何斌 李青 李望軍 鄒順 白曉龍 薛曉輝
摘要:分析不同林齡華山松葉片氮(N)和磷(P)再吸收特征及其與葉片、土壤養(yǎng)分指標(biāo)的關(guān)系,探討華山松生長過程對生境的適應(yīng)性及養(yǎng)分利用機制。以10、16、22、47年生華山松人工林為研究對象,測定0~20 cm土層土壤、新鮮葉和凋落葉的養(yǎng)分含量,計算并分析葉片N、P再吸收率及其與葉片、土壤養(yǎng)分含量和化學(xué)計量特征的關(guān)系。結(jié)果表明,不同林齡華山松鮮葉N、P含量差異顯著(P<0.05),隨林齡增加均呈先升高后降低趨勢;不同林齡華山松凋落葉N含量差異不顯著,P含量差異顯著(P<0.05),隨林齡的增加均未表現(xiàn)出明顯的規(guī)律性。不同林齡華山松新鮮葉 N ∶P 比差異不顯著(P<0.05),隨林齡增加呈先降低后增加趨勢。不同林齡華山松N、P的再吸收率存在顯著差異(P<0.05),N再吸收率明顯小于P再吸收率。N再吸收率與凋落葉N含量呈顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05),與土壤有機碳(SOC)呈極顯著負(fù)相關(guān)(P<0.01);P再吸收率與凋落葉P含量、土壤C ∶N和C ∶P呈顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05),與土壤速效磷含量呈顯著正相關(guān)(P<0.05),與土壤N ∶P呈極顯著負(fù)相關(guān)(P<0.01)。該地區(qū)華山松的生長受氮素限制更加嚴(yán)重。N、P再吸收率均低于全球尺度上陸地植物的養(yǎng)分重吸收率,但P再吸收效率相對較高,說明華山松養(yǎng)分再吸收率不僅與生境條件有關(guān),還與營養(yǎng)元素的獲取途徑有關(guān)。建議在喀斯特地區(qū)華山松人工林撫育管理時適當(dāng)施加氮肥,以促進華山松的生長發(fā)育。
關(guān)鍵詞:華山松;林齡;養(yǎng)分再吸收;養(yǎng)分含量;化學(xué)計量比
中圖分類號:S718.45文獻標(biāo)志碼:A
文章編號:1002-1302(2023)20-0137-07
植物養(yǎng)分再吸收(nutrient resorption)是指植物組織或器官在脫落之前將其部分營養(yǎng)成分轉(zhuǎn)移運輸?shù)狡渌L組織供其重復(fù)利用的過程[1]。該過程不僅可以延長養(yǎng)分在植物體內(nèi)的保留時間、提高養(yǎng)分利用效率、提供植物持續(xù)生長所需的大部分養(yǎng)分[2-3],是植物增強競爭力、提高生產(chǎn)力的重要策略之一[4-5];還可以降低植物對土壤養(yǎng)分的依賴、減緩生態(tài)系統(tǒng)養(yǎng)分損失[4,6],是植物對養(yǎng)分貧瘠環(huán)境的一種適應(yīng)進化機制[7-9]。養(yǎng)分再吸收是植物獲取養(yǎng)分的重要途徑之一,在很大程度上會影響植物的養(yǎng)分循環(huán)和林分生產(chǎn)力[9]。Drenovsky等認(rèn)為,在植物的眾多器官中,葉片作為光合作用的主要器官,在養(yǎng)分轉(zhuǎn)移、運輸和儲存中的貢獻最大[10]。Vergutz等認(rèn)為,全球植物N、P的再吸收率分別約為62.1%、64.9%[11]。因此,研究植物葉片養(yǎng)分再吸收特征有助于揭示植物對養(yǎng)分的利用能力和環(huán)境的適應(yīng)機制[12]。