长白山高山冻原氮素生物循环及与北极冻原的对比

利用分室模型对长白山高山冻原系统氮素生物循环进行了研究;利用植物属种共有率对长白山高山冻原与北极冻原进行了对比研究.结果表明,长白山高山冻原植物区系中有89.3%的属和58.6%的种与北极冻原共有,其中地衣、苔藓和维管束植物与北极冻原相似类群属和种的共有率分别为95.5%和58.7%、82.1%和76.3%、93.1%和40.5%.这种高度的共有率决定了长白山高山冻原和北极冻原的植物区系和植被外貌具有高度相似性.长白山高山冻原植被-土壤系统总氮净储存为 65 220.6 t,其中土壤库占99.3%.长白山高山冻原系统中氮在各个分室的储存量分别是:植被库237.4 t;凋落物库145.3 t;土壤库64 837.9 t.地上植物活体、地下根系、凋落物中氮素年转移量分别为: 131.7 t·a^-1, 58 t·a^-1和73.7 t·a^-1.     

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.     

铜矿尾矿库无土修复植物营养元素含量特征

分析了安徽铜陵冬瓜山铜矿杨山冲尾矿库10种无土修复植物中10种营养元素含量特征。结果表明：平均含量大于1000μg·g^-1的元素有7个,含量从太到小顺序为Ca〉N〉S〉K〉Fe〉Mg〉P;平均含量为100μg·g^-1～1000μg·g^-1。的元素有3个,含量从大到小的顺序为Na〉Si〉Mn。营养元素含量的变异系数...     

藏东南高山松天然林水文过程中养分元素变化特征

对藏东南高山松天然林内的穿透雨、树干茎流以及林外大气降水进行了观测和取样,测定了水样中的N、P、K、Na、Ca、S、Mg、Si、Mn、Fe、Cu和Zn元素的含量,分析了其降水过程中养分元素浓度变化特征和输入规律。结果表明：大气降水、穿透雨和树干茎流中,养分元素浓度值的最大变异系数分别是1.485（Zn）、0.844（Na）和0.809（P）,最小变异系数分别为0.255（S）、0.304（S）和0.318（Si）。3种形式水样中,微量元素之间以及微量元素与其他元素之间浓度值相关性不显著,其他元素俩俩之间浓度值相关性大部分达到显著水平。3种水样中,Cu元素年平均浓度值均最小,分别为0.023、0.047和0.066 mg/L,最大浓度分别为1.604 mg/L（N）、3.401 mg/L（Na）和4.371 mg/L（Na）。3种水样中各养分元素浓度值差异显著,并且均表现为：树干茎流>穿透雨>大气降水,各养分元素浓度月变化主要呈“∩”型、“N”型或“∪”型。所有元素的树干茎流和穿透雨淋溶系数均大于1,并且前者均大于相应的后者。研究期间,3种形式的养分输入量分别为64.172、79.949和15.623 kg/hm²。养分净淋溶量为34.057 kg/hm²（N除外）,净淋溶量排序为：Na>Ca>K>Mg>Si>S>P>Mn>Fe>Zn>Cu,N元素净淋溶为-2.658 kg/hm²。     

怀柔山地油松林氮、磷、硫生物--地球化学循环的研究

海河流域怀柔山地油松林生态系统N,P,S元素生物地球化学循环研究结果表明,生态系统氮素输入输出基本平衡。氮素、磷素在未来一段时间内将在植物凋落层中累积,硫则在凋落物层、土壤中累积。这种情况形成了城市郊区森林生态系统元素循环的独特特性。     

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.      

