三峡库区消落带狗牙根及土壤生态化学计量特征的空间分异及相关性

摘要

[目的]狗牙根(Cynodon dactylon)是当前三峡库区消落带植物群落的建群种，为研究狗牙根与土壤生态化学计量特征的空间分异格局及关联关系，认识消落带养分循环及物种适应特征。[方法]通过对三峡消落带(巴南-秭归段)16个断面分布的狗牙根及其覆盖区的土壤进行野外采样，分析植物各器官(根、茎、叶)及土壤中碳、氮、磷质量分数，探究狗牙根及其实生土壤生态化学计量特征的空间分异规律及相互关系。[结果]1)消落带土壤具有明显的“贫氮富磷”特征，且养分质量分数及其计量比具有强烈的空间分异，土壤有机碳、全氮、全磷、碳氮比、碳磷比等自上游向下游呈升高趋势，而氮磷比(N/P)相对稳定；2)从库区上游至下游，狗牙根各器官C质量分数均呈降低趋势，而N、P质量分数自上游至下游则呈明显增加趋势，与下游消落区沉积增强导致的土壤养分供应水平提高有关；其中，叶片N质量分数表现出一定的空间稳定性，土壤贫N条件下狗牙根具有高效的N吸收效率并优先保障其叶片N需求的能力；3)狗牙根各器官化学计量比空间分异总体较弱，但根、茎的C/N、C/P的变异性强于叶片，表明狗牙根形成优先维持叶片生理功能稳定的适生策略；4)狗牙根与土壤的养分质量分数具有显著相关性，土壤N供应水平是制约狗牙根养分质量分数变化的关键因素；然而，二者的化学计量比相关性不显著，表明水淹和植物内稳性共同调节下，狗牙根与实生土壤间并未形成相对一致的化学计量特征；5)内稳性指数表明，消落带狗牙根内稳性总体较好，但上游向下游趋于减弱。[结论]在水淹格局变化背景下，狗牙根及土壤养分质量分数特征均呈明显的空间分异及协同关联，土壤养分的空间演化对狗牙根生态化学计量特征有重要影响；狗牙根化学计量比空间分异相对较弱，能够通过调节自身养分需求策略提高其对变异性的消落带土壤的适生能力；狗牙根与土壤化学计量比间的互馈关系在周期性水淹胁迫下可能尚未稳定。

关键词

三峡库区 / 消落带 / 狗牙根 / 生态化学计量 / 空间分异

基金资助

重庆市教委科技项目(KJQN202200536,KJQN202203222);; 国家自然科学基金项目(41807321);; 重庆市自然科学基金项目(2022NSCQ-MSX2598)