白刺灌丛沙堆演化过程中叶片C、N、P、K含量及其生态化学计量的变化特征

摘要

[目的]探明白刺演化过程中,叶片碳(C)、氮(N)、磷(P)和钾(K)含量及其生态化学计量的变化特征.[方法]以内蒙古吉兰泰荒漠区白刺为研究对象,利用冗余分析探究影响白刺叶片生态化学计量的主要土壤因子,为揭示白刺营养元素需求和环境互馈提供理论依据.[结果]1)各演化阶段白刺叶片TC、TN、TK、TP平均值(g/kg)由大到小分别为TC(468.38)>TN(24.85)>TK(8.39)>TP(1.24);C:N、C:P、C:K、N:P、N:K和P:K平均值分别8.39、19.63、395.23、58.80、20.95、3.17和0.15;其中,TC、TN、C:K、N:P、N:K、P:K随演化过程呈先增后减的变化趋势;TK、C:N随演化阶段呈先减后增的变化趋势;P随演化阶段呈逐渐减小的趋势;C:P随演化阶段呈逐渐增大的趋势.从变异系数来看,TK、C:K、N:P、N:K、P:K属于中等变异,其余叶片养分含量及化学计量比均属弱变异性;2)叶片TC、TN含量显著高于中国和全球平均水平,是荒漠植物应对极端环境的一种策略.叶片TP含量显著低于中国和全球平均水平,导致叶片的N:P比较高,各演化阶段白刺叶片N:P>16,表明研究区白刺生长受P限制;3)土壤pH、电导率与TC、TN均呈正相关关系,说明适度盐分促使叶片储存更多的C、N元素.[结论]冗余分析表明:白刺生长过程中,演化阶段、土壤容重、水分和电导率是影响白刺叶片生态化学计量比的潜在驱动因子.其中,演化阶段对白刺叶片生态化学计量比的贡献最大.研究结果为干旱盐碱荒漠生态系统的管理和恢复提供了科学依据.