华北落叶松不同器官碳氮磷化学计量特征Ecological C,N and P stoichiometry of the needles,twigs and fine roots in pure and mixed stands of Larix principis-rupprechtii
王淳,冀盼盼,刘璇,徐雯雯,张志东,黄选瑞
摘要(Abstract):
为探究华北落叶松叶、枝、根各器官碳(C)、氮(N)、磷(P)含量及化学计量特征在不同林分类型中的变化规律,以塞罕坝地区华北落叶松一代林(17a和37a)、二代林(14a)、和落桦混交林(36a)为研究对象,采用方差和相关方法分析华北落叶松不同器官的C、N、P含量及化学计量特征。结果如下:(1)华北落叶松不同器官C含量变化范围为447.13~532.06g/kg,表现为细枝>针叶>细根;N含量变化范围为3.82~22.06g/kg,P含量为0.35~1.53g/kg,均表现为针叶>细根>细枝。(2)一般来讲,除了针叶C含量在不同林分类型间变化不显著外,细枝和细根C含量均在落桦混交林(36a)中最高;不同器官N含量在一代林(17a)中最低,而在一代林(37a)中最高;与细枝P含量变化相反,针叶P含量在一代林(37a)中最低。(3)同一代际中,一代林(37a)的不同器官C/N均低于一代林(17a);与不同器官的N/P变化相似,针叶和细根C/P在一代林(37a)中较高,而细枝C/P则在落桦混交林(36a)中最高。(4)C、N含量和各计量比(C/N、C/P和N/P)在不同器官间均极显著正相关(P<0.01),而P含量在不同器官间相关不明显(P>0.05)。不同林龄代际林和器官间C、N、P含量和化学计量比变化存在差异,通过华北落叶松针叶中化学计量特征的变化,阐明了研究区落桦混交林(36a)和一代林(37a)生长主要受P限制,而一代林(17a)生长主要受N限制。
关键词(KeyWords): 华北落叶松;器官;生态化学计量;养分限制
基金项目(Foundation): 国家重点研发计划《结构调控对人工林生产力形成的影响机制》(2016YFD060020303);; 河北省自然科学基金项目(C2020204026)资助
作者(Author): 王淳,冀盼盼,刘璇,徐雯雯,张志东,黄选瑞
DOI: 10.13448/j.cnki.jalre.2020.316
参考文献(References):
- [1] 曾德慧,陈广生.生态化学计量学:复杂生命系统奥秘的探索[J].植物生态学报,2005,29(6):141-153.
- [2] 贺金生,韩兴国.生态化学计量学:探索从个体到生态系统的统一化理论[J].植物生态学报,2010,34(1):2-6.
- [3] LI H,CRABBE M J C,XU F,et al.Seasonal variations in carbon,nitrogen and phosphorus concentrations and C:N:P stoichiometry in the leaves of differently aged Larix principis-rupprechtii Mayr.plantations[J].Forests,2017,8(10):373.
- [4] 王绍强,于贵瑞.生态系统碳氮磷元素的生态化学计量学特征[J].生态学报,2008,28(8):3937-3947.
- [5] MINDEN V,KEYERL M.Internal and external regulation of plant organ stoichiometry[J].Plant Biology,2015,5(16):897-907.
- [6] 李国雷.华北落叶松人工林密度调控对林下植被发育的作用过程[J].北京林业大学学报,2009,31(1):19-24.
- [7] 马云波,许中旗,张岩,等.冀北山区华北落叶松人工林对土壤化学性质的影响[J].水土保持学报,2015,29(4):165-170.
- [8] 牛小云,孙晓梅,陈东升,等.辽东山区不同林龄日本落叶松人工林土壤微生物、养分及酶活性[J].应用生态学报,2015,26(9):2663-2672.
- [9] 赵匡记,王利东,王立军,等.华北落叶松蓄积量及生产力研究[J].北京林业大学学报,2015,37(2):24-31.
- [10] 张树梓,李梅,张树彬,等.塞罕坝华北落叶松人工林天然更新影响因子[J].生态学报,2015,35(16):5403-5411.
- [11] 冯倩倩,铁英,周梅,等.华北落叶松人工林不同造林密度土壤理化性质分析[J].林业资源管理,2018(6):106-110.
- [12] 鲍士旦.土壤农化分析[M].第3版.北京:中国农业出版社,2000:30-177.
- [13] MICHAELS A F.The ratios of life[J].Science,2003,300:906-907.
