桂林毛村岩溶区典型植物叶片碳 磷化学计量特征

广西植物G u i h a i a㊀A u g．２０１５,３５(４):４９３－４９９㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀h t t p://j o u r n a l．g x z w．g x i b．c n㊀D O I:１０．１１９３１/g u i h a i a．g x z w２０１５０２０２６

杨慧,李青芳,涂春艳,等．桂林毛村岩溶区典型植物叶片碳㊁氮㊁磷化学计量特征[J]．广西植物,２０１５,３５(４):４９３－４９９

Y a n g H,L iQ F,T uC Y,e t a l．C a r b o n,n i t r o g e n a n d p h o s p h o r u s s t o i c h i o m e t r y o f t y p i c a l p l a n t s i nk a r s t a r e a o fM a o c u n,G u i l i n[J]．G u i h a i a,２０１５,３５(４):４９３－４９９

桂林毛村岩溶区典型植物叶片碳㊁氮㊁磷化学计量特征杨㊀慧１,２,李青芳１,２,３,涂春艳１,２,３,曹建华１,２∗

(１．中国地质科学院岩溶地质研究所国土资源部/广西岩溶动力学重点实验室,广西桂林５４１００４;２．联合国教科文组织国际岩溶研究中心,广西桂林５４１００４;３．广西师范大学生命科学学院,广西桂林５４１００４)摘㊀要:植物的碳㊁氮㊁磷化学计量特征能反映植物对土壤营养元素的利用效率,岩溶区植物经过长期的进化形成了自身独特的生理生态和生态化学计量特征,通过岩溶区植物叶片碳㊁氮㊁磷化学计量可以揭示岩溶生态系统各组分之间的养分循环规律.该研究在桂林毛村岩溶区次生林中选择３个２０mˑ２０m的样方,采用多元统计方法分析了岩溶区森林１２种典型植物叶片共１８６个样品的碳㊁氮㊁磷的生态化学计量特征,研究它们之间的相互关系,探讨碳㊁氮㊁磷化学计量学在岩溶生态系统中的生态指示作用.结果表明:(１)虽然岩溶区石灰土氮和磷的含量较高,但由于其有效性低,植物对养分的吸收和利用缓慢,岩溶区石灰土植物的生长仍然受到N和P的共同限制;(２)由于岩溶区植物叶片中N和P的含量显著偏低导致较高的CʒN和CʒP值(CʒN的平均值为８０．８６;CʒP的平均值为６３９．６５);(３)利用NʒP＜１４表明氮受限制,NʒP＞１６表明磷受限制,１４＜NʒP＜１６表明N和P共同限制的标准判断植物叶片受N或P的限制在岩溶区不完全适合;(４)元素间相关性分析表明,叶片的C和N呈极显著负相关关系(P＜０．０１),C和P呈显著负相关关系(P＜０．０５),N和P 之间呈现极显著正相关关系(P＜０．０１).这体现了植物体内两营养元素含量需求变化的相对一致性.研究结果有助于了解岩溶区森林植物的适生机制及其生态地球化学过程,可为岩溶区生态治理提供理论依据.

关键词:岩溶生态系统;自然植被;植物叶片养分;生态化学计量;养分限制

中图分类号:Q９４８．１㊀㊀文献标识码:A㊀㊀文章编号:１０００Ｇ３１４２(２０１５)０４Ｇ０４９３Ｇ０７

C a r b o n,n i t r o g e n a n d p h o s p h o r u s s t o i c h i o m e t r y o f

t y p i c a l p l a n t s i n k a r s t a r e a o fM a o c u n,G u i l i n

Y A N G H u i１,２,L IQ i n gＧF a n g１,２,３,T UC h u nＧY a n１,２,３,C A OJ i a nＧH u a１,２∗

(１．K a r s tD y n a m i c sL a b o r a t o r y,M L R&G u a n g x i,I n s t i t u t e o f K a r s t G e o l o g y,C h i n e s eA c a d e m y o f G e o l o g i c a l S c i e n c e s,

G u i l i n５４１００４,C h i n a;２．I n t e r n a t i o n a lR e s e a r c hC e n t e r o nK a r s t(I R C K)u n d e r t h eA u s p i c e s o f U N E S C O,

G u i l i n５４１００４,C h i n a;３．C o l l e g e o f L i f e S c i e n c e s,G u a n g x iN o r m a lU n i v e r s i t y,G u i l i n５４１００４,C h i n a)

A b s t r a c t:T h e b a l a n c e b e t w e e n v a r i o u s e l e m e n t s o f t h e e c o s y s t e mh a s b e e n t h e f o c u s o f r e s e a r c h r e l a t e d t o t h e e c o l o g y

o f g l o b a l c h a n g e a n db i o g e o c h e m i c a l c y c l e s．E c o l o g i c a l s t o i c h i o m e t r y i s t h e s t u d y o f t h eb a l a n c eo f e n e r g y a n de l eＧm e n t s i n b i o l o g i c a l s y s t e m s a n d b a s e d o n t h e g e n e r a l l a w s o f p h y s i c s,c h e m i s t r y a n d b i o l o g y．E c o l o g i c a l s t o i c h i o m e t r y p r o v i d e s a n i n t e g r a t e d a p p r o a c h t o i n v e s t i g a t i n g t h e s t o i c h i o m e t r i c r e l a t i o n s h i p s a n d r u l e s i nb i o g e o c h e m i c a l c y c l i n g

a n d e c o l o g i c a l p r o c e s s e s．T h e p r i m a r y n u t r i e n t e l e m e n t s,c a r

b o n(C),n i t r o g e n(N)a n d p h o s p h o r u s(P),p l a y a n i m p o r t a n t r o l e i n p l a n t g r o w t ha n dr e g u l a t i n g v a r i o u sb o t a n i

c p h y s i o l o g i c a l f u n c t i o n s．T h e c y c l i n g o fNa n dPa r e

收稿日期:２０１５Ｇ０２Ｇ１７㊀㊀修回日期:２０１５Ｇ０４Ｇ２０

基金项目:国家自然科学基金青年基金(４１４０２３２６);广西自然科学基金青年基金(２０１３G X N S F B A０１９２１７);中国地质调查项目(１２１２０１１３００５３００);国土资源部公益性行业科研专项(２０１２１１０８６Ｇ０５);广西科学研究与技术开发计划项目(桂科合１４１２５００８Ｇ２Ｇ１).

作者简介:杨慧(１９８１Ｇ),女,山东单县人,博士,助理研究员,主要研究方向为岩溶生态学,(EＧm a i l)y a n g h u iＧk d l＠k a r s t．a c．c n.

∗通讯作者:曹建华,博士,研究员,主要研究方向为岩溶生物地球循环,(EＧm a i l)j h c a o g l＠k a r s t．a c．c n.