草地学报

短期氮磷添加对尕海沼泽草甸土壤化学计量特征的影响

PDF下载

草地学报 | 研究论文 2026,34(9): 3374-3384

收起

草地学报 |研究论文 2026 , 34 (9) : 3374 -3384

短期氮磷添加对尕海沼泽草甸土壤化学计量特征的影响

全屏

王艺凌¹, 马维伟^1,2, 常文华¹, 安娜¹, 常佳晨¹, 王依秋¹

作者信息

作者简介:

王艺凌(2002-),女,土家族,湖北恩施人,硕士研究生,主要从事湿地碳氮循环过程研究,E-mail:1073324020234@st.gsau.edu.cn

Short-term Effects of Nitrogen and Phosphorus Additions on Soil Stoichiometric Characteristics in a Swamp Meadow at Gahai

WANG Yi-ling¹, MA Wei-wei^1,2, CHANG Wen-hua¹, AN Na¹, CHANG Jia-chen¹, WANG Yi-qiu¹

Affiliations

doi: 10.11733/j.issn.1007-0435.2026.09.021

文章导航

摘要

收起

为探究青藏高原高寒湿地土壤碳氮磷含量及其化学计量特征对氮磷添加的响应。本研究以尕海沼泽草甸为研究对象，通过野外控制实验设置对照（CK）、氮添加（N）、磷添加（P）、氮磷添加（NP）四种处理，探究0~40 cm土层土壤养分含量及其化学计量特征对连续3年氮磷添加的响应规律。结果表明：氮、磷和氮磷添加降低土壤pH、容重、含水量和铵态氮含量，而增加地上生物量；且仅氮添加增加硝态氮含量。不同添加处理均降低土壤有机碳、C∶N，而增加全氮、N∶P；氮、磷单独添加显著增加全磷含量而降低C∶P，而氮磷添加下均无显著变化。相关分析显示，C∶N与全氮、N∶P呈极显著负相关；C∶P与有机碳、N∶P，及N∶P与全氮呈显著正相关；土壤全氮是驱动土壤化学计量特征变化的主要因子；效应分析表明，不同添加处理全氮、N∶P均呈正效应。综上，氮磷添加对土壤碳氮磷存在显著影响，为预测高寒湿地生态系统对气候环境变化的响应及制定保护策略提供参考。

关键词

氮磷添加 / 沼泽草甸 / 尕海湿地 / 土壤化学计量特征

Abstract

收起

To investigate the responses of soil carbon， nitrogen， and phosphorus content and their stoichiometric characteristics in alpine wetlands of the Qinghai-Tibet Plateau to nitrogen and phosphorus addition， this study took the Gahai swamp meadow as the research subject. Through field manipulation experiments， four treatments were established： control （CK）， nitrogen addition （N）， phosphorus addition （P）， and combined nitrogen-phosphorus addition （NP）. The research explored the response patterns of soil nutrient contents and their stoichiometric characteristics in the 0~40 cm soil layer to three consecutive years of nitrogen and phosphorus addition. Results indicated that nitrogen， phosphorus， and combined nitrogen-phosphorus applications reduced soil pH， bulk density， soil water content， and ammonium nitrogen content while increasing aboveground biomass. Nitrogen application alone increased nitrate nitrogen content. All treatments reduced soil organic carbon and C∶N ratios while increasing total nitrogen and N∶P ratios. Individual nitrogen and phosphorus addition significantly increased total phosphorus content and decreased C∶P ratios， whereas the combined addition of nitrogen-phosphorus showed no significant changes in these parameters. Correlation analysis revealed highly significant negative correlations between C∶N and total nitrogen， as well as N∶P； significant positive correlations existed between C∶P and organic carbon， N∶P， and between N∶P and total nitrogen. Soil total nitrogen emerged as the primary driver of changes in soil stoichiometric characteristics. Effect analysis indicated positive effects of different nutrient additions on both total nitrogen and N∶P ratios. In summary， nitrogen and phosphorus additions exerted significant effects on soil carbon， nitrogen， and phosphorus， providing insights for predicting responses of alpine wetland ecosystems to climatic and environmental changes and formulating conservation strategies.

