中国南方典型生境植物叶片元素含量特征的比较研究

来源 :广西大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:winseywong
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喀斯特森林、红树林和常绿阔叶林都是生长在中国南方地区不同的典型生境的森林,因生境之间土壤、基质等环境条件差别大,植物表现出不同的元素限制、富集和计量特征,这是植物有机体通过改变元素之间的平衡性来适应环境的重要策略。本研究对比分析了中国南方热带喀斯特森林(云南西双版纳、广西弄岗)、热带红树林(海南文昌)和来自文献的亚热带常绿阔叶林(广东南岭)植物叶片元素含量和计量特点,试图从生态化学计量学的角度来探讨植物对基质有显著差别的生境的适应性,结果表明:(1)不同典型生境叶片元素组成存在明显差别。西双版纳喀斯特植物叶片,各元素含量从高到低排列为Ca>N>K>Mg>P>Fe>Mn>Na>B>Zn,弄岗喀斯特植物叶片,元素排列为Ca>N>K>Mg>S>P>Fe>Zn>Cu。两种喀斯特森林植物的前4位矿质元素相同,都属Ca>N>K>Mg型,表现出喀斯特生境富Ca、Mg的特点。清澜港红树林植物叶片,元素含量从高到低排列为N>Na>K>Ca>Mg>S>P>Si>Fe>Mn>Zn,属N>Na>K>Ca型,表现出高Na的特征。(2)不同典型生境下植物叶片元素含量存在差异性。喀斯特植物叶N含量显著高于常绿阔叶林。喀斯特和红树林的叶P含量均显著高于常绿阔叶林。K在两个喀斯特生境植物中差异显著。喀斯特植物的Ca显著高于红树林和常绿阔叶林。各生境植物之间的叶Mg均差异显著。西双版纳喀斯特植物Fe显著高于弄岗喀斯特和红树林。酸性土上的常绿阔叶林叶Mn明显高于其他生境。盐生环境的红树林Na显著高于其他生境。弄岗植物叶Zn显著高于其他生境,而S显著低于红树林。(3)元素丰缺特征在不同生境中具有特异性。喀斯特森林植物叶片普遍富集Ca、Mg元素,其中弄岗地区植物富集更高的Mg。西双版纳喀斯特森林存在K、Fe、Na、Zn元素的缺乏状况,而弄岗喀斯特植物富集K、Zn、S。分析显示,喀斯特森林植物可能受到N、P的共同限制,但主要是P的制约。红树林植物叶片富集P、Ca、Mg、Na、S元素,特别是Na在高盐环境下大量富集,而Fe、Si、Zn元素缺乏。红树林主要受N的限制。亚热带常绿阔叶林植物受酸性土影响大,具有Mn元素的富集特征,明显高于喀斯特和红树林植物,但受到P限制。(4)弄岗喀斯特地区,山顶处植物种的叶片N、P和S元素的含量显著低于坡地和谷底的植物。谷底处的植物种叶片K、Ca、Mg含量最低,且显著低于山顶处的植物种。Fe和Zn两种微量元素均表现为谷底最高,山顶最低,且差异显著。分析显示谷底-坡地-山顶连续体土壤厚度和p H的变化,可能是导致喀斯特不同小生境之间植物叶片养分含量差异的重要原因。(5)元素的计量关系在各典型生境植物中发生了改变。所研究的不同生境下的植物,叶片N与P元素之间均呈显著正相关。Ca与Mg两个二价阳离子元素在喀斯特森林和常绿阔叶林中为协同关系,而在红树林中则无相关性。N与K元素在红树林和常绿阔叶林中为协同关系,而喀斯特植物中则无相关性。P与Zn在喀斯特森林和红树林中都表现出协同关系。红树植物表现K和Mn的负相关关系,而在喀斯特森林和常绿阔叶林中均未有相关性。S与P元素在弄岗喀斯特森林中表现出正相关,而在高P的红树植物中没有相关性。研究结果对于森林生态系统的生物地球化学循环模拟和生态系统管理有重要参考意义。
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