生态化学计量学特征及其应用研究进展

植物生态学报 2010, 34 (1): 2–6 doi: 10.3773/j.issn.1005-264x.2010.01.002Chinese Journal of Plant Ecology http:// www. ——————————————————收稿日期Received: 2009-11-24 接受日期Accepted: 2009-12-15生态化学计量学: 探索从个体到生态系统的统一化理论贺金生1,2 韩兴国31北京大学城市与环境学院生态学系, 北京 100871; 2中国科学院西北高原生物研究所, 西宁 810008; 3中国科学院植物研究所, 北京 100093Ecological stoichiometry: Searching for unifying principles from individuals to ecosystemsHE Jin-Sheng 1,2 and HAN Xing-Guo 31Department of Ecology, College of Urban and Environmental Sciences, Peking University, Beijing 100871, China; 2Northwest Institute of Plateau Biology, Chinese Academy of Sciences, Xining 810008, China; and 3Institute of Botany, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100093, China从1909年丹麦哥本哈根大学Johannes Warming (1841–1924)出版第一本生态学教科书《植物生态学》到现在, 生态学经历了100年的发展。

作为研究生物与生物、生物与环境相互关系的学科, 生态学具有高度的综合性和交叉性, 研究的问题也具有复杂性和多尺度的特点。

敦煌阳关湿地芦苇各器官碳氮磷生态化学计量学特征及其影响因素敦煌阳关湿地芦苇各器官碳氮磷生态化学计量学特征及其影响因素引言：湿地生态系统在全球范围内具有重要的生态功能和生物多样性保护作用。

芦苇是湿地生态系统中最重要的生态工程植物之一，具有重要的生态服务功能。

芦苇的生态化学计量学特征，特别是碳、氮和磷元素的含量和比例，对湿地生态系统的结构和功能具有重要影响。

本文通过调查分析敦煌阳关湿地芦苇各器官的碳氮磷含量和生态化学计量学特征，并探讨了影响这些特征的主要因素。

一、芦苇各器官的碳氮磷含量芦苇的各个器官包括根、茎和叶，在其生态化学计量学特征方面存在差异。

研究表明，敦煌阳关湿地芦苇的根含有较高的碳和氮含量，分别为45.68%和2.54%，而茎和叶的碳和氮含量较低，茎的碳含量为43.12%，氮含量为1.92%，叶的碳含量为39.54%，氮含量为1.68%。

相比之下，芦苇的磷含量在根、茎和叶中相对较低，分别为0.12%、0.10%和0.08%。

二、芦苇各器官碳氮磷比例的生态化学计量学特征芦苇各器官的碳氮磷比例对其生长和养分利用效率有重要影响。

在敦煌阳关湿地芦苇中，根的碳氮比为18.0，茎的碳氮比为22.4，叶的碳氮比为23.5。

而磷氮比则在茎和叶部分略高于1，分别为1.1和1.4，根部稍低于1。

与其他湿地芦苇相比，敦煌阳关湿地芦苇的碳氮比较高，磷氮比较低。

三、影响因素敦煌阳关湿地芦苇的碳氮磷生态化学计量学特征受到多种因素的影响。

其中，土壤养分状况是重要的影响因素之一。

土壤碳、氮和磷元素的含量和质量组成会直接影响芦苇各器官的碳氮磷含量和比例。

此外，降水和温度等气候因素也对芦苇的生态化学计量学特征产生影响。

适宜的降水和温度条件可以促进芦苇的生长和养分吸收利用，进而影响其生态化学计量学特征。

结论：敦煌阳关湿地芦苇各器官具有独特的碳氮磷生态化学计量学特征。

根部富集碳和氮元素，而磷元素较低；茎和叶的碳氮磷比例较为均衡。

化学计量学在环境领域中的应用化学计量学是化学中重要的基础，它是定量研究化学反应的重要方法之一。

在环境领域，化学计量学也有着广泛的应用，尤其是在污染治理、油品检测等领域。

本文将从化学计量学在环境领域中的应用入手，探讨其中的一些应用。

一、污染物的浓度计算环境中的污染物种类繁多，污染物的浓度是衡量环境污染程度的重要指标。

化学计量学可以通过测量出环境中污染物的质量和体积，从而计算出污染物的浓度。

例如，对于水体中的铜污染物，可以通过采集水样，将其酸化、还原并溶解，最后通过原子吸收光谱法等方法测定出铜的质量浓度。

同时，对于土壤和空气等其他环境污染物，化学计量学也可以采用类似的方法计算出污染物的浓度。

二、污染物的排放计算对于废气、废水等大型工业企业，其污染物的排放量也是环境保护的重要关键。

化学计量学可以通过对废气和废水流量、成分等参数的测量，计算出污染物的排放量。

同时，化学计量学在企业的设备后处理过程中也有着重要的应用，例如在炼油厂中，可以通过测定石油的密度、硫含量等成分，计算出成品油销售时的准确数量。

三、环境监测技术化学计量学在环境监测技术中同样发挥着重要的作用。

例如，在空气和水体中，不同污染物的组成和含量分布不同，因此需要采用不同的监测方法。

在水中，由于污染物主要存在于离子形式，因此可以采用电导率、溶氧度等物理参数来监测水质。

在空气中，可以通过测定不同气体的浓度和压力来监测不同污染物的种类和含量。

四、污染源的追踪在环境保护工作中，污染源的精确定位也是至关重要的。

化学计量学可以通过比较污染物中的同位素组成，确定不同污染源的来源。

例如，通过比较水体中氢氧稳定同位素比，可以确定不同水源的来源。

这种方法可以帮助监管机构更加有效地确定污染源，并采取措施减少环境污染。

五、污染物的治理方法化学计量学在环境治理方法中也有着广泛的应用。

例如，在水体中，将氶污染物通过化学反应转化为不溶于水的沉淀物，可采用沉淀法。

在空气中，通过化学吸附将污染物捕获于吸附物表面，可采用吸附剂等物质。

生态化学计量学是一门研究生态系统和它们的化学特征的学科。

这门学科研究的目的
是了解生态系统的化学组成，以及这些化学特征如何影响生态系统的动态变化。

它是一门
多学科的交叉学科，将化学、生态学和计量学结合在一起，为研究生物圈的化学成分和活动提供了一个综合的视角。

生态化学计量学的研究关注的是生态系统的化学特征，这些特征可以用来识别和监测
生态系统的变化。

为了更好地理解生态系统的作用，研究者需要研究和了解生态系统中不
同化学元素的浓度，以及它们之间的相互关系。

通过这种方式，我们可以更好地理解生态
系统中的化学过程，以及这些过程如何影响生态系统的变化。

另外，生态化学计量学也可以用来研究人类活动如污染和污染物的排放对生态系统的
影响。

研究者可以通过研究不同化学元素的变化，更好地了解人类活动对生态系统的影响，并且可以建议出改善生态系统的方法。

总之，生态化学计量学是一门研究生态系统和它们的化学特征的学科，它可以帮助我们更好地了解生态系统的结构和功能，从而提供改善生态系统的技术和策略。

《氮素添加对退化草原生态系统生态化学计量学特征的影响》篇一一、引言生态化学计量学是一种重要的研究手段，在分析生物圈和土壤系统的生物化学元素组成、含量以及各元素间相互作用时起到至关重要的作用。