Key words

Nitrogen and phosphorus addition / Swamp meadow / Gahai wetland / Soil stoichiometric characteristics

引用本文

王艺凌, 马维伟, 常文华, 安娜, 常佳晨, 王依秋. 短期氮磷添加对尕海沼泽草甸土壤化学计量特征的影响. 草地学报, 2026 , 34 (9) : 3374 -3384 . DOI: 10.11733/j.issn.1007-0435.2026.09.021

WANG Yi-ling, MA Wei-wei, CHANG Wen-hua, AN Na, CHANG Jia-chen, WANG Yi-qiu. Short-term Effects of Nitrogen and Phosphorus Additions on Soil Stoichiometric Characteristics in a Swamp Meadow at Gahai[J]. Acta Agrestia Sinica, 2026 , 34 (9) : 3374 -3384 . DOI: 10.11733/j.issn.1007-0435.2026.09.021

基金

收起

甘肃省2024年度重点人才项目 (2024RCXM82); 甘肃省教育厅：产业支撑计划项目 (2025CYZC-042); 甘肃省拔尖领军人才项目 (GSBJLJ-2023-09); 中央引导地方科技发展资金项目 (24ZYQA023); 甘肃省财政专项项目 (GSCZZ-20160909); 甘肃农业大学研究生联合培养基地 (GAU2024-005); 2026甘肃省高校研究生“创新之星” (2026CXZC-793)

