天山北坡植物土壤生态化学计量特征的垂直地带性

生态化学计量工作专注于植物与土壤的元素比例关系及其环境解释等问题上,还需要分析在连续环境梯度上元素比例关系的变化规律以进一步加深已有的认识。受水热梯度的影响,植被与土壤在天山北坡均存在明显的垂直地带性,这为探讨植物土壤生态化学计量特征的垂直带谱提供了有利条件。在天山中段北坡海拔1000—3840m范围内,按海拔梯度对植物和土壤分别采样,测定其C、N、P含量。结果表明:(1)随海拔的升高,植物C、N、P含量及其计量比变化规律各不相同,C含量随海拔变化保持不变,仅山地针叶林显著低于亚高山灌丛草甸、高山垫状植被和山前灌木(P0.05);N含量、C∶P、N∶P随海拔先升高后降低,山地针叶林和亚高山灌丛草甸显著高于山地荒漠草原、山地草原、高山垫状植被(P0.05);P含量、C∶N则是随海拔先降低后升高,高山垫状植被显著高于其他植被类型,山地荒漠草原、山前灌木和高山草甸显著高于山地草原、针叶林和亚高山灌丛草甸(P0.05)。(2)从生活型角度,乔木、灌木和草本C、N含量、C∶N差异不显著,灌木P含量、C∶P、N∶P显著高于草本(P0.05);乔木和灌木更受P限制,草本更受N限制。(3)随海拔的升高,土壤C、N、P含量、C∶P、N∶P均先升高后降低,其中山地针叶林和亚高山灌丛草甸均显著高于山地荒漠草原和山地草原(P0.05),土壤C∶N表现为一直降低,山地荒漠草原显著高于其他植被类型(P0.05)。(4)植物C、N、P及计量比与土壤相关性分析中,仅植物C∶P与土壤C∶P相关性显著,且植物C、N、P含量与土壤相关系数小于植物C∶P、N∶P与土壤相关系数。在垂直地带性上,土壤主要通过生态化学计量比影响植物的生长。     

大兴安岭不同火烧年限森林凋落物和土壤C、N、P化学计量特征

测定大兴安岭林区不同火烧年限(火后4、14、40、70和120年内未火烧)、不同坡度(坡地、平地)凋落物和土壤C、N、P含量及其化学计量比,分析火烧对凋落物和土壤养分的长期影响及两者之间的关系.结果表明: 不同火烧年限凋落物和土壤C、N、P化学计量特征差异显著,凋落物C含量变化不大.凋落物N、P含量随火烧年限的增加而增加,在火后4和14年较低,在火后40年恢复到对照(未火烧)水平.凋落物C∶N和C∶P值随火烧年限增加而下降,N∶P值则呈上升趋势.土壤C、N、P含量及其比值随土层深度增加而降低.坡地土壤C含量随火烧年限增加而增加,在火后70年显著高于对照,在平地差异不显著.火烧年限和坡度的交互作用影响土壤P含量和C∶P值.坡地土壤P含量在火后4年高于对照,而平地在火后40年高于对照;坡地C∶P值在火后14年达到对照水平,而平地与对照差异不显著.冗余分析表明,有机质层土壤的坡度效应大于年限效应,矿质层土壤主要受年限效应影响.火后4和14年凋落物及土壤养分含量低于对照,随着火烧年限的增加,植被生长迅速同时凋落物分解加快,凋落物质量及土壤养分质量不断提高,在火后40年恢复到未火烧水平,趋于稳定状态.     