N、P作為植物生長發(fā)育所必需的營養(yǎng)元素,在植物生理代謝、養(yǎng)分循環(huán)和生態(tài)系統(tǒng)功能等發(fā)面起著重要作用[13]。植物葉片N、P的生態(tài)化學(xué)計量特征可揭示植物養(yǎng)分相對含量[14]和N、P限制格局以及再吸收能力[15],是研究植物養(yǎng)分限制和生態(tài)系統(tǒng)元素平衡的重要手段。有研究表明,植物的生態(tài)化學(xué)計量特征會受到生理過程需求、不同器官養(yǎng)分儲存和功能性分化差異的影響[16-17]。隨著林齡增加,森林生態(tài)系統(tǒng)的組成和內(nèi)部環(huán)境均會發(fā)生變化,導(dǎo)致養(yǎng)分分配格局的重組[18]。而養(yǎng)分再吸收與植物的養(yǎng)分需求和環(huán)境的養(yǎng)分供應(yīng)密切相關(guān)[19]。Gusewell等研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)植物生長受到某種元素限制時,該元素的再吸收率會相對較高[20-21]。Vitousek等的研究表明,葉片和凋落物的化學(xué)計量比會影響?zhàn)B分的再吸收效率[22]。然而,關(guān)于養(yǎng)分再吸收與植物葉片養(yǎng)分化學(xué)計量特征之間的關(guān)系尚無定論,潛在的響應(yīng)機制尚不清楚。目前,對于養(yǎng)分再吸收的研究主要集中在與植物生活型[23-24]、葉片壽命長短[25]、土壤養(yǎng)分含量[26-27]、群落演替[28]、不同種類[5,29-30]等關(guān)系方面,對不同林齡樹種養(yǎng)分再吸收效率的研究報道較少。因此,研究不同林齡植物葉片N、P再吸收規(guī)律及其與養(yǎng)分化學(xué)計量特征的關(guān)系,可以更好地闡釋人工林植被的養(yǎng)分利用機制及其環(huán)境適應(yīng)策略,對不同造林樹種制定有針對性、科學(xué)合理的管護措施具有重要意義。以貴州省為中心的中國西南喀斯特地區(qū)是全球喀斯特面積最大的集中分布區(qū),生態(tài)系統(tǒng)脆弱、土地貧瘠、土層薄且不連續(xù),石漠化現(xiàn)象嚴(yán)重[31]。改善喀斯特地區(qū)生態(tài)環(huán)境的根本途徑是恢復(fù)植被,而不同恢復(fù)階段生境的養(yǎng)分供應(yīng)能力和植物吸收利用養(yǎng)分的能力不同[32]。在喀斯特石漠化地區(qū)開展植物生態(tài)化學(xué)計量研究,有助于深入了解植物對貧瘠環(huán)境的生長適應(yīng)策略以及喀斯特生態(tài)系統(tǒng)的養(yǎng)分循環(huán)[33]。此前有學(xué)者對喀斯特森林生態(tài)系統(tǒng)的植物、凋落物、土壤和微生物系統(tǒng)C、N、P生態(tài)化學(xué)計量特征進行了大量研究,并指出不同植被類型群落可能受到N或P養(yǎng)分限制,然而面對養(yǎng)分限制條件,不同植物群落和生長階段樹種的養(yǎng)分再吸收特征仍然不夠明確。因此,本研究選取貴州省西北部典型的植被恢復(fù)樹種華山松,分析其不同林齡階段針葉N、P化學(xué)計量比及再吸收特征,闡明華山松生長過程中對養(yǎng)分限制環(huán)境的適應(yīng)性,以期為揭示喀斯特地區(qū)植物的養(yǎng)分循環(huán)、生態(tài)策略及環(huán)境適應(yīng)機制提供科學(xué)依據(jù)。
1 研究區(qū)概況與研究方法
1.1 研究區(qū)概況