参考文献

收起

文献

收起

参考文献引证文献

排序方式：

BAO B H，CHANG M Y，JIN S H，et al. Periodic flooding decoupled the relations of soil C， N， P， and K ecological stoichiometry in a coastal shelterbelt forest of eastern China[J]. Forests，2023，14（11）：2270
LIN W S，DE K J，ZHANG L，et al. Meta-analysis of the effects of nitrogen and phosphorus addition on the stoichiometric characteristics of soils carbon， nitrogen and phosphorus in Tibetan alpine meadow[J]. Acta Agrestia Sinica，2022，30（12）：3345-3354 林伟山，德科加，张琳，等. 氮、磷添加对青藏高寒草甸土壤碳氮磷化学计量特征影响的Meta分析[J]. 草地学报，2022，30（12）：3345-3354
LIU Y Z，LIU W T，YANG X X，et al. Effects of livestock grazing on the C： N： P stoichiometry in global grassland ecosystems： A meta analysis[J]. Chinese Journal of Applied Ecology，2022，33（5）：1251-1259 刘玉祯，刘文亭，杨晓霞，等. 放牧对全球草地生态系统碳氮磷化学计量特征影响的Meta分析[J]. 应用生态学报，2022，33（5）：1251-1259
IDOKO J E，CHEN H，XUE D. Stoichiometric characteristics and factors influencing soil carbon， nitrogen， and phosphorus in various types of peatlands： A meta-analysis[J]. Catena，2025，249：108563
LIU Y J，NI J P，ZHANG Y，et al. Effects of different crop-mulberry intercropping systems on nutrients in arid purple soils in the Three Gorges Reservoir Area[J]. Acta Prataculturae Sinica，2015，24（12）：38-45 刘月娇，倪九派，张洋，等. 三峡库区紫色土旱坡地农桑配置模式对土壤养分的影响[J]. 草业学报，2015，24（12）：38-45
WANG P，WANG L J，SHENG M Y，et al. Plant diversity， ecological stoichiometry characteristics of soils and their correlation of the karst rocky desertification ecosystem in southwestern China[J]. Journal of Southern Agriculture，2018，49（10）：1959-1969 汪攀，王霖娇，盛茂银，等. 西南喀斯特石漠化生态系统植物多样性、土壤生态化学计量特征及其相关性分析[J]. 南方农业学报，2018，49（10）：1959-1969
LI W，ZHENG Z C，LI T X，et al. Ecological stoichiometry of soil carbon， nitrogen and phosphorus within soil aggregates in tea plantations with different ages[J]. Chinese Journal of Applied Ecology，2015，26（1）：9-16 李玮，郑子成，李廷轩，等. 不同植茶年限土壤团聚体碳氮磷生态化学计量学特征[J]. 应用生态学报，2015，26（1）：9-16
DAVLETSHINA N，ERMAKOVA E，DOLGOVA D，et al. Structure and FT-IR spectroscopic analyses of complexes phosphorylated betaines with rare earth metal ions[J]. Inorganica Chimica Acta，2023，545：121245
YANG F G，LI Y T，YE J，et al. Effects of nitrogen and phosphorus addition on soil carbon， nitrogen and phosphorus stoichiometry in karst grasslands[J]. Southwest China Journal of Agricultural Sciences，2025，38（6）：1297-1304 杨富贵，李玉涛，叶靳，等. 氮磷添加对喀斯特草地土壤碳氮磷化学计量特征的影响[J]. 西南农业学报，2025，38（6）：1297-1304
LIU S X，AN H，ZHANG X W，et al. Effects of nitrogen and phosphorus addition on soil nutrient content and stoichiometry in desert grassland[J]. Environmental Science，2023，44（5）：2724-2734 刘姝萱，安慧，张馨文，等. 氮磷添加对荒漠草原土壤养分含量及生态化学计量特征的影响[J]. 环境科学，2023，44（5）：2724-2734
LI L，LIU Y，XIAO T H，et al. Different responses of soil C： N： P stoichiometry to stocking rate and nitrogen addition level in an alpine meadow on the Qinghai-Tibetan Plateau[J]. Applied Soil Ecology，2021，165：10396
LI H R，ZHU Y，TIAN J H，et al. Effects of carbon and nitrogen additions on soil organic C， N， P contents and their catalyzed enzyme activities in a grassland[J]. Chinese Journal of Applied Ecology，2018，29（8）：2470-2476 李焕茹，朱莹，田纪辉，等. 碳氮添加对草地土壤有机碳氮磷含量及相关酶活性的影响[J]. 应用生态学报，2018，29（8）：2470-2476
WANG C H，ZHU F，ZHAO X，et al. The effects of N and P additions on microbial N transformations and biomass on saline-alkaline grassland of Loess Plateau of Northern China[J]. Geoderma，2014，213：419-425
SUN Y，WANG C T，CHEN X L，et al. Phosphorus additions imbalance terrestrial ecosystem C： N： P stoichiometry[J]. Global Change Biology，2022，28（24）：7353-7365
LI Z Q，QI P，WANG Y Z，et al. Effect of nitrogen and phosphorus addition on nutrient content and ecological stoichiometry characteristics of wheat soils in Loess Plateau[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin，2024，40（10）：95-102 李志强，齐鹏，王雅芝，等. 氮磷添加对黄土高原小麦土壤养分含量及生态化学计量特征的影响[J]. 中国农学通报，2024，40（10）：95-102
SUN K. Effects of long-term nitrogen and phosphorus input on soil carbon， nitrogen and phosphorus mineralization of coastal wetland and its microbial mechanism[D]. Beijing：Beijing Forestry University，2023：2-4 孙凯. 长期氮磷输入对滨海湿地土壤碳氮磷矿化的影响及其微生物机制[D]. 北京：北京林业大学，2023：2-4
LI J Y，HAN G X，WANG G M，et al. Imbalanced nitrogen-phosphorus input alters soil organic carbon storage and mineralisation in a salt marsh[J]. Catena，2022，208：105720