陕西省森林群落乔灌草叶片和凋落物C、N、P生态化学计量特征

研究陕西省121个森林群落中乔叶、灌叶、草叶和凋落物4个层次的C、N、P化学计量学特征及其变异性,分析了各层次间及其与地理因子间的关系.结果表明： 乔叶C、N含量最高,草叶P含量最高,凋落物C、N、P含量均最低.乔叶、灌叶、草叶和凋落物的C∶N∶P分别为439.4∶14.2∶1、599.2∶13.5∶1、416.5∶13.3∶1、504.8∶15.5∶1,乔叶、灌叶、草叶N∶P值差异不显著,但均与凋落物N∶P值差异显著,表明不同生活型活体植物叶片的N∶P值具有一定的稳定性.与N含量相比,C和P含量在各层次间表现出更好的相关性;C、N、P含量及其比值在草叶与乔叶之间较在灌叶与乔叶之间表现出更好的相关性;凋落物与乔叶和草叶之间C、N、P含量均表现出显著正相关,与灌叶只在P含量之间存在显著正相关.灌叶N、P含量随纬度增加而增加,草叶N、P含量随经度增加而降低,海拔对叶片和凋落物C、N、P含量及其比值的影响较小,只有乔叶N∶P与海拔之间存在显著负相关.各地理因子对草叶的影响大小表现为经度>纬度>海拔,对乔叶、灌叶和凋落物的影响大小表现为纬度>经度>海拔.     

中国毛竹林碳氮磷生态化学计量特征

碳(C)、氮(N)、磷(P)生态化学计量比是生态系统过程与功能的重要特征, 开展种群生态化学计量学研究可以细化植物种群化学计量学内容, 确定限制植物生长的元素类型, 同时为大尺度模型的发展提供数据基础。为阐明我国毛竹(Phyllostachys edulis)林C、N、P化学计量学特征, 通过对毛竹主要产区文献数据的搜集整理与分析, 探索我国毛竹林“植物-土壤-凋落物”系统C、N、P及C:N、C:P、N:P生态化学计量特征, 以及不同组分生态化学计量特征与经纬度之间的关系。结果表明: 1)我国毛竹林叶片C含量为478.30 mg·g^-1, N含量为22.20 mg·g^-1, P含量为1.90 mg·g^-1, C:N为26.80, C:P为299.60, N:P为14.40; 毛竹林0-20 cm土层C含量为21.53 mg·g^-1, N含量为1.66 mg·g^-1, P含量0.41 mg·g^-1, C:N为14.20, C:P为66.74, N:P为4.28; 毛竹凋落物C含量为438.49 mg·g^-1, N含量为13.39 mg·g^-1, P含量为0.86 mg·g^-1, C:N为22.53, C:P为665.67, N:P为22.55。2)毛竹林“植物-土壤-凋落物”系统中, C:N表现为: 叶片>凋落物>土壤, C:P和N:P均表现为: 凋落物>叶片>土壤, 叶片N、P再吸收率分别为39.68%和54.74%, 我国毛竹林生长发育总体上可能受到P限制或者N和P两种元素的双重限制。3)纬度梯度: 叶片N含量、N:P随纬度增加而增加, C:N随纬度增加而降低。经度梯度: 叶片N:P随经度增加而增加, P含量、C:N随经度增加而降低; 土壤C:N随经度增加而增加, N含量随经度增加而降低; 凋落物N含量随经度增加而降低。4)叶片N含量与年平均气温和年降水量均存在明显负相关关系, 但对温度的响应比降水更敏感, 叶片N含量与纬度呈正相关关系, 支持“温度-植物生理假说”, 反映了植物对自然环境的适应。     