降雨变化对荒漠草原植物群落多样性与土壤C:N:P生态化学计量特征的影响

研究降雨格局变化对植物群落多样性、土壤C：N：P生态化学计量特征的影响,以及关键土壤因子与植物群落多样性间的关系,对于荒漠草原植物群落多样性的保护具有重要意义.本文以黄土高原西部荒漠草原为研究对象,通过3 a野外降雨控制试验（减少40%降雨、减少20%降雨、自然降雨、增加20%降雨和增加40%降雨）,探讨干湿年份下降雨变化对植物群落多样性及其土壤C：N：P生态化学计量特征的影响,以及降雨变化下土壤C：N：P生态化学计量特征及关键土壤因子与植物群落多样性的关系.结果表明,在正常年份与偏干年份（2013年与2015年）,Patrick丰富度和Shannon-Wiener多样性指数分别以减雨20%处理显著低于对照和增雨40%处理,在偏湿年份（2014年）,Patrick丰富度和Shannon-Wiener多样性指数对降雨处理无显著差异.在正常年份与偏干年份,随降雨量的增加土壤有机碳（SOC）、全氮（TN）、全磷（TP）、碳氮比（C：N）、碳磷比（C：P）和氮磷比（N：P）呈降低趋势,其中,C：N显著降低;在偏湿年份,随降雨量增加土壤SOC、TN、C：P和N：P呈上升趋势.在正常年份,降雨处理对土壤含水量影响不显著,导致土壤含水量对植物群落影响有限,SOC、TN、N：P、C：N和微生物量氮（MBN）对植物群落多样性的影响更为突出;在偏湿年份,年降雨量丰富,降雨量增加导致土壤养分上升,水分不是限制植物生长的最重要因素,土壤含水量、土壤养分与生态化学计量特征共同调节和控制着植物群落多样性;在偏干年份,降雨处理对土壤含水影响显著,且降雨量增加导致土壤养分流失较多,因此,土壤含水量成为影响植物群落多样性的最主要因素.由此可知,在不同干湿年份,植物群落多样性与土壤C：N：P生态化学计量特征对降雨变化的响应不同;土壤C：N：P对植物群落多样性的影响也不同,本文的研究结果旨在为未来降雨变化下荒漠草原的保护与管理提供一定的理论依据.     

影响石榴品质的地球化学因素——以石家庄市元氏县变质岩山区为例

本文依据1∶20万化探资料,对石家庄市元氏县石榴种植区岩石、土壤元素地球化学特征进行了分析,探讨了石榴品质与地球化学因素之间的关系。结果表明:土壤元素地球化学特征和石榴品质有着密切的关系,在1∶20万化探图中,P、Zn、Mg、Fe、Cu、Na等元素的高低与石榴品质的空间分布具有很好的吻合性,品质较好的石榴主要分布在黑云斜长片麻岩和浅变质砂砾岩区,其母岩及土壤中植物营养元素P、K、Mg、Fe、Mn、Zn、B、S、Mo有效态含量都较其它类型母岩及土壤中元素有效态含量高,研究认为,在地貌及水热条件、土壤结构等条件具备的前提下,母岩及土壤中植物营养元素的高低是决定石榴品质的最重要的因素之一,1∶20万化探资料可以做为种植优质石榴科学布局的依据。     

中国自然资源生态服务重要性评价与空间格局分析

自然资源是保障经济社会发展的重要物质基础,同时又发挥了重要的生态服务功能。选取水源涵养、水土保持、防风固沙、生物多样性维护和产品提供五类生态服务,采用NPP定量指标法识别中国自然资源生态服务的重要区域,并进一步分析空间格局特征。结果表明：中国自然资源生态服务极重要和高度重要区约占总面积的1/4,以东北山地、江南地区、西南地区和青藏高原东部等水源涵养能力强、水土保持较好、防风固沙水平高、生物多样性较丰富的地区为主;不同类型自然资源的生态服务重要性差异显著,耕地资源的产品提供服务重要性显著,林地和草地资源的水源涵养、水土保持、防风固沙及生物多样性维护服务重要性均较显著,水域主要提供水源涵养服务;各生态服务重要性在空间上均显著集聚,自然资源综合生态服务的热点区主要分布在大兴安岭、长白山、浙闽山地、武夷山、南岭山地、秦岭山地、滇西南地区和藏东南山地等;自然资源综合生态服务重要性的空间分布与农业自然带/亚带呈现较高的一致性,热带和温带地区的重要性级别较高。研究结果可为区域自然资源管理及生态保护修复提供决策依据。     