退化草原的生态修复中，氮素的添加成为重要的农业措施。

但氮素添加对退化草原生态系统生态化学计量学特征的影响尚不明确，因此，本文旨在探讨氮素添加对退化草原生态系统生态化学计量学特征的影响。

二、研究方法本研究选取了某地区典型的退化草原为研究对象，进行了氮素添加实验。

在实验过程中，我们对土壤样品进行了定期采集，包括各种生物群落样本以及土壤环境参数的测定。

并采用生态化学计量学的方法，对实验结果进行定量和定性分析。

三、氮素添加对退化草原生态系统的影响1. 氮素添加对土壤元素含量的影响实验结果表明，氮素添加后，土壤中的氮元素含量显著增加。

同时，由于氮元素的增加促进了微生物活动，导致其他元素如磷、钾等也出现了一定的变化。

其中，磷元素的含量也随着氮素的增加而有所上升。

然而，钾元素的含量在短期内并没有明显变化。

2. 氮素添加对植物生长的影响在氮素添加后，退化草原的植物生长情况得到了明显改善。

这主要得益于氮素的增加为植物提供了更多的营养元素，促进了植物的生长和繁殖。

同时，这也进一步促进了草原生态系统的恢复。

3. 氮素添加对生态化学计量学特征的影响氮素添加改变了生态系统中各元素的平衡状态，导致生态化学计量学特征发生改变。

例如，碳氮比（C/N）和碳磷比（C/P）等关键参数都发生了显著变化。

这些变化表明了氮素添加对生态系统元素循环和生物地球化学过程的影响。

四、讨论1. 氮素添加与土壤元素的关系氮素添加对土壤元素含量的影响是显著的。

这主要是因为氮素的增加促进了微生物活动，从而影响了其他元素在土壤中的循环和分布。

然而，这种影响并不是单向的，而是与土壤中的其他元素相互作用、相互影响的结果。

因此，在研究退化草原生态系统的恢复过程中，需要综合考虑各种元素的变化和相互作用。

化学计量学在生态学中的应用研究作为化学的一个重要分支，化学计量学在生态学中有着广泛的应用。

化学计量学研究的对象是化学反应中化学计量关系的定量关系，而这些关系恰好是生态系统中各种生物和非生物因素相互作用的基础。

因此，化学计量学在生态学中具有很高的意义。

本文将从不同角度探讨化学计量学在生态学中的应用研究。

一、物种计量学物种计量学是生态学中的一个重要分支，研究的是物种数量和生境因素之间的关系，尤其是探讨物种数量受资源限制的影响。

而化学计量学则可以通过分析有机元素（如C、N、P等）的化学计量关系，探究不同物种之间的相互作用和环境因素对生态系统的影响。

化学计量学在物种计量学中的应用，主要表现为以下两个方面：1. 元素有效性分析生物体中需要吸收的元素并不是以均等比例存在的。

特别是有机元素的含量往往高于常见的无机元素，如碳与氮的生物体含量中，碳的含量可以达到90%以上。

在这种情况下，分析生物体的化学计量关系是理解生物体元素有效性的一种重要方法。

化学计量学可以通过分析各种植物或生物物质中元素含量比例的变化，来探究元素对物种数量和生态系统的影响。

2. 生态位分析生态位是指物种在自然界中占据着的特定的生物学空间，它受到生境因子和种间相互作用的影响。

化学计量学的应用可以较为精确地确定物种间生态位的结构及变化。

通过分析物种体内不同元素的含量分布，可以更好地了解它们之间的关系和生态位。

化学计量关系可以有效地解释物种之间的相互作用，从而为生态系统的调控和保护提供基础。

二、生态系统计量学生态系统计量学（ecosystem stoichiometry）是研究各种元素（能量）在生态系统中分配和利用的科学。

这种计量学分析了不同生物存在于一个生态系统中的数量和种类，以及它们之间的相互关系。

生态系统中的植物、动物、微生物等都需要不同的元素和养分，生态系统计量学的研究便是分析它们如何相互转化和利用不同的有机和无机物质。

化学计量学在生态系统计量学的应用主要表现在以下几个方面：1. 养分循环分析在一个生态系统中，各种元素（如C、N、P、S等）通过生物体的摄取与代谢过程不断循环和转移。

植物生态化学计量特征及其主要假说植物生态化学计量学是生态化学计量学的重要分支, 主要研究植物器官元素含量的计量特征, 以及它们与环境因子、生态系统功能之间的关系。

19世纪, 化学家们通过室内实验, 分析了植物器官的元素含量, 开始了对植物化学元素之间关系的探索。

如今, 生态学家通过野外采样和控制实验, 探索植物化学元素计量特征的变化规律、对全球变化的响应以及与植物功能属性之间的关系, 促进了植物生态化学计量学的快速发展。

该文在概述植物生态化学计量学发展简史的基础上, 综述了19世纪以来该领域的研究进展。

首先, 该文将植物生态化学计量学的发展历程概括为思想萌芽期、假说奠基期和理论构建期3个时期, 对各个时期的主要研究进行了简要回顾和梳理。

第二, 概述了植物主要器官的化学计量特征, 尤其是陆生植物叶片氮(N)和磷(P)的计量特征。

总体上, 全球陆生植物叶片N、P含量和N:P (质量比)的几何平均值分别为18.74 mg∙g-1、1.21 mg∙g-1和15.55 (与16:1的Redfield比一致); 在物种或群落水平上, 叶片N和P含量一般呈现随温度升高、降水增加而降低的趋势。

不同生活型植物叶片N和P计量特征差异明显, 尤其是草本植物叶片N和P含量高于木本植物, 落叶阔叶木本植物叶片N和P含量高于常绿木本植物。

与叶片相比, 细根和其他器官化学计量特征研究较少。

第三, 总结了养分添加实验对植物化学元素计量特征的影响。

总体上, N添加一般会提高土壤N的可利用性, 使植物器官中N含量和N:P升高, 在一定程度上提高植物生产力; P添加可能会缓解过量N输入导致的N-P失衡问题, 提高植物器官P含量。

但是, 长期过量施肥会打破植物器官原有的元素间计量关系, 导致元素计量关系失衡和生产力下降。

第四, 梳理总结了植物生态化学计量学的重要理论、观点和假说, 主要包括刻画化学计量特征与植物生长功能关系的功能关联假说、刻画化学计量特征与环境因子关系的环境关联假说或理论以及刻画化学计量特征与植物进化历史关系的进化关联假说。

生态系统碳氮磷元素的生态化学计量学特征一、本文概述生态化学计量学是研究生物圈中不同生物体及其与环境之间化学元素（如碳、氮、磷等）比例关系的科学。

这些元素比例关系不仅影响生物体的生长、繁殖和代谢过程，也是生态系统稳定性和功能的关键指标。

碳、氮、磷作为生命活动的基本元素，在生态系统中的循环和转化过程中起着至关重要的作用。

本文旨在探讨生态系统中碳、氮、磷元素的生态化学计量学特征，分析这些元素在生态系统中的分布、循环和转化规律，以及它们对生态系统结构和功能的影响。

本文首先介绍了生态化学计量学的基本概念和研究背景，阐述了碳、氮、磷元素在生态系统中的重要性。

随后，通过对国内外相关文献的综述，分析了碳、氮、磷元素在生态系统中的生态化学计量学特征，包括元素比例关系、循环转化过程及其对生态系统稳定性的影响。

在此基础上，本文还探讨了不同生态系统类型（如森林、草原、湖泊等）中碳、氮、磷元素的生态化学计量学特征差异及其机制。

本文总结了碳、氮、磷元素生态化学计量学特征研究的现状和未来发展趋势，提出了今后研究中需要关注的问题和研究方向。

通过本文的研究，有望为深入理解生态系统碳、氮、磷元素的循环转化过程及其对生态系统稳定性的影响提供理论支持和实践指导。

二、生态系统中的碳元素生态化学计量学特征碳（C）是生命体系中最基本的元素之一，是构成生物有机体的主要骨架。

碳在生态系统中的生态化学计量学特征具有显著的多样性和复杂性。

在生态系统层面上，碳的循环和转化是生命活动的基础，也是全球碳循环的重要组成部分。

在大多数生态系统中，碳的主要存在形式是有机碳，包括植物组织、动物体和微生物体等。

这些有机碳通过光合作用、化能合成等生物过程进入生态系统，并通过呼吸作用、分解作用等过程返回大气中。

碳的这种循环过程对于维持生态系统的稳定具有重要作用。

在生态化学计量学研究中，碳与其他元素的比值（如C:N、C:P）是描述生态系统功能的重要指标。

这些比值的变化可以反映生态系统的营养结构、生产力、分解速率等重要信息。

生态化学计量学是将物、化、生三门学科基本理论有机结合用以研究生态系统中能量和化学元素平衡的科学[1]，不仅在生物地球化学循环研究领域发挥了极其重要的作用[2]，同时也是研究食物网、营养级动态和生物地球化学循环相互作用机制的重要途径[3]。

陆地生态系统丰富多样且与人类生活密切联系，森林生态系统是陆地生态系统中结构最为复杂、物种最为繁多、生产力水平最高的生态系统，众多学者对其生态化学计量学进行了研究，Zhang 等[4]和曾德慧等[1]在宏观尺度上对生态化学计量学做了较为详细的综述；程滨等在分子水平的机理研究做了科学的阐述，并提出展望以促进世界各国相关研究工作的开展[3]。

近年来，学者们对植物细根的研究逐渐深入，细根作为叶片和土壤的连接枢纽也越来越受重视，但却很少看到将“叶片—细根—凋落物—土壤”四组分进行论述。

本文从国内外陆地森林生态系统生态化学计量学的最新研究成果出发，一方面总结不同森林生态系统中各组分生态化学计量的特征和异同，分析其影响因子；另一方面，从宏观的角度分析森林生态系统在“叶片—细根—凋落物—土壤”中的养分循环，以期为进一步探索我国陆地森林生态系统的生产力及其功能变化提供理论支撑。

1植物C 、N 、P 生态化学计量学特征及其主要影响因子1.1叶片叶片是绿色陆生植物最重要的生产器官，植物通过叶的光合作用吸收大气中的二氧化碳，通过叶的蒸腾作用获取土壤中的水分和矿质营养元素，驱动陆地生态系统中水和C 、N 、P 等元素的生物化学循环[5-7]。

