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黄土高原不同纬度下刺槐林土壤生态化学计量学特征研究 总被引：20，自引：0，他引：20
为了阐明黄土高原不同纬度地区刺槐林土壤的生态化学计量学特征,对黄土高原由南向北13个县区刺槐林下的土壤碳、氮、磷化学计量学特征进行了测定与分析.结果表明:(1)阳坡0 ～ 10 cm土壤C∶N比、C∶P比、N∶P比的变化范围分别为9.48～15.33、8.93～ 59.79、0.77～5.11,10 ～ 20 cm土壤分别为9.13 ～13.57、7.85～ 37.69、0.44 ～ 3.19;阴坡0～ 10 cm土壤C∶N比、C∶P比、N∶P比分别为8.58 ～13.75、9.46 ～ 47.71、0.76～ 3.63,10～20 cm土壤分别为7.60～13.41、5.99 ～31.28、0.54～2.65.(2)土壤全氮的空间分布与有机碳具有一致性,均随纬度的升高呈指数减小的趋势,表层大于表下层,且随着纬度的升高该差异逐渐减小;全磷的空间变异性低于有机碳和全氮,研究区内土壤全磷含量随纬度的升高呈先增加后减小的趋势.(3)土壤C∶N比随纬度的升高无明显的变化趋势,而C∶P比和N∶P比随纬度的升高显著减小;土壤C∶N∶P比均随着土层增加而减小,但差异不显著. 相似文献
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黄土高原刺槐林不同组分生态化学计量关系研究 总被引：28，自引：0，他引：28
碳、氮、磷生态化学计量比是生态系统过程和功能的重要特征。刺槐具有生长快、适应性强、耐干旱贫瘠等特点,是黄土高原区水土保持造林的主要树种,以黄土高原刺槐林为研究对象,研究其不同坡向叶片-枯落物-土壤间的碳氮磷生态化学计量学特征,并对其相关性进行分析。结果表明,在阴坡和阳坡,C∶N表现为叶片枯落物土壤,C∶P,N∶P表现为枯落物叶片土壤;叶片、枯落物、土壤C∶N、C∶P、N∶P在阴阳坡均无显著性差异(p0.05),但叶片、枯落物、土壤在两两之间均有显著性差异(p0.05)。土壤的C∶N、C∶P、N∶P均表现为0~10cm10~20cm层,但差异性不显著。不论在阴坡或阳坡,叶片与枯落物的C∶N均为正相关(p0.05);在阳坡,叶片与枯落物的N∶P相关性显著;在阴坡,枯落物与0~10cm土壤的C∶N为显著正相关(p0.05)。 相似文献
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为了探讨混交林与纯林养分状况和固碳能力的差异,以黄土丘陵沟壑区刺槐(Robinia pseudoacacia)纯林、油松(Pinus tabuliformis)纯林以及刺槐+油松(Robinia pseudoacacia+Pinus tabuliformis)混交林、刺槐+山杨(Robinia pseudoacacia+Populus davidiana)混交林为对象,通过野外调查和室内分析相结合的方式,研究混交林与纯林生态系统的生态化学计量特征与碳储量。结果表明:(1)刺槐+油松混交林显著增加刺槐枝和根的C含量和叶、干的P含量及枝的C:P与N:P,并显著增加油松叶、枝和根的N含量和枝、干、根的N:P,但显著降低油松各器官的C:N,而刺槐+山杨混交林仅显著增加刺槐枝的P含量。(2)刺槐+油松混交林的土壤C含量显著高于刺槐纯林,土壤P含量显著低于油松纯林;刺槐+山杨混交林与刺槐纯林土壤P含量差异不显著。(3)总体纯林中乔木叶片与凋落物的C含量显著相关,C:N、C:P在乔叶-凋落物-土壤中均显著相关;但在总体混交林中仅有凋落物与土壤中的P含量与C:P显著相关。(4)刺槐+山杨混交林乔木层碳储量显著高于刺槐纯林,刺槐+油松混交林林下植被层与土壤层碳储量显著高于刺槐纯林。研究结果为深入了解黄土高原养分循环机制奠定基础,同时也为黄土高原人工林的经营管理提供理论依据。 相似文献