研究區(qū)位于貴州省西北部的畢節(jié)市,地勢西高東低,山巒重疊,地貌形態(tài)多樣,有高原、山地、盆地、谷地、平壩、峰叢等,以沉積巖為主,占全市總面積的92.81%。海拔相對高差大,平均海拔1 600 m。屬亞熱帶高原季風(fēng)氣候,垂直氣候變化明顯,年平均溫度10~15 ℃,年日照時數(shù)1 096~1 769 h,降水量較充沛,年均降水量849~1 399 mm,無霜期 245~290 d。土壤主要為黃棕壤、石灰土和石質(zhì)土。20世紀(jì)60年代,該區(qū)域原有植被遭到嚴(yán)重破壞,之后通過人工造林,營造了大量的華山松(P. armandii)、云南松(P. yunnanensis)和杉木(Cunninghamia lanceolata)人工林。
1.2 樣地設(shè)置與取樣方法
2021年5月采用“空間替代時間”的方法,在研究區(qū)內(nèi)選擇地形地貌、坡度等立地條件相似的10、16、22、47年生華山松人工林作為固定監(jiān)測樣地,在每個林齡內(nèi)隨機設(shè)置3塊20 m×20 m的重復(fù)樣方,樣方間距100 m,共12塊。調(diào)查樣方內(nèi)華山松的樹高、胸徑、冠幅等指標(biāo),同時記錄樣地的基本信息(表1)。
2021年8月,在每個樣方內(nèi)選取5株標(biāo)準(zhǔn)木,從東、西、南、北4個方位用高枝剪在每株標(biāo)準(zhǔn)木樹冠的上部、中部、下部外側(cè)采集枝條,從每根枝條上摘取健康、完整的新鮮成熟針葉,采集50 g/株,同一樣方內(nèi)的針葉混合均勻后裝入牛皮紙袋,作為1個樣品帶回實驗室。新鮮針葉在90 ℃殺青30 min,65 ℃ 烘干至恒質(zhì)量,粉碎后過100目篩備用。同時,在每個樣方內(nèi)用土鉆在0~20 cm土層取樣,按“S”形設(shè)置5個采樣點,將5個土樣混合為1個土壤樣品裝入布袋帶回實驗室。挑除石礫和植物根系殘體后,將土壤樣品置于陰涼處自然風(fēng)干,用四分法取土、研磨、過100目篩網(wǎng),用于測定土壤養(yǎng)分含量(表2)。
2021年10月初,在每株標(biāo)準(zhǔn)林木下布設(shè)4個 1 m×1 m的凋落物收集框,收集新近自然脫落而未分解的枯落物,月底將收集的枯落物去除其他雜質(zhì),將凋落葉混合均勻作為1個樣品裝入牛皮紙袋,帶回實驗室。凋落葉在65 ℃烘干至恒質(zhì)量,粉碎后過100目篩備用。
1.3 樣品測定
針葉和土壤有機碳含量的測定采用重鉻酸鉀-外加熱法;針葉經(jīng)過H2SO4-H2O2加熱消煮后,全氮含量的測定采用凱氏定氮法,全磷含量的測定采用鉬銻抗比色法;土壤全氮含量的測定采用凱氏定氮法,速效氮含量的測定采用堿解擴散法,全磷和速效磷含量的測定采用H2SO4-HClO4-鉬銻抗比色法。
1.4 數(shù)據(jù)處理
參考Milla等的研究方法[34],植物葉片養(yǎng)分再吸收率計算公式為
NuRE=【1-(w1/w2)】×100%。
式中:NuRE表示葉片N或P的再吸收率;w1表示凋落葉N含量或P含量,g/kg;w2表示新鮮成熟葉N或P含量,g/kg。
應(yīng)用軟件SPSS 22.0中的單因素方差分析(one-way analysis of variance)和最小顯著性差異法(least significant difference,LSD)計算分析不同林齡間各指標(biāo)的差異;應(yīng)用Pearson分析法分析養(yǎng)分再吸收率與新鮮針葉、凋落葉和土壤中C、N、P生態(tài)化學(xué)計量特征之間的相關(guān)性關(guān)系。
2 結(jié)果與分析
