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我校地理与环境科学学院(喀斯特研究院)盛茂银教授团队在环境生态学国际TOP期刊上发表研究论文
【编辑】地理与环境科学学院(喀斯特研究院)      【日期】2023-12-29 15:10      【点击】

近日,我校地理与环境科学学院(喀斯特研究院)盛茂银教授团队在环境生态领域1区TOP期刊Science of the Total Environment(IF = 9.7)在线发表题为“Ecological stoichiometry of C, N, P and Si of Karst Masson pine forests: Insights for the forest management in southern China”的研究论文。该研究首次报道了马尾松林Si养分生态化学计量特征,系统阐明了中国南方喀斯特马尾松林C、N、P、Si养分循环规律和驱动机制,为中国南方喀斯特马尾松林森林经营管理调控提供了重要参考和科学依据。



中国南方喀斯特土壤贫瘠,且由于岩溶作用造成土壤偏碱、富钙、富硅等独特特性,使其养分循环规律和机制有别于常规地带性植被。生态化学计量是研究生态系统生物地球化学循环中元素化学计量关系和耦合规律的有效方法,广泛应用于生态系统养分循环、限制元素和养分利用效率的研究。为了探明中国南方喀斯特马尾松林中碳、氮、磷、硅的化学计量特征,揭示这些养分循环过程和机制,以该区3个不同年龄的典型马尾松林为研究对象,研究了马尾松林土壤—植物—凋落物连续体的C、N、P、Si化学计量特征。结果显示:1)马尾松林TOC、TN、TP和TSi含量范围分别为288.31-334.61、0.34-6.66、0.11-1.05和0.76-11.4 g·kg-1。C:N、C:P、C:Si、N:P、N:Si和P:Si的比值范围分别为49.95-913.57、99.98-2872.18、22.48-429.31、1.85-6.33、0.17-6.01和0.04-0.91。2)马尾松林不同器官或不同林龄的C、N、P和Si的化学计量特征存在显著差异。叶片中N、P含量最高,根系中Si元素富集程度最高。Si含量和C:Si与林龄有明显的相关性。3)凋落物的养分主要来源于枝条,且分解速度快,对贫瘠喀斯特土壤的养分回归起着重要作用。


中国南方喀斯特马尾松林C、N、P、Si养分计量比


中国南方喀斯特马尾松林C、N、P、Si养分计量特征的耦合规律


研究显示,高硅贫瘠的喀斯特土壤对中国南方马尾松林中C、N、P营养元素的化学计量特征有显著影响。中国南方喀斯特马尾松林存在显著的氮限制,中青年林比成熟林生长更快,更容易受到氮限制的影响。外源氮肥能显著促进南方喀斯特马尾松林的生长,特别是对中幼林的生长。南方喀斯特马尾松林枯枝落叶分解速率快,对贫瘠土壤的养分补充起着关键作用。因此,喀斯特地区的森林伐木易改变森林土壤养分的输入和供应,在采伐过程中应注意外源营养物质的添加。土壤容重、孔隙度和含水量等物理性质对植物N、P养分无显著影响,但对植物C、Si养分有显著影响。研究结果不仅揭示了喀斯特马尾松林中C、N、P、Si元素的化学计量特征和循环过程,而且为南方马尾松林的管理提供了重要的科学依据。


中国南方喀斯特马尾松林C、N、P、Si养分循环规律


该文通讯编辑为盛茂银教授和王霖娇副教授,第一编辑系盛茂银教授引导的2021级硕士研究生龚志坚。该研究获得了国家自然科学基金(42107250)、贵州省科学技术基金重点项目(Qiankehe Jichu [2020]1Z012)和中央财政引导地方科技发展项目(黔科合中引地[2023]028)的资助。

论文全文链接:https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2023.169490

【责任编辑】一审(校):莫飞; 二审(校):王玥; 三审(校):张皓

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