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黄土高原不同植被带刺槐生态化学计量特征 总被引：2，自引：1，他引：1
《水土保持研究》2020,(4)
为阐释刺槐(Robinia pseudoacacia)人工林在不同植被带下的化学计量特征,明确气候因素对其的影响,采用样地调查与实验室分析结合处理的方法对黄土高原森林带、森林草原带、草原带中刺槐人工林的叶片、枯落物及土壤进行C,N,P含量测定,分析了化学计量比,同时剖析了气候因子与各元素之间的关系。结果表明:(1)不同组分C,N,P含量差异均显著,表现为叶片枯落物土壤,各植被带内养分含量表现各异,其中森林草原带叶片与土壤养分含量处于最高水平。(2)同植被带C/P与N/P均呈现出叶片与枯落物显著高于土壤的趋势,而植被带间各组分化学计量比差异程度不同。(3)各植被带养分含量在叶片—枯落物—土壤间均具有一定的相关性,表明养分在生态系统内持续流动。(4)叶片C,N,P含量随着年均降水(MAP)和年均温度(MAT)的升高而降低,而枯落物与之表现出相反的趋势,土壤养分随年均太阳辐射量(MASR)增大而降低。研究结果为深入探索黄土高原刺槐人工林养分在空间上的耦合机制提供一定的参考依据。 相似文献
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【目的】植物生物量可以表征植物的生长状况和自然环境的变化动向,化学计量学特征能够反映植物养分含量及养分利用策略,本研究以草本植物生物量和草本植物叶片化学计量学特征为研究对象,探讨黄土高原地区草本植物生物量及其叶片氮、磷化学计量学特征沿纬度梯度的变化规律,为预测黄土高原植物的生长发育前景、生态系统的土壤养分状况、植物营养元素的限制情况提供参考依据。【方法】以陕西省延安市的富县、甘泉县、安塞县和榆林市的靖边县、横山县和榆阳区为研究区域,测定黄土高原地区草本植物生物量和草本植物叶片氮(N)、磷(P)含量,比较不同纬度梯度下不同植被带的草本植物生物量的大小;利用方差分析将本研究中黄土高原地区草本植物叶片氮、磷含量以及N/P与全球、中国尺度等其他研究结果进行比较,分析黄土高原植物生长中的主要限制元素;利用回归分析阐明不同纬度梯度下草本植物生物量的变化规律及其叶片氮、磷的化学计量学特征。【结果】1)在35.95°38.36°N的纬度范围内,黄土高原不同植被带草本植物生物量的变化范围为9.10 27.59 g/m2,算术平均值为19.45 g/m2,变异系数为30.3%。4个不同植被带草本植物生物量的大小顺序为草原带森林-草原带森林带草原-荒漠带。且随着纬度的升高,草本植物生物量呈先增加后减少的趋势。2)黄土高原草本植物叶片氮、磷含量和N/P的变化范围分别为18.09 33.17 mg/g、1.07 1.7 mg/g和15.4 21.6;平均值分别为25.79 mg/g、1.37 mg/g和18.71,变异系数分别为17.1%、13.9%和9.94%,其中草本植物叶片氮的变异系数最高,N/P最低。草本植物叶片氮、磷之间存在显著的相关关系,且随着纬度的升高,草本植物叶片氮、磷含量也随之升高,而N/P随纬度的升高变化不明显。3)黄土高原草本植物叶片氮含量(25.79 mg/g)高于全球尺度的平均氮含量(20.09 mg/g),而草本植物叶片磷含量(1.37 mg/g)低于全球尺度的平均磷含量(1.77 mg/g),因此该地区草本植物具有较高的N/P。【结论】黄土高原草本植物生物量与纬度存在一定的相关性,且并不是简单的线性相关,其生物量的变化也与植被带的物种组成有关;黄土高原草本植物叶片氮、磷含量与纬度之间存在显著的正相关关系,而N/P与纬度之间没有显著的相关性。与全球尺度相比,黄土高原地区草本植物生长更易受磷限制。 相似文献
