黄土高原地区植物叶片养分组成的空间分布格局
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３ ． 一 ５ ． ， ０ ８ 一 ４ ５ ，０ ０ 一 Ｏ ３ 和 ０ ２ 一 ４ ２ ， 平 均 值 分 别 为 ４ ． ， ２６ ４８ ．２ ．８ ．６ ．５ ．４ ．１ ３８
２ ４ ，０ １ 和 １ ６ ，叶片养 分含 量 大小 为 ：ｃ ＞ Ｎ ＞ Ｋ ＞ Ｐ 叶片 Ｃ Ｎ、Ｃ Ｐ和 Ｎ／ 的 ．１ ．６ ．７ ． ／ ／ Ｐ
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自 ． 爱科予遗展 第１卷 第８ ２ 地 区植 物 叶 片养 分 组 成 的空 问分 布 格 局 ＊
郑 淑 霞 上 官周 平 一
中 国科 学 院 水 土 保 持 研 究 所 黄 土 高 原 土 壤 侵蚀 与 旱地 农 业 国 家 重点 实 验室 ， 西北 农 林 科 技 大 学 ，陕 西 杨 凌 ７ ２ ０ １１ ０
变化 范 围分别 为 ７ ６ ，９ — ８ ６和 ７ ２ ，平 均值 分别 为 ２ ． ，３ ２和 １ ． ． 黄 土高 原 区植 物 的 ２ ３ ２ — ９ １２ １ ５４
叶 片 Ｎ 含量 显著 高 于我 国及全 球尺 度 的植 物平 均 Ｎ 含 量 ， 而 Ｐ含 量又 显著低 于 全球 尺 度 的植 物平 均 Ｐ含量 ， 以致 叶片 Ｎ／ Ｐ较 高． 黄 土 高 原 区乔 木 、灌 木 和 草本 植 物 ， 常绿 和 落 叶乔 木 ，ｃ 。和 ｃ
量 关 系 ［ ’ ］ 国 内 的 相 关 研 究 基 本 尚 属 空 １ ｎ， 。
全 球 气 候 变 化 已 对 陆 地 生 态 系 统 产 生 深 刻 影
响 ，正 在改 变着 陆地 生 态 系 统 固有 的 自然 过程 ，植
被 一 气 候 关 系 研 究 已 成 为 当 前 生 态 学 研 究 的 一 个 重
白［ ¨ ．Ｒｅｃ ３ ］ ｉ ｈ等［ 分 析 了已发 表文献 中全球 ４ ２ ｇ ］ ５ 个 样点 １ ８ ２ ０种 植 物 叶 片 的 Ｎ，Ｐ分 布 格 局 ，５ ８ ０７ 个 观测 数 据 中我 国植 物 的 数 据 仅 有 １ １个 ；Ｗ ｒ ｈ ｉ ｔ ｇ 等［ １ ］ 于全球 １ ５个 样 点 ２ ４ 基 ７ ５ ８种 植 物 的 叶性 分 析 中 ，中 国植 物 的数据 甚少 ；而 Ｋ ｒ ｈ ｆ ｅｋ ｏｆ等［ 基 ４ ］ 于 全 球 尺 度 １５ ０ ４种 植 物 的叶 片 生 理 生 化 指 标 构 建 的初级 生 产 力 模 型 中 ， 由于 中 国 的植 物 数 据 很 少 ， 而 没有 被考 虑． 我 国 的植 物 物种 丰 富 ，植 被 类 型多 样 ，从 热带 雨林 到 极地 冻 原 ，拥 有 全 球植 物 类 型 的 １ Ｅ３ ０ １ ，然 而迄 今 为 止 ，对 于 中 国植 物 叶 片 性 状 ６
等［］ 次在 较大 尺度 上 分 析 了我 国 １ ７个 样 点 ７ ３ １首 ５ ２ ５
２ ０ — 卜ｌ ０ ５ １ ４收稿 ， ２ ０ — ２ ２ ０ ５１ － ８收 修 改稿
＊ 国 家 自然 科 学 基 金 （ 准 号 ： ０ ７ ２ ０ ０ ０ ０ ７ 、 中 国科 学 院 西 部 行 动 计 划 和 中 国科 学 院 西 部 之 光 人 才 培 养 计 划 联 合 学 者 资 助项 目 批 ３ ２ ０ ３ ，９ ５ ２ ０ ）
（ 括 化 学 组 分 ） 分 布 格 局 研 究 较 少 ． 最 近 ， Ｈａ 包 的 ｎ
域 生物 地球 化 学 循环 模 型 与植 被 地理 模 型 的耦 合 提
供科 学依 据 ，将有 助 于从 机 理 上 解 释 区域 植 被 对 全 球变 化 的 适 应 与 响 应 机 制 ¨ ． 但 是 ，国 际 上