McGroddy 等的研究发现，全球森林生态系统植物叶片C ∶N ∶P 相对稳定，但不同生物群（温带阔叶林、温带针叶林和热带森林）的C 、N 、P 生态化学计量比值并不完全相同[8]。

纵观全球，森林生态系统植物叶片C ∶N ∶P 在一个合理的范围内波动。

影响植物叶片化学计量特征最重要的两大因素是气温和降水。

气温主要和热量相关，其本质上是纬度影响了叶片中化学元素的变化与循环。

第!!卷第"#期$%"!年&月生态学报 () *(+,+-.( /.0.(1234!!，024"#/564，$%"!基金项目:国家基础科学人才培养基金(]"$"%%89)收稿日期:$%"!7%O7%9;修订日期:$%"!7%97%":通讯作者(2;;5<62=>?=@ABCD2;4*7EA?3:I<Z5=@J TG=B45>B4I=/01:23&4567$8"9:;32<363=37;5曾冬萍，蒋利玲，曾从盛，王维奇，王纯4生态化学计量学特征及其应用研究进展4生态学报，$%"!，!!("#):NO#O7NO&$4j5=@R K ，]?A=@,,，j5=@(/，^A=@^Q ，^A=@(4_5S?5X<2=CD55I232@?IA3<C2?ID?2E5C;U IDA;AIC5;?<C?I<A=>?C<A663?IAC?2=<4 ICA *I232@?IA /?=?IA ，$%"!，!!("#):NO#O7NO&$4生态化学计量学特征及其应用研究进展曾冬萍"，蒋利玲"，曾从盛"，$，:，王维奇"，$，王纯"("4福建师范大学地理科学学院，福州!N%%%9;$4福建师范大学地理研究所，福州!N%%%9)摘要:生态化学计量学已成为生态学研究的热点问题$作为一门新兴学科，综观国内外最新研究进展，相关研究目前尚存在着许多不足$基于此，从全球与区域尺度!功能群尺度及个体水平!个方面阐述生态化学计量学特征，从空间!时间!生境和植物类型等生物与非生物因素综述生态化学计量学特征的驱动因素$并讨论生态化学计量学特征在限制性养分判断!生态系统稳定性!生长率与(v0vK 关系中的应用$关键词:生态化学计量学;限制性养分;内稳性;(v0vKN ?, %8)."! ()*)+,(-*8"),(!,)@ "BC (!-B-(" B,8",(8-.I ,"8-##*,(-",).8j*0-R2=@6?=@"，]. 0-,?3?=@"，j*0-(2=@<D5=@"，$，:，^ 0-^5?F?"，$，^ 0-(DB=""0& ++-+<>"+.%$: /&$-0&/")&"，L4G/$)8+%;$-5)/6"%#/*7，L4O +4!N%%%9，( /)$$K)#*/*4*"+<>"+.%$: 7，L4G/$)8+%;$-5)/6"%#/*7，L4O +4!N%%%9，( /)$F:8"B-(":.C ?<=5I5<<A;U C2I2=<C;BIC A B=?T?5>CD52;5C?IA3T;AE5X2;L 2T 5I232@U ?=S?5X 2T CD5;A6?>>5S5326E5=C<?=E2>5;=5I232@U4*232@?IA3<C2?ID?2E5C;U ?<CD5>?<I?63?=5C2<CB>U CD5WA3A=I5W5CX55=EB3C?635ID5E?IA3535E5=C<?=5I232@?IA36;2I5<<5<，A=>B=?TU CD5;5<5A;ID 2T >?TT5;5=C 35S53<4*I232@?IA3<C2?ID?2E5C;U ?<A CD52;U ，A CD?=L?=@XAU A=>A C223CDAC <D2B3>65;E5AC5A33A<65IC<2T 5I232@U4(B;;5=C3U ，<CB>?5<2=5I232@?IA3<C2?ID?2E5C;U A;5;53AC?S53U T5X ?=(D?=A A<I2E6A;5>C253<5XD5;54/CB>?5<EA?=3U T2IB<2=CD5(，0，K 5I232@?IA3<C2?ID?2E5C;?I IDA;AIC5;?<C?I<A=>?C<>;?S?=@TAIC2;<，5<65I?A33U ?=T2;5<C A=>@;A<<3A=>5I2<U<C5E<4*I232@?IA3<C2?ID?2E5C;?I IDA;AIC5;?<C?I<?=>?TT5;5=C ;5@?2=<A=>5I2<U<C5E CU65<X5;5>?TT5;5=C ，WBC AC ;53AC?S53U 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;53AC?2=<D?6W5CX55=@;2XCD ;AC5A=>5I232@?IA3<C2?ID?2E5C;U IDA;AIC5;?<C?I<，CD5=5X5<C ;5<5A;ID A>SA=I5XA<;5S?5X5>4)D?<?<I2=<?<C5=C X?CD CD5I2=C;233?=@TAIC2;<?=I3B>?=@W?2C?I A=>AW?2C?I TAIC2;<AC <6AC?A3A=>C5E62;A3<IA35<，DAW?CAC A=>63A=C CU65<4 C CD5<AE5C?E5，A663?IAC?2=2T 5I232@?IA3<C2?ID?2E5C;U IDA;AIC5;?<C?I 2=3?E?C5>=BC;?5=C ，5I2<U<C5E D2E52<CA<?<A=>CD5;53AC?2=W5CX55=@;2XCD ;AC5A=>(v 0v K SA;?AC?2=A;5>?<IB<<5>4.C X?33W5=5I5<<A;U T2;AID?5S?=@26C?EA3EA=A@5E5=C 2T 5I2<U<C5E<A=>CD5?;;5A<2=AW356;2C5IC?2=，EA?=CA?=?=@CD5;5@?2=A35I232@?IA3<5IB;?CU A=><B<CA?=AW35>5S5326E5=C4G C H)BI8:5I232@?IA3<C2?ID?2E5C;U ;3?E?C5>=BC;?5=C ;D2E52<CA<?<;(v0vK随着现代生态学的快速发展，构建统一的理论框架十分必要［"］$从分子到生态系统都是元素按照一定比例组成的，生态化学计量学正是研究生态过程中多重化学元素平衡关系的学科［$］，并从元素比率的角度把这些不同层次的研究结果统一起来［!］，成为生态学研究的主要方法和研究热点$自从*3<5;等［$］首先明确提出生态化学计量学的概念以来，在验证不同生态系统是否存在恒定的生态化学计量学特征［O ］!生态系统限制养分的判断［N ］以及(v0vK 与生物生长率的关系［8］等方面开展了大量的研究$$%%$年/C5;=5;和*3<5;［!］出版了第一部生态化学计量学专著(*I232@?IA3/C2?ID?2E5C;U :)D5Y?232@U 2T *35E5=C<T;2E M235IB35<C2CD5Y?2<6D5;5)，以及分别于$%%O 年和$%%N 年在*I232@U 和+?L2<发表了生态化学计量学专题，标志着生态化学计量学已经成为一门较为系统的!基本成熟的学科$在国内，jDA=@等［9］最早对生态化学计量学做了综述，随后曾德慧和陈广生［#］!王绍强和于贵瑞［&］!贺金生和韩兴国［"］!程滨等［"%］!杨慧敏和王冬梅［""］分别从不同侧面对生态化学计量学的研究进展进行了综述$关于生态化学计量学的实验研究，近年来在国内得到了迅速发展，主要集中在区域(v0vK 生态化学计量学特征及其驱动因素方面，以森林生态系统和草原生态系统的研究成果居多［"$7"9］，也有关于以生态化学计量学特征判断草原生态系统限制性养分的研究［"#］$内稳性理论和生长速率理论是生态化学计量学存在的重要基础$化学计量内稳性与物种优势度!稳定性有显著的相关关系，对于生态系统结构!功能和稳定性研究有重要意义$生物体的(v0vK 与生长率有很强的关系，在此基础上，产生了"生长率假说$，对于拓展生态化学计量学理论意义重大$生态化学计量学是一种理论!一种思维，也是一种工具［"］，应向生态学的各个方面渗透，并拓展到不同的生态系统类型$基于此，本文从全球与区域尺度!功能群尺度及个体水平三个方面，并从空间!时间!生境和植物类型等因素对生态化学计量学研究的最新进展作一综述，以期为国内外同行开展相关研究提供参考$2生态化学计量学特征及其驱动因素242生态化学计量学特征生态化学计量学特征从尺度上划分可以分为全球与区域尺度!功能群或生态系统尺度以及个体水平$在全球与区域尺度关于生态化学计量学特征的研究中，_5>T?53>［"&］首次证明了海洋浮游生物具有恒定的(!0!K 组成，*3<5;等［O ］研究表明陆地节肢动物和海洋节肢动物具有相近的0vK 比率$随后诸多学者开始在陆地生态系统验证全球以及区域尺度的生态化学计量学特征(表")#从表"可以看出，对于不同区域!