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黄土高原子午岭辽东栎林植物和土壤碳氮磷化学计量学特征 总被引：2，自引：0，他引：2
选取黄土高原子午岭林区的幼龄林、近熟林和成熟林3个林龄阶段的辽东栎林为对象,通过测定林内植物、枯落物和土壤的碳(C)、氮(N)、磷(P)含量,研究不同生长阶段植株、枯落物及土壤的化学计量学特征。结果显示:林内植物各器官(叶、枝、干和根)之间C、N、P含量均存在显著性差异,分别在245.3~492.6g/kg,1.57~20.6g/kg和0.11~1.63g/kg之间;枯落物C、N和P含量分别在283.5~329.0g/kg,11.5~13.2g/kg和0.73~1.06g/kg之间。在不同生长阶段,植物C含量无显著性差异;植物N和P含量,枯落物和土壤C、N和P含量均存在显著性差异。具体表现为随着林龄的增加,植物叶片C∶N和C∶P显著增加,N∶P先增加后减小;枯落物C∶N、C∶P和N∶P均显著增加;土壤C∶N显著减小,C∶P先增加后减小,N∶P无显著性差异。植物叶片和枯落物与土壤N和P含量和化学计量特征呈显著的线性相关,说明土壤中N、P供应量影响植物体中的N、P含量。 相似文献
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纳板河自然保护区土壤酶对不同海拔、坡向的响应 总被引：1，自引：0，他引：1
在纳板河自然保护区内分海拔和坡向采集土样,测定分析了尿酶、蛋白酶、蔗糖酶、过氧化氢酶4种主要土壤酶活性和主要养分指标的变化。结果表明:土壤有机质、水解氮含量随海拔升高显著增加;阳坡全氮含量随海拔升高呈现由中间向两端减小的趋势,阴坡全氮含量随海拔升高波动增加;土壤速效磷含量随海拔呈现由中间向两端减小趋势;蛋白酶活性高海拔 > 低海拔,海拔对表层过氧化氢酶活性影响较小,脲酶、蔗糖酶活性随海拔呈现波动。土壤有机质、全氮、水解氮、速效磷含量阳坡 > 阴坡;土壤蛋白酶、过氧化氢酶、蔗糖酶活性阴坡 > 阳坡,各土层土壤脲酶活性阳坡 > 阴坡。各养分含量及酶活性表层 > 中下层。土壤酶活性与各肥力因子间相关关系显著,各土壤酶活性间相关性显著。有机质、全氮、全磷是影响蛋白酶活性的主导因子,速效磷和水解氮为次要因子;全磷、速效磷、水解氮为影响脲酶活性的主要因子,有机质、全磷、速效钾为次要因子。主成分分析结果表明蛋白酶和脲酶活性作为保护区土壤肥力指标具有可行性。 相似文献
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坡向与植物群落对水蚀风蚀交错带土壤有机碳氮的影响 总被引：1，自引：1，他引：0
以黄土高原北部水蚀风蚀交错带六道沟流域内的1个支沟为对象,通过植被调查和采样分析,研究了坡向和植物群落类型对土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)含量、碳氮比(C/N)和有机碳氮密度(SOCD、TND)的影响。结果表明:(1)坡向对0—20cm土壤SOC和TN含量及0—60cm C/N均有显著影响。SOC、TN含量及C/N分别表现为:半阴坡半阳坡沟头半阴坡半阳坡=沟头及半阳坡半阴坡≥沟头的趋势;(2)植物群落对0—10cm SOC和TN含量及0—20cm C/N均有显著影响。半阴坡分布的3种豆科群落达乌里胡枝子、紫花苜蓿及白花草木樨间土壤碳氮差异不显著,但均显著高于禾本科的长芒草群落;半阳坡分布的达乌里胡枝子和紫花苜蓿群落SOC和TN含量相当,均显著高于茵陈蒿群落(菊科)和长芒草群落;沟头的达乌里胡枝子群落SOC、TN显著高于长芒草。豆科草本植物更有利于促进土壤碳氮的积累;(3)坡向主要影响表层0—20cm SOCD和TND,其对60cm剖面SOCD和TND贡献率分别为45%～55%和47%～53%。不同植物群落下土壤表层及整个剖面SOCD和TND均有显著差异。研究支沟内SOCD平均为2.13kg/m2,远低于黄土高原其他地区。上述结果对于水蚀风蚀交错带土壤碳氮储量的精确评估及植被合理建造有一定指导价值。 相似文献
