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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

李梦琦, 苗灵凤, 李大东, 龙奕帆, 叶冰冰, 杨帆

植物生态学报 2025, 49 (4): 552-561. DOI: 10.17521/cjpe.2024.0307

摘要（141）

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不同程度潮汐水淹会对红树林沉积物养分及其化学计量特征产生显著影响, 而植物细根功能性状则是应对养分变化的重要策略。然而, 人们对不同潮位下红树林沉积物养分变化与细根功能性状的相关研究缺乏深入认识, 且目前从细根功能性状尺度探究外来与本土红树植物的养分获取策略的研究相对较少。为进一步确定红树林植物细根功能性状对根际沉积物养分变化的响应, 探究其资源利用策略, 该研究以本土物种海莲(Bruguiera sexangula)和外来物种无瓣海桑(Sonneratia apetala)为对象, 基于不同潮位进行细根与根际沉积物取样, 分析不同潮位下两种红树植物细根功能性状与根际沉积物部分养分含量及酶活性的关系。结果表明: 1)外来物种无瓣海桑比本土物种海莲养分获取需求更高, 代谢能力更强, 且两树种均受到一定程度的氮(N)限制。2)在一定范围内, 沉积物N、磷(P)转化速率随着水淹程度升高而显著加快, 沉积物铵态氮(NH₄⁺-N)、硝态氮(NO₃^--N)、有效磷(AP)含量随着水淹时间增加而增加。3)两物种细根的比根长与沉积物中NO₃^--N含量显著正相关, 说明沉积物养分有效性的增加对红树植物根系的伸长具有重要促进作用。

物种/潮位 Species/intertidal elevation	SWC (%)	NH₄⁺-N (mg·kg^-1)	NO₃^--N (mg·kg^-1)	AP (mg·kg⁻¹)
海莲/低 Bruguiera sexangular/L	0.56 ± 0.01^a	0.95 ± 0.01^c	1.10 ± 0.19^b	27.68 ± 2.68^a
海莲/中 Bruguiera sexangular/M	0.48 ± 0.03^b	1.05 ± 0.01^b	0.62 ± 0.03^c	17.74 ± 5.51^a
海莲/高 Bruguiera sexangular/H	0.37 ± 0.00^c	0.76 ± 0.02^e	0.45 ± 0.11^d	26.71 ± 12.06^a
无瓣海桑/低 Sonneratia apetala/L	0.56 ± 0.01^a	0.85 ± 0.02^d	1.61 ± 0.13^a	33.21 ± 8.71^a
无瓣海桑/中 Sonneratia apetala/M	0.48 ± 0.03^b	1.23 ± 0.01^a	0.33 ± 0.05^d	24.82 ± 5.75^a
无瓣海桑/高 Sonneratia apetala/H	0.37 ± 0.00^c	0.67 ± 0.01^f	0.29 ± 0.10^d	16.65 ± 5.11^a

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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)

正文中引用本图/表的段落

细根功能性状参考黄爱梅(2023)的方法, 利用EPSON v370扫描仪对新鲜细根进行扫描, 用WinRHIZO根系分析系统(Regent Instruments, Quebec, Canada)测定细根的长度、表面积、体积。根系扫描结束后, 将其放置在75 ℃烘箱中烘干至恒质量, 然后用电子天平(精度0.01 g)称其干质量。并计算比根长(SRL, cm·g-1)、比根表面积(SRA, cm2·g-1)、根组织密度(RTD, g·cm-3), 细根干质量(RMd, g), 具体计算公式如下:

式中, RL表示细根长度(cm), RA表示细根表面积(cm2), RV表示细根体积(cm3)。将烘干后的细根粉碎并过100目筛, 细根有机碳(OC)含量用重铬酸钾氧化还原滴定法, 全磷(TP)含量使用钼锑抗比色法, 全氮(TN)含量使用自动氮分析仪(K9860, 海能技术, 济南)检测。

海莲根际沉积物含水量表现为低潮位>中潮位>高潮位; NH₄+-N含量表现为中潮位>低潮位>高潮位; NO₃--N含量表现为低潮位>中潮位>高潮位; AP含量在不同潮位间无显著差异。无瓣海桑根际沉积物含水量表现为低潮位>中潮位>高潮位; NH₄+-N含量表现为中潮位>低潮位>高潮位; NO₃--N含量在中潮位和高潮位无显著差异，但均显著小于低潮位; AP含量在不同潮位间无显著性差异。海莲低、中、高三个潮位的含水率和无瓣海桑低、中、高三个潮位的含水率无显著差异; 海莲低潮位和高潮位的NH₄+-N含量显著大于无瓣海桑, 在中潮位小于无瓣海桑; 海莲低潮位和中潮位NO₃--N含量显著大于无瓣海桑, 高潮位无显著差异; 海莲和无瓣海桑AP含量在3个潮位间均无显著差异(表2)。

海莲和无瓣海桑的比根长和沉积物的硝态氮含量随潮位变化呈显著正相关关系(图2A); 无瓣海桑的比根长和沉积物的有效磷含量随潮位变化呈显著正相关关系(图2C)。海莲和无瓣海桑的比根表面积、根组织密度和沉积物的硝态氮、铵态氮、有效磷含量随潮位变化存在一定的趋势, 但未观察到显著相关性(图2)。

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