安徽石台亚热带常绿阔叶林植物叶中_C、N、P特征分析

柯 立，崔 珺，杨 佳，徐小牛 ∗
含量为 ４００������ ０８ ～ ５１９������ ３６ ｍｇ ／ ｇ，Ｎ 为 ５������ １５ ～ １５������ ３９ ｍｇ ／ ｇ，Ｐ 为 ０������ ３０ ～ ０������ ９７ ｍｇ ／ ｇ，ｍ（ Ｃ） ∶ ｍ（ Ｎ） 范围为 ２９������ ９９ ～ ９２������ ２５、
、滨海湿地生态系统等
［１２］
， 而对常绿阔叶林
２ 结果与分析
２．１ 不同植物叶片中 Ｃ、Ｎ、Ｐ 含量分析
１ 材料与方法
１．１ 研究区概况
４０４������ ６７ ～ ５０５������ ２７ ｍｇ ／ ｇ，Ｎ 含量范围为 ５������ ５９ ～ １４������ ３９
［４］
ｍ 的重复样地 ３ 块 （ 表 １） 。 每个样地选择生长中 等样木 ２ ～ ３ 株， 确保每个树种有 ６ 株样木。 采集 不同种植物树冠外围中部的东、南、西、北 ４ 个方向 的成熟叶片， 草本和藤本植物则全株带回，３ 块样 地共采集 ２８ 个种 ８４ 份样品。
ｓａｍｐｌｉｎｇ ｓｉｔｅ
全氮含量 ／ （ ｍｇ · ｇ －１） ＴＮ
４．５ ４．６ ４．７ ４．６
对全球 １ ２８０ 种陆生植物的研究发现，随着纬度的 降低和年平均气温的增加， 叶片的 Ｎ 和 Ｐ 含量降 低，而 ｍ（ Ｎ） ∶ ｍ（ Ｐ） 的值则升高。 银晓瑞等
［９］
方面得到了广泛的应用。 例如，Ｒｅｉｃｈ 等
［７］
研究
所采集的植物样品去尘后， 置于 ６０ ℃ 烘至质 量恒 定， 粉 碎 备 用。 Ｃ 和 Ｎ 含 量 用 元 素 分 析 仪 ５０００，ＦＯＳＳ） 测定。 １．３ 数据处理 （ ＥＡ３０００ ＣＮＨＳＯ Ａｎａｌｙｓｅｒ） 测 定。 Ｐ 含 量 采 用 硝 酸 － 高 氯 酸 消 煮 后、 流 动 注 射 分 析 仪 （ ＦＩＡ Ｓｔａｒ ห้องสมุดไป่ตู้据采用 ＳＰＳＳ １６������ ０ 和 Ｅｘｃｅｌ ２００３ 进行分析。
相对含水 率／ ％ ｒｅｌａｔｉｖｅ ｍｏｉｓｔｕｒｅ ｃｏｎｔｅｎｔ
表 １ 调查样地立地及表层土壤（ ０ ～ １０ ｃｍ） 特性
定的化学计量比以来，许多学者将其拓展到了陆地 生态系统中 ［２－８］ 。 近年来， 生态化学计量方法在研 究 Ｃ、 Ｎ、 Ｐ 的 区 域 分 布 规 律 ［６－８］ 和 森 林 演 替 群 落
文章编号：１０００－２００６（ ２０１４） ０６－００２８－０５
Ｆｏｌｉａｒ Ｃ， Ｎ ａｎｄ Ｐ ｓｔｏｉｃｈｉｏｍｅｔｒｙ ｉｎ ｓｕｂｔｒｏｐｉｃａｌ ｅｖｅｒｇｒｅｅｎ ｂｒｏａｄ⁃ｌｅａｆ ｆｏｒｅｓｔ ｉｎ Ｓｈｉｔａｉ ｃｏｕｎｔｙ， Ａｎｈｕｉ ｐｒｏｖｉｎｃｅ
ＫＥ Ｌｉ， ＣＵＩ Ｊｕｎ， ＹＡＮＧ Ｊｉａ， ＸＵ Ｘｉａｏｎｉｕ ∗
［９－１４］
样地 ｐｌｏｔ
坡向 ａｓｐｅｃｔ
全磷含量 ／ （ ｍｇ · ｇ －１） ＴＰ
平均胸径 ／ ｃｍ ｐＨ ＤＢＨ
Ｓ１ Ｓ２ Ｓ３
ＳＷ 均值 ＳＥ
ＳＥ
２．３７ ２．０６ ３．０９ ２．５１
０．１２９ ０．１５５ ０．１０４ ０．１２９
３３．９ ３２．４ ４０．３ ３５．５
１１．１０ １２．４５ １０．６０ ８．６１
第６期
柯 立，等：安徽石台亚热带常绿阔叶林植物叶中 Ｃ、Ｎ、Ｐ 特征分析
２９
制 性 因 子 ［１－２］ 。 植 物 叶 片 的 碳 氮 比 （ ｍ （ Ｃ ） ∶
ｍ（ Ｎ） ） 和碳磷比（ ｍ （ Ｃ） ∶ ｍ （ Ｐ ） ） 意味着生物量与 养分的比值关系，在一定程度上反映植物的营养利 用效率 ［３］ 。 生物体中 Ｃ 与养分元素 Ｎ、Ｐ 的化学计 量比 值 能 够 调 控 和 影 响 生 态 系 统 的 Ｃ 循 环 过 程
