论文部分内容阅读
磷(P)素及其形态在很大程度上影响着植物群落的光合能力和生产力。植物P-吸收和循环机制具有的种属特性差异可能改变植物群落中P循环及其有效性。中亚热带地区是我国森林物种多样性水平较丰富但土壤有效P含量相对较低的区域之一。本研究探讨了P形态与多样性水平对4种中亚热带幼苗光合作用的响应,评价了植物间对P吸收利用可能存在的交互影响,产生对P吸收利用的互补效应。研究采用温室盆栽实验,无机P肥(无机P)、凋落物(有机P)、表层土(有机P)和底层土(无机P)分别代表4种P形态基质处理。将中亚热带地区常见的4个树种锥栗(Castanea henryi, Ch)、石栎(Lithocarpus glaber, Lg)、白栎(Quercus fabri,Qf)和枫香(Liquidambar formosana,Lf)按3个多样性水平组合,即1-单物种、2-物种组合、4-物种组合,共计12个组合。每个组合4次重复。所有组合于4月初种植在各基质处理中,幼苗从种子开始播植,并在为期7个月的生长季中使用无P营养液浇灌。采用Licor-6400光合作用系统测定幼苗叶片光合参数(叶片净光合速率ANet、光响应曲线)。光合作用观测于9月中旬开始。待当年生长季结束后,于11月上旬收获植物。每个盆栽内每种幼苗叶片混合成一袋,测定其叶片N、P浓度。主要的研究结果如下:(1)不同P形态对幼苗净光合速率有显著影响(p<0.001)。除枫香外,幼苗净光合速率总体上按大小排序为:表层土(4.90μmol·m-2s-1)>底层土(4.49μmol·m-2s-1)>凋落物(4.47Lmo1·m-2s-1)>无机P肥(3.99μmol·m-2s-1)。(2)不同P形态对幼苗光响应特征参数有显著影响(p<0.05)。4种幼苗的最大净光合速率(Amax)按大小排序为:表层土>底层土,凋落物>无机P肥;表观量子效率(Φ)及暗呼吸速率(Rday)除石栎变化不明显(p>0.05)外,其余3种幼苗在凋落物、表层土中均有不同程度的提高;凋落物、表层土处理提高了4种幼苗叶片光饱和点(LSP),同时降低了其光补偿点(LCP)。(3)多样性水平对幼苗净光合速率有显著影响(p<0.001)。随着多样性水平增加,叶片净光合速率显著增大,表现为:1-物种(4.09μmol·m-s-2)<2-物种(4.43μmol·m-2s-1)4-物种(4.59μmol·m-2s-1)。(4)不同P形态对幼苗叶P浓度有显著影响p<0.001)。叶P浓度总体表现为:无机P肥(1583.87mg·kg-1)>凋落物(579.52mg·kg-1)>表层土(374.14mg·kg-1)>底层土(367.57mg·kg-1)。(5)多样性水平对于幼苗叶P浓度的影响不显著(p=0.411)。总体上表现为:2-物种(704.41±42.31mg·kg-1)<1-物种(727.52±81.24mg·kg-1)<4-物种(751.74±56.57mg·kg-1)。(6)除表层土中未发现明显的P资源互补利用外,其余3种P基质形态下,在2-、4-物种组合中的幼苗可能存在P资源互补利用,且在凋落物中4-物种组合显著大于1-、2-物种组合(p<0.05)。这表明P素资源的互补利用与多样性水平有关,且在有机P形态中的互补效应可能更明显。