不同林龄尾巨桉人工林凋落物和土壤C、N、P化学计量特征

为正确认识桉树(Eucalyptus spp.)人工林凋落物和土壤C、N、P时空分配格局及两者间的关系,对5个林龄尾巨桉林分凋落物及土壤C、N、P含量及化学计量比进行测定分析。结果表明,凋落物的C含量均显著大于土壤,且不同林龄间凋落物C含量无显著差异,1年生人工林土壤表层(0~20 cm)的C含量显著小于3~7年生,其他土层C含量在不同林龄间差异不显著。凋落物的N含量均显著高于土壤,且1年生人工林显著大于其他林龄的,而土壤表层的N含量以7年生人工林最大,1年生的最小。凋落物的P含量除1年生人工林显著大于3年生外,其他林龄间均无显著差异,土壤的P含量在不同林龄间的差异均不显著。凋落物C∶N随林龄呈逐渐增大趋势,且显著大于土壤层。凋落物的C∶P和N∶P在不同林龄间的差异不显著,但均显著大于土壤层。凋落物的N含量与表层土壤的C、N含量呈极显著负相关,凋落物的C∶N与表层土壤的C∶P,N∶P呈显著正相关,表层土壤C、N积累受到凋落物N的制约。因此,在桉树人工林经营管理过程中如何降低凋落物分解的N限制性、提高养分传递效率及合理施肥显得十分重要。     

不同林龄油松(Pinus tabulaeformis)人工林植物、凋落物与土壤C、N、P化学计量特征

在陕西省北部延安市境内子午岭林区,采用时空互代的方法选取9、23、33、47年生油松(Pinus tabuliformis)人工林为研究对象,比较油松不同器官(叶、枝、干、根)、凋落物及土壤C、N、P含量及其比值的差异,探讨它们随林龄的变化及其相互间的关系,以期为油松人工林的生产、改善和林木生长环境的调节提供参考。结果表明:除根中C含量在林龄间差异不显著外,其它器官C、N、P含量及其比值在林龄间均差异显著且随林龄增加变化趋势不尽相同。9、23、33、47年生油松林C、N、P含量及N∶P比值均在叶中最高;C∶N比值均在干中最高,根中次之;C∶P比值均在干中最高,其它器官大小次序不一。除33年生油松林叶中N∶P比值大于14外,其它各器官各林龄N∶P比值均小于14,且N∶P比值随林龄先增加后减少,故可判断油松在该区域受N限制较为严重,且随林龄的增加受N限制的情况有所缓解。不同林龄土壤和凋落物C、N、P含量及其比值差异显著,且后者均大于前者。土壤与凋落物C、P含量及C∶N、C∶P、N∶P比值随林龄增加变化趋势完全一致,表明土壤与凋落物之间有着密切的关系。叶片与凋落物N、P含量及C∶N、C∶P、N∶P比值之间显著相关,表明凋落物的养分承自植物叶片,二者之间关系紧密;植物和土壤的C、N、P含量之间均不存在显著相关性,说明土壤C、N、P供应量对乔木叶片C、N、P含量影响不大。     

马衔山不同海拔土壤碳、氮、磷含量及生态化学计量特征

研究半干旱地区土壤碳、氮、磷化学计量特征,了解其空间变化规律,有助于揭示半干旱地区C、N、P循环对全球气候变化的响应。本研究以半干旱区的马衔山为对象,选择5个海拔的7个样地,采集0~15、15~30 cm层的土壤,测定其有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)、pH、含水率等理化性质,分析其SOC、TN、TP化学计量与土壤理化因子之间的关系。结果表明:(1)0~15 cm土壤SOC、TN、TP含量高于15~30 cm土壤。表层土壤SOC、TN含量随海拔升高呈增加趋势,TP含量随海拔升高变化较小。(2)C∶N随海拔增加呈先增加后降低趋势,C∶P、N∶P随海拔升高均呈增加趋势。(3)在0~15 cm土壤中,pH与SOC、TN含量及C∶P呈显著负相关,在15~30 cm土层中,pH与SOC、TN、TP含量及化学计量特征关系不显著;土壤含水率与0~15、15~30 cm层土壤中SOC、TN含量均呈极显著正相关。本研究显示,在半干旱区的马衔山地区,土壤含水率随海拔增加而增加,而SOC、TN含量及C∶P、N∶P也呈增加趋势,土壤养分含量及化学计量均受土壤含水率影响。     

