9种典型荒漠植物生态化学计量学特征分析

化学计量学是研究生态过程中能量平衡和多重化学元素平衡的科学,能够定量化研究活有机体重要组成元素碳（C）、氮（N）、磷（P）之间的关系,有助于解决植物和生态系统养分供应与需求等方面的难题为解决生态系统养分供求与循环问题提供了新思路。化学计量学已成为研究生态系统元素平衡和生物地球化学循环的重要手段之一。为了厘清极端环境条件下荒漠植物在逆境适应与元素循环的反馈能力,对东阿拉善-西鄂尔多斯荒漠生态系统中9种优势植物霸王（Sarcozygium xanthoxylon）、胡杨（Populus euphratica）、四合木（Tetraena mongolica）、白刺（Nitraria tangutorum）、蒙古扁桃（Amygdalus mongolica）、沙冬青（Ammopiptanthus mongolicus）、沙拐枣（Calligonum mongolicum）、细枝岩黄芪（Hedysarum scoparium）和沙棘（Hippophae rhamnoides）根、茎、叶的C、N、P含量和生态化学计量学特征进行了分析。结果表明：（1）9种荒漠植物根、茎、叶的C、N、P含量的均值分别为：418.96 mg·g^-1、15.07 mg·g^-1、1.10 mg·g^-1,460.88 mg·g^-1、12.99 mg·g^-1、1.03 mg·g^-1,435.07 mg·g^-1、23.40 mg·g^-1、1.18 mg·g^-1。根、茎、叶的C∶N∶P化学计量比分别为381∶14∶1、447∶13∶1和369∶20∶1。表明其C的相对过量和P元素的限制性。（2）植物根部的C储备能力较弱,与其处于荒漠生态系统土壤贫瘠,日照强,年降水量较低有关。（3）四合木的N∶P（9.45）计量学较全球陆生植物（12.6）、中国陆生植物（16.3）中国北方典型荒漠及荒漠化地区植物（15.8）显著偏低,表现出我国特有孑遗珍稀植物四合木化学计量学特征的独特性。（4）与已有的荒漠植物化学计量学研究结果相比,9种荒漠植物根、茎、叶N含量均显著偏高,茎和叶P含量显著偏低,根的P含量无显著差异。生物与环境的协同进化,使得荒漠植物在温度逆境、干旱胁迫、营养限制、物质代谢和辐射损伤的条件下,经过长期的进化适应形成了自身独特的生理生态和生态化学计量特征。该研究结果可为我国西北荒漠区植物化学元素循环以及生物多样性保护中限制性营养的判定与维护生态系统元素平衡提供案例借鉴。     

阿拉善荒漠区5种植物叶片性状的季节动态

植物叶片性状研究是植物生态学的热点研究领域之一。以阿拉善地区荒漠植物霸王(Zygophyllum xanthoxylum)、沙冬青(Ammopiptanthus mongolicus)、驼绒藜(Ceratoides latens)、白刺(Nitraria tangutorum)和无芒隐子草(Cleistogenes songorica)为研究对象,采集不同物候期的叶片,分析叶片性状的季节变化特征。结果表明:(1)5种荒漠植物叶片性状在生长季内变化规律不同,即使同种生活型灌木叶片性状也有很大差别。(2)叶片单叶面积和单叶重量在单个植物物种以及整体水平上均表现出显著的幂函数方程曲线。(3)植物叶片元素(C、N、P、K、Ca、Na、Mg)含量在生长季内波动较大,而4种微量元素(Fe、Mn、Zn、Cu)含量在生长季内随月份变化不大,其中,5种植物叶片Zn和Cu含量均维持在"低"水平,对整体植物叶片元素含量变异系数的排序为:NaKPMgZnCaFeCuNMnC。(4)对植物叶片性状之间的相互关系分析显示,在单个物种水平上,5种植物叶片性状之间的相关性差别较大;在整体水平上,植物叶片单叶重量、单叶面积和比叶重与元素C和Cu表现出协同关系,与其余元素均表现出相反的关系。