針茅植物地上地下及土壤生態(tài)化學(xué)計(jì)量特征

1生態(tài)化學(xué)計(jì)量特征研究生態(tài)化學(xué)計(jì)量學(xué)是結(jié)合生物學(xué)、化學(xué)和物理等基本原則，研究能量平衡和各種化學(xué)元素平衡的科學(xué)。強(qiáng)調(diào)水體的主要組成元素，尤其是c、n和p之間的化學(xué)計(jì)量關(guān)系。近年來,對(duì)生態(tài)化學(xué)計(jì)量學(xué)特征的研究已經(jīng)成為一種新興的生態(tài)研究趨勢(shì),但研究方向主要為森林、草地及大尺度樣帶2材料和方法2.1地形、地貌條件研究樣地位于內(nèi)蒙古自治區(qū)呼倫貝爾市西部中俄蒙三國(guó)交界處,屬于新巴爾虎右旗境內(nèi)克魯倫河流域的中溫型典型草原區(qū)。該區(qū)域?qū)僦袦貛Т箨懶约撅L(fēng)干旱氣候,年降水量為262.3mm,年平均風(fēng)速為3.6m/s。年平均日照時(shí)數(shù)3100h。年平均氣溫為1.1℃,無霜期128d(≥0℃)。地勢(shì)為西北高,東南低,層狀地形較明顯,海拔一般為650~1000m。該地區(qū)植被種類豐富,以禾本科和菊科為主,土壤類型主要為栗鈣土。2.2樣品的采集和預(yù)處理在3個(gè)不同針茅群落典型草原樣地所設(shè)置的樣線上每隔5m測(cè)定1m×1m樣方10個(gè),選擇其樣地的典型針茅,采集植物樣品,每種針茅取3株。再相應(yīng)的采集土壤樣品,標(biāo)號(hào),封袋,帶回實(shí)驗(yàn)室放入冰箱保存。采集的植物樣品用水清洗葉片及根系殘留的土壤,放入牛皮紙信封袋內(nèi),置于85℃鼓風(fēng)干燥箱內(nèi)烘干,粉碎,分別裝入細(xì)口瓶中貼上標(biāo)簽待測(cè)。與此同時(shí)采集的土壤樣品風(fēng)干、過篩,然后將預(yù)處理后的土壤樣品分別裝入密封塑料袋中貼上標(biāo)簽待測(cè)。植物和土壤碳測(cè)定采用重鉻酸鉀外加熱法,全氮用凱氏定氮法,全磷用鉬銻抗比色法測(cè)定2.3處理數(shù)據(jù)應(yīng)用Excel2003和SPSS17.0統(tǒng)計(jì)分析軟件對(duì)植物-土壤的測(cè)定數(shù)據(jù)進(jìn)行整理、處理與分析。3結(jié)果與分析3.1律和全p分布由圖1可看出,地上部分:全C的分布規(guī)律為大針茅>小針茅>克氏針茅,全N的分布規(guī)律為小針茅>克氏針茅>大針茅,全P的分布規(guī)律為小針茅和克氏針茅均大于大針茅,且小針茅和克氏針茅無顯著差異;地下部分:全C的分布規(guī)律為小針茅>克氏針茅>大針茅,全N的分布規(guī)律為大針茅>小針茅>克氏針茅,全P的分布規(guī)律為大針茅>克氏針茅>小針茅。3.2小針茅c、p地上含量由圖2可看出:大針茅C地上含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于地下,此時(shí),其N和P地上含量也遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于地下。小針茅C地上含量大于地下的時(shí)候,因其差異性不大,比值較接近1;此時(shí)其N地上含量大于地下,但差異性不大;P地上含量大于地下?？耸厢樏〤地上含量小于地下的時(shí)候,因其差異性不大,比值較接近1,此時(shí)其N地上含量大于地下,P地上含量大于地下,但差異性也不大。3.3地下部分養(yǎng)分含量由圖3可以得出:對(duì)于植物C/N值而言,地上部分大針茅>小針茅>克氏針小針茅>克氏針茅茅,地下部分小針茅>克氏針茅>大針茅,而除了大針茅之外,地上部分養(yǎng)分含量均低于地下部分養(yǎng)分含量;對(duì)于植物N/P值而言,地上部分大針茅>小針茅>克氏針茅,地下部分小針茅>大針茅>克氏針茅,而且地上部分養(yǎng)分含量均低于地下部分養(yǎng)分含量。3種針茅的地上地下的氮磷比都在5~8之間。3.4小針茅和克氏針茅c含量的差異由圖4可以得出:土壤中全C含量大針茅>小針茅>克氏針茅,且小針茅與克氏針茅的C含量相差不大;全N含量大針茅>小針茅>克氏針茅,全P含量呼倫鎮(zhèn)大針茅為最高值,克爾倫小針茅和蘭家克氏針茅無顯著差異。并且對(duì)于這三種地區(qū)而言,全C>全N>全P。3.5克氏針茅、呼倫鎮(zhèn)大針茅、摩爾倫小針茅由圖5可以得出:土壤碳氮比值結(jié)果為蘭家克氏針茅>呼倫鎮(zhèn)大針茅>克爾倫小針茅,且差異性較顯著。土壤氮磷比值比較結(jié)果為呼倫鎮(zhèn)大針茅>克爾倫小針茅>蘭家克氏針茅。4小針茅植物地上養(yǎng)分含量與計(jì)量比的變化植物養(yǎng)分含量和C、N、P化學(xué)計(jì)量特征是植物與環(huán)境共同作用的結(jié)果,植物為了適應(yīng)環(huán)境因子的變化會(huì)做出相應(yīng)的調(diào)節(jié)機(jī)制來改變養(yǎng)分含量及計(jì)量比本研究中,小針茅的植物地上部分N、P含量均高于大針茅和克氏針茅,這說明小針茅葉片蛋白質(zhì)、核酸合成與代謝旺盛,生長(zhǎng)較快。植物的C/N表示植物同化C的能力能在一定程度上反映植物的營(yíng)養(yǎng)利用效率5植物人工林土壤養(yǎng)分含量特征(1)全碳含量除大針茅之外,其他兩種植物地上養(yǎng)分均低于地下養(yǎng)分,全氮含量和全磷含量恰好與全碳相反。由此看出:3種針茅群落植物根系對(duì)碳的生長(zhǎng)需求量較大,而莖和葉部分對(duì)N和P的生長(zhǎng)需求量較大。(2)3種不同針茅群落的植物地下養(yǎng)分含量特征與其土壤養(yǎng)分特征基本一致,