤采样,进行了MPN法微生物计数、沉积物有机质含量的测定,计算了SO42-和Cl-浓度的摩尔比,研究了硫酸盐还原菌的分布状况、与有机质含量的相关性、以及植物根际环境对其生长的影响.结果表明,不同高程潮滩同一深度的硫酸盐还原菌数量,按大小排序为:中潮滩高潮滩光滩.同一潮滩不同深度的硫酸盐还原菌含量,均显示为51～52 cm21～22 cm81～82 cm,说明东滩湿地51～52 cm的土壤深度是硫酸盐还原菌生长的主要层位,与存在较好的适于硫酸盐还原菌生长的条件有关.不同深度土壤中的有机质含量,呈现高潮滩中潮滩光滩的趋势.从21～51 cm处,随着深度的增加,有机质含量减少但硫酸盐还原菌的数量却大幅增加,说明硫酸盐还原菌利用土壤中的有机质进行了还原反应.所有土壤样品的SO42-/Cl-摩尔比值均0.05,表明硫酸盐还原菌十分活跃地进行着硫酸盐还原作用.芦苇根际中硫酸盐还原菌含量是最高的,说明东滩湿地芦苇的根际环境对硫酸盐还原菌的生长具有促进作用,而藨草根际的硫酸盐还原菌数量相对非根际环境较低,说明不同的根际效应对于东滩硫酸盐还原菌的生长有不同的影响.     

黄土丘陵区退耕时间序列梯度上草本植被群落与土壤C、N、P、K化学计量学特征

研究草本植被群落生态化学计量学特征、营养元素分配及其变化规律对阐明草本植被群落对环境变化的响应和适应性具有重要意义.本文以延河流域8个不同退耕年限的草本植被群落叶片、根系及土壤为对象,分别对其C、N、P、K化学计量学特征进行了研究.结果表明,黄土丘陵区草本植被群落叶片C、N、P、K含量平均值分别为444.21、22.34、1.49、14.66mg·g~(-1),C/N、C/P、C/K、N/P平均值分别为21.86、424.72、39.82、20.27;根系C、N、P、K含量平均值分别为285.16、5.79、0.27、6.07 mg·g~(-1),C/N、C/P、C/K、N/P平均值分别为60.56、1 019.33、46.55、21.36;土壤C、N、P、K含量平均值分别为2.28、0.18、0.28、4.33 mg·g~(-1),C/N、C/P、C/K、N/P平均值分别为16.43、8.40、0.54、0.66.在退耕1~35年间,草本植被群落叶片C含量上升,N含量先上升后下降,磷含量整体下降,K含量先下降后上升;叶片C/N、C/P、C/K、N/P总体呈上升趋势.根系C、N、P、K含量及其特征的变化规律与叶片不尽相同.随着退耕年限的增加,土壤C、N含量上升,P含量呈反正弦函数状变化,K含量呈抛物线状变化,C/N下降,C/P、C/K、N/P均上升.在退耕时间序列梯度上,C、P、K在叶片和根系中含量的比值存在不同程度的下降趋势,C、N、P在叶片和土壤中含量的比值下降,C、N在根系和土壤中含量的比值下降.植物营养元素的限制状况及分配规律均与退耕恢复时间响应关系及程度均存在差异.     

杭州湾潮滩湿地植物不同分解过程及其磷素动态

湿地植物枯死物分解影响湿地营养物质循环.为分析杭州湾潮滩植物枯死物分解过程和磷素动态,开展了3种优势植物芦苇(Phragmites australis)、互花米草(Spartina alterniflora)和海三棱藨草(Scirpus mariqueter)立枯阶段的观测和分解袋法模拟实验.结果表明,观测期间立枯干物质量逐渐降低,180 d后逐步凋落至地面;立枯磷含量则波动下降.植物分解具有明显的阶段性,初期(0~15 d)损失最快,然后降低.地下根系分解速率表现为:海三棱藨草>芦苇>互花米草,地上部分则相反.分解95%所需时间在1.2~8.3 a之间.植物磷含量先下降后上升,绝对含量则表现为净释放.分析表明,植物分解速率与C/N比没有显著的相关关系,而受C/P比的影响较大.环境因子中的大气温度对分解也有影响.立枯阶段和分解袋法模拟下植物所处的环境不同是影响两者分解过程差异的主要原因.     