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[目的]分析刺槐在黄土丘陵区不同立地条件下的适应机制及适应成本,为该区的植被恢复提供理论依据。[方法]采用野外调查方法,对黄土高原丘陵区不同坡向和坡位的刺槐群落功能性状、生长状况差异进行研究,分析影响刺槐生长的主要因素。[结果]①阳坡刺槐的叶氮含量、叶磷含量、叶有机碳含量、根磷含量、根有机碳含量、根组织密度均大于阴坡;根氮含量、叶厚度、叶组织密度、比叶面积、比根长均小于阴坡。随坡位上升,叶氮含量、叶磷含量、叶有机碳含量、根磷含量、根氮含量、比叶面积、叶厚度均呈减小趋势;根有机碳含量和叶组织密度呈增大趋势。②刺槐功能性状与环境因子间响应关系显著;性状间的协变和权衡关系在同一器官和不同器官间均存在。③刺槐的株高、胸径、地径、冠幅均表现为阳坡大于阴坡,且随坡位升高而显著减小;其生长状况与功能性状间关系显著。[结论]刺槐在阳坡和下坡位适应成本较低,能够发挥相对大的生态效益。 相似文献
10.
为阐明陕北黄土丘陵区刺槐人工林土壤生态化学计量学特征,明确不同年限刺槐人工林土壤生态化学计量特征随土层深度的变化规律,采用野外调查与室内分析相结合的方法对研究区内9,17,30 a的刺槐人工林土壤C,N,P,K含量进行了测定,分析土壤化学计量特征及土层间的关系。结果表明:(1)随着刺槐年限的增加,土壤C,N含量增加且二者呈极显著的正相关关系,P含量先增加后减少,在生长年限后期需补充土壤P元素,K含量减少;(2)随土层深度的增加,土壤C,N含量均减少且与土层深度呈显著的负相关关系;P含量在所有土层中分布较均匀;K含量随着土层深度的增加而增加,与土层深度有显著的正相关关系;(3)土壤C∶N,C∶P,C∶K,N∶P,N∶K和P∶K均随年限的增加而增加;在0—100 cm土层内,C∶N在8.52～8.96之间波动,C∶P,C∶K,N∶P和N∶K随土层深度的增加逐渐减少后趋于稳定。研究结果可为黄土丘陵区人工林生态系统养分受限元素判断和平衡调控机制提供依据。 相似文献
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通过比较阴坡和阳坡优势种（阴坡:山杨、油松、辽东栎和刺槐;阳坡:荆条、山桃、狼牙刺和黄刺玫）叶功能性状（比叶质量、膨压损失点对应的叶水势、叶碳同位素组成δ13C及叶N、P和K含量）的差异,探讨了植物对不同坡向的生存和适应机制。结果表明:（1）阳坡优势种较阴坡优势种具有高的叶δ13C,且在旱季具有较高的K含量,表明高水分利用效率和K素累积是阳坡植物适应其生境的重要手段。（2）阳坡优势种间叶性状差异小于阴坡优势种,阳坡植物叶性状表现出明显的趋同性。（3）8种优势植物中,刺槐的比叶质量最小,叶N和P含量最高,叶δ13C相对较高,反映了其高光合和高水分利用效率的特性,表明刺槐采取竞争性生存策略。相比之下,油松的比叶质量最大,其叶δ13C、N、P和K含量最低,表明油松采取防御性生存策略,其他6种植物介于中间。 相似文献
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吉县蔡家川流域不同森林植被的林地水源涵养功能 总被引：10，自引：2，他引：8
