合肥常见针叶树种养分利用效率及氮磷化学计量的研究

摘要

合肥市作为首批全国三个“园林城市”之一，对城市绿化中的园林树木给予重视，本实验以合肥市常见的针叶树种为研究对象，通过其养分季节动态变化、养分利用效率、养分再吸收比例和氮磷比等指标以及其生境土壤部分化学性质的研究，阐述园林绿地中不同针叶树种的养分利用特点，从而为园林树木的养护管理提供可行措施和理论依据。
　　 合肥的城市绿地受人为影响大，土壤紧实、容重高，大多数绿地土壤偏碱性，pH（H2O）均值为7.63，而pH（KC1）为6.60。只有大蜀山森林公园内的马尾松林土壤呈弱酸性，pH（H2O）为5.95。从土壤养分来看，不同树种林冠下土壤差异较大。土壤全氮量为1.09g/kg（水杉）-2.30g/kg（龙柏），速效磷含量也不高，变化幅度为7.60g/kg（马尾松）-70.6 mg/kg（白皮松），而钾、钙、镁含量相对较高。钾含量最高的是白皮松下土壤，达到了11.02 g/kg，马尾松林冠下土壤含量最低，含量为6.46g/kg；钙含量最高的是池杉下的38.29g/kg，含量最低的是马尾松林冠下土壤的8.36g/kg；镁含量最高的是白皮松林冠下土壤的12.16 g/kg，含量最低的是雪松下土壤中的4.99g/kg。养分钠含量平均值在3.83 g/kg，而且变化范围相对较小。
　　 生长季节鲜叶养分中，侧柏的各个养分含量都比较高，全磷含量达到了2.43 g/kg，为所研究树种中最高。氮含量变化范围在13.95 g/kg（日本柳杉）-23.8 g/kg（水杉），磷含量变化为0.61g/kg（雪松）-2.43g/kg（侧柏），钾素变化范围在3.36g/kg圆柏）-11.9g/kg（水杉），钙含量的变化范围是3.38 g/kg（马尾松）-23 g/kg（圆柏），镁含量的变化范围在2.8 g/kg（湿地松）-6.06g/kg（日本柳杉）之间，钠素含量在3 g/kg左右，为2.70 g/kg（圆柏）-3.70g/kg（池杉），变化范围不大。而落叶中养分变化情况为，氮含量变化范围在6.69g/kg（湿地松）-16.70g/kg（水杉），磷含量变化范围在0.22 g/kg（雪松）-2.17 g/kg（侧柏），钾含量变化范围在1.22g/kg（湿地松）-6.55g/kg（白皮松），钙含量变化范围在3.81g/kg（马尾松）-25.28 g/kg（日本柳杉），镁含量变为范围在3.16g/kg（黑松）-5.09g/kg（日本柳杉），钠含量变化为2.14g/kg
　　 （日本柳杉）-2.80g/kg（池杉）。
　　 常见针叶树的氮利用效率（NUEN）变动范围为59.88 g/g（水杉）-149.48g/g（湿地松），全部树种的平均值为92.42g/g。磷利用效率（NUEp）变动范围为460.83g/g（侧柏）-4545.45g/g（雪松），全部树种的平均值为2166.21g/g。钾利用效率（NUEK）变动范围为152.67g/g（白皮松）-877.19g/g（日本柳杉），全部树种的平均值为465.66g/g，钙利用效率（NUEca）变化范围在39.56g/g（日本柳杉）-262.47g/g（马尾松），均值为73.70 g/g，镁利用效率（NUEMg）变化范围是196.46g/g（日本柳杉）-316.46g/g（黑松）。平均值为249.63g/g，钠利用效率（NUENa）变动范围为283.29g/g（白皮松）-467.29g/g（日本柳杉），平均值为385g/g。养分利用效率上NUEp显著高于其他养分元素，NUEN和NUEK之间存在极显著正相关，NUEp与NUEK间存在极显著正相关。NUEN和NUEp之间存在显著相关性，NUEK和NUENa、NUEN和NUECa也有显著相关性，这说明了植物体内各样分之间存在相互影响相互制约的关系。
　　 不同元素养分再吸收比例不同，其中氮、磷和钾的养分再吸收比例明显高于其他养分元素，养分钠比前三种养分略低，而钙和镁的养分再吸收比例低，甚至在落叶中有富集的现象。所研究的12个树种的叶养分再吸收比例平均值依次为，钾77.95％、磷61.34.2％、氮45.03％、钠37.21％、镁13.31％；养分钙平均再吸收比例仅为6.75％，其中湿地松中钙的富集最为严重，而雪松中的镁富集严重。柏类树种中钙、镁养分未出现明显富集。
　　 雪松和日本柳杉在一个年生长周期中，叶片N：P化学计量都处在远大于16的范围，这两个树种对磷的需求更甚。侧柏、铺地柏、圆柏三个树种在一个年生长周期中N：P化学计量比都处于小于14的范围，它们受氮素的限制可能更为强烈。而其它几个树种在不同的生长周期中，对氮、磷两个养分的需求不同，N：P化学计量比值在14和16两个分界值上下均有波动。不同生长期中都有一半左右的树种受氮素限制严重，特别是在稳定生长过程中，受氮素限制的树种达到了8种。但从不同生长期所有树种的均值上看，所研究树种在一个生长周期的三个阶段中，N：P都在14和16中间，说明城市中生长的植被受氮、磷的胁迫都比较严重。这个差异也反映出城市土壤养分分布的不规律性和不同树种在生长过程中对养分要求的差异性。

目录

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论文说明：图表目录、主要符号表

声明

1文献综述

1.1植物养分利用效率及研究进展

1.1.1概念

1.1.2植物养分利用效率的表示方法

1.1.3国内外研究进展

1.2氮磷化学计量研究进展

2引言

2.1植物养分研究的意义

2.2氮磷化学计量的生物学意义

2.3课题来源

3试验材料和方法

3.1实验地概况及试验材料

3.1.1实验地概况

3.1.2试验材料

3.2研究方法

3.2.1样本采集

3.2.2样品处理

3.2.3化学分析

3.2.4数据分析

4结果与分析

4.1立地土壤理化性状

4.2不同树种叶养分含量及年动态变化

4.3不同树种叶养分利用效率和养分再吸收比例特点

4.4氮磷化学计量

5结论与讨论

5.1树木养分及季节动态

5.2树木养分利用效率与其立地土壤养分的关系

5.3树木养分再吸收比例特点

5.4树木氮磷化学计量比特点

5.5树木养分利用效率和养分再吸收比例的关系

5.6结论

参考文献

致谢

作者简介及在读期间发表的论文