不同生态系统类型其生态化学计量学特征有所差异，但在相对接近的区域，不同生态系统类型的生态化学计量特征之间差别较小$此外，无论是中国陆地植物生态化学计量学特征的均值还是单独的森林生态系统!草地生态系统生态化学计量特征中的(vK 和0vK 都高于全球陆地生态系统的平均水平，这说明与世界其它地区相比，我国陆地生态系统缺磷的现象更为明显$在功能群尺度关于生态化学计量学特征也开展了大量的研究工作，并从生活型!生活史!光合途径等方面进行了比较(表$)#表$显示，在生活型方面，从较大的区域来看，针叶林的(v0高于阔叶林，而(vK 和0vK 低于阔叶林，但在局地尺度可能有所不同;常绿林的0vK 高于落叶林;总体来看，草本的0vK 低于木本$在生活史方面，不同植物之间的0vK 也存在着一定的差异，特别是蕨类植物的0vK 明显高于其它植物类型$在光合途径方面，仅有的研究表明(!植物的0vK 高于(O 植物$枯落物生态化学计量学特征与植物活体的规律相似$土壤的生态化学计量特征均表现为森林低于草原!沙漠低于极寒高原，而且随着土纲的变化，其生态化学计量学特征也发生改变$N#O N "#期曾冬萍等:生态化学计量学特征及其应用研究进展表2全球与区域尺度生态化学计量学(质量比)特征J-:* 2P()*)+,(-*8"),(!,)@ "BC(EA<<;AC?2)(!-B-(" B,8",(8,."! +*):-*-.I B +,).-** ? *8类型)U65<物种数/65I?5<碳氮比(v0碳磷比(vK氮磷比0vK文献_5T5;5=I5<全球陆生植物-32WA3C5;;5<C;?A363A=C<!&N!%4&!9O49"$48［O］中国陆生植物(D?=5<5C5;;5<C;?A363A=C<9N!"""O4O［"$］全球森林生态系统植物-32WA3T2;5<C5I2<U<C5E63A=C<NN:!94"O8&4$"$48［$%］中国森林生态系统植物(D?=5<5T2;5<C5I2<U<C5E63A=C<O:$#4N N"!4%"#4%［$"］中国东部地区陆生植物)5;;5<C;?A363A=C<2T5A<C5;=(D?=A8NO"""N4O［"O］中国北方典型荒漠及荒漠化地区植物)D5CU6?IA3>5<5;C A=>>5<5;C?T?IAC?2=A;5A63A=C<2T=2;CD5;=(D?=A$"O"""N4#［$$］中国草地植物(D?=5<5@;A<<3A=>63A=C<$"!"94&$9!4&"N4!［"!，$!］全球森林生态系统凋落物-32WA3T2;5<C5I2<U<C5E<3?CC5;NN:N94!""9N48$%4!［$%］中国森林生态系统凋落物(D?=5<5T2;5<C5I2<U<C5E<3?CC5;O OO4#""!$4N$N4%［$"］全球陆地(%%"%IE)土壤-32WA33A=>(%%"%IE)<2?33AU5;"#8"$4!9$4%N4&［$O］中国陆地(%%"%IE)土壤(D?=5<53A=>(%%"%IE)<2?33AU5;"!!"$4!N$49!4&［$N］:生态系统类型数量表;不同功能群生态化学计量学(质量比)特征J-:* ;P()*)+,(-*8"),(!,)@ "BC(EA<<;AC?2)(!-B-(" B,8",(8,."! I,AA B ."AK.(",).-*+B)K#8类型)U65<碳氮比(v0碳磷比(vK氮磷比0vK文献_5T5;5=I5<全球温带阔叶林-32WA3C5E65;AC5W;2A>35AT T2;5<C!%4"($&)!N94%($#)"$49($#)［$%］全球温带针叶林-32WA3C5E65;AC5I2=?T5;2B<T2;5<C N"4%("&)O984#("&)&4#($%)［$%］全球热带森林-32WA3C;26?IA3T2;5<C!%4O(9)&N"4"("$)"&48(9)［$%］中国草本植物(D?=5<5D5;W<"""!4N($O%)［"$］中国灌木植物(D?=5<5<D;BW<"""O49("!N)［"$］中国常绿林(D?=5<55S5;@;55=T2;5<C"""N4$("O&)［"$］中国落叶林(D?=5<5>5I?>B2B<T2;5<C"""O4#("$8)［"$］中国针叶林(D?=5<5I2=?T5;2B<T2;5<C"""!4%($9)［"$］中国阔叶林(D?=5<5W;2A>35AT T2;5<C"""N4"($NN)［"$］长白山温带针阔混交林)5E65;AC5=55>35W;2A>735AS5>E?H5>T2;5<C?=CD5(DA=@WA?<DA=$O49($")!$"4%($")"!4%($")［$"］鼎湖山亚热带常绿阔叶林/BWC;26?IA35S5;@;55=W;2A>735AS5>T2;5<C?=CD5R?=@DB<DA=$N4N($")N8"4%($")$$4%($")［$"］西双版纳热带季雨林);26?IA3E2=<22=T2;5<C?=CD5i?<DBA=@WA==A$!4!(!8)OO$4%(!8)"&4%(!8)［$"］千烟洲亚热带人工针叶林/BWC;26?IA3I2=?T5;2B<63A=CAC?2=T2;5<C?=CD5Q?A=UA=ZD2BO%4O(O#)9$#4%(O#)"#4%(O#)［$"］中国东部地区草本P5;W2T5A<C5;=(D?=A"""!4%($"#)［"O］中国东部地区木本^22>U63A=C2T5A<C5;=(D?=A"""!4#(!O&)［"O］中国东部地区常绿木本*S5;@;55=X22>U63A=C2T5A<C5;=(D?=A"""O49($ON)［"O］中国东部地区落叶木本R5I?>B2B<X22>U63A=C2T5A<C5;=(D?=A"""$4#("NO)［"O］中国东部地区针叶木本(2=?T5;2B<X22>U63A=C2T5A<C5;=(D?=A"""$4%(OO)［"O］中国东部地区阔叶木本Y;2A>35AT X22>U63A=C2T5A<C5;=(D?=A"""O4"(!%N)［"O］珠江三角洲针阔混交林(2=?T5;2B<A=>W;2A>7"5AS5>E?H5>T2;5<C?=K5A;3_?S5;R53CAN"4O(N)NN!4%(N)"%4&(N)［"9］珠江三角洲针叶林(2=?T5;2B<T2;5<C?=K5A;3_?S5;R53CA O94O(O)9$94N(O)"N49(O)［"9］珠江三角洲常绿阔叶林*S5;@;55=W;2A>735AS5>T2;5<C?=K5A;3_?S5;R53CA ON48("%)O"$4$("%)&4N("%)［"9］中国种子植物(D?=5<5<55>63A=C"""O4!(N$&)［"$］中国蕨类植物(D?=5<5T5;="""948("#)［"$］中国裸子植物(D?=5<5@UE=2<65;E"""!4%($9)［"$］中国被子植物(D?=5<5A=@?2<65;E"""O4!(N%$)［"$］8#O N生态学报!!卷续表类型)U65<碳氮比(v0碳磷比(vK氮磷比0vK 文献_5T5;5=I5<中国单子叶植物(D?=5<5E2=2I2CU35>2="""!4"("%&)［"$］中国双子叶植物(D?=5<5>?I2CU35>2="""O48(O"&)［"$］中国(!草本植物(D?=5<5(!D5;W """!48($%O )［"$］中国(O 草本植物(D?=5<5(O D5;W"""!4%(!8)［"$］中国内蒙古草本植物P5;W<?=CD5.==5;M2=@23?A 2T (D?=A "#49(NN )""84O ("$&)［"!，$!］中国新疆草本植物P5;W<?=CD5i?=G?A=@2T (D?=A "#4#(8&)""!4O ("!&)［"!，$!］中国西藏草本植物P5;W<?=CD5)?W5C 2T (D?=A "94%(""%)""N49($N9)［"!，$!］中国草本植物(D?=5<5D5;W "84%("%!)""O4$("#")［"!，$!］中国木本植物(D?=5<5X22>U 63A=C "&4$(!#)""N4&(#!)［"!，$!］中国豆科植物(D?=5<535@BE?=2B<63A=C "!4&(!")""&4%(N#)［"!，$!］中国非豆科植物(D?=5<5=2=735@BE5"#4N ("#$)""O4#(O89)［"!，$!］全球温带阔叶林凋落物-32WA3C5E65;AC5W;2A>735AS5>T2;5<C 3?CC5;N%4"(!O )8N&4%($#)"!4"(!%)［$%］全球温带针叶林凋落物-32WA3C5E65;AC5I2=?T5;2B<T2;5<C 3?CC5;9N4!