黑河下游植物碳氮化学计量特征及其影响因素

【目的】碳、氮元素对植物的生长发育至关重要,尤其是在极端干旱的内陆河流域,不同功能群植物对土壤水分和养分需求不同,往往表现出不同的化学计量特征。探寻黑河下游不同功能群植物的化学计量特征及对地下水变化的养分反应,对进一步了解全球气候变化背景下荒漠生态系统具有重要意义。【方法】在黑河下游,根据与河道的距离,共设置22个采样点,采用相关性分析、方差分解方法分别对不同功能群植物的碳氮化学计量特征及其与环境因子的关系进行研究。【结果】研究结果表明:黑河下游地区植物叶片和细根的碳元素含量平均值分别为408.53和16.30 mg/g;氮元素含量平均值分别为500.34和11.81 mg/g,碳氮比平均值分别为30.74和49.48。与全球和区域尺度研究相比,黑河下游植物具有较高的细根碳含量、较低的氮含量和较高的碳氮比。在不同地下水位梯度上,木本植物的碳含量、氮含量与碳氮比均与地下水深度显著相关,但草本植物与地下水不相关。黑河下游植物碳氮化学计量特征与土壤理化属性紧密相关。地下水和土壤含水量、土壤总氮共同解释了木本植物化学计量总变异的53%~75%;土壤pH值和土壤电导率共同解释了草本植物化学计量总变异的20%。【结论】面对极端干旱盐碱环境,水分是影响木本植物碳氮化学计量特征变化的关键因子,草本植物碳氮化学计量特征主要受土壤pH值和土壤电导率影响。