天山北坡植物—土壤生態(tài)化學(xué)計(jì)量特征的垂直帶譜.pdf

1、陸地生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)的生態(tài)化學(xué)計(jì)量學(xué)是當(dāng)前研究熱點(diǎn)。目前生態(tài)化學(xué)計(jì)量工作專注于植物與土壤的元素比例關(guān)系及其環(huán)境解釋等問題上，還需要分析在連續(xù)環(huán)境梯度上元素比例關(guān)系的變化規(guī)律以進(jìn)一步加深已有的認(rèn)識(shí)。且在干旱區(qū)的研究多針對(duì)于荒漠生態(tài)系統(tǒng)，少見涵蓋干旱區(qū)其他隱域性植被的研究。受水熱梯度的影響，植被與土壤在天山北坡均存在明顯的垂直地帶性，這為探討植物和土壤生態(tài)化學(xué)計(jì)量特征的垂直帶譜提供了有利條件。
　　因此本文在天山北坡海拔1000—3840

2、m范圍內(nèi)，按每100 m一個(gè)海拔梯度，分別采集喬木層、灌木層、草本層的當(dāng)年生葉片，同時(shí)采集表層（0-20 cm）土壤，測(cè)定樣品有機(jī)碳（C）、全氮（N）、全磷（P）和全鉀(K)含量。通過對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析，揭示天山北坡植被和土壤生態(tài)化學(xué)計(jì)量特征的垂直地帶性規(guī)律，并探討植被與土壤在生態(tài)化學(xué)計(jì)量特征上有何聯(lián)系，分析氣候因子對(duì)植被和土壤生態(tài)化學(xué)計(jì)量特征的影響。結(jié)果表明：
　　(1)天山北坡植被和土壤中營(yíng)養(yǎng)元素含量較高，植物葉片中平均 C、N

3、、P、K含量分別為51.90％、1.80%、0.17%和2.33%；土壤中平均C、N、P、K含量分別為7.35%、0.14%、0.09%和2.25%。
　　(2)隨海拔的升高，植物營(yíng)養(yǎng)元素含量及其計(jì)量比的變化規(guī)律不同。植物 C含量保持穩(wěn)定；N含量、C:P、N:P、C:K、N:K隨海拔先升高后降低；P含量、K含量、C:N則是隨海拔先降低后升高；P:K隨海拔升高而減小。
　　(3)從生長(zhǎng)型角度，植物葉片 C、N含量和 C:N在不

4、同生長(zhǎng)型之間差異不顯著。植物葉片 P含量、K含量均表現(xiàn)為：草本顯著高于喬木和灌木。植物葉片C:P和N:P，灌木顯著高于草本。植物葉片P:K和N:K，喬木顯著高于草本。喬木、灌木和草本三者C:K差異顯著(P<0.05)。
　　(4)隨海拔的升高，土壤C、N、P、K含量、C:P、N:P、C:K、N:K、P:K均先升高后降低，土壤C:N則表現(xiàn)為一直降低。
　　(5)植物與土壤生態(tài)化學(xué)計(jì)量特征相關(guān)性分析中，僅植物 C:P、C:K與土

5、壤C:P、C:K相關(guān)性顯著，且植物C、N、P、K含量與土壤相關(guān)系數(shù)小于植物C:P、N:P與土壤相關(guān)系數(shù)。在垂直地帶性上，土壤主要通過生態(tài)化學(xué)計(jì)量比影響植物的生長(zhǎng)。
　　(6)不同生長(zhǎng)型植物的內(nèi)穩(wěn)性存在差異，其大小基本表現(xiàn)為：?jiǎn)棠?草本>灌木。植物體內(nèi)元素計(jì)量比值的內(nèi)穩(wěn)性高于元素內(nèi)穩(wěn)性。
　　(7)該地區(qū)植物生長(zhǎng)發(fā)育主要受N限制。從植被型角度，僅針葉林和亞高山灌叢草甸為P限制型，其他植被型均為N限制型。從生長(zhǎng)型角度，喬木和灌木