($N )&"%4#("&)""49($%)［$%］全球热带森林凋落物-32WA3C;26?IA3T2;5<C 3?CC5;N"49(O9)"N&!4!(N9)$#4!(N%)［$%］长白山温带针阔混交林凋落物)5E65;AC5=55>35W;2A>735AS5>E?H5>T2;5<C 3?CC5;?=CD5(DA=@WA?<DA=!&4O ("O )NN$4%("O )"O4%("O )［$"］鼎湖山亚热带常绿阔叶林凋落物/BWC;26?IA35S5;@;55=W;2A>735AS5>T2;5<C 3?CC5;?=CD5R?=@DB<DA=!94!(8)"!%N4%(8)!N4%(8)［$"］西双版纳热带季雨林凋落物);26?IA3E2=<22=T2;5<C 3?CC5;?=CD5i?<DBA=@WA==A!%4"("$)9$!4%("$)$O4%("$)［$"］千烟洲亚热带人工针叶林凋落物/BWC;26?IA3I2=?T5;2B<63A=CAC?2=T2;5<C 3?CC5;?=CD5Q?A=UA=ZD2B9$4$(O#)"&N%4%(O#)$94%(O#)［$"］全球草地%%"%IE 土壤-32WA3@;A<<3A=>%%"%IE <2?3<3AU5;""4#(9N )8O4!(9$)N48("N%)［$O ］全球森林%%"%IE 土壤-32WA3T2;5<C %%"%IE <2?33AU5;"$4O (NN )#"4&(O9)848(O9)［$O ］中国温带沙漠(D?=5<5C5E65;AC5>5<5;C "%4N (!"&)"$4O (!"&)"4$(!"&)［$8］中国极寒高原(D?=5<5T;?@?>D?@D3A=>""49(9O&)$O4%(9O&)$49(9O&)［$N ］中国有机土(D?=5<5D?<C2<23<"O4&("8)"!"48("8)#4%("8)［$N ］中国旱成土(D?=5<5A;?>?<23<&48(!%%)""4$(!%%)"4$(!%%)［$N ］中国淋溶土(D?=5<5A3T?<23<"%4O (8"O )$O48(8"O )$4N (8"O )［$N ］表中数据表示平均值，括号内为样本量关于更小尺度(属!种和个体)生态化学计量特征的研究也涌现一些成果$王维奇等［$9］研究表明闽江河口湿地互花米草植物体地上器官(v0!(vK 和0vK 高于短叶茳芏;周鹏等［$#］对温带草原主要优势植物不同器官间功能性状的关联研究中发现，草类植物细根0vK 与叶片无差异，而远高于生殖结构;徐冰等［$&］对内蒙古锡林河流域典型草原植物叶片与细根性状在种间及种内水平上的关联的研究表明，草类细根0vK 为94#，低于叶片0vK ("849);[5;LD2TT 等［!%］对不同生活史和生活型的种子植物氮磷变化比例的研究显示0vK 在叶片!茎!生殖结构和根之间均表现出正相关;王冬梅和杨惠敏［!"］研究了O 种牧草不同生长期的(!0生态化学计量特征，结果发现叶的(:0生态化学计量比低于茎和根$此外，生态化学计量学特征的时间变化也比较明显，杨惠敏和王冬梅［""］比较详尽地介绍了这一特征$吴统贵等［"8］对杭州湾湿地植物0vK 生态化学计量学特征的研究表明，在生长初期其值较小，在生长旺盛期先升高后降低，随后在成熟期逐渐增加并趋于稳定$杨阔等［!$］对青藏高原草地植物群落冠层叶片氮磷生态化学计量学特征的分析中，发现0v K 具有明显的年际变化规律$从更长的时间尺度看，植物的演替过程对植物的生态化学计量学特征也有深刻影响，但演替类型和演替阶段的不同，生态化学计量学特征的变化趋势也不一致［!!］$24;生态化学计量学特征的驱动因素生态化学计量学特征因尺度!生境!植物类型等环境与非环境因素的变化而发生改变$_5?ID 和+35L<U=［!O ］对全球尺度0vK 变异性的研究表明，植物体中0vK 比随着温度和土壤基质年龄的生物地理梯度的变化而改变$MI-;2>>U 等［$%］对全球森林生态系统的研究表明，不管是叶片还是凋落物的0v K 都是随着纬度的增加而降低$王晶苑等［$"］对中国从温带到热带的O种森林类型主要优势植物的(v0vK 化学计量特征的研究表明，亚热带常绿阔叶林的植物活体与凋落物(v0vK 均表现为最高，温带针阔混交林的最低，也表现出一定的纬度方向上的变化规律$区域固有的特性使得影响其生态化学计量学特征的因素也9#O N "#期曾冬萍等:生态化学计量学特征及其应用研究进展##O N生态学报!!卷有所不同，如P5等［"!，$!］研究表明，在内蒙古温带草原植物生长主要受到降水的限制，西藏高寒草原主要受到温度限制，新疆山地草原可能是由二者共同决定的$基于区域固有限制性因素的变化，使其生态化学计量学特征的调节因素也将发生改变［"$］$ )?A=等［$N］在对我国土壤的(v0vK比值的研究中发现，水热条件和成土作用是控制土壤生态化学特征的主要因素$此外，随着人类干扰的加剧，破坏了(!0!K循环［!N7!8］，进而改变着生态过程［"%］，但不同区域对人类活动响应的趋势的不一致性，也将会造成(v0vK比的重新匹配$由此表明，(v0vK比的变异性到底有多大，还不是很确定，正如_5?ID和+35L<U=［!O］所阐述，尚需进一步开展植物活体!枯落物和土壤(v0vK的时空特征变异性方面的分析与探讨$综上所述，不同尺度!功能群类型!环境条件改变都将对生态化学计量学特征造成影响，但从当前的主要研究看，森林和草地生态系统的研究成果居多，且以宏观尺度研究较多，湿地作为自然界生产力最高的生态系统之一，与森林和海洋并称为全球三大生态系统，但其生态系统特征与其它系统存在着明显的差别，因此，应给予特别的重视$;生态化学计量学特征在限制性养分判断中的应用由于人类活动的增强，土地利用方式的转变已造成大面积陆地生态系统养分的失衡，深刻影响着植物的初级生产力［!9］$虽然对各种生态系统类型的恢复与保护逐渐增强，但关于限制性养分的研究却未给以足够的重视$严格地说，施肥试验是检验种群和群落水平养分限制的唯一准确方法［!#7!&］$但施肥试验周期长!对样地产生干扰，寻求能快捷的反映养分限制的简单指标一直是生态学和植物营养学的关键问题之一$ 5;C<和(DA6?=［O%］研究认为叶片对0!K养分缺乏的适应可体现在叶片0v K 化学计量比的变化上$因此，0vK化学计量比可作为当前限制性养分判断的指标之一$PA=等［"!］和任书杰［"O］的研究表明我国陆地植物的0vK高于全球平均值［O］，说明我国陆地植物相对国外更缺磷$同样，用生态化学计量学方法，*3<5;等［O"］认为全球陆地!海洋和淡水生态系统均是受到磷的限制$但随着研究的深入，这些指标的不稳定日益显露出来，国内外对这些指标的应用也从盲从趋于谨慎$因此，这些养分限制诊断指标的敏感性和适用性因研究对象不同而存在差异［"#，O$］$[25;<53EA=和M5B35EA=［N］选取不同植物进行的施肥实验表明，在群落水平上，0v K k"8表示K限制，0vKw"O是0限制$但是，同一个群落内，有的物种是0限制，有的物种则是K限制，所以0vK不能用来表示物种水平的限制元素$-q<5X533等［O!］对湿地植物的施肥实验表明，0vKk$%时，添加K肥，群落有显著的变化，而0vKw$%时，添加0肥或者同时添加0和K都没有显著的变化，0vK不能用来揭示0限制或者是K限制$此外，jDA=@等［"#］对我国内蒙古羊草草原的施肥实验表明，0vKk$!时是K限制，而0vKw$"时是0限制$由此表明，不同的生态系统养分限制的生态化学计量学标准存在差异，用统一的标准来衡量生态系统的限制性养分并不合适，应结合施肥试验，彻底弄清影响这一指标适用性的因素及影响机制$<生态化学计量内稳性化学计量内稳性是化学计量生态学的核心概念［!］，其强弱与物种的生态策略和适应性有关［OO］$从国内外研究来看，这方面的研究属于一个新兴的领域，研究成果十分匮乏$已有的研究表明，动物的生态化学计量内稳性相对较强，但变化范围也较大，K的内稳性指数为O%O%［ON］，K v(的内稳性指数为"8%"8"［OO］$aB等［O8］对内蒙古羊草草原"$种植物的研究表明，维管植物内稳性指数具有很大的变动范围("4&%"O4N)#总体来看，从早期的原核生物到后期的原核生物，再到单细胞真核生物和多细胞真核生物，内稳性可能是逐渐增强的［O9］，藻类和真菌的内稳性低于低等植物，低等植物低于高等植物，植物低于动物［!］$与此同时，不同元素的内稳性也不相同，如[A;?E?和 23C［O#］对淡水无脊椎动物的研究，0!(!K的内稳性指数分别是!O4"!"!4#和949$一般来说，大量元素的内稳性高于微量元素，微量元素高于非必要元素［!］$此外，关于植物生态化学计量内稳性的影响因子研究表明，养分的供应状况和光的强度［O$］，施肥［O&］!物种!器官(地上和地下)!