杭州湾潮滩湿地3种优势植物碳氮磷储量特征研究

潮滩植物在碳氮磷生物地球化学循环中发挥着重要的作用.为探明杭州湾潮滩湿地植物碳氮磷储量特征,对植物生物量、碳氮磷含量及储量的季节动态进行了分析.结果表明,3种优势植物芦苇(Phragmites australis)、互花米草(Spartina alterniflora)和海三棱藨草(Scirpus mariqueter)地上生物量呈典型的单峰值曲线.地上部有机碳含量全年变化幅度相对较小,氮磷含量随植物生长而明显下降.植物碳氮磷储量与植物生物量显著正相关.海三棱藨草碳氮磷储量显著低于芦苇和互花米草,芦苇地上部总氮储量显著高于互花米草,但总磷储量则相反,有机碳储量两种植物差异不显著.芦苇、互花米草和海三棱藨草年固碳能力分别是中国陆地植被平均固碳能力的380%、376%和55.5%,以及全球植被平均固碳能力的463%、458%和67.7%.从净化氮磷功能上考虑,7月可认为是本研究区域3种植物的最佳收割时间,且以收获互花米草对水体富营养化的限制性因子磷的去处效果最佳.因此,潮滩植物具有较好的储碳固碳能力和氮磷净化效应.     

互花米草碳、氮、磷化学计量特征及季节变化

以胶州湾湿地外来种互花米草作为研究对象,文章对其各器官的生物量,C、N、P生态化学计量特征及其季节变化规律进行了分析,揭示了植物生长过程中主要营养元素的生态化学计量学特征,对于有效控制和管理湿地植物的入侵以及理解植被生态系统的生长具有一定的意义。研究结果表明:(1)各器官在不同生长季节的养分分配顺序:C含量为茎(383.83 g/kg)叶(381.03 g/kg)根(354.02 g/kg);N含量为叶(5.8 g/kg)根(3.62 g/kg)茎(3.45 g/kg);P含量为叶(1.62 g/kg)根(0.93 g/kg)茎(0.70 g/kg)。根的N、P含量季节变化动态表现为先升高后降低再升高,茎和叶中的C、N含量随季节的变化均表现出先降低后上升的趋势。在整个生长阶段中,N、P主要分配到同化器官叶,其次是繁殖器官根,说明叶对N、P养分的吸收作用最强。(2)互花米草各器官的C/N、C/P与N/P均表现为茎根叶,各器官的N/P均14,结合N、P元素的含量与N/P值推测互花米草的生长主要受营养元素N的限制。(3)在不同器官间的N、P含量呈现出正相关性,说明互花米草各器官对C、N、P变化的应对具有相对的一致性。各器官中N与C/N,P与C/P均表现为负相关,而茎中P与N/P呈极显著负相关,说明了各器官对营养元素吸收的过程,与其他元素的获取关系密切。     

丛枝菌根真菌对不同含盐量湿地土壤中芦苇生长的影响

采用温室盆栽实验的方法,研究接种Claroideoglomus etunicatum(CE)、Rhizophagus intraradices(RI)、Funneliformis mosseae(FM)和Glomus versiforme(GV)对非盐渍化和盐渍化湿地土壤上芦苇(Phragmites australis)菌根侵染率、生物量、矿质营养吸收、C∶N∶P生态化学计量比和Na+、Cl-含量的影响,旨在为我国湿地生态系统的生态恢复和盐碱化修复提供理论依据和技术支持.结果表明,在2种湿地土壤上4种AM真菌的平均菌根侵染率为2.5%~38%,接种CE的侵染率显著高于其它接种处理;盐渍化湿地土壤上芦苇菌根侵染率与非盐渍化湿地土壤间无显著性差异,非盐渍化湿地土壤芦苇生物量、矿质营养元素的吸收显著高于盐渍化湿地土壤,而Na+和Cl-的含量显著低于盐渍化湿地土壤.对于非盐渍化湿地土壤,接种GV处理显著增加了芦苇地上部的干重,促进了芦苇地上部对N、P、K、Ca和Mg等5种营养元素的吸收,接种GV和RI则显著促进了芦苇根部对P和K的吸收;4种接种处理显著降低了芦苇地上部N∶P,接种FM和GV显著降低了根部C∶N和C∶P;4种接种处理也显著降低了芦苇地上部Cl-的含量,接种RI处理显著降低了芦苇地上部Na+的含量.对于盐渍化湿地土壤,4种接种处理对芦苇生物量、矿质营养吸收和Na+、Cl-的含量均没有显著性影响.结果也表明,AM真菌对于不同含盐量湿地土壤芦苇生长的影响表现出不同的菌根效应,在非盐渍化湿地土壤上对芦苇生长的有益作用明显好于盐渍化湿地土壤.应结合相应的技术措施进一步通过野外实地实验筛选接种效果好的AM真菌菌种,探讨菌根技术对不同含盐量湿地土壤上芦苇生长的实际作用.