2.1 不同林齡華山松鮮葉和凋落葉N、P生態(tài)化學(xué)計量特征
由圖1可知,不同林齡華山松新鮮葉N、P含量差異顯著(P<0.05),隨林齡增加均呈先升高后降低的趨勢;不同林齡華山松新鮮葉N ∶P差異不顯著(P<0.05),隨林齡增加呈先降低后增加趨勢。新鮮葉N含量為18.086~25.464 g/kg,方差分析結(jié)果表明,22年生林分顯著大于其他林分,47年生林分顯著小于16年生和10年生(P<0.05),表現(xiàn)為22年生>16年生>10年生>47年生;P含量為1.328~1.923 g/kg,方差分析結(jié)果表明,22年生林分顯著大于其他林分(P<0.05),表現(xiàn)為22年生>47年生>16年生>10年生;N ∶P為13.280~15.347,表現(xiàn)為10年生>16年生>47年生>22年生。
不同林齡華山松凋落葉N含量差異不顯著,P含量差異顯著(P<0.05),隨林齡的增加未表現(xiàn)出明顯的規(guī)律性;不同林齡華山松凋落葉N ∶P差異不顯著(P<0.05),隨林齡增加呈先降低后增加趨勢。凋落葉N含量為10.379~16.598 g/kg,表現(xiàn)為22年生>10年生>47年生>16年生;P含量為0.611~1.009 g/kg,方差分析結(jié)果表明,22年生林分顯著大于其他林分,10年生林分顯著大于16 年生(P<0.05),表現(xiàn)為22年生>10年生>47年生>16年生;N ∶P為11.603~19.121,表現(xiàn)為47年生>22年生>10年生>16年生。
2.2 不同林齡華山松針葉N、P再吸收率
由圖2可知,不同林齡華山松N、P的再吸收率存在顯著差異(P<0.05),N的再吸收率明顯小于P的再吸收率。N的再吸收率為27.065%~50.655%,方差分析結(jié)果表明,16年生林分顯著大于其他林分(P<0.05),表現(xiàn)為16年生>22年生>10年生>47年生,隨林齡增加呈先升高后降低的趨勢。 P的再吸收率為[JP+1]37.348%~55.482% 方差分析結(jié)果表明,16年生和47年生林分顯著大于10年生(P<0.05),表現(xiàn)為16年生>47年生>22年生>10年生,隨林齡的增加未表現(xiàn)出明顯的規(guī)律性。
2.3 N、P再吸收率與針葉和土壤C、N、P化學(xué)計量特征的關(guān)系
由表3可知,華山松針葉N、P再吸收率與新鮮葉片和凋落葉的TN、TP含量以及C ∶N ∶P化學(xué)計量比均有一定的相關(guān)性。N再吸收率除與凋落葉TN含量呈顯著負(fù)相關(guān)外(P<0.05),與新鮮葉片和凋落葉其指標(biāo)顯著性均不顯著(P<0.05);而P再吸收率除與凋落葉TP含量呈顯著負(fù)相關(guān)外(P<0.05),與新鮮葉片和凋落葉其他指標(biāo)均不顯著(P<0.05)。
由表4可知,華山松針葉N、P再吸收率與土壤養(yǎng)分和化學(xué)計量比存在一定的相關(guān)性。N再吸收率與土壤養(yǎng)分各指標(biāo)均呈負(fù)相關(guān)性,但只與土壤有機碳(SOC)含量呈極顯著負(fù)相關(guān)(P<0.01);P再吸收率與土壤N ∶P呈極顯著負(fù)相關(guān)(P<0.01),與土壤C ∶N和C ∶P呈顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05),與土壤速效磷含量呈顯著正相關(guān)(P<0.05),與土壤養(yǎng)分其他指標(biāo)相關(guān)性不顯著(P<0.05)。
3 討論
3.1 林齡對華山松針葉N、P生態(tài)化學(xué)計量特征的影響