喀斯特区不同退化程度植被群落植物-凋落物-土壤-微生物生态化学计量特征

为摸清喀斯特植被退化对群落各组分C、N、P生态化学计量特征及内稳态特征的影响,为喀斯特退化生态系统植被恢复与重建提供科学依据,以桂西北喀斯特地区5种退化程度植被群落为研究对象,测定了不同退化程度植被群落植物叶片、凋落物、土壤和微生物生物量的C、N、P含量,分析其化学计量比特征、相互关系及植物内稳性特征。结果表明：(1)随着退化程度加剧,叶片C、N、P含量、N∶P和凋落物N∶P、微生物量C显著下降,而叶片C∶N、C∶P则显著增加,且植物叶片N∶P<14;随退化程度加剧,凋落物N、P含量、土壤C、N、P含量、微生物量N、P呈先略有增后显著降低的趋势,且不同退化程度群落土壤N∶P和微生物量C∶N无显著差异。(2)叶片N、P含量与土壤N、P含量,叶片C∶P与土壤C∶N、C∶P、N∶P,叶片N∶P与凋落物N、N∶P,叶片C、N、P含量与微生物量C呈显著或极显著正相关关系;叶片C∶N与土壤C、N,叶片C∶P与土壤N、P,叶片N∶P与土壤P呈显著或极显著负相关关系。(3)喀斯特地区植物叶片N、P元素的内稳性指数(H)平均值分别为2.74和2.31,属于弱稳态型,叶片N∶P的H值为5.14,为稳...     

不同海拔花椒叶片-凋落物养分化学计量与重吸收的关系

阐明贵州喀斯特高原峡谷区不同海拔顶坛花椒叶片和凋落物化学计量特征与养分重吸收率,有助于掌握养分保存与利用机制。选取531、640、780、871和1097 m共5个海拔的顶坛花椒为对象,采集叶片和凋落物数据,分析其养分含量、化学计量和养分重吸收率随海拔增加的分异规律,阐明叶片养分重吸收与化学计量之间的内在关联。结果表明：叶片和凋落物有机碳(OC)、全磷(TP)和全铁(TFe)均以海拔780 m为最高,叶片全锰(TMn)、全镁(TMg)和凋落物TMg含量表现出随海拔升高而增加的趋势,叶片和凋落物全氮(TN)、全钾(TK)、全钙(TCa)未随海拔发生显著分异。叶片和凋落物C∶P、Fe∶Mn、C∶Ca随海拔升高表现出先增加后降低的变化趋势,而叶片和凋落物Ca∶Mg则呈现随海拔升高而降低。叶片养分重吸收率随海拔的分异规律不完全一致,叶片P和K重吸收率以海拔780 m为最高,N、Fe和Mn重吸收率以海拔871 m为最高,海拔1097 m的Ca和Mg重吸收率显著高于其他海拔,而海拔1097 m的P、N和Fe重吸收率则均为负值。冗余分析结果表明,叶片养分重吸收率与化学计量之间具有很强的相关性。     

海岛森林不同演替阶段土壤和植物的碳、氮、磷化学计量特征

该研究采用空间代替时间的方法,对福建省东部海域的平潭岛林区不同演替阶段群落(灌草丛、针叶林、针阔混交林、常绿阔叶林)的土壤和植物的C、N、P含量进行测定,分析不同演替阶段土壤和植物的C、N、P及生态化学计量特征的变化规律,并探讨植物与土壤养分之间的相互关系。结果表明:(1)由于土壤C、N、P的来源不同,导致土壤有机碳(SOC)和全氮(STN)含量随着演替进行逐渐增加,土壤全磷(STP)含量呈先下降后上升的趋势;土壤C∶N随演替进行呈增加趋势,土壤C∶P和N∶P呈先升高后下降的趋势。(2)植物叶片碳(LC)含量随着演替进行呈先升高后下降的趋势,叶片氮(LN)和磷(LP)含量呈先下降后升高的趋势,反映了各演替阶段植物采取不同的生态适应性;植物叶片C∶N和C∶P随演替进行呈先升高后下降的趋势,植物叶片N∶P呈逐渐增加的趋势。(3)相关分析表明,土壤SOC与STN呈显著正相关关系,表明土壤C、N元素有较强的耦合关系;植物LN与LP呈显著正相关关系,共同反映植物的光合作用;植物叶片LP与土壤STP呈显著正相关关系,且植物叶片N∶P在各演替阶段均大于16,说明平潭岛植物生长主要受到土壤P限制。     