Spatial variations of Pb in the vertical zone of the soil-plant system in the Changbai Mountain National Nature Reserve

The characteristics of vertical and horizontal variations of lead element (Pb) in soil-plant system of vertical zone in Changbai Mountain National Nature Reserve(CNNR)were studied.The results showed that Pb concentrations in soils of vertical zone are all above 25mg/kg,and the average Pb concentration of each soil zone negatively correlates its degree of variation,i.e.brown coniferous forest soil zone has the lowest average Pb concentration of four soil zones,and the highest horizontal variation;however,mountain soddy forest soil has the highest average Pb concentration,and the lowest horizontal variation;the average concentration of plant Pb of each plant zone is lower than the worldwide average level of Pb in plant(Clarke),respectively,and plant Pb content order is consistent with soil Pb content order,but their horizontal variations are different from those in soil zones,the variation of mountain tundra forest zone is highest,but Betula ermanii forest zoner the lowest.Vertical variation of plant Pb is obviously higher than that in soils with variation coefficient of 89.76%;the enrichment capability of plant for Pb is depended on the plant types and the different organs of plant;parent material and parent rock,pH values,soil organic matter and soil particle fraction etc.are the main factors influencing variations of Pb contant in soil-plant system of vertical zone in CNNR.     

俄罗斯自然生态系统中的碳循环

简要地介绍了俄罗斯自然生态系统中的碳循环状况,在俄罗斯的自然生态系统中,森林,冻土,泥炭沼泽和土壤有机质是碳的重要贮存库,绿色植物是主要的ＣＯ２吸收器,土壤是ＣＯ２的主要释放源,俄罗斯的自然生态系统是地表最大的ＣＯ２吸收和贮存库之一。     

山东乐陵金丝小枣种植区土壤地球化学特征

以全国土地现状调查与污染防治项目取得的地球化学资料为依据,通过分析研究乐陵金丝小枣种植区土壤化学元素特征,以及土壤化学元素与乐陵金丝小枣相应元素含量之间的关系,综合得出金丝小枣种植区土壤中K、P、Cu、Fe、Mg、Mn、Se等元素含量较高,且对金丝小枣的品质影响较大。根据相关分析,金丝小枣果实与土壤元素中的P、Zn、B呈显著相关关系,其相关关系分别为0.5971、0.6957和0.5289;与N、Ca呈低度相关性,其相关系数均大于0.3。结合基础调查成果,提出了金丝小枣合理规划建议。     

Elemental content of soil,sorghum and wheat on sludge-injected agricultural land

The objective of this research was to determine the uptake of heavy metals by plants grown on sludge-injected soil. The study took place at the sludge farm owned by the Manhattan, Kansas, sewage treatment plant, where sludge has been injected since 1976. Soil and two crops, sorghum (Sorghum bicolor L. Moench.) and winter wheat (Triticum aestivum L. em. Thell.), were sampled in 1980 after a total of 128 t ha^?1 of sludge (dry-weight basis) had been added to the soil (32 t ha^?1 year^?1). The control area, a farm next to the sludge farm, received only inorganic fertilizer. Four non-essential elements were analyzed (Cd, Cr, Ni, Pb), as well as nine essential elements (N, P, K, Ca, Mg, Cu, Fe, Mn, Zn).Soil in sludge-fertilized fields had more N, P, K, Mg, Fe, Cu, Mn, Zn, Cd, Cr and Ni than did soil from the control fields. In general, concentrations of essential elements in plants grown on sludge were similar to concentrations of essential elements in plants grown with inorganic fertilizer. Concentrations of non-essential elements were also similar, except for the following five exceptions, in which the sludge-treated plants had a higher concentration of the element than did the control plants: Cd in stems of sorghum; Cr in roots of wheat; Ni in roots and grain of wheat; and Pb in roots of wheat. Nickel in grain of wheat grown with sludge was within normal concentration ranges. Cadmium was at low levels in all plants, which indicated that, when sludge was layered below the surface of the soil, transfer of Cd from the soil to the plants was small. Sludge-injection appeared to be an effective method for fertilizing plants.     