葉片是植物代謝活動最活躍的器官,其養(yǎng)分含量和計量比能反映植物生長過程中的營養(yǎng)狀況[35],而植物營養(yǎng)狀況不僅受到多種環(huán)境因素(如土壤養(yǎng)分、水分供應(yīng)等)的綜合影響[36],還受到植物種類和生長階段的影響[37]。本研究不同林齡華山松新鮮葉片N、P含量存在顯著差異,隨林齡增加均呈先升高后降低的趨勢,22年生華山松針葉N、P含量最高。根據(jù)植物生長策略,植物在接近成熟之前處于生長旺盛期,具有較快的生長速率,需要更多的rRNA來滿足蛋白質(zhì)的合成,導(dǎo)致葉片中N含量升高[38],而rRNA又是植物的主要磷庫之一[18],故22年生華山松針葉N、P含量顯著大于10、16、47年生林分華山松針葉N、P含量。成熟林階段,林下枯落物和微生物相對豐富,能為植物提供充足的營養(yǎng)物質(zhì),根據(jù)自身的生長需求,華山松選擇性吸收各種養(yǎng)分,因代謝增強積累的較多光合產(chǎn)物使各種營養(yǎng)元素得到稀釋[39],導(dǎo)致47年生華山松針葉N、P含量的下降。
與新鮮葉片相比,不同林齡華山松凋落葉N、P含量明顯下降,這反映植物對N、P元素的再吸收特征。不同林齡華山松凋落葉N含量差異不顯著,P含量差異顯著,均表現(xiàn)為22年生>10年生>47年生>16年生。這與新鮮葉片中N、P含量達到最大的年齡一致,說明凋落葉N、P秉承了植物葉的特性;而16年生華山松凋落葉N、P含量最小,可能是由于植物對N、P的再吸收所致,16年生華山松對新鮮針葉N、P具有最高的再吸收率(圖2)。
葉片N ∶P常作為評價植物養(yǎng)分受限狀況的指標(biāo)[27]。Koerselman等認(rèn)為,葉片N ∶P<14受N限制,N ∶P>16受P限制,N ∶P在14~16之間受N、P共同限制[40-41]。本研究中的華山松N ∶P在13.280~15.347范圍內(nèi),僅10年生華山松針葉 N ∶P(15.347)>14,其他各林齡華山松針葉的 N ∶P 均小于14,說明研究區(qū)內(nèi)華山松生長受氮素限制較嚴(yán)重,這與皮發(fā)劍等在喀斯特地區(qū)森林的研究結(jié)果[32,42]一致。隨著林齡的增加,華山松新鮮葉片N ∶P先降低后增加,這可能與華山松為適應(yīng)土壤N、P可利用性變化而改變生長策略有關(guān)[43]。雖然不同林齡華山松針葉N、P含量有顯著差異,但是N ∶P差異不顯著、保持相對穩(wěn)定,說明華山松自身具有調(diào)節(jié)元素需求與養(yǎng)分吸收平衡的能力,進一步驗證了植物的內(nèi)穩(wěn)態(tài)維持機制[44]。除16年生林分外,華山松凋落葉N ∶P均高于新鮮葉,這是因為P的再吸收率高于N的再吸收率。趙其國等認(rèn)為,凋落葉N ∶P影響凋落物分解和養(yǎng)分歸還速率,N ∶P越低,凋落物分解越快[45]。隨著林齡的增加,華山松凋落葉 N ∶P 先降低后增加,但是差異不顯著,可能是因為華山松近熟林和成熟林通過降低凋落葉的N ∶P加速凋落物的分解,補充土壤中的養(yǎng)分來滿足植物的生長所需。
3.2 林齡對華山松針葉N、P再吸收率的影響
