祁连山狼毒（Stellera chamaejasme）叶片生态化学计量特征对海拔的响应

doi:10.7522/j.issn.1000-694X.2021.00113

摘要/Abstract

摘要：

海拔是影响植物分布及生理生态适应性的主要地形因子。研究物种水平上叶片生态化学计量对海拔的响应，可揭示物种对环境变化的适应策略及环境变化对其的塑造作用。对祁连山中段不同海拔（2 400、2 600、2 800、3 000、3 200 m）狼毒（Stellera chamaejasme）叶片碳（LC）、氮（LN）、磷（LP）含量及其计量比进行了对比研究，结果显示：随海拔升高，狼毒LC含量呈先减后增、再减趋势，最大值为471.00 g·kg^-1（3 000 m）、最小值为410.73 g·kg^-1（3 200 m）。LN含量呈先减后增趋势，最大值和最小值分别为35.15 g·kg^-1（3 200 m）和29.83 g·kg^-1（2 600 m）。LP含量的变化趋势与LN的基本一致，最大值和最小值分别为1.73 g·kg^-1（3 200 m）和0.98 g·kg^-1（2 800 m）。LC∶LN呈先增后减趋势，而LC∶LP、LN∶LP呈先减后增、再减趋势；年平均气温、土壤有机碳与总氮含量之比及年平均降水量是影响狼毒叶片生态化学计量的主导因子；研究区狼毒生长主要受P元素限制。海拔主要通过调控水、热分配及影响土壤（主要是碳/氮），进而对狼毒叶片生态化学计量产生影响，而狼毒则主要通过调整其叶片内在生理性状以适应海拔的变化。

关键词: 狼毒（Stellera chamaejasme）, 海拔, 叶片, 生态化学计量, 祁连山

Abstract:

Altitude is the main topographic factor affecting the distribution of plants and their physiological and ecological adaptability. Studying the response of leaf ecological stoichiometry to altitude at the species level can reveal the adaptation strategies of this species to the environment and the effect of shaping environment. Through a comparative study of the leaf carbon （LC） content， nitrogen （LN） content， phosphorus （LP） content， as well as their ratio of Stellera chamaejasme at different altitudes （2 400， 2 600， 2 800， 3 000 and 3 200 m） in the middle part of Qilian mountains， it was found that with the increase of altitude， LC content of S. chamaejasme first decreased， then increased， and then decreased again， with the maximum value being 471.00 g·kg^-1 （3 000 m） and the minimum value being 410.73 g·kg^-1 （3 200 m）. The LN content decreased first and then increased with the increase of altitude， and the maximum and minimum were 35.15 g·kg^-1 （3 200 m） and 29.83 g·kg^-1 （2 600 m）， respectively. The change trend of LP was generally consistent with that of LN， and the maximum and minimum of LP content were 1.73 g·kg^-1 （3 200 m） and 0.98 g·kg^-1 （2 800 m）， respectively. LC∶LN first increased and then decreased， LC∶LP and LN∶LP first decreased then increased and then decreased again. Annual average temperature， annual precipitation and the ratio of soil organic carbon to total nitrogen were the main factors affecting the variation of leaf ecological stoichiometry of S. chamaejasme. The results suggested that altitude affected leaf ecological stoichiometry of S. chamaejasme mainly by changing the distribution of water， heat and soil （soil C∶N）. In the meanwhile， S. chamaejasme adapted to elevation changes by adjusting leaf physiological structure.

Key words: Stellera chamaejasme, altitude, leaf, ecological stoichiometry, Qilian Mountains

中图分类号:

Q948.1

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图/表 6

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指标	海拔/m					F	P	df
指标	2 400	2 600	2 800	3 000	3 200	F	P	df
SOC/（g·kg^-1）	13.64±0.40^c	29.67±1.40^b	15.08±0.55^c	15.23±0.63^c	35.60±2.45^a	36.01	0.0000	4
STN/（g·kg^-1）	1.67±0.24^c	2.74±0.96^b	1.62±0.34^c	1.73±0.55^c	3.48±0.97^a	38.00	0.0000	4
STP/（g·kg^-1）	0.50±0.02^b	0.55±0.01^a	0.44±0.02^c	0.37±0.01^d	0.53±0.02^ab	31.05	0.0000	4
SOC:STN	8.21±0.13^d	10.33±0.22^a	9.40±0.18^bc	9.02±0.25^cd	10.08±0.25^ab	10.05	0.0000	4
SOC:STP	28.09±1.32^c	53.59±2.43^b	35.48±1.77^cd	41.94±1.69^d	67.50±3.83^a	20.02	0.0000	4
STN:STP	3.43±0.17^c	4.96±0.15^b	3.77±0.17^c	4.71±0.18^b	6.70±0.34^a	21.57	0.0000	4
LONG	100°21′55″	100°17′15″	100°14′28″	100°14′26″	100°22′35″	—	—	—
LAT	38°37′05″	38°33′43″	38°33′09″	38°33′22″	38°38′15″	—	—	—
MAT/℃	2.11	1.02	-0.07	-1.17	-2.28	—	—	—
MAP/mm	307.08	334.37	358.55	382.25	401.77	—	—	—

指标	海拔/m					F	P	df
指标	2 400	2 600	2 800	3 000	3 200	F	P	df
SOC/（g·kg^-1）	13.64±0.40^c	29.67±1.40^b	15.08±0.55^c	15.23±0.63^c	35.60±2.45^a	36.01	0.0000	4
STN/（g·kg^-1）	1.67±0.24^c	2.74±0.96^b	1.62±0.34^c	1.73±0.55^c	3.48±0.97^a	38.00	0.0000	4
STP/（g·kg^-1）	0.50±0.02^b	0.55±0.01^a	0.44±0.02^c	0.37±0.01^d	0.53±0.02^ab	31.05	0.0000	4
SOC:STN	8.21±0.13^d	10.33±0.22^a	9.40±0.18^bc	9.02±0.25^cd	10.08±0.25^ab	10.05	0.0000	4
SOC:STP	28.09±1.32^c	53.59±2.43^b	35.48±1.77^cd	41.94±1.69^d	67.50±3.83^a	20.02	0.0000	4
STN:STP	3.43±0.17^c	4.96±0.15^b	3.77±0.17^c	4.71±0.18^b	6.70±0.34^a	21.57	0.0000	4
LONG	100°21′55″	100°17′15″	100°14′28″	100°14′26″	100°22′35″	—	—	—
LAT	38°37′05″	38°33′43″	38°33′09″	38°33′22″	38°38′15″	—	—	—
MAT/℃	2.11	1.02	-0.07	-1.17	-2.28	—	—	—
MAP/mm	307.08	334.37	358.55	382.25	401.77	—	—	—

叶片化学计量	F	P	df
LC	13.17	0.000	4
LN	167.44	0.000	4
LP	9.10	0.000	4
LC∶LN	68.58	0.000	4
LC∶LP	9.83	0.000	4
LN∶LP	4.71	0.002	4

叶片化学计量	F	P	df
LC	13.17	0.000	4
LN	167.44	0.000	4
LP	9.10	0.000	4
LC∶LN	68.58	0.000	4
LC∶LP	9.83	0.000	4
LN∶LP	4.71	0.002	4

环境因子	轴1	轴2	R2	P^*	解释度/%	F	P^**
SOC	0.491	-0.871	0.09	0.008	1.5	2.5	0.141
STN	-0.269	-0.963	0.05	0.069	1.7	3.1	0.108
STP	0.994	-0.107	0.08	0.009	0.5	0.9	0.511
SOC∶STN	0.77	-0.638	0.25	0.001	7.9	12.4	0.006
SOC∶STP	-0.213	-0.977	0.09	0.005	1.5	2.8	0.099
STN∶STP	-0.881	-0.474	0.12	0.001	0.2	0.4	0.910
MAT/℃	0.984	0.176	0.57	0.001	27.2	38.5	0.006
MAP/mm	-0.987	0.176	0.57	0.001	5.6	9.5	0.006
pH值	-0.421	0.907	0.04	0.092	0.7	1.2	0.474