青藏高原中东部四种常见植物叶片生态化学计量特征对海拔的响应

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叶片化学计量可反映植物对环境的适应策略和互馈关系。由于水、营养和能量平衡的时空差异,叶片化学计量学的变化(例如:C(有机碳)、N(全氮)和P(全磷)及叶片C/N、C/P和N/P的变化)与海拔之间具有复杂的相关关系。深入了解植物叶片化学计量在不同生长条件下的变化状况,有助于了解它们在区域和全球变化下的潜在生存战略,从而能够采取适当的措施来维持生物多样性和粮食安全。通过对青藏高原中东部不同海拔(2100-5200 m)的冰草(Agropyron cristatum)、火绒草(Leontopodium leontopodioides)、棘豆(Oxytropis microphylla)、二裂委陵菜(Potentilla bifurca)叶片C、N、P含量及其计量比的首次研究,对其生态适应性和限制元素进行了初步探讨,结果表明:(1)冰草叶片C、N、P平均含量分别为410.15 g·kg-1、23.19 g·kg-1、0.96 g·kg-1;C/N、C/P、N/P的均值分别为16.93、429.26、26.02。随海拔升高,叶片C、P含量呈先降后升趋势,叶片N含量呈先升后降趋势。C/N呈先降后升再降趋势;C/P呈先增后降趋势,但在各海拔段无差异;N/P呈先增后降趋势。变异系数分别为:6%、18%、16%;16%、17%、23%。C含量与N、P、C/N、C/P、N/P不相关;叶片N含量与P、C/P、N/P不相关,与C/N显著负相关;叶片P含量与C/N不相关,与C/P、N/P显著负相关;C/N与C/P不相关,与N/P显著负相关;C/P与N/P显著正相关。冰草生长主要受P限制。(2)火绒草叶片C、N、P平均含量分别为407.83 g·kg-1、23.14 g·kg-1、1.09g·kg-1;C/N、C/P、N/P的均值分别为17.88、416.69、23.38。随海拔升高,叶片C含量呈先降后升再降趋势,叶片N、P含量先升后降。C/P先降后升,但叶片C/P和P含量在各海拔段均无差异;C/N呈上升趋势;N/P呈下降趋势。变异系数分别为:11%、13%、28%;19%、48%、45%。C含量与N、P、N/P不相关,与C/N、C/P显著正相关;叶片N含量与P含量呈显著正相关,与C/N呈显著负相关,与C/P、N/P不相关;叶片P含量与C/N不相关,与C/P、N/P显著负相关;C/N与C/P、N/P不相关;C/P与N/P呈显著正相关。火绒草生长主要受P限制。(3)棘豆叶片C、N、P平均含量分别为378.20 g·kg-1、34.89 g·kg-1、1.16 g·kg-1;C/N、C/P、N/P的均值分别为10.96、361.17、33.18。随海拔升高,C含量呈先升后降趋势,N、P含量呈先降后升趋势。C/N呈先降后升趋势,C/P、N/P呈先升后降趋势。其中,P含量和N/P在各海拔段均无差异。变异系数分别为:9%、11%、30%;15%、38%、36%。C含量与N、P、C/P、N/P不相关,与C/N显著正相关;叶片N含量与P、C/P、N/P不相关,与C/N显著负相关;叶片P含量与C/N不相关,与C/P、N/P显著正相关;叶片C/N与C/P、N/P不相关;C/P和N/P显著正相关。棘豆生长主要受P限制。(4)二裂委陵菜叶片C、N、P平均含量分别为430.76 g·kg-1、23.53 g·kg-1、1.32 g·kg-1;C/N、C/P、N/P的均值分别为18.61、344.68、18.68。随海拔升高,C含量呈先升后降趋势,N、P含量呈下降趋势。C/N呈先升后降再升趋势,C/P呈先降后升趋势,N/P呈先降后升再降趋势,三者在各个海拔段均无差异。变异系数分为:6%、12%、24%;13%、28%、29%。C含量与N、P、C/N、C/P、N/P均不相关;叶片N含量与P、C/P、N/P均不相关,与C/N显著负相关;叶片P含量与C/N、C/P、N/P显著正相关;C/N与C/P、N/P不相关;C/P与N/P显著正相关。二裂委陵菜生长主要受P限制。上述结果表明青藏高原冰草、火绒草、棘豆、二裂委陵菜生长均受P限制。物种化学计量的种内变异,是由其所在的环境和物种特性共同决定的。
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