摘要
对 黄土 高原地 区 由南 向北 分布 的杨 凌 、永 寿 、铜 川 、 富县 、 安塞 、 米脂 和 神 木 等 ７个 站
点 １ ６个 植 物样 品的 叶片 有机碳 （ ） ２ ｃ 、全 氮（ 、全磷 （ ） Ｎ） Ｐ 和全 钾 （ 等化 学 组分 的 空间分布 及其 与 Ｋ） 气候 因子的 关 系进 行研 究． 结果 表 明 ，黄土 高原 区植 物 叶片有机 ｃ，Ｎ，Ｐ和 Ｋ 的变化 范围分 别为
点领 域口 ． 叶片是 陆地 生 态 系 统 的 基 本 结 构 和 功 ］ 能单 位 ，碳 、氮 、磷 、钾 作 为植 物 生 长发 育 所 必 需 的营养 元素 ，在植 物 体 构 成 和生 理 代 谢方 面发 挥 着 重要 作 用［ ． 由于植 物 叶 片 的这些 生 物 化 学 组 分 相 ５ ］ 对稳 定 ，且各 因子间 相 互 关 系在 各种 植 物 种 群 和 群 落 中具有 相似 的格 局 ，因 此 ，叶 片养 分 组 成 已成 为 尺 度转 换 研究 中 由叶 片水 平扩 展 到 整个 群 落乃 至 区 域或 全球 生物 地理 群 区的 关键指 标 一 ． ］ 加强 植物 叶 片性 状 的 格局 研 究 ，可 为 现 有 的 区
纬度 和年 日照均呈 显著 的正 相关 ， 与年 降雨量 呈 显著 的负 相关 ，与年 均 温度 的负相 关 性不 显著．
关 键词
植物 叶片养分 生活型 空间格局 气候因子 黄土高原
至今仍 缺 乏在 生态 系统 水 平 上 的 大量 野 外 观测 数 据 来 定量 描述 这些 叶性 状 与群 落 特 征 、气 候 因子 的数
草本 植 物 ７种 生活 型植 物之 间的叶 片 Ｃ，Ｎ，Ｐ ，Ｋ 和 Ｃ Ｎ，Ｃ Ｐ差异均 达极 显著 水平 ，而 Ｎ／ ／ ／ Ｐ差
异 不显 著． 黄 土 高原 区 １ ６个植 物 样 品的 叶 片 ｃ含 量 与 Ｎ，Ｐ，Ｋ 含量 均 成 极 显著 的负 相 关 ，而 ２ Ｎ，Ｐ ，Ｋ 之 间均成 极 显著 的正相 关 ，其 中以 Ｎ 和 Ｐ之 间的相 关 性 最 强． 黄土 高 原 区叶 片 Ｎ／ Ｐ与
２ ４ ，０ １ 和 １ ６ ，叶片养 分含 量 大小 为 ：ｃ ＞ Ｎ ＞ Ｋ ＞ Ｐ 叶片 Ｃ Ｎ、Ｃ Ｐ和 Ｎ／ 的 ．１ ．６ ．７ ． ／ ／ Ｐ
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自 ． 爱科予遗展 第１卷 第８ ２ 地 区植 物 叶 片养 分 组 成 的空 问分 布 格 局 ＊
郑 淑 霞 上 官周 平 一
中 国科 学 院 水 土 保 持 研 究 所 黄 土 高 原 土 壤 侵蚀 与 旱地 农 业 国 家 重点 实 验室 ， 西北 农 林 科 技 大 学 ，陕 西 杨 凌 ７ ２ ０ １１ ０
变化 范 围分别 为 ７ ６ ，９ — ８ ６和 ７ ２ ，平 均值 分别 为 ２ ． ，３ ２和 １ ． ． 黄 土高 原 区植 物 的 ２ ３ ２ — ９ １２ １ ５４
叶 片 Ｎ 含量 显著 高 于我 国及全 球尺 度 的植 物平 均 Ｎ 含 量 ， 而 Ｐ含 量又 显著低 于 全球 尺 度 的植 物平 均 Ｐ含量 ， 以致 叶片 Ｎ／ Ｐ较 高． 黄 土 高 原 区乔 木 、灌 木 和 草本 植 物 ， 常绿 和 落 叶乔 木 ，ｃ 。和 ｃ
量 关 系 ［ ’ ］ 国 内 的 相 关 研 究 基 本 尚 属 空 １ ｎ， 。
全 球 气 候 变 化 已 对 陆 地 生 态 系 统 产 生 深 刻 影
响 ，正 在改 变着 陆地 生 态 系 统 固有 的 自然 过程 ，植
被 一 气 候 关 系 研 究 已 成 为 当 前 生 态 学 研 究 的 一 个 重