林地（枯落物层和土壤层）是森林植被水源涵养功能的主体,在水土保持中具有举足轻重的作用。根据蔡家川流域林地枯落物和土壤的分析与测定,研究比较了晋西黄土区不同森林植被的林地水源涵养功能。结果表明,不同植被类型枯落物的最大有效拦蓄量的大小为:虎榛子林（2.85 mm）>沙棘林（2.38 mm）>刺槐林（1.88 mm）>油松×刺槐林（1.31 mm）>油松林（0.77 mm）。不同植被类型0~60 cm土层的林地土壤最大拦蓄量为:虎榛子林（248.2 mm）>油松×刺槐林（241.0 mm）>刺槐林（210.2 mm）>草地（209.8 mm）>油松林（198.1 mm）。晋西黄土区不同森林植被的林地水源涵养功能研究,为该区水土保持林的合理经营与利用提供了科学依据。 相似文献
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晋西黄土区主要造林树种林地土壤水分生态条件分析 总被引：3，自引：0，他引：3
黄土高原地区植被建设引起的土壤水分效应问题愈来受到关注,林地的水分生态条件分析成为构建结构稳定的森林植被的前提,以晋西黄土区主要造林树种刺槐、油松和侧柏的坡面林地为研究对象,通过林地土壤水分特征曲线测定及土壤水分动态变化监测,探讨其生长的水分生态条件,结果表明:本区人工林地的土壤持水力较高,土壤含水率随水势降低而递减的速度较慢;研究区主要造林树种中,刺槐及其混交林分的土壤水分利用范围最大,抗旱能力最强;无论丰水年或枯水年,坡面各林地土壤水分有效利用性大,土壤含水量在生长季都高于无效水临界值,林地土壤水分利用状况好,林分生长稳定。 相似文献
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晋西黄土区主要造林树种合理林分密度计算与分析 总被引：2，自引：0，他引：2
黄土丘陵沟壑区水土保持林合理林分密度的确定须遵循“量水植树”的基本原则。依据水量平衡原理,在无地表径流,无土壤的深层渗漏,降水资源得以充分利用的情况下,林分在某一生长季内对降水资源的消耗量应小于或等于降水总量,根据上述原理分别计算了晋西黄土区蔡家川流域刺槐和油松林的合理林分密度取值。通过观测2002年和2003年生长季时段内林龄为13a不同密度刺槐纯林和林龄为17a不同密度油松纯林林地的土壤含水量动态变化,得到受水分胁迫威胁最小的刺槐、油松林分密度与依据公式计算得出的刺槐和油松林的合理林分密度相一致,说明该文提出的计算方法计算黄土区刺槐和油松的合理林分密度具有较好的适用性,且该方法简单易行,参数获取方便,值得在黄土区进一步推广应用。 相似文献
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晋西黄土丘陵区不同土地利用类型对土壤碳氮储量的影响 总被引：2，自引：0，他引：2
通过对比晋西黄土区蔡家川流域人工刺槐林地、人工油松林地、退耕荒草地和农地土壤有机碳和总氮含量的差异性,探讨了土地利用变化对该流域土壤碳氮储量的影响。结果表明:（1）4种土地利用类型下,土壤有机碳和总氮均表现出表聚效应,且荒草地垂向降幅最大,各样地土壤有机碳和总氮均呈极显著线性正相关;（2）油松林地0—48 cm土层有机碳含量高于其他样地,刺槐林地0—48 cm土层总氮含量显著高于其他样地,而4种土地利用类型在48—96 cm土层和96—160 cm土层中有机碳和总氮含量差异不显著;（3）从蔡家川流域退耕土壤固碳和固氮效应整体而言,退耕林地具有显著的土壤碳氮固存效应,随着人工林地面积占比的增加,流域土壤总有机碳和总氮储量相应增加。 相似文献
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黄土高原退耕还草土壤水分对植物地上部化学计量特征的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