红壤侵蚀退化马尾松林下不同治理模式土壤化学计量特征

以南方红壤严重侵蚀退化地低效林改造、乔灌草混交、浅沟播草、封禁治理4种治理模式马尾松林地为对象,研究不同治理模式和不同土层土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)和枯落物养分含量及其化学计量特征,为该区水土流失治理和植被恢复提供科学依据。结果表明: 不同治理模式下土壤SOC、TN、TP和枯落物P含量差异显著,土壤和枯落物养分含量均显著高于对照,改善效果均以乔灌草混交最好。土壤SOC、TN和TP含量总体上随土层增加而减少;而浅沟播草治理模式表现为,土壤SOC、TN、TP含量均随着土层增加呈先减小后增大的趋势,养分含量在5～20 cm土层达到最低值;不同治理模式下土壤C:N、C:P、N:P和枯落物C:P均存在显著差异,土壤空间变异性表现为土壤C:N>C:P>N:P。土壤C:N除乔灌草混交外,其他治理模式处于较低水平,而土壤C:P和N:P整体上较高。枯落物C:N、C:P和N:P与土壤呈相反的变化规律,低效林改造和乔灌草混交远小于对照。土壤C:N和C:P主要受控于土壤SOC含量和枯落物C含量,土壤N:P主要受控于土壤TP含量和枯落物P含量。土壤化学计量比还受土壤含水量、土壤容重、pH等因素的影响,枯落物与土壤养分之间关系密切并表现出相似的变化规律。     

广西猫儿山不同海拔土壤碳氮磷生态化学计量特征

为探究我国华南地区山地土壤有机碳(C)、氮(N)、磷(P)含量垂直分布特征,阐明土壤C、N、P生态化学计量特征对海拔和土层深度的响应,以广西猫儿山为研究对象,选取不同海拔的10个地点,采集了不同发生层的土壤,测定有机C、N、P、pH、容重和机械组成等土壤性质,探讨了不同海拔及深度土壤C、N、P生态化学计量特征及其影响因素.结果表明: 随着海拔升高,土壤C、N、C/P、N/P均呈增加趋势,土壤P呈先增后降趋势,C/N则呈先增后保持平稳趋势;随着土壤深度增加,土壤C、N、P、C/P、N/P均呈显著降低趋势,C/N无显著变化,C、N在不同发生层土壤间具有较高的耦合性(C/N变异系数为4.0%);土壤P在空间上的变异较小(不同海拔、发生层间变异系数分别为31.0%和22.0%).冗余分析结果显示,前2个排序轴反映了土壤C、N、P化学计量特征变异信息量的74.8%,土壤pH、容重和海拔对土壤C、N、P化学计量特征有显著影响,而黏粒、粉粒和砂粒影响效果不显著.     