隨著植物的生長發(fā)育,植物對養(yǎng)分的需求、敏感程度和吸收能力會發(fā)生變化,進而導(dǎo)致養(yǎng)分再吸收率表現(xiàn)出不同的規(guī)律[4]。本研究隨林齡的增加,華山松針葉N再吸收率先升高后降低(圖2),與李榮華等對不同林齡馬尾松的研究結(jié)果[46]一致,這可能與樹木的生長規(guī)律有關(guān)。盡管華山松針葉P再吸收率隨林齡的增加未表現(xiàn)出明顯的變化趨勢,但是P的再吸收率仍然在22年生達到最大,這與N的再吸收率一致。這是因為22年生華山松生長旺盛,養(yǎng)分需求量大,促進了N、P的再吸收。不同林齡華山松針葉中N、P的再吸收率分別為27.065%~50.655%、37.348%~55.482%,均低于全球陸生植物葉片N、P的再吸收率62.10%、64.90%[11],可能與樹種間的遺傳差異以及喀斯特地區(qū)特殊、復(fù)雜的立地條件有關(guān),同時本研究未考慮針葉凋落后的質(zhì)量損失也會導(dǎo)致計算結(jié)果偏低[11]。
Killingbeck認(rèn)為,當(dāng)枯落葉中N、P含量分別小于7、0.5 g/kg時,植物對N、P完全再吸收;當(dāng)枯落葉中N、P含量分別大于10、0.8 g/kg時,植物對N、P再吸收程度較低,為不完全吸收,養(yǎng)分含量越低,植物再吸收程度越高[47]。本研究不同林齡華山松凋落葉N含量為10.379~16.598 g/kg,P含量為0.611~1.009 g/kg,華山松針葉的N、P含量均表現(xiàn)為不完全吸收,表明華山松養(yǎng)分轉(zhuǎn)移較差。但是華山松凋落葉中P含量更低,說明華山松對P再吸收較多。盡管華山松生長更大程度上受N限制,但是P再吸收率高于N再吸收率,與Han等提出的“相對再吸收假說”相矛盾[48]。這可能是由于高等植物的養(yǎng)分再吸收機制非常復(fù)雜,不僅與物種的養(yǎng)分需求和植物對養(yǎng)分組分的權(quán)衡有關(guān)[49],還可能會受到庫容大?。?0]、葉片脫落機制[51]、韌皮部轉(zhuǎn)運率[52]等許多內(nèi)稟遺傳特性的影響,受養(yǎng)分限制時不一定必須通過提高對該養(yǎng)分的再吸收方式來適應(yīng)環(huán)境[53-54],還可以采取一些其他途徑來適應(yīng)環(huán)境。Wright等認(rèn)為,在養(yǎng)分貧瘠的環(huán)境中,植物主要通過延長葉片壽命和降低養(yǎng)分濃度來適應(yīng)養(yǎng)分限制,而不是依賴高的養(yǎng)分再吸收率[25]。
3.3 華山松葉片N、P再吸收率與葉片和土壤養(yǎng)分的關(guān)系
雖然養(yǎng)分再吸收是植物進化過程中形成的固有特性[47],但是Vergutz等認(rèn)為,植物養(yǎng)分再吸收較復(fù)雜,除受自身的遺傳特性影響外,還可能受到成熟葉片、凋落物和土壤養(yǎng)分單獨或共同的影響[11,45]。目前,有關(guān)養(yǎng)分再吸收與葉片養(yǎng)分含量關(guān)系的研究結(jié)論還不一致。孫書存等認(rèn)為,成熟葉養(yǎng)分濃度升高會促進養(yǎng)分的再吸收[55];Vergutz等認(rèn)為,成熟葉養(yǎng)分含量升高會降低N、P再吸收率[11]。而Aerts認(rèn)為,養(yǎng)分再吸收率與成熟葉片養(yǎng)分含量沒有顯著的相關(guān)性,與凋落葉養(yǎng)分含量呈顯著負(fù)相關(guān)[1]。本研究華山松N再吸收率與凋落葉N含量呈顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05),P再吸收率與凋落葉P含量呈顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05),說明當(dāng)養(yǎng)分不足時,華山松會通過提高成熟葉片養(yǎng)分的再吸收率和降低凋落葉中養(yǎng)分含量來減少養(yǎng)分損失,重新利用體內(nèi)的養(yǎng)分,這也是植物提高養(yǎng)分利用率的重要策略之一[56]。華山松N、P再吸收率與新鮮葉和凋落葉中C ∶N ∶P的化學(xué)計量比均不顯著,這與邱嶺軍等的研究結(jié)論[57-58]存在差異。這可能是由不同植物、立地環(huán)境條件的影響和研究方法的差異造成的[59]。