揭示土壤水分含量变化对植物养分吸收的影响,对阐明草本植被对环境变化的响应和适应性具有重要意义,可为黄土高原区生态治理提供理论依据。研究以安塞纸坊沟流域不同退耕还草年限(6 a,15 a,25 a和45 a)的草本植物和0—50 cm深度土壤样品为研究对象,测定了植物地上部C,N,P,K,Ca和Mg含量及土壤含水率,并分析了植物养分含量及其生态化学计量与土壤含水率的关系。结果表明:土壤含水率随退耕还草过程呈先增加后降低趋势。植物体中C,N,K,Ca和Mg含量整体上随着退耕年限延长先降低后升高,植物P含量在退耕还草初期下降,中后期保持稳定。植物C/N,C/P和N/P比值随退耕年限呈先升高后降低的趋势,并且在退耕还草过程中植物生长主要受到N限制。植物Ca和Mg含量与土壤含水率呈显著负相关。另外,退耕45 a含水率最低,植物C/Ca,C/Mg,N/Ca,N/Mg,P/K,P/Ca,P/Mg比值也是最低的,表明植物可以增加吸收K,Ca和Mg以应对水分胁迫。研究表明土壤含水率随退耕还草过程降低,土壤水分降低促进干旱半干旱地区植被对环境的适应。研究结果为改善干旱半干旱区植被生态稳定性提供科学依据。 相似文献
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亚热带红壤侵蚀区马尾松针叶生态化学计量特征 总被引：2，自引：0，他引：2
为了解亚热带红壤侵蚀区马尾松（Pinus massoniana）针叶碳（C）、氮（N）、磷（P）化学计量特征,在长汀河田地区选取12个样点并采集四个叶龄阶段的马尾松针叶作为研究对象,测定其C,N,P含量并分析C:N:P化学计量特征。结果表明:（1）叶片中C,N,P的变化范围分别为（482.15±9.35）~（512.7±6.56）mg/g,（7.35±0.75）~（10.49±1.34）mg/g,（0.21±0.04）~（0.71±0.21）mg/g。不同叶龄阶段的C,N,P含量有显著差异。C随叶龄增长整体含量增长幅度较小,变异系数仅为2.8%;N,P绝对含量较低,在叶片生长后期含量显著下降（p < 0.05）。（2）C:N:P计量比变化与叶龄有关。N/P变化范围为（15.42±3.08）~（36.43±8.08）,N/P随叶龄增加而逐渐增大,说明该地区马尾松养分限制因素的变化与叶龄有显著关系,随叶龄的增长受P限制表现更为突出。（3）马尾松针叶N,P含量有极显著正相关关系,C,P含量存在显著负相关关系,N,P元素间协同变化显著。本研究初步阐明了马尾松针叶不同叶龄阶段C,N,P化学计量特征及其变化规律,为深刻了解亚热带红壤侵蚀区先锋树种马尾松的养分利用特征和机制提供理论基础。 相似文献
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为定量揭示植被恢复对土壤养分的影响,本文借助土壤养分指数（SNI）评价方法,对典型黄土丘陵区小流域不同恢复方式下典型植物群落的土壤养分进行定量化分析和综合评价。结果表明:不同恢复方式的土壤SNI值大小依次为:退耕还林（0.814） > 退耕还灌（0.659） > 弃耕或退耕还草（0.364） > 对照农地（0.220）;不同植物群落土壤SNI值大小依次为:柠条群落（0.777） > 小叶杨群落（0.658） > 刺槐群落（0.545） > 杏群落（0.510） > 草群落（0.425） > 茵陈蒿群落（0.310） > 沙棘群落（0.271） > 白羊草群落（0.257） > 硬质早熟禾群落（0.249） > 大豆群落（0.227） > 铁杆蒿群落（0.224） > 达乌里胡枝子群落（0.103）。研究表明,生态退耕后不同恢复方式对土壤养分均有明显的改善作用。退耕还灌的三种植物群落土壤养分指数差异显著,退耕还林、弃耕或退耕还草内部各群落间土壤养分指数差异不显著,除铁杆蒿和达乌里胡枝子群落外,其他植物群落的土壤养分指数均高于农田作物大豆群落。 相似文献