为判断环境的因子，特别是土壤对植物生长的养分 供应状况的指标 ［５］ 。 因此， 开展植物叶片 Ｃ、Ｎ、Ｐ 化学计量比的研究有着重要的意义。 自 Ｒｅｄｆｉｅｌｄ 发现海洋浮游生物个体中存在稳
。 而植物叶片氮磷比 （ ｍ （ Ｎ） ∶ ｍ（ Ｐ） ） 可以作
Ｔａｂｌｅ １ Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｔｏｐｓｏｉｌ （ ０－１０ ｃｍ） ａｔ ｔｈｅ
第 ３８ 卷 第 ６ 期 ２０１４ 年 １１ 月
ｄｏｉ：１０．３９６９ ／ ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－２００６．２０１４．０６．００６
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｎａｎｊｉｎｇ Ｆｏｒｅｓｔｒｙ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ （ Ｎａｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ Ｅｄｉｔｉｏｎ）
南京林业大学学报（ 自然 科 学 版 ）
发现内蒙古典型草原不同恢复演替阶段植物叶片 的 ｍ（ Ｃ） ∶ ｍ （ Ｎ） 、 ｍ （ Ｎ） ∶ ｍ （ Ｐ） 的值与退化程度呈 负相关。 虽然也有学者从生态系统的角度进行了 生态化学计量的研究， 但这些研究集中在高山草 甸
［１１］
植物叶片的化学计量研究相对较少。 为此，笔者以 安徽亚热带常绿阔叶原始林为研究对象，从植物叶 片 Ｃ、Ｎ、Ｐ 含量入手， 揭示该地区林分中的生态化 学计量特点，以期为该区域生态环境的保护和森林 抚育管理提供科学参考。
（ Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｆｏｒｅｓｔｒｙ ＆ Ｌａｎｄｓｃａｐｅ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ，Ａｎｈｕｉ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｈｅｆｅｉ ２３００３６，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ ： Ｔｈｉｓ ｓｔｕｄｙ ｆｏｃｕｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｆｏｌｉａｇｅ ｏｆ ｍａｊｏｒ ｐｌａｎｔｓ ｉｎ ａ ｓｕｂｔｒｏｐｉｃａｌ ｅｖｅｒｇｒｅｅｎ ｂｒｏａｄ⁃ｌｅａｆ ｆｏｒｅｓｔ ｉｎ Ｓｈｉｔａｉ， Ａｎｈｕｉ ｐｒｏｖｉｎｃｅ， ａｎｄ ｗｅ ｔｒｉｅｄ ｔｏ ｆｉｇｕｒｅ ｏｕｔ ｔｈｅ ｔｒａｉｔ ｏｆ ｆｏｌｉａｒ Ｃ， Ｎ ａｎｄ Ｐ ａｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｔｙｐｅｓ， ａｎｄ ｓｔｒｉｖｅｄ ｔｏ ｒｅｖｅａｌ ｔｈｅｉｒ ｒｅｌａｔｉｏｎ⁃ ｍｇ ／ ｇ ａｎｄ Ｐ ｆｒｏｍ ０．３０ ｔｏ ０．９７ ｍｇ ／ ｇ ｆｏｒ ２８ ｍａｊｏｒ ｓｐｅｃｉｅｓ． Ｔｈｅ ｒａｔｉｏｓ ｏｆ ｍ（ Ｃ） ∶ ｍ（ Ｎ） ， ｍ（ Ｃ） ∶ ｍ（ Ｐ） ａｎｄ ｍ（ Ｎ） ∶ ｍ（ Ｐ） ｓｈｉｐｓ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｆｏｌｉａｒ Ｃ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓ ｗｅｒｅ ｒａｎｇｅｄ ｆｒｏｍ ４００．