WIDDIG M，HEINTZ-BUSCHART A，SCHLEUSS P M，et al. Effects of nitrogen and phosphorus addition on microbial community composition and element cycling in a grassland soil[J]. Soil Biology and Biochemistry，2020，151：108041
WANG Q. Response of typical grassland communities and stoichiometric characteristics in Inner Mongolia to mowing and nitrogen-phosphorus addition[D]. Nanjing：Nanjing University of Information Science and Technology，2023：26-27 王迁. 内蒙古典型草原群落和化学计量特征对刈割和氮磷添加的响应[D]. 南京：南京信息工程大学，2023：26-27
LU Z Y，MA W W，DU J N，et al. Response of growing season soil carbon and nitrogen components to warming and nitrogen addition in marshy meadows of the Gahai Wetland Area[J]. Journal of Soil and Water Conservation，2024，38（2）：316-325 卢朝阳，马维伟，杜佳囝，等. 尕海湿地区沼泽草甸生长季土壤碳氮组分对增温施氮的响应[J]. 水土保持学报，2024，38（2）：316-325
JIA Y L，YU G R，HE N P，et al. Spatial and decadal variations in inorganic nitrogen wet deposition in China induced by human activity[J]. Scientific reports，2014，4（1）：3763
CHEN X L，CHEN H Y H. Plant mixture balances terrestrial ecosystem C： N： P stoichiometry[J]. Nature Communications，2021，12（1）：4562
WANG C T，LONG R J，WANG Q L，et al. Changes in plant diversity， biomass and soil C， in alpine meadows at different degradation stages in the headwater region of three rivers， China[J]. Land Degradation & Development，2009，20（2）：187-198
TIAN H Q，CHEN G S，ZHANG C，et al. Pattern and variation of C： N： P ratios in China’s soils： a synthesis of observational data[J]. Biogeochemistry，2010，98：139-151
CHANG W H，MA W W，LI G，et al. Effects of swamp meadow degradation on soil nitrogen invertase activity in wet areas of Gahai[J]. Acta Prataculturae Sinica，2023，32（2）：54-64 常文华，马维伟，李广，等. 尕海湿地区沼泽草甸退化对土壤氮转化酶活性的影响[J]. 草业学报，2023，32（2）：54-64
LI S Z，MA W W，LI G，et al. Effects of three-year nitrogen addition on soluble nitrogen fractions in wetland meadow Soil[J]. Journal of Soil and Water Conservation，2025，39（4）：360-368 李淑卓，马维伟，李广，等. 3年氮添加对高寒湿地草甸土壤可溶性氮组分的影响[J]. 水土保持学报，2025，39（4）：360-368
WU J Q，LU Y H，WANG H Y，et al. Effects of nitrogen and phosphorus additions on CH₄ flux in wet meadow of Qinghai-Tibet Plateau[J]. Science of the Total Environment，2023，887：163448
YANG Y K，MA W W，CHEN H，et al. Response of soil enzyme activities in marsh meadow in Gahai Wet Area to short-term warming and nitrogen addition[J]. Acta Agrestia Sinica，2022，30（12）：3263-3271 杨永凯，马维伟，陈好，等. 尕海湿地区沼泽草甸土壤酶活性对短期增温施氮的响应[J]. 草地学报，2022，30（12）：3263-3271
LIU C，CHEN J S，ZHU R F， et al.Meta-analysis of the impacts of nitrogen addition on biomass and soil organic carbon content of China Grasslands[J]. Acta Agrestia Sinica，2025，33（7）：2078-2089 刘畅，陈积山，朱瑞芬，等. 氮添加对中国草地生物量和土壤有机碳含量影响的Meta分析[J]. 草地学报，2025，33（7）：2078-2089
ZHANG F W，LI H Q，ZHU J B，et al. Response of the above-and below-ground carbon storage to nitrogen addition and precipitation change in an alpine meadow ecosystem[J]. Chinese Journal of Plant Ecology，2025，49（9）：1399-1409 张法伟，李红琴，祝景彬，等. 氮添加和降水改变对高寒草甸生态系统地上与地下碳储的影响[J]. 植物生态学报，2025，49（9）：1399-1409
SU J Q，LI X R，BAO J T. Effects of nitrogen addition on soil physico-chemical properties and enzyme activities in desertified steppe[J]. Chinese Journal of Applied Ecology，2014，25（3）：664-670 苏洁琼，李新荣，鲍婧婷. 施氮对荒漠化草原土壤理化性质及酶活性的影响[J]. 应用生态学报，2014，25（3）：664-670
LIU H M，LI J，WANG L L，et al. Effects of nitrogen addition on the stoichiometric characteristics of plants and soil in the Stipa baicalensis grassland of Inner Mongolia， China[J]. Acta Prataculturae Sinica，2018，27（7）：25-35 刘红梅，李洁，王丽丽，等. 氮添加对贝加尔针茅草原植物和土壤化学计量特征的影响[J]. 草业学报，2018，27（7）：25-35
LUO Q P，GONG J R，XU S，et al. Effects of N and P additions on net nitrogen mineralization in temperate typical grasslands in Nei Mongol， China[J]. Chinese Journal of Plant Ecology，2016，40（5）：480-492 罗亲普，龚吉蕊，徐沙，等. 氮磷添加对内蒙古温带典型草原净氮矿化的影响[J]. 植物生态学报，2016，40（5）：480-492
WAN Q，YUE Z W，LIU B，et al. Different fates and retention of deposited NH₄⁺ and NO₃^- in an alpine grassland in Northwest China： A 15N tracer study[J]. Environmental and Experimental Botany，2022，201：104989
ZHAI J Y. Effects of nitrogen and phosphorus addition on soil microbes and stoichiometric characteristic of alpine meadow in Qinghai-Tibet Plateau[D]. Xianyang： University of Chinese Academy of Sciences（Institute of soil and water conservation， Chinese academy of sciences， ministry of water resources），2020：13-22 翟珈莹. 氮磷添加对青藏高原高寒草地土壤微生物及化学计量特征的影响[D]. 咸阳：中国科学院大学（中国科学院教育部水土保持与生态环境研究中心），2020：13-22
