海南东寨港红树林植物细根功能性状对不同潮位沉积物养分变化的响应 植物生态学报    2025, 49 (4): 552-561.   DOI: 10.17521/cjpe.2024.0307

表1 东寨港不同潮位下2种红树植物根系功能性状和生态化学计量特征(平均值±标准误)

正文中引用本图/表的段落

从表1看出, 海莲根系OC含量、SRL均表现为低潮位最高, 中潮位和高潮位无显著差异; TN含量表现为中潮位最低, 低潮位和高潮位无显著差异; TP、C:P、N:P、RTD在高中低3个潮位间均无显著差异; C:N、SRA表现为低潮位和中潮位无显著差异, 但低潮位显著大于高潮位。无瓣海桑根系OC含量表现为低潮位显著大于中潮位, 中潮位和高潮位无显著差异; TN含量表现为低潮位>高潮位>中潮位; TP含量、C:N、C:P、N:P、RTD在高中低3个潮位间均无显著差异。SRL表现为低潮位和中潮位无显著差异, 但均显著大于高潮位; SRA表现为低潮位和中潮位无显著差异, 但低潮位显著大于高潮位。无瓣海桑在3个潮位下的OC、TN含量均大于海莲; 中潮位的SRL显著大于海莲, 低潮位和高潮位无显著差异。

海莲根系过氧化物酶活性表现为低潮位>中潮位>高潮位; 无瓣海桑根系过氧化物酶活性表现为低潮位和中潮位无显著差异, 但均显著大于高潮位; 海莲在中潮位和高潮位的根系过氧化物酶活性显著小于无瓣海桑, 在低潮位无显著差异(图1A)。海莲根际沉积物脲酶活性表现为低潮位和中潮位无显著差异, 但均显著大于高潮位; 无瓣海桑根际沉积物脲酶活性在低潮位和中潮位无显著差异, 但均显著大于高潮位; 海莲和无瓣海桑根际沉积物脲酶活性在低、中、高3个潮位间无显著差异(图1B)。海莲根际沉积物酸性磷酸酶活性表现为低潮位>中潮位>高潮位; 无瓣海桑中潮位和低潮位的根际沉积物酸性磷酸酶活性无显著差异, 但均显著大于高潮位。海莲中潮位根际沉积物酸性磷酸酶活性显著小于无瓣海桑, 低潮位和高潮位与无瓣海桑无显著差异(图1C)。

研究表明, 比根长、比根表面积、根组织密度或养分浓度高的植物物种相对生长速度更快(Wahl & Ryser, 2000), 为了提高养分吸收效率, 代谢需求高的植物, 可能会增加根尖数量, 以提高对土壤养分的吸收。在本研究中, 海莲和无瓣海桑的细根功能性状存在显著差异, 且无瓣海桑细根的功能性状和细根C、N、P浓度均高于海莲(表1)。这一趋势表明, 植物细根功能性状的差异与物种有关(Valverde Barrantes et al., 2015)。这与Freschet等(2017)的研究结果一致, 即植物功能类型可以驱动细根性状的变化。由此得出不同潮位下, 无瓣海桑比海莲代谢需求更高且养分吸收效率更大。

C、N、P的比值是判断生态系统营养限制的重要依据(Koerselman et al., 1996), 陈蓉等(2023)对马尾松(Pinus massoniana)和杉木(Cunninghamia lanceolata)人工林以及陈晓萍等(2018)对武夷山不同海拔黄山松(Pinus taiwanensis)的研究表明, 该判断依据同样适用于根系。本研究中各潮位下海莲和无瓣海桑根系的N:P均小于14 (表1), 因此说明在海南东寨港红树林自然保护区内, N是影响两物种生长的主要因子, 这与陈亮等(2019)对三亚铁炉港和周元慧等(2020)对广西北仑河口的研究结果相吻合。植物器官中N与P含量的正相关以及C含量与N、P含量的负相关关系是高等陆生植物C、N、P化学计量关系的普遍规律, 体现了植物在固C过程中的N、P利用策略。本研究中, 海莲和无瓣海桑根系C:P随潮位变化存在一定的趋势, 且符合上述规律, 而根系C:N、N:P随潮位变化也呈现出一定的趋势, 但与上述规律不符(图4)。这表明在不同淹水梯度下, 红树植物在固C过程中对养分利用效率的权衡策略不同。高潮位下, 两物种对养分的吸收与陆生植物相似, 对于淹水较多的低潮位而言, 两种红树植物则选择发展出不同的养分利用策略来适应环境。低潮位充足的水分有利于植物光合, 促使植物叶片分配更多的N促进根系生长(Song et al., 2016), 因此C:N的促进效应会随着土壤水分的增加而增加(图4)。同时沉积物含水量的增加对速效氮和速效磷溶解的促进作用, 会使长期遭受海水浸淹的低潮位根系养分浓度升高(表1) (Gargallo-Garriga et al., 2015)。

本文的其它图/表

• 表2 不同潮位下2种红树植物根际沉积物生态化学计量特征(平均值±标准误)
  
• 图1 不同潮位下2种红树植物根系过氧化物酶和沉积物脲酶、酸性磷酸酶活性(平均值±标准误)。A, 根系过氧化物酶活性。B, 沉积物脲酶活性。C, 沉积物酸性磷酸酶活性。HL, 海莲; HS, 无瓣海桑。H, 高潮位; M, 中潮位; L, 低潮位。不同小写字母表示根系过氧化物酶、根际沉积物脲酶和酸性磷酸酶活性在不同潮位和不同物种间差异显著(p < 0.05)。
  
• 图2 东寨港红树林生态系统不同潮位下2种红树植物细根比根长、比根表面积、根组织密度与沉积物铵态氮、硝态氮、有效磷含量的关系。HL, 海莲; HS, 无瓣海桑。H, 高潮位; M, 中潮位; L, 低潮位。
  
• 图3 东寨港红树林生态系统不同潮位下2种红树植物细根比根长、比根表面积、根组织密度与根系氮含量的关系。HL, 海莲; HS, 无瓣海桑。H, 高潮位; M, 中潮位; L, 低潮位。
  
• 图4 东寨港红树林生态系统不同潮位下2种红树植物细根碳(C)、氮(N)、磷(P)含量之间的关系。HL, 海莲; HS, 无瓣海桑。H, 高潮位; M, 中潮位; L, 低潮位。