０８ ｔｏ ５１９．３６ ｍｇ ／ ｇ， Ｎ ｆｒｏｍ ５．１５ ｔｏ １５．３９ ｗａｓ ２９．９９－９２．２５， ４６７．０１－１ ４４３������ ８１ ａｎｄ １０．０１－２９．２９， ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ． Ｔｈｅｒｅ ｗａｓ ａ ｓｔｒｏｎｇ ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ ｂｅｔｗｅｅｎ Ｎ ａｎｄ Ｐ， ｍ（ Ｃ） ∶ ｍ（ Ｎ） ａｎｄ ｍ（ Ｃ） ∶ ｍ（ Ｐ） ． Ｔｈｅ ｃｈａｎｇｅ ｏｆ ｍ（ Ｎ） ∶ ｍ（ Ｐ） ｒａｔｉｏ ｗａｓ ｍａｉｎｌｙ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ ｂｙ ｔｈｅ Ｐ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ． Ａｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｓ ａｍｏｎｇ Ｃ， Ｎ， Ｐ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓ ｉｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｔｙｐｅｓ， ｗｅ ｃｏｎｃｌｕｄｅｄ ｔｈａｔ ｒａｔｉｏ ｏｆ ｆｏｌｉａｒ ｍ（ Ｃ） ∶ ｍ（ Ｎ） ｗａｓ ｓｐｅｃｉｅｓ ． Ｔｈｅ ｒａｔｉｏ ｏｆ ｆｏｌｉａｒ ｍ（ Ｃ） ∶ ｍ（ Ｐ） ｗａｓ １ ０４３．４ ｉｎ ｓｈｒｕｂｓ， ８１８．７８ ｉｎ ｈｅｒｂ， ８０８．３５ ｉｎ ｔｒｅｅｓ． Ｔｈｅｒｅ ｗａｓ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ５９．６８ ｉｎ ｓｈｒｕｂｓ， ５１������ ５６ ｉｎ ｔｒｅｅｓ ， ａｎｄ ４４．５０ ｉｎ ｈｅｒｂ， ａｎｄ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ｗａｓ ｆｏｕｎｄ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｓｈｒｕｂ ａｎｄ ｈｅｒｂ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ｂｅｔｗｅｅｎ ｓｈｒｕｂｓ ａｎｄ ｂｏｔｈ ｔｒｅｅｓ ａｎｄ ｈｅｒｂｓ． Ｔｈｅｓｅ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｍａｘｉｍｕｍ ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｏｆ Ｎ ａｎｄ Ｐ ｅｘｉｓｔｅｄ ｉｎ ｓｈｒｕｂ ｓｐｅｃｉｅｓ． Ｔｈｅ ｍ （ Ｎ） ∶ ｍ （ Ｐ） ｒａｔｉｏｓ ｆｏｒ ｓｈｒｕｂｓ， ｈｅｒｂｓ ａｎｄ ｔｒｅｅｓ ｗｅｒｅ ｍｏｒｅ ｔｈａｎ １６， ｉｎｄｉｃａｔｉｎｇ ｔｈａｔ ｅｖｅｒｇｒｅｅｎ ｂｒｏａｄ⁃ｌｅａｆ ｆｏｒｅｓｔ ｗａｓ ｒｅｓｔｒｉｃｔｅｄ ｂｙ Ｐ ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ． Ｔｈｅ ｈｉｇｈｅｒ ｒａｔｉｏ ｏｆ ｍ（ Ｃ） ∶ ｍ （ Ｐ） ｍａｎｉｆｅｓｔｅｄ ｔｈａｔ ｐｌａｎｔｓ ｗｏｕｌｄ ｂｅ ｍｏｒｅ ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｆｏｒ ｔｈｅ ｒｅｓｔｒｉｃｔｉｏｎ ｅｌｅｍｅｎｔｓ， ｒｅｆｌｅｃｔｉｎｇ ｔｈｅ ｒｅｓｐｏｎｓｅｓ ｏｆ ｐｌａｎｔｓ ａｄａｐｔｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｓｕｂｔｒｏｐｉｃｓ ｅｖｅｒｇｒｅｅｎ ｂｒｏａｄ⁃ｌｅａｆ ｆｏｒｅｓｔ； ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ Ｃ， Ｎ ａｎｄ Ｐ； ｓｔｏｉｃｈｉｏｍｅｔｒｙ； ｎｕｔｒｉｅｎｔ ｕｓｅ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ
Ｖｏｌ．３８， Ｎｏ．６ Ｎｏｖ．， ２０１４
安徽石台亚热带常绿阔叶林植物叶中 Ｃ、 Ｎ、 Ｐ 特征分析
（ 安徽农业大学林学与园林学院，安徽 合肥 ２３００３６） 摘要：以安徽石台亚热带常绿阔叶林植物叶片为研究对象，分析了植物叶中 Ｃ、Ｎ、Ｐ 含量以及它们之间的化学计 ｍ（ Ｃ） ∶ ｍ（ Ｐ ） 的范围为 ４６７������ ０１ ～ １ ４４３������ ８１、ｍ（ Ｎ ） ∶ ｍ（ Ｐ ） 的范围为 １０������ ０１ ～ ２９������ ２９， 且 Ｎ 与 Ｐ 、ｍ（ Ｃ ） ∶ ｍ（ Ｎ ） 值与 ｍ（ Ｃ） ∶ ｍ（ Ｐ ） 值之间呈现显著的正相关关系，ｍ（ Ｎ） ∶ ｍ（ Ｐ ） 的变化主要由 Ｐ 含量决定。 不同生活型植物 ｍ（ Ｃ ） ∶ ｍ（ Ｎ） 值从大到小表现为灌木 （ ５９������ ６８ ） ＞ 乔木 （ ５１������ ５６ ） ＞ 草本和藤本植物 （ ４４������ ５０ ） ， 草本和藤本植物与灌木之间 ｍ（ Ｃ） ∶ ｍ（ Ｎ） 差异显著；不同植物 ｍ（ Ｃ） ∶ ｍ（ Ｐ ） 值从大到小表现为灌木（ １ ０４３������ ４） ＞ 草本和藤本植物（ ８１８������ ７８ ） ＞ 乔 Ｐ 限制。 虽然植物受 Ｐ 限制，但其 ｍ（ Ｃ） ∶ ｍ（ Ｐ ） 值含量较高，说明植物对其生长受限的元素利用效率会更高， 这 反映了植物对环境适应的一种对策。 关键词：亚热带常绿阔叶林；Ｃ、Ｎ、Ｐ 含量；化学计量；养分利用效率 中图分类号：Ｓ７１８ 文献标志码：Ａ 木（ ８０８������ ３５） ，灌木与乔木、草本和藤本植物都存在显著差异。 该地区灌木 ｍ（ Ｃ） ∶ ｍ（ Ｎ） 值和 ｍ（ Ｃ） ∶ ｍ（ Ｐ ） 值均最 高，说明灌木对 Ｎ、Ｐ 的利用效率最高。 ３ 种类型植物 ｍ（ Ｎ） ∶ ｍ（ Ｐ ） 值均大于 １６，说明该地区常绿阔叶林主要受 量关系，讨论了不同类型植物叶片的化学计量特征。 结果显示： 所研究的 ２８ 种植物物种间差异明显， 叶片中 Ｃ
Ｃ、Ｎ、Ｐ 是植物生长发育过程中必不可少的营
收稿日期：２０１３－１０－１５ 修回日期：２０１４－０２－２５
养元素， 其中 Ｎ、Ｐ 往往是陆生植物两个关键的限
基金项目：国家重点基础研究发展计划（２０１０ＣＢ９５０６０２） ；中国科学院战略先导性科技专项项目（２０１１ＸＤＡ０５０５０２０４） 第一作者：柯立，硕士。 ∗通信作者：徐小牛，教授。 Ｅ⁃ｍａｉｌ： ｘｎｘｕ６１６２＠ １６３．ｃｏｍ。 ３８（６） ：２８－３２． 引文格式：柯立，崔珺，杨佳，等． 安徽石台亚热带常绿阔叶林植物叶中 Ｃ、Ｎ、Ｐ 特征分析［ Ｊ］ ． 南京林业大学学报： 自然科学版，２０１４，