自然状态下树木排放N2O的研究

大气中主要温室气体之一N₂O的部分来源尚不清楚,以前认为只有土壤微生物过程是N₂O的生物源,本文则旨在证明自然状态下植物也是N₂O的排放源.采用同步空气样品采集装置和气相色谱仪观测了长白山阔叶红松林内空气N2O的垂直分布特征,发现林冠或其附近处出现高N₂O浓度,高N₂O浓度比同一时刻其他高度处的正常N₂O浓度高3.03%～64.9%,差异显著或极显著.在林冠高度处的高N₂O浓度和树干高度处的正常N₂O浓度同时存在的现象证明了植物向外排放N₂O,即植物自身在自然状态下是N2O的一个排放源.     

外源氮输入对生长季黄河口碱蓬-土壤系统磷分布规律的影响

为研究氮负荷不断增强情况下黄河口湿地磷的生物循环状况,选择黄河入海口北部滨岸高潮滩的碱蓬湿地为研究对象,基于野外原位氮（N）输入模拟试验,研究不同氮输入梯度[N0（对照处理）,6.0 g/（m2·a）;N1（低氮处理）,9.0 g/（m2·a）;N2（中氮处理）,12.0 g/（m2·a）;N3（高氮处理）,18.0 g/（m2·a）]下生长季碱蓬湿地植物-土壤系统中w（TP）分布特征的差异.结果表明:外源氮输入对湿地表层（0~10 cm）土壤中w（TP）变化的影响较为明显,N2和N3处理下w（TP）整体高于N0和N1处理.不同氮处理下植物各器官的w（TP）生长初期表现为根>叶>茎,生长旺期和末期表现为叶>根>茎,说明叶是磷的主要累积器官.外源氮输入改变了碱蓬湿地的养分限制状况,随着氮输入量的增加,土壤和植物-土壤系统磷储量、氮供给的增幅远低于植物亚系统,说明氮、磷之间的养分供给存在不同步性.研究显示,在未来黄河口氮养分负荷不断增加的情况下,碱蓬湿地植物-土壤系统极有可能通过加速磷的生物循环来缓解日益加剧的磷养分限制状况,进而使得氮、磷养分之间可能形成正反馈机制,而这将有利于维持湿地系统的稳定与健康.      

施灰田土壤及所产蔬菜铀、钍和钾、钼、镁、锌含量变化及影响评价

U和Th是放射性元素,K、Fe、Mo、Mg和Zn是植物生长需要的必要营养元素。粉煤灰中U、Th、Fe和Mo的含量略高于空白土壤中Fe和Mo的含量,K、Mg和Zn的含量低于空白土壤中K、Mg和Zn的含量。掺施粉煤灰并没有引起施灰土壤及所产蔬菜中各元素含量的明显变化。与国家土壤环境质量标准及食品、卫生标准的限值相比,施灰土壤及所产蔬菜的U、Th、K、Fe、Mo、Mg和Zn的含量均在正常范围内波动。     