不同林龄马尾松凋落物基质质量与土壤养分的关系

凋落物的质量、数量及分解速率在一定程度上代表了土壤的营养状况。为了精确估算凋落物分解对土壤碳库的年净归还量及凋落物-土壤生物化学连续体的深层理解,从凋落物基质质量的角度分析了三峡库区不同林龄马尾松凋落物基质质量与土壤养分的作用关系,结果表明:中龄林、近熟林、成熟林马尾松凋落物基质质量中的C、C/N比、C/P比、木质素/N比、木质素/P比差异显著,其中近熟林凋落物叶木质素/N分别比中龄林和成熟林的高33.65%、39.24%,N、P、K、木质素含量差异不显著;但各组织器官的N、P、K含量差异显著,均是皮<枝<叶<杂物,C/N比、C/P比的变化则相反。不同林龄马尾松0-20 cm(0-5 cm、5-10 cm、10-20 cm)土壤有机质、总氮、有效磷含量均表现出近熟林<中龄林<成熟林,0-5 cm最大,10-20 cm最小,且随着土壤深度的增加而明显降低,总磷则是中林龄最低,成熟林最大,pH值则各土层均表现为中龄林<成熟林<近熟林,平均pH值为4.55-5.51。凋落物基质质量指标与土壤养分之间冗余分析(RDA)表明:马尾松凋落物基质质量和土壤养分之间关系紧密,N、P、纤维素、半纤维素、木质素、木质素/N比、C/N比对土壤养分影响比较大;凋落物中木质素/N比、C/N比与土壤有机质呈显著负相关,其含量越高越不利于土壤有机质的形成,土壤养分积累的越慢;凋落物基质质量氮含量与土壤氮含量呈显著正相关;土壤pH值、容重与N含量呈显著负相关,与凋落物C/N比、木质素/N比呈显著正相关。马尾松土壤表面有机质、N、P养分含量与凋落物基质质量对应养分含量变化规律一致,土壤养分高,凋落物基质质量相对较高,土壤贫瘠,凋落物基质质量相对较低。     

岩溶区和非岩溶区两种优势植物凋落叶分解的比较研究

应用野外分解网袋法对岩溶地区和非岩溶地区两种优势树种桂花和青冈栎凋落叶的分解速率和养分释放规律进行研究。结果表明:分解1年后,凋落叶失重率桂花大于青冈栎,同一物种岩溶区大于非岩溶区。凋落叶各元素浓度随分解时间变化也有一定差异,C含量均表现为初期上升,后下降,最后上升的趋势;N含量前半年呈波动状态,后半年逐渐上升;P含量处波动状态,总体呈上升趋势。N、P含量和凋落叶失重率均表现为极显著正相关,而C:N、C:P、N:P与凋落叶失重率呈极显著负相关(P<0.01),说明凋落叶分解过程中失重率与N、P含量及C:N、C:P、N:P关系密切。凋落叶桂花N、P含量比青冈栎高,分解速率也比较快。     

Stoichiometric characteristics of carbon,nitrogen and phosphorus in Phyllostachys edulis forests of China

Aims Stoichiometric ratios of carbon (C), nitrogen (N) and phosphorus (P) are important characteristics of the ecological processes and functions. Studies on population ecological stoichiometry can refine the content of flora chemometrics, determine the limited nutrient, and provide data for process-based modeling over large scale. Phyllostachys edulis is an important forest type, whose area accounts for 74% of total bamboo forest area in Southern China. However, little is known about the ecological stoichiometric in P. edulis. This study aimed to reveal C:N, C:P and N:P stoichiometry characteristics of the “plant-soil-litter” continuum and to provide a better understanding nutrient cycling and stability mechanisms in P. edulis forest in China. Methods The data were collected from the published literature containing C、N、P content in leaf or surface soil (0-20 cm) or littefall in P. edulis forests. Important findings 1) The leaf C, N, P content were estimated at 478.30 mg·g^-1, 22.20 mg·g^-1, 1.90 mg·g^-1 in P. edulis, and the corresponding C: N, C: P and N: P were 26.80, 299.60 and 14.40, respectively. Soil C, N, and P content in 0-20 cm were 21.53 mg·g^-1, 1.66 mg·g^-1, 0.41 mg·g^-1, with ratios of 14.20 for C:N, 66.74 for C:P and 4.28 for N:P. The C, N and P contents were 438.49 mg·g^-1, 13.39 mg·g^-1, 0.86 mg·g^-1 for litterfall, with the litter C:N, C:P and N:P being 25.53, 665.67, 22.55, respectively. 2) In the plant-soil-litter system in P. edulis forest, leaf had higher C:N, litter had higher C:P and N:P, while soil were the lowest. The N, P resorption rate was 39.68% and 54.74%, indicating that P. edulis forest growth and development was constrained by P or by both of N and P in China. 3) N content and N:P in leaf showed a tendency to increase with latitude, while the C:N of leaf declined with latitude. N:P of leaf increased with longitude, but the P content and the C:N of leaf showed a opposite trend. C: N of soil increased with longitude, whereas the N content of soil declined longitude. The N content of litter declined with longitude. 4) The leaf N content was negatively correlated with mean annual temperature and mean annual precipitation, but being more sensitive to temperature than precipitation. The positive correlations between N content and latitude support “Temperature-Plant Physiological” hypothesis, reflecting an adaptive strategy to environmental conditions.     