ZHANG Z C，HOU G，LIU M，et al. Degradation induces changes in the soil C：N：P stoichiometry of alpine steppe on the Tibetan Plateau[J]. Journal of Mountain Science，2019，16（10）：2348-2360
YANG M X，YANG X C，ZHAO Y，et al. Estimated carbon storage and influencing factors of alpine grassland in the source region of the Yellow River[J]. Acta Ecologica Sinica，2023，43（9）：3546-3557 杨明新，杨秀春，赵云，等. 黄河源园区高寒草地碳储量估算及其影响因素[J]. 生态学报，2023，43（9）：3546-3557
LIU C W，ZHENG X L，WANG J H，et al. Reviews on ecological stoichiometry characteristics of C， N， P in terrestrial and aquatic plants[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin，2017，33（17）：70-75 刘岑薇，郑向丽，王俊宏，等. 陆生和水域生态系统植物的C、N、P生态化学计量特征研究综述[J]. 中国农学通报，2017，33（17）：70-75
LUO R Y，FAN J L，WANG W J，et al. Nitrogen and phosphorus enrichment accelerates soil organic carbon loss in alpine grassland on the Qinghai-Tibetan Plateau[J]. Science of the Total Environment，2019，650：303-312
LI J H，HOU Y L，ZHANG S X，et al. Fertilization with nitrogen and/or phosphorus lowers soil organic carbon sequestration in alpine meadows[J]. Land Degradation & Development，2018，29（6）：1634-1641
GUO J Y，WANG Y X，LI J L. Effects of nitrogen addition on plant-soil carbon dynamics in terrestrial ecosystems of China[J]. Acta Ecologica Sinica，2022，42（12）：4823-4833 郭洁芸，王雅歆，李建龙.氮添加对中国陆地生态系统植物-土壤碳动态的影响[J]. 生态学报，2022，42（12）：4823-4833
SONG X X，LIU T X. Effects of soil iron mineral transformation on organic carbon sequestration： a review[J]. Acta Ecologica Sinica，2021，41（20）：7928-7938 宋旭昕，刘同旭.土壤铁矿物形态转化影响有机碳固定研究进展[J]. 生态学报，2021，41（20）：7928-7938
BATTERMAN S A，WURZBURGER N，HEDIN L O. Nitrogen and phosphorus interact to control tropical symbiotic N₂ fixation： a test in Inga punctata[J]. Journal of Ecology，2013，101（6）：1400-1408
HOULTON B Z，MORFORD S L，DAHLGREN R A. Convergent evidence for widespread rock nitrogen sources in Earth’s surface environment[J]. Science，2018，360（6384）：58-62
XIANG X M，DE K J，ZHANG L，et al. Relationship between biomass and nutrients in alpine meadows under nitrogen fertilisation in the short term[J]. Chinese Journal of Grassland，2023，45（1）：53-61 向雪梅，德科加，张琳，等. 氮素添加下短期内高寒草甸生物量与养分间的关系[J]. 中国草地学报，2023，45（1）：53-61
XIAO J N，DONG S K，SHEN H，et al. Phosphorus addition promotes nitrogen retention in alpine grassland plants while increasing N deposition[J]. Catena，2022，210：105887
WU Z，PENG Y F，YANG G B，et al. Effects of land degradation on soil and microbial stoichiometry in Qingzang Plateau alpine grasslands[J]. Chinese Journal of Plant Ecology，2022，46（4）：461-472 吴赞，彭云峰，杨贵彪，等. 青藏高原高寒草地退化对土壤及微生物化学计量特征的影响[J]. 植物生态学报，2022，46（4）：461-472
TIAN L M，ZHAO L，WU X D，et al. Vertical patterns and controls of soil nutrients in alpine grassland： Implications for nutrient uptake[J]. Science of the Total Environment，2017，607：855-864
ZHANG Z X，HAO M，LI Y Q，et al. Effects of vegetation and terrain changes on spatial heterogeneity of soil C-N-P in the coastal zone protected forests at northern China[J]. Journal of Environmental Management，2022，317：115472
LIU S，CHEN M，XING H S，et al. Effects of subalpine forest succession on soil carbon， nitrogen， phosphorus and stoichiometry in western Sichuan Province China[J]. Acta Ecologica Sinica，2025，45（13）：6256-6268 刘顺，陈淼，邢红爽，等. 川西亚高山森林演替对土壤碳氮磷及化学计量特征的影响[J]. 生态学报，2025，45（13）：6256-6268
JIANG Y F，GUO X. Stoichiometric patterns of soil carbon， nitrogen， and phosphorus in farmland of the Poyang Lake region in Southern China[J]. Journal of Soils and Sediments，2019，19：3476-3488
GAO Y，HE N P，YU G R，et al. Long-term effects of different land use types on C， N， and P stoichiometry and storage in subtropical ecosystems： A case study in China[J]. Ecological Engineering，2014，67：171-181
QIAO Y，WANG J，LIU H M，et al. Depth-dependent soil CNP stoichiometry in a mature subtropical broadleaf forest[J]. Geoderma，2020，370：114357
WANG J R，ZHOU J J，ZHU G F. A review of soil carbon， nitrogen， phosphorus and stoichiometry studies in China[J]. Chinese Journal of Ecology，2024，43（8）：2493-2501 王嘉瑞，周俊菊，朱国锋. 中国土壤碳氮磷及生态化学计量研究综述[J]. 生态学杂志，2024，43（8）：2493-2501

2026年第34卷第9期

PDF下载

147

引用本文

BibTeX

文章信息

doi: 10.11733/j.issn.1007-0435.2026.09.021

接收时间：2025-09-28
首发时间：2026-09-23

补充材料

相关文章

文章信息

作者

出版历史

收稿日期：2025-09-28
修回日期：2025-11-03

基金

作者信息

参考文献

分享链接

https://castjournals.cast.org.cn/joweb/cdxb/CN/10.11733/j.issn.1007-0435.2026.09.021

分享至

全文二维码

扫描看全文

引用本文

BibTeX

本文的引用情况

2种不同金属材料的力学参数

科 Family	属数 Number of genus	种数 Number of species	占总种数比例 Percentage of total species (%)	属 Genus	种数 Number of species	占总种数比例 Percentage of total species (%)
鹅膏菌科Amanitaceae	2	11	5.26	鹅膏菌属 Amanita	10	4.78
小菇科 Mycenaceae	2	12	5.74	丝盖伞属 Inocybe	5	2.39
多孔菌科 Polyporaceae	8	14	6.70	蜡蘑属 Laccaria	5	2.39
红菇科 Russulaceae	3	23	11.00	小皮伞属 Marasmius	6	2.87
				小菇属 Mycena	11	5.26
				光柄菇属 Pluteus	5	2.39
				红菇属 Russula	17	8.13
				栓菌属 Trametes	5	2.39

关闭全屏

BibTeX
EndNote
RefWorks
TxT