延河流域不同立地条件下植物-枯落物-土壤生态化学计量学特征

通过对黄土高原延河流域不同立地条件的植物、枯落物和土壤进行调查、取样和分析,选取不同立地条件下的共有植物达乌里胡枝子,研究了不同立地条件下共有植物-枯落物-土壤的碳、氮、磷化学计量特征,以期探索不同立地条件中的元素迁移和转化。结果表明：1）土壤碳氮比的平均值为10.88,土壤碳磷比和氮磷比的平均值分别为23.14和2.13。2）土壤碳氮比表现为阳坡>阴坡、沟坡>峁坡,氮磷比无显著差异;共有植物碳氮比表现为阳坡>阴坡,峁坡>沟坡,碳磷比和氮磷比为阴坡>阳坡,峁坡>沟坡;枯落物碳氮比表现为阳坡>阴坡,峁坡>沟坡;氮磷比和碳磷比在不同立地条件中均表现为阴坡>阳坡,沟坡>峁坡。3）通过对不同立地条件下植物-枯落物-土壤化学计量特征的探讨,得知沟坡条件下土壤有机碳累积速率相对高于峁坡,阳坡土壤有机碳固定大于阴坡,各立地条件中土壤全磷含量相对一致;在植物生长后期以及枯落物分解过程中,阳坡和峁坡表现为氮素迁移转化相对强烈,阴坡和沟坡则有利于磷的迁移和转化。     

水稻根际土壤中汞的微生物循环过程

甲基汞(MeHg)是一种具有神经毒性的环境污染物。稻田土壤中在微生物作用下由无机汞转化产生的甲基汞,经水稻根系吸收后最终会富集于稻米中,由此造成人体的甲基汞暴露风险。水稻根际土壤在此过程中可能扮演着至关重要的作用。受水稻根系分泌的有机碳及氧气等的影响,根际土壤被视为稻田环境中的特殊生境,其间的微生物群落结构与丰度以及若干关键元素的循环过程与非根际土壤相比存在巨大差异。这一特殊生境会对无机汞(IHg)以及甲基汞在稻田环境中的命运产生重要影响。本文首先简要综述了稻田土壤环境中甲基汞产生与降解的微生物学过程研究进展,并进一步着重分析了水稻根际土壤中Fe、S、C、N和P等关键元素对汞的微生物循环过程的影响。深刻认识这些过程,有助于研究者准确评估汞污染区稻田土壤甲基汞的产生及向水稻体内的转移效率,这对未来选择适当的农业手段降低人体甲基汞暴露风险具有重要意义。文章最后提出了若干值得探索的研究方向,期望能为相关研究提供新思考。     

红壤丘陵区人工林降水化学研究

对比研究了亚热带丘陵区几种人工林在对大气降水再分配后发生的水质变化。对P、K、Ca、Mg、Na、S元素的测定分析表明,不同林分具有不同的交换特性,3种人工林中Mg和K、Ca均较容易淋失,而对于P和Na则呈现明显的吸收或吸附作用。     

植物及土壤碳同位素组成对环境变化响应研究进展

植物和土壤的δ13C（碳同位素组成）能可靠记录环境信息,综合反映植物的生理生态特征以及碳循环过程中的生物化学过程,为人们理解生态系统碳循环提供有用信息.因此,研究植物和土壤的δ13C与环境因子的关系可以揭示生态系统碳循环的格局及其控制因子,进而有效预测全球变化及其对生态系统的影响.对植物和土壤的δ13C以及二者的差值（Δδ13C）与气候因子（如温度、降水量、大气压强等）、土壤因子（如C/N、土壤质地、土壤pH等）的关系进行了综述.现有研究表明:C₃植物的δ13C与降水量、大气压强均呈负相关,与温度的关系非常复杂,而针对C₄植物和在群落水平上开展的研究还较少;土壤δ13C与降水量、土壤C/N、土壤w（粉粒）及w（黏粒）均呈负相关,与温度、土壤pH、土壤w（砂粒）均呈正相关,然而环境因素间的耦合作用使得情况复杂化,多种环境因素的匹配关系究竟如何影响土壤δ13C的机制问题仍有待深入研究;Δδ13C能够更加全面准确地反映土壤碳循环信息,但对其与环境因子关系的研究较少,并且影响Δδ13C的驱动因子及机制也不明确.因此,在土壤-植物体系内,同时在物种和群落水平上,进行植物和土壤δ13C特别是Δδ13C与环境因子关系的研究,能够更加准确地预测和揭示环境变化对生态系统碳循环的影响,这也将是今后该领域的研究重点.