白［ ¨ ．Ｒｅｃ ３ ］ ｉ ｈ等［ 分 析 了已发 表文献 中全球 ４ ２ ｇ ］ ５ 个 样点 １ ８ ２ ０种 植 物 叶 片 的 Ｎ，Ｐ分 布 格 局 ，５ ８ ０７ 个 观测 数 据 中我 国植 物 的 数 据 仅 有 １ １个 ；Ｗ ｒ ｈ ｉ ｔ ｇ 等［ １ ］ 于全球 １ ５个 样 点 ２ ４ 基 ７ ５ ８种 植 物 的 叶性 分 析 中 ，中 国植 物 的数据 甚少 ；而 Ｋ ｒ ｈ ｆ ｅｋ ｏｆ等［ 基 ４ ］ 于 全 球 尺 度 １５ ０ ４种 植 物 的叶 片 生 理 生 化 指 标 构 建 的初级 生 产 力 模 型 中 ， 由于 中 国 的植 物 数 据 很 少 ， 而 没有 被考 虑． 我 国 的植 物 物种 丰 富 ，植 被 类 型多 样 ，从 热带 雨林 到 极地 冻 原 ，拥 有 全 球植 物 类 型 的 １ Ｅ３ ０ １ ，然 而迄 今 为 止 ，对 于 中 国植 物 叶 片 性 状 ６
等［］ 次在 较大 尺度 上 分 析 了我 国 １ ７个 样 点 ７ ３ １首 ５ ２ ５
２ ０ — 卜ｌ ０ ５ １ ４收稿 ， ２ ０ — ２ ２ ０ ５１ － ８收 修 改稿
＊ 国 家 自然 科 学 基 金 （ 准 号 ： ０ ７ ２ ０ ０ ０ ０ ７ 、 中 国科 学 院 西 部 行 动 计 划 和 中 国科 学 院 西 部 之 光 人 才 培 养 计 划 联 合 学 者 资 助项 目 批 ３ ２ ０ ３ ，９ ５ ２ ０ ）
（ 括 化 学 组 分 ） 分 布 格 局 研 究 较 少 ． 最 近 ， Ｈａ 包 的 ｎ
域 生物 地球 化 学 循环 模 型 与植 被 地理 模 型 的耦 合 提
供科 学依 据 ，将有 助 于从 机 理 上 解 释 区域 植 被 对 全 球变 化 的 适 应 与 响 应 机 制 ¨ ． 但 是 ，国 际 上
摘要
对 黄土 高原地 区 由南 向北 分布 的杨 凌 、永 寿 、铜 川 、 富县 、 安塞 、 米脂 和 神 木 等 ７个 站
点 １ ６个 植 物样 品的 叶片 有机碳 （ ） ２ ｃ 、全 氮（ 、全磷 （ ） Ｎ） Ｐ 和全 钾 （ 等化 学 组分 的 空间分布 及其 与 Ｋ） 气候 因子的 关 系进 行研 究． 结果 表 明 ，黄土 高原 区植 物 叶片有机 ｃ，Ｎ，Ｐ和 Ｋ 的变化 范围分 别为
点领 域口 ． 叶片是 陆地 生 态 系 统 的 基 本 结 构 和 功 ］ 能单 位 ，碳 、氮 、磷 、钾 作 为植 物 生 长发 育 所 必 需 的营养 元素 ，在植 物 体 构 成 和生 理 代 谢方 面发 挥 着 重要 作 用［ ． 由于植 物 叶 片 的这些 生 物 化 学 组 分 相 ５ ］ 对稳 定 ，且各 因子间 相 互 关 系在 各种 植 物 种 群 和 群 落 中具有 相似 的格 局 ，因 此 ，叶 片养 分 组 成 已成 为 尺 度转 换 研究 中 由叶 片水 平扩 展 到 整个 群 落乃 至 区 域或 全球 生物 地理 群 区的 关键指 标 一 ． ］ 加强 植物 叶 片性 状 的 格局 研 究 ，可 为 现 有 的 区
纬度 和年 日照均呈 显著 的正 相关 ， 与年 降雨量 呈 显著 的负 相关 ，与年 均 温度 的负相 关 性不 显著．
关 键词
植物 叶片养分 生活型 空间格局 气候因子 黄土高原
至今仍 缺 乏在 生态 系统 水 平 上 的 大量 野 外 观测 数 据 来 定量 描述 这些 叶性 状 与群 落 特 征 、气 候 因子 的数
草本 植 物 ７种 生活 型植 物之 间的叶 片 Ｃ，Ｎ，Ｐ ，Ｋ 和 Ｃ Ｎ，Ｃ Ｐ差异均 达极 显著 水平 ，而 Ｎ／ ／ ／ Ｐ差
异 不显 著． 黄 土 高原 区 １ ６个植 物 样 品的 叶 片 ｃ含 量 与 Ｎ，Ｐ，Ｋ 含量 均 成 极 显著 的负 相 关 ，而 ２ Ｎ，Ｐ ，Ｋ 之 间均成 极 显著 的正相 关 ，其 中以 Ｎ 和 Ｐ之 间的相 关 性 最 强． 黄土 高 原 区叶 片 Ｎ／ Ｐ与