贵州月亮山5种森林类型土壤生态化学计量特征研究

为了解贵州省月亮山森林土壤的化学计量特征,分层采集5种森林类型的土壤,测定C、N、P含量并分析化学计量特征。结果表明,5种森林类型0~20 cm土壤中变异最大的是P,20~100 cm土壤中变异最大的是C,最小的是N。5种森林类型0~10 cm土壤的C、N含量远高于中国陆地0~10 cm土壤的平均含量,而P含量远低于其平均含量。硬阔和软阔自然林土壤C、N、P含量存在明显差异,C含量为硬阔自然林软阔自然林,N和P含量基本呈现为软阔自然林硬阔自然林。不同森林类型土壤的C∶N为硬阔自然林软阔自然林,针阔混交林杉木和马尾松纯林。硬阔和软阔自然林、针阔混交林的C∶P、N∶P均随土层深度的增加而下降,而杉木和马尾松纯林的C∶P、N∶P随土层深度增加呈先下降后升高再下降的趋势,且均在30~50 cm处出现累积峰。相关分析表明0~100 cm土壤的C、N、P含量呈极显著正相关关系,土壤C含量、N含量与C∶N、C∶P、N∶P均呈极显著的正相关关系,P含量与C∶N呈极显著正相关关系(P0.001)。因此,贵州月亮山5种森林类型和不同土层的C、N、P含量及其化学计量特征存在显著差异。     

中国东黄海海岛5种常见草本的碳氮磷化学计量特征

研究不同纬度海岛共有植物种的碳(C)氮(N)磷(P)化学计量变异特征,有助于剔除植物谱系的影响,揭示植物对海岛环境条件变化的适应策略.本研究以中国东部9个典型海岛的5种常见共有草本植物艾草、狗尾草、葎草、麦冬、酢浆草为研究对象,测定和分析了其地上部分和根系的C、N、P化学计量比,及其与土壤C、N、P含量,温度和降水的关系.结果表明: 9个海岛5种草本地上部分C、N、P含量分别为352.16～518.16、10.81～34.43、0.58～2.38 mg·g^-1,C∶N、N∶P、C∶P分别为11.98～38.99、4.67～27.47、133.39～748.54;根系C、N、P含量分别为312.28～493.34、9.26～23.27、0.40～2.10 mg·g^-1,C∶N、N∶P、C∶P分别为18.18～46.79、8.53～37.38、174.45～1120.40.海岛常见草本的地上部分N、P含量均随着纬度的升高而增高,而N∶P随着纬度的升高而减小;P含量较N含量具有更高的变异性和环境依赖性,气候因子可以解释草本地上部分N、P、N∶P变异的60%;但草本的根系N、P及N∶P不依赖纬度变化而变化,气候因子只解释了根系中的N、P变异的6%～10%.气候因子和土壤养分对植物地上部分及根系的变异贡献率不同,土壤N与P含量对草本植物根系的P含量有显著影响,植物地上部分P含量与土壤P含量呈显著正相关,土壤特性解释了根系N、P变异的37%.研究表明,在剔除植物谱系的影响后,纬度差异导致的环境变化是5种海岛常见草本地上部分的N、P及N∶P变异的主要原因,土壤养分是根系P变异的主要原因.