短命植物叶片生源要素的化学计量特征及异速关系

The Stoichiometry and Allometric Growth Relationship of Ephemeral Plant Leaf Biogenic Elements from the Southern Gurbantungut Desert,China

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摘要短命植物经长期进化形成了独特的生态化学计量特征,该研究以古尔班通古特沙漠南缘主要短命植物为研究对象,通过对研究区的66个样方、109个植物样品、42个物种的叶片生源要素的化学计量特征进行分析,以明确研究区的主要短命植物在个体尺度、种群尺度、群落尺度上的化学计量特征及异速关系,揭示制约古尔班通古特沙漠南缘短命植物生长的主要限制元素。结果显示：(1)在3个尺度上,短命植物叶片 K 含量均高于全国平均水平,而 N、P 含量均低于全国平均水平,且 N∶P 均值都小于14；Ca 含量在个体尺度和种群尺度上低于全国平均水平,而群落尺度上高于全国平均水平。(2)个体尺度上,各生源要素间的相关性以 Ca-Mg 最高、K-Mg 其次、Ca-S 最低；各元素增长斜率显著偏离1,各元素间呈异速增长关系,增长速率为 Mg>Ca>K>P>Fe>N>S。(3)种群尺度上,Ca-Mg 的增长指数为0.82(接近1),说明两元素间大致呈等速增长,各元素间的增长速率为 Ca>K>P>S>N>Fe,其中 Ca 的增长速率最大,它在植物生物量大量积累时期,植物会获得更多的 Ca 为开花繁殖做准备。(4)群落尺度上,各元素间相关性的拟合优度都高于个体尺度,各生源要素间具有显著的异速增长关系,增长速率为 K>Ca>Mg>S>P>N>Fe,表明短命植物对不同元素的利用速率不同。研究发现,古尔班通古特沙漠南缘短命植物在受 N、P 限制的同时更易受 N 限制,群落尺度上具有较高一致性生物学特征和相同生态适应性的物种具有更高的拟合优度。