生长发育阶段和元素［O8］都会影响到植物的生态化学计量内稳性$关于生态化学计量内稳性的生态学和进化学意义，得到学者们的高度重视［!］，因为这个指标反映了生物对环境变化的生理和生化的适应［N%7N"］，其强弱与物种的生态策略和适应性有关［OO］，但研究成果十分有限$aB等［N$］在内蒙古羊草草原的实验表明，生态化学计量内稳性高的物种具有较高的优势度和稳定性，这说明生态化学计量内稳性是生态系统结构!功能和稳定性维持的重要机理，但环境条件(如氮肥添加)可能会改变生态化学计量内稳性与生态系统特性的关系［N!］$由于不同的生态系统类型间存在巨大差异，生态化学计量内稳性在湿地生态系统的特征亟待研究$6生长率与O VU VT关系生物体最基本的组成是元素，特别是(!0!K，生物的生长过程实质上是对这些元素的积聚与相对比例的调节过程［N"］$因此，生长率是能够从整体上描述生物生活史策略的核心指标［NO］，/C5;=5;和*3<5;［!］认为，生物体的(v0vK与生长率有很强的关系，在此基础上，产生了生长率假说，即生物体的快速生长需要大量的核糖体_0 合成蛋白质，由于核糖体_0 中含有大量的K，从而使得生长率高的生物具有较低的(vK和0vK［$7!］$这一理论的诞生，把细胞和基因机理与生长率这样的宏观生态结果统一起来，对于拓展与完善生态化学计量学理论意义重大［$］$在此之后，掀起了相关研究的热潮，其有效性在不同的生物类型与生态系统之中进行验证$已有的研究成果中，在浮游动物!节肢动物和细菌研究中得到验证［O，NN7N9］$但由于植物具有贮存物质的功能以及_0 中的K占植物全磷的比例较低［NN］，使得高等植物是否符合生长率假说更具不确定性$有些研究表明植物生长符合生长率假说［N"，N#7N&］，也有一些研究不支持生长率假说［8］$因此，植物中0v K 与生长率的关系还有待进一步验证［N"］$在极其有限的研究中，一些学者还探讨了是否养分供应决定着维管植物符合生长率假说与否，研究结果表明营养条件可以改变0vK 与生长率的关系，即在K 限制条件下，桦树幼苗0vK 与生长率负相关，而0限制下，0vK 与生长率正相关［8%］$此外，生长率的快慢也调节着其与0vK 的关系$对热带树木和藤蔓植物的研究表明，0v K 与生长率正相关，而高生长率时，0vK 与生长率负相关［8"］$在湿地生态系统红树植物研究表明，红树科的两种植物物种间0v K 与生长率负相关，而物种内没有发现规律［8$］$4结语生态化学计量学是当今研究的热点与核心问题，受到了国内外学者的广泛关注，通过综述国内外最近研究进展，主要得出以下几点认识:(")在全球与区域尺度上，不同区域!不同生态系统类型其生态化学计量学特征有所差异，但在相对接近的区域，不同生态系统类型的生态化学计量特征之间差别较小$与世界其他地区相比，我国陆地生态系统缺磷现象更为明显;($)不同功能群生态化学计量学的特征在生活型!生活史!光合途径方面表现出一定的规律性，总体表现为草本的0vK 低于木本，枯落物与植物活体生态化学计量学特征规律相似，土壤的生态化学计量学特征随着土纲的变化而变化;(!)个体水平的生态化学计量学特征表现出植物叶片!茎!生殖结构和根存在关联性，并存在明显的时间变化规律;(O )纬度!水热条件!成土作用!区域固有的特性及人类干扰是生态化学计量学特征重要的驱动因素;(N )在生态化学计量学的应用方面，0vK 化学计量比是当前限制性养分判断的重要指标之一，应结合施肥实验作进一步的诊断$因研究对象不同，限制性养分判断指标的适应性存在差异$不同生态系统养分限制的生态化学计量学标准存在差异，尚需进一步弄清这一指标适用性的影响因素及机制;化学计量内稳性总体表现为低等生物向高等生物增强的趋势，其强弱与物种的生态策略和适应性有关，具有重要的生态学和进化学意义$养分的供应状况!施肥!物种及生长发育阶段等是生态化学计量内稳性的重要影响因子;在生长率与(v0vK 关系的基础上提出了生长率假说，将细胞和基因机理与生长率联系起来，对完善生态化学计量学理论意义重大，有待在不同生物类型与生态系统中进一步的验证$综上所述，目前关于生态化学计量学的研究仍然存在着很多不足之处$因此，系统深入地研究生态系统生态化学计量学特征与驱动因素!生态化学计量学特征对限制性养分的指示标准!生态化学计量内稳性与影响因子的综合评价!生态化学计量内稳性对生态系统结构!功能和稳定性的维持机制!生态化学计量学特征与植物生长率的关系等，对于深入认识和理解生态系统生态化学计量学特征及其驱动力，定量评估生态系统的限制性养分与生态化学计量内稳性，预测群落!生态系统结构与稳定性的演变趋势，深化生长率与生态化学计量学特征的关系的认识，实现生态系统的优化管理和合理保护!维护区域生态安全和实现可持续发展等方面均具有十分重要的理论和现实意义$N A B .( 8:［"］P5]/，PA=i -4*I232@?IA3<C2?ID?2E5C;U :/5A;ID?=@T2;B=?TU?=@6;?=I?635<T;2E ?=>?S?>BA3<C25I2<U<C5E<4(D?=5<5]2B;=A32T K3A=C *I232@U ，$%"%，!O ("):$784［$］*3<5;]]，/C5;=5;_^，-2;2LD2SA *， A@A=^ ，MA;L2X ) ，(2C=5;]Y ，PA;;?<2=] ，P2WW?5/*，+>533-M ，^5?>5;,]4Y?232@?IA3<C2?ID?2E5C;U T;2E @5=5<C25I2<U<C5E<4*I232@U ,5CC5;<，$%%%，!(8):NO%7NN%4［!］/C5;=5;_^，*3<5;]]4*I232@?IA3/C2?ID?2E5C;U :)D5Y?232@U 2T *35E5=C<T;2E M235IB35<C2CD5Y?2<6D5;54K;?=I5C2=:K;?=I5C2=V=?S5;<?CUK;5<<，$%%$4［O ］*3<5;]]， A@A=^ ，R5==2_ ，R2WW5;TBD3R _， 23A;?= ，PBW5;CU ，.=C5;3A=>?/，[?3DAE //，MI(AB35U *，/IDB3Z [,，/?5EA==*P ，/C5;=5;_^40BC;?C?2=A3I2=<C;A?=C<?=C5;;5<C;?A3A=>T;5<DXAC5;T22>X5W<40ACB;5，$%%%，O%#(8#"$):N9#7N#%4［N ］[25;<53EA=^，M5B35EA= M4)D5S5@5CAC?2=0v K ;AC?2:A =5X C223C2>5C5IC CD5=ACB;52T =BC;?5=C 3?E?CAC?2=4]2B;=A32T 663?5>*I232@U ，"&&8，!!(8):"OO"7"ON%4［8］MACZ5L 1，1?C2B<5L K M40v K <C2?ID?2E5C;U A=>6;2C5?=:_0 ;AC?2<?=SA<IB3A;63A=C<:A=5SA3BAC?2=2T CD5@;2XCD f ;AC5DU62CD5<?<4*I232@U,5CC5;<，$%%&，"$(#):98N799"4［9］jDA=@,i ，YA?a ，PA=i -4 663?IAC?2=2T 0vK <C2?ID?2E5C;U C25I232@U <CB>?5<4 ICA Y2CA=?IA /?=?IA ，$%%!，ON (&):"%%&7"%"#4［#］j5=@R P ，(D5=-/4*I232@?IA3<C2?ID?2E5C;U :A <I?5=I5C25H632;5CD5I2E635H?CU 2T 3?S?=@<U<C5E<4(D?=5<5]2B;=A32T K3A=C *I232@U ，$%%N ，$&(8):"%%97"%"&4［&］^A=@/Q ，aB -_4*I232@?IA3<C2?ID?2E5C;U IDA;AIC5;?<C?I<2T 5I2<U<C5E IA;W2=，=?C;2@5=A=>6D2<6D2;B<535E5=C<4 ICA *I232@?IA /?=?IA ，$%%#，$#(#):!&!97!&O94［"%］(D5=@Y ，jDA2a ]，jDA=@^-， =/Q4)D5;5<5A;ID A>SA=I5<A=>6;2<65IC 2T 5I232@?IA3<C2?ID?2E5C;U4 ICA *I232@?IA /?=?IA ，$%"%，!%(8):"8$#7"8!94［""］aA=@P ，^A=@R4 >SA=I5<?=CD5<CB>U 2=5I232@?IA3<C2?ID?2E5C;U ?=@;A<<75=S?;2=E5=C <U<C5E A=>?C<;5<62=<5C25=S?;2=E5=CA3TAIC2;<4 ICA&#O N "#期曾冬萍等:生态化学计量学特征及其应用研究进展。