Tang等認(rèn)為,養(yǎng)分再吸收作為植物應(yīng)對環(huán)境養(yǎng)分脅迫的一種策略,會受到環(huán)境養(yǎng)分供應(yīng)的影響[60]。Achat等認(rèn)為,隨著土壤養(yǎng)分含量的增加養(yǎng)分再吸收率會降低[61]。但本研究發(fā)現(xiàn)華山松P再吸收率與土壤速效磷含量呈顯著正相關(guān),這與龍靖等對西沙熱帶珊瑚島喬木植物養(yǎng)分再吸收特征研究的結(jié)果[62]類似。這可能與土壤速效磷的利用策略會影響華山松針葉中磷的供應(yīng),從而影響凋落葉中P的再吸收策略有關(guān)。華山松P再吸收與土壤 C ∶N ∶P 化學(xué)計量比呈顯著負(fù)相關(guān),比土壤養(yǎng)分對P再吸收率的影響更大,可能是由于化學(xué)計量比能更好地反映土壤養(yǎng)分的相對含量,土壤化學(xué)計量特征的變化能直接或間接驅(qū)動植物葉片養(yǎng)分的再吸收策略。
4 結(jié)論
不同林齡華山松新鮮葉片和凋落葉N、P含量存在顯著差異,均在22年生林分達到最大值。隨著林齡增加,新鮮葉N、P含量表現(xiàn)為先上升后降低,凋落葉則未表現(xiàn)出明顯的規(guī)律性。華山松針葉的 N ∶P 在不同林齡間差異不顯著,且均小于14年生(10年生除外),可見該地區(qū)華山松的生長受氮素限制更嚴(yán)重。因此,在喀斯特地區(qū)華山松人工林撫育管理時,應(yīng)適當(dāng)施加氮肥促進華山松的生長發(fā)育,提高其生產(chǎn)力。不同林齡華山松針葉N、P再吸收率均低于全球尺度上陸地植物的再吸收率,但P再吸收效率相對較高,表明華山松葉片養(yǎng)分再吸收率不僅與生境條件有關(guān),還與營養(yǎng)元素的獲取途徑有關(guān)。此外,N、P再吸收率與新鮮葉片中N、P含量相關(guān)性不顯著,與凋落葉中N、P含量呈顯著負(fù)相關(guān),說明凋落葉中養(yǎng)分含量越低,養(yǎng)分再吸收率越高,可見華山松是通過降低凋落葉中的養(yǎng)分含量來適應(yīng)喀斯特地區(qū)貧瘠的土壤條件的。本研究僅從葉片養(yǎng)分再吸收特征及其與葉片和土壤養(yǎng)分關(guān)系的角度進行分析,在將來的研究中還要從植物生理學(xué)方面深入探究,進一步揭示養(yǎng)分再吸收的內(nèi)在機理。
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收稿日期:2023-02-01
基金項目:貴州省科技計劃(編號:黔科合基礎(chǔ)-ZK[2021]一般231);貴州省教育廳青年科技人才成長項目(編號:黔教合KY字[2022]120、黔教合KY字[2022]123);貴州省畢節(jié)市科學(xué)技術(shù)項目(編號:畢科合重大專項字[2021]1號);貴州省典型高原濕地生態(tài)保護與修復(fù)重點實驗室開放基金項目(編號:畢科聯(lián)合字貴工程[2021]8號)。
作者簡介:何 斌(1980—),男,山西朔州人,博士,教授,從事森林生態(tài)學(xué)和植物生理生態(tài)學(xué)研究。E-mail:hebin23kewen@163.com。