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祁连山二裂委陵菜叶片生态化学计量对海拔的响应

摘要祁连山是中国西北地区重要的气候交汇区与敏感区,区内地形较为复杂,海拔在2000m至5500m之间,海拔梯度上水热要素差异较为明显,这为研究海拔对植物叶片生态化学计量的影响提供了独特的机会。海拔作为主要的地形因子,通过影响水热组合和土壤理化性质,进而对植物适应性及其叶片生态化学计量产生影响。研究叶片生态化学计量与海拔之间的相互作用对于理解养分循环过程、开发生物地球化学模型和预测生态系统对全球变化的响应至关重要。本文以祁连山二裂委陵菜(常见种、优势种)为研究对象,对其叶片生态化学计量沿不同海拔(2400、2800、3000、3200m)变化的特征进行了调查,并在分析叶片生态化学计量与环境因子关系的基础上,揭示了影响该植物叶片生态化学计量的主导因子及机制。结果如下:<br>  (1)在整个海拔尺度上,0-40cm土层深度中,土壤有机碳(SOC)、全氮(STN)、全磷(STP)、碱解氮(SAN)、速效磷(SAP)含量、SOC/STN、SOC/STP、STN/STP和土壤pH的平均值分别为19.30g·kg-1、2.00g·kg-1、0.45g·kg-1、0.11g·kg-1、3.31mg·kg-1、9.48、43.00、4.49、8.33。随海拔升高,0-40cm土层深度中,SOC、STN含量先增后减再增,STP含量先减后增,SAN含量先保持不变,后先减后增,SAP含量先减后增。在整个海拔尺度上,随土壤深度的增加,SOC、STN含量减少,STP含量先增后减,SAN、SAP含量减少。<br>  (2)在整个海拔尺度上,二裂委陵菜叶片碳(C)、氮(N)、磷(P)含量的平均值分别为459.74g·kg-1、23.08g·kg-1、1.34g·kg-1,变异系数分别为8.43%、7.37%、43.50%;叶片C/N、C/P、N/P的平均值分别为20.04、535.42、26.75,变异系数分别为11.60%、121.66%、116.92%。随海拔升高,叶片C含量先增后减,叶片N含量先增后减再增,叶片P含量先减后增再减;叶片C/N先升后降,叶片C/P先升后降再升,叶片N/P先升后降再升。叶片C含量与叶片C/N极显著正相关,叶片N含量与叶片C/N极显著负相关,叶片P含量与叶片C/P、N/P极显著负相关,叶片C/P与叶片N/P极显著正相关。<br>  (3)二裂委陵菜叶片C含量与土壤pH显著正相关,与STP、SAN含量显著负相关;叶片N含量与SAN含量、SOC/STN、年平均降水(MAP)显著正相关,与土壤pH、年平均温度(MAT)显著负相关;叶片P含量与MAP显著正相关,与MAT显著负相关;叶片C/N与土壤pH、MAT显著正相关,与STP、SAN含量、SOC/STN、MAP显著负相关,叶片C/P和N/P与土壤或气象因子相关性不显著。<br>  综上所述,二裂委陵菜叶片N/P大于16,说明二裂委陵菜生长主要受P限制。叶片C、N、P含量及C/N对海拔的响应明显,而叶片C/P、N/P对海拔的响应不明显。影响二裂委陵菜叶片生态化学计量的主导因子是SAN,主要因子还有pH、STP、SOC/STN、MAT、MAP。

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