化学计量学方法在环境分析中的应用在当今社会，环境保护已成为全球关注的焦点问题。

为了有效地监测和评估环境质量，科学家们不断探索和应用各种先进的分析技术。

化学计量学方法作为一种强大的工具，在环境分析中发挥着越来越重要的作用。

化学计量学是一门将数学、统计学和化学相结合的交叉学科，它旨在从复杂的化学数据中提取有用的信息。

在环境分析领域，化学计量学方法能够帮助我们处理大量的环境监测数据，揭示其中隐藏的规律和关系，从而为环境管理和决策提供科学依据。

一、化学计量学方法在环境样品前处理中的应用环境样品往往具有复杂性和低浓度性，因此样品前处理是环境分析中的关键步骤。

化学计量学方法可以优化样品前处理过程，提高分析效率和准确性。

例如，在固相萃取（SPE）中，通过化学计量学方法可以优化选择合适的吸附剂、洗脱剂和操作条件。

实验设计（DOE）是一种常用的化学计量学方法，它可以通过设计一系列实验，考察多个因素对萃取效果的影响，并建立数学模型来预测最优的实验条件。

这样不仅可以减少实验次数，节省时间和成本，还能提高萃取效率和选择性。

此外，化学计量学方法还可以用于微波辅助萃取（MAE）和超声辅助萃取（UAE）等样品前处理技术的优化。

通过建立数学模型，可以确定最佳的萃取时间、功率、温度等参数，从而实现对环境样品中目标污染物的高效提取。

二、化学计量学方法在环境污染物检测中的应用化学计量学方法在环境污染物的检测中也有着广泛的应用。

例如，在色谱分析中，由于环境样品中的成分复杂，色谱峰往往会出现重叠和干扰，导致难以准确识别和定量分析目标污染物。

化学计量学中的多元分辨方法，如平行因子分析（PARAFAC）和交替最小二乘法（ALS），可以有效地解决色谱峰重叠的问题，实现对多组分污染物的同时定量分析。

光谱分析也是环境污染物检测中常用的方法之一。

然而，光谱数据往往存在噪声和背景干扰，影响分析结果的准确性。

化学计量学中的滤波、平滑和基线校正等方法可以有效地去除噪声和背景干扰，提高光谱数据的质量。

中国湿地土壤碳氮磷生态化学计量学特征研究*张仲胜 ，吕宪国，薛振山，刘晓辉（中国科学院湿地生态与环境重点实验室，中国科学院东北地理与农业生态研究所，长春130102）摘要明确区域及全球湿地土壤中是否存在类似“Redfield比值（Redfield ratio）”的碳氮磷（C:N:P）比例，是认识湿地生态系统中元素循环，构建湿地物质循环模型的基础。

本文基于《中国沼泽志》中有详细土壤理化性质记录的119块沼泽湿地数据，利用数理统计方法，分析了区域尺度上湿地土壤中碳C:N:P 生态化学计量学特征及分布格局，并探讨了其可能的影响因素。

结果表明，中国湿地土壤中C:N、C:P和N:P（摩尔比）平均为18.22、245.22和13.60，高于中国及世界土壤中C:N、C:P和N:P的平均值，C:N:P 比例平均值为245:13.6:1。

碳、氮、磷三者之间并不具备显著的两两相关性，说明中国湿地土壤中不存在类似于“Redfield ratio”的C:N:P比例。

相比于N元素，湿地生态系统更多受到P供应的限制。

不同湿地类型或不同盐度情况下湿地土壤中C:N、C:P和N:P存在显著性差异，而植被类型对土壤中C:N、C:P和N:P 影响不大。

相关性分析表明，海拔高度、温度（年平均气温、1月平均气温、7月平均气温、活动积温）及pH是决定湿地土壤中C:N、C:P和N:P的主要因素。

考虑到海拔与C:P及N:P之间极显著的相关关系，海拔这一非地带性因子是决定湿地土壤C:N:P计量学特征的主要因素。

关键词湿地；土壤；C:N:P；生态化学计量学中图分类号Q143 文献标识码 A元素的生物地球化学循环过程如何耦合生态系统的服务功能，一直是生态学研究中的核心问题之一[1-2]。

在经典的李比希定律中，低于某种生物需要的最小值的任何特定因子，是决定该种物生存和分布的根本因素[3]。

这种因子除了元素之外，其内涵还包括了光照、水分、温度等一系列环境因素[4-6]。

化学计量学在化学测量中的最新理论研究化学计量学作为一门化学与数学、统计学等多学科交叉的科学，在化学测量领域发挥着日益重要的作用。

它为化学测量数据的处理、分析和解释提供了强大的工具和方法，推动了化学测量的准确性、精密性和可靠性不断提高。

近年来，化学计量学在化学测量中的理论研究取得了一系列新的进展，为解决化学测量中的复杂问题提供了新的思路和途径。

一、化学计量学的基本概念和方法化学计量学是运用数学、统计学和计算机科学等方法，对化学测量数据进行处理、分析和解释的一门学科。

其主要方法包括多元线性回归、主成分分析、偏最小二乘法、聚类分析等。

这些方法可以帮助我们从大量复杂的化学测量数据中提取有用的信息，揭示数据背后的化学规律和关系。

多元线性回归是一种常见的化学计量学方法，它通过建立多个自变量与因变量之间的线性关系，来预测未知样品的性质或含量。

主成分分析则是将多个相关的变量转化为少数几个互不相关的综合变量，即主成分，从而简化数据结构，便于分析和理解。

偏最小二乘法结合了多元线性回归和主成分分析的优点，在处理存在多重共线性的数据时表现出色。

聚类分析则可以将相似的样品或数据点归为一类，有助于发现数据中的模式和分类。

二、化学计量学在化学测量中的应用1、光谱分析光谱分析是化学测量中常用的方法之一，如紫外可见光谱、红外光谱、拉曼光谱等。

化学计量学方法可以用于光谱数据的预处理、特征提取和定量分析。

例如，通过对光谱数据进行基线校正、平滑和归一化等预处理，可以提高数据的质量和可靠性。

利用主成分分析和偏最小二乘法等方法，可以从复杂的光谱数据中提取特征信息，实现对混合物中各组分的定性和定量分析。

2、色谱分析色谱分析如气相色谱和液相色谱在化学分析中也具有重要地位。

化学计量学可以帮助优化色谱分离条件，提高分离效率。

同时，对于色谱峰的识别、重叠峰的解析以及定量分析，化学计量学方法也发挥了关键作用。

例如，采用曲线拟合和多元校正方法，可以准确测定色谱峰的面积和浓度。

生态化学计量学在药用植物资源研究中的应用作者：张霁，金航，张金渝，王元忠来源：《中国中药杂志》2013年第01期[摘要]生态化学计量学是研究生物系统能量平衡和多重化学元素平衡的科学，是元素平衡对生态交互作用影响的一种理论，主要研究生态过程中化学元素的比例关系。

文章介绍了生态化学计量学的概念、理论基础，综述了化学计量学在药用植物资源研究的现状。

并且结合近年来生态化学计量学的最新研究进展，指出药用植物的生态化学计量学研究，应着重考虑药用植物化学计量特征与药用植物生长及次生代谢的关系、生物及非生物环境因子与药用植物生态化学计量特征的影响等方向。

[关键词]化学计量特征；元素；动态平衡；中药资源营养元素维持了地球上所有植物的生命活动[1]。

植物体内各元素浓度具有相关性[2]，在植物组织中保持足够的元素浓度和相对稳定的比例对植物的健康生长非常重要[1]。

对于药用植物而言，元素不仅影响植物的生长，还通过诱导基因表达、氧化胁迫信号转导影响次生代谢产物的形成[3-4]。

生态化学计量学（ecological stoichiometry）研究多种化学元素在生态过程中的平衡关系[5]，它综合生物学、化学以及物理学的基本原理，是进入21世纪之后生态学在从个体到生态系统的统一化理论（unifying principles）的发展[6]。