- [14] KATTGE J,DíAZ S,LAVOREL S,et al.TRY-a global database of plant traits[J].Global Change Biology,2011,17(9):2905-2935.
- [15] ELSER J J,FAFAN W F,DENNO R F,et al.Nutritional constraints in terrestrial and freshwater food webs[J].Nature,2000,408:578-580.
- [16] 刘欣,彭道黎,邱新彩.华北落叶松不同林型土壤理化性质差异[J].应用与环境生物学报,2018,24(4):735-743.
- [17] 赵亚芳,徐福利,王渭玲,等.华北落叶松针叶碳、氮、磷含量及化学计量比的季节变化[J].植物营养与肥料学报,2015,21(5):1328-1335.
- [18] 曾凡鹏,迟光宇,陈欣等.辽东山区不同林龄落叶松人工林土壤-根系C:N:P生态化学计量特征[J].生态学杂志,2016,35(7):1819-1825.
- [19] 闫德仁.落叶松人工林土壤肥力变化的研究[J].生态学杂志,1993,12(3):8-10.
- [20] 陈立新.落叶松土壤有机磷形态与林木生长量的关系[J].应用生态学报,2003,14(12):2157-2161.
- [21] LI Y,LI Q,GUO D,et al.Ecological stoichiometry homeostasis of Leymus chinensis in degraded grassland in western Jilin Province,NE China[J].Ecological Engineering,2016,90:387-391.
- [22] MAKINO W,COTNER J B,STERNER R W,et al.Are bacteria more like plants or animals?Growth rate and resource dependence of bacterial C:N:P stoichiometry[J].Functional Ecology,2003,17(1):121-130.
- [23] 张藤子.油松-蒙古栎混交林中油松针叶养分特征及其影响因素研究[D].沈阳:沈阳农业大学,2018:35-40.
- [24] 刘欣,彭道黎,邱新彩.华北落叶松不同林型土壤理化性质差异[J].应用与环境生物学报,2018,24(6):735-743.
- [25] KOERSELMAN W,MEULEMAN A F M.The vegetation N:P ratio:A new tool to detect the nature of nutrient limitation[J].Journal of Applied Ecology,1996,33(6):1441-1450.
- [26] KOOJIMAN S A L M.The stoichiometry of animal energetics[J].Journal of Theoretical Biology,1995,177(2):139-149.
- [27] GüSEWELL S.N:P ratios in terrestrial plants:variation and functional significance[J].New Phytologist,2004,2(164):243-266.
- [28] WU T G,YU M K,WANG G G,et al.Leaf nitrogen and phosphorus stoichiometry across forty-two woody species in Southeast China[J].Biochemical Systematics & Ecology,2012,44(10):255-263.
- [29] ELLISON A M.Nutrient limitation and stoichiometry of carnivorous plants[J].Plant Biology,2006,8(6):740-747.
- [30] 宋同清.西南喀斯特植物与环境[M].北京:科学出版社,2014:452-473.
- [31] AERTS R,III F S C.The mineral nutrition of wild plants revisited:A re-evaluation of processes and patterns[J].Advances in Ecological Research,2000,30(8):1-67.
- [32] 于钦民.秦岭华北落叶松人工林叶茎根氮磷含量动态变化与N:P化学计量学特征研究[D].杨凌:西北农林科技大学,2014:36-38.
- [33] 盘金文,郭其强,孙学广,等.不同林龄马尾松人工林碳、氮、磷、钾养分含量及其生态化学计量特征[J].植物营养与肥料学报,2020,26(4):746-756.
- [34] 赵亚芳,徐福利,王渭玲,等.华北落叶松根茎叶碳氮磷含量及其化学计量学特征的季节变化[J].植物学报,2014,49(5):560-568.
- [35] 吴锡麟,叶功富,张尚炬,等.不同海岸梯度上短枝木麻黄小枝金属元素含量及其再吸收率动态[J].应用与环境生物学报,2011,17(5):645-650.
- [36] 封焕英,杜满义,辛学兵,等.华北石质山地侧柏人工林C、N、P生态化学计量特征的季节变化[J].生态学报,2019,39(5):1572-1582.
- [37] 贺合亮,阳小成,李丹丹,等.青藏高原东部窄叶鲜卑花碳、氮、磷化学计量特征[J].植物生态学报,2017,41(1):126-135.Ecological C,N and P stoichiometry of the needles,twigs and fine roots in pure and mixed stands of