本文介绍了生态化学计量学的概念、理论基础及其在药用植物资源研究的现状和应用展望，以期为中药资源生态学的发展提供新的思路。

1生态化学计量学的概念与理论基础化学计量学（stoichiometry）是指研究参加化学反应的物质量或者是化学反应产物质量的科学[7]。

生态化学计量学是在生态学背景下，结合生态学和化学计量学的基本原理，研究生物系统能量平衡和多重化学元素平衡的科学，以及元素平衡对生态交互作用影响的一种理论[5，7-8]，主要研究生态过程中化学元素的比例关系[6]。

生态化学计量通常指的是有机体的元素组成，早期研究主要强调的是活有机体的主要组成元素，特别是碳（C）、氮（N）、磷（P）的关系[7]。

我国生态化学计量学研究综述-邵梅香我国生态化学计量学研究综述邵梅香，覃林不，谭玲(广西人学林学院，广西南宁530004)摘要：C,N,P的平衡关系对于认识生态系统碳汇潜力和生态系统如何响应未来气候变暖具有重要意义。

主要介绍我国生态化学计量学的研究进展并提出了生态化学计量学的主要发展趋势。

关键词生：态化学计量学，C:N:P化学计量比，养分循环，动态平衡理论，生长速率理论生态化学计量学( ecological stoichiometry) 是在生物学、生态学和分析化学的交叉下产生的，研究生态系统中能量和化学元素间平衡的一门学科［1］，已成为连接分子、细胞、种群、群落和生态系统等不同尺度生物学研究的新工具［2］。

生态学的这一新兴领域将生物体的元素生理与生态系统不同营养级之间的相互作用和生态系统功能联系起来，从而有可能整合生态学不同生命层次的研究成果; 此外，它在传统意义上相距较远的生态系统生态学与进化生物学之间架起了一座桥梁。

国内已有学者对生态化学计量学应用做了详细介绍［3 －7］。

笔者主要综述近年来我国生态化学计量学的研究进展及发展趋势，以期为深入开展生态化学计量学研究提供参考。

1 生态化学计量学的研究意义C、N、P 元素是植物生长所必需的大量元素，也是植物生长的限制元素，与植物生长的关系非常密切。

植物化学元素含量既反映了植物在一定生境条件下从土壤中吸收和蓄积矿质养分的能力，也能反映陆地生态系统中植物种本身的营养元素化学计量比特征。

植物叶片的C∶N 和C∶P 意味着 C ( 生物量) 与养分的比值关系，可以简单地理解为单位养分的生产力，即养分利用效率［8］。

已有研究认为植物叶片的N∶P可以作为判断环境因子，特别是土壤对植物生长的养分供应状况的指标［9］。

评价群落结构和功能的一个重要指标是N∶P比值，能够用来研究该立地上的物种组成特征、群落结果以及植被生产力等功能特征。

生态系统中 C 与N、P、S 等元素的循环过程是相互耦合的，养分循环的改变将强烈影响生态系统 C 循环过程。

生态化学计量学研究进展生态化学计量学是一门新兴的交叉学科，它将化学计量学的理论和方法应用于生态学领域，研究生态系统内部的各种化学元素之间的定量关系。

生态化学计量学的研究具有重要意义，它有助于深入理解生态系统的功能、结构和稳定性，从而为环境保护和生态管理提供科学依据。

本文将概述生态化学计量学的研究现状、方法及成果，并探讨其未来的研究方向和展望。

生态化学计量学的发展迅速，已经在多个领域取得了显著的进展。

然而，该领域也存在一些问题和不足之处。

生态化学计量学的研究对象广泛，包括大气、水体、土壤和生物等多个方面，因此研究结果可能存在差异和不确定性。

生态化学计量学的理论框架和方法论尚不完善，需要进一步发展和完善。

现有的研究主要集中在元素循环、生态毒理学等领域，而在生态系统内部的各种化学元素之间的相互作用及其对生态系统的影响等方面研究相对较少。

生态化学计量学的研究方法主要包括化学分析、生物学方法和模型模拟等。

其中，化学分析是生态化学计量学的基础，它为生态系统中化学元素之间的定量关系提供了依据。

生物学方法则涉及到生态系统中生物体对化学元素的吸收、分配和转化等方面的研究。

模型模拟则通过对生态系统中的化学元素进行模拟和预测，为生态管理和环境保护提供了支持。

生态化学计量学的研究成果丰富，其理论框架和方法论逐渐完善，并应用于实践。

例如，通过对生态系统中的碳、氮、磷等元素的循环研究，深入了解了这些元素在生态系统中的流动和转化过程，为环境保护和生态管理提供了依据。

生态化学计量学还为生态毒理学等领域提供了重要的研究方法和技术手段，推动了这些领域的发展。

在实证研究方面，生态化学计量学通过对自然环境和实验控制下的生态系统进行研究，得出了许多有价值的结论，揭示了化学元素对生态系统的影响及作用机制。

生态化学计量学作为一门新兴的交叉学科，已经在多个领域取得了显著的进展。

然而，该领域仍存在一些问题和不足之处，需要进一步完善和发展。

未来，生态化学计量学的研究可以从以下几个方面展开：加强研究对象的系统性和综合性。

锡林河流域退化羊草草原的生态化学计量学研究李瑞新;刘庆福;李丹;澈格勒很;赵梦颖;牛建明【期刊名称】《中国草地学报》【年(卷),期】2018(040)002【摘要】以内蒙古锡林河流域典型草原为对象,利用69个羊草群落样地的植被与土壤数据,探讨了植物群落和土壤的养分含量以及生态化学计量特征.结果表明:(1)在羊草草原退化过程中,土壤养分含量表现出下降的变化趋势,土壤TN、AN和TP显著减少;重度退化阶段植物叶片C含量显著降低,N含量呈增加趋势.(2)植物叶片C:N在重度退化阶段显著降低,表明重度退化提高了植物生长速率.(3)在重度退化阶段,植物叶片 N:P 升高,P 成为限制性营养元素.本项研究丰富了草地生态化学计量学,对于合理利用草地资源也具有参考价值.%Understanding ecological stoicheiometry characteristics with the changes of ecosystems had an important significance in both theoretical researches and practical applications.By analyzing vegetation and soil data of 6 9 sites observed on Leymus chinensis steppe in Xilin River Basin in Inner Mongolia,the nutrient content and ecological stoicheiometry characteristics of plant community and soil were explored. The results showed that:(1)in the process of Leymus chinensis steppe degradation,soil nutrient contents showed a decrease trend,and total nitrogen,available nitrogen,and total phosphorus decreased signifi-cantly.In heavy degraded stage,C content in leaf declined significantly,and N in leaf increased.(2)C:N ratio in leaf showed a significant reduce in heavy degraded stage,which indicated that plant growth rate in-creased during grassland degradation.(3)The increase of N:P ratio in heavy degraded stage implied that P was likely to become a limiting nutrient element when grassland was degraded.This study enriched the knowledge of grassland ecological stoicheiometry.It was also helpful for using grassland resources reasona-bly.【总页数】6页(P75-80)【作者】李瑞新;刘庆福;李丹;澈格勒很;赵梦颖;牛建明【作者单位】内蒙古大学生态与环境学院,内蒙古呼和浩特 010021;内蒙古师范大学附属中学,内蒙古呼和浩特 010021;内蒙古大学生态与环境学院,内蒙古呼和浩特 010021;内蒙古大学生态与环境学院,内蒙古呼和浩特 010021;内蒙古大学生态与环境学院,内蒙古呼和浩特 010021;内蒙古大学生态与环境学院,内蒙古呼和浩特 010021;内蒙古大学生态与环境学院,内蒙古呼和浩特 010021【正文语种】中文【中图分类】S812【相关文献】1.锡林河流域羊草草原植被分异的驱动力 [J], 吴仁吉;康萨如拉;张庆;任海娟;任婧;周俊梅;王珍;李丹;牛建明2.锡林河流域中游草原植被退化遥感监测及合理放牧强度的确定 [J], 仝川;郗风江;杨景荣;雍伟义;张鹏;雍世鹏3.内蒙古锡林河流域羊草草原15种植物热值特征 [J], 高凯;谢中兵;徐苏铁;韩国栋4.内蒙古锡林河流域羊草草原生态系统碳素循环研究 [J], 李凌洁;刘先华;陈佐忠5.内蒙古锡林河流域羊草草原净初级生产力及其对全球气候变化的响应 [J], 袁飞;韩兴国;葛剑平;邬建国因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。